CN111265168B - 自动分拣洗碗桌及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了自动分拣洗碗桌及其使用方法。现有洗碗机需要一件件将餐具摆放进去。本发明包括餐桌、机架、离心分离机构、餐具收集机构和超声波清洗机构。本发明通过离心分离机构将餐盘和餐碗分别放入餐具收集机构的槽外承盘架和槽外承碗架上；摄像头拍摄离心分离机构内无餐具后，机械臂将餐盘和餐碗分拣到清洗水槽内的槽内承盘架和槽内承碗架上，摄像头拍摄餐具正反状态及槽内承盘架和槽内承碗架上餐具有无情况；清洗水槽内注水后，清洗水槽底部的超声波振子和加热器工作；清洗完毕，取出餐具。本发明实现餐桌与洗碗机的结合，并且具有自动分拣功能，减轻了洗碗劳动量；使用超声波洗涤，减少了水电使用，无需洗涤剂，清洁程度高。

Description

自动分拣洗碗桌及其使用方法
技术领域
本发明属于智能家电技术领域，具体涉及一种自动分拣洗碗桌及其使用方法。
背景技术
在生活水平日渐提高的现代社会，人们的生活节奏越来越快，压力越来越大。当人们吃完饭后，还需要洗碗或是将餐具放置进洗碗机内，对于上班一天的人们来说也是一件让人疲惫的事情。目前市场上的洗碗机，或嵌入式或单独式，但无论是哪种，使用时都需要使用者一件一件将餐具摆放进去，所以一种新的自动分拣的洗碗机的出现是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种将洗碗机和餐桌相结合并且能分拣餐具的自动分拣洗碗桌及其使用方法。
本发明自动分拣洗碗桌，包括餐桌、机架、离心分离机构、餐具收集机构和超声波清洗机构；机架固定在餐桌的台面底部；餐桌的台面中心处开设有通孔。所述的离心分离机构包括升降板、旋转底盘、筛碗器、主动齿轮、电机支座、旋转底盘驱动电机和推杆电机；所述的升降板与推杆电机的推杆固定，并与餐桌台面的通孔同轴设置；推杆电机的推杆竖直设置；旋转底盘驱动电机的底座与电机支座固定，电机支座与机架固定；所述的主动齿轮与旋转底盘驱动电机的输出轴固定；推杆电机的底座与机架固定；所述的旋转底盘通过轴承支承在推杆电机的推杆上；从动齿轮套置在推杆电机的推杆上；从动齿轮与旋转底盘固定，并与主动齿轮啮合；所述的筛碗器置于升降板正下方，并套置在旋转底盘外；筛碗器的侧部与机架固定；筛碗器侧部开设有筛碗口和筛盘口。
所述的餐具收集机构包括餐盘滑道、餐盘滑道挡板、真空吸盘、槽外承盘架、同步带滑台驱动电机、机械臂、同步带滑台、槽外承碗架、餐碗滑道挡板和餐碗滑道；所述的餐盘滑道和餐碗滑道均与机架固定，餐盘滑道的输入端设置在筛碗器的筛盘口处，餐碗滑道设置在筛碗器的筛碗口处；餐盘滑道两侧均固定有餐盘滑道挡板，餐碗滑道两侧均固定有餐碗滑道挡板；所述的真空吸盘与机械臂固定；真空吸盘由真空泵提供负压；机械臂通过底部支座与同步带滑台的滑块固定；同步带滑台水平设置；同步带滑台的座体与机架固定；同步带滑台的同步带机构由同步带滑台驱动电机驱动；所述的槽外承盘架和槽外承碗架均与机架固定，槽外承盘架设置在餐盘滑道输出端，槽外承碗架设置在餐碗滑道输出端。
