CN109464018A - 一种用于智能烹饪设备的自动投料系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能烹饪设备技术领域，具体涉及一种用于智能烹饪设备的自动投料系统，包括一个卷膜投料机构和一个用密封膜分格密封的料盒，所述卷膜投料机构包括一个投料限位槽和两套位于所述投料限位槽下方的撕膜机构和回复机构组成；所述料盒被密封膜密封的一面朝下放置在投料限位槽中，密封膜的一头插入到所述卷膜辊的槽中，卷膜辊转动时将密封膜缠上，并将粘接在料盒上的密封膜撕下，以使料盒中的食料落下；本发明提供的是一种全新的智能烹饪设备的自动投料系统，所采用的料盒适用于食材物料标准化、工厂化生产，便于包装运输、存储；该自动投料系统对于用户来说，操作简单，体验性好，且机构组成简单，小巧，可靠性高，便于维护。
Description
技术领域
本发明属于智能烹饪设备技术领域，具体涉及一种用于智能烹饪设备的自动投料系统。
背景技术
烹饪设备经过多年的发展与改进，目前在某些功能上已经可以实现自动化操作，比如定时加热、自动翻炒等。在食材物料的投放方面，有部分烹饪设备已逐步在实现自动投料，但因为机构复杂、可靠性低等原因，大部分烹饪设备仍以人工投放为主，而人工投放对于操作者来说劳动强度大，投料顺序、时机均由操作者把控，不可控性较大。
烹饪设备自动投料目前已提出多种方案：1、食材分装在多个盒中，通过多个运动机构按指令分批次投料；2、食材分装在多格料盒中，将料盒反扣入投料机构，烹饪设备按指令依次打开相应的开合门，实现分批次投料。
上述的自动投料的方案1需材料现配现用，不适用于标准化、批量化生产，效率低；方案2虽适用于标准化生产，但其在投料前需先将盒上的密封膜撕开，再扣入相应配套的烹饪机的投料机构里，操作者的体验性较差，且所需的投料机构体积大、结构复杂，不利于设备的小型化。投料机构清洗困难等问题是这两种方案均存在的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于智能烹饪设备的自动投料系统，解决智能烹饪设备中各类食材物料的标准化、批量化生产，实现食材物料在烹饪过程中的精准投放。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种用于智能烹饪设备的自动投料系统，该自动投料系统包括一个卷膜投料机构和一个用密封膜分格密封的料盒，所述卷膜投料机构包括一个投料限位槽和两套位于所述投料限位槽下方的撕膜机构和回复机构组成；
其中，所述撕膜机构包括一个开有槽的卷膜辊，一个第一驱动电机和一套滑轨副，第一驱动电机被安装在滑轨的滑块上，沿滑轨前后移动，卷膜辊被安装第一驱动电机的输出轴上，按照指令自行转动；
回复机构包括一个卷绳轮，一根拉绳和一个第二驱动电机，所述的卷绳轮固定在第二驱动电机的输出轴上，拉绳的一头缠绕在卷绳轮上并通过第二驱动电机将撕膜后的撕膜机构拉回至初始位置；
所述投料限位槽、撕膜机构和回复机构都安装在系统安装板上；
所述料盒被密封膜密封的一面朝下放置在投料限位槽中，密封膜的一头插入到所述卷膜辊的槽中，卷膜辊转动时将密封膜缠上，并将粘接在料盒上的密封膜撕下，以使料盒中的食料落下。
所述撕膜机构的第一驱动电机和所述回复机构的第二驱动电机是同一台驱动电机。
所述卷绳轮上拉绳的缠绕方向与卷膜、撕膜时的方向相反；当撕膜投料时，拉绳是逐步放松的，当投料结束后，第二驱动电机反转，通过拉绳把卷膜辊拉回到初始位置。
所述的第二驱动电机安装在撕膜机构的滑块上，所述拉绳的一头缠绕在卷绳轮上，另一头固定在系统安装板上；
