CN110861804A - 食品装盒机械抓手及装盒方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种食品装盒机械抓手及装盒方法，该食品装盒机械抓手包括支架、前后相互对置的第一夹板和第二夹板、左右相互对置的第三夹板和第四夹板、推板，以及用于驱动第一夹板、第二夹板的第一驱动机构，用于驱动推板的第二驱动机构，用于驱动第三夹板、第四夹板的第三驱动机构。该食品装盒机械抓手和装盒方法由于采用了推板向下推动包子，而第一夹板、第二夹板、第三夹板和第四夹板所限定的食品容纳空间相当于导向轨道，使得包子沿着该导向轨道被推入包装盒中，实现精准装盒。

Description

食品装盒机械抓手及装盒方法

技术领域

本发明涉及食品包装机械技术领域，具体涉及一种食品装盒机械抓手及装盒方法。

背景技术

包子、馒头等面点食品是人们日常生活的主食之一，随着生活方式的改变，目前的包子或馒头大多不再是居家自加工，而是从包子店、馒头作坊或超市直接购买，由于包子、馒头这类主食消费量巨大，销售情况也十分良好。

大型食品工厂制作的包子或馒头一般都是包装后运送到超市售卖，即将包子或馒头先装入特制的包装盒中，再将包装盒连同食品装入包装袋中包装。目前，对包子或馒头装盒这一步主要还是人工装盒方式，装盒效率低，用工成本高。

公开号为CN101850861A的中国专利文献记载了一种自动装盒机，该自动装盒机设有一抓臂组件，可通过抓臂组件抓取食品，但这种通过抓臂组件抓取食品的方式可实现食品的移动，可将食品从食品传输带移动到包装盒处，但难以实现对食品进行准确、整齐装盒作业。

发明内容

本发明旨在提供一种食品装盒机械抓手及装盒方法，解决现有技术中的包子、馒头等食品不能实现准确装盒的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的第一方面是：

设计一种食品装盒机械抓手，包括支架，还包括：

前后相互对置的第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和第二夹板之间为食品容纳空间；

推板，设置在所述食品容纳空间上方；

所述支架上安装有第一驱动机构、第二驱动机构，所述第一夹板、第二夹板安装在所述第一驱动机构或支架上，所述第一驱动机构用于驱动所述第一夹板和/或第二夹板沿前后方向移动；所述推板安装在所述第二驱动机构上，所述第二驱动机构用于驱动所述推板沿上下方向移动。

优选的，所述食品装盒机械抓手还包括：

左右相互对置的第三夹板和第四夹板，所述第三夹板和第四夹板分别位于所述食品容纳空间的两侧；

在所述支架上安装有第三驱动机构，所述第三夹板、第四夹板安装在所述第三驱动机构和/或支架上，所述第三驱动机构用于驱动所述第三夹板和/或第四夹板沿左右方向移动。

优选的，所述支架包括横板，所述横板的一侧设有侧立板，所述横板的顶面上设有上立板；所述第一驱动机构安装在所述横板下表面，所述第二驱动机构安装在所述上立板上，所述第三驱动机构安装在所述侧立板上背离所述第一驱动机构的一面。

优选的，所述第一驱动机构为双头导轨滑台气缸，所述第一驱动机构的两个滑台上分别安装有L形背板，所述第一夹板和第二夹板分别安装在两个所述L形背板上；

所述第三驱动机构为双头导轨滑台气缸，所述第三驱动机构的两个滑台上分别安装有L形机械臂，所述第三夹板和第四夹板分别安装在两个所述L形机械臂上。

优选的，所述第一夹板和第二夹板分别通过螺钉可拆安装在两个所述L形背板上；

所述第三夹板和第四夹板分别通过螺钉可拆安装在两个所述L形机械臂上。

优选的，所述第二驱动机构为气缸，所述第二驱动机构的气缸头安装有条形板，所述推板位于所述横板下方，所述推板通过穿过所述横板的连杆连接到所述条形板。

优选的，所述第一夹板和第二夹板的内侧分别设有相对应的限位板，所述限位板将所述食品容纳空间分隔为第一容纳空间和第二容纳空间，所述推板有两块，分别设于所述第一容纳空间和第二容纳空间上方。

