一种食用菌栽培基质装袋系统的制作方法

本实用新型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装袋系统。

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 (sparassis crispa) ，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。

所以在栽培基质的装袋生产中，缺乏全自动化地实现固袋-装料-套环-装盖-分包送出这一完整的生产流程的生产系统，在全手工或者半自动化的生产系统中，一方面各工序都需要专门的生产场地、各工序的生产场地间还需要专门的储存转运区域，生产占用的面积过大会导致单位面积的生产效率降低，企业的生产成本变高；另一方面，自动化程度低的系统对劳动工人的人工操作依懒性更高，即增加了工人的劳动强度，也使得生产过程中人为不可控的影响因素变多，进而生产的质量也随之下降。

故市场上亟需一种高自动化、高生产效率、高生产质量的食用菌栽培基质袋装袋系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种食用菌栽培基质装袋系统，通过该食用菌栽培基质袋装袋系统，可以有效地解决现有技术中存在的问题，从而可以高自动化、高效率地进行栽培基质袋的全部生产过程，同时其工人劳动强度较低，结构紧凑，占用的生产场地小，可进一步提高生产力。

为实现实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种食用菌栽培基质装袋系统，包括装填系统和封装系统，所述装填系统包括多工位转动台，所述多工位转动台上设有周向均布的多个固袋工位，所述固袋工位包括位于所述多工位转动台上的通孔和位于所述通孔下的固袋装置，所述多工位转动台外侧周向依次设有套袋机构、装料机构、压料机构；所述封装系统包括输送机构、套环机构和装盖机构，所述套环机构和所述装盖机构依次设于所述输送机构上方；所述多工位转动台在所述压料机构的周向后侧设有转运装置，所述输送装置前端连接所述转运装置；所述输送机构后端设有送出机构。

作为本实用新型的优选，转运装置包括转运台和位于所述转运台上的多个周向均布的转运工位，所述转运工位的分布构造圆与所述固袋工位的分布构造圆相切，所述转运装置还包括跨设于所述转运台和所述输送机构前端上方的第一龙门转运装置。

作为本实用新型的优选，所述套袋机构包括备袋槽、抓取装置和接送装置，所述备袋槽位于所述多工位转动台的侧面，所述接送装置包括纵向设于所述多工位转动台上方的接送机械爪，所述抓取装置在所述备袋槽和所述接送装置间呈90度的往复扇形运动，所述抓取装置前端具有两个可相对运动的取袋吸附器。

作为本实用新型的优选，所述固袋装置包括由所述通孔向下延伸的定环和位于所述定环外侧的一个开口环，所述开口环的开口处设有收放装置。

作为本实用新型的优选，所述输送机构包括水平设置的回转链条输送带和固接于所述链条输送带上的链板，所述链板上设有储袋腔。

作为本实用新型的优选，所述套环机构包括套环工作台、套环输送带和套环机械爪，所述套环工作台包括上下间隔设置的套环夹持器和第一套环支撑器，所述套环输送带位于所述套环工作台前侧，所述套环机械爪竖直可动地位于所述装盖工作台上方，包括伞状爪头和位于所述伞状爪头的套环吸附器，所述套环机械爪的轴线与所述储袋腔形心在所述输送机构输送方向上的轨迹重合。

作为本实用新型的优选，所述装盖机构包括装盖工作台、装盖输送带和装盖压杆，所述装盖工作台包括由上向下间隔设置的装盖夹持器、套环限位器和第二套环支撑器，所述装盖输送带位于所述装盖工作台前侧，所述装盖压杆竖直可动地位于所述转改工作台上方，其轴线与所述储袋腔形心在所述输送机构输送方向上的轨迹重合。

作为本实用新型的优选，所述送出机构包括第二龙门转运装置、出料输送带和存袋装置，所述第二龙门转运装置跨设于所述输送机构和出料输送带的上方。

作为本实用新型的优选，所述装料机构包括位于所述多工位转动台上方的物料通道，所述物料通道通过绞龙连接有一个储料箱，所述物料通道呈一个上下贯通的回转件，其轴心位于所述固袋工位的分布构造圆上。

