本發(fā)明涉及一種適用于鮮香菇的切柄方法及裝置，屬于食用菌加工機械技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

香菇含有豐富的維生素B群、鐵、鉀及維生素D原，營養(yǎng)豐富，味道鮮美，是世界第二大食用菌。我國是世界香菇生產(chǎn)大國，全國年產(chǎn)香菇超過700萬噸，占食用菌總產(chǎn)量的21％左右。在工業(yè)食品加工或食用鮮香菇時，通常要把菌柄去掉，只保留香菇的菌蓋部分。目前市場上的香菇切柄機，多采用半自動切柄，使用時需要人工將香菇按照一定方向擺放，并送入切割軌道。經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，申請?zhí)枮?01410695313.3的中國專利申請公開了一種香菇切柄裝置，該裝置就是一種通過人工排放香菇、壓板擠壓菌蓋，再通過切刀去除菌柄的設(shè)備；專利號為201310339916.5的中國專利公開了一種香菇剪腳機，是通過圓形篩孔進行香菇固定，再采用菌柄切割機構(gòu)切除菌柄的；申請?zhí)枮?01210105249.x的中國專利申請公開了一種香菇柄蓋分離機，該設(shè)備是通過敲打香菇菌柄實現(xiàn)柄蓋分離的；專利號為201320583177.x的中國專利公開了一種全自動香菇剪柄機及調(diào)向運輸裝置，該裝置通過履帶排序，水槽定位，擒縱機構(gòu)傳動，鋸齒道具切割。上述香菇切柄機或者速度慢，浪費人力，香菇切柄效率低，或者香菇排序困難，或者香菇定位不佳，或者香菇固定方式不合理，或者設(shè)備結(jié)構(gòu)復雜，對香菇的加工質(zhì)量(即菌蓋破損率)、加工效率、加工成本有一定的制約。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種鮮香菇切柄裝置，同時給出了基于該裝置的鮮香菇切柄方法，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)香菇自動排序、定位，高效率切除菌柄，而且可連續(xù)切割香菇菌柄，加工質(zhì)量好，菌柄切除整齊，菌蓋無損傷。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鮮香菇切柄裝置，包括箱體機架以及安裝于箱體機架內(nèi)的帶式傳動機構(gòu)和菌柄切除機構(gòu)，在箱體機架的一端頂部設(shè)有排序進料機構(gòu)，另一端具有菌蓋出口，菌蓋出口處設(shè)有菌蓋收集器，在箱體機架的側(cè)壁上靠近菌蓋出口處具有菌柄出口，菌柄出口處設(shè)有菌柄收集器；排序進料機構(gòu)主要由料斗、擋板通道和菌柄槽組成，料斗包括料斗本體，料斗本體的底部具有底座槽，底座槽與電磁激振器的銜鐵連接，底座槽的一側(cè)具有不封閉的出口，出口處連接有若干個擋板通道，擋板通道與底座槽相連通，并在擋板通道的尾部制有用于定位香菇菌柄的菌柄槽；帶式傳動機構(gòu)包括布置在箱體機架兩端的皮帶輪，位于箱體機架兩端的皮帶輪之間連接有一組平行布置的傳送帶，相鄰傳送帶之間形成用于定位香菇菌柄的間隙，間隙與菌柄槽相銜接。

本發(fā)明的排序進料機構(gòu)以一定角度安裝在箱體機架上，用于承載香菇，通過電磁激振器實現(xiàn)其料斗的上、下振動，使料斗中的香菇均勻單一地振動前進，料斗配合擋板通道、菌柄槽，實現(xiàn)香菇的排序、定位。然后，香菇進入帶式傳動機構(gòu)，帶式傳動機構(gòu)的傳送帶與水平面呈一夾角θ，這樣香菇在傳送帶上運輸時，首先由于自重和摩擦力的作用，只能向帶式傳送機構(gòu)的尾端移動，不能反向滑移，避免了香菇堆積，有利于香菇連續(xù)性加工，其次香菇利用自重和摩擦力固定，避免由于外力擠壓固定香菇時造成的香菇損傷，同時還省去了香菇固定結(jié)構(gòu)，不僅可以避免固定結(jié)構(gòu)向菌蓋施加固定力，保證香菇菌蓋無損傷，還降低了生產(chǎn)成本。