优选的，所述第一夹板、第二夹板、第三夹板和第四夹板的内侧面均设有波浪凸起，且所述第一夹板、第二夹板、第三夹板、第四夹板和推板均为食品级材质。

本发明的第二方面是：

设计一种食品装盒方法，采用本发明第一方面所述的食品装盒机械抓手，该食品装盒方法包括以下步骤：

（1）将所述食品装盒机械抓手移动到所要抓取的食品上方，然后落下，使所要抓取的食品位于所述食品容纳空间中；

（2）所述第一驱动机构驱动所述第一夹板和/或第二夹板移动，使所述第一夹板和第二夹板间距缩小而从前后方向夹住所要抓取的食品；

（3）将抓取有食品的所述食品装盒机械抓手移动到所要装盒的包装盒上方，所述第二驱动机构驱动所述推板向下移动，所述推板将所述食品容纳空间中的食品向下推动装入所述包装盒中；

（4）所述第一驱动机构驱动所述第一夹板和/或第二夹板移动，使所述第一夹板和第二夹板间距复位，进行下一组食品的抓取。

优选的，所述食品装盒机械抓手还包括左右相互对置的第三夹板和第四夹板，所述第三夹板和第四夹板分别位于所述食品容纳空间的两侧；在所述支架上安装有第三驱动机构，所述第三夹板、第四夹板安装在所述第三驱动机构和/或支架上，所述第三驱动机构用于驱动所述第三夹板和/或第四夹板沿左右方向移动；

在所述步骤（2）和步骤（3）之间还包括如下步骤：

所述第三驱动机构驱动所述第三夹板和/或第四夹板移动，使所述第三夹板和第四夹板间距缩小而从左右方向夹住所要抓取的食品；

在所述步骤（4）中，还包括：所述第三驱动机构驱动所述第三夹板和/或第四夹板移动，使所述第三夹板和第四夹板间距复位。

本发明的主要有益技术效果在于：

1.本发明提供的食品装盒机械抓手能够实现准确装盒：该食品装盒机械抓手由于采用了推板向下推动包子，而第一夹板、第二夹板、第三夹板和第四夹板所限定的食品容纳空间相当于导向轨道，使得包子沿着该导向轨道被推入包装盒中，实现精准装盒。

2.第一夹板和第二夹板分别通过螺钉可拆安装在两个L形背板上，第三夹板和第四夹板分别通过螺钉可拆安装在两个L形机械臂上，第一夹板、第二夹板、第三夹板和第四夹板方便定期拆洗消毒，确保食品卫生。

3.通过第一夹板和第二夹板、第三夹板和第四夹板这两组相互对置的夹板夹取包子，确保抓取稳固，使得该食品装盒机械抓手能够做较大范围移动，装盒作业操作更加便捷可靠。

附图说明

图1为本发明食品装盒机械抓手一实施例的立体结构示意图之一。

图2为本发明食品装盒机械抓手一实施例的立体结构示意图之二。

图3为本发明食品装盒机械抓手一实施例的分解示意图。

图4为本发明食品装盒机械抓手所抓取的包子的包装盒的结构示意图。

图5为本发明食品装盒机械抓手一实施例中第一夹板、第二夹板在第一驱动机构上的安装示意图。

图6为本发明食品装盒机械抓手一实施例中第三夹板、第四夹板、第三驱动机构上在支架上的安装示意图。

图7为本发明食品装盒机械抓手一实施例中推板、第二驱动机构上在支架上的安装示意图；

图8为本发明食品装盒方法一实施例的流程图。

图9为本发明食品装盒方法一实施例中装有包子的蒸盘的结构示意图。

图中，各标号示意为：支架1、横板11、侧立板12、上立板13、第一夹板21、第二夹板22、第三夹板31、第四夹板32、推板4、第一驱动机构5、L形背板51、第一螺孔511、弯折部512、第二螺孔513、滑台52、第二驱动机构6、气缸头61、条形板62、连杆63、通孔631、第三驱动机构7、L形机械臂71、第三螺孔711、弯折部712、滑台72、食品容纳空间8、第一容纳空间81、第二容纳空间82、包装盒9、格子91、格子92、隔板93。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

一种食品装盒机械抓手，请参阅图1至图7。

本发明实施例食品装盒机械抓手主要用于抓取包子、馒头等面点，在抓取之后将其装入包装盒内。

如图1至图3所示，该食品装盒机械抓手包括支架1、第一夹板21、第二夹板22、第三夹板31、第四夹板32、推板4、第一驱动机构5、第二驱动机构6和第三驱动机构7。

支架1主要起到支撑其余各部件的作用，第一驱动机构5、第二驱动机构6和第三驱动机构7均安装在支架1上，并且支架1还可用于安装在多轴机器人上，从而通过多轴机器人带动整个食品装盒机械抓手在空间移动，当该食品装盒机械抓手移动到包子放置位置，即可进行抓取包子的动作，抓取之后再移动到包装盒放置位置，再进行释放包子的动作，实现装盒。

