CN106993947A - 一种咖啡自动制作机器人 - Google Patents

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Abstract

一种咖啡自动制作机器人，包括底座、制作灌注模块、纸杯抽取模块、成品待取模块、抓取机械手、十字转架、转轴、驱动电机、小齿轮、拉花模块，其特征在于：底座中间有一个回转基座；驱动电机竖直向上放置，固定安装在回转基座外侧平面上；小齿轮固定安装在驱动电机的电机轴上；转轴竖直放置，转动安装在回转基座内，其外侧的齿轮与小齿轮相啮合；十字转架固定安装在转轴上端；成品待取模块、纸杯抽取模块、制作灌注模块和拉花模块依次顺时针固定安装在底座的四个边上。本发明采用回转四工位的结构设计，在通过多工位设计提高效率的同时，还减少了机器人的占地面积，使结构更加紧凑、适用于咖啡店内。

Description

一种咖啡自动制作机器人
技术领域
本发明涉及智能食品加工设备技术领域，特别涉及一种咖啡自动制作机器人。
背景技术
随着咖啡外卖的逐渐增多，人们更加喜欢在咖啡厅以外的地方品尝咖啡。对于本就热闹的咖啡厅，增大的外卖量无异于是对工作效率的极大考验。亟需一种能够高效、快速制作咖啡的机器，来满足店内以及外卖顾客对于精美咖啡的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种咖啡自动制作机器人，本发明采用回转四工位的结构设计，在通过多工位设计提高效率的同时，还减少了机器人的占地面积，使结构更加紧凑、适用于咖啡店内。
本发明所使用的技术方案是：一种咖啡自动制作机器人，包括底座、制作灌注模块、纸杯抽取模块、成品待取模块、抓取机械手、十字转架、转轴、驱动电机、小齿轮、拉花模块，其特征在于：所述的底座为正方形平板结构，其中间有一个回转基座；所述的驱动电机竖直向上放置，固定安装在回转基座外侧平面上；所述的小齿轮固定安装在驱动电机的电机轴上；所述的转轴竖直放置，转动安装在回转基座内，其外侧的齿轮与小齿轮相啮合；所述的十字转架固定安装在转轴上端；所述的成品待取模块、纸杯抽取模块、制作灌注模块和拉花模块依次顺时针固定安装在底座的四个边上；
所述的底座包括底板、回转基座，所述的底板为正方形平板结构；所述的回转基座主体为圆柱结构，其内侧开有一个盲孔，在其外侧加工有一个平面，所述的回转基座固定安装在底板的中心位置；
所述的制作灌注模块包括第一基座、咖啡机、砂糖加注器，所述的第一基座为长方体结构，在其内侧面加工有一个长方体凹槽；所述的咖啡机开口和第一基座凹槽方向一致放置，并固定安装在第一基座上；所述的砂糖加注器为斗状容器，其一侧为平面，供安装使用，将其平面一侧靠咖啡机放置，并固定安装在咖啡机上；
所述的砂糖加注器包括砂糖存放斗、阀门电缸、阀门，所述的砂糖存放斗为上宽下窄的漏斗形结构，其内部有两个料仓，在其侧面开有两个方形细缝；所述的阀门电缸固定安装在砂糖存放斗两侧的安装耳上；所述的阀门滑动安装在砂糖存放斗的方形细缝内，并固定安装在阀门电缸的推杆上；
所述的纸杯抽取模块包括第二基座、取杯电缸、取杯支架、纸杯限位器、纸杯存放筒、吸盘，所述的第二基座和第一基座形状相同，在其凹槽上端加工有圆柱形槽；所述的取杯电缸竖直向上放置固定安装在圆柱形槽内，其推杆通过圆孔伸出；所述的吸盘固定安装在取杯电缸的推杆上；所述的取杯支架为L形结构，一边上加工有圆孔，将这边水平朝上放置并固定安装在第二基座上；所述的纸杯限位器固定安装在圆孔上侧边缘处；所述的纸杯存放筒固定安装在取杯支架上侧的圆孔处；
所述的抓取机械手包括手爪、抓手底板、驱动滚轮、滚轮架、驱动气缸，所述的抓手底板为凸字形结构，一端有两个滑槽，另一端有一个带有通孔的安装凸台；所述的一对手爪通过滑槽滑动安装在抓手底板上；所述的驱动电缸水平向左放置，固定安装在抓手底板带有通孔的安装凸台上；所述的滚轮架固定安装在驱动气缸的推杆上；所述的驱动滚轮转动安装在滚轮架上，手爪后部有一个斜面，斜面与驱动滚轮接触，两个手爪之间通过拉簧连接；
