CN110294334A - 取料装置以及取料机器人 - Google Patents

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CN110294334A CN201910563913.7A CN201910563913A CN110294334A CN 110294334 A CN110294334 A CN 110294334A CN 201910563913 A CN201910563913 A CN 201910563913A CN 110294334 A CN110294334 A CN 110294334A
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盛成俊
陈荣龙
杨琪文
夏澎
邹娜
宫晶
钱烨
吴美焕
杨兴
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Abstract

本发明公开了一种取料装置以及取料机器人，包括，料斗、升降杆以及盛料碗；所述料斗底部设置通孔，升降杆滑动安装于所述通孔；所述盛料碗可拆卸安装于所述升降杆顶端；升降杆带着盛料碗下降于所述料斗底部，使盛料碗沉入所述料斗内的物料，以便于物料落入盛料碗，取料的时候，升降杆上升，盛有物料的盛料碗被推出料斗的物料平面后将所述盛料碗取下。本发明的取料装置以及取料机器人可以实现定量取物料的目的，出料比较稳定(只要料斗内有物料，则物料很容易填充满盛料碗)，且不会过度搅拌物料，从而影响物料相品。

Description

取料装置以及取料机器人
技术领域
本发明涉及一种取料装置以及取料机器人。
背景技术
现有技术中，对于颗粒状或者块状物料的取料技术，多采用螺旋式取料，此种取料方法，常常适用于例如饲料等需要大量取料且对物料相品要求不高的场合。
对于餐饮定量抓取辅料(或者牛腩、肉菜等)场合，供抓取的辅料总量一般不会很大，辅料无法保证填充满螺旋的螺距空隙，其采用螺旋式取料往往出料不稳定，而且，螺旋运动会过度搅拌，可能搅碎辅料，影响卖相或者口味。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种取料装置以及基于该取料装置的取料机器人。
本发明的取料装置，包括，料斗、升降杆以及盛料碗；所述料斗底部设置通孔，升降杆滑动安装于所述通孔；所述盛料碗可拆卸安装于所述升降杆顶端；升降杆带着盛料碗下降于所述料斗底部，使盛料碗沉入所述料斗内的物料，以便于物料落入盛料碗，取料的时候，升降杆上升，盛有物料的盛料碗被推出料斗的物料平面后将所述盛料碗取下。
物料倒入料斗，需要取料的时候，升降杆带动盛料碗沉入物料，使物料在重力作用下落入盛料碗后，升降杆带动盛料碗上升，上升的过程中，盛料碗碗口正上方的物料也被“铲”入盛料碗中，最终保证盛料碗内盛满物料，升降杆带动盛料碗继续上升，最终伸出料斗内的物料平面，由于盛料碗可拆卸，将伸出物料平面的盛有物料的盛料碗从升降杆上拆下即可以完成取料过程，之后可以将另一个盛料碗装回该升降杆的顶端，由升降杆带入物料底部以待下一次取料。
物料可以是肉菜类，牛腩等等块状的或者颗粒状或者液态状的物料。以上，所取物料的量由盛料碗容积确定，可以实现定量取物料的目的，出料比较稳定(只要料斗内有物料，则物料很容易填充满盛料碗)，且不会过度搅拌物料，从而影响物料相品。
在一些实施方式中，还包括推杆，推杆可滑动嵌套安装于所述升降杆；所述升降杆顶部端面设置用于容纳所述盛料碗的容纳槽，所述推杆顶端可拆卸连接于盛料碗，推杆升降将所述盛料碗推出或者拉入容纳槽；升降杆上升，将盛有物料的盛料碗推出料斗的物料平面后，推杆上升，将所述盛料碗推出容纳槽后将所述盛料碗取下。
