一種袋栽食用菌全自動(dòng)翻筐機(jī)的設(shè)計(jì)

胡福志　閆瑞濤　韓瑞寶　黃瑞海　張春鳳　周拴柱　張兆龍　李楠楠

摘 要：食用菌被譽(yù)為“素中之葷”，不僅是美味佳肴，還具有極高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特的醫(yī)療保健作用，是一種理想的保健食品。目前，袋栽食用菌生產(chǎn)流程中滅菌及接菌前的翻筐工作主要由人力手工來完成，勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)用高、生產(chǎn)效率低。因此，構(gòu)思設(shè)計(jì)了一種新型的全自動(dòng)袋栽食用菌翻筐機(jī)。

關(guān)鍵詞：食用菌;袋栽;翻筐機(jī);設(shè)計(jì);市場(chǎng)

中圖分類號(hào)：S646;S223文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.02.014

基金項(xiàng)目：牡丹江市科技攻關(guān)項(xiàng)目“黑木耳菌袋全自動(dòng)翻筐機(jī)的研制”;黑龍江省教育廳大學(xué)生創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“食用菌菌袋全自動(dòng)翻筐機(jī)”;黑龍江農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)職業(yè)學(xué)院校企合作開發(fā)項(xiàng)目“黑木耳菌袋全自動(dòng)翻筐機(jī)”（Z2018n001）

作者簡(jiǎn)介：胡福志（1968-），男，吉林敦化人，教授，研究方向：焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作，E-mail：mdjhfz@163.com。

食用菌袋栽方法就是利用林業(yè)和工農(nóng)業(yè)邊角料作培養(yǎng)基，采用室內(nèi)發(fā)菌，室外出菌的栽培新模式，解決了普通栽培模式產(chǎn)量低、易感染雜菌、品質(zhì)差等問題，不需購(gòu)置栽培床架，不受氣候、場(chǎng)地條件的限制，一般直接在地面堆碼菌袋即可，袋栽食用菌菌袋在高溫殺菌時(shí)，為防止出現(xiàn)汽包、水包現(xiàn)象，需提前將菌袋倒扣放置，即菌棒口向下;在滅菌、冷卻完成后接菌前，需要將菌包再翻轉(zhuǎn)過來。

現(xiàn)有的袋栽食用菌生產(chǎn)加工企業(yè)在菌袋高溫殺菌前后多采用工人手工套筐翻轉(zhuǎn)的生產(chǎn)方式，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，菌袋易染菌（30%左右的染菌率是直接或者間接因?yàn)槭止し鹪斐傻木茡p或者用手接觸菌袋，導(dǎo)致菌袋被按凹陷部位形成空隙而造成染菌）。

部分企業(yè)采用機(jī)械壓筐式翻筐機(jī)進(jìn)行翻筐作業(yè)，但工作效率低、空筐自動(dòng)落筐、故障報(bào)警系統(tǒng)混亂及翻轉(zhuǎn)時(shí)菌袋被劃破的數(shù)量過多等，也無法滿足生產(chǎn)需求。

因此，人力手工翻筐及現(xiàn)有翻筐機(jī)械都無法與食用菌大規(guī)模生產(chǎn)的自動(dòng)化、工廠化相適應(yīng)，成為了一個(gè)制約食用菌大規(guī)模生產(chǎn)的“瓶頸”，亟需一種新的技術(shù)方案來解決上述問題。

1 設(shè)計(jì)構(gòu)想

針對(duì)市場(chǎng)上銷售的現(xiàn)有機(jī)型進(jìn)行研究分析，立足于電氣化相結(jié)合的設(shè)計(jì)方向，進(jìn)行以下幾個(gè)方面設(shè)計(jì)：

（1）以光電開關(guān)為檢測(cè)元件、單片機(jī)為自動(dòng)控制系統(tǒng)核心、電動(dòng)氣動(dòng)元件為執(zhí)行元件，提高翻筐機(jī)的自動(dòng)化程度。