所述的超声波清洗机构包括槽内承碗架、槽内承盘架、清洗水槽和超声波振子；所述的槽内承碗架和槽内承盘架均固定在清洗水槽内；清洗水槽与机架固定；清洗水槽底部固定有加热器和阵列排布的四个超声波振子。
所述的旋转底盘驱动电机、推杆电机、真空泵、机械臂、同步带滑台驱动电机、超声波振子和加热器由控制器控制；控制器与设置在餐桌台面上的控制面板连接；控制面板上设置有升降板上升键、升降板下降键、启动键和清洗时间设定键。
进一步，所述的升降板直径等于餐桌台面的通孔孔径。
进一步，所述筛碗器的内径小于升降板直径，大于或等于旋转底盘外径。
进一步，所述筛碗器的内壁固定有餐具有无辨识摄像头，餐具有无辨识摄像头经图像采集卡与控制器连接；所述的机械臂上固定有餐具正反辨识摄像头，餐具正反辨识摄像头经图像采集卡与控制器连接。
进一步，所述的同步带机构包括主动带轮、同步带和从动带轮；主动带轮和从动带轮均与同步带滑台的座体铰接；主动带轮固定在同步带滑台驱动电机的输出轴上，并与从动带轮通过同步带连接；滑块固定在同步带上。
进一步，清洗水槽的输水口与水泵的输出口通过输水管连通，水泵的输入口与水箱连通；清洗水槽的排水口与排水管连通；水泵由控制器控制。
该自动分拣洗碗桌的使用方法具体如下：
第一步、按下控制面板上的升降板上升键，控制器控制推杆电机带动升降板上升；将需要清洗的餐碗和餐盘推入筛碗器内，再按下升降板下降键，控制器控制推杆电机带动升降板复位。
第二步、按下控制面板上的启动键，控制器控制旋转底盘驱动电机转动，带动主动齿轮旋转，从动齿轮与主动齿轮啮合带动旋转底盘旋转，餐碗和餐盘通过离心运动分离开，并分别经过筛碗器的筛碗口和筛盘口，进入餐碗滑道和餐盘滑道。
第三步、餐盘滑道和餐盘滑道挡板限制了餐盘的滑动轨迹，使餐盘掉落在槽外承盘架上，餐碗滑道和餐碗滑道挡板限制了餐碗的滑动轨迹，使餐碗掉落在槽外承碗架上。筛碗器内的餐具有无辨识摄像头将拍摄到的筛碗器内部餐具图像经图像采集卡传给控制器，控制器判断是否有残余餐具，若无，则控制旋转底盘驱动电机停转，控制同步带滑台驱动电机旋转，并控制真空泵启动。
第四步、同步带滑台驱动电机驱动同步带滑台，使机械臂开始分拣运动，通过真空吸盘将槽外承盘架上的餐盘转移至清洗水槽内的槽内承盘架上，或将槽外承碗架上的餐碗转移至清洗水槽内的槽内承碗架上；机械臂转移餐盘过程中，机械臂上的餐具正反辨识摄像头将拍摄到的餐盘正反状态以及槽内承盘架上剩余餐盘的图像经图像采集卡传给控制器；机械臂转移餐碗过程中，机械臂上的餐具正反辨识摄像头将拍摄到的餐碗正反状态以及槽内承碗架上剩余餐碗的图像经图像采集卡传给控制器；机械臂分拣运动过程中，控制器判断餐盘或餐碗是否倒置，若餐盘或餐碗倒置，则控制器控制机械臂将餐盘或餐碗正置后再放入槽内承盘架或槽内承碗架上。
第五步、所有的餐盘及餐碗均被放置于清洗水槽中后，控制器控制同步带滑台驱动电机和机械臂复位，并根据同步带滑台移动半个行程的次数控制水泵的出水量，水泵运行结束后，控制器控制清洗水槽底部的超声波振子和加热器开始工作。
第六步、经过控制面板上清洗时间设定键设置的清洗时间后，或未设置清洗时间时经过默认的清洗时间后，控制器发出提示音，并控制超声波振子和加热器停止工作，取出清洗完毕的餐盘和餐碗。
