CN113303669A - 一种全自动奶茶机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动奶茶机，包括容纳各组件的外壳，承载各组成机构的工作面板，将奶茶机分为上部的操作区和下部的控制区，其特征在于包括在所述工作面板上设置有可自由移动旋转的的全自由度机械臂，所述工作面板上在特定位置开有排水孔，可供滴落在面板上的液体直接排出面板表面，所述面板上还开有面板条缝，供机械臂水平移动，所述工作面板上还布置安装有制作奶茶所必须的机构，包括落杯机构，出珍珠机构，奶盖机构，奶茶混合机构，制冰机构，覆膜机构，控制系统，工作面板上还开设有出货机构。本发明具有结构简单、操作精度高、占地面积小、奶茶出品效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及餐饮机器技术领域，尤其是涉及一种全自动奶茶机。
背景技术
奶茶作为新式茶饮的代表之一，具有用户基数大，消费频次高，制作流程简单等众多运营优势。但在实际经营过程中，传统人工奶茶门店都遇到人工成本高、原料使用不规范、订单效率执行低的问题。随着科学技术的发展，使用自动机械臂的奶茶现制现售设备陆续出现，现有奶茶机中六轴机械臂在奶茶机机器人中应用较广泛，但在实际应用到奶茶机时六轴机械臂往往存在着操作不灵活、计量不精准、占地空间大，成本高等问题。
中国发明专利申请CN110974006A公开了一种机器人奶茶机，包括机架、机械臂机构、落杯机构、奶茶桶机构、加珍珠机构、制冰机构、搅拌机构、封口机构、空气压缩机及控制箱；通过六轴机械臂控制奶茶制作流程，虽然整体的结构上实现了全自动化的奶茶制作生产，但同样存在一些固有的器械占空间较大、操作不灵活、计量不准确等问题。
发明内容
针对以上技术背景中提到的问题，本发明提出一种全自动奶茶机，其技术方案是这样的：
一种全自动奶茶机，包括容纳各组件的外壳，承载各组成机构的工作面板，所述工作面板上在特定位置开有小孔，可供滴落在面板上的液体直接排出面板表面，所述面板上还开有一条长缝，供机械臂杆左右移动，所述工作面板上还布置安装有制作奶茶所必须的机构，包括落杯机构，出珍珠机构，奶盖机构，奶茶混合机构，制冰机构，覆膜机构，控制系统，其特征在于还包括在工作面板上可自由移动旋转的的全自由度机械臂，台面上还开设有出货机构，由机械臂将制作完成的奶茶运送放置于出货机构，完成从制作到出货的整个过程。
进一步的，所述的落杯机构设置安装在所述工作面板上，为奶茶机提供空杯；所述的出珍珠机构设置安装在所述工作面板上，可提供奶茶所需珍珠；所述的奶盖机构设置在所述出珍珠机构一侧，同样设置安装在工作面板上，为制作奶茶提供奶盖；所述奶茶混合结构设置安装在所述工作面板上，与奶盖机构相邻，所述奶茶混合机构优选为奶茶桶，可直接提供调配好的奶茶，亦可选择固体奶粉与液体分离的装置，在制作奶茶时由奶茶混合结构将两者混合；所述制冰机构设置安装在奶茶混合机构一侧，同时固定安装在工作面板上，为奶茶制作提供冰块或冰沙等用于降温的冰制品；所述的覆膜机构固定安装在所述工作面板上为制作好的奶茶封膜；所述出货机构以内凹空腔的形式设置在工作面板前端，可以设置一个也可以设置多个，容纳制作完成的奶茶，并在机壳的正面上有开口，可供用户拿取制作好的奶茶；所述控制系统设置在工作面板下侧的机壳空腔里，控制所述落杯机构、出珍珠机构、奶盖机构、奶茶混合机构、制冰机构、覆膜机构、包括全自由度机械臂完成相应动作。
