CN113016839A - 一种食品3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种食品3D打印机，涉及食品打印的技术领域，其包括机架、安装于机架的移动机构以及安装于移动机构的打印机构。打印机构包括料桶，料桶的封闭端具有出料管，料桶内滑动设置有用于向出料管推挤流体的推料组件和用于清洁出料管内壁的清管组件。打印出料时，推料驱动件驱使推料活塞向着靠近出料管的方向移动以将容置腔内的流体挤入出料管，并经由出料管挤出到外界。打印结束后，清管驱动件驱使推滑杆向着出料管的方向移动，从而带动清管活塞嵌入到出料管内以使清管活塞的外圆面抵紧在出料管的内壁上，而后清管活塞继续滑动以将出料管内壁上的流体完全推出到出料管，由此，使得本申请能够减少流体在出料管内残留固化而导致的堵塞情况发生。

Description

一种食品3D打印机
技术领域
本申请涉及食品打印的技术领域，尤其是涉及一种食品3D打印机。
背景技术
3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
随着技术的发展，食品行业也开始使用3D打印机进行食品创作。食品3D打印机的耗材主要为面粉浆和鸡蛋液等食材类的流体。工作时，食品3D打印机将流体打印在烤盘上，而后烤盘的热量传递流体以使流体加热凝固。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：打印机输出流体的管道小，且容易堵塞，从而影响3D打印机的正常使用。
发明内容
为了减少堵塞的情况发生，本申请的目的是提供一种食品3D打印机。
本申请提供的一种食品3D打印机采用如下的技术方案：
一种食品3D打印机，包括机架、安装于所述机架的移动机构以及安装于所述移动机构的打印机构，所述打印机构包括受所述移动机构驱使移动的料桶，所述料桶的封闭端具有出料管，所述料桶内滑动设置有用于向所述出料管推挤流体的推料组件和用于清洁出料管内壁的清管组件；
所述推料组件包括沿着靠近或远离所述出料管方向滑动的推料活塞和驱使所述推料活塞滑动的推料驱动件，所述推料活塞与所述料桶上所述出料管所在的一端内壁之间形成有用于容置流体的容置腔；
所述清管组件包括用于与出料管抵紧刮料的清管活塞、设置于所述清管活塞的推滑杆以及驱使所述推滑杆滑动的清管驱动件，所述清管活塞滑动进入或脱离所述出料管，所述推滑杆位于所述料桶内且与所述推料活塞之间滑动连接，所述推滑杆与所述推料活塞之间密封。
通过采用上述技术方案，打印出料时，清管驱动件驱使推滑杆向着远离出料管的放下移动，从而带动清管活塞脱离出料管以使出料管打开，此时推料驱动件驱使推料活塞向着靠近出料管的方向移动以将容置腔内的流体挤入出料管，并经由出料管挤出到外界；
打印结束后，清管驱动件驱使推滑杆向着出料管的方向移动，从而带动清管活塞嵌入到出料管内以使清管活塞的外圆面抵紧在出料管的内壁上，而后清管活塞继续滑动以将出料管内壁上的流体完全推出到出料管，由此，使得本申请能够减少流体在出料管内残留固化而导致的堵塞情况发生。
可选的，所述清管组件还包括驱使推滑杆转动的搅拌驱转件，所述清管活塞包括与所述推料活塞滑动连接的塞杆和设置于所述塞杆外周面的螺旋搅拌叶，所述螺旋搅拌叶的外周面上具有用于与所述出料管内壁面抵触刮料的刮料沿。
通过采用上述技术方案，打印出料时，清管活塞位于容置腔内，此时搅拌驱转件驱使推滑杆转动以带动塞杆和螺旋搅拌叶转动，螺旋搅拌叶对容置腔内的流体进行搅拌，从而减少容置腔内的流体因沉淀而导致的浓度不均匀等问题，而清管活塞进入到出料管内时，螺旋搅拌叶的刮料沿与出料管的内壁抵触并将内壁上的流体推动刮除到出料管外，由此，使得本申请的清管活塞既能用于清洁出料管也能用于搅拌容置腔内的流体。
