一种鲜香菇切柄方法及装置与流程

本发明涉及一种适用于鲜香菇的切柄方法及装置，属于食用菌加工机械技术领域。

背景技术：

香菇含有丰富的维生素B群、铁、钾及维生素D原，营养丰富，味道鲜美，是世界第二大食用菌。我国是世界香菇生产大国，全国年产香菇超过700万吨，占食用菌总产量的21％左右。在工业食品加工或食用鲜香菇时，通常要把菌柄去掉，只保留香菇的菌盖部分。目前市场上的香菇切柄机，多采用半自动切柄，使用时需要人工将香菇按照一定方向摆放，并送入切割轨道。经检索发现，申请号为201410695313.3的中国专利申请公开了一种香菇切柄装置，该装置就是一种通过人工排放香菇、压板挤压菌盖，再通过切刀去除菌柄的设备；专利号为201310339916.5的中国专利公开了一种香菇剪脚机，是通过圆形筛孔进行香菇固定，再采用菌柄切割机构切除菌柄的；申请号为201210105249.x的中国专利申请公开了一种香菇柄盖分离机，该设备是通过敲打香菇菌柄实现柄盖分离的；专利号为201320583177.x的中国专利公开了一种全自动香菇剪柄机及调向运输装置，该装置通过履带排序，水槽定位，擒纵机构传动，锯齿道具切割。上述香菇切柄机或者速度慢，浪费人力，香菇切柄效率低，或者香菇排序困难，或者香菇定位不佳，或者香菇固定方式不合理，或者设备结构复杂，对香菇的加工质量(即菌盖破损率)、加工效率、加工成本有一定的制约。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种鲜香菇切柄装置，同时给出了基于该装置的鲜香菇切柄方法，不仅能够实现香菇自动排序、定位，高效率切除菌柄，而且可连续切割香菇菌柄，加工质量好，菌柄切除整齐，菌盖无损伤。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种鲜香菇切柄装置，包括箱体机架以及安装于箱体机架内的带式传动机构和菌柄切除机构，在箱体机架的一端顶部设有排序进料机构，另一端具有菌盖出口，菌盖出口处设有菌盖收集器，在箱体机架的侧壁上靠近菌盖出口处具有菌柄出口，菌柄出口处设有菌柄收集器；排序进料机构主要由料斗、挡板通道和菌柄槽组成，料斗包括料斗本体，料斗本体的底部具有底座槽，底座槽与电磁激振器的衔铁连接，底座槽的一侧具有不封闭的出口，出口处连接有若干个挡板通道，挡板通道与底座槽相连通，并在挡板通道的尾部制有用于定位香菇菌柄的菌柄槽；带式传动机构包括布置在箱体机架两端的皮带轮，位于箱体机架两端的皮带轮之间连接有一组平行布置的传送带，相邻传送带之间形成用于定位香菇菌柄的间隙，间隙与菌柄槽相衔接。

本发明的排序进料机构以一定角度安装在箱体机架上，用于承载香菇，通过电磁激振器实现其料斗的上、下振动，使料斗中的香菇均匀单一地振动前进，料斗配合挡板通道、菌柄槽，实现香菇的排序、定位。然后，香菇进入带式传动机构，带式传动机构的传送带与水平面呈一夹角θ，这样香菇在传送带上运输时，首先由于自重和摩擦力的作用，只能向带式传送机构的尾端移动，不能反向滑移，避免了香菇堆积，有利于香菇连续性加工，其次香菇利用自重和摩擦力固定，避免由于外力挤压固定香菇时造成的香菇损伤，同时还省去了香菇固定结构，不仅可以避免固定结构向菌盖施加固定力，保证香菇菌盖无损伤，还降低了生产成本。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，料斗的顶端具有进料口，在底座槽的一侧沿香菇输送方向延伸出一凹槽，凹槽的尾端具有出料口，凹槽中沿香菇输送方向均匀设置一组竖直隔板，通过竖直隔板将凹槽分隔成若干个挡板通道，挡板通道的宽度沿香菇输送方向呈逐渐变窄的趋势，挡板通道尾端的宽度略大于香菇菌盖直径；菌柄槽的宽度略大于香菇菌柄直径，菌柄槽的宽度与间隙相同。

进一步的，菌柄切除机构包括一组平行排列在同一直线上的剪切刀，剪切刀包括圆盘形本体，圆盘形本体的外缘向外延伸有一组分布均匀的齿刃，相邻剪切刀的齿刃相啮合，通过两个相邻剪切刀的齿刃对攻，模拟剪刀剪切香菇的菌柄；圆盘形本体的中部具有转轴通孔，转轴通孔内设置转轴，转轴的下端安装在位于箱体机架内的刀具底座上。

