CN112314999A - 一种多头食品3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种多头食品3D打印机，包括：机架、转台组件、打印平台、转动机构、料筒、平台水平位移驱动机构和平台竖直位移驱动机构；转动机构与转台组件连接，用于驱动转台组件转动，转台组件上设置有多个用于安装料筒的安装孔；打印平台设置于料筒的下方，平台水平位移驱动机构与打印平台连接，用于带动打印平台沿水平方向移动，平台竖直位移驱动机构与打印平台连接，用于带动打印平台沿竖直方向移动。采用本发明的多头食品3D打印机，可以增加原料的使用范围，打印出不同图案、不同形态和不同营养组合的食品，增加了打印食品的多样性。

Description

一种多头食品3D打印机

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种多头食品3D打印机。

背景技术

食品3D打印技术已逐渐走入人们的生活，市面上常规的食品3D打印机通常以巧克力、糖等具备一定相变能力的原材料作为打印原料以方便打印，然而此类原料通常需要配备加热组件、冷却组件以确保原料相变，且原料品种单一，导致成型色彩单调，营养不均衡。

发明内容

本发明实施例提供一种多头食品3D打印机，用以解决现有技术中食品3D打印机使用的原料品种单一的缺陷。

本发明实施例提供一种多头食品3D打印机，包括：机架、转台组件、打印平台、转动机构、料筒、平台水平位移驱动机构和平台竖直位移驱动机构；其中，

所述转台组件、所述打印平台、所述转动机构、所述料筒、所述平台水平位移驱动机构和所述平台竖直位移驱动机构均安装于所述机架内；

所述转动机构与所述转台组件连接，用于驱动所述转台组件转动，所述转台组件上设置有多个用于安装所述料筒的安装孔；

所述打印平台设置于所述料筒的下方，所述平台水平位移驱动机构与所述打印平台连接，用于带动所述打印平台沿水平方向移动，所述平台竖直位移驱动机构与所述打印平台连接，用于带动所述打印平台沿竖直方向移动。

其中，还包括气体压缩装置，所述料筒顶部设有顶盖，所述料筒底部设有打印喷头，所述料筒内设有活塞，所述气体压缩装置通过气管与所述料筒的内部连通，所述活塞滑动设置于所述料筒内部。

其中，所述转动机构包括第一电机、转轴和传动齿轮，所述转轴贯通并固定于所述转台组件的中心，所述第一电机通过所述传动齿轮与所述转轴连接。

其中，所述平台水平位移驱动机构包括滑块、第一滑动轴和第二滑动轴，所述第一滑动轴和所述第二滑动轴水平且相互垂直设置，且所述第一滑动轴和所述第二滑动轴分别沿各自宽度方向滑动设置，所述滑块固定于所述第一滑动轴和所述第二滑动轴的交汇点，所述打印平台固定于所述滑块的顶部。

其中，所述平台竖直位移驱动机构分设于所述打印平台的两侧，并与位于所述打印平台底部的所述平台水平位移驱动机构连接，用于通过所述平台水平位移驱动机构带动所述打印平台沿竖直方向移动。

其中，所述平台竖直位移驱动机构包括第二电机、螺杆、导向轴和直线轴承，所述第二电机的输出轴与所述螺杆同轴连接，所述导向轴分设于所述螺杆的两侧，所述直线轴承可滑动套设于所述导向轴上，两侧的所述直线轴承通过连接板与套设于所述螺杆上的螺母固定连接，且所述直线轴承与所述平台水平位移驱动机构固定安装。

