CN114041701A - 下料机构及食品加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下料机构及食品加工设备，涉及食品加工技术领域，其中所述下料机构包括机架、进料仓、启闭元件、计量仓及压力传感器。进料仓安装于机架上且进料仓的底部设有下料口；启闭元件用于打开或关闭下料口；计量仓用于承接下落的物料；压力传感器用于测得落入计量仓的物料的重量，从而在物料重量达到阈值后所述启闭元件关闭所述下料口。采用本发明中的下料机构及食品加工设备，能够相对准确地控制食材的备料用量。

Description

下料机构及食品加工设备

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种下料机构及食品加工设备。

背景技术

在食物制作之前，通常需要事先备料。以煲仔饭的制作为例，制作前需要备齐食用油、米以及水。如果人工备齐各种食材，则由于需要耗费较多工作量而难以维持用餐高峰期的运营，并且人工备料很难确保各种食材的量准确。为此，已有的煲仔饭制作设备配置了上料工位、喷涂工位以及用于添加水的机械臂，烹饪容器借助于输送带被输送至上述各工位，从而完成米、食用油以及水等各种食材的备料。

然而，以上述煲仔饭制作设备为代表的食品加工设备仍有如下问题亟待解决：(1).难以较准确地控制食材的备料用量；(2).结构不够紧凑，整个设备占用体积较大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种能够相对准确地控制食材的备料用量的下料机构及食品加工设备，所述食品加工设备还具有结构紧凑而占用体积小的特点。

本发明第一方面实施例提供了一种下料机构。所述下料机构包括：

机架；

进料仓，所述进料仓安装于所述机架上且所述进料仓的底部设有下料口；

启闭元件，所述启闭元件用于打开或关闭所述下料口；

计量仓，所述计量仓用于承接下落的物料；以及

压力传感器，所述压力传感器用于测得落入所述计量仓的物料的重量，从而在物料重量达到阈值后所述启闭元件关闭所述下料口。

本发明第一发明实施例所提供的下料机构至少具有如下有益效果：压力传感器能够返回计量仓的物料的质量值或重力值，据此所述下料机构能够判断落入计量仓的物料是否达到预设的数量，从而实现定量落料的目的。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述下料机构还包括缓冲元件，所述缓冲元件安装于所述机架上且位于所述下料口的下方，所述缓冲元件相对于水平面倾斜布置，所述计量仓位于所述缓冲元件的下方。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述下料机构还包括滑动轨道，所述启闭元件包括滑动门，所述滑动门能够沿所述滑动轨道滑动而打开或关闭所述下料口。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述下料机构还包括第一电机，所述第一电机通过齿轮齿条传动机构与所述滑动门传动连接。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述下料机构还包括调节元件及第一固定元件，所述缓冲元件上开设有第一滑槽，所述调节元件上开设有第二滑槽，所述第一滑槽与所述第二滑槽交叉，所述缓冲元件的一端与所述机架可转动连接，所述第一固定元件穿过所述第一滑槽及所述第二滑槽后与所述机架可拆卸地固定连接。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述下料机构还包括支撑元件，所述支撑元件安装于所述机架上，所述支撑元件与所述计量仓可转动连接，所述支撑元件用于支撑所述计量仓。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述压力传感器安装于所述支撑元件的底部。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述计量仓安装于所述机架上，所述计量仓的底部敞口且设置有卸料门以关闭所述计量仓的底部，所述卸料门的材质包括强磁性材料，所述卸料门的一端与所述计量仓的底部铰接，所述计量仓的底部对应于所述卸料门的另一端的位置设置有电磁铁。

根据本发明第一方面的一些实施例，所述下料机构还包括落料仓，所述落料仓安装于所述机架上且位于所述计量仓的下方，所述落料仓内部具有落料通道，所述落料通道由上至下向内收缩。