可选的，所述塞杆的外周面上环绕设置有刮料板，所述刮料板位于所述螺旋搅拌叶靠近所述推滑杆的一侧，所述刮料板的外径与所述出料管的内径适配。
通过采用上述技术方案，螺旋搅拌叶搅拌流体时自身可能会留有流体，以至于螺旋搅拌叶刮除出料管后仍可能有少量的流体残留于内壁上，刮料板沿着出料管远离容置腔的方向滑动以使刮料板辅助螺旋搅拌叶的刮料沿进一步刮除流体残留，且当刮料板向着容置腔内回滑时，刮料板还能其三次对出料管的内壁进行参与流体刮除，由此，使得本申请的清管活塞能够进一步提高清洁出料管内壁残留的能力，从而进一步减少出料管堵塞的情况发生。
可选的，所述塞杆靠近所述推滑杆的一端具有拆装头，所述推滑杆靠近所述塞杆的一端开设有供所述拆装头可拆卸连接的拆装槽。
通过采用上述技术方案，拆装头与拆装槽可拆卸连接以实现塞杆与推滑杆之间的可拆卸连接，从而使得清管活塞在磨损后更换简便，且仅需更换清管活塞以降低本身请的维修维护成本。
可选的，所述推料活塞贯穿开设有供所述推滑杆滑动的导滑穿孔，所述导滑穿孔的内壁上安装有密封垫，所述密封垫抵紧所述推滑杆的外壁。
通过采用上述技术方案，导滑穿孔为推滑杆的滑动起导向作用以使直径远小于料桶内的推滑杆滑动方向保持稳定，由此，使得清管活塞能够稳定地进入或脱离出料管。
可选的，所述料桶包括安装开口段和出料封闭段，所述安装开口段与所述出料封闭段之间可拆卸连接，所述出料管位于所述出料封闭段远离所述安装开口段一端的端面上，所述安装开口段安装于所述机架。
通过采用上述技术方案，安装开口段安装于移动机构，当料桶内需要清洁、消毒、更换或维修时，仅需拆下料桶的出料封闭段即可，由此，使得料桶的清洁、消毒、更换和维修简便。
可选的，该食品3D打印机还包括煎烤机构，所述煎烤机构包括安装于所述机架的烤炉和放置于所述烤炉上的烤盘，所述出料管位于所述烤盘上方。
通过采用上述技术方案，出料管内挤出的落入烤盘后，烤盘接收烤炉传递过来的热量进行加热，从而将流体加热凝固并烤熟。
可选的，所述煎烤机构还包括翻面组件，所述翻面组件包括用于翻转封闭所述烤盘开口的翻转盖板、驱使所述翻转盖板翻转的板驱转件以及驱使所述烤盘翻转的盘驱转件，所述翻转盖板翻转脱离或放置于所述烤炉。
通过采用上述技术方案，烤盘上的流体煎烤凝固后，板驱转件驱使翻转盖板转动封合烤盘的开口，而后板驱转件驱使翻转盖板反向转动的同时盘驱转件驱使烤盘与翻转盖板同步转动，从而使得烤盘内的凝固的食品翻面后放置于翻转盖板上，此时翻转盖板放置于烤炉以使接收烤炉的热量后对食品的另一面继续煎烤。
可选的，所述翻转盖板上铰接有出料导板，所述出料导板上远离其铰接位置的一端设置有推转弹性件和复位磁吸件，所述推转弹性件的一端与所述出料导板连接且另一端与翻转盖板连接，所述翻转盖板上安装有与所述复位磁吸件配合的电磁铁。
通过采用上述技术方案，电磁铁通电产生磁力以对复位磁吸件进行磁吸附，此时出料导板克服推转弹性件的弹力以与翻转盖板贴合，从而使得食品稳定的放置于翻转盖板的出料导板上，而当电磁铁断电时，推转弹性件的弹力推动出料导板翻转以使出料导板倾斜设置，此时放置在出料导板上的食品沿着出料导板滑动，从而离开翻转盖板以实现出料。
可选的，所述机架上设置有收料盒，所述收料盒位于所述翻转盖板上出料导板铰接位置所在的一侧，所述收料盒与所述烤炉抵触导热。
