菌包自动扎口机的制作方法

本发明涉及食用菌菌包的制备设备，尤其涉及一种将装袋完成后的菌包进行扎口作业的扎口机。

背景技术：

菌包是用袋装的培养基料(如棉籽壳)接入菌种再经过大棚培养和温控培养做成的。生产食用菌时，只要保持特定的温度和湿度以及菌包内的水分，就可以长出食用菌。在用塑料袋(亦称菌袋或菌包)培养食用菌时，需要将上述培养料装入塑料袋内并压紧。

装袋完成后，对菌包袋口的处理方式一般有两种，一种是窝口，一种用卡扣扎口。用卡扣扎口的设备自动化程度高，大大提高了生产效率，降低了生产成本。但是，公知的菌包自动扎口机从菌包的立袋到抓袋、墩袋和提袋并最终实现卡扣扎口，大部分机构都采用气缸驱动，一方面，由于设备的动作多，各个气缸的同步性难以保证，造成动作的协调性差；另一方面，对气缸的使用可靠性要求高，按一小时600包计，气缸难以保证这样的使用频率下而长时间使用，因而经常会因维修或更换气缸而停工停产。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种菌包自动扎口机，该扎口机各动作的同步性好，使用可靠，不仅寿命显著增长，而且成本显著降低，效率显著提高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是，一种菌包自动扎口机，包括：机架；所述机架安装有立袋装置、抓墩提袋装置和卡扣装置，第一动力装置通过传动装置与所述立袋装置传动连接实现菌包的立袋作业，所述第一动力装置与所述抓墩提袋装置传动连接实现菌包的抓袋作业、墩袋作业和提袋作业，所述第一动力装置通过所述传动装置与所述卡扣装置传动连接实现所述卡扣装置的横向平移作业，第二动力装置与所述卡扣装置传动连接实现所述卡扣装置的纵向平移作业和卡扣作业。

其中，所述立袋装置包括立袋挡板、立袋板、第一凸轮机构、用于使所述立袋板复位的第一复位弹簧和第一感应开关，所述立袋挡板安装于所述机架，所述立袋板与所述机架铰接，所述立袋挡板和所述立袋板直立时形成立袋盒，所述第一凸轮机构传动连接在所述传动装置和所述立袋板之间，所述第一感应开关感应到菌包后通过电控装置启动所述第一动力装置并通过所述第一凸轮机构驱动所述立袋板摆动使所述菌包落入所述立袋盒中。

其中，所述第一凸轮机构包括第一凸轮、第一摇臂和第一连杆，所述第一凸轮与所述第一摇臂高副接触，所述第一摇臂与所述机架铰接，所述第一连杆连接于所述第一摇臂和所述立袋板之间，所述第一复位弹簧连接于所述第一摇臂与所述机架之间。

其中，所述抓墩提袋装置包括滑板安装座、夹爪滑板、夹爪轴、夹爪座和夹爪，所述滑板安装座固定于所述机架，所述夹爪滑板滑动安装于所述滑板安装座，所述夹爪轴滑动安装于所述夹爪滑板，所述夹爪座设置于所述夹爪滑板，多个所述夹爪转动安装于所述夹爪座，所述夹爪轴与所述夹爪之间设置有在所述夹爪轴上下移动时可使所述夹爪张闭的驱动机构，所述夹爪轴套设有袋口夹持弹簧；所述抓墩提袋装置还包括由所述第一电动装置驱动的第二凸轮机构和第三凸轮机构，所述第二凸轮机构与所述夹爪轴传动连接，所述第三凸轮机构与所述夹爪滑板传动连接，所述第二凸轮机构和所述第三凸轮机构联动设置；所述驱动机构是齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的齿条设置于所述夹爪轴末端的周壁上，所述齿轮齿条机构的齿轮设置于所述夹爪。