或，所述回复机构的第二驱动电机安装在系统安装板上，拉绳一头缠绕在卷绳轮上，另一头固定在撕膜机构的滑块上。所述的自动投料系统还设有分别对应两套撕膜机构的两个触碰开关，用于检测所述撕膜机构的初始位置。
所述投料限位槽为斗形，底部是贯通的，设有向内翻的窄边。
所述投料限位槽上装有触碰开关，用于检测料盒被正确地安放。
所述卷膜辊中间挖有插膜槽，且插膜槽内有用于挂住密封膜的舌头和/或锯齿。
所述撕膜机构的第一驱动电机的输出轴上装有与其垂直的挡针用于与安装在系统安装板上的光电传感器结合确定卷膜辊的停止角度。
所述料盒的格分两排排列，一排大格，一排小格，且密封大格，小格的密封膜是被分割开的，可分别撕开而不影响密封性，所述两套撕膜机构和回复机构分别与两排料格对应，其卷膜辊的长度与料格的宽度相匹配。
所述料盒的大格有两个，小格有3～5个。
所述的密封膜临近撕膜机构初始位置的一端长出呈悬伸状，且在该悬伸端设有槽口与所述卷膜棒上的插槽口咬紧配合。
在所述滑块上装有传感器，与在系统安装板上安装的与料盒的格分界处位置对应的感应物结合，以确定每次撕膜停止的位置。
所述的自动投料系统还包括防护罩，所述的防护罩罩射所述的撕膜机构和回复机构。
所述卷膜辊槽口的宽度为4-6毫米。
所述卷膜辊的直径为8-14毫米。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的是一种全新的智能烹饪设备的自动投料系统，该自动投料系统中所采用的料盒适用于食材物料标准化、工厂化生产，便于包装运输、存储；所用的料盒可注塑成型或吸塑成型，工艺简单；
该自动投料系统对于用户来说，操作简单，体验性好，且机构组成简单，小巧，可靠性高，便于维护。
本发明提供的自动投料系统，能够实现食材物料的分批次投放，有利于实现烹饪程序的标准化；该自动投料系统所采用的投料机构自动化程度高，撕膜机构撕膜效果好，体积小巧，可靠性高。
本发明中，采用单边双直线滑轨副避免了扭转附加力矩，确保了卷膜投料机构运行平稳。
本发明中，采用一套驱动，即可实现撕膜也可实现回复动作，确保了自动化的投料作业。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
附图说明
图1、2为本发明提供的用于智能烹饪设备的自动投料系统的示意图；
图3为本发明提供的用于智能烹饪设备的自动投料系统的仰视图；
图4为本发明提供的用于智能烹饪设备的自动投料系统的左视图；
图5为本发明提供的用于智能烹饪设备的自动投料系统的右视图；
图6为本发明提供的用于智能烹饪设备的自动投料系统的前视图；
图7为图1中自动投料系统设置防护罩的示意图；
图8为本发明提供的用于智能烹饪设备的自动投料系统的俯视图；
图中标号说明：1、系统安装板，2、挡针a，3、滑块a，4、直线滑轨a，5、触碰开关安装座a，6、触碰开关a，7、投料限位槽，8、料盒，9、支架a，10、触碰开关b，11、触碰开关安装座b，12、直线滑轨b，13、滑块b，14、光电传感器a，15、挡针b，16、滑块c，17、光电传感器支座a，18、支架b，19、光轴a，20、驱动电机a，21、电机座a，22、卷绳轮a，23、拉绳固定端a，24、卷膜辊a，25、支撑光轴，26、卷膜棒b，27、拉绳固定端b，28、卷绳轮b，29、电机座b，30、驱动电机b，31、光轴b，32、支架c，33、光电传感器b，34、支架d，35、光电传感器支座b，36、滑块d，37、直线滑轨c，38、光电传感器c，39、挡针c，40、定位环a，41、触碰开关c，42、触碰开关安装座c，43、触碰开关d，44、触碰开关安装座d，45、定位环b，46、挡针d，47、光电传感器d，48、直线滑轨d，49、密封膜，50、防护罩a，51、防护罩b。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本发明。
