CN207322536U - 一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，适用于奶油、糖霜、冰激凌、果酱、沙拉等材料在各式蛋糕、西饼上绘制艺术图案或三维造型。本实用新型的技术方案如下：一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，包括机架、喷嘴、摆动运动装置、横向运动装置、垂直运动装置、工作台、旋转运动装置、纵向运动装置，喷嘴置于摆动装置上，摆动运动装置放置在横向运动装置上，横向运动装置通过机架放置在垂直运动装置上，工作台放置在旋转运动装置上，旋转运动装置放置在纵向运动装置上。本实用新型采用3D打印技术，针对复杂形状进行裱花，适用于奶油、糖霜、冰激凌、果酱、沙拉等材料在各式蛋糕、西饼上绘制艺术图案或三维艺术造型。

Description

一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置

技术领域

本实用新型涉及一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，适用于奶油、糖霜、冰激凌、果酱、沙拉等材料在各式蛋糕、西饼上绘制艺术图案或三维造型。

背景技术

在重大节庆及婚庆中，食品装饰大量应用于宴请，例如将奶油、糖霜、冰激凌、果酱、沙拉等在各式蛋糕、西饼上绘制各种图案或塑造各种造型，传统食品装饰是由面点师傅依靠经验手工妆点，不仅速度慢、花样少而陈旧、且成本高、不卫生。在糕点行业引入3D打印技术，将五轴的复杂数控形式引入到生活中，可以满足生活对复杂裱花艺术造型的需求，可以大大提高工作效率、节约资源，还能满足大众化、个性化的营养、美味、秀色可餐的需求。因此，需要开发一种机器可以模拟人工的手法在食品上用奶油等绘制图案或造型。

实用新型内容

本实用新型的目的是将工业上复杂的五轴作业(五轴数控机床的工作原理)引入在日常生活中的食品图案绘制或造型制作当中，采用3D打印技术，针对复杂形状进行裱花，提供一种结构简单紧凑、易操作、成本低的、功能简化了的数控装置，其功能仍包含数控技术中图案设计、运动执行及奶油喷绘的全部内容，适用于奶油、糖霜、冰激凌、果酱、沙拉等材料在各式蛋糕、西饼上绘制艺术图案或三维艺术造型。

本实用新型的技术方案如下：

一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，包括机架、喷嘴、摆动运动装置、横向运动装置、垂直运动装置、工作台、旋转运动装置、纵向运动装置，喷嘴置于摆动装置上，摆动运动装置放置在横向运动装置上，横向运动装置通过机架放置在垂直运动装置上，工作台放置在旋转运动装置上，旋转运动装置放置在纵向运动装置上。

所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其中所述机架用于支撑裱花装置和工作平台，所述机架由四块实心梯形板、两块实心矩形板、两块空心矩形板和横梁构成，所述实心梯形板垂直于地面，其突出部位沿纵向插入空心矩形板的孔内，实心梯形板与空心矩形板相互垂直，两块空心矩形板平行放置，两块空心矩形板通过横梁连接，两块所述实心矩形板沿横向插入四块实心梯形板的孔内，相互垂直。

所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其中所述摆动运动装置用于带动喷嘴横向摇摆，所述摆动运动装置是由电机一、小齿轮一、大齿轮一、轴一、轴承座构成，所述电机一沿横向放置，小齿轮一套在电机一上，所述轴承座沿纵向放置，轴一插在轴承座内，大齿轮一套在轴一上，小齿轮一与大齿轮一相互啮合，摆动运动装置带动喷嘴左右摆动，摆动幅度为左右30度，使喷嘴在倾斜过程中实现与工作台的相对运动以便逐层绘制图案。

所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其中所述横向运动装置用于带动喷嘴横向移动，所述横向运动装置是由电机二、皮带轮一、皮带一、支架、构件一、光杠一、套筒一构成；所述电机二沿纵向放置，固定在一个支架上，一个皮带轮一套在电机二上，另一个皮带轮一固定在另一个支架上，皮带一套在两个皮带轮一上，构件一通过卡槽一卡在皮带一上，所述构件一为带动喷嘴移动的支架，所述光杠一沿横向固定在一个支架上，所述套筒一套在光杠一上，构件一套在套筒一上，横向运动装置带动喷嘴横向移动，使喷嘴在横向移动过程中实现与工作台的相对运动以便逐层绘制图案。

所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其中所述垂直运动装置用于带动喷嘴垂直移动，所述垂直运动装置是由两个电机三、丝杠、联轴器、光杠二、支架、套筒二构成，一个所述电机三沿垂直方向放置，丝杠通过联轴器与电机三相连，所述的光杠二固定在丝杠的一侧，所述的套筒二套在光杠二上，所述支架套在套筒二上，另一电机三沿垂直方向放置，丝杠通过联轴器与电机三相连，所述光杠二固定在丝杠的一侧，所述套筒二套在光杠上，两个电机三联动，所述垂直运动装置带动喷嘴沿垂直方向移动，使喷嘴在沿垂直方向移动过程中实现与工作台的相对运动以便逐层绘制图案。