其中，所述第二凸轮机构包括第二凸轮、第二摇臂、夹爪轴连接座和夹爪轴连杆，所述第二摇臂与所述机架铰接，所述第二凸轮与所述第二摇臂高副接触，所述夹爪轴连接座与所述夹爪轴固定连接，所述夹爪轴连杆铰接在所述夹爪轴连接座与所述第二摇臂之间；所述第三凸轮机构包括第三凸轮、第三摇臂、夹爪滑板连接座和夹爪滑板连杆，所述第三摇臂与所述机架铰接，所述第三凸轮与所述第三摇臂高副接触，所述夹爪滑板连接座与所述夹爪滑板固定连接，所述夹爪滑板连杆铰接在所述夹爪滑板连接座与所述第三摇臂之间；所述第二凸轮和所述第三凸轮是连接为一体的双联凸轮。

其中，所述卡扣装置包括卡扣基板、卡扣活动板、卡舌、活动板驱动条、活动板复位弹簧，所述卡扣基板固定于纵向滑台，所述卡扣活动板与所述卡扣基板铰接，所述活动板复位弹簧设置于所述卡扣基板与所述卡扣活动板之间，所述卡舌插接于所述卡扣基板的卡舌槽中，所述活动板驱动条插接于所述卡扣基板的插槽内，所述卡舌和所述活动板驱动条固定连接在一起，所述第二动力装置安装于所述卡扣基板或与之固定连接的部件，所述第二动力装置通过齿轮齿条机构与所述卡舌传动连接；所述纵向滑台纵向滑动的安装于所述横向滑台，所述纵向滑台与所述横向滑台之间设置有纵向滑台复位弹簧；所述横向滑台横向滑动的安装于所述机架，所述横向滑台与所述机架之间设置有第四复位弹簧；所述传动装置与所述横向滑台之间设置有第四凸轮机构；所述机架设置有第二感应开关，所述横向滑台设置有横向定位块，当所述横向定位块移动到所述第二感应开关时，通过所述电控装置启动所述第二动力装置；所述横向滑台或与之固定连接的部件设置有第三感应开关，所述纵向滑台设置有纵向滑台定位块，当所述纵向滑台定位块移动到所述第三感应开关时，通过所述电控装置使所述第二电动装置反转；所述纵向滑台或与之固定连接的部件设置有第四感应开关，当所述卡舌移动到所述第四感应开关时，通过所述电控装置使所述第一动力装置和所述第二电动装置停转。

其中，所述横向滑台或与之固定连接的部件固定设置有卡舌限位块，当卡舌触碰所述卡舌限位块时，卡舌限位块反推卡扣基板向菌包中心移动撞击卡舌完成卡扣扎口。

其中，所述第四凸轮机构包括第四凸轮和l形连接板，所述l形连接板与所述第四凸轮高副接触，所述l形连接板与所述横向滑台固定连接。

其中，所述机架安装有推袋装置，所述第一动力装置通过所述传动装置与所述推袋装置传动连接实现将扎口后的菌包推出的推袋作业，所述推袋装置包括第五凸轮机构和用于使所述立袋挡板复位的第五复位弹簧，所述第一动力装置通过所述传动装置与所述第五凸轮机构传动连接，所述立袋挡板与所述机架铰接，所述第五凸轮机构驱动所述立袋挡板摆动推出成品菌包；所述第五凸轮包括第五凸轮、第五摇臂和第五连杆，所述第五摇臂与所述机架铰接，所述第五连杆连接于所述第五摆臂和所述立袋挡板之间，所述第五复位弹簧连接于所述立袋挡板和所述机架之间。

其中，所述传动装置包括链传动机构或带传动机构，所述链传动机构或所述带传动机构设置有张紧机构，所述张紧机构包括调节杆、调节弹簧、调节螺母、张紧轮、摆动臂、安全定位板和第六感应开关，所述摆动臂铰接于所述机架，所述张紧轮转动安装于所述摆动臂，所述调节杆一端活动连接于所述机架，另一端与所述摆动臂铰接，所述调节弹簧套设于所述调节杆，所述调节螺母旋套于所述调节杆用于挤压所述调节弹簧，所述安全定位板设置于所述摆动臂，当所述安全定位板转到所述第六感应开关所对应的位置时，通过所述电控装置使所述第一动力装置和所述第二动力装置停转。

