CN104935212A - 磁悬浮回转式食品进给装置 - Google Patents

Abstract

磁悬浮回转式食品进给装置，包括：多个食品托盘，每个食品托盘设有永磁铁；以及具有环形台面的底座，沿环形台面的周向在底座中均匀间隔布置有多个磁悬浮机构，磁悬浮机构用于将食品托盘悬浮于其上方预定距离处，其中底座中布置的所述多个磁悬浮机构能够沿环形台面的周向回转运动。根据本发明的磁悬浮回转式食品进给装置，在传送食品的过程中，食品托盘可以实现自动悬浮并在空中移动至顾客面前，从而产生强烈的视觉冲击效果。

Description

磁悬浮回转式食品进给装置

技术领域

本发明涉及一种回转式食品进给装置。

背景技术

餐饮业常采用回转式转盘或传输带等来传送食品，在回转往传食品的过程中，食品托盘只能放置在这种传统的转盘或传送带上。

发明内容

本发明的目的是提供一种回转式食品进给装置，其能实现食品托盘的悬浮传送或进给。

根据本发明的磁悬浮回转式食品进给装置包括：

多个食品托盘，每个食品托盘设有永磁铁；以及

具有(水平)环形台面的底座，沿环形台面的周向在底座中均匀间隔布置有多个磁悬浮机构，磁悬浮机构用于将食品托盘悬浮于其上方预定距离处，

其中底座中布置的所述多个磁悬浮机构能够沿环形台面的周向(水平)回转运动(从而当磁悬浮机构回转时，悬浮于其上方的相应食品托盘也随之转动)。

虽然也可以使底座连同其中的磁悬浮机构一起回转，但优选所述多个磁悬浮机构由同一电机带动做回转运动，而底座保持静止不动。这种情况下将会具有更为奇异的视觉效果。

在本发明的一个实施例中，磁悬浮回转式食品进给装置还包括竖直移位机构，用于使磁悬浮机构沿竖直方向产生位移。竖直移位机构可以使食品托盘自动悬浮并能够调节其悬浮高度。

在上述实施例中，底座的台面(或顶面)上设置有多个分别与相应磁悬浮机构对应的第一临界防水平偏移机构，而每个食品托盘则具有第二临界防水平偏移机构，第一临界防水平偏移机构与第二临界防水平偏移机构被构造成相互配合以在食品托盘位于底座的台面上相应位置时并且在磁悬浮机构上升过程中食品托盘处于悬浮临界点时防止食品托盘产生过度水平偏移而导致食品托盘无法正常自动上升悬浮。

第一临界防水平偏移机构可以为底座的台面上设置的接合凸起，第二临界防水平偏移机构可以为食品托盘的悬浮底面上设置的接合凹槽，接合凹槽用于接收接合凸起。接合凸起优选为圆锥状或截头圆锥状，接合凹槽则具有相应的圆锥状或截头圆锥状。

第一临界防水平偏移机构还可以为底座的台面上所形成的接合凹陷，第二临界防水平偏移机构则可以由食品托盘自身所具有的外轮廓构成，从而食品托盘能够以水平移动受限的方式接收在接合凹陷中。

在本发明的一个实施例中，磁悬浮回转式食品进给装置还可以包括控制器，用于控制竖直移位机构。

在本发明的优选实施例中，磁悬浮机构可以包含：

中心永磁体；以及

环形永磁体，围绕中心永磁体设置并与中心永磁体隔开，

其中当食品托盘正常悬浮在磁悬浮机构上方时，食品托盘的永磁体的下表面磁性与中心永磁体的上表面磁性相同并且与环形永磁体的上表面磁性相反。中心永磁体对食品托盘产生向上的磁斥力以平衡食品托盘的重力从而将食品托盘悬浮在预定高度，在环形永磁体的作用下，食品托盘不会在垂直平面内翻转。

由于中心永磁体和环形永磁铁的协同效应，这种结构的磁悬浮机构可以增加食品托盘的最大悬浮高度。

在进一步的优选实施例中，其中环形永磁体为均匀圆环形永磁体，并且中心永磁体为与圆环形永磁体同心设置的均匀圆柱形永磁体。食品托盘所设置的永磁铁优选也为均匀圆柱形永磁体。