所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其中所述工作台为圆形板子，固定在旋转装置正上方，所述工作台可实现绕垂直方向的旋转运动和沿纵向的移动运动。

所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其中所述旋转运动装置用于带动工作台绕垂直方向旋转，旋转运动装置是由电机四、小齿轮二、大齿轮二、轴二、轴承、板子一构成，所述电机四沿垂直方向放置，固定在板子一上，小齿轮二套在电机四上，所述轴承沿垂直方向放置，固定在板子一上，轴二安装在轴承内，大齿轮二套在轴二上，小齿轮二与大齿轮二相互啮合，轴二插在工作台内，所述旋转运动装置带动工作台绕垂直方向旋转，使工作台在绕垂直方向旋转过程中实现与喷嘴的相对运动以便逐层绘制图案。

所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其中所述纵向运动装置用于带动工作台纵向移动，所述纵向运动装置是由电机五、皮带轮二、皮带二、构件二、板子二、两块矩形板、套筒三、光杠三构成，所述电机五沿横向放置，固定在一块矩形板上，一个皮带轮二套在电机五上，另一个皮带轮二套在另一块矩形板上，皮带二套在两个皮带轮二上，构件二通过卡槽二固定在皮带二上，所述构件二为带动板子二移动的支架，构件二垂直固定在板子二上，所述光杠三固定在两个矩形板上，套筒三套在光杠三上，板子二套在光杠三上，所述纵向运动装置带动工作台沿纵向方向移动，使工作台在沿纵向方向移动过程中实现与喷嘴的相对运动以便逐层绘制图案。

所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其中所述喷嘴通过奶油泵挤压输送奶油，喷嘴通过横向摆动或者横向移动或者垂直移动与工作台形成相对运动，完成裱花作业，所述喷嘴为单头装置负责单一色彩的物料喷绘或一组多色彩的物料喷绘装置或多组物料同时喷绘的批量生产形式。

上述蛋糕三维裱花的五轴运动装置，裱花过程中，五轴运动一起构成喷嘴与工作台的相对运动，物料通过喷嘴沿着喷嘴的轨迹裱出复杂形状或形体。利用本装置进行裱花，需要先期准备裱花图案，规划裱花路径，及喷嘴与工作台的相对运动轨迹，然后裱花路径分解为可实现的、适合裱花运动的裱花路径段，通过各轴运动的合理调配实现喷嘴相对于工作台的运动完成裱花路径段，通过各裱花路径段的依次实现，喷嘴通过奶油泵挤出物料，完成复杂图案的裱花作业。

本实用新型的优点包括：根据单层喷绘多层堆积的原理实现了奶油图案的喷绘和造型，图案的艺术效果好，可个性化、批量制作；将工业上复杂的五轴作业引入在日常生活中的食品图案绘制或造型制作当中，采用3D打印技术，针对复杂形状进行裱花；结构简单紧凑、操作方便、效率高、成本低廉。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是本实用新型的喷嘴工作结构示意图；

图3是本实用新型的工作台立体结构示意图一；

图4是本实用新型的工作台立体结构示意图二。

具体实施方式

下面通过实施例和附图对本实用新型作进一步详述。

本实用新型提供一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，如图1-4所示，包括机架、喷嘴43、工作台33、摆动运动装置、横向运动装置、垂直运动装置、旋转运动装置和纵向运动装置，所述机架包括实心梯形板1、2、7和12及空心矩形板3和8，所述工作台33位于空心矩形板3和8底部，垂直于空心矩形板3和8，所述喷嘴43设置在空心矩形板3和8之间，且平行于空心矩形板3和8，位于工作台33正上方；所述摆动运动装置包括电机一47、轴承座42和44、轴一48、小齿轮一46和大齿轮一45，所述电机一47的型号是HSTM42-1.8-S-26-4-0.4，所述轴承座42和44型号是BGHK6000ZZ-20，所述轴一48型号是RDC015-125，所述小齿轮一型号是GEAHBH1.0-30-8-A-15，所述大齿轮一型号是GEAHBH1.0-80-8-A-15，所述电机一47沿横向水平放置在构件一40上，所述轴承座42和44沿纵向水平固定在构件一40上，所述轴一48套在轴承座42和44上，所述喷嘴43固定在轴一48上，所述小齿轮一46固定在电机一47上，所述大齿轮一45固定在轴一48上，小齿轮一46与大齿轮一45相互啮合，可实现带动喷嘴43横向摇摆的运动要求。

