【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种菌棒自动精细注水机及其工作方法，用于提高菌棒种植技术的效率和成果，属于农业工程。
技术介绍
1、当今，我国的食用菌产业迅速发展，其在农业经济中扮演着极其重要的角色，随着食用菌市场需求量的不断扩张，工厂内菌棒的大量生产需要更高效、更精密的设备以用来匹配菌棒生产的高效率、高经济。
2、以往菌棒注水依靠人工进行，存在着效率低下、成本高昂以及操作不稳定等问题。为了提高菌棒注水的效率以及解决注水量不稳定等问题，亟需开发一种菌棒自动精细注水机，以期达到一体化的流水线自动化注水，从而更好地满足市场需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种菌棒自动精细注水机及其工作方法，包括菌棒运动机构、菌棒夹取机构、菌棒注水机构和菌架总成机构，四者机构相配合，自动化程度高，能够解决菌棒注水量不稳定问题，有效提高了注水效率。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种菌棒自动精细注水机，包括菌棒运动机构、菌棒夹取机构、菌棒注水机构和菌架总成机构；
4、所述菌棒运动机构包括钢架、动力系统、链轮和链条，动力系统带动链条在钢架上上下移动，进而带动菌棒夹取机构上下运动，完成纵向移动；
5、所述菌架总成机构用于放置菌棒；
6、所述菌棒夹取机构用于从菌架总成机构上夹取菌棒，并将注水后的菌棒重新放置于菌架总成机构上；
7、所述菌棒注水机构用于对菌棒进行自动精细注水。
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9、优选的，每个链轮轴上设置有两个轴承带座，两个轴承带座与链轮轴同轴连接，轴承带座通过铆接固定在钢架顶部，两个轴承带座对称配合，完成传动动力系统的安装。
10、优选的，所述钢架上设置有竖直导轨和配重块，其中配重块通过螺栓与链条一端相连，配重块上设置有升降件，用于与竖直导轨配合，升降件类似与滑块，用于与竖直导轨配合实现上下移动；
11、所述菌棒夹取机构与链条的另一端固定连接，菌棒夹取机构上也设置有与竖直导轨相配合的升降件。
12、优选的，所述菌棒夹取机构包括执行系统框架、气动手指机械臂、推杆气缸和横向导轨，升降件设置于执行系统框架的两侧，以增加菌棒夹取机构的稳定性。执行系统框架作为菌棒夹取机构的承载体，跟随菌棒运动机构沿着竖直导轨通过链轮、链条进行纵向移动；
13、所述气动手指机械臂与执行系统框架之间设置有横向导轨和推杆，推杆通过推杆气缸驱动，能够驱动气动手指机械臂相对于执行系统框架横向移动；推杆完全推出后，气动手指机械臂夹紧菌棒，推杆回缩后，气动手指机械臂松开菌棒，使菌棒刚好位于注水平台的支架托盘上。
14、优选的，所述气动手指机械臂包括三指夹爪、伸缩气缸、后方挡板、固定支架、竖向连杆和u型梁，三指夹爪能够张紧以夹取菌棒，所述固定支架后端设置u型梁和伸缩气缸，u型梁连接横向导轨和推杆；进一步的，u型梁通过中部与推杆连接，两侧通过滑块连接横向导轨，滑块与横向导轨配合，在推杆带动下，实现气动手指机械臂整体的横向运动；
15、所述伸缩气缸的伸缩杆连接后方挡板，通过控制伸缩杆的伸缩带动后方挡板运动；三指夹爪的数量为多个，多个三指夹爪上方均固定连接一竖向连杆；所述后方挡板上开孔，各竖向连杆一端与后方挡板的孔进行铰接，各竖向连杆另一端与固定支架底部转动连接；
16、当伸缩气缸的伸缩杆伸出时，推动后方挡板运动，并带动竖向连杆的一端沿铰接点转动，竖向连杆的另一端也沿其铰接点转动，由于竖向连杆与三指夹爪固定连接，进而带动三指夹爪转动。
17、本专利技术通过伸缩气缸的伸缩运动进而带动后方挡板运动，将直线运动转化为所有三指夹爪的同步转动。
18、优选的，菌棒通过气动手指机械臂从菌架上抽离出来放置到支架托盘上注水，注水完毕后通过三指夹爪将菌棒再从支架托盘上抽出，移动到菌架上，所述菌棒长度为400mm，直径为100mm，所述支架托盘上设置有凹型槽，所述凹型槽上缘设置有内低外高的斜坡，此种设计可以方便三指夹爪伸入凹型槽，并通过三指夹爪气缸动作实现抓取；
19、所述三指夹爪的各夹爪均匀分布，即相邻夹爪相隔120°；三指夹爪的转动方便伸入支架托盘的凹型槽，所述三指夹爪上设置有三指夹爪气缸，三指夹爪气缸通过气源提供动力，通过三指夹爪气缸的开合运动转化为手指的开合，在紧凑的空间内可以精确有效地对菌棒进行夹取。
20、优选的，所述菌棒注水机构包括注水机架、注水气缸、注水平台、注水针架、控制器和水箱，所述注水机架上固定设置有一导轨连接件，导轨连接件上设置有导轨，所述注水针架两端设置有与导轨相配合的滑块，所述注水针架顶部与注水机架之间设置所述注水气缸，在注水气缸的驱动下，注水机架能够实现上下运动；
21、所述注水平台固定于菌棒夹取机构的执行系统框架内部，且位于气动手指机械臂下方；所述注水平台包括支架托盘，支架托盘底部设置有重力传感器，根据重力传感器确定注水量，所述重力传感器底部还设置有可升降的水槽，水槽通过位移气缸驱动；在支架托盘和重力传感器下方设置的水槽，负责处理注水过程中溢出的水，防止水流到外部影响环境。
22、进一步的，支架托盘和重力传感器均可以为多个，一一对应设置，这样重力传感器能够感应每一支架托盘上菌棒注水前后的重量，并分别控制对应注水针的停止时间，精准控制每个菌棒的注水量。
23、优选的，所述注水针架上设置有注水针，水箱作为注水的水源供应，设置于注水机架的旁侧，所述水箱与注水针通过管道连接，管道上设置控制器、通断电磁阀和水泵，通过控制器控制单向阀和水泵可灵活实现注水针的注水或停止；
24、所述注水针架设置有前后两排，每一菌棒对应着两根注水针，注水针连接通断电磁阀与水泵，通断电磁阀受控制器控制响应，当菌棒到位后，注水开始。
