CN108112653A - 一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，该装置包括支撑机构、设置在支撑机构上的三自由度驱动机构、设置在三自由度驱动机构上的喷涂机构、与喷涂机构相连通的原料供给机构以及分别与三自由度驱动机构、原料供给机构电连接的控制机构。与现有技术相比，本发明利用自动化装置进行糕点表面艺术造型的智能喷涂，通过原料喷嘴将奶油等原料喷涂在糕点表面，以绘出各种图案，降低了对操作者的技术水平要求，且大大提高了糕点表面艺术造型的效率；两自由度机械臂采用平面五杆机构，模仿人手臂的运动对糕点表面进行造型，运动时更加平稳、可靠，保证了造型的完整性与准确性。

Description

一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置

技术领域

本发明属于糕点加工技术领域，涉及一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置。

背景技术

在糕点加工时，为了使糕点更具吸引力，通常会对糕点表面进行艺术造型，即将奶油、酱料等原料喷涂在糕点表面，在糕点表面形成美丽的图案。目前，糕点表面艺术造型大都采用人工造型方式，即操作者将原料手工喷涂在糕点表面。然而，糕点表面艺术造型是一种非常精细的工作，对操作者的技术水平要求较高，只有专业糕点师才能完成。此外，人工造型需耗费过多的时间和精力，影响了糕点的加工效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，该装置包括支撑机构、设置在支撑机构上的三自由度驱动机构、设置在三自由度驱动机构上的喷涂机构、与喷涂机构相连通的原料供给机构以及分别与三自由度驱动机构、原料供给机构电连接的控制机构。在控制机构的调控下，三自由度驱动机构带动喷涂机构运动，同时原料供给机构将奶油、酱料等原料输送至喷涂机构中，由喷涂机构将原料喷涂在糕点表面，对糕点进行表面艺术造型。

进一步地，所述的支撑机构包括底座、设置在底座上的支撑杆以及设置在支撑杆顶部的支板，所述的三自由度驱动机构设置在支板上。

进一步地，所述的支撑机构还包括底板，所述的底座设置在底板上，并且所述的底板上开设有糕点固定槽。糕点固定槽为用于放置糕点的凹槽，便于在装置工作时保证糕点的位置固定。

进一步地，所述的三自由度驱动机构包括设置在支撑机构上的两自由度机械臂以及设置在两自由度机械臂上的曲柄滑块组件。三自由度驱动机构共有三个自由度，其中，两自由度机械臂带动喷涂机构在水平面内移动，曲柄滑块组件带动喷涂机构在竖直方向移动，进而实现喷涂机构在三维空间内任意位置处的移动。

进一步地，所述的两自由度机械臂包括并列设置在支撑机构上并分别与支撑机构铰接的第一臂架及第四臂架、设置在第一臂架一端的第二臂架、与第一臂架的另一端传动连接的第一舵机、设置在第四臂架一端的第三臂架以及与第四臂架的另一端传动连接的第二舵机，所述的第三臂架的一端与第四臂架铰接，另一端与第二臂架铰接，所述的第二臂架的一端与第一臂架铰接，另一端沿竖直方向设有支撑臂，所述的曲柄滑块组件设置在支撑臂上。控制机构分别与第一舵机、第二舵机电连接。在控制机构的调控下，第一舵机带动第一臂架在支板上转动，第二舵机带动第四臂架在支板上转动，同时第二臂架、第三臂架随之联动，将支撑臂移动至水平面内任意位置。

作为优选的技术方案，所述的底板上并列设有一对底座，每一底座上均设有支撑杆及支板，第一臂架及第四臂架分别位于两支板上，并分别与相应的支板铰接。

进一步地，所述的曲柄滑块组件包括设置在支撑臂上并与支撑臂铰接的曲柄、与曲柄的底端铰接的连杆以及与曲柄的顶端传动连接的第三舵机。第三舵机与控制机构电连接。在控制机构的调控下，第三舵机带动曲柄在支撑臂上转动，并通过连杆带动喷涂机构沿竖直方向运动。