本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是：

進一步的，料斗的頂端具有進料口，在底座槽的一側(cè)沿香菇輸送方向延伸出一凹槽，凹槽的尾端具有出料口，凹槽中沿香菇輸送方向均勻設(shè)置一組豎直隔板，通過豎直隔板將凹槽分隔成若干個擋板通道，擋板通道的寬度沿香菇輸送方向呈逐漸變窄的趨勢，擋板通道尾端的寬度略大于香菇菌蓋直徑；菌柄槽的寬度略大于香菇菌柄直徑，菌柄槽的寬度與間隙相同。

進一步的，菌柄切除機構(gòu)包括一組平行排列在同一直線上的剪切刀，剪切刀包括圓盤形本體，圓盤形本體的外緣向外延伸有一組分布均勻的齒刃，相鄰剪切刀的齒刃相嚙合，通過兩個相鄰剪切刀的齒刃對攻，模擬剪刀剪切香菇的菌柄；圓盤形本體的中部具有轉(zhuǎn)軸通孔，轉(zhuǎn)軸通孔內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的下端安裝在位于箱體機架內(nèi)的刀具底座上。

上述結(jié)構(gòu)中，相鄰剪切刀安裝在同一水平線上，并且剪切刀的齒刃橫穿間隙，以保證菌柄在經(jīng)過剪切刀時被完全切除，防止漏切，而且一個間隙只有一對齒刃工作，避免齒刃過多影響香菇傳送。

進一步的，菌蓋收集器包括安裝于菌蓋出口處的菌蓋滑道，菌蓋滑道傾斜向下設(shè)置，菌蓋滑道下方安設(shè)菌蓋收集箱；菌柄收集器包括橫向貫穿箱體機架并傾斜向下設(shè)置的菌柄滑道，菌柄滑道設(shè)置在剪切刀下方并經(jīng)菌柄出口向外延伸形成筒狀出口，在筒狀出口的下方安設(shè)菌柄收集箱。

進一步的，箱體機架為長方形箱體，長方形箱體的頂面為開放式結(jié)構(gòu)；布置在箱體機架一端并位于排序進料機構(gòu)下方的皮帶輪為從動輪，布置在箱體機架另一端、位于菌蓋出口處的皮帶輪為主動輪，根據(jù)傳送帶工作原理，這樣布置皮帶輪可以保證工作時傳送帶處于緊繃狀態(tài)，有利于提高香菇加工質(zhì)量，主動輪、從動輪均呈圓柱狀，并且所述主動輪的半徑與所述從動輪的半徑相同。

進一步的，帶式傳動機構(gòu)的傳送帶與水平面之間呈一夾角θ，夾角θ應(yīng)滿足θ≤arctanμ，其中μ為香菇與傳送帶之間的最大靜摩擦系數(shù)。

由于μ與θ的關(guān)系式為tanθ＝μ，那么得到夾角θ應(yīng)滿足θ≤arctanμ，θ值越接近arctanμ則傳送帶對香菇的定位作用越好，能夠避免香菇堆積。當帶式傳動機構(gòu)以夾角θ傾斜安裝時，在香菇運送過程中，能夠保證香菇相對于傳送帶靜止，而且在夾角θ條件下香菇的固定力比水平狀態(tài)下要大，能夠避免在菌柄切除時香菇滑移，實現(xiàn)香菇的自我固定。

進一步的，排序進料機構(gòu)以預定角度β安裝到箱體機架上，預定角度β應(yīng)滿足β≤θ。

進一步的，出料口與過主動輪中心軸線的水平面之間的垂直距離h應(yīng)滿足其中l(wèi)為傳送帶的長度，a為傳送帶與排序進料機構(gòu)的出料口之間的垂直距離，r為皮帶輪的半徑。

設(shè)定一個未知數(shù)x，那么tanθ＝x/l，由于從動輪與過出料口的垂線之間的夾角也為θ，則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，可以得到如下關(guān)系式：lsinθ＝h-(a+r)cosθ，最終其中