与现有技术相比，本发明的功效是，以凸轮机构和感应开关相结合的形式在该类设备中完全替代了气缸，该扎口机各动作的同步性好，使用可靠，不仅寿命显著增长，而且成本显著降低，效率显著提高，按一个工作循环用时3.4秒计，每小时产量可达到800到1000袋。

附图说明

图1是本发明一种菌包自动扎口机实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例另一角度的结构示意图；

图3是图2所示实施例中抓墩提袋装置的结构示意图；

图4是图2所示实施例中部分结构的示意图；

图5是图4所示部分另一角度的结构示意图；

图6是图4所示卡扣装置的结构示意图；

图7是图4所示卡扣装置的工作原理图；

图中：100-机架；00-立袋装置，201-立袋板限位件，202-立袋板，203-第一连杆，204-第一感应开关，205-第一复位弹簧，206-立袋挡板，207-第一凸轮，208-第一摇臂；300-第一动力装置；401-链传动机构，402-张紧轮，403-摆动臂，404-调节弹簧，405-调节杆，406-第六感应开关，407-第一传动轴，408-锥齿轮副，409-第二传动轴，410-安全定位板，411-调节螺母；501-第五凸轮，502-第五摇臂，503-第五连杆，504-第五复位弹簧；600-抓墩提袋装置，601-滑板安装座，602-夹爪滑板，603-夹爪轴，604-限位套，605-袋口夹持弹簧，606-夹爪，607-第三凸轮，608-第三摇臂，609-第二摇臂，610-第二凸轮，611-齿条，612-齿轮，613-夹爪座，614-滑动轴承座，615-滑轨，616-夹爪轴连接座，617-夹爪轴连杆；700-第二动力装置；800-卡扣装置，801-第四凸轮，802-l形连接板，803-横向滑台，804-横向定位块，805-第二感应开关，806-第四复位弹簧，807-纵向滑台，808-第四感应开关，809-纵向滑台复位弹簧，810-纵向滑台定位块，811-卡舌限位块，812-第三感应开关，813-纵向滑台定位块，814-卡扣基板，815-卡扣活动板，816-卡舌，817-活动板驱动条，818-活动板复位弹簧，819-连接板，820-齿轮齿条机构，821-下钉滑道，822-第五感应开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

本发明的实施例揭示了一种菌包自动扎口机，它是一种将装袋完成后的菌包进行全自动扎口作业的设备，其用凸轮机构和感应开关相结合在该类设备中完全替代了气缸，从而提高了其可靠性和各机构的同步性。

如图1和图2所示，机架100安装有立袋装置200、抓墩提袋装置600、卡扣装置以及推袋装置，第一动力装置300通过传动装置与立袋装置200传动连接实现菌包的立袋作业，第一动力装置300与抓墩提袋装置600传动连接实现菌包的抓袋作业、墩袋作业和提袋作业，第一动力装置300通过所述传动装置与所述卡扣装置传动连接实现所述卡扣装置的横向平移作业，第二动力装置700与所述卡扣装置传动连接实现所述卡扣装置的纵向平移作业和卡扣作业，第一动力装置300通过所述传动装置与所述推袋装置传动连接实现将扎口后的菌包推出的推袋作业。