在本发明的具体实施例中，还包括设置在磁悬浮机构内的水平电磁控制系统，用于实时控制食品托盘相对于磁悬浮机构沿水平方向的偏移。水平电磁控制系统包括至少两组电磁铁、与所述至少两组电磁铁相对应的至少两个磁性传感器、以及控制电路，用以分别控制食品托盘在水平方向上偏离所述预定位置的至少两个自由度。当食品托盘在所述预定位置的水平方向产生位移时，所述至少两个磁性传感器分别产生相应的控制信号，用来分别控制各组电磁铁的励磁电流，从而通过所述电磁铁所产生的可控磁力使所述食品托盘返回到所述预定位置。

根据本发明的磁悬浮回转式食品进给装置，在传送食品的过程中，食品托盘可以实现自动悬浮并在空中移动至顾客面前，从而产生强烈的视觉冲击效果。

附图说明

图1为根据本发明的磁悬浮回转式食品进给装置的底座示意图；

图2为根据本发明的磁悬浮回转式食品进给装置的底座和食品托盘的悬浮示意图；

图3为根据本发明的磁悬浮回转式食品进给装置的竖直移位机构的示意图；

图4为图3示出的磁悬浮回转式食品进给装置的自动悬浮过程示意图；

图5为根据本发明的食品托盘和磁悬浮机构的一个实施例的正视示意图；

图6为图5中示出的磁悬浮机构的俯视示意图；

图7为根据本发明的食品托盘和磁悬浮机构的另一个实施例的正视示意图；以及

图8为图7中示出的磁悬浮机构的俯视示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明。

参见图1，根据本发明的磁悬浮回转式食品进给装置主要包括底座3和多个食品托盘1(参见图2-4)。图1所示底座3虽然为大致矩形环，但根据需要也可以设计成圆形、环形或椭圆环等各种形状。

底座3具有大致平的环形台面，沿环形台面的周向均匀间隔布置有多个防偏定位凹槽39(临界防水平偏移机构)。将在后面详细描述的多个磁悬浮机构4对应布置在底座3中并位于相应的防偏定位凹槽39之下。磁悬浮机构4用于将相应的食品托盘1悬浮于其上方预定距离处。

食品托盘1具有与底座3的台面上设置的防偏定位凹槽39的形状相对应或吻合的外轮廓并初始置于其中，随后将悬浮或漂浮于底座3的台面之上。食品托盘1中含有磁体2，磁体2优选为永磁体。磁体2的形状可以根据食品托盘1的需要进行设置，例如可以为圆柱形、阶梯型、截头圆锥形等。磁体2可以为一整块磁铁，也可以由多块磁铁拼接而成。底座3具有磁悬浮机构4和竖直移位机构。磁悬浮机构4设置有磁体或磁体组，其能对食品托盘1中的磁体产生磁斥力从而将食品托盘1悬浮到磁悬浮机构4上方的预定距离(位置)处。在磁悬浮机构4内通常设置有水平电磁控制系统，用于实时控制食品托盘1相对于磁悬浮机构4沿水平方向的偏移。

当食品托盘1处于稳定悬浮状态后，食品托盘1会随着磁悬浮机构4的移动而同步移动：当磁悬浮机构4通过共用电机30(参见图2)带动而水平回转时，食品托盘1也会随之在上方相应水平移动，从而实现食品托盘1依次沿图1所示底座3的环形台面的回转式进给或传输；当磁悬浮机构4通过竖直移位机构上下移动时，食品托盘1也会随之相应上下移动。

在图2示出的实施例中，竖直移位机构包括升降杆(管)11、竖直导轨15和电机16。升降杆11的上端通过托架支撑磁悬浮机构4，电机16驱动升降杆11沿竖直导轨15上下运动。

图2中，各磁悬浮机构4还分别通过传动件25等与同一电机30相连，从而能够在电机30带动下在水平面内产生旋转运动，并最终带动食品托盘1在水平面内同步旋转运动。

在本发明的替代实施例中，磁悬浮机构4可以由运送小车携载，通过控制运送小车的运动来带动食品托盘1的同步运动。这种情况下可以省略电机30和传动件25等。

另外，为了克服初始(未悬浮)状态下需要手工调准食品托盘1的悬浮位置的问题，本发明的竖直移位机构同时起到自动悬浮食品托盘1的作用，其具体实现过程如下文所进一步描述。

在图3示出的实施例中，竖直移位机构包括电机16、螺杆13、升降管11和竖直导轨15。螺杆13与电机16的输出轴17固定连接。升降管11的上端通过托架12支撑磁悬浮机构4。升降管11的内壁通过内螺纹14与螺杆13连接，升降管11的外壁与竖直导轨15滑动连接。升降管11相对于竖直导轨15能够上下滑动但不能转动，例如在导轨15上设置有竖直定位槽，升降管11外壁上设置有定位销，定位销在定位槽内只能竖向运动但不能转动。当电机16工作时，螺杆13驱动升降管11沿竖直导轨15做升降运动从而带动磁悬浮机构4做升降运动。

