本发明涉及食用菌栽培设备技术领域，尤其涉及一种食用菌栽培基质袋固定装置。
背景技术
在食用菌栽培生产的过程中，代料栽培开始得到广泛的应用，代料栽培即使用塑料袋内装填食用菌的栽培基质后种入菌丝的方式进行栽培。相对传统的段木栽培具有减少生产周期、提高空间利用率、提高生物效率且易于采摘的优势。
目前现有的的袋装基质生产一般通过工人手动灌装的方式进行，食用菌生产的自动化进程还主要停留在基质混合、菌丝培育这些工序中，如公开号为cn204697571u所述的一种菌种基质自动装瓶装置只能应用于培育菌种菌丝是的玻璃培养瓶的灌装；如公告号为cn203261812u所述的食用菌培养料混合灌装生产线其公开的内容也只有基质混合输送的机械装置。故在栽培基质装袋的生产工序中自动化程度还比较低，手工灌装具有效率低的问题。
同时，手工灌装具有装填密度、状态不确定、难以控制的问题，在一些较难栽培的菌种种植时无法满足其需求的栽培环境稳定性。如绣球菌(sparassiscrispa)，该菌类是非褶孔菌目、绣球菌科、绣球菌属，又称绣球覃。绣球菌是一种珍稀名贵的食用菌，营养特别丰富，具有抗肿瘤、提高造血功能、提高免疫力等功效。但是其栽培对温度、湿度、酸碱度都有苛刻的要求，手动灌装无法满足这类菌类对栽培环境的需求。
尤其在栽培基质袋的装填基质过程中，通过手动打开袋口装填效率低下、容易发生浪费、装填效果不好。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种食用菌栽培基质袋固定装置，通过该固定装置，可以自动地实现自动化基质灌装过程中将栽培基质袋撑开固定以等待自动装料的工步，具有自动化程度高、工作效率高、不会造成后续装填工作的浪费、适应于稳定的自动化装填流水线等优点。
为实现发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种食用菌栽培基质袋固定装置，包括固袋组件和接送组件，所述固袋组件下方具有将栽培基质袋口撑开送至其下方的送袋组件，所述固袋组件包括基盘、通孔、定环、动环及第一动作器，所述通孔位于所述基盘表面，所述定环固接于所述通孔下端的孔周，所述动环为呈包围于所述定环外侧的开口环，所述动环的开口处安装有所述第一动作器；所述接送组件包括同轴设于所述通孔上方的接送轴，所述接送轴下端具有机械爪、上端具有驱动所述接送轴的第二动作器。
作为本发明的优选，所述接送轴下端设有一个气动活塞缸，所述气动活塞缸的活塞杆指向下方。
作为本发明的优选，所述机械爪包括若干个绕所述接送轴轴线周向设置的爪片，所述爪片包括一个基体，所述基体上端设有与所述接送轴可转固接的连接部，所述基体侧面设有与所述活塞杆铰接的受动部，所述基体下端设有爪头。
作为本发明的优选，所述爪头下端呈向下渐小的锥形，其上端远离所述接送轴的侧面呈渐小的弧形。
作为本发明的优选，所述爪头的表面具有摩擦层。
作为本发明的优选，所述第一动作器包括固接于所述定环侧面的致动器，所述致动器向下延伸有致动部，所述致动部可转位于所述动环的开口处。
作为本发明的优选，所述动环的开口两端设有向上的导向部，所述导向部安装于一个具有导向槽的导向片，所述导向片固接于所述定环。
作为本发明的优选，所述动环的开口处两端连接有复位件。
作为本发明的优选，所述定环壁面周向设有多个由下向上延伸的功能槽。
作为本发明的优选，所述通孔包括绕所述基盘轴线周向设置的多个。
本发明的有益效果在于：
1、通过机械爪的撑开、伸缩可高效、稳定地将送袋组件撑开的栽培基质袋向上套接在定环外侧，通过动环配合第一动作器可方便的实现将栽培基质袋在定环上的稳定安装便于后续灌装工步的进行；
2、爪片的形状和其摩擦层的设置可以提高其撑开带动栽培基质袋动作的效果，进一步提高生产效率；