为了便于理解，在本发明中，“纵向”是指与卡扣装置的卡舌移动方向相一致的方向，“横向”是指与卡扣装置的卡舌移动方向相垂直的方向。

如图1、图2和图5所示，立袋装置200包括立袋挡板206、立袋板202、第一凸轮机构、用于使立袋板202复位的第一复位弹簧205和第一感应开关204，立袋挡板206和立袋板202均与机架100铰接，立袋挡板206和立袋板202直立时形成立袋盒。所述第一凸轮机构设置在所述传动装置和立袋板202之间，第一感应开关204感应到菌包后通过电控装置启动第一动力装置300并通过所述第一凸轮机构驱动立袋板202摆动使所述菌包落入所述立袋盒中。立袋板202复位后，由立袋板限位件201倾斜托住，便于接收上游装袋机构装袋完成的菌包。

所述第一凸轮机构包括第一凸轮207、第一摇臂208和第一连杆203，第一凸轮207与第一摇臂208高副接触，第一摇臂208与机架100铰接，第一连杆203连接于第一摇臂208和立袋板202之间，第一复位弹簧205连接于第一摇臂208与机架100之间。

如1、图2和图5所示，所述传动装置包括链传动机构401、第一传动轴407和第二传动轴409，链传动机构401设置于第一动力装置300的输出轴与第一传动轴407之间，第一传动轴407与第二传动轴409通过锥齿轮副408传动连接，第一凸轮207和第四凸轮801分别设置于第二传动轴409，第五凸轮501设置于第一传动轴407。

如图1所示，链传动机构401设置有张紧机构，所述张紧机构包括调节杆405、调节弹簧404、调节螺母411、张紧轮402、摆动臂403、安全定位板410和第六感应开关406，摆动臂403铰接于机架100，张紧轮402转动安装于摆动臂403，调节杆405一端活动连接于机架100，另一端与摆动臂403铰接，调节弹簧404套设于调节杆405，调节螺母411旋套于调节杆405用于挤压调节弹簧404调节对链传动机构401中的链条的张紧程度。安全定位板410设置于所述摆动臂403，如果本设备在运行过程中出现挤袋或挤钉等故障，此时链条会对张紧轮402施加很大的力，从而推动摆动臂403转动，当安全定位板410转到第六感应开关406所对应的位置时，通过所述电控装置使第一动力装置300和第二动力装置700停转，从而对设备起到保护作用。链传动机构401也可用带传动机构代替。

第一动力装置330和第二动力装置700优先采用电机，也可以采用由电机驱动的减速箱，所述电机与所述减速箱可以一体设置也可以是分体设置。

如图2和图3所示，抓墩提袋装置600包括滑板安装座601、夹爪滑板602、夹爪轴603、夹爪座613和夹爪606，滑板安装座601固定于机架100，夹爪滑板602通过滑轨615滑动安装于滑板安装座601，夹爪轴603通过滑动轴承座614滑动安装于夹爪滑板602，夹爪座613设置于夹爪滑板602，多个(一般为三个，相对于夹爪轴603的轴心环形阵列)夹爪606转动安装于夹爪座613，夹爪轴603与夹爪606之间设置有在夹爪轴603上下移动时可使夹爪606张闭的驱动机构，夹爪轴603套设有袋口夹持弹簧605，限位套604固定于夹爪轴603，袋口夹持弹簧605被夹持在限位套604与一个滑动轴承座614之间，如果不对夹爪轴603施加力，在袋口夹持弹簧605的作用下，夹爪606将闭合抓住袋口。所述驱动机构是齿轮齿条机构，所述齿轮齿条机构的齿条611设置于夹爪轴603末端的周壁上(共有三条)，所述齿轮齿条机构的齿轮612设置于夹爪606。该驱动机构也可以用连杆机构实现，但齿轮齿条机构传动比更为准确和可靠。

在抓墩提袋装置600中，第二凸轮机构和第三凸轮机构由第一电动装置300驱动，所述第二凸轮机构与夹爪轴603传动连接，所述第三凸轮机构与所述夹爪滑板602传动连接。