作为本实用新型的优选，所述压料机构包括分别位于所述多工位转动台上方和下方的压料器和限位器，所述压料器和限位器的形心位于所述固袋工位的分布构造圆上。

本实用新型的有益效果在于：

1、通过本装置可以自动的实现栽培基质袋装填基质-封装-分包送出的生产，具有完全自动化生产的优点，可有效提高生产速度并降低工人的劳动强度；

2、本装置通过多工位转动盘实现装填基质的各机构的周向顺次连接，通过龙门架机构实现装料-封包-分包送出的转运切换，结构紧凑、结构件位置关系通过构造线和共面共线的方式对应精确，占用较小生产空间提高生产力的同时具有良好的生产质量；

3、可实现多工位流水式的生产，进一步提高生产效率。

附图说明

图1为本实用新型的三维示意图；

图2为本实用新型的俯视示意图；

图3为本实用新型套袋机构处的三维示意图；

图4为本实用新型固袋装置处的三维示意图；

图5为本实用新型压料机构处的三维示意图；

图6为本实用新型转运装置处的三维示意图；

图7为本实用新型套环机构处的三维示意图；

图8为本实用新型装盖机构处的三维示意图；

图9为本实用新型送出机构处的三维示意图；

图中各项分别为：1多工位转动台，11固袋工位，12通孔，13固袋装置，131定环，132开口环，133收放装置，2套袋机构，21备袋槽，22抓取装置，221取袋吸附器，23接送装置，231接送机械爪，3装料机构，31物料通道，32绞龙，33储料箱，4压料机构，41压料器，42限位器，5转运装置，51转运台，52转运工位，53第一龙门转运装置，6输送机构，61链条输送带，62链板，63储袋腔，7套环机构，71套环工作台，711套环夹持器，712第一套环支撑器，72套环输送带，73套环机械爪，731伞状爪头，732套环吸附器，8装盖机构，81装盖工作台，811装盖夹持器，812套环限位器，813第二套环支撑器，82装盖输送带，83装盖压杆，9送出机构，91第二龙门转运装置，92出料输送带，93存袋装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细描述：

如图1-9所示的一种食用菌栽培基质装袋系统，其总体构成和各机构、装置的基本结构位置关系如下：

一种食用菌栽培基质装袋系统，包括装填系统和封装系统，装填系统包括多工位转动台1，多工位转动台1上设有周向均布的多个固袋工位11，固袋工位11包括位于多工位转动台1上的通孔12和位于通孔12下的固袋装置13，多工位转动台1外侧周向依次设有套袋机构2、装料机构3、压料机构4；封装系统包括输送机构6、套环机构7和装盖机构8，套环机构7和装盖机构8依次设于输送机构6上方；多工位转动台1在压料机构4的周向后侧设有转运装置5，输送装置前端连接转运装置5；输送机构6后端设有送出机构9。

本实施例中，套袋机构2包括备袋槽21、抓取装置22和接送装置23，备袋槽21位于多工位转动台1的侧面，接送装置23包括纵向设于多工位转动台1上方的接送机械爪231，抓取装置22在备袋槽21和接送装置23间呈90度的往复扇形运动，抓取装置22前端具有两个可相对运动的取袋吸附器221。

本实施例中，固袋装置13包括由通孔12向下延伸的定环131和位于定环131外侧的一个开口环132，开口环132的开口处设有收放装置133。

本实施例中，装料机构3包括位于多工位转动台1上方的物料通道31，物料通道31通过绞龙32连接有一个储料箱33，物料通道31呈一个上下贯通的回转件，其轴心位于固袋工位11的分布构造圆上。

本实施例中，压料机构4包括分别位于多工位转动台1上方和下方的压料器41和限位器42，压料器41和限位器42的形心位于固袋工位11的分布构造圆上，该分部形式使得压料器41和限位器42的形心与下方的固袋工位11同轴设置，使得压下、限位时不会发生发生偏心的干涉碰撞或因歪斜影响压料效果。。