所述横向运动装置包括电机二41、支架6、18、16和21、光杠一36、38、49和35、皮带一37、套筒一39，所述电机二41型号是HSTM42-1.8-S-26-4-0.4，所述皮带一37型号是LTBJA－AT5150－1000，所述光杠一36、38、49和35型号是RDC016-510，所述套筒一39型号是SLMUWS,所述电机二41沿纵向水平固定在支架6上，所述光杠一36、38固定在支架6、18上，所述光杠一49、35固定在支架21、16上。所述构件一40通过套筒一39套在光杠36、38、49和35上，且平行于地面，所述皮带一37套在电机二41上，所述构件一40通过卡槽一固定在皮带一37上，可实现带动喷嘴43横向移动的运动要求。

所述垂直运动装置包括电机三11和14、丝杠4和17、光杠二5、13、9和15、联轴器10，所述电机三11、14型号是HSTM42-1.8-S-26-4-0.4，所述丝杠4、17型号是C-BSS1510-300，所述联轴器10型号是CPLCN40-15-15，所述光杠二5、13、9、15型号是RDC015-320，所述电机三11、14垂直放置，所述丝杠4和17竖直放置，所述光杠二5、13分别置于丝杠4、17左右两侧，所述光杠二9、15置于丝杠4和17正前方，丝杠4、17通过联轴器10与电机三11、14连接。支架6套在丝杠4及光杠二5上，支架16套在丝杠17和光杠二13上，支架18套在光杠二15上，支架21套在光杠二9上，支架6、16、18和21相互平行，且垂直地面，可实现带动喷嘴43垂直移动的运动要求。

所述旋转运动装置包括电机四30、板子一23、轴承31、轴二32、小齿轮二19、大齿轮二20，所述电机四30型号是HSTM42-1.8-S-26-4-0.4，所述轴承31型号是5025，所述轴二32型号是RDC025-35，所述小齿轮二19型号是GEAHBH1.0-30-8-A-15，所述大齿轮二20型号是GEAHBH1.0-80-8-A-15，所述电机四30沿竖直方向垂直于板子一23放置，所述轴承31固定在板子一23上，所述轴二32垂直固定在轴承31上，工作台33垂直固定在轴二32上，平行于地面，所述小齿轮二19固定在电机四30上，所述大齿轮二20固定在轴二32上，小齿轮二19与大齿轮二20相互啮合，可实现带动工作台33绕垂直方向旋转的的运动要求。

所述纵向运动装置包括电机五27、板子二34和22、光杠三24和28、套筒三29、皮带二25、构件二26，所述电机五27型号是HSTM42-1.8-S-26-4-0.4，所述光杠三28、24型号是RDC015-450，所述皮带二25型号是LTBJA－AT5150－1200，所述套筒29型号是SLMUWS，所述电机五27沿横向水平固定在板子二34上，所述板子二22垂直固定在实心梯形板1、2上，所述板子二34垂直固定在实心梯形板7、12上，所述光杠三24和28固定在板子二34和22上，所述套筒三29固定在光杠三24和28上，所述板子一23固定在套筒三29上，所述构件二26垂直固定在板子一23上，所述皮带二25套在电机五27上，构件二26通过卡槽二固定在皮带二25上，可实现带动工作台纵向移动的运动要求。

本实用新型具体应用时，奶油喷嘴可有多种形式，可以是单头装置负责单一色彩物料的喷绘，也可以形成一组多色彩物料的喷绘装置，还可以多组物料同时喷绘的批量生产形式。同时，喷嘴43出口的形状可以根据实际需求定制。

裱花过程中，五轴运动一起构成喷嘴与工作台的相对运动，分别为摆动运动装置带动喷嘴横向摇摆、横向运动装置带动喷嘴横向运动、垂直运动装置带动喷嘴上下移动、旋转运动装置带动工作台绕垂直方向旋转、纵向运动装置带动工作台纵向移动，物料通过喷嘴沿着喷嘴的轨迹裱出复杂形状或形体，利用本装置进行裱花，需要先期准备裱花图案，规划裱花路径，及喷嘴与工作台的相对运动轨迹，然后裱花路径分解为可实现的、适合裱花运动的裱花路径段，通过各轴运动的合理调配实现喷嘴相对于工作台的运动完成裱花路径段，通过各裱花路径段的依次实现，喷嘴通过奶油泵挤出物料，完成复杂图案的裱花作业。

Claims (9)

1.一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其特征在于：包括机架、喷嘴、摆动运动装置、横向运动装置、垂直运动装置、工作台、旋转运动装置、纵向运动装置，喷嘴置于摆动装置上，摆动运动装置放置在横向运动装置上，横向运动装置通过机架放置在垂直运动装置上，工作台放置在旋转运动装置上，旋转运动装置放置在纵向运动装置上。