具体的，第一夹板21和第二夹板22前后相互对置，第一夹板21和第二夹板22之间为食品容纳空间8，第三夹板31和第四夹板32左右相互对置，第三夹板31和第四夹板32分别位于食品容纳空间8的两侧，推板4设置在食品容纳空间8上方。第一夹板21、第二夹板22安装在第一驱动机构5上，第一驱动机构5用于驱动第一夹板21和第二夹板22沿前后方向移动；推板4安装在第二驱动机构6上，第二驱动机构6用于驱动推板4沿上下方向移动；第三夹板31、第四夹板32安装在第三驱动机构7上，第三驱动机构7用于驱动第三夹板31和第四夹板32沿左右方向移动。

第一夹板21和第二夹板22的初始间距设置为大于所要抓取的包子的宽度，从而该食品装盒机械抓手移动到包子上方并向下移动时，包子能够顺利进入食品容纳空间8。

本实施例中，第一夹板21和第二夹板22的长度L1相当于所要抓取的包子的宽度的四倍，或者稍大于所要抓取的包子的宽度的四倍，从而食品容纳空间8可一次性容纳四个包子。

在第一驱动机构5驱动下，当第一夹板21和第二夹板22相向移动时，第一夹板21和第二夹板22从前后方向夹住包子；然后，在第三驱动机构7的驱动下，第三夹板31和第四夹板32相向移动时，第三夹板31和第四夹板32从左右方向夹住包子；由于包子被第一夹板21和第二夹板22在前后方向夹住，并被第三夹板31和第四夹板32在左右方向夹住，从而使得该食品装盒机械抓手移动过程中，包子被夹紧而不会发生掉落。

该食品装盒机械抓手连同所抓取的包子移动到所要装盒的包装盒上方后，在第二驱动机构6的驱动下，推板4向下移动将包子装入包装盒中。

图4为用于装入包子的包装盒9的结构示意图，包装盒9内被分隔为多个格子91，每一个格子91内部空间的长度L2接近于两个包子的宽度之和，也就是两个包子是相挨着装入格子91中，并且包子与格子91的内壁面基本没有剩余间距，这样能避免包子运输过程中碰撞，也节省装运空间。由于两个包子是相挨着装入格子91中，如果通过将包子在包装盒9上方直接掉落的方式，无法实现包子的装盒作业。

本实施例食品装盒机械抓手由于采用了推板4向下推动包子，而不是直接将第一夹板21和第二夹板22以及第三夹板31和第四夹板32直接松开释放包子，第一夹板21、第二夹板22、第三夹板31和第四夹板32所限定的食品容纳空间8相当于导向轨道，使得包子沿着该导向轨道被推入包装盒中，实现精准装盒，避免包子从食品容纳空间8出来后散落在包装盒中而不能实现装盒操作。

进一步的，支架1包括横板11，横板11的一侧设有侧立板12，横板11的顶面上设有上立板13，第一驱动机构5安装在横板11下表面，第二驱动机构6安装在上立板12上，第三驱动机构7安装在侧立板12上背离第一驱动机构5的一面。通过设置横板11、侧立板12、上立板13，并将第一驱动机构5、第二驱动机构6、第三驱动机构7安装在对应的部位，使整个食品装盒机械抓手结构十分紧凑。

第一驱动机构5为双头导轨滑台气缸，本实施例中具体采用型号为MHF2-16D的气缸，第一驱动机构的两个滑台上分别安装有L形背板51，第一夹板21和第二夹板22分别安装在两个L形背板51上。如图5所示，在L形背板51上设有多个第一螺孔511，第一夹板21上设有与第一螺孔511相应的螺孔，第一夹板21通过螺钉可拆安装在L形背板51上；L形背板51顶部的弯折部512上设有第二螺孔513，第一驱动机构5对应侧的滑台52上设有与第二螺孔513相应的螺孔，使L形背板51通过螺钉安装在滑台52上。

第一驱动机构5的两个滑台能够驱动第一夹板21和第二夹板22相向或反向移动，从而调节第一夹板21和第二夹板22的间距。

第三驱动机构7也为双头导轨滑台气缸，本实施例中采用型号为MHF2-20D的气缸，第三驱动机构7的两个滑台上分别安装有L形机械臂71，第三夹板31和第四夹板32分别安装在两个L形机械臂71上。如图6所示，在L形机械臂71上设有两个第三螺孔711，第四夹板32上设有与第三螺孔711相应的螺孔，第四夹板32通过螺钉可拆安装在L形机械臂71上；L形机械臂71顶部的弯折部712上设有第四螺孔713，第三驱动机构7对应侧的滑台72上设有与第四螺孔713相应的螺孔，使L形机械臂71通过螺钉安装在滑台72上。

