CN106172587B - 一种新型自动换头3d蛋糕打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型自动换头3D蛋糕打印机，包括机架、蛋糕移动装置、挤压装置和控制系统，所述蛋糕移动装置固定在机架的底部，挤压装置位于蛋糕移动装置的正上方，且与机架的上部固定；其特征在于该打印机还包括更换打印头装置，更换打印头装置位于在蛋糕移动装置的上方，以挤压装置为中心，且与机架的上部固定连接；由控制系统控制蛋糕移动装置、挤压装置和更换打印头装置进行相应动作；所述更换打印头装置包括储料桶、换料盘、换头盘和挤出头，所述换料盘位于换头盘上方，且二者相交；换料盘的旋转轴与固定连接在机架上部的第一电机相连，换料盘的盘面上沿圆周方向均匀分布有若干数量的储料桶安装孔，储料桶安装孔上活动连接有储料桶。

Description

一种新型自动换头3D蛋糕打印机

技术领域

本发明涉及3D蛋糕打印机技术领域，具体涉及一种新型自动换头3D蛋糕打印机。

背景技术

如今3D打印技术渐渐成熟，在食品加工方面也有着不小的优势，就3D蛋糕打印来说，它摆脱了对于蛋糕制作师的依赖，而且打印出的立体图案也比手工制作的精美，种类更加丰富。如，

申请号为201310595353.6的中国专利公开一种新型单头3D蛋糕打印机，该打印机包含第一移动板、第二移动板和第三移动板，分别由第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机，用于实现三维运动，第一移动板上安装可转动的置物架，置物架底部中心安装旋转轴，旋转轴连接第一移动板上安装的旋转电机；第三移动板上安装旋转电机，旋转电机的输出轴固定连接安装轨道，安装轨道为弧形结构；安装轨道上安装打印头，打印头可拆卸，可倾斜放置，由连接杆限位固定。

申请号为201310226163.7的中国专利公开一种立体蛋糕打印机，该打印机包括机身、承载平台、造型装置和控制系统，承载平台安装在机身上，包括横向和纵向滑台以及在滑台上的旋转装置，旋转装置上安装工作台。造型装置安装在机身上，位于承载平台上方，包括沿横向或纵向运动的承载板，承载板上安装奶油喷涂装置，奶油喷涂装置可沿竖直方向运动。控制系统用于控制承载驱动装置、造型驱动装置、奶油喷涂装置按照预定指令工作。

申请号为201410051744.6的中国专利公开一种3D蛋糕打印机，该打印机包括机架、打印托台组件、打印头组件、奶油挤出装置以及控制系统。打印托台组件安装在机架上，包括在托台驱动装置的驱动下沿竖直方向运动的升降托台装置；打印头组件安装在机架上，位于升降托台装置上方，包括工作台和打印头，工作台可在驱动装置下横向或纵向运动，打印头设置在工作台上；奶油挤出装置包括奶油容器以及奶油挤压装置，奶油容器上有挤出口，与打印头连通；控制系统用于控制托台驱动装置、打印头驱动装置以及奶油挤压装置按照预定指令动作。

上述三种3D蛋糕打印机的打印头都只设置一个或几个，且挤出头挤出的形状都是一样的，而手工制作时需要根据制作的形状选择不同的挤出头，当要求不同种类的原料和形状组合时上述蛋糕打印机就不能完成，因此上述的蛋糕打印机很难满足现在对于蛋糕制作的需要，实用性较低。

发明内容

针对上述现有的技术存在的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种新型自动换头3D蛋糕打印机，该打印机不仅能实现蛋糕沿X、Y、Z轴三个方向的移动，还能实现蛋糕的自转，同时储料桶与挤出头有多种组合，可以随时切换，能满足大部分蛋糕制作的需要。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种新型自动换头3D蛋糕打印机，包括机架、蛋糕移动装置、挤压装置和控制系统，所述蛋糕移动装置固定在机架的底部，挤压装置位于蛋糕移动装置的正上方，且与机架的上部固定；其特征在于该打印机还包括更换打印头装置，更换打印头装置位于在蛋糕移动装置的上方，以挤压装置为中心，且与机架的上部固定连接；由控制系统控制蛋糕移动装置、挤压装置和更换打印头装置进行相应动作；