将盛料碗埋藏于升降杆内，一方面，在升降杆回缩进入物料时候，可以防止盛料碗边沿挤压损坏物料，另一方面，升降杆回缩到通孔最低端的时候(升降杆顶端面和料斗底面齐平位置)，可以保证盛料碗的碗口边缘与料斗底面齐平，或者保证盛料碗的碗口低于料斗底面，以便于料斗更低位的物料落入盛料碗，以保证落料干净。
在一些实施方式中，所述推杆顶端设置顶板，所述顶板设置磁块，盛料碗底部设置与所述磁块吸合的吸合层，所述盛料碗通过磁力的吸合与分离可拆卸安装于所述顶板。
盛料碗安放于顶板后，盛料碗的侧壁(或者碗口的侧壁)与容纳槽内壁间隙配合起到限位作用，同时盛料碗底部的吸合层和顶板的磁块吸合，需要取下装满物料的盛料碗时候，只需要克服盛料碗底部的吸合层和顶板的磁块吸合的吸合力即可，如此，即可以具有位置固定的作用，也便于取碗和装碗。
在一些实施方式中，所述顶板中部设置定位凹槽，盛料碗底部设置与所述定位凹槽配合的定位凸块，所述物料为颗粒状物料、块状物料或者液态状物料。
当盛料碗安装于(或者称为安放于)容纳槽的时候，盛料碗底部的定位凸块正好与容纳槽内的凹槽间隙配合，如此，可以具有进一步定位的作用。
在一些实施方式中，所述盛料碗外壁为半圆球状，容纳槽为与半圆球状盛料碗匹配的半圆球腔。球状配合，可以具有自动找准定位的作用，可以便于快速准确安放和拿起盛料碗。
在一些实施方式中，所述磁块设置于凹槽，吸合层设置于所述凸块。也即吸合力来自于球状凹槽的底部，在安装盛料碗的时候，球状配合的盛料碗在底部吸合力的拖拽作用，再加上球状弧面的自动找准定位作用，更便于快速且精准安装盛料碗。
本发明基于以上的取料装置还提供了一种取料机器人，包括，两个以上并列布置的取料装置、夹碗机械手以及动力系统；所述动力系统驱动夹碗机械手移动，以便于将取料装置上的伸出料斗的盛料碗取走。
在一些实施方式中，还包括外罩以及振动器，所述取料装置的料斗均固定于所述外罩；所述振动器固定于外罩。振动器的震动可以通过外罩传递到各个取料装置的料斗，从而可以将各个取料装置内的物料震动，以便于料斗内的物料滑落到料斗的底部，便于取料的时候，落料进入盛料碗。
在一些实施方式中，还包括拨杆，所述拨杆安装于取料装置的料斗内；
盛料碗上升到料斗开口之前，所述拨杆将盛料碗碗口多余的物料拨落。每次取料，盛料碗上升到拨杆正下方，拨杆摆动，将超出盛料碗口的物料拨下，以取到更精确的物料量。
在一些实施方式中，还包括与料斗的开口配合的料斗盖；所述料斗盖设置供所述盛料碗通过的第二通孔；所述升降杆推动盛料碗伸出料斗盖后，推杆将所述盛料碗推出以待夹碗机械手取走。料斗盖可以防止异物落入料斗，出料时候，盛料碗通过第二通孔出料，上升到料斗盖上以便夹碗机械手取走。
附图说明
图1为本发明一实施方式的取料装置立体示意图；
图2为图1中的取料装置平面示意图；
图3为图2中A处剖面示意图；
图4为本发明一实施方式的升降杆、推杆以及盛料碗装配组件的立体示意图；
图5为图4所示的升降杆、推杆以及盛料碗装配组件的平面示意图；
图6为图5所示的升降杆、推杆以及盛料碗装配组件的B处剖面示意图；
图7本为本发明一实施方式的推杆和盛料碗的爆炸示意图；
图8为本发明另一实施方式的升降杆、推杆以及盛料碗装配组件的平面示意图；
图9为图8所示的升降杆、推杆以及盛料碗装配组件的C处剖面示意图；
图10为本发明一实施方式的取料机器人立体示意图；
图11为本发明另一实施方式的取料机器人立体示意图。
具体实施方式
以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