其中，还包括弹性体，所述弹性体固定于所述转台组件的所述安装孔内，并与所述料筒弹性接触。

其中，所述机架布置有用于承载所述平台水平位移驱动机构的平台。

其中，还包括侧板，所述侧板安装于所述机架的两侧。

本发明实施例提供的一种多头食品3D打印机，通过转台组件安装多个料筒，可以增加原料的使用范围，采用转动机构驱动料筒移动到打印平台上，进行食品3D打印，在打印过程中可通过平台水平位移驱动机构带动打印平台在水平面上进行前后左右方向的移动，通过平台竖直位移驱动机构带动打印平台在竖直方向上下移动，从而打印出不同图案、不同形态和不同营养组合的食品，增加了打印食品的多样性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种多头食品3D打印机的正面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种多头食品3D打印机的侧面结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种多头食品3D打印机的底部结构示意图；

图4是本发明实施例提供的转动机构和转台组件的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的料筒的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的机架结构示意图；

图7是本发明实施例提供的打印平台和平台水平位移驱动机构的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的平台水平位移驱动机构的俯视图。

附图标记：

1：机架；2：转台组件；3：打印平台；4：转动机构；41：第一电机；42：转轴；43：传动齿轮；5：料筒；51：顶盖；52：打印喷头；53：气管；54：活塞；6：平台水平位移驱动机构；61：滑块；62：第一滑动轴；63：第二滑动轴；7：平台竖直位移驱动机构；71：第二电机；72：螺杆；73：导向轴；74：直线轴承；8：气动滑环；9：弹性体；10：侧板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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，也可以是点连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是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本发明中的具体含义。

下面结合图1-图8描述本发明实施例的一种多头食品3D打印机，包括：机架1、转台组件2、打印平台3、转动机构4、料筒5、平台水平位移驱动机构6和平台竖直位移驱动机构7。

转台组件2、打印平台3、转动机构4、料筒5、平台水平位移驱动机构6和平台竖直位移驱动机构7均安装于机架1内。机架1用于承载和安装食品3D打印机内部的各个工作元器件，也与侧壁共同起到外壳保护的作用。

转动机构4与转台组件2连接，用于驱动转台组件2转动，转台组件2上设置有多个用于安装料筒5的安装孔。转动机构4可以驱动转台组件2转动进而带动安装孔上的料筒5绕转台组件2的中轴旋转，料筒5用于盛放并挤出打印原料。通过转动转动机构4可以使得将需要用到的料筒5旋转到打印平台3的上方，进行食品3D打印。本实施例中转台组件2可以安装多个料筒5，可用于多种食品材料的3D打印。如图1所示，本实施例中安装孔至少为六个，可对至少六种打印原料进行加工，根据实际需要，可以在转台组件2上加工不同数量和规格的安装孔，以便放置不同数量和规格的料筒5.

打印平台3设置于料筒5的下方，平台水平位移驱动机构6与打印平台3连接，用于带动打印平台3沿水平方向移动，平台竖直位移驱动机构7与打印平台3连接，用于带动打印平台3沿竖直方向移动。料筒5挤出的打印原料下落至打印平台3上，通过平台水平位移驱动机构6驱动打印平台3沿水平面前后左右移动，通过平台竖直位移驱动机构7驱动打印平台3沿竖直方向上下移动，从而在打印平台3上打印出不同图案和形态的食品。

本发明实施例提供的一种多头食品3D打印机，通过转台组件2安装多个料筒5，可以增加原料的使用范围，采用转动机构4驱动料筒5移动到打印平台3上，进行食品3D打印，在打印过程中可通过平台水平位移驱动机构6带动打印平台3在水平面上进行前后左右方向的移动，通过平台竖直位移驱动机构7带动打印平台3在竖直方向上下移动，从而打印出不同图案、不同形态和不同营养组合的食品，增加了打印食品的多样性。