通过采用上述技术方案，沿着出料导板下滑的食品落入收料盒中以进行收集，而收料盒与烤炉抵触导热以对收料盒内的食品进行保温，方便后续食用。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.打印结束后，清管驱动件驱使推滑杆向着出料管的方向移动，从而带动清管活塞嵌入到出料管内以使清管活塞的外圆面抵紧在出料管的内壁上，而后清管活塞继续滑动以将出料管内壁上的流体完全推出到出料管，由此，使得本申请能够减少流体在出料管内残留固化而导致的堵塞情况发生；
2.打印出料时，清管活塞位于容置腔内，此时搅拌驱转件驱使推滑杆转动以带动塞杆和螺旋搅拌叶转动，螺旋搅拌叶对容置腔内的流体进行搅拌，从而减少容置腔内的流体因沉淀而导致的浓度不均匀等问题，而清管活塞进入到出料管内时，螺旋搅拌叶的刮料沿与出料管的内壁抵触并将内壁上的流体推动刮除到出料管外，由此，使得本申请的清管活塞既能用于清洁出料管也能用于搅拌容置腔内的流体；
3.螺旋搅拌叶搅拌流体时自身可能会留有流体，以至于螺旋搅拌叶刮除出料管后仍可能有少量的流体残留于内壁上，刮料板沿着出料管远离容置腔的方向滑动以使刮料板辅助螺旋搅拌叶的刮料沿进一步刮除流体残留，且当刮料板向着容置腔内回滑时，刮料板还能其三次对出料管的内壁进行参与流体刮除，由此，使得本申请的清管活塞能够进一步提高清洁出料管内壁残留的能力，从而进一步减少出料管堵塞的情况发生。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构示意图；
图2是本申请实施例打印机构的安装结构示意图；
图3是本申请实施例打印机构的剖视结构示意图；
图4是图3中A部分的局部放大示意图；
图5是本申请实施例煎烤机构的安装结构示意图。
图中，1、机架；2、移动机构；21、架杆；211、纵向导滑杆；22、纵向导滑块；23、横向导滑杆；24、横向导滑块；25、安装升降台；3、打印机构；31、料桶；311、安装开口段；312、出料封闭段；313、出料管；314、容置腔；32、推料组件；321、推料活塞；3211、导滑穿孔；322、推料驱动件；33、清管组件；331、清管活塞；3311、塞杆；3312、螺旋搅拌叶；3313、刮料板；3314、拆装头；332、推滑杆；3321、拆装槽；333、清管驱动件；334、搅拌驱转件；4、煎烤机构；41、烤炉；42、烤盘；43、翻转盖板；431、电磁铁；44、板驱转件；45、盘驱转件；46、出料导板；461、推转弹性件；462、复位磁吸件；47、收料盒。
具体实施方式
以下结合附图1-5，对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种食品3D打印机。
参照图1，一种食品3D打印机包括机架1、打印机构3、移动机构2以及煎烤机构4。打印机构3用于输出流体，移动机构2用于带动打印机构3移动以使打印机构3能够输出需要的流体形状，煎烤机构4用于接收打印机构3输出的流体并通过加热煎烤以使流体凝固成型。
移动机构2包括安装于机架1的架杆21，架杆21上安装有沿水平方向设置的纵向导滑杆211，纵向导滑杆211上滑动设置有纵向导滑块22，纵向导滑块22上安装有沿水平方向设置的横向导滑杆23，横向导滑杆23上滑动设置有横向导滑块24，横向导滑块24上沿竖直方向滑动设置有供打印机构3安装的安装升降台25。纵向导滑杆211的轴线方向垂直于横向导滑杆23的轴线方向，从而使得横向导滑块24的滑动方向与纵向导滑块22的滑动方向垂直。纵向导滑块22的滑动、横向导滑块24的滑动以及升降板的滑动均可以通过气缸驱动、液缸驱动或受电机驱使转动的丝杆来驱动。在本实施例中，纵向导滑块22的移动方向相当于打印机构3移动时的X轴方向，横向导滑块24的移动方向相当于打印机构3移动时的Y轴方向，而安装升降台25的移动方向相当于打印机构3移动时的Z轴方向。