在发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明的具体含义。下面结合附图和实施例对发明的技术方案做进一步的说明。
参考图1～9，本发明的取料装置，包括，料斗10、升降杆20以及盛料碗40；所述料斗10底部设置通孔，升降杆20滑动安装于所述通孔；所述盛料碗40可拆卸安装于(安放于)所述升降杆20顶端；升降杆20带着盛料碗40下降于所述料斗10底部，使盛料碗40沉入所述料斗10内的物料，以便于物料落入盛料碗40，取料的时候，升降杆20上升，盛有物料的盛料碗40被推出料斗10的物料平面后将所述盛料碗40取下即可。
本发明提供的“盛料碗40可拆卸安装于(安放于)所述升降杆20顶端”的一种实施方式如下：
采用一推杆30，推杆30可滑动嵌套安装于所述升降杆20，具体地，升降杆20中部设置容纳通孔，推杆30嵌套安装于容纳通孔，推杆30可以在容纳通孔内做升降滑动；所述升降杆20顶部端面设置用于容纳所述盛料碗40的容纳槽201，所述推杆30顶端可拆卸连接于盛料碗40，推杆30升降将所述盛料碗40推出或者拉入容纳槽201；升降杆20上升，将盛有物料的盛料碗40推出料斗10的物料平面后，推杆30上升，将所述盛料碗40推出容纳槽201后将所述盛料碗40取下。所述推杆30顶端设置顶板301，所述顶板301设置磁块，盛料碗40底部设置与所述磁块吸合的吸合层，所述盛料碗40通过磁力的吸合与分离可拆卸安装于所述顶板301。
物料倒入料斗10，需要取料的时候，升降杆20带动盛料碗40沉入物料，使物料在重力作用下落入盛料碗40后，升降杆20带动盛料碗40上升，上升的过程中，盛料碗40的碗口(碗口朝上)正上方的物料也被“铲”入盛料碗中，最终保证盛料碗40内盛满物料，升降杆20带动盛料碗40继续上升，最终伸出料斗10内的物料平面，由于盛料碗40可拆卸，将伸出物料平面的盛有物料的盛料碗40从升降杆20上拆下(取下来)即可以完成取料过程，之后可以将另一个盛料碗装回该升降杆的顶端，由升降杆带入物料底部以待下一次取料，或者将该被取下的盛料碗40的物料倒掉后，重新将该盛料碗40放回该升降杆20。
物料可以是肉菜类，牛腩等等块状的或者颗粒状或者液态状的物料。以上，所取物料的量由盛料碗40的容积确定，可以实现定量取物料的目的，出料比较稳定(只要料斗10内有物料，则物料很容易填充满盛料碗40)，且不会因过度搅拌物料而影响物料品相。将盛料碗40埋藏于升降杆20内，一方面，在升降杆20回缩进入物料的过程，可以防止盛料碗边沿挤压损坏物料，另一方面，升降杆20回缩到通孔最底端的时候(升降杆20顶端面和料斗10底面齐平位置)，可以保证盛料碗40的碗口边缘与料斗10底面齐平，或者保证盛料碗40的碗口低于料斗10底面，以便于料斗10内更低位的物料落入盛料碗40，以保证落料干净。另外，盛料碗40安放于顶板301后，盛料碗40的侧壁(或者碗口的侧壁)与容纳槽201内壁间隙配合起到限位作用，同时盛料碗40底部的吸合层和顶板的磁块吸合，需要取下装满物料的盛料碗40时候，只需要克服盛料碗40底部的吸合层和顶板的磁块吸合的吸合力即可，如此，即可以具有位置固定的作用，也便于取碗和装碗。吸合层和顶板的磁块吸合的吸合力可以根据需要(碗的规格、物料的情况等因素所决定的盛料碗所需要的吸合力以及分离时候所需要克服的力)设定。对于磁块，可以采用永久磁铁，也可以采用电磁铁，通电则吸合会更容易控制，取碗的时候，断电，没有吸合力，以便于取碗，其他过程则通电，以便于盛料碗牢牢被放置于升降杆20上。
更优地，所述顶板301中部设置定位凹槽302，盛料碗40底部设置与所述定位凹槽302配合的定位凸块401。