本实施例中，转运装置5包括转运台51和位于转运台51上的多个周向均布的转运工位52，转运工位52的分布构造圆与固袋工位11的分布构造圆相切，从而使得从固袋工位11落下的栽培基质袋可正好落入转运工位52中，转运装置5还包括跨设于转运台51和输送机构6前端上方的第一龙门转运装置53。

本实施例中，输送机构6包括水平设置的回转链条输送带61和固接于链条输送带61上的链板62，链板62上设有储袋腔63。

本实施例中，套环机构7包括套环工作台71、套环输送带72和套环机械爪73，套环工作台71包括上下间隔设置的套环夹持器711和第一套环支撑器712，套环输送带72位于套环工作台71前侧，套环机械爪73竖直可动地位于装盖工作台81上方，包括伞状爪头731和位于伞状爪头731的套环吸附器732，套环机械爪73的轴线与储袋腔63形心在输送机构6输送方向上的轨迹重合。

本实施例中，装盖机构8包括装盖工作台81、装盖输送带82和装盖压杆83，装盖工作台81包括由上向下间隔设置的装盖夹持器811、套环限位器812和第二套环支撑器813，装盖输送带82位于装盖工作台81前侧，装盖压杆83竖直可动地位于转改工作台上方，其轴线与储袋腔63形心在输送机构6输送方向上的轨迹重合。

本实施例中，送出机构9包括第二龙门转运装置91、出料输送带92和存袋装置93，第二龙门转运装置91跨设于输送机构6和出料输送带92的上方。

请再次参考图1-9，以下以栽培基质袋的装料生产步骤进一步详细说明本系统的运行方式：

一、栽培基质袋套装

首先，通过其他装置向备袋槽21内一张一张地送入未使用的压并的栽培基质袋；

其次，抓取装置包括一转轴、转臂、上导轨和下导轨，取袋吸附器211包括分别设于上导轨和下导轨的两个，在一张栽培基质袋进入备袋槽21后即转臂即绕转轴转动至对应备袋槽21口的垂直位置，通过取袋吸附器211在上、下导轨上的移动实现夹持于袋口的上下两侧，并通过取袋吸附器211上的抽气吸盘袋口吸住；

然后，转臂绕转轴转动90度至水平，多工位转动台1转动至其中一个转动工位11位于转臂上方，此时两个取袋吸附器211沿导轨相离运动，将袋口从两侧拉开；

然后，接送装置23中的接送机械爪231向下运动穿过通孔11伸入拉开的袋口中，该接送机械爪231工作原理同工业中常用的伞状机械爪，其张开从内部将袋口撑住，此时取袋吸附器211的吸力停止作用松开袋口；

然后接送机械爪231上升，其撑开的袋口套在定环131和开口环132之间，此后收放装置133转动减少其将开口环132撑开的直径使得开口环132形成将袋口卡箍在定环131上的固袋状态，此后接送机械爪231收拢上升，完成套袋固定动作。

二、装料

在上一步骤完成套袋的固袋工位11随多工位转动台1的转动移动至装料机构3处，此时绞龙32转动将储料箱中储存的待装填基质送入物料通道31中，基质从物料通道中落下进入张开的袋口中完成装填；

此后，固袋工位11继续转动至压料机构4下方，位于下方的限位器42为三个从侧面和底部可动合拢为一个圆筒形限位结构的板件，在栽培基质袋来到上方后收拢将其限位，同时压料器41从上向下从通孔12中穿过进入栽培基质袋，通过其端部的压头将疏松的基质压实成型。

三、转运

在上一步骤装料完成的栽培基质袋及其对应的固袋工位11继续转动至转运装置5上方停止，转运装置5上设有三个圆筒状的转运工位52，此时转运装置5上的一个转运工位52随转运台51的转动来到该固袋工位11下方，此时收放装置133转动将开口环132的直径撑大使得其脱离对袋口的固定，栽培基质袋于是向下落入转运工位52中；

此后多工位转动台1继续转动将后一固袋工位11转动至转运装置5上方，转运装置5也同时转动将下一个控制的转运工位52转动至与新的固袋工位11对应并接纳落下的栽培基质袋；