底座3与食品托盘1分别设置有可相互配合(或接合)的临界防水平偏移机构，以在食品托盘1位于底座上3时并且在磁悬浮机构4上升过程中食品托盘1处于悬浮临界点时防止食品托盘1产生过度水平偏移而导致食品托盘1无法正常悬浮在底座3上方。在图3示出的实施例中，临界防水平偏移机构包括设置在底座3上表面的接合凸起6和设置在食品托盘1下表面的接合凹槽7。在图3示出的临界防水平偏移机构中，接合凸起6优选具有圆锥形的外形，圆锥的直径可以为3-10mm，高度为3-5mm；与其配合的接合凹槽7具有相应尺寸的圆锥形配合面。接合凸起6与接合凹槽7之间光滑接触。

在图1所示优选实施例中，上述临界防水平偏移机构采用了下述结构：底座3的台面或顶面上形成防偏定位凹槽(接合凹陷)39，其对应于食品托盘1自身所具有的外轮廓，从而食品托盘1能够以水平移动受限的方式接收在接合凹陷或防偏定位凹槽39中。

图4为食品托盘1自动悬浮过程示意图，图4(a)为初始状态，磁悬浮机构4处于低位，食品托盘1通过上述临界防水平偏移机构的配合而处于底座3上的初始位置。此时，磁悬浮机构4与食品托盘1之间的磁斥力小于食品托盘1的重力，设置在磁悬浮机构4内的水平电磁控制系统不工作。开启电机16，升降管11向上运动使得磁悬浮机构4向上运动，磁悬浮机构4与食品托盘1之间的磁斥力逐渐增加。图4(b)为临界状态，也即磁斥力开始等于食品托盘1的重力时，食品托盘1与底座3的摩擦力为零。此时，虽然水平电磁控制系统可以启动工作，但由于悬浮系统自身的不对称性误差所造成的水平分力的影响，仍然会使食品托盘1迅速偏离中心点而难以控制。本发明的临界防水平偏移机构的主要作用就是辅助平衡食品托盘1的自动悬浮，防止其自动悬浮过程中在临界状态时发生过度水平偏移。随着食品托盘1的向上浮起，临界防水平偏移机构彼此脱离接合，水平电磁控制系统开始正常工作。图4(c)为悬浮状态，此时，磁悬浮机构4处于高位，食品托盘1处于磁悬浮机构4上方预定距离处的悬浮位置，电机16停止工作。此时，磁斥力等于食品托盘1的重力，水平电磁控制系统正常工作，相对于磁悬浮机构4，食品托盘1不会发生水平方向上的过度偏移，食品托盘1处于稳定悬浮状态。

通过上述升降管11的上升运动，从而实现了食品托盘1从初始位置自动悬浮到悬浮位置。并且在临界防水平偏移机构的过渡作用下，能够有效克服悬浮临界状态时食品托盘1在水平方向上的振荡偏移。与上述过程相反，当升降管11向下运动时，磁悬浮机构4从高位往低位运动，直至食品托盘1接触底座3的台面而从悬浮位置自动返回到初始位置。

在本发明的某些实施例中，磁悬浮回转式食品进给装置还可以包括控制器，与各个电机连接，用来控制电机的运转。控制器还可以集成有磁悬浮控制电路或控制开关，用来控制磁悬浮机构4内的水平电磁控制系统工作。

在本发明的某些实施例中，还可以包括限位机构，用来对竖直移位机构的运动进行限位。限位机构可以是设置在底座3上的限位挡块(未具体示出)，限位挡块可以设置有触点开关，触点开关与控制器连接，当移位机构与限位挡块抵接时，触点开关能够发送电信号给控制器，控制器自动停止对电机16的驱动。