参照图2和图3，打印机构3包括受移动机构2驱使移动的料桶31，料桶31内滑动设置有用于向出料管313推挤流体的推料组件32和用于清洁出料管313内壁的清管组件33。
参照图3和图4，料桶31用于容置打印所需的流体。料桶31大体呈圆筒状设置且轴线方向沿竖直方向设置。料桶31包括与安装升降台25固定连接的安装开口段311和可拆卸设置于安装开口段311的出料封闭段312，安装开口段311与出料封闭段312之间通过螺栓连接等方式实现可拆卸连接。安装开口段311与出料封闭段312之间相互连通，安装开口段311位于出料封闭段312的上方，安装开口段311远离出料封闭段312的一端为开口端，出料封闭段312远离安装开口段311的一端为封闭端。出料封闭段312的封闭端具有沿竖直方向设置的出料管313，出料管313的两端均为开口以连通料桶31内与外界。
推料组件32包括沿着靠近或远离出料管313方向滑动的推料活塞321和驱使推料活塞321滑动的推料驱动件322，推料驱动件322为气缸、液缸或受电机驱动的丝杆。推料活塞321与料桶31的内壁之间密封，推料活塞321与料桶31的出料封闭段312封闭端的内壁之间形成有用于容置流体的容置腔314。
继续参照图3和图4，清管组件33包括用于与出料管313抵紧刮料的清管活塞331、可拆卸设置于清管活塞331的推滑杆332、驱使推滑杆332转动的搅拌驱转件334以及驱使推滑杆332沿竖直方向滑动的清管驱动件333。清管驱动件333为气缸、液缸或受电机驱动的丝杆，搅拌驱转件334为电机，清管驱动件333驱使推滑杆332滑动以带动清管活塞331滑动进入或脱离出料管313。搅拌驱转件334通过同轴固定、齿轮啮合传动或同步带传动等方式驱使推滑杆332传动。
具体地，清管活塞331位于推料活塞321靠近出料管313的一端。清管活塞331包括塞杆3311，塞杆3311的外周面上安装有螺旋搅拌叶3312和刮料板3313。螺旋搅拌叶3312的略大于出料管313的直径，当清管活塞331位于料桶31内时，搅拌驱转件334驱使推滑杆332转动以带动活塞杆3311上的螺旋搅拌叶3312搅拌流体。螺旋搅拌叶3312由橡胶制成以使其能够弹性形变挤入出料管313内，且螺旋搅拌叶3312的外周面上具有刮料沿，刮料沿能够与出料管313内壁面抵触并刮除出料管313内壁上大多数的流体残留。刮料板3313呈圆环状设置以环绕与塞杆3311的外壁，刮料板3313位于螺旋搅拌叶3312靠近安装开口段311的一侧，刮料板3313的外径与出料管313的内壁抵紧适配以刮除出料管313内壁上残留的物料。
为了实现清管活塞331与推滑杆332之间的可拆卸连接，塞杆3311靠近安装开口段311的一端具有拆装头3314，塞杆3311靠近推滑杆332的一端推滑杆332靠近塞杆3311的一端开设有供拆装头3314可拆卸连接的拆装槽3321。拆装头3314与拆装头3314之间通过过盈配合或螺纹连接实现可拆卸。
为了优化料桶31内清管组件33和推料组件32的安装结构，推料活塞321贯穿开设有供推滑杆332滑动的导滑穿孔3211，导滑穿孔3211的轴线方向与推料活塞321的移动方向相同以使推滑杆332的滑动方向与推料活塞321的滑动方向相同。导滑穿孔3211的内壁上安装有密封垫，推滑杆332穿设于导滑穿孔3211且与导滑穿孔3211之间滑动连接，密封垫抵紧推滑杆332的外壁以使推滑杆332与导滑穿孔3211之间密封。
