一种全自动菌包接种生产线的制作方法

1.本发明涉及食用菌菌包生产领域，具体涉及一种全自动菌包接种生产线。


背景技术：

2.目前食用菌的菌包已经实现了培养基自动套袋的机械化作业。在对菌包进行注射接种之前，需要在菌包的对应位置进行打孔，而菌包本身在装袋过程的高温灭菌时设置的透气孔，在接种中透气孔的孔的朝向需要与接种的朝向相同；现有技术中，都是通过人眼辨别后再将菌包放入生产线，如将菌包的透气孔朝上放入生产线。但是，该种人工操作的方式，朝向偏差较大，且效率低。


技术实现要素：

3.为此，本发明提供一种全自动菌包接种生产线，能够自动下料、定位和接种，实现全自动的接种生产。
4.为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
5.一种全自动菌包接种生产线，包括：全自动下架机构、定位传输机构和接种机构；所述全自动下架机构包括机架、设置在机架上的升降平台以及设置在升降平台上的物料传输线和抓取组件，所述物料传输线包括水平传输线以及铰接于水平传输线末端的随动传输线；所述抓取组件用于抓取物料架上的菌包并置于水平传输线上，菌包经水平传输线传输至随动传输线上；所述定位传输机构包括过渡输送线、位于过渡输送线后端的工位步进线、位于过渡输送线与工位步进线之间的过渡取放组件以及对应工位步进线的旋转定位组件；所述随动传输线的末端可滑动的抵接在过渡输送线上，所述工位步进线的传输带上设有等间距的限制工位，所述过渡取放组件用于将过渡输送线上的菌包依次放入工位步进线的限制工位上；所述旋转定位组件用于定位菌包透气孔的朝向；所述接种机构位于工位步进线的后端，以接收工位步进线输出的菌包，并进行打孔和接种。
6.进一步的，所述水平传输线沿y轴方向延伸，且抓取组件可在升降平台上沿y轴方向滑动；所述抓取组件包括图像采集器和至少一组抓取单元，所述图像采集器用于采集物料架上的菌包；所述抓取单元包括能够在x轴方向伸缩的第一伸缩驱动臂和第二伸缩驱动臂，所述第一伸缩驱动臂的端部设置有侧向设置的第一吸盘；所述第二伸缩驱动臂上设置有朝下设置的第二吸盘。
7.进一步的，所述第二伸缩驱动臂上的第二吸盘设置有多个，多个第二吸盘沿x轴方向排布。
8.进一步的，同一组抓取单元的第一伸缩驱动臂和第二伸缩驱动臂呈竖直排布。
9.进一步的，所述抓取单元设置有二组，二组抓取单元沿y轴方向排布。
10.进一步的，所述抓取组件还包括间距调节装置，所述间距调节装置调节二组抓取单元之间的间距。
11.进一步的，所述旋转定位组件包括图像采集器、升降驱动器和旋转支撑单元；所述
图像采集器位于工位步进线的上方，以采集限制工位上的菌包图像；所述旋转支撑单元设置在工位步进线的下方，所述升降驱动器连接所述旋转支撑单元，以带动旋转支撑单元升降移动。
12.进一步的，所述旋转支撑单元包括连接架、旋转驱动器、主动辊和从动辊，所述主动辊和从动辊呈间隔设置在连接架的顶部，所述旋转驱动器固定在连接架上并传动连接所述主动辊；所述升降驱动器连接所述连接架，所述升降驱动器带动旋转支撑单元提升，直至主动辊和从动辊托起限制工位上的菌包。
13.进一步的，所述过渡取放组件包括水平传动单元、设置在水平传动单元上的升降传动单元以及设置在升降传动单元上的吸盘；所述水平传动单元带动升降传动单元和吸盘在过渡输送线与工位步进线之间切换；所述升降传动单元带动吸盘升降，以取放菌包。
14.进一步的，所述定位传输机构的工位步进线的后端还设置有出料取放组件；所述接种机构包括工位传输线、打孔组件和接种组件，所述工位传输线上设置有支撑座，所述出料取放组件用于将工位步进线输出的菌包转移至工位传输线的支撑座上；所述打孔组件和接种组件分别对应工位传输线，所述打孔组件对支撑座上的菌包进行打孔，所述接种组件位于打孔组件后端，用于对菌包注射菌种。
15.通过本发明提供的技术方案，具有如下有益效果：
16.作业时，由全自动下架机构将菌包从物料架上下架，并通过随动传输线传输至定位传输机构上，实现菌包的自动下架；定位传输机构接收菌包后，过渡取放组件将输入的菌包依次放入工位步进线的限制工位上；并经旋转定位组件旋转定位，实现自动化定位；之后输出给接种机构进行接种。如此实现菌包下架、定位和接种的全自动生产。
附图说明
17.图1所示为实施例中全自动菌包接种生产线的结构示意图；
18.图2所示为实施例中全自动下架机构的侧视图；