本发明的有益效果在于：
1、本发明自动化程度高，采用离心分拣碗盘，再使用机械手将碗盘放入固定位置，无需人工分拣，减少时间消耗，也便于老人群体使用。
2、本发明与餐桌相结合，减少了原本洗碗机所占面积。
3、本发明使用超声波洗涤的方式，减少了水电的使用，更加环保节能；且无需专用洗涤剂，减少了洗涤物料的残留，清洁程度高。
附图说明
图1为本发明自动分拣洗碗桌的整体结构立体图；
图2为本发明中离心分离机构的结构示意图；
图3为本发明中餐具收集机构的结构示意图；
图4为本发明中超声波清洗机构的结构示意图；
图中：1-1、升降板；1-2、旋转底盘；1-3、筛碗器；1-4、主动齿轮；1-5、电机支座；1-6、旋转底盘驱动电机；1-7、推杆电机；2-1、餐盘滑道；2-2、餐盘滑道挡板；2-3、真空吸盘；2-4、槽外承盘架；2-5、同步带滑台驱动电机；2-6、机械臂；2-7、同步带滑台；2-8、槽外承碗架；2-9、餐碗滑道挡板；2-10、餐碗滑道；3-1、槽内承碗架；3-2、槽内承盘架；3-3、清洗水槽；3-4、超声波振子。
具体实施方式
为了更好解释本发明，以便于理解，下面结合附图对本发明作详细描述。
如图1所示，自动分拣洗碗桌，包括餐桌、机架、离心分离机构1、餐具收集机构2和超声波清洗机构3；机架固定在餐桌的台面底部；餐桌的台面中心处开设有通孔。
如图2所示，离心分离机构1包括升降板1-1、旋转底盘1-2、筛碗器1-3、主动齿轮1-4、电机支座1-5、旋转底盘驱动电机1-6和推杆电机1-7；升降板1-1与推杆电机1-7的推杆固定，并与餐桌台面的通孔同轴设置；推杆电机1-7的推杆竖直设置；旋转底盘驱动电机1-6的底座与电机支座1-5固定，电机支座1-5与机架固定；主动齿轮1-4与旋转底盘驱动电机1-6的输出轴固定；推杆电机1-7的底座与机架固定；旋转底盘1-2通过轴承支承在推杆电机1-7的推杆上；从动齿轮套置在推杆电机1-7的推杆上；从动齿轮与旋转底盘1-2固定，并与主动齿轮1-4啮合；筛碗器1-3置于升降板1-1正下方，并套置在旋转底盘1-2外；筛碗器1-3的侧部与机架固定；筛碗器1-3侧部开设有筛碗口和筛盘口。
作为优选实施例，升降板1-1直径等于餐桌台面的通孔孔径。
作为优选实施例，筛碗器1-3的内径小于升降板1-1直径，大于或等于旋转底盘1-2外径。
作为优选实施例，筛碗器1-3内壁固定有餐具有无辨识摄像头，拍摄筛碗器1-3内部，并将图像经图像采集卡传给控制器。
如图3所示，餐具收集机构2包括餐盘滑道2-1、餐盘滑道挡板2-2、真空吸盘2-3、槽外承盘架2-4、同步带滑台驱动电机2-5、机械臂2-6、同步带滑台2-7、槽外承碗架2-8、餐碗滑道挡板2-9和餐碗滑道2-10；餐盘滑道2-1和餐碗滑道2-10均与机架固定，餐盘滑道2-1的输入端设置在筛碗器1-3的筛盘口处，餐碗滑道2-10设置在筛碗器1-3的筛碗口处；餐盘滑道2-1两侧均固定有餐盘滑道挡板2-2，餐碗滑道2-10两侧均固定有餐碗滑道挡板2-9；真空吸盘2-3与机械臂2-6固定；真空吸盘2-3由真空泵提供负压；机械臂2-6通过底部支座与同步带滑台2-7的滑块固定，机械臂2-6通过舵机驱动可实现真空吸盘2-3的移动和旋转；同步带滑台2-7水平设置；同步带滑台2-7的座体与机架固定；同步带滑台2-7的同步带机构由同步带滑台驱动电机2-5驱动；槽外承盘架2-4和槽外承碗架2-8均与机架固定，槽外承盘架2-4设置在餐盘滑道2-1输出端，槽外承碗架2-8设置在餐碗滑道2-10输出端。