此后，转运台51继续转动使得装有栽培基质袋的两个转运工位52朝向输送机构6，第一龙门转运装置53上设有的两个并列的转运机械手移动至转运工位上方，每个转运机械手包括左右开合的夹取部，此后夹取部随转运机械手降下包围在栽培基质袋外侧并通过左右夹紧抱住栽培基质袋；

此后转运机械手上升并将抱住的栽培基质袋移动至输送机构6上方，输送机构6的链条输送带61转动将一个链板62移动到转运机械手下方，转运机械手松开夹取部使得栽培基质袋落到位于链板62上的两个储袋腔61内。

通过上述步骤一-三的循环，可以完成栽培基质袋的装填和转运的流水工序。

四、装套环

由链板62装载的栽培基质袋随着链条输送带61的前进来到套件机构7下方停止，此时套环输送带72横向不断地输送套环，此时，通过横向的顶出机构将两个套环顶出，套环工作台71上下移动至与套环输送带72对应，套环夹持器711向前顶出夹持被推出的两个套环后回缩至套环位于栽培基质袋口的上方；

此后，套环机械爪73向下运动穿过被夹持的套环并进入敞开的栽培基质袋袋口，此后其伞状爪头731撑开并接触袋口内侧，此后套环吸附器732通过抽气负压将袋口吸附住，此后伞状爪头731收拢即将袋口收拢；

此后，套环工作台71降下使得套环从套环机械爪73（即收拢的袋口）外套过并至栽培基质袋颈部停止，此后Y型气动夹爪组成的第一套环支撑器712夹紧并支撑于套环底部防止其下滑，套环夹持器711松开为袋口翻折提供空间；

此后，套环机械爪73重新打开并下降，将袋口打开翻折在套环的外侧完成套环工序；

此后，套环吸附器732停止吸附松开袋口并随套环机械爪73上升复位，第一套环支撑器712松开并随套环工作台71上升复位；

五、装盖

完成套环工序的链板62继续前进至装盖机构8下方停止，此时装盖输送带82横向不断地输送盖子，此时，通过横向的顶出机构顶出两个盖子，装盖工作台81上下移动至与装盖输送带2对应，装盖夹持器811向前顶出夹持被推出的两个盖子后回缩至被夹持的盖子位于栽培基质袋口的上方；

此后，装盖工作台81下降至装盖夹持器811夹持的盖子位于安装好的套环的上方，此时装盖夹持器811略微松开盖子，只起对盖子的左右限位作用，避免影响后续盖子的压入；同时套环限位器812位于套环的侧面夹紧将套环水平限位，第二套环支撑器813位于套环的下方夹紧从下向上支撑套环；

此后，装盖压杆83快速下降冲击盖子，将盖子压入套环的开口中，从而与套环形成内外装夹密封袋口的状态，即完成了栽培基质袋的封装；

此后，套环限位器812和第二套环支撑器813松开并随装盖工作台向上复位。

六、送出

完成封装后的栽培基质袋对应的链板62继续向前输送至送出机构9处停止，第二龙门转运装置91包括一个转运槽和一个出料机械手，出料机械手的结构与转运机械手相似，将链板62上的栽培基质袋夹取放置在转运槽中，转运槽的中部设置有两个可作用移动的移位板，移位板各向两侧移动将放入的两个栽培基质袋向两边推送，为下一次夹取留出空间；

此后出料机械手再次抓取下一块来到送出机构9的链板62上的栽培基质袋送入转运槽中，此时的转运槽内装有4个栽培基质袋；

此后转运槽在第二龙门转运装置91上向后移动至后方防止在滚筒形式的出料输送带92的盒状存袋装置93上方，接着位于转运槽两侧的两个推板相向推动将栽培基质袋排列整齐，此后，转运槽底部的翻板打开使得栽培基质袋向下落到存袋装置93内；

此后经过多次的转运，该存袋装置93装满，此时出料输送带92启动将该存袋装置93送向后方进入后续种菌种、培植等车间，同时上游一个新的孔存袋装置93也随出料输送带92移动至第二龙门装运装置91后方。

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，各零部件的动作驱动由气缸配合导轨实现，各零部件的动作控制由PLC伺服系统进行统一的控制调节。

以上实施例只是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。