在其中一个实施例中，如图5所示，多头食品3D打印机还包括气体压缩装置，料筒5顶部设有顶盖51，料筒5底部设有打印喷头52，料筒5内设有活塞54，气体压缩装置通过气管53与料筒5的内部连通，活塞54滑动设置于料筒5内部。具体地，本实施例中的气体压缩装置可选用气动滑环8，气动滑环8通过两位三通电磁阀控制压缩空气排出，实现通电通气，断电泄气的功能，气动滑环8设置于机架1的顶部，提供压缩空气并通过气管53通入到料筒5内部，压缩空气带动活塞54向下移动，将活塞54下面的物料从打印喷头52喷出。可以理解的是，料筒5、顶盖51和打印喷头52构成了一个腔体，活塞54将该腔体分为上下两部分，上部分腔体通过气管53与气体压缩装置连通，下部分腔体通过打印喷头52与外部连通。本实施例中采用压缩空气的方式将打印原料推出，简化了机械结构，降低成本，代替以往的螺杆72转动压送物料的方式，避免机头过重，成本偏高的缺陷。

在其中一个实施例中，如图3和图4所示，转动机构4包括第一电机41、转轴42和传动齿轮43，转轴42贯通并固定于转台组件2的中心，第一电机41通过传动齿轮43与转轴42连接。在本实施例中，第一电机41提供转向力，通过传动齿轮43将转向力传递给转轴42，转轴42带动转台组件2共同转动。第一电机41可采用步进电机等。气动滑环8的下部固定于转轴42，与转轴42一同旋转，在切换料筒5时，避免气管53缠绕。

在其中一个实施例中，平台水平位移驱动机构6包括滑块61、第一滑动轴62和第二滑动轴63，第一滑动轴62和第二滑动轴63水平且相互垂直设置，且第一滑动轴62和第二滑动轴63分别沿各自宽度方向滑动设置，滑块61固定于第一滑动轴62和第二滑动轴63的交汇点，打印平台3固定于滑块61的顶部。如图7和图8所示，滑块61、第一滑动轴62和第二滑动轴63均安装在一个盒体内部，第一滑动轴62和第二滑动轴63分别按照盒体的长度方向和宽度方向移动，通过第一滑动轴62和第二滑动轴63的滑动改变滑块61的位置，进而带动上方的打印平台3。可以理解的是，可以在盒体的四个边内侧设置滑动轨道，将第一滑动轴62和第二滑动轴63分别滑动安装于滑动轨道上，按照滑动轨道的方向滑动。

在其中一个实施例中，平台竖直位移驱动机构7分设于打印平台3的两侧，并与位于打印平台3底部的平台水平位移驱动机构6连接，用于通过平台水平位移驱动机构6带动打印平台3沿竖直方向移动。在本实施例中采用两个平台竖直位移驱动机构7，保证平台水平位移驱动机构6和打印平台3可以平稳升降，避免偏移。

在其中一个实施例中，如图2所示，平台竖直位移驱动机构7包括第二电机71、螺杆72、导向轴73和直线轴承74，第二电机71的输出轴与螺杆72同轴连接，导向轴73分设于螺杆72的两侧，直线轴承74可滑动套设于导向轴73上，两侧的直线轴承74通过连接板与套设于螺杆72上的螺母固定连接，且直线轴承74与平台水平位移驱动机构6固定安装。在本实施例中，通过第二电机71带动螺杆72转动，使得螺母沿螺杆72上下移动，将转动运动转化为直线往复运动，螺母带动两侧的直线轴承74沿导向轴73上下移动，直线轴承74带动平台水平位移驱动机构6和打印平台3一同升降运动。本实施例在螺杆72的两侧布置导向轴73保证了在升降过程中直线轴承74不发生偏移，保证移动稳定性。第二电机71可选用步进电机。

通过平台水平位移驱动机构6和平台竖直位移驱动机构7对打印平台3的操作，可实现打印平台3沿X轴、Y轴和Z轴的移动。

在其中一个实施例中，多头食品3D打印机还包括弹性体9，弹性体9固定于转台组件2的安装孔内，并与料筒5弹性接触。具体地，弹性体9可选用橡胶套，可以理解的是，本领域技术人员也可以选用其他弹性体9代替橡胶套，本发明不局限于此。进一步地，橡胶套内壁为锯齿形，再满足固定摩擦力的前提下，锯齿形结构能使取放料筒5更为简易。