所述更换打印头装置包括储料桶、换料盘、换头盘和挤出头，所述换料盘位于换头盘上方，且二者相交；换料盘的旋转轴与固定连接在机架上部的第一电机相连，换料盘的盘面上沿圆周方向均匀分布有若干数量的储料桶安装孔，储料桶安装孔上活动连接有储料桶；所述换头盘的旋转轴与固定连在机架上部的第二电机相连，换头盘的盘面上沿圆周方向均匀分布有若干数量的挤出头安装孔，挤出头安装孔上活动连接有挤出头，在换料盘与换头盘相交处，储料桶安装孔与挤出头安装孔重合，此重合位置即为出料口；

所述挤压装置位于出料口正上方，包括第一电动推杆、第二电动推杆和推杆连接架，第一电动推杆的固定端固定连接在机架上部，第一电动推杆的移动端与推杆连接架上端固定连接，所述第二电动推杆套在推杆连接架内，且第二电动推杆的固定端与推杆连接架的上部内侧连接固定连接，第二电动推杆的移动端固定安装活塞；

所述第一电机、第二电机、第一电动推杆、第二电动推杆均与控制系统连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明打印机采用更换打印头装置，设置换头盘和换料盘使储料桶和挤出头均变为可拆卸的，利用电机驱动其旋转，能实现不同种类颜色的蛋糕原料与不同形状的挤出头相互配合，从而使打出蛋糕的形状颜色多样化，可以根据需要进行组合，避免了因需要的原料、形状有多种而不断进行更换的麻烦。本发明的挤出装置采用电动推杆推动活塞的形式，能实现储料桶与挤出头的配合，并挤出奶油，实现连续供给多种形状、颜色组合的原料。

同时本申请的蛋糕移动装置是通过纵向滑台、横向滑台、升降台及蛋糕旋转机构来实现蛋糕的移动，纵向滑台动作时，蛋糕进行前后移动；横向滑台动作时，蛋糕进行左右移动；升降台动作时，蛋糕进行上下移动；蛋糕旋转机构动作时，蛋糕进行自身的旋转动作，上述动作的组合实现了蛋糕的三维运动及自身的旋转。

当需要做更换动作时，第二电动推杆使活塞上升停止挤奶油，第一电动推杆使推杆连接架上升，储料桶由于弹簧机构的作用上升，回到原位置，挤出头同时回到原位置，此时储料桶与挤出头相分离，换料盘和换头盘在第一电机和第二电机的作用下旋转至指定的位置，然后第一电动推杆使推杆连接架下降，推杆连接架推着储料桶与挤出头组合，这样就完成了更换动作。推杆连接架在第一电动推杆的作用下可以使储料桶向下移动，与对应的挤出头组合，并且使出料的位置低于其他挤出头，避免制作蛋糕时其他挤出头破坏已经做好的图案。

附图说明

图1为本发明新型自动换头3D蛋糕打印机一种实施例的立体结构示意图；

图2为本发明新型自动换头3D蛋糕打印机一种实施例的主视结构示意图；

图3为本发明新型自动换头3D蛋糕打印机一种实施例的左视结构示意图；

图4为本发明新型自动换头3D蛋糕打印机的挤压装置7的内部结构示意图；

图5为本发明新型自动换头3D蛋糕打印机的更换打印头装置和挤压装置立体结构示意图；

图6为本发明新型自动换头3D蛋糕打印机的更换打印头装置6的主视结构示意图；

图7为本发明新型自动换头3D蛋糕打印机的横向滑台23的立体结构示意图。

图中，1-机架，2-蛋糕移动装置，21-工作台，22-蛋糕旋转机构，23-横向滑台，231-横向滑轨，232-横向滑板，233-横向底座，24-纵向滑台，25-升降台，3-光杠，4-第一电机，5-第二电机，6-更换打印头装置，61-储料桶，62-换料盘，63-换头盘，64-挤出头，7-挤压装置，71-第一电动推杆，72-第二电动推杆，73-推杆连接架，8-旋转电机，9-升降电机，10-横向电机，11-纵向电机，12-活塞，13-弹簧，14-出料口。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。

本发明新型自动换头3D蛋糕打印机(简称打印机，参见图1-6)包括机架1、蛋糕移动装置2、挤压装置7和控制系统(图中未标出)，所述蛋糕移动装置2固定在机架1的底部，挤压装置7位于蛋糕移动装置2的正上方，且与机架1的上部固定；其特征在于该打印机还包括更换打印头装置6，更换打印头装置6位于在蛋糕移动装置2的上方，以挤压装置7为中心，且与机架1的上部固定连接；由控制系统控制蛋糕移动装置2、挤压装置7和更换打印头装置6进行相应动作；