进一步地，所述的喷涂机构包括沿竖直方向移动设置在支撑臂上并与连杆底端传动连接的原料喷嘴支架以及设置在原料喷嘴支架上的原料喷嘴，所述的原料供给机构与原料喷嘴相连通。连杆带动原料喷嘴支架沿竖直方向移动，进而将原料喷嘴移动至所需高度。

作为优选的技术方案，所述的原料喷嘴支架上共设有多个原料喷嘴，每个原料喷嘴与相应的原料供给机构相连通，以便向糕点上喷涂奶油、酱料等多种原料。

作为优选的技术方案，所述的原料喷嘴支架上共设有3个原料喷嘴，通过3个原料喷嘴向糕点上喷涂3种不同的原料。

作为优选的技术方案，所述的支撑臂上并列设有一对导向板，所述的原料喷嘴支架沿竖直方向移动设置在两导向板之间。两导向板对原料喷嘴支架进行导向，使原料喷嘴支架只能沿竖直方向运动。

进一步地，所述的原料供给机构包括原料供给筒、移动设置在原料供给筒内的活塞、设置在活塞一端的推杆、与推杆传动连接的直线电机以及原料罐，所述的原料供给筒、原料罐与喷涂机构之间设有三通接头。直线电机与控制机构电连接。在控制机构的调控下，直线电机通过推杆带动活塞向外运动，将原料罐内的奶油或酱料等原料通过三通接头吸入至原料供给筒内；喷涂时，直线电机通过推杆带动活塞向内运动，将原料供给筒内的原料通过三通接头输送至原料喷嘴中，利用原料喷嘴将原料喷涂在糕点上。

作为优选的技术方案，所述的原料供给筒及直线电机均固定设置在底板上。

进一步地，所述的三通接头上设有第一接口、第二接口及第三接口，所述的第一接口与原料供给筒的内部相连通，所述的第二接口与原料罐之间设有第一软管，并通过第一软管与原料罐的内部相连通，所述的第三接口与喷涂机构之间设有第二软管，并通过第二软管与喷涂机构相连通，所述的第一软管上设有第一单向阀，所述的第二软管上设有第二单向阀。第一单向阀及第二单向阀保证原料罐内的原料只能向原料供给筒中流入，且原料供给筒内的原料只能向原料喷嘴中流入。

进一步地，所述的控制机构包括分别与三自由度驱动机构、原料供给机构电连接的控制器以及与控制器电连接的上位机。上位机内设有程序模块，包含能够使原料喷嘴通过不同的运动画出不同图案的控制程序，还包含将造型动作记录下来的记忆程序。上位机上设有用户操作按钮和显示界面，还能进行相应的图像处理，上位机可选用电脑。上位机对奶油等原料的喷涂图像进行处理，获取喷涂图像的控制信息，并传送至控制器，由控制器控制各舵机的工作。

作为优选的技术方案，所述的上位机上设有USB接口，并通过USB接口与控制器电连接。上位机产生的舵机控制信息通过USB接口传送至控制器。

本发明在实际应用时，首先将糕点胚置于底板上的糕点固定槽中进行固定，之后用户操作上位机的控制面板，在图案库中选择某一糕点表面艺术造型图案并进行确定，信号经由USB接口传送至控制器，在控制器的控制下，原料供给筒内的原料经原料喷嘴挤出至糕点表面，同时原料喷嘴在三自由度驱动机构的带动下进行相应的运动，最终在糕点表面绘制出图案，自动完成整个造型过程。

本发明对糕点表面进行艺术造型的过程如下：

控制器通过各个舵机的转角反馈信息，确定糕点与原料喷嘴的相对位置，并找出造型的初始位置；之后直线电机缓慢且匀速向前推进，原料供给筒中的原料通过原料喷嘴挤在糕点上，同时控制器控制各个舵机进行转动，使原料喷嘴在糕点上方运动，运动方式是根据上位机中所记录的造型步骤进行；在造型期间，控制器根据各个舵机反馈来的转角信息对舵机运动进行实时调整。其中，多个原料供给筒及多个原料喷嘴，可以在糕点表面喷涂不同的原料，并实现原料以不同形状流出。