上述结构中，相邻剪切刀安装在同一水平线上，并且剪切刀的齿刃横穿间隙，以保证菌柄在经过剪切刀时被完全切除，防止漏切，而且一个间隙只有一对齿刃工作，避免齿刃过多影响香菇传送。

进一步的，菌盖收集器包括安装于菌盖出口处的菌盖滑道，菌盖滑道倾斜向下设置，菌盖滑道下方安设菌盖收集箱；菌柄收集器包括横向贯穿箱体机架并倾斜向下设置的菌柄滑道，菌柄滑道设置在剪切刀下方并经菌柄出口向外延伸形成筒状出口，在筒状出口的下方安设菌柄收集箱。

进一步的，箱体机架为长方形箱体，长方形箱体的顶面为开放式结构；布置在箱体机架一端并位于排序进料机构下方的皮带轮为从动轮，布置在箱体机架另一端、位于菌盖出口处的皮带轮为主动轮，根据传送带工作原理，这样布置皮带轮可以保证工作时传送带处于紧绷状态，有利于提高香菇加工质量，主动轮、从动轮均呈圆柱状，并且所述主动轮的半径与所述从动轮的半径相同。

进一步的，带式传动机构的传送带与水平面之间呈一夹角θ，夹角θ应满足θ≤arctanμ，其中μ为香菇与传送带之间的最大静摩擦系数。

由于μ与θ的关系式为tanθ＝μ，那么得到夹角θ应满足θ≤arctanμ，θ值越接近arctanμ则传送带对香菇的定位作用越好，能够避免香菇堆积。当带式传动机构以夹角θ倾斜安装时，在香菇运送过程中，能够保证香菇相对于传送带静止，而且在夹角θ条件下香菇的固定力比水平状态下要大，能够避免在菌柄切除时香菇滑移，实现香菇的自我固定。

进一步的，排序进料机构以预定角度β安装到箱体机架上，预定角度β应满足β≤θ。

进一步的，出料口与过主动轮中心轴线的水平面之间的垂直距离h应满足其中l为传送带的长度，a为传送带与排序进料机构的出料口之间的垂直距离，r为皮带轮的半径。

设定一个未知数x，那么tanθ＝x/l，由于从动轮与过出料口的垂线之间的夹角也为θ，则cosθ＝h/(a+r+x)，那么x＝h/cosθ-a-r，由上可知tanθ＝(h/cosθ-a-r)/l，由于sinθ＝cosθ×tanθ，可以得到如下关系式：lsinθ＝h-(a+r)cosθ，最终其中

优选的，a的取值范围为10mm≤a≤20mm。

本发明还提供一种鲜香菇切柄方法，包括以下步骤：

第一步、排序进料机构安装步骤，将排序进料机构以预定角度β安装在机架箱体的一端顶部，所述预定角度β应满足β≤θ，所述夹角θ应满足θ≤arctanμ，其中μ为香菇与传送带之间的最大静摩擦系数；转至第二步；

第二步、带式传动机构安装步骤，根据带式传动机构的安装位置关系，调整带式传动机构的位置，使带式传动机构的传送带与水平面之间呈一夹角θ，并使带式传动机构的从动轮设置在箱体机架的一端、排序进料机构的下方，主动轮设置在箱体机架的另一端，保证过所述主动轮中心轴线的水平面与排序进料机构的出料口之间的垂直距离h应满足其中l为传送带的长度，a为传送带与排序进料机构的出料口之间的垂直距离，r为皮带轮的半径；转至第三步；

第三步、将菌柄切除机构安装在箱体机架中，并保证所述菌柄切除机构的剪切刀紧贴传送带设置并与传送带平行；转至第四步；

第四步、将菌盖收集器安装在箱体机架的尾端，保证所述菌盖收集器的菌盖滑道与带式传动机构的间隙尾端相衔接；转至第五步；

第五步、将菌柄收集器安装在箱体机架的一侧，所述菌柄收集器的菌柄滑道设置在剪切刀的下方，并且所述菌柄滑道沿箱体机架的宽度方向倾斜向下设置。

本发明的有益效果是：1.设备整体结构简单、紧凑，制作成本低，操作简单方便，可连续切割香菇菌柄，工作效率高，并且菌柄切除整齐，菌盖无损伤，加工质量好；

2.对进料斗进行改进，利用电磁振动、挡板通道以及菌柄槽组合，解决了香菇排序、定位困难的问题，为香菇的后续切割加工提供了技术保障；

3.采用新型的带式传动机构，充分利用香菇的自重以及摩擦力，为菌柄切除提供推力，有效防止香菇反向滑移，节能了固定香菇的压力机构，简化了设备，避免菌盖损伤；

4.本发明采用圆盘类齿形的剪切刀，通过齿刃擒拿、推送香菇，并加强香菇的固定，以高速旋转形式切除菌柄。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为图1的侧视图。