第三驱动机构7的两个滑台能够驱动第三夹板31和第四夹板32相向或反向移动，从而调节第三夹板31和第四夹板32的间距。

由于第一夹板21和第二夹板22分别通过螺钉可拆安装在两个L形背板51上，第三夹板31和第四夹板32分别通过螺钉可拆安装在两个L形机械臂71上，便于第一夹板21、第二夹板22、第三夹板31和第四夹板32的定期拆洗和更换，保持该食品装盒机械抓手的干净卫生。

进一步的，如图7所示，第二驱动机构6为气缸，本实施例中采用型号为TTN25-80的双杆气缸，第二驱动机构6的气缸头61安装有条形板62，推板4位于横板11的下方，横板11的对应位置设有与四根连杆63相应的通孔631，推板4通过穿过横板11的连杆63连接到条形板62。设置条形板62的目的是使气缸头61能够同时驱动多个连杆63。

如图5所示，第一夹板21和第二夹板22的内侧分别设有相对应的限位板23，限位板23将食品容纳空间8分隔为第一容纳空间81和第二容纳空间82，第一容纳空间81和第二容纳空间82各自可容纳两个包子，再结合图4所示，由于格子91和格子92之间具有隔板93（图中没有显示出隔板93的厚度），限位板23相对于使第一容纳空间81和第二容纳空间82之间有一定间距，该间距相当于隔板93的厚度，从而使该食品装盒机械抓手能够一次抓取四个包子并实现准确装盒。

对应的，如图7所示，推板4有两块，分别设于第一容纳空间81和第二容纳空间82上方，每一个推板4推动两个包子装盒。

进一步的，结合附图所示，第一夹板21、第二夹板22、第三夹板31和第四夹板32的内侧面均设有波浪凸起，每一个波浪凸起沿着竖向延伸，设置波浪凸起有利于该食品装盒机械抓手抓紧包子，并且各波浪凸起为平滑过渡的曲面，防止包子在抓取过程中发生破损。

另外，第一夹板21、第二夹板22、第三夹板31、第四夹板32和推板4均为食品级材质。本实施例中，第一夹板21、第二夹板22、第三夹板31、第四夹板32为食品级聚四氟乙烯加工成，推板4食品级聚四氟乙烯加工成，防止在装盒过程中接触包子而造成污染。

实施例2：

一种食品装盒方法，请参阅图8和图9。

本发明实施例食品装盒方法采用实施例1中的食品装盒机械抓手，具体包括以下步骤：

S100、将食品装盒机械抓手移动到所要抓取的食品上方，然后落下，使所要抓取的食品位于食品容纳空间中；

S200、第一驱动机构驱动第一夹板和第二夹板移动，使第一夹板和第二夹板间距缩小而从前后方向夹住所要抓取的食品；

S300、第三驱动机构驱动第三夹板和第四夹板移动，使第三夹板和第四夹板间距缩小而从左右方向夹住所要抓取的食品。

S400、将抓取有食品的食品装盒机械抓手移动到所要装盒的包装盒上方，第二驱动机构驱动推板向下移动，推板将食品容纳空间中的食品向下推动装入包装盒中。

S500、第一驱动机构驱动第一夹板和第二夹板移动，使所述第一夹板和第二夹板间距复位，第三驱动机构驱动第三夹板和第四夹板移动，使第三夹板和第四夹板间距复位，然后进行下一组食品的抓取。

本发明食品装盒方法通过上述步骤，首先实现包子的抓取，在装盒过程中，食品装盒机械抓手的第一夹板、第二夹板、第三夹板和第四夹板并没有松开对包子的抓取，通过推板将食品容纳空间中的食品向下推动装入包装盒中，相当于第一夹板、第二夹板、第三夹板和第四夹板形成了推送通道，使得夹取的包子能够相挨着推入包装盒的格子中，实现准确装盒。

在装盒过程中，通过一路输送皮带传输如图9所示的蒸盘10中蒸好的包子101，另一路输送皮带传输包装盒，将实施例1中的食品装盒机械抓手安装在多轴机器人上，并将该多轴机器人设置在输送皮带的路线旁，通过工作人员将传输过来的包装盒和蒸盘拿到多轴机器人的工作台上，通过多轴机器人带动该食品装盒机械抓手在空间移动，该食品装盒机械抓手基于工作台上的定位系统或多轴机器人自带的视觉识别系统实现自动装盒作业。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (10)