造型一段时间后，通过直线电机反馈信息或事先输入的结束时间，进行奶油或酱料的补充。在补充原料时，直线电机通过推杆带动活塞向外运动，利用压差将原料从原料罐中吸入原料供给筒内，由于原料供给筒与原料喷嘴之间的第二单向阀反向截止，而第一单向阀接通，因而原料由原料罐流入原料供给筒；在喷涂原料时，由于原料供给筒与原料罐之间的第一单向阀反向截止，而第二单向阀接通，因而原料由原料喷嘴挤出。造型完成后，原料喷嘴向上运动并离开糕点表面，完成整个糕点表面艺术造型工作。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1)利用自动化装置进行糕点表面艺术造型的智能喷涂，通过原料喷嘴将奶油等原料喷涂在糕点表面，以绘出各种图案，降低了对操作者的技术水平要求，且大大提高了糕点表面艺术造型的效率；

2)两自由度机械臂采用平面五杆机构，模仿人手臂的运动对糕点表面进行造型，运动时更加平稳、可靠，保证了造型的完整性与准确性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中两自由度机械臂的俯视结构示意图；

图3为本发明中曲柄滑块组件及喷涂机构的结构示意图；

图4为本发明中原料供给机构的结构示意图；

图中标记说明：

1—底座、2—支撑杆、3—支板、4—底板、5—糕点固定槽、6—第一臂架、7—第二臂架、8—第三臂架、9—第四臂架、10—第一舵机、11—第二舵机、12—支撑臂、13—曲柄、14—连杆、15—第三舵机、16—原料喷嘴支架、17—原料喷嘴、18—原料供给筒、19—活塞、20—推杆、21—直线电机、22—原料罐、23—三通接头、24—第一软管、25—第二软管、26—第一单向阀、27—第二单向阀、28—控制器、29—上位机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1所示的一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，该装置包括支撑机构、设置在支撑机构上的三自由度驱动机构、设置在三自由度驱动机构上的喷涂机构、与喷涂机构相连通的原料供给机构以及分别与三自由度驱动机构、原料供给机构电连接的控制机构。

其中，支撑机构包括底座1、设置在底座1上的支撑杆2以及设置在支撑杆2顶部的支板3，三自由度驱动机构设置在支板3上。支撑机构还包括底板4，底座1设置在底板4上，并且底板4上开设有糕点固定槽5。

三自由度驱动机构包括设置在支撑机构上的两自由度机械臂以及设置在两自由度机械臂上的曲柄滑块组件。

如图2所示，两自由度机械臂包括并列设置在支撑机构上并分别与支撑机构铰接的第一臂架6及第四臂架9、设置在第一臂架6一端的第二臂架7、与第一臂架6的另一端传动连接的第一舵机10、设置在第四臂架9一端的第三臂架8以及与第四臂架9的另一端传动连接的第二舵机11，第三臂架8的一端与第四臂架9铰接，另一端与第二臂架7铰接，第二臂架7的一端与第一臂架6铰接，另一端沿竖直方向设有支撑臂12，曲柄滑块组件设置在支撑臂12上。

如图3所示，曲柄滑块组件包括设置在支撑臂12上并与支撑臂12铰接的曲柄13、与曲柄13的底端铰接的连杆14以及与曲柄13的顶端传动连接的第三舵机15。

喷涂机构包括沿竖直方向移动设置在支撑臂12上并与连杆14底端传动连接的原料喷嘴支架16以及设置在原料喷嘴支架16上的原料喷嘴17，原料供给机构与原料喷嘴17相连通。

如图4所示，原料供给机构包括原料供给筒18、移动设置在原料供给筒18内的活塞19、设置在活塞19一端的推杆20、与推杆20传动连接的直线电机21以及原料罐22，原料供给筒18、原料罐22与喷涂机构之间设有三通接头23。三通接头23上设有第一接口、第二接口及第三接口，第一接口与原料供给筒18的内部相连通，第二接口与原料罐22之间设有第一软管24，并通过第一软管24与原料罐22的内部相连通，第三接口与喷涂机构之间设有第二软管25，并通过第二软管25与喷涂机构相连通，第一软管24上设有第一单向阀26，第二软管25上设有第二单向阀27。