19.图3所示为实施例中全自动下架机构的正视图；
20.图4所示为实施例中第一伸缩驱动臂部分的结构示意图；
21.图5所示为实施例中第二伸缩驱动臂部分的结构示意图；
22.图6所示为实施例中二组抓取单元中二个第一伸缩驱动臂的连接结构示意图；
23.图7所示为实施例中二组抓取单元中二个第二伸缩驱动臂的连接结构示意图；
24.图8所示为实施例中定位传输机构的结构示意图；
25.图9所示为实施例中工位步进线的的结构示意图；
26.图10所示为实施例中旋转支撑单元的结构示意图；
27.图11所示为实施例中接种机构的结构示意图；
28.图12所示为实施例中打孔组件的部分结构示意图。
具体实施方式
29.为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中
的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
30.现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
31.本实施例提供一种全自动菌包接种生产线，参照图1所示，包括：全自动下架机构100、定位传输机构200和接种机构300。继续参照图2、图3所示，所述全自动下架机构100包括机架11、设置在机架11上的升降平台12以及设置在升降平台12上的物料传输线13和抓取组件16，升降平台12能够带动物料传输线13和抓取组件16进行升降移动。具体的，机架11上设置有竖向导轨，所述升降平台12可滑动的装配与竖向导轨上，同时通过升降驱动装置121的驱动进行升降移动。
32.所述物料传输线13包括水平传输线131以及铰接于水平传输线131末端的随动传输线132。升降平台12升降移动时，会带动水平传输线131一起升降，而随动传输线132也会随之调整倾斜度。所述抓取组件16用于抓取物料架2上的菌包1并置于水平传输线131上，菌包1经水平传输线131传输至随动传输线132上。
33.继续参照图8至图10所示，所述定位传输机构200包括过渡输送线210、位于过渡输送线210后端的工位步进线230、位于过渡输送线210与工位步进线230之间的过渡取放组件220以及对应工位步进线230的旋转定位组件240；所述随动传输线132的末端可滑动的抵接在过渡输送线210上，具体的，本实施例中，所述随动传输线132的末端设置有抵接滑轮1321，通过抵接滑轮1321可滑动的抵接在过渡输送线210上。如此，不管全自动下架机构100的升降平台12如何升降，随动传输线132都能够自适应的调整位置。经随动传输线132输出的菌包1传输至过渡输送线210上。
34.所述工位步进线230的传输带上设有等间距的限制工位2301，所述过渡取放组件220用于将过渡输送线210上的菌包依次放入工位步进线230的限制工位2301上，实现等间距的传输；所述旋转定位组件240用于定位菌包1的透气孔的朝向，如将菌包1的透气孔朝上设置。所述接种机构300位于工位步进线230的后端，以接收工位步进线230输出的菌包，并进行打孔和接种。
35.作业时，由全自动下架机构100将菌包1从物料架2上进行下架，并通过随动传输线132传输至定位传输机构200上，实现菌包1的自动下架；定位传输机构200接收菌包1后，过渡取放组件220将输入的菌包依次放入工位步进线230的限制工位2301上；并经旋转定位组件240旋转定位，实现自动化定位；之后输出给接种机构300进行接种。如此实现菌包1下架、定位和接种的全自动生产。
36.具体的，该全自动菌包接种生产线的全自动下架机构100、定位传输机构200和接种机构300的运作均由生产流水线的控制系统协调控制。具体如何连接以及控制原理均为现有技术，是自动化领域的技术人员早已掌握并熟练运用的，在此不再详述。
37.进一步的，继续参照图2至图7所示，本实施例中，所述水平传输线131沿y轴方向延伸，且抓取组件16可在升降平台12上沿y轴方向滑动，以抓取物料架2上同一层的菌包1。具体的，升降平台12上设置有y轴导轨，抓取组件16可滑动的装配在y轴导轨上，并通过y轴驱动装置进行驱动，实现抓取组件16在y轴方向的滑动，实现结构简单。
38.所述抓取组件16包括图像采集器17(定义为第一图像采集器17)和至少一组抓取单元14，所述第一图像采集器17用于采集物料架2上的菌包1；所述抓取单元14包括能够在x轴方向伸缩的第一伸缩驱动臂141和第二伸缩驱动臂142，所述第一伸缩驱动臂141的端部
