CN203804982U - 一种一次性纸杯取用装置 - Google Patents

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张国涛
史朋要
冯瑞成
芮执元
李丽
冯媚
李海燕
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Abstract

一种一次性纸杯取用装置,包括主体框架、机械臂系统、机械臂旋转机构、机械臂升降机构、纸杯储存机构、控制系统;控制系统通过机械臂旋转机构和机械臂升降机构来实现机械臂系统的升降和旋转;机械臂系统末端执行件为吸盘,由空气泵提供负压;一次性纸杯储存机构主要作用是确保机械臂系统一次性只取走一个纸杯,由弹簧、卡簧、拉簧协调作用来实现。机械臂旋转机构和机械臂升降机构能快速定位,确保机械臂系统的执行末端吸盘能够准确吸附纸杯底部,然后向上抽取将纸杯,将纸杯从纸杯储存机构中取出。与此同时,纸杯组在弹簧、卡簧、拉簧的作用下向上移动一个距离,恢复到取纸杯前的状态,直到机械手取尽最后一个纸杯,再由人工放进去新的纸杯组。

Description

—种一次性纸杯取用装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及纸杯的取用装置。
背景技术
[0002]目前市场上出现了一类茶饮服务机器人,由机器人为人们提供茶饮,该类机器人所用的水杯都是经过专门设计的,费用较高,而且使用后的杯子还需要清洗、消毒等工作,比较麻烦,从而对茶饮服务机器人的大面积推广造成困扰。该类茶饮机器人没有使用一次性纸杯的原因有两个:一个是基于一次性纸杯的自身特性和存放特点,设计出来的取用装置不能有效快速地一次取用一个纸杯;第二个是出于保护环境的考虑而没有选用一次性纸杯。但随着餐厅、医院等公共场所流动人口的剧增,使得一次性纸杯的变得更加普及,但缺乏一次性纸杯的取用自动装置。
发明内容
[0003] 本实用新型的目的在于解决茶饮服务机器人取纸杯过程中存在的问题,实现对一次性纸杯组一次取用一个纸杯的问题。
[0004] 本实用新型是一种一次性纸杯取用装置,它包括主体框架1、机械臂系统a、机械臂旋转机构b、机械臂升降机构C、纸杯储存机构d ;
[0005] 所述机械臂系统a包括大臂16,大臂16的一段设有螺纹孔,与丝杠15配合连接,第一舵机18固定在大臂16上,小臂19末端固定有第二舵机20,通过连接杆21与吸盘接头22连接,吸盘接头22与吸盘23相连接,吸盘23由空气泵10提供负压;
[0006] 所述机械臂旋转机构b包括联结在主体框架I上的电机支座4,联结在电机支座4上的第一电机5,第一齿轮6与第一电机5连接,第二齿轮8与第一齿轮6哨合,将动力传递给机械臂升降机构c ;
[0007] 所述机械臂升降机构C,包括联结在第二齿轮8上的第二电机9,第二电机9的轴通过联轴器12与丝杠15连接,丝杠15在第二电机9带动下将动力传递给大臂16,从而可实现机械臂系统a的升降;