图5-6示出了本发明的食品托盘和相应的磁悬浮机构的一个具体实施例。食品托盘中的磁铁2由两块圆柱形永磁体叠加而成，上方的永磁体201直径大于下方的永磁体202，这种布置方式非常适合于设置在球形食品托盘中。磁悬浮机构包括中心永磁体401、环形永磁铁402以及水平电磁控制系统。其中，中心永磁铁401为实心均匀圆柱形。当食品托盘正常悬浮在磁悬浮机构上方时，永磁体201和202的下表面磁性与中心永磁体401的上表面磁性相同并且与环形永磁体402的上表面磁性相反。中心永磁体401与永磁铁201和202的中心轴为同轴布置，从而中心永磁体401在Z轴方向上对食品托盘能够产生较大的磁斥力，从而能够将食品托盘悬浮在理想的预定高度。但是，由于两个同极磁体之间会发生彼此滑斥或翻转现象，仅依靠中心永磁体401的磁斥力根本无法将食品托盘保持悬浮平衡。在本发明中，发明人在中心永磁铁401的外周另外设置环形永磁体402，环形永磁体402的上表面磁性与永磁体201和202的下表面磁性相反，在环形永磁体402的作用下，食品托盘就不会在垂直平面内翻转。在优选情况下，在永磁体201的上表面可以设置有导磁片203，在中心永磁体401和环形永磁体402的下表面设置有导磁片403。通过导磁片203和403的导向作用，能够使食品托盘和磁悬浮机构之间的磁场作用更加集中，从而提高了效率。

在上述实施例中，水平电磁控制系统优选包括四个电磁铁411-414以及相对应的四个霍尔传感器(磁性传感器)422-424，四个电磁铁411-414在水平面内以环形永磁铁的轴线(X和Y轴)为中心而分布，再按中心对称地两两串联或并联成一组并使同一组电磁铁的同向端在通电后磁性相反，当其作用与电磁铁组上方的食品托盘的永磁铁2时，会在永磁铁2上合成一个水平力。合成的水平力可以控制食品托盘的一个水平自由度，这样两组相互垂直的电磁铁就可以控制水平面内的二个自由度，从而使食品托盘平衡于底座上方。具体的控制电路和控制原理已为人所知，例如可以参见中国专利申请CN1819436A，在此以参见方式引入其全部内容。

图7-8示出了本发明的食品托盘和相应的磁悬浮机构的另一个具体实施例。与图5-6所示出的实施例不同之处在于，中心永磁体401为空心圆柱形，并且霍尔传感器仅设置两个(422和423)，分别用来检测X轴和Y轴方向上的励磁电流。其中霍尔传感器422和423设置在中心永磁体401的中心孔中，从而减少元件数目并节省空间。

Claims (8)

1.一种磁悬浮回转式食品进给装置，包括：

多个食品托盘，每个食品托盘设有永磁铁；以及

具有环形台面的底座，沿环形台面的周向在底座中均匀间隔布置有多个磁悬浮机构，磁悬浮机构用于将食品托盘悬浮于其上方预定距离处，

其中底座中布置的所述多个磁悬浮机构能够沿环形台面的周向回转运动。

2.根据权利要求1所述的磁悬浮回转式食品进给装置，其中所述多个磁悬浮机构由同一电机带动做回转运动，而底座保持静止不动。

3.根据权利要求1所述的磁悬浮回转式食品进给装置，还包括竖直移位机构，用于使磁悬浮机构沿竖直方向产生位移。

4.根据权利要求3所述的磁悬浮回转式食品进给装置，其中底座的环形台面上设置有多个分别与相应磁悬浮机构对应的第一临界防水平偏移机构，而每个食品托盘则具有第二临界防水平偏移机构，第一临界防水平偏移机构与第二临界防水平偏移机构被构造成相互配合以在食品托盘位于底座的环形台面上相应位置时并且在磁悬浮机构上升过程中食品托盘处于悬浮临界点时防止食品托盘产生过度水平偏移而导致食品托盘无法正常自动上升悬浮。

5.根据权利要求4所述的磁悬浮回转式食品进给装置，其中第一临界防水平偏移机构为底座的台面上设置的接合凸起，第二临界防水平偏移机构为食品托盘的悬浮底面上设置的接合凹槽，接合凹槽用于接收接合凸起。

6.根据权利要求5所述的磁悬浮回转式食品进给装置，其中接合凸起为圆锥状或截头圆锥状，接合凹槽具有相应的圆锥状或截头圆锥状。

7.根据权利要求4所述的磁悬浮回转式食品进给装置，其中第一临界防水平偏移机构为底座的环形台面上所形成的接合凹陷，第二临界防水平偏移机构则由食品托盘自身所具有的外轮廓构成，从而食品托盘能够以水平移动受限的方式接收在接合凹陷中。

8.根据权利要求3所述的磁悬浮回转式食品进给装置，还包括控制器，用于控制竖直移位机构。