本发明第二方面实施例提供了一种食品加工设备。所述食品加工设备包括：

前述本发明第一方面实施例的任一项所述的下料机构；

加水机构，所述加水机构包括储水容器及与所述储水容器相连的输水管路；以及

加油机构，所述加油机构包括储油容器及与所述储油容器相连的输油管路；

其中，来自所述下料机构的食材、来自所述加水机构的水以及来自所述加油机构的食用油被输送至同一备料工位；所述加水机构及所述加油机构均安装于所述下料机构的所述机架上，所述下料机构位于所述加水机构及所述加油机构的上方，所述加水机构包括第一泵，所述加油机构包括第二泵，所述第一泵用于将所述储水容器中的水输送至所述备料工位，所述第二泵用于将所述储油容器中的食用油输送至所述备料工位。

不难理解，本发明第二发明实施例所提供的食品加工设备至少具有前述第一方面实施例的下料机构所具有的有益效果。此外，本发明第二发明实施例所提供的食品加工设备将加油机构、加水机构以及下料机构设置于同一设备，集成度高且结构紧凑。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出。由此，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明第一方面实施例中的下料机构的外部结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的左视图；

图4为图2中的缓冲元件调整倾斜角度后的状态示意图；

图5为本发明第二方面实施例中的食品加工设备的外部结构示意图；

图6为图5的内部结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。本发明各实施例之间的技术方案可以相互结合，但是应当以本领域普通技术人员能够实现为基础。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”以及“左”、“右”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。

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“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接和活动连接，也可以是可拆卸连接和不可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以是相互间的通讯。而“固定连接”包括可拆卸连接、不可拆卸连接以及一体地连接等。

在本发明中涉及类似“第一”或“第二”等用语仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

本申请第一方面实施例提供了一种下料机构10。尽管以制作米饭前的大米的定量备料为例，但是应当理解下料机构10还可以用于其它用途。

请参阅图1，下料机构10包括机架110(图1及图4均未示出机架110，请参见图5及图6)、进料仓120、启闭元件、计量仓140、压力传感器150以及集料容器196。进料仓120以及计量仓140均安装于机架110上。物料由进料仓120进入，最终落至集料容器196。

机架110的材质可选用金属，且机架110为框架结构。

进料仓120的顶部敞口作为进料口，由此用户可从顶部的进料口添加物料(例如，大米等食材)。图1还示出，进料仓120为漏斗状结构，即进料仓120的顶部的敞口面积大于进料仓120的底部的面积。图1中，进料仓120的顶部敞口轮廓为矩形。可以理解的是，进料仓120的顶部敞口还可以为其它形状。

进料仓120的底部还设有下料口，物料从顶部的进料口进入内部空间，由下料口卸落。

启闭元件位于进料仓120的下料口的下方，启闭元件用于打开或关闭该下料口。下料机构10定量落料意味着通过其下落的物料达到预设的重量的情况下，进料仓120的下料口应当被关闭。

具体地，图1中，启闭元件包括滑动门130，滑动门130的滑动能够打开或关闭进料仓120的下料口。滑动门130仅有单个可滑动的门体，该单个可滑动的门体沿一个方向向一侧滑动而打开下料口。可以理解的是，启闭元件还可以采用其他结构形式。例如，启闭元件为旋转门(以水平轴线为旋转轴旋转，在远离下料口以及靠近下料口两种运动状态间切换；或者，以竖直轴线为旋转轴，在水平面旋转以打开或关闭下料口)；或者，启闭元件虽然为可滑动的门体，但是其具有两个可滑动的门体。两个可滑动的门体对齐拼接而封闭下料口。在打开下料口的情况下，两个可滑动的门体被驱动沿相反的方向滑动(例如，一个可滑动的门体向左滑动，另一个可滑动的门体向右滑动)，从而下料口不再被封闭。

计量仓140位于进料仓120的下料口的下方，用于承接下落的物料。应当指出，计量仓并非要求其具有类似进料仓120的结构(顶部敞口且中间具有一定长度的下落通道)，本申请在此不限定其具体结构形式，可以是平板状结构，也可以是曲面延伸的结构。能够承接下落的物料的结构形式都可以作为计量仓140的具体结构。