具体来看，所述第二凸轮机构包括第二凸轮610、第二摇臂609、夹爪轴连接座616和夹爪轴连杆617，第二摇臂609与机架100铰接，第二凸轮610与第二摇臂607高副接触，夹爪轴连接座616与夹爪轴603固定连接，夹爪轴连杆617铰接在夹爪轴连接座616与第二摇臂609之间。所述第三凸轮机构包括第三凸轮607、第三摇臂608、夹爪滑板连接座和夹爪滑板连杆(图中未示出)，第三摇臂608与机架100铰接，第三凸轮607与第三摇臂608高副接触，夹爪滑板连接座与所述夹爪滑板602固定连接，夹爪滑板连杆铰接在所述夹爪滑板连接座与第三摇臂608之间。

第二凸轮610和第三凸轮607是连接为一体的双联凸轮，通过对第二凸轮610和第三凸轮607的型线设计，实现了所述第二凸轮机构和所述第三凸轮机构的联动：夹爪闭合抓袋后，夹爪滑板602先向下移动(墩袋)，再向上移动(第一次提袋)，当卡扣基板到位后再向上移动(第二次提袋)，相关动作顺序进行。

如图4、图5和图6所示，所述卡扣装置包括卡扣基板814、卡扣活动板815、卡舌816、活动板驱动条817、活动板复位弹簧818，卡扣基板814固定于纵向滑台807，卡扣活动板815与卡扣基板814铰接，活动板复位弹簧818设置于述卡扣基板814与卡扣活动板815之间，卡舌816插接于卡扣基板814的卡舌槽中，活动板驱动条817插接于卡扣基板814的插槽内，卡舌816和活动板驱动条817通过连接板819固定连接在一起，第二动力装置700安装于卡扣基板814或与之固定连接的部件，第二动力装置700通过齿轮齿条机构820与卡舌816传动连接。

纵向滑台807纵向滑动的安装于横向滑台803，纵向滑台807与横向滑台803之间设置有纵向滑台复位弹簧809。横向滑台803横向滑动的安装于机架100，横向滑台803(或者与横向滑台803固定连接的部件，本实施例中是指l形连接板802)与机架100之间设置有第四复位弹簧806。

所述传动装置与横向滑台803之间设置有第四凸轮机构，所述第四凸轮机构包括第四凸轮801和l形连接板802，l形连接板802与第四凸轮801高副接触，l形连接板802与横向滑台803固定连接。

设置横向滑台实现横向移动和设置纵向滑台实现纵向移动，是由卡扣装置的结构决定的。如图7所示，o点位置是夹爪抓袋的中心位置，而卡扣基板的卡扣位置点a在初始时位于距o点纵向距离为x横向距离为y的地方，因此，要想实现卡扣，卡扣基板就必须先横向移动y距离，然后再纵向移动x距离。

如图4和图7所示，机架100设置有第二感应开关805，横向滑台803设置有横向定位块804，当横向定位块804随横向滑台803移动到第二感应开关805时，通过所述电控装置启动第二动力装置700，此时，第二动力装置700通过齿轮齿条机构820使卡舌816向卡扣基板814的卡扣位置点a移动。

如图5和图7所示，横向滑台803或与之固定连接的部件设置有第三感应开关812，纵向滑台807设置有纵向滑台定位块813，当纵向滑台定位块813随纵向滑台807移动到第三感应开关812时(此时，卡舌816与卡扣基板814的卡扣位置点a撞击完成卡扣作业)，通过所述电控装置使第二电动装置700反转。

如图4和图7所示，纵向滑台807或与之固定连接的部件设置有第四感应开关808，当卡舌816反向移动到第四感应开关808时，通过所述电控装置使第一动力装置300和第二电动装置700停转，此时，卡扣基板814和卡舌816均回到初始位。