所述的转轴包括转轴主体、齿轮，所述的转轴主体为圆柱体结构；所述的齿轮固定安装在转轴主体上；
所述的拉花模块包括第三基座、支架、拉花机械手，所述的支架为L形结构，其固定安装在第三基座上；所述的拉花机械手固定安装在支架较短一端；
所述的拉花机械手包括上平台、第一电缸驱动电机、第一电缸、小销轴、第二电缸、下平台、喷嘴、大销轴、舵机、摆臂、拉花针，所述的上平台为圆盘结构，中心加工有一个方形通孔，在其外圆处均匀加工有三个方形槽，方形槽一侧加工有安装凸台；所述的第一电缸驱动电机水平放置固定安装在安装凸台上；所述的大销轴固定安装在第一电缸驱动电机的电机轴上；所述的第一电缸两端各有一个圆形通孔，其缸体上端部通过圆形通孔固定安装在大销轴上；所述的小销轴固定安装在第一电缸的伸缩杆的圆形通孔内，两端露出相同的长度，小销轴两端各设有一个球头；所述的第二电缸分别通过球铰安装在小销轴的两端伸出球头上；所述的下平台为三角形结构，其中心有一个圆形通孔，三个角各有一个凸台用于安装小销轴，所述的下平台通过小销轴铰接安装在第二电缸的伸缩杆下端；所述的喷嘴竖直向下放置，固定安装在下平台的圆形通孔中；所述的舵机固定安装在下平台的一个侧面上；所述的摆臂固定安装在舵机的轴上；所述的拉花针固定安装在摆臂上。
进一步地，所述的第一基座、第二基座和第三基座结构相同。
进一步地，所述的喷嘴通过一根软管连接到奶泡贮存罐中。
本发明有益效果：1.本发明通过设置四个工位的设计，将咖啡制作的主要工序加以集成，可以同时制作四杯咖啡，极大的提高了生产效率。
2.本发明通过采用回转式设计，将四个工位分别安放在底座四个边上，在多工位提高了生产效率的同时，减小了整体的占地面积，十分适合在店内使用。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的底座结构示意图。
图3为本发明制作灌注模块的结构示意图。
图4为本发明砂糖存放斗部件结构示意图。
图5、图6为本发明纸杯抽取模块部件结构示意图。
图7为本发明抓取机械手部件侧面结构示意图。
图8为本发明十字转架零件部件示意图。
图9为本发明转轴零件结构示意图。
图10为本发明拉花模块部件结构示意图。
图11为本发明拉花机械手部件结构示意图。
图12 为本发明拉花机械手局部放大图。
附图标号：1-底座；2-制作灌注模块；3-纸杯抽取模块；4-成品待取模块；5-抓取机械手；6-十字转架；7-转轴；8-驱动电机；9-小齿轮；10-拉花模块；101-底板；102-回转基座；201-第一基座；202-咖啡机；203-砂糖加注器； 301-第二基座；302-取杯电缸；303-取杯支架；304-纸杯限位器；306-纸杯存放筒；307-吸盘；501-手爪；502-抓手底板；503-驱动滚轮；504-滚轮架；505-驱动气缸；701-转轴主体；702-齿轮；1001-第三基座；1002-支架；1003-拉花机械手；2031-砂糖存放斗；2032-阀门电缸；2033-阀门；10031-上平台；10032-第一电缸驱动电机；10033-第一电缸；10034-小销轴；10035-第二电缸；10036-下平台；10037-喷嘴；10038-大销轴；10039-舵机；100310-摆臂；100311-拉花针。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例