優(yōu)選的，a的取值范圍為10mm≤a≤20mm。

本發(fā)明還提供一種鮮香菇切柄方法，包括以下步驟：

第一步、排序進料機構(gòu)安裝步驟，將排序進料機構(gòu)以預定角度β安裝在機架箱體的一端頂部，所述預定角度β應(yīng)滿足β≤θ，所述夾角θ應(yīng)滿足θ≤arctanμ，其中μ為香菇與傳送帶之間的最大靜摩擦系數(shù)；轉(zhuǎn)至第二步；

第二步、帶式傳動機構(gòu)安裝步驟，根據(jù)帶式傳動機構(gòu)的安裝位置關(guān)系，調(diào)整帶式傳動機構(gòu)的位置，使帶式傳動機構(gòu)的傳送帶與水平面之間呈一夾角θ，并使帶式傳動機構(gòu)的從動輪設(shè)置在箱體機架的一端、排序進料機構(gòu)的下方，主動輪設(shè)置在箱體機架的另一端，保證過所述主動輪中心軸線的水平面與排序進料機構(gòu)的出料口之間的垂直距離h應(yīng)滿足其中l(wèi)為傳送帶的長度，a為傳送帶與排序進料機構(gòu)的出料口之間的垂直距離，r為皮帶輪的半徑；轉(zhuǎn)至第三步；

第三步、將菌柄切除機構(gòu)安裝在箱體機架中，并保證所述菌柄切除機構(gòu)的剪切刀緊貼傳送帶設(shè)置并與傳送帶平行；轉(zhuǎn)至第四步；

第四步、將菌蓋收集器安裝在箱體機架的尾端，保證所述菌蓋收集器的菌蓋滑道與帶式傳動機構(gòu)的間隙尾端相銜接；轉(zhuǎn)至第五步；

第五步、將菌柄收集器安裝在箱體機架的一側(cè)，所述菌柄收集器的菌柄滑道設(shè)置在剪切刀的下方，并且所述菌柄滑道沿箱體機架的寬度方向傾斜向下設(shè)置。

本發(fā)明的有益效果是：1.設(shè)備整體結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制作成本低，操作簡單方便，可連續(xù)切割香菇菌柄，工作效率高，并且菌柄切除整齊，菌蓋無損傷，加工質(zhì)量好；

2.對進料斗進行改進，利用電磁振動、擋板通道以及菌柄槽組合，解決了香菇排序、定位困難的問題，為香菇的后續(xù)切割加工提供了技術(shù)保障；

3.采用新型的帶式傳動機構(gòu)，充分利用香菇的自重以及摩擦力，為菌柄切除提供推力，有效防止香菇反向滑移，節(jié)能了固定香菇的壓力機構(gòu)，簡化了設(shè)備，避免菌蓋損傷；

4.本發(fā)明采用圓盤類齒形的剪切刀，通過齒刃擒拿、推送香菇，并加強香菇的固定，以高速旋轉(zhuǎn)形式切除菌柄。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的側(cè)視圖。

圖3為本發(fā)明中帶式傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中帶式傳動機構(gòu)的工作原理圖。

圖5為本發(fā)明中各結(jié)構(gòu)的安裝位置關(guān)系原理圖。

圖6為本發(fā)明中菌柄切除機構(gòu)的工作原理圖。

圖7為本發(fā)明中剪切刀的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供的鮮香菇切柄裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括箱體機架1以及安裝于箱體機架1內(nèi)的帶式傳動機構(gòu)3和菌柄切除機構(gòu)4，箱體機架1為長方形箱體，箱體的頂面為開放式結(jié)構(gòu)。在箱體機架1的一端頂部設(shè)有排序進料機構(gòu)2，另一端具有菌蓋出口，菌蓋出口處設(shè)有菌蓋收集器5，在箱體機架1的側(cè)壁上靠近菌蓋出口處具有菌柄出口，菌柄出口處設(shè)有菌柄收集器6。其中，排序進料機2構(gòu)主要由料斗21、擋板通道22和菌柄槽23組成，料斗21包括料斗本體，料斗本體的頂端具有進料口，料斗本體的底部具有底座槽，底座槽與電磁激振器的銜鐵連接，料斗本體底部通過底座槽封閉，并且在底座槽的一側(cè)具有不封閉的出口，在底座槽的一側(cè)出口處沿香菇輸送方向延伸出一凹槽，凹槽的尾端具有出料口，凹槽中沿香菇輸送方向均勻設(shè)置一組豎直隔板，通過豎直隔板將凹槽分隔成若干個與料斗21相連通的擋板通道22，擋板通道22的尾部制有用于定位香菇菌柄的菌柄槽23。擋板通道22的寬度沿香菇7輸送方向呈逐漸變窄的趨勢，擋板通道22尾端的寬度略大于香菇菌蓋直徑，菌柄槽23的寬度略大于香菇菌柄直徑，菌柄槽23的寬度與帶式傳動機構(gòu)3的間隙相同，菌柄槽23、間隙寬度為20mm，略大于香菇菌柄直徑，香菇菌柄直徑約為15mm。