进一步的，所述的全自由度机械臂设置在工作面板的长缝内，机械臂前端安装有仿生抓手，至少包含两根仿生指，用于抓取杯体，仿生抓手由抓手电机和抓手齿轮控制，通过电机旋转带动齿轮转过一定角度完成抓手的抓紧与松开；机械臂上还设置有称重计量模块，可通过实时的重量计量传输到控制系统来精确把控制作奶茶过程中的用料多少，误差不超过1克，机械臂后端安装有旋转电机和旋转齿轮，由旋转电机带动齿轮进行360°旋转，从而实现机械臂面板以机械臂支撑杆为中心的360°自由旋转，主要的作用是配合机械臂在奶茶制作过程中，进行不同操作动作时所需要的角度，将杯体转动到对应的位置。机械臂面板由机械臂支撑杆固定连接支撑，支撑杆与可升降的丝杆相连接，所述可升降丝杆由升降螺母和升降电机控制升降，从而带动机械臂完成竖直方向的升降功能；同时机械臂支撑杆的下端与水平设置的导轨滑动连接，所述水平导轨与工作面板的长缝相对应，通过平移电机控制支撑杆沿着导轨可进行水平方向的移动，通过机械臂面板上的旋转机构、支撑杆上的升降机构与平移机构可实现机械臂的全自由度的工作要求。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.本发明的全自动奶茶机，相比于传统的奶茶人工制作更加节省时间，每杯奶茶制作大概只需要1--2分钟即可完成出货，效率更高，且全程不需要人工操作，节省人工成本，提高效率。
2.本发明的全自由度机械臂相较于目前市场上的六轴机械臂更加的小巧灵活，节省奶茶制作所需的空间，而且控制精度更高，制作成本更低，零件替换性强，更适合推广使用。
3.本发明的全自动奶茶机结构简单，操作效率更高。
附图说明
图1是本发明的一种全自动奶茶机的整体结构图。
图2是本发明中机械臂面板的结构图。
图3是本发明中机械臂整体的剖视图。
图4是本发明中水平导轨与机械臂的装配关系图。
图5是本发明中工作面板仰视图。
图6是本发明一种全自动奶茶机的外观设计图。
其中1-外壳，2-工作面板，201-面板条缝，202-排水孔，3-出珍珠机构，4-奶盖机构，5-奶茶混合机构，6-制冰机构，7-覆膜机构，8-落杯机构，9-机械臂，901-仿生抓手，902-抓手齿轮，903-抓手电机，904-旋转齿轮，905-旋转电机，906-称重计量模块，907-支撑杆，908-升降螺母，909-升降丝杆，910-升降电机，911-固定滑块，912水平导轨，10-出货机构，11-奶茶杯，12-可视外罩，121-可视窗口。
具体实施方式
下面结合具体实施例与附图，对专利文件进行进一步说明。
参考图1与图6，本发明的一种全自动奶茶机包括容纳各组成机构的的外壳1，承载各组成机构的工作面板2，所述工作面板2设置在奶茶机中部，将奶茶机分为上部的操作区和下部的控制区，所述工作面板2上在特定位置开有排水孔202，排水孔202形状可以为任意几何形状，优选为圆形，可供滴落在工作面板2上的液体直接排出面板表面，所述液体包括但不限于奶茶残液、珍珠水、冰水与奶茶粉等混合物，所述工作面板2上还开有一条长缝为面板条缝201，供机械臂9的支撑杆907在工作面板2上移动，所述工作面板2上还布置安装有制作奶茶所必须的机构，包括落杯机构8，出珍珠机构3，奶盖机构4，奶茶混合机构5，制冰机构6，覆膜机构7，工作面板2下部的控制区内设置安置有控制系统，其特征在于还包括在工作面板2上可自由移动旋转的的全自由度机械臂9，外壳1台面上还开设有出货机构10，由机械臂9将制作完成的奶茶运送放置于出货机构10，完成从制作到出货的整个过程。