[0008] 所述纸杯储存机构d,包括联结在主体框架I上的纸杯桶29和弹簧支座31,弹簧30 一端固定在弹簧支座31上,弹簧30另一端联结弹簧顶盖32,弹簧顶盖32与反扣在纸杯桶29里纸杯组24中的第一个纸杯底部接触,卡簧28有四个,均布于纸杯桶29四周,通过开口销26连接,并由拉簧27提供拉伸力,使卡簧28紧贴纸杯组24最后一个纸杯外壁并卡住其杯沿;由吸盘吸附住纸杯组24最后一个纸杯底部,并通过机械臂系统a、机械臂旋转机构b、机械臂升降机构C、纸杯储存机构d、控制系统的协调作用使纸杯组24最后一个纸杯向上拔出纸杯桶29,与此同时纸杯组24在弹簧28作用下向上移动,当卡簧28在拉簧27作用下卡住纸杯组倒24数第二个纸杯时,该装置完成一个纸杯的取用过程。
[0009] 本实用新型工作可靠,工作效率高,操作方便,应用在茶饮服务机器人上面后,可以向餐厅、医院等场所大规模推广。附图说明
[0010] 图1是本实用新型的立体结构图,图2是本实用新型的主视图,图3是图2的俯视图,图4是图2的左视图,图5是图3中机械臂升降机构(c)的E-E向放大4倍的剖视图,图6是图2中机械臂旋转机构(b)的G-G向放大4倍的剖视图,图7是主体框架的主视图,图8是主体框架的俯视图,图9是图7中B-B向放大4倍的剖视图,图10是图7中A-A向放大4倍的剖视图,图11是丝杠主视图,图12是大臂主视图,图13是大臂俯视图,图14是纸杯桶主视图,图15是卡簧主视图,图16是卡簧俯视图,图17是小臂左视图,图18是小臂主视图。
具体实施方式
[0011] 本实用新型是一种一次性纸杯取用装置,包括主体框架、机械臂系统、机械臂旋转机构、机械臂升降机构、纸杯储存机构、控制系统;控制系统通过机械臂旋转机构和机械臂升降机构来实现机械臂系统的升降和旋转;机械臂系统末端执行件为吸盘,由空气泵提供负压;一次性纸杯储存机构主要作用是确保机械臂系统一次性只取走一个纸杯,主要由弹簧、卡簧、拉簧协调作用来实现。工作时,机械臂旋转机构和机械臂升降机构可以快速定位,确保机械臂系统的执行末端吸盘能够准确吸附纸杯底部,然后向上抽取将纸杯,从而可以将纸杯从纸杯储存机构中取出。与此同时,纸杯组在弹簧、卡簧、拉簧的作用下向上移动一个距离,恢复到取纸杯前的状态,直到机械手取尽最后一个纸杯,再由人工放进去新的纸杯组。
[0012] 如图f图18所示,附图标记及对应名称为:机械臂系统a,机械臂旋转机构b,机械臂升降机构c,纸杯储存机构d,主体框架1,控制箱2,控制箱盖3,电机支座4,第一电机5,第一齿轮6,止推轴承支座7,第二齿轮8,第二电机9,空气泵10,丝杠外套11,联轴器12,滑动轴承支座13,滑动轴承14,丝杠15,大臂16,丝杠顶盖17,第一舵机18,小臂19,第二舵机20,连接杆21,吸盘接头22,吸盘23,纸杯组24,卡环25,开口销26,拉簧27,卡簧28,纸杯桶29,弹簧30,弹簧支座31,弹簧顶盖32,套筒33,滚动轴承34,垫片35,螺母36,螺钉37,螺钉38,套筒39,螺母40,螺钉41,螺母42,螺钉43,止推轴承44,滑动轴承支座45,内六角螺钉46,螺钉47,空气泵支座48,主体框架I长方体框49,支撑杆50,滑动轴承安装孔51、55,第一螺钉安装孔53,第二螺钉安装孔52,第三螺钉安装孔54,第四螺钉安装孔64,第五螺钉安装孔62,第六螺钉安装孔63,第七螺钉安装孔59,第八螺钉安装孔60,第九螺钉安装孔69,第十螺钉安装孔83,螺钉安装孔57、72,电线、气动管路安装孔56,齿轮8凸台安装孔58,丝杠顶盖安装台61,与滚动轴承34配合的第二轴颈65,与联轴器12配合的第一轴颈66,丝杠15配合螺纹孔67,舵机18轴安装孔68,丁字形结构竖板71,丁字形结构横板73,纸杯桶29桶体74,卡簧28安装座75,卡簧28旋转轴安装孔76,拉簧27安装孔77,卡簧28水平部分78,拉簧27安装轴79,卡簧28安装轴80,开口销26安装孔81,卡簧28弧形边缘82,卡簧28安装槽84。