作为优选实施例，机械臂2-6上固定有餐具正反辨识摄像头，拍摄槽外承盘架2-4和槽外承碗架2-8，并将图像经图像采集卡传给控制器。
作为优选实施例，同步带机构包括主动带轮、同步带和从动带轮；主动带轮和从动带轮均与同步带滑台2-7的座体铰接；主动带轮固定在同步带滑台驱动电机2-5的输出轴上，并与从动带轮通过同步带连接；滑块固定在同步带上。
如图4所示，超声波清洗机构3包括槽内承碗架3-1、槽内承盘架3-2、清洗水槽3-3和超声波振子3-4；槽内承碗架3-1和槽内承盘架3-2均固定在清洗水槽3-3内；清洗水槽3-3与机架固定；清洗水槽底部固定有加热器和阵列排布的四个超声波振子3-4。
作为优选实施例，清洗水槽的输水口与水泵的输出口通过输水管连通，水泵的输入口与水箱连通；清洗水槽的排水口与排水管连通。
旋转底盘驱动电机1-6、推杆电机1-7、真空泵、机械臂2-6、同步带滑台驱动电机2-5、水泵、超声波振子3-4和加热器由控制器控制，餐具有无辨识摄像头和餐具正反辨识摄像头的信号输出端均经图像采集卡与控制器连接；控制器与设置在餐桌台面上的控制面板连接；控制面板上设置有升降板上升键、升降板下降键、启动键和清洗时间设定键。
本发明自动分拣洗碗桌具备各优选实施例结构时，使用方法具体如下：
第一步、按下控制面板上的升降板上升键，控制器控制推杆电机1-7带动升降板1-1上升；将需要清洗的餐碗和餐盘(本发明适用于塑料或不锈钢材质的餐碗和餐盘)推入筛碗器1-3内，再按下升降板下降键，控制器控制推杆电机1-7带动升降板1-1复位。
第二步、按下控制面板上的启动键，控制器控制旋转底盘驱动电机1-6转动，带动主动齿轮1-4旋转，从动齿轮与主动齿轮1-4啮合带动旋转底盘1-2旋转，餐碗和餐盘通过离心运动分离开，并分别经过筛碗器1-3的筛碗口和筛盘口，进入餐碗滑道2-10和餐盘滑道2-1。
第三步、餐盘滑道2-1和餐盘滑道挡板2-2限制了餐盘的滑动轨迹，使餐盘掉落在槽外承盘架2-4上，餐碗滑道2-10和餐碗滑道挡板2-9限制了餐碗的滑动轨迹，使餐碗掉落在槽外承碗架2-8上。筛碗器1-3内的餐具有无辨识摄像头将拍摄到的筛碗器1-3内部餐具图像经图像采集卡传给控制器，控制器判断是否有残余餐具，若无，则控制旋转底盘驱动电机1-6停转，控制同步带滑台驱动电机2-5旋转，并控制真空泵启动；若有残余餐具，则旋转底盘驱动电机1-6继续旋转。