设置有侧向设置的第一吸盘1411；所述第二伸缩驱动臂142上设置有朝下设置的第二吸盘1421。
39.具体的，该全自动下架机构的工作步骤为：
40.a1，物料架2转移至对应全自动下架机构的位置；升降平台12进行升降使得其上的物料传输线13和抓取组件16对应物料架2的储料层；
41.具体的，物料架2具有多层储料层，储料层内叠放有多层菌包1。全自动下架机构100依次下架每一层的储料层上的菌包1。
42.具体的，本实施例中，在全自动下架机构的其中一侧设置有传输线18，物料架2通过传输线18的传输来实现自动化转移，进一步的省去人工搬运，转移更为平稳和精准。
43.a2，第一图像采集器17实时采集储料层的菌包1堆叠情况；
44.如此，就能够清楚的确认该层储料层的菌包1堆叠状况，如菌包1堆叠的层数，每层的数量以及具体的位置等。以便于抓取单元对准相应的菌包1。
45.具体的，该第一图像采集器17采用工业相机来实现，当然的，也可以采用其它如ccd摄像机等。
46.a3，第一伸缩驱动臂141对准储料层的上层菌包1，并伸出使第一吸盘1411侧向吸住上层菌包1，之后回缩将上层菌包1拖出至水平传输线131上，直至将上层的所有菌包1全部拖出，使储料层空出上层空间；
47.具体的，该空出的上层空间的大小以能够容纳下第二伸缩驱动臂142为准。
48.具体的，菌包1被转移至水平传输线131上后，经水平传输线131转移到随动传输线132上，再由随动传输线132转移至后段的流水线上，实现输出。
49.a4，第二伸缩驱动臂142伸入储料层的上层空间，朝下的第二吸盘1421吸住菌包1，并将菌包1提起带出至水平传输线上，直至将该储料层的剩余的菌包1全部带出。
50.具体的，第二伸缩驱动臂142将菌包1提起带出，其具体的动作为，第二吸盘1421吸住菌包1后，先向上提起(该动作由升降平台12驱动)，使菌包1悬空，之后移出，该过程中，菌包1之间不会相互摩擦，避免菌包1因转移导致的破损。
51.a5，重复步骤a1至步骤a4的动作，直至将整个物料架2上的菌包1全部转出。
52.具体的，抓取组件16在y轴上的移动带动第一伸缩驱动臂141和第二伸缩驱动臂142平移以抓取同一层的菌包；而升降平台12的升降移动带动第一伸缩驱动臂141和第二伸缩驱动臂142升降以抓取不同层的菌包或对应不同层的储料层。
53.采用本技术的全自动下架机构，能够将物料架2上的菌包1自动转移至生产线上，省去人工操作；效率更高。
54.同时，在开始时，菌包1堆叠较满，只能以侧向吸住并以拖出的方式取出菌包1；因拖出过程中，菌包之间会相互摩擦，容易破损；为此，当第一伸缩驱动臂141的侧向拖出上层菌包1至使储料层空出上层空间后，再采用第二伸缩驱动臂142伸入物料架2内将菌包1提起带出；最大程度上保证菌包1的下架传输，使菌包1的损伤实现最小化。
55.进一步的，所述第二伸缩驱动臂142上的第二吸盘1421设置有多个，本具体实施例中为二个，二个第二吸盘1421沿x轴方向排布。如此，第二伸缩驱动臂142伸入物料架2后，二个第二吸盘1421能够同时吸住同一个菌包1，使得菌包1的受力更为均匀，取出更为平稳。当然的，在其它实施例中，第二伸缩驱动臂142上的第二吸盘1421的数量不局限于此，只要满
足能够平稳吸住菌包1即可。
56.进一步的，同一组抓取单元14的第一伸缩驱动臂141和第二伸缩驱动臂142呈竖直排布；具体的，本实施例中，所述第二伸缩驱动臂142位于所述第一伸缩驱动臂141的上方，实现竖直方向的排布。能够节省水平方向上的布局空间。
57.再进一步的，所述抓取单元14设置有二组，二组抓取单元14沿y轴方向排布。如此，二组抓取单元14的第一伸缩驱动臂141位于同一层，二组抓取单元14的第二伸缩驱动臂142位于同一层；且间距相等。运行时不会相互干涉影响。
58.进一步的，二组抓取单元14的第一伸缩驱动臂141采用同一个第一驱动装置驱动；二个第一伸缩驱动臂141的动作一致性好。同样的，二组抓取单元14的第二伸缩驱动臂142采用同一个第二驱动装置驱动；使得二个第二伸缩驱动臂142的动作一致性好。
59.进一步的，本实施例中，所述第一图像采集器17固定在其中一个第一伸缩驱动臂141上，便于布局。同时，还设置有照明光源，通过照明光源对物料架进行补光，第一图像采集器17的图像采集效果更好。