实施例1
参考图1、图2，所述的落杯机8设置安装在所述工作面板2上，为奶茶机提供空杯；所述的出珍珠机构3设置安装在所述工作面板2上，可提供奶茶所需珍珠；所述的奶盖机构4设置在所述出珍珠机构3一侧，同样设置安装在工作面板2上，为制作奶茶提供奶盖；所述奶茶混合结构设置5安装在所述工作面板2上，与奶盖机构4相邻，所述奶茶混合机构5优选为奶茶桶，可直接提供调配好的奶茶，奶茶桶可通过人工更换，奶茶混合机构5亦可选择固体奶粉与液体分离的装置，在制作奶茶时由奶茶混合结构5将两者混合；所述制冰机构6设置安装在奶茶混合机构5一侧，同时固定安装在工作面板2上，为奶茶制作提供冰块或冰沙等用于降温的冰制品；所述的覆膜机构7固定安装在所述工作面板2上为制作好的奶茶封膜；所述出货机构10以内凹空腔的形式设置在工作面板2前端，可以设置一个也可以设置多个，容纳制作完成的奶茶，并在外壳1的正面上有开口，可供用户拿取制作好的奶茶；所述控制系统设置在工作面板2下部的外壳1空腔里，控制所述落杯机构8、出珍珠机构3、奶盖机构4、奶茶混合机构5、制冰机构6、覆膜机构7、包括全自由度机械臂9完成相应动作。
参考图1-5，用户通过移动终端向全自动奶茶机的控制系统下发制作所选口味奶茶的命令，操作系统控制机械臂9沿水平导轨912在面板条缝201中向左水平移动至落杯机构8的预设落杯位置，抓手电机903旋转带动抓手齿轮902控制仿生抓手901闭合成一定曲度，用于握取容置奶茶杯，操作系统通过电控制落杯机构8使奶茶杯11自由脱落，正好落入仿生抓手901中，机械臂面板上设置的称重计量模块906可以确认所落奶茶杯11重量，并将质量数据传回控制系统，从而确认落杯动作已完成；控制系统通过电控制机械臂沿面板条缝201水平移动至出珍珠机构3指定位置，此时机械臂9上的旋转电机905旋转带动旋转齿轮904调整机械臂面板旋转至出珍珠机构3的出珍珠口正下方，此时控制系统通过电控制出珍珠，所述称重计量模块906会根据奶茶杯11的重量变化精确把控出珍珠的数量与用户所需数量一致，奶茶杯11达到一定质量后，称重计量模块906将重量反馈回控制系统，控制系统则控制出珍珠机构3停止落出珍珠。
完成出珍珠流程后，控制系统通过电控制机械臂9沿面板条缝201通过水平导轨912移动至奶盖机构4所在位置，通过机械臂9上的旋转电机905旋转带动旋转齿轮904调整机械臂面板的仿生抓手901旋转至奶盖机构4的出奶盖口的正下方，此时控制系统通过电控制奶盖机构制作用户所需奶盖并下落在奶茶杯11里，称重计量模块906通过将奶茶杯11的质量变化传达至控制系统，控制系统通过电控制使奶盖机构4停止制作奶盖并关闭奶盖阀。
加奶盖操作完成之后，机械臂9夹取着奶茶杯11通过面板条缝201运动至奶茶混合机构5所在位置，此时机械臂9的旋转电机旋转带动旋转齿轮904调整机械臂面板的仿生抓手901旋转至奶茶混合机构5的出奶茶口的正下方，此时控制系统通过电控制奶茶混合机构5的流量阀打开，奶茶便通过流量阀流入奶茶杯11中，称重计量模块906通过将奶茶杯11的质量变化传达至控制系统，奶茶杯11达到一定质量时，控制系统控制奶茶混合机构5的流量阀关闭，完成加奶茶操作。奶茶混合机构5既可以由奶茶桶直接装配奶茶给奶茶杯供奶茶，也可以通过固体奶茶粉盒和纯净水进水管供给按比例配合成符合要求的奶茶，纯净水净水管一端可连接凉水或者温热水，出奶茶口用一个流量阀进行控制，能更好的减少出奶茶的误差和防止奶茶闲时的滴落。