需要说明的是，在本发明中，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1、2、8所示，本发明提供了一种用于智能烹饪设备的自动投料系统，该自动投料系统包括一个卷膜投料机构和一个料盒8，所述卷膜投料机构包括一个投料限位槽7和两套位于所述投料限位槽7下方的撕膜机构和回复机构组成。
其中，所述撕膜机构包括一个卷膜辊，一个第一驱动电机和一套滑轨副，第一驱动电机被安装在滑轨的滑块上，沿滑轨前后移动，卷膜辊被安装第一驱动电机的输出轴上，按照指令自行转动；
回复机构包括一个卷绳轮，一根拉绳和一个第二驱动电机，其中，第二驱动电机被安装在撕膜机构的滑块上，卷绳轮固定在第二驱动电机的输出轴上，拉绳一头缠绕在卷绳轮上，另一头固定在系统安装板上。需要说明的是，所述的第二驱动电机还可以被安装在系统安装板上，拉绳的一头缠绕在卷绳轮上，另一头固定在撕膜机构的滑块上，通过该回复机构的设置，将撕膜后的撕膜机构拉回至初始位置。
所述投料限位槽、撕膜机构和回复机构都安装在系统安装板上；
所述料盒被密封膜密封的一面朝下放置在投料限位槽中，密封膜的一头插入到所述卷膜辊的槽中，卷膜辊转动时将密封膜缠上，并将粘接在料盒上的密封膜撕下，以使料盒中的食料落下。
本发明中，所述的料盒8设计为两列，分为主料列、辅料列，每列分隔成数个小格，分别用于盛放主料、辅料、液料等；在中央厨房或食品加工厂里按标准化菜谱依次将物料分装入料盒8的各个格子中，然后用密封膜49热封覆膜。所述的密封膜49从两列格子的分界线中间切开，即两列格子的密封膜49可分别撕开而互不影响密封性，密封膜49设计为一端伸长并裁剪为与卷膜辊槽口尺寸相配的形状。
结合图3-6所示，本发明中，对应主料列、辅料列，分别有一套撕膜机构和回复机构，且分别装有一套支持撕膜机构运动的直线滑轨副，分置于系统安装板1的底部、投料限位槽7两侧；主料列、辅料列的直线滑轨副均为双滑轨，每套滑轨副上装有滑块；具体的，对应主料列的撕膜机构包括卷膜辊a 24、卷绳轮a 22、直线滑轨b 12、直线滑轨d 48、定位环b45、电机座a 21；对应辅料列的撕膜机构包括卷膜辊b 26、卷绳轮b 28；直线滑轨a 4、直线滑轨c 37、定位环a 40、电机座b 29。
本发明中，所述撕膜机构的第一驱动电机和所述回复机构的第二驱动电机是同一台驱动电机。具体的，所述的驱动电机固定在电机座上，其该驱动电机设有双端输出轴，两端输出轴分别用于安装卷膜辊、卷绳轮和定位环；卷膜辊套在一端电机输出轴上，卷绳轮套在卷膜辊上，并通过紧定螺钉使卷膜辊、卷绳轮、电机输出轴固连；定位环套在另一端的电机输出轴上并通过紧定螺钉使其与电机输出轴固连；定位环上安装有挡针；具体的，本发明中，对应主料列为驱动电机a 20；对应辅料列的为驱动电机b 30。
为了限制电机座因刚性不足而摆动，所述的电机座安装在双滑轨的两个滑块上。
本发明中，系统安装板1用于安装投料限位槽7、直线滑轨副、触碰开关支座、支架、防护罩等，并最终以模块化装入智能烹饪装置的上部并接入智能烹饪系统中；系统安装板1开设有投料口，投料限位槽7装在投料口上，投料限位槽7为斗状。
装有食材的料盒8放置入投料限位槽7中并由投料限位槽7托住，料盒8在投料限位槽7中不能运动；
投料限位槽7中设置有触碰开关，触碰开关通过安装座固定在投料限位槽7中，该触碰开关用于检测料盒8的放入与否，以及是否放平；
具体的，如对应主料列的触碰开关安装座d 44以及安装在所述触碰开关安装座d44上的触碰开关d 43；对应辅料列的触碰开关安装座c 42以及安装在所述触碰开关安装座c 42上的触碰开关c 41。