[0013] 如图1、2、3、4所示:本实用新型包括主体框架1、机械臂系统a、机械臂旋转机构b、机械臂升降机构C、纸杯储存机构d ;其中机械臂系统a包括大臂16,大臂16的一段设有螺纹孔,与丝杠15配合连接,第一舵机18固定在大臂16上,小臂19末端固定有第二舵机20,通过连接杆21与吸盘接头22连接,吸盘接头22与吸盘23相连接,吸盘23由空气泵10提供负压。
[0014] 所述机械臂旋转机构b包括联结在主体框架I上的电机支座4,联结在电机支座4上的第一电机5,第一齿轮6与第一电机5连接,第二齿轮8与第一齿轮6哨合,将动力传递给机械臂升降机构C。
[0015] 所述机械臂升降机构C,包括联结在第二齿轮8上的第二电机9,第二电机9的轴通过联轴器12与丝杠15连接,丝杠15在第二电机9带动下将动力传递给大臂16,从而可实现机械臂系统a的升降。
[0016] 所述纸杯储存机构d,包括联结在主体框架I上的纸杯桶29和弹簧支座31,弹簧30 一端固定在弹簧支座31上,弹簧30另一端联结弹簧顶盖32,弹簧顶盖32与反扣在纸杯桶29里纸杯组24中的第一个纸杯底部接触,卡簧28有四个,均布于纸杯桶29四周,通过开口销26连接,并由拉簧27提供拉伸力,使卡簧28紧贴纸杯组24最后一个纸杯外壁并卡住其杯沿。由吸盘吸附住纸杯组24最后一个纸杯底部,并通过机械臂系统a、机械臂旋转机构b、机械臂升降机构C、纸杯储存机构d、控制系统的协调作用使纸杯组24最后一个纸杯向上拔出纸杯桶29,与此同时纸杯组24在弹簧28作用下向上移动,当卡簧28在拉簧27作用下卡住纸杯组倒24数第二个纸杯时,该装置完成一个纸杯的取用过程。
[0017] 如图1、2、3、4所不:机械臂旋转机构b的第一电机5动作,带动第一齿轮6工作,通过第二齿轮8将动力传递至机械臂升降机构C,同时机械臂升降机构的第二电机9动作,将动力通过联轴器11传递至丝杠15,丝杠15与大臂16末端螺纹孔构成螺旋副;从而可以由机械臂旋转机构b和机械臂升降机构c协调作用调节机械臂系统a的位置,将机械臂系统a移动至纸杯储存机构d中纸杯组24的正上方,使吸盘23对准纸杯组24最后一个纸杯的底部,之后空气泵10开始工作,在机械臂系统a、机械臂升降机构c的协同作用下将纸杯组24最后一个纸杯拔出纸杯桶;当纸杯组24最后一个纸杯脱离卡簧28的束缚后,纸杯组24在弹簧30作用下将向上移动,直到卡簧28在拉簧27作用下卡住倒数第二个纸杯的杯沿,纸杯组24则停止向上移动,等待机械臂系统a再次取用纸杯。以上工作步骤循环往复,即可实现纸杯的多次取用,当纸杯组24中纸杯用尽之后,装新的纸杯组的时候,用手握住卡环25手柄使其沿纸杯桶轴向向上移动,从而可以顶起分布在纸杯桶23周围的四个卡簧28,然后将新的纸杯组放进去即可。
[0018] 如图1、图2、图5所示:机械臂升降机构C,止推轴承支座7通过四个螺钉43与主体框架I联结,第二齿轮8与止推轴承44配合连接,第二电机9通过四个螺钉47与第二齿轮8联结,联轴器12通过四个内六角螺钉46联结第二电机9的轴和丝杠15,丝杠另一端装有滚动轴承34,滚动轴承34外圈嵌套在丝杠外套11内圈,丝杠外套11外圈通过两个滑动轴承14连接,并由丝杠顶盖17作为限位原件,以防止丝杠外套11轴向移动;滑动轴承支座13通过螺钉与主体框架I联结。第二电机9工作时,带动丝杠15旋转,从而通过大臂16与丝杠15之间的螺旋副使机械臂系统a完成上升或下降的动作。