2.根据权利要求1所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其特征在于：所述机架用于支撑裱花装置和工作平台，所述机架由四块实心梯形板、两块实心矩形板、两块空心矩形板和横梁构成，所述实心梯形板垂直于地面，其突出部位沿纵向插入空心矩形板的孔内，实心梯形板与空心矩形板相互垂直，两块空心矩形板平行放置，两块空心矩形板通过横梁连接，两块所述实心矩形板沿横向插入四块实心梯形板的孔内，相互垂直。

3.根据权利要求1所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其特征在于：所述摆动运动装置用于带动喷嘴横向摇摆，所述摆动运动装置是由电机一、小齿轮一、大齿轮一、轴一、轴承座构成，所述电机一沿横向放置，小齿轮一套在电机一上，所述轴承座沿纵向放置，轴一插在轴承座内，大齿轮一套在轴一上，小齿轮一与大齿轮一相互啮合，摆动运动装置带动喷嘴左右摆动，摆动幅度为左右30度，使喷嘴在倾斜过程中实现与工作台的相对运动以便逐层绘制图案。

4.根据权利要求1所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其特征在于：所述横向运动装置用于带动喷嘴横向移动，所述横向运动装置是由电机二、皮带轮一、皮带一、支架、构件一、光杠一、套筒一构成；所述电机二沿纵向放置固定在所述支架上，一个皮带轮一套在电机二上，另一个皮带轮一固定在另一横向支架一上，皮带一套在两个皮带轮一上，构件一通过卡槽一卡在皮带一上，所述构件一为带动喷嘴移动的支架，所述光杠一沿横向固定在支架上，所述套筒一套在光杠一上，构件一套在套筒一上，横向运动装置带动喷嘴横向移动，使喷嘴在横向移动过程中实现与工作台的相对运动以便逐层绘制图案。

5.根据权利要求4所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其特征在于：所述垂直运动装置用于带动喷嘴垂直移动，所述垂直运动装置是由两个电机三、丝杠、联轴器、光杠二、所述支架、套筒二构成，一个所述电机三沿垂直方向放置，丝杠通过联轴器与电机三相连，所述的光杠二固定在丝杠的一侧，所述的套筒二套在光杠二上，所述支架套在套筒二上，另一电机三沿垂直方向放置，丝杠通过联轴器与电机三相连，所述光杠二固定在丝杠的一侧，所述套筒二套在光杠上，两个电机三联动，所述垂直运动装置带动喷嘴沿垂直方向移动，使喷嘴在沿垂直方向移动过程中实现与工作台的相对运动以便逐层绘制图案。

6.根据权利要求1所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其特征在于：所述工作台为圆形板子，固定在旋转装置正上方，所述工作台可实现绕垂直方向的旋转运动和沿纵向的移动运动。

7.根据权利要求1所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其特征在于：所述旋转运动装置用于带动工作台绕垂直方向旋转，旋转运动装置是由电机四、小齿轮二、大齿轮二、轴二、轴承、板子一构成，所述电机四沿垂直方向放置，固定在板子一上，小齿轮二套在电机四上，所述轴承沿垂直方向放置，固定在板子一上，轴二安装在轴承内，大齿轮二套在轴二上，小齿轮二与大齿轮二相互啮合，轴二插在工作台内，所述旋转运动装置带动工作台绕垂直方向旋转，使工作台在绕垂直方向旋转过程中实现与喷嘴的相对运动以便逐层绘制图案。

8.根据权利要求1所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其特征在于：所述纵向运动装置用于带动工作台纵向移动，所述纵向运动装置是由电机五、皮带轮二、皮带二、构件二、板子二、两块矩形板、套筒三、光杠三构成，所述电机五沿横向放置，固定在一块矩形板上，一个皮带轮二套在电机五上，另一个皮带轮二套在另一块矩形板上，皮带二套在两个皮带轮二上，构件二通过卡槽二固定在皮带二上，所述构件二为带动板子二移动的支架，构件二垂直固定在板子二上，所述光杠三固定在两个矩形板上，套筒三套在光杠三上，板子二套在光杠三上，所述纵向运动装置带动工作台沿纵向方向移动，使工作台在沿纵向方向移动过程中实现与喷嘴的相对运动以便逐层绘制图案。

9.根据权利要求1所述一种蛋糕三维裱花的五轴运动装置，其特征在于：所述喷嘴通过奶油泵挤压输送奶油，喷嘴通过横向摆动或者横向移动或者垂直移动与工作台形成相对运动，完成裱花作业，所述喷嘴为单头装置负责单一色彩的物料喷绘或一组多色彩的物料喷绘装置或多组物料同时喷绘的批量生产形式。