奶茶按要求加入奶茶杯之后，机械臂9夹取着奶茶杯11通过面板条缝201运动至制冰机构6所在位置，此时机械臂9的旋转电机905旋转带动旋转齿轮904调整机械臂面板的仿生抓手901旋转至制冰机构6的出冰口的正下方，此时控制系统通过电控制制冰机构6的出冰口落下冰块或者冰沙等冰制品至奶茶杯11中，称重计量模块906将奶茶杯11的质量变化传达至控制系统，奶茶杯11达到一定质量后，控制系统电控制制冰机构6停止出冰，完成给奶茶加冰操作。
奶茶加冰操作完成之后，机械臂机械臂9夹取着奶茶杯11通过面板条缝201运动至覆膜机构7所在位置，此时机械臂9的旋转电机905旋转带动旋转齿轮904调整机械臂面板的仿生抓手901旋转至覆膜机构7的覆膜口的正上方，此时控制系统电控制机械臂9上的升降电机910旋转带动升降螺母908使升降丝杆909下降，从而使奶茶杯11落在覆膜机构7的覆膜口上，抓手电机903带动抓手齿轮旋转使仿生抓手901张开，覆膜机构7进行覆膜完成之后，将覆膜封好口的奶茶杯弹出。
覆膜封口完成之后，仿生抓手901在控制系统的电控制之下将封好口的奶茶杯11抓起，机械臂9夹取着奶茶杯11通过面板条缝201运动至出货机构10所在位置，此时旋转电机905带动旋转齿轮904调整机械臂面板的仿生抓手901旋转至出货机构10的正上方，此时控制系统电控制机械臂9上的升降电机910旋转带动升降螺母908使升降丝杆909下降，仿生抓手901张开将奶茶杯11放置在出货口上，完成出货操作，然后仿生抓手901在控制系统的控制下上升至原位置，如此往复。
实施例2
本实施例与实施例1不同的地方在于所述的工作面板2上还可以再设置一个奶茶搅拌机构，可以在奶茶加入到奶茶杯中之后进行搅拌，使得出品的奶茶更加均匀，口感更佳。
实施例3
本实施例与实施例不同的地方在于所述的工作面板2上还可以再设置一个加小料机构，可以在奶茶中增加例如红豆、麦片、芋泥、果粒（葡萄、桃子、杨梅、芒果等水果）等小料，更加的符合用户的个性化需求。
Claims (8)
1.一种全自动奶茶机，包括容纳各组件的外壳（1），承载各组成机构的工作面板（2），将奶茶机分为上部的操作区和下部的控制区，其特征在于包括在所述工作面板（2）上设置有可自由移动旋转的的全自由度机械臂（9），所述工作面板（2）上在特定位置开有排水孔（202），可供滴落在面板上的液体直接排出面板表面，所述面板上还开有面板条缝（201），供机械臂（9）水平移动，所述工作面板（2）上还布置安装有制作奶茶所必须的机构，包括落杯机构（8），出珍珠机构（3），奶盖机构（4），奶茶混合机构（5），制冰机构（6），覆膜机构（7），控制系统，工作面板（2）上还开设有出货机构（10）。