压力传感器150用于测得落入计量仓140的物料的重量，从而在物料重量达到阈值后启闭元件关闭下料口。应当指出，压力传感器150可以将计量仓140的物料的质量值返回至下料机构10的控制元件，也可以返回计量仓140的物料的重力值。根据压力传感器150所返回的物料的质量值或者重力值，控制元件判断落入计量仓140的物料是否达到预设的数量，从而实现定量落料的目的。压力传感器150的具体形式可根据需要选取，其至少包括：⑴.基于压电效应将被测压力转换成为电量的压电式压力传感器；⑵.基于压阻效应将被测压力转换成为电阻阻值变化的压阻式压力传感器；⑶.利用电容作为敏感元件，将被测压力转换成为电容值改变的电容式压力传感器；⑷.利用被拉紧的钢弦作为敏感元件，测算拉力的大小的振弦式压力传感器(弦的振动频率变化量可用于测算拉力的大小，即输入为力信号，输出为频率信号。拉力的大小与被测压力的大小相关)；⑸.利用电磁原理的各类电磁式压力传感器，包括电感式压力传感器、霍尔式压力传感器及电涡流式压力传感器等。

请参阅图2，下料机构10还包括缓冲元件160，缓冲元件160安装于机架110上且位于下料口的下方，缓冲元件160相对于水平面倾斜布置，计量仓140位于缓冲元件160的下方。在上下方向上，缓冲元件160位于进料仓120的下料口与计量仓140两者之间。由进料仓120的下料口下落的物料下落至缓冲元件160，沿缓冲元件160的坡面继续下落。由于阻尼的存在，沿坡面下落的速度通常小于空中自由落体的下落速度。所以，缓冲元件160的存在减缓了物料下落至计量仓140的速度，物料能够相对平稳地下落至计量仓140，减小了物料下落至计量仓140而飞溅至四周的几率，在一定程度上避免了物料的浪费。

“缓冲元件”的含义并非要求采用弹性元件，仅要求其相对于水平面倾斜布置且物料能够通过其表面而不被阻挡。具体地，缓冲元件160可选用倾斜放置的平板。但是，应当指出，缓冲元件160不仅材质不作限定，其形状也不作要求，平板之外的其它形状也可以采用。

请继续参阅图1，下料机构10还包括滑动轨道132，滑动门130能够沿滑动轨道132滑动而打开或关闭下料口。借助于滑动轨道132，滑动门130能够在一平面内(例如，水平面内)滑动而不会偏离，使得滑动门130关闭下料口的时候两者之间没有间隙或者间隙较小，从而封闭效果更好。

如图1、图2及图3所示，下料机构10还包括第一电机134，第一电机134通过齿轮齿条传动机构136与滑动门130传动连接。齿轮齿条传动方式具有传动精度较高的优势，且适用于第一电机作为动力源的情形。可以理解的是，传动机构也可以采用其它方式。

请参阅图2及图4，缓冲元件160相对于水平面的倾斜程度还可以被调整。下料机构10还包括调节元件170及第一固定元件，缓冲元件160上开设有第一滑槽162，调节元件170上开设有第二滑槽172，第一滑槽162与第二滑槽172交叉，缓冲元件160的一端与机架110可转动连接，第一固定元件穿过第一滑槽162及第二滑槽172后与机架110可拆卸地固定连接。具体地，缓冲元件160的一端与机架110可转动连接为间接连接。如图1、图2及图4所示，缓冲元件160的一端与第三固定元件164铰接，第三固定元件164固定安装于机架110。

“交叉”的含义是指两者不在同一平面而投影相交。第一固定元件穿过第一滑槽162及第二滑槽172两者的先后顺序不作限定。调节元件170应当开设与第一滑槽162交叉的第二滑槽172。除此之外，调节元件170的形状和材质均不作要求。第一固定元件与机架110可拆卸连接，第一固定元件可以选用螺纹连接元件、卡扣连接元件或铰链连接元件等。