如圖3所示，帶式傳動機構(gòu)3包括布置在箱體機架1一端并位于排序進料機構(gòu)2下方的從動輪31和布置在箱體機架1另一端、位于菌蓋出口處的主動輪32，從動輪31與主動輪32之間連接有一組平行布置的傳送帶33，相鄰傳送帶33之間形成用于定位香菇菌柄的間隙，間隙與菌柄槽23相銜接。另外，主動輪32、從動輪31均呈圓柱狀，并且主動輪32的半徑與從動輪31的半徑相同。傳送帶33與水平面A(如圖2，水平面A即為箱體頂面所在的水平面)之間呈一夾角θ，夾角θ應(yīng)滿足θ≤arctanμ，θ值越接近arctanμ則傳送帶33對香菇7的定位作用越好，能夠避免香菇7堆積，其中μ為香菇7與傳送帶33之間的最大靜摩擦系數(shù)，μ取值范圍為0.5～0.8。

如圖4，其中圖(a)為帶式傳動機構(gòu)3水平安裝時其工作原理圖，設(shè)定香菇的剪切力為F，香菇的支持力為F_N，香菇的摩擦力為f，香菇的重力為G，那么F_水平＝μ×G；圖(b)為帶式傳動機構(gòu)3傾斜安裝時其工作原理圖，傾斜安裝角度為θ，設(shè)香菇的重力分力F′、F_N′，那么F_傾斜＝G×sinθ+μ×G×cosθ。在已知tanθ＝μ并且μ的取值范圍為0.5～0.8的條件下，將兩種安裝方式進行對比，即所以得出結(jié)論1.6×F_水平＜F_傾斜＜1.8×F_水平。因此，當帶式傳動機構(gòu)3以夾角θ傾斜安裝時，在香菇7運送過程中，能夠保證香菇7相對于傳送帶33靜止，而且在夾角θ條件下香菇7的固定力比水平狀態(tài)下要大，能夠避免在菌柄切除時香菇7滑移，實現(xiàn)香菇7的自我固定。

由圖5可知，設(shè)定一個未知數(shù)x，那么tanθ＝x/l，由于從動輪31與過出料口的垂線之間的夾角也為θ，則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，可以得到如下關(guān)系式：lsinθ＝h-(a+r)cosθ，最終獲得出料口與過主動輪32中心軸線的水平面B(見圖2)之間的垂直距離h應(yīng)滿足其中l(wèi)為傳送帶33的長度，a為傳送帶33與排序進料機構(gòu)2的出料口之間的垂直距離，a的取值范圍為10mm≤a≤20mm，r為從動輪31、主動輪32的半徑。另外，排序進料機構(gòu)2以預定角度β安裝到箱體機架1上(即排序進料機構(gòu)2的底面與水平面A之間呈一夾角β，見圖2)，預定角度β應(yīng)滿足β≤θ。

菌柄切除機構(gòu)4包括一組平行排列在同一直線上的剪切刀42，剪切刀42包括圓盤形本體，圓盤形本體的外緣向外延伸有一組分布均勻的齒刃，圓盤形本體的中部具有轉(zhuǎn)軸通孔(見圖7)。相鄰剪切刀42的齒刃相嚙合，通過兩個相鄰剪切刀42的齒刃對攻，模擬剪刀剪切香菇7的菌柄；轉(zhuǎn)軸通孔內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的下端安裝在位于箱體機架1內(nèi)的刀具底座41上。如圖6，工作時相鄰剪切刀42安裝在同一水平線上，并且剪切刀42的齒刃橫穿間隙，以保證菌柄在經(jīng)過剪切刀42時被完全切除，防止漏切，而且一個間隙只有一對齒刃工作，避免齒刃過多影響香菇傳送。