[0019] 如图1所示:机械臂旋转机构b,电机支座4通过八个螺钉固定在主体框架I上,第一电机5通过螺钉固定在电机支座4上面,第一电机5的轴联结第一齿轮6,第一齿轮6与第二齿轮8哨合组成齿轮副。第一电机5工作时,可以通过第一齿轮6与第二齿轮8的齿轮副带动机械臂升降机构c旋转,从而带动机械臂系统a旋转。[0020] 如图1、图2、图6、图7、图8、图9、图10所示,主体框架I主要结构为长方体框架49,框架上方设置有支撑杆50,作为丝杠15和丝杠外套11的顶盖支撑臂,丝杠顶盖17通过四个第一螺纹安装孔53安装在丝杠顶盖安装台61上面,两个滑动轴承支座分别通过两组第二螺钉安装孔52、第三螺钉安装孔54安装在主体框架I上,控制箱2通过第四螺钉安装孔64安装在主体框架I上,空气泵支座48通过第五螺钉安装孔62将空气泵10固定,电机支座4通过第六螺钉安装孔63将第一电机5固定,弹簧支座31通过第七螺钉安装孔59安装固定,纸杯桶29通过第八螺钉安装孔60安装固定。
[0021] 如图1、图2、图4、图11所示,丝杠15两端的安装第一轴颈66、第二轴颈65直径小于丝杠直径,第二轴颈65与滚动轴承34的内径配合,第一轴颈66与联轴器12的内径配合安装。
[0022] 如图1、图2、图4、图13所示,大臂16 —端设有螺纹孔67,与丝杠15配合形成螺旋副,另一端为第一舵机18安装部分,第一舵机18的轴通过安装孔68,并通过第九螺钉安装孔69安装固定。
[0023] 如图1、图2、图14所示,纸杯桶29为圆筒形结构,底部设有凸缘,凸缘上设有四个第十螺钉安装孔83,纸杯桶29上部设有四个卡簧安装槽84,卡簧28通过卡簧安装槽84卡住纸杯组24最后一个纸杯杯沿,四个卡簧安装座75均布于纸杯桶29周围,卡簧安装座上设有卡簧28旋转轴安装孔76和拉簧27安装孔77。
[0024] 如图1、图2、图3、图4、图15、图16所示,卡簧28为对号型结构,两卡簧体夹角为135° ,拉簧27安装轴设在卡簧水平部分78下面,卡簧水平部分78端部为能卡住纸杯杯沿的圆弧形,卡簧安装轴80设在卡簧倾斜部分的侧面,开口销26安装孔设在卡簧安装轴80端部。

Claims (6)

1.一种一次性纸杯取用装置,其特征在于:它包括主体框架(1)、机械臂系统(a)、机械臂旋转机构(b )、机械臂升降机构(c )、纸杯储存机构(d ); 所述机械臂系统(a)包括大臂(16),大臂(16)的一段设有螺纹孔,与丝杠(15)配合连接,第一舵机(18)固定在大臂(16)上,小臂(19)末端固定有第二舵机(20),通过连接杆(21)与吸盘接头(22)连接,吸盘接头(22)与吸盘(23)相连接,吸盘(23)由空气泵(10)提供负压; 所述机械臂旋转机构(b)包括联结在主体框架(1)上的电机支座(4),联结在电机支座(4)上的第一电机(5),第一齿轮(6)与第一电机(5)连接,第二齿轮(8)与第一齿轮(6)哨合,将动力传递给机械臂升降机构(c); 所述机械臂升降机构(c ),包括联结在第二齿轮(8 )上的第二电机(9 ),第二电机(9 )的轴通过联轴器(12)与丝杠(15)连接,丝杠(15)在第二电机(9)带动下将动力传递给大臂(16),从而可实现机械臂系统(a)的升降; 所述纸杯储存机构(d),包括联结在主体框架(1)上的纸杯桶(29)和弹簧支座(31 ),弹簧(30) —端固定在弹簧支座(31)上,弹簧(30)另一端联结弹簧顶盖(32),弹簧顶盖(32)与反扣在纸杯桶(29)里纸杯组(24)中的第一个纸杯底部接触,卡簧(28)有四个,均布于纸杯桶(29)四周,通过开口销(26)连接,并由拉簧(27)提供拉伸力,使卡簧(28)紧贴纸杯组 (24)最后一个纸杯外壁并卡住其杯沿;由吸盘吸附住纸杯组(24)最后一个纸杯底部,并通过机械臂系统(a)、机械臂旋转机构(b)、机械臂升降机构(C)、纸杯储存机构(d)、控制系统的协调作用使纸杯组(24)最后一个纸杯向上拔出纸杯桶(29),与此同时纸杯组(24)在弹簧(28)作用下向上移动,当卡簧(28)在拉簧(27)作用下卡住纸杯组倒(24)数第二个纸杯时,该装置完成一个纸杯的取用过程。
2.根据权利要求书I所述的一次性纸杯取用装置,其特征在于:所述的主体框架(1)主要结构为长方体框架(49),框架上方设置有支撑杆(50),作为丝杠(15)和丝杠外套(11)的顶盖支撑臂,丝杠顶盖(17)通过四个第一螺纹安装孔(53)安装在丝杠顶盖安装台(61)上面,两个滑动轴承支座分别通过两组第二螺钉安装孔(52)、第三螺钉安装孔(54)安装在主体框架(1)上,控制箱(2 )通过第四螺钉安装孔(64 )安装在主体框架(1)上,空气泵支座(48)通过第五螺钉安装孔(62)将空气泵(10)固定,电机支座(4)通过第六螺钉安装孔(63)将第一电机(5 )固定,弹簧支座(31)通过第七螺钉安装孔(59 )安装固定,纸杯桶(29 )通过第八螺钉安装孔(60)安装固定。
3.根据权利要求书I所述的一次性纸杯取用装置,其特征在于:所述的丝杠(15)两端的安装第一轴颈(66)、第二轴颈(65)直径小于丝杠直径,第二轴颈(65)与滚动轴承(34)的内径配合,第一轴颈(66)与联轴器(12)的内径配合安装。
4.根据权利要求书I所述的一次性纸杯取用装置,其特征在于:所述的大臂(16)—端设有螺纹孔(67),与丝杠(15)配合形成螺旋副,另一端为第一舵机(18)安装部分,第一舵机(18 )的轴通过安装孔(68 ),并通过第九螺钉安装孔(69 )安装固定。
5.根据权利要求书I所述的一次性纸杯取用装置,其特征在于:所述的纸杯桶(29)为圆筒形结构,底部设有凸缘,凸缘上设有四个第十螺钉安装孔(83),纸杯桶(29)上部设有四个卡簧安装槽(84),卡簧(28)通过卡簧安装槽(84)卡住纸杯组(24)最后一个纸杯杯沿,四个卡簧安装座(75)均布于纸杯桶(29)周围,卡簧安装座上设有卡簧(28)旋转轴安装孔(76)和拉簧(27)安装孔(77)。
6.根据权利要求书I所述的一次性纸杯取用装置,其特征在于:所述的卡簧(28)为对号型结构,两卡簧体夹角为135°,拉簧(27)安装轴设在卡簧水平部分(78)下面,卡簧水平部分(78 )端部为能卡住纸杯杯沿的圆弧形,卡簧安装轴(80 )设在卡簧倾斜部分的侧面,开口销(26 )安装孔设 在卡簧安装轴(80 )端部。
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