图3为本发明中带式传动机构的结构示意图。

图4为本发明中带式传动机构的工作原理图。

图5为本发明中各结构的安装位置关系原理图。

图6为本发明中菌柄切除机构的工作原理图。

图7为本发明中剪切刀的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的鲜香菇切柄装置，其结构如图1和图2所示，包括箱体机架1以及安装于箱体机架1内的带式传动机构3和菌柄切除机构4，箱体机架1为长方形箱体，箱体的顶面为开放式结构。在箱体机架1的一端顶部设有排序进料机构2，另一端具有菌盖出口，菌盖出口处设有菌盖收集器5，在箱体机架1的侧壁上靠近菌盖出口处具有菌柄出口，菌柄出口处设有菌柄收集器6。其中，排序进料机2构主要由料斗21、挡板通道22和菌柄槽23组成，料斗21包括料斗本体，料斗本体的顶端具有进料口，料斗本体的底部具有底座槽，底座槽与电磁激振器的衔铁连接，料斗本体底部通过底座槽封闭，并且在底座槽的一侧具有不封闭的出口，在底座槽的一侧出口处沿香菇输送方向延伸出一凹槽，凹槽的尾端具有出料口，凹槽中沿香菇输送方向均匀设置一组竖直隔板，通过竖直隔板将凹槽分隔成若干个与料斗21相连通的挡板通道22，挡板通道22的尾部制有用于定位香菇菌柄的菌柄槽23。挡板通道22的宽度沿香菇7输送方向呈逐渐变窄的趋势，挡板通道22尾端的宽度略大于香菇菌盖直径，菌柄槽23的宽度略大于香菇菌柄直径，菌柄槽23的宽度与带式传动机构3的间隙相同，菌柄槽23、间隙宽度为20mm，略大于香菇菌柄直径，香菇菌柄直径约为15mm。

如图3所示，带式传动机构3包括布置在箱体机架1一端并位于排序进料机构2下方的从动轮31和布置在箱体机架1另一端、位于菌盖出口处的主动轮32，从动轮31与主动轮32之间连接有一组平行布置的传送带33，相邻传送带33之间形成用于定位香菇菌柄的间隙，间隙与菌柄槽23相衔接。另外，主动轮32、从动轮31均呈圆柱状，并且主动轮32的半径与从动轮31的半径相同。传送带33与水平面A(如图2，水平面A即为箱体顶面所在的水平面)之间呈一夹角θ，夹角θ应满足θ≤arctanμ，θ值越接近arctanμ则传送带33对香菇7的定位作用越好，能够避免香菇7堆积，其中μ为香菇7与传送带33之间的最大静摩擦系数，μ取值范围为0.5～0.8。

如图4，其中图(a)为带式传动机构3水平安装时其工作原理图，设定香菇的剪切力为F，香菇的支持力为F_N，香菇的摩擦力为f，香菇的重力为G，那么F_水平＝μ×G；图(b)为带式传动机构3倾斜安装时其工作原理图，倾斜安装角度为θ，设香菇的重力分力F′、F_N′，那么F_倾斜＝G×sinθ+μ×G×cosθ。在已知tanθ＝μ并且μ的取值范围为0.5～0.8的条件下，将两种安装方式进行对比，即所以得出结论1.6×F_水平＜F_倾斜＜1.8×F_水平。因此，当带式传动机构3以夹角θ倾斜安装时，在香菇7运送过程中，能够保证香菇7相对于传送带33静止，而且在夹角θ条件下香菇7的固定力比水平状态下要大，能够避免在菌柄切除时香菇7滑移，实现香菇7的自我固定。