在投料限位槽7两端分别设有光轴安装孔，支撑光轴25装在安装孔中，支撑光轴25用于放置料盒8时托住料盒8，避免卷膜撕膜过程中料盒8产生弯曲变形。
本发明中，第一光电传感器安装在光电传感器支座上，光电传感器支座固定在电机座上并随电机座在直线滑轨副上做往复运动；具体的，对应主料列的光电传感器a 14、对应辅料列的光电传感器b 33。
第二光电传感器安装在电机座上，其与定位环上的挡针配合，用于确定卷膜辊的初始角度；具体的，对应主料列光电传感器d 47与定位环b 45配合；对应辅料列的光电传感器c 38与定位环a 40配合。
卷膜辊开设有锯齿形的槽口，用于咬住料盒插入槽口的密封膜；
回复拉绳缠绕在卷绳轮上，一端固定在支架的拉绳固定端中；具体的，位于主料列一侧的支架a 9和支架b 18；以及安装在所述支架a 9和支架b 18之间的光轴a 19；位于辅料列一侧的支架c 32和支架d 34，以及安装在所述支架c 32和支架d 34之间的光轴b 31。
系统安装板1上对应主料格、辅料格分别安装有相应的挡针；该挡针与第一光电传感器配合，用于确定撕膜机构到达的位置。具体的，如对应主料格上的挡针b 15、挡针d 46；对应辅料格上的挡针a 2、挡针c 39。
对应于主料列、辅料列，在系统安装板底部的一端，分别装有触碰开关安装座；触碰开关安装固定在触碰开关安装座上，用于确认卷膜撕膜机构运动的初始或极限位置；具体的，如对应主料列的触碰开关安装座b 11，以及安装在所述触碰开关安装座b 11上的触碰开关b 10；对应辅料列的触碰开关安装座a 5，以及安装在触碰开关安装座a 5上的触碰开关a 6。
结合图7所示，防护罩将整个撕膜机构、回复机构、直线滑轨副、支架包覆，固定在系统安装板底部，用于隔绝烹饪过程中产生的油烟污染；具体的，如对应主料列的防护罩b51、对应辅料列的防护罩a 50。
绕绳方向与卷膜方向相反，即卷膜撕膜时，回复拉绳是在放绳；
开始工作前，撕膜机构位于初始位置；料盒放置入投料限位槽后，覆膜伸出段插入卷膜辊的锯齿形槽口中；驱动电机转动，带动卷膜辊、卷绳轮转动，卷膜辊咬住料盒上的覆膜并逐步拉紧；因为料盒在投料限位槽中固定不动，卷膜辊拉紧覆膜后产生拉力，带动整个撕膜机构沿直线滑轨副运动至预工作位置，此时卷绳轮在逐步放松拉绳；
根据烹饪程序要求，撕膜机构依次卷起主料列、辅料列的覆膜，并拉动撕膜机构沿直线滑轨副向前运动，装于系统安装板上的挡针用于检测卷膜撕膜机构是否到达指定主料格或辅料格的位置；此时，卷绳轮在逐步放松拉绳；
当完成主料列或辅料列的卷膜撕膜后，卷绳轮上的拉绳放松完毕并处于张紧状态；
驱动电机反向转动，收起拉绳并使其缠绕在卷绳轮上，由于拉绳一端固定，卷起拉绳时产生拉力将撕膜机构拉动并沿直线滑轨副运动；此时，覆膜从卷膜辊上逐步放松；
当拉绳收起完毕时，撕膜机构触碰至端部的触碰开关到达初始工作位置；此时，卷膜辊上的覆膜放松完毕；
将投放完毕的料盒8从投料口取走，放入新的料盒8，等待下一次烹饪。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (16)
1.一种用于智能烹饪设备的自动投料系统，其特征在于：该自动投料系统包括一个卷膜投料机构和一个用密封膜分格密封的料盒，所述卷膜投料机构包括一个投料限位槽和两套位于所述投料限位槽下方的撕膜机构和回复机构组成；
其中，所述撕膜机构包括一个开有槽的卷膜辊，一个第一驱动电机和一套滑轨副，第一驱动电机被安装在滑轨的滑块上，沿滑轨前后移动，卷膜辊被安装第一驱动电机的输出轴上，按照指令自行转动；
回复机构包括一个卷绳轮，一根拉绳和一个第二驱动电机，所述的卷绳轮固定在第二驱动电机的输出轴上，拉绳的一头缠绕在卷绳轮上并通过第二驱动电机将撕膜后的撕膜机构拉回至初始位置；