如图5所示，横向滑台803或与之固定连接的部件固定设置有卡舌限位块811和纵向滑台限位块810。当卡舌(或与之固定连接的部件)触碰到卡舌限位块811时，卡舌限位块811会反推卡扣基板814向菌包中心移动撞击卡舌816完成卡扣，卡舌限位块811的反推作用是利用了卡舌816与卡扣基板814相对运动的原理，从而简化了此处的结构。在第二动力装置700不启动时，纵向滑台限位块810用于限制纵向滑台807处于初始位置，也就是使卡扣基板814处在距离o点纵向x距离的地方。

如图4和图5所示，卡扣基板814设置有下钉滑道821，下钉滑道821的出钉口与所述卡舌槽位置相对应。机架100设置有用于检测下钉滑道内卡钉状态的第五感应开关822，这些都是为自动化控制而设置的。

如图2、图4和图5所示，所述推袋装置包括第五凸轮机构和用于使所述立袋挡板206复位的第五复位弹簧504，第一动力装置300通过所述传动装置与第五凸轮机构传动连接，立袋挡板206与机架100铰接，所述第五凸轮机构驱动立袋挡板206摆动推出成品菌包至输送带。

所述第五凸轮包括第五凸轮501、第五摇臂502和第五连杆503，第五摇臂502与机架100铰接，第五连杆503连接于第五摆臂502和立袋挡板206之间，第五复位弹簧504连接于立袋挡板206和机架100之间。

下面结合设备结构和工作过程具体分析本发明的工作原理：

(1)立袋

第一感应开关204感应到菌包后启动第一动力装置300并通过第一凸轮机构驱动立袋板202摆动使装袋完成后的未封口菌包落入所述立袋盒中。

(2)抓袋

第一动力装置300通过第二凸轮机构带动夹爪轴604向上移动使夹爪606闭合，抓住袋口。

(3)墩袋

抓袋后，第二凸轮机构保持不动，保证菌包袋口被抓着。同时，第三凸轮机构带动夹爪滑板向下运动，实现墩袋作业，砸平菌包虚料，同时挤出气体。

(4)第一次提袋

墩袋结束后，第二凸轮机构的第二凸轮继续做非同圆转动，夹爪滑板向下运动到最低点后回升，为卡扣做准备。

(5)横向平移

提袋的同时，第一动力装置300通过第四凸轮机构驱动横向滑台横向平移距离y，当横向滑台803移动到第二感应开关805的感应位置时，启动第二动力装置700。

(6)纵向推卡舌

第二动力装置700通过齿轮齿条机构820使卡舌816向卡扣基板814的卡扣位置点a移动，当卡舌推至设定位置时，卡扣活动板815闭合。

(7)第二次提袋

在卡扣活动板815闭合后，第三凸轮机构继续使夹爪滑板向上运动到最高点实现第二次提袋动作，主要目的在于挤出菌包内残余气体，拉紧袋口，让菌包更加紧实。

(8)卡扣扎口

第二次上提结束后，第一凸轮回到初始位置，立袋机构立袋板回到初始位置，当卡舌816(或与之固定连接的部件)触碰到卡舌限位块811时，卡舌限位块811会反推卡扣基板814向菌包中心移动撞击卡舌816完成卡扣扎口。此时，纵向滑台807移动到第三感应开关812，使第二电动装置700反转，卡扣基板814和卡舌816分别向初始位置移动。

(9)推袋

第一动力装置300通过第五凸轮机构驱动立袋挡板206摆动推出成品菌包至输送带。当卡舌816移动到第四感应开关808的感应位置时，使第一动力装置300和第二电动装置700停转，此时，各部件均退回到初始位置，完成一个工作循环。

上述一个工作循环按用时3.4秒计，连续完成上述九个动作，每小时产量可达到800到1000袋。

本发明中，感应开关优选为光电开关，还可以是接近开关等。

本发明中，为了实现各个动作的协调同步，需要对各个凸轮的凸轮型线进行相应的设计，在此不做赘述。

本发明不局限于上述实施例，一切基于本发明的构思、结构和原理所做出的的种种改进，都将落入本发明的保护范围之内。