控制机构包括分别与三自由度驱动机构、原料供给机构电连接的控制器28以及与控制器28电连接的上位机29。

在实际应用时，首先将糕点胚置于底板4上的糕点固定槽5中进行固定，之后用户操作上位机29的控制面板，在图案库中选择某一糕点表面艺术造型图案并进行确定，信号经由USB接口传送至控制器28，在控制器28的控制下，原料供给筒18内的原料经原料喷嘴17挤出至糕点表面，同时原料喷嘴17在三自由度驱动机构的带动下进行相应的运动，最终在糕点表面绘制出图案，自动完成整个造型过程。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，其特征在于，该装置包括支撑机构、设置在支撑机构上的三自由度驱动机构、设置在三自由度驱动机构上的喷涂机构、与喷涂机构相连通的原料供给机构以及分别与三自由度驱动机构、原料供给机构电连接的控制机构。

2.根据权利要求1所述的一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，其特征在于，所述的支撑机构包括底座(1)、设置在底座(1)上的支撑杆(2)以及设置在支撑杆(2)顶部的支板(3)，所述的三自由度驱动机构设置在支板(3)上。

3.根据权利要求2所述的一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，其特征在于，所述的支撑机构还包括底板(4)，所述的底座(1)设置在底板(4)上，并且所述的底板(4)上开设有糕点固定槽(5)。

4.根据权利要求1所述的一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，其特征在于，所述的三自由度驱动机构包括设置在支撑机构上的两自由度机械臂以及设置在两自由度机械臂上的曲柄滑块组件。

5.根据权利要求4所述的一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，其特征在于，所述的两自由度机械臂包括并列设置在支撑机构上并分别与支撑机构铰接的第一臂架(6)及第四臂架(9)、设置在第一臂架(6)一端的第二臂架(7)、与第一臂架(6)的另一端传动连接的第一舵机(10)、设置在第四臂架(9)一端的第三臂架(8)以及与第四臂架(9)的另一端传动连接的第二舵机(11)，所述的第三臂架(8)的一端与第四臂架(9)铰接，另一端与第二臂架(7)铰接，所述的第二臂架(7)的一端与第一臂架(6)铰接，另一端沿竖直方向设有支撑臂(12)，所述的曲柄滑块组件设置在支撑臂(12)上。

6.根据权利要求5所述的一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，其特征在于，所述的曲柄滑块组件包括设置在支撑臂(12)上并与支撑臂(12)铰接的曲柄(13)、与曲柄(13)的底端铰接的连杆(14)以及与曲柄(13)的顶端传动连接的第三舵机(15)。

7.根据权利要求6所述的一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，其特征在于，所述的喷涂机构包括沿竖直方向移动设置在支撑臂(12)上并与连杆(14)底端传动连接的原料喷嘴支架(16)以及设置在原料喷嘴支架(16)上的原料喷嘴(17)，所述的原料供给机构与原料喷嘴(17)相连通。

8.根据权利要求1所述的一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，其特征在于，所述的原料供给机构包括原料供给筒(18)、移动设置在原料供给筒(18)内的活塞(19)、设置在活塞(19)一端的推杆(20)、与推杆(20)传动连接的直线电机(21)以及原料罐(22)，所述的原料供给筒(18)、原料罐(22)与喷涂机构之间设有三通接头(23)。

9.根据权利要求8所述的一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，其特征在于，所述的三通接头(23)上设有第一接口、第二接口及第三接口，所述的第一接口与原料供给筒(18)的内部相连通，所述的第二接口与原料罐(22)之间设有第一软管(24)，并通过第一软管(24)与原料罐(22)的内部相连通，所述的第三接口与喷涂机构之间设有第二软管(25)，并通过第二软管(25)与喷涂机构相连通，所述的第一软管(24)上设有第一单向阀(26)，所述的第二软管(25)上设有第二单向阀(27)。

10.根据权利要求1所述的一种用于糕点表面艺术造型的喷涂装置，其特征在于，所述的控制机构包括分别与三自由度驱动机构、原料供给机构电连接的控制器(28)以及与控制器(28)电连接的上位机(29)。