25、优选的，所述菌架总成机构包括菌架、旋转平台和连接架，所述旋转平台通过上部四个螺钉与连接架固定连接，菌架与连接架之间可拆卸连接，方便更换菌架规格；所述菌架为网状支撑架，能够上下放置多层菌棒，每一层菌棒上并排放置有多排，其数量与三指夹爪的数量相同；
26、对于每一层菌棒，里外设置有两排，依靠旋转平台的旋转实现里外菌棒的转换，使得气动手指机械臂伸出后能够夹取到菌棒。
27、进一步的，旋转平台包括旋台伺服电机、蜗轮蜗杆、180°旋转平台，菌棒夹取机构夹取一排菌棒后，由于推杆气缸行程是一定的，另一排的菌棒需要旋转180°来使得下一次的夹取能够成功夹取，设计旋转平台使菌架能够进行整体旋转，通过旋台伺服电机带动蜗轮蜗杆传动，能够使180°旋转平台带动菌架。
2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种菌棒自动精细注水机，其特征在于，包括菌棒运动机构、菌棒夹取机构、菌棒注水机构和菌架总成机构；
2.根据权利要求1所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述链轮和链条设置于钢架上，动力系统为两个，动力系统包括链轮轴，每一链轮轴两端均固定设置一个链轮，链轮与链条啮合，其中一个动力系统上设置有凸缘联轴器、伺服电机和行星减速器，行星减速器与伺服电机铆接，凸缘联轴器将行星减速器与链轮轴同轴连接；
3.根据权利要求2所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述钢架上设置有竖直导轨和配重块，其中配重块与链条一端相连，配重块上设置有升降件，用于与竖直导轨配合；
4.根据权利要求3所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述菌棒夹取机构包括执行系统框架、气动手指机械臂、推杆气缸和横向导轨，升降件设置于执行系统框架上，执行系统框架作为菌棒夹取机构的承载体，跟随菌棒运动机构沿着竖直导轨通过链轮、链条进行纵向移动；
5.根据权利要求4所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述气动手指机械臂包括三指夹爪、伸缩气缸、后方挡板、固定支架、竖向连杆和U型梁，三
6.根据权利要求5所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述菌棒长度为400mm，直径为100mm，所述支架托盘上设置有凹型槽，所述凹型槽上缘设置有斜坡；
7.根据权利要求6所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述菌棒注水机构包括注水机架、注水气缸、注水平台、注水针架、控制器和水箱，所述注水机架上固定设置有一导轨连接件，导轨连接件上设置有导轨，所述注水针架两端设置有与导轨相配合的滑块，所述注水针架顶部与注水机架之间设置所述注水气缸，在注水气缸的驱动下，注水机架能够实现上下运动；
8.根据权利要求7所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述菌架总成机构包括菌架、旋转平台和连接架，所述旋转平台通过上部四个螺钉与连接架固定连接，菌架与连接架之间可拆卸连接；所述菌架为网状支撑架，能够上下放置多层菌棒，每一层菌棒上并排放置有多排，其数量与三指夹爪的数量相同；
9.一种权利要求8所述的菌棒自动精细注水机的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的菌棒自动精细注水机的工作方法，其特征在于，由于菌架上放置里外两排菌棒，当完成里侧的菌棒注水后，旋转平台动作使菌架旋转180°，使实现对外侧的菌棒注水。
...【技术特征摘要】
1.一种菌棒自动精细注水机，其特征在于，包括菌棒运动机构、菌棒夹取机构、菌棒注水机构和菌架总成机构；
2.根据权利要求1所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述链轮和链条设置于钢架上，动力系统为两个，动力系统包括链轮轴，每一链轮轴两端均固定设置一个链轮，链轮与链条啮合，其中一个动力系统上设置有凸缘联轴器、伺服电机和行星减速器，行星减速器与伺服电机铆接，凸缘联轴器将行星减速器与链轮轴同轴连接；
3.根据权利要求2所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述钢架上设置有竖直导轨和配重块，其中配重块与链条一端相连，配重块上设置有升降件，用于与竖直导轨配合；
4.根据权利要求3所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述菌棒夹取机构包括执行系统框架、气动手指机械臂、推杆气缸和横向导轨，升降件设置于执行系统框架上，执行系统框架作为菌棒夹取机构的承载体，跟随菌棒运动机构沿着竖直导轨通过链轮、链条进行纵向移动；
5.根据权利要求4所述的菌棒自动精细注水机，其特征在于，所述气动手指机械臂包括三指夹爪、伸缩气缸、后方挡板、固定支架、竖向连杆和u型梁，三指夹爪能够张紧以用于夹取菌棒，所述固定支架后端设置u型梁和伸缩气缸，u型梁连接横向导轨和推杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：张桂林，相恒富，张森，赵玉凯，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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