如图1至图12所示，一种咖啡自动制作机器人，包括底座1、制作灌注模块2、纸杯抽取模块3、成品待取模块4、抓取机械手5、十字转架6、转轴7、驱动电机8、小齿轮9、拉花模块10，其特征在于：所述的底座1为正方形平板结构，其中间有一个回转基座102；所述的驱动电机8竖直向上放置，固定安装在回转基座102外侧平面上；所述的小齿轮9固定安装在驱动电机8的电机轴上；所述的转轴7竖直放置，转动安装在回转基座102内，其外侧的齿轮702与小齿轮9相啮合；所述的十字转架6固定安装在转轴7上端；所述的成品待取模块4、纸杯抽取模块3、制作灌注模块2和拉花模块10依次顺时针固定安装在底座1的四个边上；
所述的底座1包括底板101、回转基座102，所述的底板101为正方形平板结构；所述的回转基座102主体为圆柱结构，其内侧开有一个盲孔，在其外侧加工有一个平面，所述的回转基座102固定安装在底板101的中心位置；
所述的制作灌注模块2包括第一基座201、咖啡机202、砂糖加注器203，所述的第一基座201为长方体结构，在其内侧面加工有一个长方体凹槽；所述的咖啡机202开口和第一基座201凹槽方向一致放置，并固定安装在第一基座201上；所述的砂糖加注器203为斗状容器，其一侧为平面，供安装使用，将其平面一侧靠咖啡机202放置，并固定安装在咖啡机202上；
所述的砂糖加注器203包括砂糖存放斗2031、阀门电缸2032、阀门2033，所述的砂糖存放斗2031为上宽下窄的漏斗形结构，其内部有两个料仓，在其侧面开有两个方形细缝；所述的阀门电缸2032固定安装在砂糖存放斗2031两侧的安装耳上；所述的阀门2033滑动安装在砂糖存放斗2031的方形细缝内，并固定安装在阀门电缸2032的推杆上；
所述的纸杯抽取模块3包括第二基座301、取杯电缸302、取杯支架303、纸杯限位器304、纸杯存放筒306、吸盘307，所述的第二基座301和第一基座201形状相同，在其凹槽上端加工有圆柱形槽；所述的取杯电缸302竖直向上放置固定安装在圆柱形槽内，其推杆通过圆孔伸出；所述的吸盘307固定安装在取杯电缸302的推杆上；所述的取杯支架303为L形结构，一边上加工有圆孔，将这边水平朝上放置并固定安装在第二基座301上；所述的纸杯限位器304固定安装在圆孔上侧边缘处；所述的纸杯存放筒306固定安装在取杯支架303上侧的圆孔处；
所述的抓取机械手5包括手爪501、抓手底板502、驱动滚轮503、滚轮架504、驱动气缸505，所述的抓手底板502为凸字形结构，一端有两个滑槽，另一端有一个带有通孔的安装凸台；所述的一对手爪501通过滑槽滑动安装在抓手底板502上；所述的驱动电缸505水平向左放置，固定安装在抓手底板502带有通孔的安装凸台上；所述的滚轮架504固定安装在驱动气缸505的推杆上；所述的驱动滚轮503转动安装在滚轮架504上，手爪501后部有一个斜面，斜面与驱动滚轮503接触，两个手爪501之间通过拉簧连接；
所述的转轴7包括转轴主体701、齿轮702，所述的转轴主体701为圆柱体结构；所述的齿轮702固定安装在转轴主体701上；
所述的拉花模块10包括第三基座1001、支架1002、拉花机械手1003，所述的支架1002为L形结构，其固定安装在第三基座1001上；所述的拉花机械手1003固定安装在支架1002较短一端；
所述的拉花机械手1003包括上平台10031、第一电缸驱动电机10032、第一电缸10033、小销轴10034、第二电缸10035、下平台10036、喷嘴10037、大销轴10038、舵机10039、摆臂100310、拉花针100311，所述的上平台10031为圆盘结构，中心加工有一个方形通孔，在其外圆处均匀加工有三个方形槽，方形槽一侧加工有安装凸台；所述的第一电缸驱动电机10032水平放置固定安装在安装凸台上；所述的大销轴10038固定安装在第一电缸驱动电机10032的电机轴上；所述的第一电缸10033两端各有一个圆形通孔，其缸体上端部通过圆形通孔固定安装在大销轴10038上；所述的小销轴10034固定安装在第一电缸10033的伸缩杆的圆形通孔内，两端露出相同的长度，小销轴10034两端各设有一个球头；所述的第二电缸10035分别通过球铰安装在小销轴10034的两端伸出球头上；所述的下平台10036为三角形结构，其中心有一个圆形通孔，三个角各有一个凸台用于安装小销轴10034，所述的下平台10036通过小销轴10034铰接安装在第二电缸10035的伸缩杆下端；所述的喷嘴10037竖直向下放置，固定安装在下平台10036的圆形通孔中；所述的舵机10039固定安装在下平台10036的一个侧面上；所述的摆臂100310固定安装在舵机10039的轴上；所述的拉花针100311固定安装在摆臂100310上。