由图5可知，设定一个未知数x，那么tanθ＝x/l，由于从动轮31与过出料口的垂线之间的夹角也为θ，则cosθ＝h/(a+r+x)，那么x＝h/cosθ-a-r，由上可知tanθ＝(h/cosθ-a-r)/l，由于sinθ＝cosθ×tanθ，可以得到如下关系式：lsinθ＝h-(a+r)cosθ，最终获得出料口与过主动轮32中心轴线的水平面B(见图2)之间的垂直距离h应满足其中l为传送带33的长度，a为传送带33与排序进料机构2的出料口之间的垂直距离，a的取值范围为10mm≤a≤20mm，r为从动轮31、主动轮32的半径。另外，排序进料机构2以预定角度β安装到箱体机架1上(即排序进料机构2的底面与水平面A之间呈一夹角β，见图2)，预定角度β应满足β≤θ。

菌柄切除机构4包括一组平行排列在同一直线上的剪切刀42，剪切刀42包括圆盘形本体，圆盘形本体的外缘向外延伸有一组分布均匀的齿刃，圆盘形本体的中部具有转轴通孔(见图7)。相邻剪切刀42的齿刃相啮合，通过两个相邻剪切刀42的齿刃对攻，模拟剪刀剪切香菇7的菌柄；转轴通孔内设置转轴，转轴的下端安装在位于箱体机架1内的刀具底座41上。如图6，工作时相邻剪切刀42安装在同一水平线上，并且剪切刀42的齿刃横穿间隙，以保证菌柄在经过剪切刀42时被完全切除，防止漏切，而且一个间隙只有一对齿刃工作，避免齿刃过多影响香菇传送。

菌盖收集器5包括安装于菌盖出口处的菌盖滑道51，菌盖滑道51倾斜向下设置，菌盖滑道51下方安设菌盖收集箱52。菌柄收集器6包括横向贯穿箱体机架1并倾斜向下设置的菌柄滑道61，菌柄滑道61设置在剪切刀42下方并经菌柄出口向外延伸形成筒状出口，在筒状出口的下方安设菌柄收集箱62。

实际工作时，操作者将鲜香菇倒入料斗21，通过设置在料斗21底座槽下方的电磁激振器使料斗21振动，将香菇7由挤堆状态变成单个前进，然后进入挡板通道22，香菇7经过逐渐变窄的挡板通道22进行直线排列，再进入菌柄槽23，在菌柄槽23中由于自重使菌柄进入菌柄槽23，实现了香菇7的排序和定位，香菇7从排序进料机构2的出料口进入倾斜安装的带式传动机构3，其菌柄落入传送带33间隙中，菌盖落在传送带33上，香菇7被传送带33传送到菌柄切除机构4，通过菌柄切除机构4的剪切刀42切除菌柄，切除过程中在香菇7自重、香菇7与传送带33摩擦力以及剪切刀42推力的作用下，避免香菇7反向滑移，完成菌柄切除。菌柄切除后，菌柄落入位于菌柄切除机构底部的菌柄滑道61中，经菌柄滑道61滑入菌柄收集箱62，而菌盖随传送带33到达箱体机架1尾端，经由菌盖滑道51进入菌盖收集箱52，实现香菇的柄盖分离。

本实施例鲜香菇切柄方法，包括以下步骤：

第一步、排序进料机构2安装步骤，将排序进料机构2以预定角度β安装在机架箱体1的一端顶部，预定角度β应满足β≤θ，夹角θ应满足θ≤arctanμ，其中μ为香菇7与传送带33之间的最大静摩擦系数；转至第二步；

第二步、带式传动机构3安装步骤，将带式传动机构3整体安放在箱体机架1中后，根据带式传动机构3的安装位置关系，调整带式传动机构3的位置，使带式传动机构3的传送带33与水平面A之间呈一夹角θ，并使带式传动机构3的从动轮31设置在箱体机架1的一端、排序进料机构2的下方，主动轮32设置在箱体机架1的另一端，保证过主动轮32中心轴线的水平面B与排序进料机构2的出料口之间的垂直距离h应满足其中l为传送带33的长度，a为传送带33与排序进料机构2的出料口之间的垂直距离，r为从动轮31及主动轮32的半径；转至第三步；

第三步、将菌柄切除机构4安装在箱体机架1中，并保证菌柄切除机构4的剪切刀42紧贴传送带33设置并与传送带33平行；转至第四步；

第四步、将菌盖收集器5安装在箱体机架1的尾端，保证菌盖收集器5的菌盖滑道51与带式传动机构3的间隙尾端相衔接；转至第五步；

第五步、将菌柄收集器6安装在箱体机架1的一侧，菌柄收集器6的菌柄滑道61设置在剪切刀42的下方，并且菌柄滑道61沿箱体机架1的宽度方向倾斜向下设置。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。