60.进一步的，所述抓取组件16还包括间距调节装置15，所述间距调节装置15调节二组抓取单元14之间的间距。如此设置，可以根据相邻二个菌包1的间距去调整二组抓取单元14之间的间距，适用性更广。
61.具体的，所述间距调节装置15包括驱动电机、齿轮和齿条，所述驱动电机固定在其中一组抓取单元14上，所述齿条固定在另一组抓取单元14上并沿y轴方向延伸，所述齿轮套接在驱动电机的驱动轴上并与齿条相啮合。当需要调整二组抓取单元14之间的间距时，驱动电机带动齿轮转动，通过齿轮和齿条的配合来实现二组抓取单元14相互靠近或相互远离。间距调节装置15采用该种结构，设计简单且容易实现。当然的，在其它实施例中，间距调节装置15的结构不局限于此。
62.进一步的，所述随动传输线132的传输带上设置有限位工位。当菌包1由水平传输线131传输至随动传输线上，会被限位工位所限制，保证菌包1的传输稳定性，防止因随动传输线132的倾斜设置而造成传输异常。
63.具体的，所述限位工位是由二个间隔设置的限位块组成。菌包1被限制在二个限位块之间，结构简单，且不会影响传输带的正常循环。
64.进一步的，本实施例中，在传输物料架2的传输线18的底部还设置有液压升降台(未示出)。如此设置，其目的在于，当升降平台12下降至随动传输线132水平时，升降平台12的继续下降会导致随动传输线132的末端翘起而脱离后段的传输线(即定位传输机构200的过渡输送线210)，因此，在该种情况下，升降平台12就不继续下降，而是改用液压升降台将物料架整体抬升至合适的位置，以使物料架2下层储料层对应升降平台12。当然的，在其它实施例中，若物料架2上没有比随动传输线132呈水平设置时还低的储料层，则无需采用该液压升降台的结构。
65.进一步的，定位传输机构200中，所述旋转定位组件240包括图像采集器241(定位为第二图像采集器241)、升降驱动器243和旋转支撑单元242；所述第二图像采集器241位于工位步进线230的上方，以采集限制工位2301上的菌包1的图像；具体的，本实施例中，所述第二图像采集器241为工业相机，当然的，也可以采用ccd摄像机等。所述旋转支撑单元242设置在工位步进线230的下方，所述升降驱动器243连接所述旋转支撑单元242，以带动旋转
支撑单元242升降移动。
66.生产时，菌包1由过渡输送线210输入，过渡取放组件220将输入的菌包1依次放入工位步进线230的限制工位2301上；当限制工位2301上的菌包1对应旋转定位组件240时，升降驱动器243带动旋转支撑单元242上升，以托住菌包1并带动菌包1旋转；所述图像采集器241采集旋转的菌包1图像并输出给生产线的控制系统，当旋转至合适位置时(如检测到菌包1上的透气孔朝上时)，旋转支撑单元242停止旋转，升降驱动器243带动旋转支撑单元242下降，菌包1被定位并重新置于限制工位2301上。如此，实现在生产流水线上对菌包1的自动化定位。相较于现有技术中采用人工操作，定位精度好且效率高。
67.进一步优选的，本实施例中，所述旋转支撑单元242包括连接架2421、旋转驱动器2422、主动辊2423和从动辊2424，所述主动辊2423和从动辊2424呈间隔设置在连接架2421的顶部，所述旋转驱动器2422固定在连接架2421上并传动连接所述主动辊2423。具体的，所述升降驱动器243为升降驱动气缸；所述升降驱动器243连接所述连接架2421，所述升降驱动器243带动旋转支撑单元242提升，直至主动辊2423和从动辊2424托起限制工位2301上的菌包1。旋转时，旋转驱动器2422带动主动辊2423转动，从而带动菌包1旋转。采用该种结构，菌包1被托起时支撑和旋转均更为稳定，且结构简单。再具体的，本实施例中，旋转驱动器2422为驱动电机，所述驱动电机通过皮带实现与主动辊2423的传动连接。
68.再进一步的，本实施例中，定义相配合的旋转驱动器2422、主动辊2423和从动辊2424为一组驱动组，所述连接架2421上设置有二组驱动组，以分别对应工位步进线230的相邻二个限制工位2301。如此，一次可以对二个菌包1进行定位，有效提高效率。当然的，在其他实施例中，驱动组的数量不局限于此。
69.进一步的，所述工位步进线230的限制工位2301是由呈间距设置的二个阻挡件231构成；所述菌包1被限制于二个阻挡件231之间。如此设置，结构简单。当然的，在其它实施例中不局限于此。