所述盛料碗40外侧壁可以为锥形状，容纳槽201为与锥形状盛料碗40匹配的锥形腔，更优地，参考图8和图9，所述盛料碗40外壁(或者是外侧壁)为半圆球状，容纳槽201为与半圆球状盛料碗40匹配的半圆球腔。所述磁块设置于凹槽302底部，吸合层设置于所述凸块401端部。
球状配合，可以具有自动找准定位的作用，可以便于快速准确安放和拿起盛料碗。吸合力来自于球状凹槽的底部(其它部位不设磁性材料也没有吸合力)，在安装盛料碗的时候，球状配合的盛料碗在底部吸合力的拖拽作用，再加上球状弧面的自动找准定位作用，更便于快速且精准安装盛料碗。
升降杆20在升降的循环运动时候，有部分长度会进入料斗40和伸出料斗40，这样，升降杆20容易将空气中的异物带入料斗和物料接触，尤其是当物料是肉类或者汤汁时候，这样及其不卫生，故还可以设置伸缩外罩；伸缩外罩嵌套于升降杆20的外壁，具体安装可以为，伸缩外罩一端固定于料斗10底部外壁，即，围绕通孔边缘设置，另一端跟随升降杆20的升降而伸缩，如此，可以始终将升降杆20外壁“包住”以免外露于空气中；升降杆20的升降可以采用托板50，托板50固定在升降杆20下端，通过丝杠驱动托板50的升降实现，同时，伸缩外罩一端可以安装于于料斗底部通孔的外边沿，另一端可以安装于托板50上。同理，推杆30可以采用第二托板501，第二托板501固定于推杆30底部，通过另一丝杠驱动其升降。对于这个伸缩外罩，可以采用相互嵌套的若干个圆筒(内筒、中筒、外筒)，相互嵌套设置的圆筒可以伸缩。
另外，参考图10和图11，基于以上取料装置，本发明还提供了一种取料机器人，包括，两个以上并列布置的取料装置、夹碗机械手60以及动力系统；所述动力系统驱动夹碗机械手60移动，以便于将取料装置上的伸出料斗10的盛料碗40取走。
参考图10和图11，对于动力系统的设计，本实施方式提供的是三个取料装置，三个取料装置毗邻并列布置，一对滑轨602分布于并列的取料装置的长度方向上，具体地，滑轨602至少覆盖三个取料装置的盛料碗40位置，滑轨602之间架设可以在滑轨602上移动的横梁601，所述夹碗机械手60通过滑板安装于横梁601，夹碗机械手60可以升降，也可以实现翻转(翻转气缸)、夹紧(夹紧气缸)的功能。
横梁601经滑轨602滑动于需要取料的任意一个取料装置对应的位置，该取料装置的盛料碗40被推出料斗10冒出料斗盖后，由夹碗机械手60抓取该盛料碗40并提起，或者，升降杆20和推杆30上升将盛料碗40提升到特定高度，待夹碗机械手60过来将该盛料碗40夹紧后，升降杆20和推杆30下降进入料斗盖101下的某个位置(此时升降杆20和推杆30顶端还没有浸没入物料平面之下)，夹碗机械手60抓取的盛料碗40后，盛料碗40经横梁601以及滑轨602移动到特定位置后，夹碗机械手60旋转倾倒盛料碗40内的物料，然后夹碗机械手60将被倾倒物料的空的盛料碗40移动回推杆30和升降杆20的位置，推杆30和升降杆20上升，从而伸出料斗盖，此时夹碗机械手60送回盛料碗40到推杆30，经磁力吸合而重新连接于推杆30，以待下一次进入料斗取料。
更优地，还包括外罩603以及振动器604，所有的取料装置的料斗10均固定于所述外罩603；所述振动器604固定于外罩603。
更优地，还包括拨杆605，所述拨杆605安装于取料装置的料斗10内；
盛料碗40上升到料斗10开口之前，所述拨杆605将盛料碗40碗口多余的堆叠出碗口的物料拨落。参考图10，料斗10侧壁的上部设置供拨杆605伸出和摆动的缺口，电机606安装于外罩603，电机606的转轴连接拨杆605，拨杆605垂直于电机606的转轴，电机606的往复运动带动拨杆605的摆动。
每次取料，盛料碗40的碗口上升到拨杆605正下方，拨杆摆动，将超出盛料碗口的物料拨下，以取到更精确的物料量。