参照图5，煎烤机构4设置于机架1且位于料桶31出料管313的下方。煎烤机构4包括安装于机架1的烤炉41，烤炉41上放置有烤制凝固流体的烤盘42和驱使流体凝固后的食品翻面的翻面组件。具体地，翻面组件包括用于翻转封闭烤盘42开口的翻转盖板43、驱使翻转盖板43翻转的板驱转件44以及驱使烤盘42翻转的盘驱转件45。板驱转件44和盘驱转件45均为电机且均安装于机架1。盘驱转件45的输出轴与烤盘42固定连接以使烤盘42能够翻转脱离或放置于烤炉41，板驱转件44的输出轴与翻转盖板43固定连接以使翻转盖板43能够翻转脱离或放置于烤炉41。翻转盖板43的转动轴线与烤盘42的转动轴线重合。相应地，机架1上设置有收料盒47，收料盒47位于翻转盖板43远离烤盘42的一侧，收料盒47的上开口端面略低于烤炉41的上表面。收料盒47与烤炉41抵触导热，从而使得收料盒47内具有能够对食物起保温作用的温度。
为了便于将翻转盖板43上的食物放入收料盒47，翻转盖板43上铰接有出料导板46，出料导板46的铰接轴线位于翻转盖板43靠近收料盒47的一端。出料导板46上远离其铰接位置的一端设置有推转弹性件461和复位磁吸件462。推转弹性件461为弹簧，推转弹性件461的一端与出料导板46连接且另一端与翻转盖板43连接。复位磁吸件462为任意具有磁性吸附能力的金属或非金属，翻转盖板43上安装有与复位磁吸件462配合的电磁铁431，电磁铁431通电解渴对复位磁吸件462进行吸附。
本申请实施例一种食品3D打印机的实施原理为：
（1）打印出料时，清管驱动件333驱使推滑杆332向着远离出料管313的放下移动，从而带动清管活塞331脱离出料管313以使出料管313打开，此时清管活塞331位于容置腔314内，搅拌驱转件334驱使推滑杆332转动以带动塞杆3311和螺旋搅拌叶3312转动，螺旋搅拌叶3312对容置腔314内的流体进行搅拌，而推料驱动件322驱使推料活塞321向着靠近出料管313的方向移动以将容置腔314内的流体挤入出料管313，并经由出料管313挤出到外界；
（2）打印结束后，清管驱动件333驱使推滑杆332向着出料管313的方向移动，从而带动清管活塞331嵌入到出料管313内以使清管活塞331的外圆面抵紧在出料管313的内壁上，螺旋搅拌叶3312的刮料沿与出料管313的内壁抵触并将内壁上的流体推动刮除到出料管313外，而刮料板3313沿着出料管313远离容置腔314的方向滑动以使刮料板3313辅助螺旋搅拌叶3312的刮料沿进一步刮除流体残留，从而使得出料管313内壁上的流体完全推出到出料管313。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、 “上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种食品3D打印机，包括机架(1)、安装于所述机架(1)的移动机构(2)以及安装于所述移动机构(2)的打印机构(3)，其特征在于：所述打印机构(3)包括受所述移动机构(2)驱使移动的料桶(31)，所述料桶(31)的封闭端具有出料管(313)，所述料桶(31)内滑动设置有用于向所述出料管(313)推挤流体的推料组件(32)和用于清洁出料管(313)内壁的清管组件(33)；
所述推料组件(32)包括沿着靠近或远离所述出料管(313)方向滑动的推料活塞(321)和驱使所述推料活塞(321)滑动的推料驱动件(322)，所述推料活塞(321)与所述料桶(31)上所述出料管(313)所在的一端内壁之间形成有用于容置流体的容置腔(314)；