3、第一动作器和动环的配合结构使得动环有效的环形套接在定环外侧，同时可受控的进行装夹动作，自动化程度高、装夹效果好；
4、功能槽可容纳机械爪动作的同时保持栽培基质袋内空气流通，便于固袋动作的进行和后续装填基质工序；
5、多个通孔可进一步提高生产效率，也可接入上下游工步提高自动化生产程度。
附图说明
图1为本发明的三维示意图；
图2为本发明动环开口处的放大示意图；
图3为本发明机械爪处的纵向截面示意图；
图中各项分别为：1基盘，11通孔，12定环，121功能槽，2动环，21导向部，22复位件，3第一动作器，31致动器，32致动部，33导向片，331导向槽，4接送轴，41第二动作器，5机械爪，51气动活塞缸，511活塞杆，52爪片，521基体，522连接部，523受动部，524爪头，525摩擦层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细描述：
如图1、2所示的一种食用菌栽培基质袋固定装置，其可应用于食用菌栽培基质的灌装生产线中，用于将栽培基质袋撑开、固定以便进入下一步的装料工序中，包括固袋组件和接送组件，固袋组件下方具有将栽培基质袋口撑开送至其下方的送袋组件，送袋组件通过机械手或对置的吸盘等动作机械将栽培基质袋的袋口打开并将其袋口由下向上朝向固袋组件。固袋组件包括一个可转动的基盘1以及基盘1上的通孔11、定环12、动环2及第一动作器3，通孔11机加工贯通开设于基盘1表面，其轴线与基盘1的轴线平行；定环12为一个焊接于通孔11下端孔周的圆柱薄壁环，动环2为一个呈包围状态围绕于定环12外侧的铁质开口环，动环2的开口处安装有第一动作器3。接送组件包括同轴设于通孔11上方的接送轴4，接送轴4下端具有可开合的机械爪5、上端具有驱动接送轴4的第二动作器41。接送轴4和合拢状态的机械爪5在竖直投影方向上面积小于通孔11，从而可实现穿过通孔11的直线运动，第二动作器41为一个双向的气缸，其活塞杆与接送轴4焊接成一个整体从而驱动接送轴4。固袋组件、接送组件、送袋组件都固接于一个整体的支架上（图中未示出）。
如图3所示，本实施例中，接送轴4下端通过螺栓固定有一个双向的气动活塞缸51，气动活塞缸51的活塞杆511指向下方。
如图1、3所示，本实施例中，机械爪5包括六个绕接送轴4轴线周向等距设置的薄板爪片52以实现对栽培基质袋的圆周撑开，爪片52包括一个基体521，基体521上端设有与接送轴4铰接的连接部522，基体521侧面设有与活塞杆511铰接的受动部523，受动部523同时在另一端与集体521铰接，基体521下端一体延伸有爪头524。气动活塞缸51的供气管路通过扎带或同类的固定装置连接在接送轴4上随动并通过远端的可控气泵供气工作，从而避免供气管路与固袋组件发生导致损伤或运动干涉的接触。
在工作时，第二动作器41向下驱动将接送轴4下推，使得接送轴4穿过通孔11并最终使得机械爪5伸入送袋组件向上打开的袋口中。此后，气动活塞缸51向下驱动，其活塞杆511下移，此时活塞杆511带动受动部523下降，形成绕相对静止的连接部522的转动打开动作，该动作的形式近似于直柄雨伞的打开动作，即实现机械爪5的打开，从内部将栽培基质袋开口撑起并使得栽培基质袋撑开的直径大于定环12的外径。此后送袋组件回退，栽培基质袋在机械爪5的支撑作用下以袋口撑开的状态停留在机械爪5上；此后第二动作器41向上驱动将接送轴4升起，从而将栽培基质袋升起，此时，机械爪5在升起过程中仍位于定环12内，栽培基质袋口大于定环12外径，即升起的过程中由定环12代替机械爪5将栽培基质袋撑起，完成支撑切换后的机械爪5通过气动活塞缸51的作用将爪片52收起；此后第一动作器3控制动环2加紧于定环的外侧，从而实现栽培基质袋在基盘1上的固定，从而使得其可受基盘1的转动实现进入下游灌装基质的工序中。