1.一种食品装盒机械抓手，包括支架，其特征在于，还包括：

前后相互对置的第一夹板和第二夹板，所述第一夹板和第二夹板之间为食品容纳空间；

推板，设置在所述食品容纳空间上方；

所述支架上安装有第一驱动机构、第二驱动机构，所述第一夹板、第二夹板安装在所述第一驱动机构或支架上，所述第一驱动机构用于驱动所述第一夹板和/或第二夹板沿前后方向移动；所述推板安装在所述第二驱动机构上，所述第二驱动机构用于驱动所述推板沿上下方向移动。

2.根据权利要求1所述的食品装盒机械抓手，其特征在于，还包括：

左右相互对置的第三夹板和第四夹板，所述第三夹板和第四夹板分别位于所述食品容纳空间的两侧；

在所述支架上安装有第三驱动机构，所述第三夹板、第四夹板安装在所述第三驱动机构和/或支架上，所述第三驱动机构用于驱动所述第三夹板和/或第四夹板沿左右方向移动。

3.根据权利要求2所述的食品装盒机械抓手，其特征在于，所述支架包括横板，所述横板的一侧设有侧立板，所述横板的顶面上设有上立板；所述第一驱动机构安装在所述横板下表面，所述第二驱动机构安装在所述上立板上，所述第三驱动机构安装在所述侧立板上背离所述第一驱动机构的一面。

4.根据权利要求3所述的食品装盒机械抓手，其特征在于，所述第一驱动机构为双头导轨滑台气缸，所述第一驱动机构的两个滑台上分别安装有L形背板，所述第一夹板和第二夹板分别安装在两个所述L形背板上；

所述第三驱动机构为双头导轨滑台气缸，所述第三驱动机构的两个滑台上分别安装有L形机械臂，所述第三夹板和第四夹板分别安装在两个所述L形机械臂上。

5.根据权利要求4所述的食品装盒机械抓手，其特征在于，所述第一夹板和第二夹板分别通过螺钉可拆安装在两个所述L形背板上；

所述第三夹板和第四夹板分别通过螺钉可拆安装在两个所述L形机械臂上。

6.根据权利要求3所述的食品装盒机械抓手，其特征在于，所述第二驱动机构为气缸，所述第二驱动机构的气缸头安装有条形板，所述推板位于所述横板下方，所述推板通过穿过所述横板的连杆连接到所述条形板。

7.根据权利要求1所述的食品装盒机械抓手，其特征在于，所述第一夹板和第二夹板的内侧分别设有相对应的限位板，所述限位板将所述食品容纳空间分隔为第一容纳空间和第二容纳空间，所述推板有两块，分别设于所述第一容纳空间和第二容纳空间上方。

8.根据权利要求2所述的食品装盒机械抓手，其特征在于，所述第一夹板、第二夹板、第三夹板和第四夹板的内侧面均设有波浪凸起，且所述第一夹板、第二夹板、第三夹板、第四夹板和推板均为食品级材质。

9.一种食品装盒方法，其特征在于，采用权利要求1所述的食品装盒机械抓手，该食品装盒方法包括以下步骤：

（1）将所述食品装盒机械抓手移动到所要抓取的食品上方，然后落下，使所要抓取的食品位于所述食品容纳空间中；

（2）所述第一驱动机构驱动所述第一夹板和/或第二夹板移动，使所述第一夹板和第二夹板间距缩小而从前后方向夹住所要抓取的食品；

（3）将抓取有食品的所述食品装盒机械抓手移动到所要装盒的包装盒上方，所述第二驱动机构驱动所述推板向下移动，所述推板将所述食品容纳空间中的食品向下推动装入所述包装盒中；

（4）所述第一驱动机构驱动所述第一夹板和/或第二夹板移动，使所述第一夹板和第二夹板间距复位，进行下一组食品的抓取。

10.根据权利要求9所述的食品装盒方法，其特征在于，所述食品装盒机械抓手还包括左右相互对置的第三夹板和第四夹板，所述第三夹板和第四夹板分别位于所述食品容纳空间的两侧；在所述支架上安装有第三驱动机构，所述第三夹板、第四夹板安装在所述第三驱动机构和/或支架上，所述第三驱动机构用于驱动所述第三夹板和/或第四夹板沿左右方向移动；

在所述步骤（2）和步骤（3）之间还包括如下步骤：

所述第三驱动机构驱动所述第三夹板和/或第四夹板移动，使所述第三夹板和第四夹板间距缩小而从左右方向夹住所要抓取的食品；

在所述步骤（4）中，还包括：所述第三驱动机构驱动所述第三夹板和/或第四夹板移动，使所述第三夹板和第四夹板间距复位。

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