所述清管组件(33)包括用于与出料管(313)抵紧刮料的清管活塞(331)、设置于所述清管活塞(331)的推滑杆(332)以及驱使所述推滑杆(332)滑动的清管驱动件(333)，所述清管活塞(331)滑动进入或脱离所述出料管(313)，所述推滑杆(332)位于所述料桶(31)内且与所述推料活塞(321)之间滑动连接，所述推滑杆(332)与所述推料活塞(321)之间密封。
2.根据权利要求1所述的一种食品3D打印机，其特征在于：所述清管组件(33)还包括驱使推滑杆(332)转动的搅拌驱转件(334)，所述清管活塞(331)包括与所述推料活塞(321)滑动连接的塞杆(3311)和设置于所述塞杆(3311)外周面的螺旋搅拌叶(3312)，所述螺旋搅拌叶(3312)的外周面上具有用于与所述出料管(313)内壁面抵触刮料的刮料沿。
3.根据权利要求2所述的一种食品3D打印机，其特征在于：所述塞杆(3311)的外周面上环绕设置有刮料板(3313)，所述刮料板(3313)位于所述螺旋搅拌叶(3312)靠近所述推滑杆(332)的一侧，所述刮料板(3313)的外径与所述出料管(313)的内径适配。
4.根据权利要求2所述的一种食品3D打印机，其特征在于：所述塞杆(3311)靠近所述推滑杆(332)的一端具有拆装头(3314)，所述推滑杆(332)靠近所述塞杆(3311)的一端开设有供所述拆装头(3314)可拆卸连接的拆装槽(3321)。
5.根据权利要求1所述的一种食品3D打印机，其特征在于：所述推料活塞(321)贯穿开设有供所述推滑杆(332)滑动的导滑穿孔(3211)，所述导滑穿孔(3211)的内壁上安装有密封垫，所述密封垫抵紧所述推滑杆(332)的外壁。
6.根据权利要求1所述的一种食品3D打印机，其特征在于：所述料桶(31)包括安装开口段(311)和出料封闭段(312)，所述安装开口段(311)与所述出料封闭段(312)之间可拆卸连接，所述出料管(313)位于所述出料封闭段(312)远离所述安装开口段(311)一端的端面上，所述安装开口段(311)安装于所述机架(1)。
7.根据权利要求1所述的一种食品3D打印机，其特征在于：该食品3D打印机还包括煎烤机构(4)，所述煎烤机构(4)包括安装于所述机架(1)的烤炉(41)和放置于所述烤炉(41)上的烤盘(42)，所述出料管(313)位于所述烤盘(42)上方。
8.根据权利要求7所述的一种食品3D打印机，其特征在于：所述煎烤机构(4)还包括翻面组件，所述翻面组件包括用于翻转封闭所述烤盘(42)开口的翻转盖板(43)、驱使所述翻转盖板(43)翻转的板驱转件(44)以及驱使所述烤盘(42)翻转的盘驱转件(45)，所述翻转盖板(43)翻转脱离或放置于所述烤炉(41)。
9.根据权利要求8所述的一种食品3D打印机，其特征在于：所述翻转盖板(43)上铰接有出料导板(46)，所述出料导板(46)上远离其铰接位置的一端设置有推转弹性件(461)和复位磁吸件(462)，所述推转弹性件(461)的一端与所述出料导板(46)连接且另一端与翻转盖板(43)连接，所述翻转盖板(43)上安装有与所述复位磁吸件(462)配合的电磁铁(431)。
10.根据权利要求9所述的一种食品3D打印机，其特征在于：所述机架(1)上设置有收料盒(47)，所述收料盒(47)位于所述翻转盖板(43)上出料导板(46)铰接位置所在的一侧，所述收料盒(47)与所述烤炉(41)抵触导热。
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