调节元件170及第一固定元件配合调整缓冲元件160的倾斜程度的原理如下：调节元件170安装于机架110上，第一固定元件能够沿第二滑槽172的延伸方向移动。如图2所示，第二滑槽172的延伸方向是上下方向，所以第一固定元件能够沿第二滑槽172上下移动。由于第一固定元件也穿过第一滑槽162，缓冲元件160的一端与机架110铰接，因此第一固定元件的上下移动将带动缓冲元件160转动，从而缓冲元件160相对于水平面的倾斜程度能够被调整(如图4所示)。调节元件170的存在，使得用户可根据需要调整缓冲元件160对于落料的缓冲效果及下落速度，从而能够得到一较优的倾斜角度数值范围：在该倾斜角度数值范围内，物料能够相对平稳地下落至计量仓140从而减少物料的飞溅，并且物料的下落速度也不至过于缓慢。如果需要维持缓冲元件160相对于水平面的某一倾斜程度，则可将第一固定元件固定连接于机架110上。第一固定元件不再带动缓冲元件160转动，从而缓冲元件160得以维持这一倾斜程度。

计量仓140上的物料重量达到预设值的时候，计量仓140上的物料应当被转移至集料容器196。因此，如图2及图3所示，下料机构10还包括支撑元件180，支撑元件180安装于机架110上，支撑元件180与计量仓140可转动连接，支撑元件180用于支撑计量仓140。计量仓140能够相对于支撑元件180转动，从而计量仓140上的物料能够被倾倒下料至集料容器196。具体地，如图3所示，下料机构10还包括第二电机142以及联轴器144。第二电机142通过联轴器144驱动计量仓140转动。

可以理解的是，设置计量仓140在某些情况下能够下料，与前述滑动门130的作用相似。因此，参照前文，控制计量仓140能否下料的方式，除了计量仓140可转动之外，也可以将计量仓140设置为底部开口且有类似前述的启闭元件相配合的方式。无论是滑动的方式控制计量仓140是否下料还是采用转动的方式控制，都可以采用与前述启闭元件的各种实施方式相同或相似的方式。

具体地，作为可替代的实施方式，计量仓140的底部敞口且设置有卸料门(图中未示出)以关闭计量仓140的底部，该卸料门的材质包括强磁性材料，该卸料门的一端与计量仓140的底部铰接，计量仓140的底部对应于该卸料门的另一端的位置设置有电磁铁。电磁铁在通电作用下能够与卸料门的所述另一端吸引或排斥，从而该卸料门能够以自身的一端位转轴转动而打开或关闭。

如图2所示，压力传感器150用于测得落入计量仓140的物料的重量，因而压力传感器150可以安装于计量仓140的底部。考虑到计量仓140需要经常转动以倾倒物料，可能会影响压力传感器150的线路连接可靠性，压力传感器150还可以安装于支撑元件180的底部。支撑元件180用于支撑计量仓140，因而物料的重力通过计量仓140传递至支撑元件180，支撑元件180受到与物料的重力大致相当的压力。支撑元件180受到的压力与物料的质量正相关，因而能够表征物料的质量大小。

为了使得由计量仓140向集料容器196倾倒的物料能够尽可能多地都落入集料容器196内，下料机构10还包括落料仓190，落料仓190安装于机架110上且位于计量仓140的下方，落料仓190内部具有落料通道，落料通道由上至下向内收缩。具体地，如图3所示，落料仓190通过第二固定元件安装于机架110上。落料通道的通过面积由入料至出料呈缩小的趋势，使得下落的物料被收束至集料容器196所覆盖的范围，从而减少物料下落的过程中的浪费。