本实施例中，爪头524下端呈向下渐小的锥形，其上端远离接送轴4的侧面呈渐小的弧形。向下渐小的爪头524便于机械爪向下伸入送袋组件打开开口的栽培基质袋中。上端远离接送轴4的侧面渐小使得机械爪5上升过程中将栽培基质袋套接到定环12的过程中，爪片52收入定环12内是呈圆弧接触，避免发生碰撞干涉等事故。同时上下渐小的形式使得爪头52的外侧面趋向于纺锤形的曲面，纺锤形的中间突出特性使得在较小的开合行程下即可实现对栽培基质袋的支撑。
本实施例中，爪头524的表面具有摩擦层525。摩擦层525为镶嵌在爪头524表面的橡胶条，在爪头张开撑起栽培基质袋时提供一定的摩擦力，防止栽培基质袋发生可能的滑落。
如图1、2所示，本实施例中，第一动作器3包括固接于定环12侧面的致动器31，致动器31为伺服电机或转角气缸。致动器31向下延伸有致动部32，致动部32可转位于动环2的开口处，致动部32竖直投影为椭圆形，其侧面止抵于动环2的开口。通过致动部32在致动器31调节下的转动，可调节动环2开口的开合大小，为避免磨损和提高开合调节效果，开口的两端焊接有对置的挡片用于与致动部32止抵，在自然状态下铁质的动环2因其自身具有的弹性其开口两端趋向于闭合，故可以有效的止抵在致动部32的侧面。在等待栽培基质袋套入时，致动器31将致动部32转动至椭圆的长轴横置于开口之间以将动环2和定环12间距撑开至最大便于栽培基质袋套于定环12外侧，在套装完成后致动器31转动将致动部的椭圆短轴横置于开口内，动环2在自身弹性的作用下回缩，从而实现箍套在定环12外侧的效果，进而实现对栽培基质袋的有效固定。
本实施例中，动环2的开口两端具有向上的柱状导向部21，导向部21卡接于一个具有导向槽331的导向片33，导向部21上端具有限位端，在生产时，导向部21向下插入导向槽331后焊接于动环2上，从而实现上下限位并可动位于导向槽331内的状态，开口的两端分别连接对置的两个导向槽331。导向片33固接于定环12。上述结构在实现动环2与定环12的固定连接的同时不会影响动环2开口的开合，进一步提高固定装置本身的安装、工作稳定性。
本实施例中，动环2的开口处两端连接有复位件22。本实施例中的复位件22为两端分别连接开口两端的拉伸圆柱弹簧，其不受力的状态下长度即为动环2箍套在定环12上时开口的间距，从而进一步提高动环2卡箍时的弹性力以提升对栽培基质袋的固定效果。同时，通过装置自身弹性实现的固定效果相对通过电机、气缸实现的夹紧耗能更少、对整体装置的载荷更少。
如图1、3所示，本实施例中，定环12壁面周向设有多个由下向上延伸的功能槽121。功能槽121对应爪片52的位置和数量设置，使得在撑开栽培基质袋上升的过程中在功能槽121的深度上实现机械爪5和定环12对栽培基质袋的支撑同时存在，便于袋口在机械爪5的作用想沿定环12壁面继续向上上升一定距离，增大套接的距离，进而提高固定的效果。同时在栽培基质袋固定完成后，功能槽121为其提供连通外界的空气通路，在后续灌装基质的过程中被基质挤出的气体可从功能槽121中逸出，从而避免被封闭的空气影响灌装密度和基质分布均匀性。
本实施例中，通孔11包括绕基盘1轴线周向设置的四个。从而可以在一个基盘1上实现四工位的转动固定效果，在应用于整体的基质装料系统时，也可将其中的两个工位用于装填基质和压实基质，实现自动化程度高的流水线稳定生产。
上述工作过程中的位置判断由形成开关或红外感应器等常用的工控元件检测，各零部件的动作控制由plc伺服系统进行控制调节。
以上实施例只是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。