所述投料限位槽、撕膜机构和回复机构都安装在系统安装板上；
所述料盒被密封膜密封的一面朝下放置在投料限位槽中，密封膜的一头插入到所述卷膜辊的槽中，卷膜辊转动时将密封膜缠上，并将粘接在料盒上的密封膜撕下，以使料盒中的食料落下。
2.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：所述撕膜机构的第一驱动电机和所述回复机构的第二驱动电机是同一台驱动电机。
3.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：所述卷绳轮上拉绳的缠绕方向与卷膜、撕膜时的方向相反；当撕膜投料时，拉绳是逐步放松的，当投料结束后，第二驱动电机反转，通过拉绳把撕膜机构拉回到初始位置。
4.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：所述的第二驱动电机安装在撕膜机构的滑块上，所述拉绳的一头缠绕在卷绳轮上，另一头固定在系统安装板上；
或，所述回复机构的第二驱动电机安装在系统安装板上，拉绳一头缠绕在卷绳轮上，另一头固定在撕膜机构的滑块上。
5.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：所述的自动投料系统还设有分别对应两套撕膜机构的两个触碰开关，用于检测所述撕膜机构的初始位置。
6.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：所述投料限位槽为斗形，底部是贯通的，设有向内翻的窄边。
7.如权利要求6所述的自动投料系统，其特征在于：所述投料限位槽上装有触碰开关，用于检测料盒被正确地安放。
8.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：所述卷膜辊中间挖有插膜槽，且插膜槽内有用于挂住密封膜的舌头和/或锯齿。
9.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：所述撕膜机构的第一驱动电机的输出轴上装有与其垂直的挡针用于与安装在滑块上或系统安装板上的光电传感器结合确定卷膜辊的停止角度。
10.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：所述料盒的格分两排排列，一排大格，一排小格，且密封大格，小格的密封膜是被分割开的，可分别撕开而不影响密封性，所述两套撕膜机构和回复机构分别与两排料格对应，其卷膜辊的长度与料格的宽度相匹配。
11.如权利要求10所述的自动投料系统，其特征在于：所述料盒的大格有两个，小格有3～5个。
12.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：所述的密封膜临近撕膜机构初始位置的一端长出呈悬伸状。
13.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：在所述滑块上装有传感器，与在系统安装板上安装的与料盒的格分界处位置对应的感应物结合，以确定每次撕膜停止的位置。
14.如权利要求1所述的自动投料系统，其特征在于：所述的自动投料系统还包括防护罩，所述的防护罩罩射所述的撕膜机构和回复机构。
15.如权利要求8所述的自动投料系统，其特征在于：所述卷膜辊槽口的宽度为4-6毫米。
16.如权利要求8所述的自动投料系统，其特征在于：所述卷膜辊的直径为8-14毫米。
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