所述更换打印头装置6(参见图5-6)包括储料桶61、换料盘62、换头盘63和挤出头64，所述换料盘62位于换头盘63上方，且二者相交，换料盘62和换头盘63之间留有间隙，可以避免做更换运动时发生干涉；换料盘62的旋转轴与固定连接在机架1上部的第一电机4相连，换料盘62的盘面上沿圆周方向均匀分布有若干数量的储料桶安装孔，储料桶安装孔上活动连接有储料桶61；所述换头盘63的旋转轴与固定连在机架上部的第二电机5相连，换头盘63的盘面上沿圆周方向均匀分布有若干数量的挤出头安装孔，挤出头安装孔上活动连接有挤出头64，挤出头64和储料桶可以根据实际需要进行安装和拆卸更换，每个挤出头周围有4根弹簧，挤出头与换头盘63为可拆卸的连接；在换料盘62与换头盘63相交处，储料桶安装孔与挤出头安装孔重合，此重合位置即为出料口14；

所述挤压装置7(参见图4-5)位于出料口14正上方，包括第一电动推杆71、第二电动推杆72和推杆连接架73，第一电动推杆71的固定端固定连接在机架1上部，第一电动推杆71的移动端与推杆连接架73上端固定连接，所述第二电动推杆72套在推杆连接架73内，且第二电动推杆72的固定端与推杆连接架73的上部内侧连接固定连接，第二电动推杆72的移动端固定安装活塞12；

所述第一电机4、第二电机5、第一电动推杆71、第二电动推杆72均与控制系统连接。

本发明的进一步特征在于所述蛋糕移动装置2包括横向滑台23、纵向滑台24、升降台25、蛋糕旋转机构22和工作台21；升降台25的两端滑动连接在固定于机架四根立柱内侧的光杠3上，纵向滑台24的底部纵向固定安装在升降台25的上表面，纵向滑台24的上表面与横向滑台23的底部连接；在横向滑台23的上部通过蛋糕旋转机构22与工作台21的下部连接；工作台21位于出料口14的正下方。

本发明的进一步特征在于所述横向滑台23(参见图7)包括横向滑轨231、横向滑板232和横向底座233，横向滑轨231固定在横向底座233上，在横向滑轨231上固定连接横向滑板232，横向滑板232在横向电机10驱动的驱动下沿横向移动；所述纵向滑台24的结构与横向滑台23相同；横向底座的下表面固定安装在纵向滑板232上表面上，横向滑板上表面固定安装蛋糕旋转机构22。

本发明的进一步特征在于储料桶61通过弹簧与储料桶安装孔进行活动连接，挤出头64通过弹簧与挤出头安装孔进行活动连接(参见图4)。

本发明的进一步特征在于所述储料桶安装孔和/或挤出头安装孔的数量为5-8个。

本发明的进一步特征在于所述工作台21上设置有蛋糕锁定装置(图中未标出)，可以防止蛋糕在制作过程中发生移动。

本发明中升降台25由升降电机9驱动，且由4根光杠3作为导向和支撑，所述光杠3安装在所述机架1上，升降台25实现了蛋糕的沿Z轴方向的运动，上述纵向滑台24由纵向电机11驱动，纵向电机11纵向安装在所述升降台25上，实现了蛋糕沿Y轴方向的运动；上述横向滑台23由横向电机10驱动，横向电机10横向安装在所述纵向滑台24上，实现了蛋糕沿X轴方向的运动，上述蛋糕旋转机构22由旋转电机8驱动，旋转电机8安装在横向滑台23上，实现了蛋糕本身的旋转，工作台21安装在上述蛋糕旋转机构22上，用于放置蛋糕，同时设有用于锁定蛋糕的装置，以防止蛋糕在移动时发生不必要的位移。

上述换料盘62的旋转轴与第一电机4连接，第一电机4控制换料盘62的旋转，换料盘62上有多个安装储料桶61的位置，储料桶61的数量可根据原料种类的需要自行增减，安装储料桶61的位置装有弹簧13，使储料桶61可以上下移动，且在去掉外力的情况下能回到原位置；换头盘63的旋转轴通过与第二电机5连接，由第二电机5驱动换头盘转动，换头盘63上有多个安装挤出头64的位置，挤出头64的种类数量可根据需要自行增减，挤出头64周围有4根弹簧与换头盘63相连，使挤出头64可上下移动，且在去掉外力时可以回到原位置，换料盘62上的储料桶与换头盘63上的挤出头只在出料口14处重合，这样可以使出料口固定在一个位置不变，出料更加平稳。换料盘62和换头盘63可以各自独立转动，从而使两个盘可以分别运动到想要的位置，得到想要的各种组合。