进一步地，所述的第一基座201、第二基座301和第三基座1001结构相同。
进一步地，所述的喷嘴10037通过一根软管连接到奶泡贮存罐中。
本发明工作原理：本发明在工作时，取杯电缸302伸出带动吸盘307上移，移动到纸杯底部后吸住纸杯，然后取杯电缸302收缩带动纸杯下降到第二基座301的上侧表面。抓取机械手5的手爪501收缩，夹紧纸杯，同时吸盘307松开。十字转架6顺时针转动，将空纸杯从纸杯抽取模块3移动到制作灌注模块2。砂糖加注器203的阀门电缸2032伸出，带动阀门2033向外运动，砂糖从砂糖存放斗2031中落下，落下足够量的砂糖后，阀门电缸2032收缩，带动阀门2033关闭。咖啡机202将煮好的咖啡加注到纸杯中。十字转架6再次顺时针转动，加注咖啡后的纸杯被移动到拉花模块10。拉花机械手1003向下运动至杯口处，喷嘴10037加注咖啡奶泡，咖啡奶泡加注完毕后，拉花机械手1003向上做微小运动。舵机10039旋转，带动摆臂100310和拉花针100311垂直咖啡液面。拉花机械手1003向下运动使拉花针100311插入液面，拉花机械手1003根据设置好的图案进行拉花操作。待完成拉花工序后，拉花机械手1003上升。十字转架6继续顺时针旋转，将制作好的咖啡移动到成品待取模块4，使用者取走咖啡即可。

Claims (3)

1.一种咖啡自动制作机器人，包括底座（1）、制作灌注模块（2）、纸杯抽取模块（3）、成品待取模块（4）、抓取机械手（5）、十字转架（6）、转轴（7）、驱动电机（8）、小齿轮（9）、拉花模块（10），其特征在于：所述的底座（1）为正方形平板结构，其中间有一个回转基座（102）；所述的驱动电机（8）竖直向上放置，固定安装在回转基座（102）外侧平面上；所述的小齿轮（9）固定安装在驱动电机（8）的电机轴上；所述的转轴（7）竖直放置，转动安装在回转基座（102）内，其外侧的齿轮（702）与小齿轮（9）相啮合；所述的十字转架（6）固定安装在转轴（7）上端；所述的成品待取模块（4）、纸杯抽取模块（3）、制作灌注模块（2）和拉花模块（10）依次顺时针固定安装在底座（1）的四个边上；
所述的底座（1）包括底板（101）、回转基座（102），所述的底板（101）为正方形平板结构；所述的回转基座（102）主体为圆柱结构，其内侧开有一个盲孔，在其外侧加工有一个平面，所述的回转基座（102）固定安装在底板（101）的中心位置；
所述的制作灌注模块（2）包括第一基座（201）、咖啡机（202）、砂糖加注器（203），所述的第一基座（201）为长方体结构，在其内侧面加工有一个长方体凹槽；所述的咖啡机（202）开口和第一基座（2001）凹槽方向一致放置，并固定安装在第一基座（2001）上；所述的砂糖加注器（203）为斗状容器，其一侧为平面，供安装使用，将其平面一侧靠咖啡机（202）放置，并固定安装在咖啡机（202）上；
所述的砂糖加注器（203）包括砂糖存放斗（2031）、阀门电缸（2032）、阀门（2033），所述的砂糖存放斗（2031）为上宽下窄的漏斗形结构，其内部有两个料仓，在其侧面开有两个方形细缝；所述的阀门电缸（2032）固定安装在砂糖存放斗（2031）两侧的安装耳上；所述的阀门（2033）滑动安装在砂糖存放斗（2031）的方形细缝内，并固定安装在阀门电缸（2032）的推杆上；