2.根据权利要求1所述的一种全自动奶茶机，其特征在于所述的落杯机构（8）设置安装在所述工作面板（2）上，为奶茶机提供空杯；所述的出珍珠机构（3）设置安装在所述工作面板（2）上，可提供奶茶所需珍珠；所述的奶盖机构（4）设置在所述出珍珠机构一侧，同样设置安装在工作面板（2）上，为制作奶茶提供奶盖；所述奶茶混合结构（5）设置安装在所述工作面板（2）上，与奶盖机构（4）相邻，所述奶茶混合机构（5）优选用奶茶桶供奶茶，可直接提供调配好的奶茶，亦可选择固体奶粉与液体分离的装置，在制作奶茶时由奶茶混合结构将两者混合；所述制冰机构（6）设置安装在奶茶混合机构（5）一侧，同时固定安装在工作面板（2）上，为奶茶制作提供冰块或冰沙等用于降温的冰制品；所述的覆膜机构（7）固定安装在所述工作面板（2）上为制作好的奶茶覆膜；所述出货机构（10）以内凹空腔的形式设置在工作面板（2）前端，可以设置一个也可以设置多个，容纳制作完成的奶茶，并在外壳（1）的正面上有开口，可供用户拿取制作好的奶茶；所述控制系统设置在工作面板（2）下侧的外壳空腔里，控制所述落杯机构（8）、出珍珠机构（3）、奶盖机构（4）、奶茶混合机构（5）、制冰机构（6）、覆膜机构（7）、包括全自由度机械臂（9）完成相应动作。
3.根据权利要求1所述的一种全自动奶茶机，其特征在于所述的全自由度机械臂（9）设置在工作面板（2）的面板条缝（201）内，机械臂（9）前端安装有仿生抓手（901），至少包含两根仿生指，用于抓取杯体，仿生抓手（901）由抓手电机（903）和抓手齿轮（902）控制，通过电机旋转带动齿轮转过一定角度完成抓手的抓紧与松开；机械臂（9）上还设置有称重计量模块（906），可通过实时的重量计量传输到控制系统来精确把控制作奶茶过程中的用料多少，机械臂（9）后端安装有旋转电机（905）和旋转齿轮（904），由旋转电机（905）带动旋转齿轮（904）进行360°旋转，从而实现机械臂面板以机械臂支撑杆（907）为中心的360°自由旋转，主要的作用是配合机械臂在奶茶制作过程中，进行不同操作动作时所需要的角度，将杯体转动到对应的位置。
4.根据权利要求3所述的一种全自动奶茶机，其特征在于所述的机械臂（9）面板由机械臂支撑杆（907）固定连接支撑，支撑杆（907）与升降丝杆（909）相连接，所述升降丝杆（909）由升降螺母（908）和升降电机（910）控制升降，从而带动机械臂（9）完成竖直方向的升降功能。
5.根据权利要求4所述的一种全自动奶茶机，其特征在于所述的机械臂支撑杆（907）的下端与水平设置的水平导轨（912）滑动连接，所述水平导轨（912）与工作面板（2）的面板条缝（201）相对应，通过平移电机控制支撑杆（907）沿着水平导轨（912）可进行水平方向的移动，通过机械臂面板上的旋转机构、支撑杆上的升降机构与平移机构可实现机械臂的全自由度的工作要求。
6.根据权利要求1所述的一种全自动奶茶机，其特征在于所述的排水孔（202）阵列排布在工作面板（2）上，与组成奶茶机的各个机构相对应，所述排水孔（202）的形状为利于排水的任意形状，优选为圆孔形。
7.根据权利要求1所述的一种全自动奶茶机，其特征在于所述的落杯机构（8）、出珍珠机构（3），奶盖机构（4），奶茶混合机构（5），制冰机构（6），覆膜机构（7）均与控制系统相连接，控制系统可通过电信号控制各个系统的工作状态，从而完成奶茶的制作过程。
8.根据权利要求1所述的一种全自动奶茶机，其特征在于所述的外壳（1）上部的操作区由透明的可视外罩（12）罩住，防止奶茶制作过程中的液体飞溅，可视外罩（12）上开设可视窗口，供用户观察奶茶制作过程。
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