请参阅图5及图6，本申请第二方面实施例提供了一种食品加工设备1。食品加工设备1包括下料机构10、加水机构、加油机构及壳体50，下料机构10、加水机构以及加油机构均位于壳体50内。下料机构10用于向备料工位提供大米等食材。

加水机构包括储水容器210及与储水容器210相连的输水管路(图中未示出)。储水容器210可选用水桶。

加油机构包括储油容器310及与储油容器310相连的输油管路(图中未示出)。储油容器310可选用食用油桶。

具体地，如图6所示，下料机构10位于壳体50内的上部，加水机构及加油机构位于壳体50内的下部。下料机构10的集料容器196可以作为食品加工设备1的备料工位。换言之，下料机构10的集料容器196除了承接来自下料机构10的进料仓的120的食材，也可以用于承接加水机构输送的水以及加油机构输送的食用油。

请参阅图6，加水机构包括第一泵220，加油机构包括第二泵320，第一泵220用于将储水容器210中的水输送至备料工位中，第二泵320用于将储油容器310中的食用油输送至同一备料工位中。借助于第一泵220和第二泵320，位于下方的水和食用油能够被输送至同一备料工位中，使得下料机构10与加水机构/加油机构的上下方向布置成为可能，整个设备得以结构紧凑化。具体地，第一泵220和第二泵320可选用蠕动泵，分别为第一蠕动泵和第二蠕动泵。蠕动泵具有易于清洗的优势。

不难理解，除了下料机构10能够定量下料之外，通过控制第一泵220的工作时间或者控制第二泵320的工作时间，也能够较为精确地控制加水或加油的量。

以下结合图1至图6，描述食品加工设备1的一种具体的实施例。具体地，食品加工设备1是用于煲仔饭制作的自动加油加水加米装置。该装置包括机架110、食用油桶、水桶、蠕动泵及下料机构10。下料机构10所在的区域为落料区，食用油桶和水桶所在的区域为加水/加油区，落料区与其下方的加水/加油区以隔板相隔而分别处于不同的腔室。

下料机构10包括机架110(图6中，机架110为主体框架)、进料仓120(图6中，进料仓120为储米漏斗)、齿轮齿条传动机构136、第一电机安装元件、第一电机134、计量仓140(图6中，计量仓140为计量板)、第二电机142、联轴器144、调节元件170、支撑元件180(图6中，支撑元件180为支撑板)、压力传感器150、第一固定元件、第二固定元件、第三固定元件164、落料仓190、缓冲元件160(图6中，缓冲元件160为落米缓冲板)、滑动门130及滑动轨道132。调节元件170、第一固定元件、第二固定元件、第三固定元件164以及第一电机安装元件均为钣金件。

如图6所示，下料机构10作为加米机构，其储米漏斗固定在主体框架上，储米漏斗的底部出口处设置有滑动门130，第一电机134通过齿轮齿条传动机构136控制滑动门130的开关。落米缓冲板在滑动门130的下方，落米缓冲板的一侧与第一固定元件铰接，另一侧与调节元件170连接。调节元件170能够调整落米缓冲区的倾斜角度。计量板两侧与支撑板铰接，支撑板固定于压力传感器150上。第一电机134通过联轴器144直接驱动计量板旋转下料。

加油机构的食用油桶放置于主体框架的下部，第二蠕动泵的进油口通过输油管路与食用油桶相连通，蠕动泵的出油口通过输油管路与喷油嘴330相连通。喷油嘴330安装在第二固定元件上。

加水机构的水桶也放置在主体框架的下部，第一蠕动泵的进水口通过输水管路与水桶相连通，第一蠕动泵的出水口通过输水管路与注水管230相连通。注水管230安装在第二固定元件上。