上述第一电动推杆71安装在机架1上，第二电动推杆72套在推杆连接架73内，推杆连接架73顶端与第一电动推杆71的末端相连，第二电动推杆72的末端装有活塞12，用于挤压奶油，推杆连接架73在第一电动推杆71的作用下可以使储料桶61向下移动，与对应的挤出头64组合，并且使出料的位置低于其他挤出头，避免制作蛋糕时其他挤出头破坏已经做好的图案。

上述的各个电机及电动推杆均与控制系统连接。

本发明的工作原理及过程是：工作时由蛋糕移动装置2和更换打印头装置6根据控制系统发出的控制命令进行相应的运动，当需要做更换动作时，第二电动推杆72使活塞12上升停止挤奶油，第一电动推杆71使推杆连接架73上升，储料桶61由于弹簧13的作用上升，回到原位置，挤出头64同时回到原位置，此时储料桶61与挤出头64相分离，换料盘62和换头盘63在第一电机4和第二电机5的作用下旋转至指定的位置，然后第一电动推杆71使推杆连接架73下降，推杆连接架73推着储料桶61与挤出头64组合，这样就完成了更换动作。

本发明中纵向指Y方向，横向指X方向。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (6)

1.一种新型自动换头3D蛋糕打印机，包括机架、蛋糕移动装置、挤压装置和控制系统，所述蛋糕移动装置固定在机架的底部，挤压装置位于蛋糕移动装置的正上方，且与机架的上部固定；其特征在于该打印机还包括更换打印头装置，更换打印头装置位于在蛋糕移动装置的上方，以挤压装置为中心，且与机架的上部固定连接；由控制系统控制蛋糕移动装置、挤压装置和更换打印头装置进行相应动作；

所述更换打印头装置包括储料桶、换料盘、换头盘和挤出头，所述换料盘位于换头盘上方，且二者相交；换料盘的旋转轴与固定连接在机架上部的第一电机相连，换料盘的盘面上沿圆周方向均匀分布有若干数量的储料桶安装孔，储料桶安装孔上活动连接有储料桶；所述换头盘的旋转轴与固定连在机架上部的第二电机相连，换头盘的盘面上沿圆周方向均匀分布有若干数量的挤出头安装孔，挤出头安装孔上活动连接有挤出头，在换料盘与换头盘相交处，储料桶安装孔与挤出头安装孔重合，此重合位置即为出料口；

所述挤压装置位于出料口正上方，包括第一电动推杆、第二电动推杆和推杆连接架，第一电动推杆的固定端固定连接在机架上部，第一电动推杆的移动端与推杆连接架上端固定连接，所述第二电动推杆套在推杆连接架内，且第二电动推杆的固定端与推杆连接架的上部内侧连接固定连接，第二电动推杆的移动端固定安装活塞；

所述第一电机、第二电机、第一电动推杆、第二电动推杆均与控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的新型自动换头3D蛋糕打印机，其特征在于所述蛋糕移动装置包括横向滑台、纵向滑台、升降台、蛋糕旋转机构和工作台；升降台的两端滑动连接在固定于机架四根立柱内侧的光杠上，纵向滑台的底部纵向固定安装在升降台的上表面，纵向滑台的上表面与横向滑台的底部连接；在横向滑台的上部通过蛋糕旋转机构与工作台的下部连接；工作台位于出料口的正下方。

3.根据权利要求2所述的新型自动换头3D蛋糕打印机，其特征在于所述横向滑台包括横向滑轨、横向滑板和横向底座，横向滑轨固定在横向底座上，在横向滑轨上固定连接横向滑板，横向滑板在横向电机驱动的驱动下沿横向移动；所述纵向滑台的结构与横向滑台相同；横向底座的下表面固定安装在纵向滑板上表面上，横向滑板上表面固定安装蛋糕旋转机构。

4.根据权利要求2所述的新型自动换头3D蛋糕打印机，其特征在于所述工作台上设置有蛋糕锁定装置。

5.根据权利要求1所述的新型自动换头3D蛋糕打印机，其特征在于储料桶通过弹簧与储料桶安装孔进行活动连接，挤出头通过弹簧与挤出头安装孔进行活动连接。

6.根据权利要求1所述的新型自动换头3D蛋糕打印机，其特征在于所述储料桶安装孔和/或挤出头安装孔的数量为5-8个。