70.进一步的，所述过渡取放组件220包括水平传动单元221、设置在水平传动单元221上的升降传动单元222以及设置在升降传动单元222上的吸盘223；所述水平传动单元221带动升降传动单元222和吸盘223在过渡输送线210与工位步进线230之间切换；所述升降传动单元222带动吸盘223升降，以取放菌包1，具体的，抓取菌包1时，通过吸盘223吸住菌包1，放下菌包1时，吸盘223进行破真空。如此设置，结构简单，操作稳定，且不易损坏菌包1。当然的，在其他实施例中不局限于此。
71.再具体的，所述水平传动单元221和升降传动单元222可以采用现有技术中的常用结构来实现。如水平传动单元221采用水平设置的丝杆和丝杆螺母的配合结构来实现等；升降传动单元222可以采用竖直伸缩的气缸来实现等。
72.进一步的，本实施例中，所述工位步进线230的后端还对应设置有出料取放组件250；所述出料取放组件250用于将传输至工位步进线230末端的菌包1(即已经经旋转定位组件240定位的菌包1)输出至接种机构300。
73.具体的，本实施例中，该出料取放组件250与过渡取放组件220的结构相同，即所述出料取放组件250包括水平传动单元251、设置在水平传动单元251上的升降传动单元252以及设置在升降传动单元252上的吸盘253。所述水平传动单元251带动升降传动单元252和吸盘253在工位步进线230与接种机构之间切换；所述升降传动单元252带动吸盘253升降，以
取放菌包1。如此，将工位步进线230上被定位的菌包1平稳的传输至接种机构300，且不会破坏菌包1上通气孔的朝向。当然的，在其它实施例中，出料取放组件250的结构也不局限于此。
74.进一步的，本实施例中，继续参照图11、图12所示，所述接种机构300包括工位传输线310、打孔组件320和接种组件330，所述工位传输线310上设置有支撑座，所述出料取放组件250将工位步进线230输出的菌包1转移至工位传输线310的支撑座上；所述打孔组件320和接种组件330分别对应工位传输线310，所述打孔组件320对支撑座上的菌包1进行打孔，所述接种组件330位于打孔组件320后端，用于对菌包1注射菌种。
75.具体的，所述打孔组件320包括升降驱动器、安装架321和装配在安装架321上的打孔钎322，所述安装架321通过竖直导向结构装配于接种机构300的机架上，升降驱动器驱动连接所述安装架321，以驱动安装架321和其上的打孔钎322升降。当工位传输线310将菌包1传输至对应打孔组件320时，升降驱动器带动打孔钎322下降，以使打孔钎322插入菌包1内实现打孔。
76.再具体的，安装架321的底部还设置有脱料板323，安装架321和脱料板323之间设置有弹簧324，具体的，安装架321设置有导向套3211，脱料板323上设置有导向杆3231，并通过导向杆3231套设于导向套3211内实现竖直方向上的导向。所述弹簧324套设于导向杆3231上，并抵接在导向套3211上。同时，所述脱料板323上设有对应打孔钎322的让位孔。作业时，安装架321下降，脱料板323最先抵接在菌包1上，随着安装架321的继续下降，打孔钎322穿过脱料板323的让位孔并插入菌包1内进行打孔，此时弹簧324处于压缩状态。脱离时，安装架321和打孔钎322上升，而脱料板323在弹簧324的作用下还会抵接在菌包1上，直至打孔钎322抽出。之后整体上移而脱离菌包1，完成打孔。
77.本实施例提供的打孔组件320具有结构简单、容易实现且打孔精度好等特点。当然的，在其它实施例中，打孔组件320的结构不局限于此。
78.进一步的，所述接种组件330采用现有结构，如采用cn214546161u公开的一种菌包液体接种机等。当然的，为了更好的控制精度，本实施例中，将菌包液体接种机中用于驱动升降的伸缩气缸(即cn214546161u公开的一种菌包液体接种机中的伸缩气缸41)替换成电动伸缩杆，采用电动伸缩杆的方式，升降控制更为精准。当然的，在其它实施例中，接种组件的结构不局限于此。
79.进一步的，本实施例中，所述接种机构300的后端还设置有二次包装机(未示出)，用于将接种后的菌包1再次包装。具体的，二次包装机为现有技术。
80.尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。