（2）用電子觸摸屏進(jìn)行系統(tǒng)模擬及故障點(diǎn)顯示，方便操作及故障排除。

（3）利用行程自動(dòng)控制系統(tǒng)及緩沖裝置，減少輔助時(shí)間，進(jìn)一步提高翻筐效率。

（4）用直線軸承代替滑道或行走輪，減少移動(dòng)阻力，提高菌筐移動(dòng)速度及移動(dòng)的平穩(wěn)性。

（5）用可旋轉(zhuǎn)托筐桿配合菌筐限位架對(duì)菌筐位置進(jìn)行調(diào)整，減少檢測(cè)元件和氣動(dòng)元件，提高自動(dòng)對(duì)位速度和準(zhǔn)確度。

（6）菌筐限位及檢測(cè)裝置位置可調(diào)，可適應(yīng)不同規(guī)格菌筐菌袋工作需要，提高設(shè)備的適應(yīng)性。

（7）電動(dòng)氣動(dòng)執(zhí)行元件速度可調(diào)，以適應(yīng)不同工作節(jié)奏要求。

（8）機(jī)器底部安裝帶制動(dòng)萬向行走輪，方便移動(dòng)及作業(yè)。

預(yù)計(jì)該機(jī)翻筐速度可以達(dá)到500筐·h-1以上（傳統(tǒng)翻筐速度僅200筐·h-1左右），不但操作簡(jiǎn)單，安全可靠，勞動(dòng)強(qiáng)度和技術(shù)要求低，操作人員男女老少有無經(jīng)驗(yàn)均可，節(jié)約勞動(dòng)力，有效解決用工荒的問題;而且翻筐效率高，質(zhì)量好，可降低生產(chǎn)成本，為廣大菌農(nóng)節(jié)本增效、持續(xù)穩(wěn)定增收奠定基礎(chǔ)，助推食用菌種植產(chǎn)業(yè)向機(jī)械化、規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。

3 產(chǎn)品工作流程

①裝筐機(jī)出筐→②運(yùn)筐托輥運(yùn)筐→③運(yùn)筐托輥擋筐汽缸阻擋（與⑥同步）→④運(yùn)筐托輥擋筐汽缸放行（與B12同步）→⑤運(yùn)筐鏈條運(yùn)筐→⑥運(yùn)筐鏈條擋筐汽缸阻擋（檢測(cè)信號(hào)控制）→⑦提升氣缸收縮提筐→⑧托筐桿與菌筐限位架調(diào)筐→⑨翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)（信號(hào)檢測(cè)到位情況）→⑩菌袋倒筐→B11提升氣缸伸出放筐→B12運(yùn)筐鏈條擋筐汽缸放行（檢測(cè)信號(hào)控制）→B13運(yùn)筐鏈輪運(yùn)筐→B14運(yùn)筐皮帶運(yùn)筐。

4 產(chǎn)品的市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

黑龍江省擁有得天獨(dú)厚的地理環(huán)境，是我國(guó)食用菌生產(chǎn)的“黃金產(chǎn)業(yè)帶”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年全省食用菌種植規(guī)模78億袋、鮮品產(chǎn)量398萬t，居全國(guó)第三位。目前，黑龍江省已經(jīng)形成了三個(gè)食用菌產(chǎn)業(yè)帶，每年對(duì)翻筐機(jī)的需求量約為5000臺(tái)左右，每臺(tái)售價(jià)為20 000元左右。

可以預(yù)見，該機(jī)市場(chǎng)前景廣闊，可形成在黑龍江省乃至全國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)帶的普及應(yīng)用推廣局面，將解決食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中存在的“瓶頸”，為實(shí)現(xiàn)食用菌產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展、帶動(dòng)菌民持續(xù)、穩(wěn)定增收及科技成果向農(nóng)村轉(zhuǎn)移作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆瑞濤，周忠寶，黃瑞海，等.牡丹江食用菌機(jī)械產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J].農(nóng)機(jī)使用與維修， 2014（10）.

[2]胡福志，周忠寶，韓瑞寶，等.牡丹江地區(qū)黑木耳菌袋全自動(dòng)窩口機(jī)的研制設(shè)想[J].科技視界，2014（21）.

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[4]胡福志，閆瑞濤，李雨龍，等.對(duì)傳統(tǒng)黑木耳菌袋裝袋機(jī)的改造升級(jí)構(gòu)想[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2018（2）.

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