第四步、同步带滑台驱动电机2-5驱动同步带滑台2-7，使机械臂2-6开始分拣运动，通过真空吸盘2-3将槽外承盘架2-4上的餐盘转移至清洗水槽3-3内的槽内承盘架3-2上，或将槽外承碗架2-8上的餐碗转移至清洗水槽3-3内的槽内承碗架3-1上；机械臂2-6转移餐盘过程中，机械臂2-6上的餐具正反辨识摄像头将拍摄到的餐盘正反状态以及槽内承盘架3-2上剩余餐盘的图像经图像采集卡传给控制器；机械臂2-6转移餐碗过程中，机械臂2-6上的餐具正反辨识摄像头将拍摄到的餐碗正反状态以及槽内承碗架3-1上剩余餐碗的图像经图像采集卡传给控制器；机械臂2-6分拣运动过程中，控制器判断餐盘或餐碗是否倒置，若餐盘或餐碗倒置，则控制器控制机械臂2-6将餐盘或餐碗正置后再放入槽内承盘架3-2或槽内承碗架3-1上。
第五步、所有的餐盘及餐碗均被放置于清洗水槽3-3中后，控制器控制同步带滑台驱动电机2-5和机械臂2-6复位，并根据同步带滑台2-7移动半个行程的次数(用同步带滑台2-7移动半个行程的次数表征餐具总数)控制水泵的出水量，水泵运行结束后，控制器控制清洗水槽3-3底部的超声波振子3-4和加热器开始工作。
第六步、经过控制面板上清洗时间设定键设置的清洗时间后，或未设置清洗时间时经过默认的清洗时间后，控制器(连接有蜂鸣器)发出提示音，并控制超声波振子3-4和加热器停止工作，(拉开清洗水槽旁的柜门)取出清洗完毕的餐盘和餐碗。

Claims (5)

1.自动分拣洗碗桌，包括餐桌、机架、和超声波清洗机构；机架固定在餐桌的台面底部；餐桌的台面中心处开设有通孔；其特征在于：还包括离心分离机构和餐具收集机构；所述的离心分离机构包括升降板、旋转底盘、筛碗器、主动齿轮、电机支座、旋转底盘驱动电机和推杆电机；所述的升降板与推杆电机的推杆固定，并与餐桌台面的通孔同轴设置；推杆电机的推杆竖直设置；旋转底盘驱动电机的底座与电机支座固定，电机支座与机架固定；所述的主动齿轮与旋转底盘驱动电机的输出轴固定；推杆电机的底座与机架固定；所述的旋转底盘通过轴承支承在推杆电机的推杆上；从动齿轮套置在推杆电机的推杆上；从动齿轮与旋转底盘固定，并与主动齿轮啮合；所述的筛碗器置于升降板正下方，并套置在旋转底盘外；筛碗器的侧部与机架固定；筛碗器侧部开设有筛碗口和筛盘口；
所述的餐具收集机构包括餐盘滑道、餐盘滑道挡板、真空吸盘、槽外承盘架、同步带滑台驱动电机、机械臂、同步带滑台、槽外承碗架、餐碗滑道挡板和餐碗滑道；所述的餐盘滑道和餐碗滑道均与机架固定，餐盘滑道的输入端设置在筛碗器的筛盘口处，餐碗滑道设置在筛碗器的筛碗口处；餐盘滑道两侧均固定有餐盘滑道挡板，餐碗滑道两侧均固定有餐碗滑道挡板；所述的真空吸盘与机械臂固定；真空吸盘由真空泵提供负压；机械臂通过底部支座与同步带滑台的滑块固定；同步带滑台水平设置；同步带滑台的座体与机架固定；同步带滑台的同步带机构由同步带滑台驱动电机驱动；所述的槽外承盘架和槽外承碗架均与机架固定，槽外承盘架设置在餐盘滑道输出端，槽外承碗架设置在餐碗滑道输出端；
所述的超声波清洗机构包括槽内承碗架、槽内承盘架、清洗水槽和超声波振子；所述的槽内承碗架和槽内承盘架均固定在清洗水槽内；清洗水槽与机架固定；清洗水槽底部固定有加热器和阵列排布的四个超声波振子；
所述的旋转底盘驱动电机、推杆电机、真空泵、机械臂、同步带滑台驱动电机、超声波振子和加热器由控制器控制；控制器与设置在餐桌台面上的控制面板连接；控制面板上设置有升降板上升键、升降板下降键、启动键和清洗时间设定键；