另外，还包括与料斗10的开口配合的料斗盖101；所述料斗盖101设置供所述盛料碗40通过的第二通孔609；所述升降杆20推动盛料碗40经第二通孔609伸出料斗盖101后，推杆30将所述盛料碗40推出以待夹碗机械手60取走。
图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明发明所作的举例，而并非是对发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.取料装置，其特征在于，包括，料斗(10)、升降杆(20)以及盛料碗(40)；
所述料斗(10)底部设置通孔，升降杆(20)滑动安装于所述通孔；所述盛料碗(40)可拆卸安装于所述升降杆(20)顶端；
升降杆(20)带着盛料碗(40)下降于所述料斗(10)底部，使盛料碗(40)沉入所述料斗(10)内的物料，以便于物料落入盛料碗(40)，取料的时候，升降杆(20)上升，盛有物料的盛料碗(40)被推出料斗(10)的物料平面后将所述盛料碗(40)取下。
2.根据权利要求1所述的取料装置，其特征在于，还包括推杆(30)，推杆(30)可滑动嵌套安装于所述升降杆(20)；
所述升降杆(20)顶部端面设置用于容纳所述盛料碗(40)的容纳槽(201)，所述推杆(30)顶端可拆卸连接于盛料碗(40)，推杆(30)升降将所述盛料碗(40)推出或者拉入容纳槽(201)；
升降杆(20)上升，将盛有物料的盛料碗(40)推出料斗(10)的物料平面后，推杆(30)上升，将所述盛料碗(40)推出容纳槽(201)后将所述盛料碗(40)取下。
3.根据权利要求2所述的取料装置，其特征在于，所述推杆(30)顶端设置顶板(301)，所述顶板(301)设置磁块，盛料碗(40)底部设置与所述磁块吸合的吸合层，所述盛料碗(40)通过磁力的吸合可拆卸安装于所述顶板(301)。
4.根据权利要求3所述的取料装置，其特征在于，所述顶板(301)中部设置定位凹槽(302)，盛料碗(40)底部设置与所述定位凹槽(302)配合的定位凸块(401)。
5.根据权利要求3所述的取料装置，其特征在于，所述盛料碗(40)外壁为半圆球状，容纳槽(201)为与半圆球状盛料碗(40)匹配的半圆球腔。
6.根据权利要求5所述的取料装置，其特征在于，所述磁块设置于凹槽(302)内，吸合层设置于所述凸块(401)上；
所述物料为颗粒状物料、或者块状物料或者液态状物料。
7.取料机器人，其特征在于，包括，两个以上并列布置的权利要求1-6中任一项所述的取料装置、夹碗机械手(60)以及动力系统；
所述动力系统驱动夹碗机械手(60)移动，以便于将取料装置上的伸出料斗(10)的盛料碗(40)取走。
8.根据权利要求7所述的取料机器人，其特征在于，还包括外罩(603)以及振动器(604)，所述取料装置的料斗(10)均固定于所述外罩(603)；
所述振动器(604)固定于外罩(603)。
9.根据权利要求7或者权利要求8所述的取料机器人，其特征在于，还包括拨杆(605)，所述拨杆(605)安装于取料装置的料斗(10)内；
盛料碗(40)上升到料斗(10)的开口之前，所述拨杆(605)将盛料碗(40)碗口多余的物料拨落。
10.根据权利要求7或者权利要求8所述的取料机器人，其特征在于，还包括与料斗(10)的开口配合的料斗盖(101)；所述料斗盖(101)设置供所述盛料碗(40)通过的第二通孔(609)；
所述升降杆(20)推动盛料碗(40)伸出料斗盖(101)后，推杆(30)将所述盛料碗(40)经第二通孔(609)推出，以待夹碗机械手(60)取走。
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