菌蓋收集器5包括安裝于菌蓋出口處的菌蓋滑道51，菌蓋滑道51傾斜向下設(shè)置，菌蓋滑道51下方安設(shè)菌蓋收集箱52。菌柄收集器6包括橫向貫穿箱體機架1并傾斜向下設(shè)置的菌柄滑道61，菌柄滑道61設(shè)置在剪切刀42下方并經(jīng)菌柄出口向外延伸形成筒狀出口，在筒狀出口的下方安設(shè)菌柄收集箱62。

實際工作時，操作者將鮮香菇倒入料斗21，通過設(shè)置在料斗21底座槽下方的電磁激振器使料斗21振動，將香菇7由擠堆狀態(tài)變成單個前進，然后進入擋板通道22，香菇7經(jīng)過逐漸變窄的擋板通道22進行直線排列，再進入菌柄槽23，在菌柄槽23中由于自重使菌柄進入菌柄槽23，實現(xiàn)了香菇7的排序和定位，香菇7從排序進料機構(gòu)2的出料口進入傾斜安裝的帶式傳動機構(gòu)3，其菌柄落入傳送帶33間隙中，菌蓋落在傳送帶33上，香菇7被傳送帶33傳送到菌柄切除機構(gòu)4，通過菌柄切除機構(gòu)4的剪切刀42切除菌柄，切除過程中在香菇7自重、香菇7與傳送帶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機構(gòu)底部的菌柄滑道61中，經(jīng)菌柄滑道61滑入菌柄收集箱62，而菌蓋隨傳送帶33到達箱體機架1尾端，經(jīng)由菌蓋滑道51進入菌蓋收集箱52，實現(xiàn)香菇的柄蓋分離。

本實施例鮮香菇切柄方法，包括以下步驟：

第一步、排序進料機構(gòu)2安裝步驟，將排序進料機構(gòu)2以預定角度β安裝在機架箱體1的一端頂部，預定角度β應(yīng)滿足β≤θ，夾角θ應(yīng)滿足θ≤arctanμ，其中μ為香菇7與傳送帶33之間的最大靜摩擦系數(shù)；轉(zhuǎn)至第二步；

第二步、帶式傳動機構(gòu)3安裝步驟，將帶式傳動機構(gòu)3整體安放在箱體機架1中后，根據(jù)帶式傳動機構(gòu)3的安裝位置關(guān)系，調(diào)整帶式傳動機構(gòu)3的位置，使帶式傳動機構(gòu)3的傳送帶33與水平面A之間呈一夾角θ，并使帶式傳動機構(gòu)3的從動輪31設(shè)置在箱體機架1的一端、排序進料機構(gòu)2的下方，主動輪32設(shè)置在箱體機架1的另一端，保證過主動輪32中心軸線的水平面B與排序進料機構(gòu)2的出料口之間的垂直距離h應(yīng)滿足其中l(wèi)為傳送帶33的長度，a為傳送帶33與排序進料機構(gòu)2的出料口之間的垂直距離，r為從動輪31及主動輪32的半徑；轉(zhuǎn)至第三步；

第三步、將菌柄切除機構(gòu)4安裝在箱體機架1中，并保證菌柄切除機構(gòu)4的剪切刀42緊貼傳送帶33設(shè)置并與傳送帶33平行；轉(zhuǎn)至第四步；

第四步、將菌蓋收集器5安裝在箱體機架1的尾端，保證菌蓋收集器5的菌蓋滑道51與帶式傳動機構(gòu)3的間隙尾端相銜接；轉(zhuǎn)至第五步；

第五步、將菌柄收集器6安裝在箱體機架1的一側(cè)，菌柄收集器6的菌柄滑道61設(shè)置在剪切刀42的下方，并且菌柄滑道61沿箱體機架1的寬度方向傾斜向下設(shè)置。

除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。