用于煲仔饭制作的自动加油加水加米装置的使用方法及工作原理如下：

煲仔饭的备料过程：工作人员将空的瓦煲(可作为备料工位)放置落料区，该自动加油加水加米装置依次完成加油、加米和加水工序。

加油工序：第二蠕动泵抽取食用油，在一定压力下食用油由喷油嘴330处朝向瓦煲喷出；

加水工序：第一蠕动泵抽取清水，通过注水管230注入瓦煲。通过调节蠕动泵的工作时间，可控制加入的清水的量；

加米工序：滑动门130最初处于关闭状态。收到控制器的加米指令后，第一电机134驱动滑动门130打开。米从储米漏斗中落下至具有一定倾斜角度的落米缓冲板，落下的米再以一定的流速落至计量板。压力传感器监测计量板上的米的质量。当达到预设的质量时，滑动门130关闭，停止落米。由于摩擦力的存在，落米缓冲板上的少量米也将停止滑落。此时，第一电机134驱动计量板翻转倒料，米通过下方的落料仓190落至瓦煲中。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.下料机构，其特征在于，包括：

机架；

进料仓，所述进料仓安装于所述机架上且所述进料仓的底部设有下料口；

启闭元件，所述启闭元件用于打开或关闭所述下料口；

计量仓，所述计量仓用于承接下落的物料；以及

压力传感器，所述压力传感器用于测得落入所述计量仓的物料的重量，从而在物料重量达到阈值后所述启闭元件关闭所述下料口。

2.根据权利要求1所述的下料机构，其特征在于，所述下料机构还包括缓冲元件，所述缓冲元件安装于所述机架上且位于所述下料口的下方，所述缓冲元件相对于水平面倾斜布置，所述计量仓位于所述缓冲元件的下方。

3.根据权利要求2所述的下料机构，其特征在于，所述下料机构还包括滑动轨道，所述启闭元件包括滑动门，所述滑动门能够沿所述滑动轨道滑动而打开或关闭所述下料口。

4.根据权利要求3所述的下料机构，其特征在于，所述下料机构还包括第一电机，所述第一电机通过齿轮齿条传动机构与所述滑动门传动连接。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的下料机构，其特征在于，所述下料机构还包括调节元件及第一固定元件，所述缓冲元件上开设有第一滑槽，所述调节元件上开设有第二滑槽，所述第一滑槽与所述第二滑槽交叉，所述缓冲元件的一端与所述机架可转动连接，所述第一固定元件穿过所述第一滑槽及所述第二滑槽后与所述机架可拆卸地固定连接。

6.根据权利要求1所述的下料机构，其特征在于，所述下料机构还包括支撑元件，所述支撑元件安装于所述机架上，所述支撑元件与所述计量仓可转动连接，所述支撑元件用于支撑所述计量仓。

7.根据权利要求6所述的下料机构，其特征在于，所述压力传感器安装于所述支撑元件的底部。

8.根据权利要求1所述的下料机构，其特征在于，所述计量仓安装于所述机架上，所述计量仓的底部敞口且设置有卸料门以关闭所述计量仓的底部，所述卸料门的材质包括强磁性材料，所述卸料门的一端与所述计量仓的底部铰接，所述计量仓的底部对应于所述卸料门的另一端的位置设置有电磁铁。

9.根据权利要求1所述的下料机构，其特征在于，所述下料机构还包括落料仓，所述落料仓安装于所述机架上且位于所述计量仓的下方，所述落料仓内部具有落料通道，所述落料通道由上至下向内收缩。

10.食品加工设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9中任一项所述的下料机构；

加水机构，所述加水机构包括储水容器及与所述储水容器相连的输水管路；以及

加油机构，所述加油机构包括储油容器及与所述储油容器相连的输油管路；

其中，来自所述下料机构的食材、来自所述加水机构的水以及来自所述加油机构的食用油被输送至同一备料工位；所述加水机构及所述加油机构均安装于所述下料机构的所述机架上，所述下料机构位于所述加水机构及所述加油机构的上方，所述加水机构包括第一泵，所述加油机构包括第二泵，所述第一泵用于将所述储水容器中的水输送至所述备料工位，所述第二泵用于将所述储油容器中的食用油输送至所述备料工位。

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