所述的纸杯抽取模块（3）包括第二基座（301）、取杯电缸（302）、取杯支架（303）、纸杯限位器（304）、纸杯存放筒（306）、吸盘（307），所述的第二基座（301）和第一基座（201）形状相同，在其凹槽上端加工有圆柱形槽；所述的取杯电缸（302）竖直向上放置固定安装在圆柱形槽内，其推杆通过圆孔伸出；所述的吸盘（307）固定安装在取杯电缸（302）的推杆上；所述的取杯支架（3033）为L形结构，一边上加工有圆孔，将这边水平朝上放置并固定安装在第二基座（301）上；所述的纸杯限位器（304）固定安装在圆孔上侧边缘处；所述的纸杯存放筒（306）固定安装在取杯支架（303）上侧的圆孔处；
所述的抓取机械手（5）包括手爪（501）、抓手底板（502）、驱动滚轮（503）、滚轮架（504）、驱动气缸（505），所述的抓手底板（502）为凸字形结构，一端有两个滑槽，另一端有一个带有通孔的安装凸台；所述的一对手爪（501）通过滑槽滑动安装在抓手底板（502）上；所述的驱动电缸（505）水平向左放置，固定安装在抓手底板（502）带有通孔的安装凸台上；所述的滚轮架（504）固定安装在驱动气缸（505）的推杆上；所述的驱动滚轮（503）转动安装在滚轮架（504）上，手爪（501）后部有一个斜面，斜面与驱动滚轮（503）接触，两个手爪（501）之间通过拉簧连接；
所述的转轴（7）包括转轴主体（701）、齿轮（702），所述的转轴主体（701）为圆柱体结构；所述的齿轮（702）固定安装在转轴主体（701）上；
所述的拉花模块（10）包括第三基座（1001）、支架（1002）、拉花机械手（1003），所述的支架（1002）为L形结构，其固定安装在第三基座（1001）上；所述的拉花机械手（1003）固定安装在支架（1002）较短一端；
所述的拉花机械手（1003）包括上平台（10031）、第一电缸驱动电机（10032）、第一电缸（10033）、小销轴（10034）、第二电缸（10035）、下平台（10036）、喷嘴（10037）、大销轴（10038）、舵机（10039）、摆臂（100310）、拉花针（100311），所述的上平台（10031）为圆盘结构，中心加工有一个方形通孔，在其外圆处均匀加工有三个方形槽，方形槽一侧加工有安装凸台；所述的第一电缸驱动电机（10032）水平放置固定安装在安装凸台上；所述的大销轴（10038）固定安装在第一电缸驱动电机（10032）的电机轴上；所述的第一电缸（10033）两端各有一个圆形通孔，其缸体上端部通过圆形通孔固定安装在大销轴（10038）上；所述的小销轴（10034）固定安装在第一电缸（10033）的伸缩杆的圆形通孔内，两端露出相同的长度，小销轴（10034）两端各设有一个球头；所述的第二电缸（10035）分别通过球铰安装在小销轴（10034）的两端伸出球头上；所述的下平台（10036）为三角形结构，其中心有一个圆形通孔，三个角各有一个凸台用于安装小销轴（10034），所述的下平台（10036）通过小销轴（10034）铰接安装在第二电缸（10035）的伸缩杆下端；所述的喷嘴（10037）竖直向下放置，固定安装在下平台（10036）的圆形通孔中；所述的舵机（10039）固定安装在下平台（10036）的一个侧面上；所述的摆臂（100310）固定安装在舵机（10039）的轴上；所述的拉花针（100311）固定安装在摆臂（100310）上。
2.根据权利要求1所述的一种咖啡自动制作机器人，其特征在于：所述的第一基座（201）、第二基座（301）和第三基座（1001）结构相同。
3.根据权利要求1所述的一种咖啡自动制作机器人，其特征在于：所述的喷嘴（10037）通过一根软管连接到奶泡贮存罐中。
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