在其中一个实施例中，机架1布置有用于承载平台水平位移驱动机构6的平台。具体地，如图6所示，机架1的横截面整体形状类似于“Z”字型，且中间部分设置有用于搭载平台水平位移驱动机构6的平台，导向轴73分立于两侧，机架1还设置触摸屏和控制旋钮。机架1采用一体成型，钢板激光切割下料、钣金折弯即可成型，轻量化设计降低整机重量，简化加工程序也使成本降低。

在其中一个实施例中，还包括侧板10，侧板10安装于机架1的两侧，通过机架1和侧板10将多头食品3D打印机的内部元件封装固定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种多头食品3D打印机，其特征在于，包括：机架、转台组件、打印平台、转动机构、料筒、平台水平位移驱动机构和平台竖直位移驱动机构；其中，

所述转台组件、所述打印平台、所述转动机构、所述料筒、所述平台水平位移驱动机构和所述平台竖直位移驱动机构均安装于所述机架内；

所述转动机构与所述转台组件连接，用于驱动所述转台组件转动，所述转台组件上设置有多个用于安装所述料筒的安装孔；

所述打印平台设置于所述料筒的下方，所述平台水平位移驱动机构与所述打印平台连接，用于带动所述打印平台沿水平方向移动，所述平台竖直位移驱动机构与所述打印平台连接，用于带动所述打印平台沿竖直方向移动。

2.根据权利要求1所述的一种多头食品3D打印机，其特征在于，还包括气体压缩装置，所述料筒顶部设有顶盖，所述料筒底部设有打印喷头，所述料筒内设有活塞，所述气体压缩装置通过气管与所述料筒的内部连通，所述活塞滑动设置于所述料筒内部。

3.根据权利要求1所述的一种多头食品3D打印机，其特征在于，所述转动机构包括第一电机、转轴和传动齿轮，所述转轴贯通并固定于所述转台组件的中心，所述第一电机通过所述传动齿轮与所述转轴连接。

4.根据权利要求1所述的一种多头食品3D打印机，其特征在于，所述平台水平位移驱动机构包括滑块、第一滑动轴和第二滑动轴，所述第一滑动轴和所述第二滑动轴水平且相互垂直设置，且所述第一滑动轴和所述第二滑动轴分别沿各自宽度方向滑动设置，所述滑块固定于所述第一滑动轴和所述第二滑动轴的交汇点，所述打印平台固定于所述滑块的顶部。

5.根据权利要求1所述的一种多头食品3D打印机，其特征在于，所述平台竖直位移驱动机构分设于所述打印平台的两侧，并与位于所述打印平台底部的所述平台水平位移驱动机构连接，用于通过所述平台水平位移驱动机构带动所述打印平台沿竖直方向移动。

6.根据权利要求5所述的一种多头食品3D打印机，其特征在于，所述平台竖直位移驱动机构包括第二电机、螺杆、导向轴和直线轴承，所述第二电机的输出轴与所述螺杆同轴连接，所述导向轴分设于所述螺杆的两侧，所述直线轴承可滑动套设于所述导向轴上，两侧的所述直线轴承通过连接板与套设于所述螺杆上的螺母固定连接，且所述直线轴承与所述平台水平位移驱动机构固定安装。

7.根据权利要求1所述的一种多头食品3D打印机，其特征在于，还包括弹性体，所述弹性体固定于所述转台组件的所述安装孔内，并与所述料筒弹性接触。

8.根据权利要求1所述的一种多头食品3D打印机，其特征在于，所述机架布置有用于承载所述平台水平位移驱动机构的平台。

9.根据权利要求1所述的一种多头食品3D打印机，其特征在于，还包括侧板，所述侧板安装于所述机架的两侧。

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