所述的升降板直径等于餐桌台面的通孔孔径；
所述筛碗器的内径小于升降板直径，大于或等于旋转底盘外径。
2.根据权利要求1所述的自动分拣洗碗桌，其特征在于：所述筛碗器的内壁固定有餐具有无辨识摄像头，餐具有无辨识摄像头经图像采集卡与控制器连接；所述的机械臂上固定有餐具正反辨识摄像头，餐具正反辨识摄像头经图像采集卡与控制器连接。
3.根据权利要求1所述的自动分拣洗碗桌，其特征在于：所述的同步带机构包括主动带轮、同步带和从动带轮；主动带轮和从动带轮均与同步带滑台的座体铰接；主动带轮固定在同步带滑台驱动电机的输出轴上，并与从动带轮通过同步带连接；滑块固定在同步带上。
4.根据权利要求2所述的自动分拣洗碗桌，其特征在于：清洗水槽的输水口与水泵的输出口通过输水管连通，水泵的输入口与水箱连通；清洗水槽的排水口与排水管连通；水泵由控制器控制。
5.根据权利要求4所述的自动分拣洗碗桌的使用方法，其特征在于：该方法具体如下：
第一步、按下控制面板上的升降板上升键，控制器控制推杆电机带动升降板上升；将需要清洗的餐碗和餐盘推入筛碗器内，再按下升降板下降键，控制器控制推杆电机带动升降板复位；
第二步、按下控制面板上的启动键，控制器控制旋转底盘驱动电机转动，带动主动齿轮旋转，从动齿轮与主动齿轮啮合带动旋转底盘旋转，餐碗和餐盘通过离心运动分离开，并分别经过筛碗器的筛碗口和筛盘口，进入餐碗滑道和餐盘滑道；
第三步、餐盘滑道和餐盘滑道挡板限制了餐盘的滑动轨迹，使餐盘掉落在槽外承盘架上，餐碗滑道和餐碗滑道挡板限制了餐碗的滑动轨迹，使餐碗掉落在槽外承碗架上；筛碗器内的餐具有无辨识摄像头将拍摄到的筛碗器内部餐具图像经图像采集卡传给控制器，控制器判断是否有残余餐具，若无，则控制旋转底盘驱动电机停转，控制同步带滑台驱动电机旋转，并控制真空泵启动；
第四步、同步带滑台驱动电机驱动同步带滑台，使机械臂开始分拣运动，通过真空吸盘将槽外承盘架上的餐盘转移至清洗水槽内的槽内承盘架上，或将槽外承碗架上的餐碗转移至清洗水槽内的槽内承碗架上；机械臂转移餐盘过程中，机械臂上的餐具正反辨识摄像头将拍摄到的餐盘正反状态以及槽内承盘架上剩余餐盘的图像经图像采集卡传给控制器；机械臂转移餐碗过程中，机械臂上的餐具正反辨识摄像头将拍摄到的餐碗正反状态以及槽内承碗架上剩余餐碗的图像经图像采集卡传给控制器；机械臂分拣运动过程中，控制器判断餐盘或餐碗是否倒置，若餐盘或餐碗倒置，则控制器控制机械臂将餐盘或餐碗正置后再放入槽内承盘架或槽内承碗架上；
第五步、所有的餐盘及餐碗均被放置于清洗水槽中后，控制器控制同步带滑台驱动电机和机械臂复位，并根据同步带滑台移动半个行程的次数控制水泵的出水量，水泵运行结束后，控制器控制清洗水槽底部的超声波振子和加热器开始工作；
第六步、经过控制面板上清洗时间设定键设置的清洗时间后，或未设置清洗时间时经过默认的清洗时间后，控制器发出提示音，并控制超声波振子和加热器停止工作，取出清洗完毕的餐盘和餐碗。
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