CN215302981U - 一种3d食物打印机挤出装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及3D打印技术领域，具体公开了一种用于食材混匀并可调整植物肉加工参数的3D食物打印机挤出装置，包括固定支架、容器组件、加热件及驱动组件，容器组件包括收容于固定支架内部并用于盛装食材的多个原料筒，固定支架底部设有与各原料筒底部连通的转接头，转接头的输出端设置有可拆卸的挤出头；加热件安装在转接头上并对转接头内的混合食材进行加热；驱动组件包括安装在固定支架上的电机、与电机输出端连接的主动齿轮及与主动齿轮配合的齿轮组，齿轮组包括一一对应各原料筒并依序啮合的多个从动齿轮，各从动齿轮上分别安装有伸入原料筒内的螺杆和套设在螺杆上并与螺杆螺纹连接的圆盘，圆盘在螺杆转动时相对螺杆升降以挤出食材。

Description

一种3D食物打印机挤出装置

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D食物打印机挤出装置。

背景技术

当前，3D食物打印机主要用于巧克力这类单一材料的甜品加工，通过3D打印技术加工甜品的不同外观形状，对于由多种原料组成的食物，如由豆类、坚果、全壳类、蔬菜以及菇类等植物蛋白为原料加工而成的植物肉，往往需要预先在外部设备中将各种原料混匀后，再将混匀物料加入3D打印机中进行加工。由于包含了多种食材，食材的混合温度、保温时间以及混匀时间等均对植物肉的口感产生影响，采用传统的机外混匀再进行打印的方式，一方面增多了植物肉的加工工序，增大了植入肉的加工难度；另一方面，机外混匀方式不利于控制植物肉加工参数，进而难以实现对植物肉品质的有效管控，不利于提高植物肉产品的市场竞争力。

实用新型内容

基于此，有必要针对植物肉加工难度大、品质不易管控的技术问题，提供一种用于食材混匀并可对植物肉加工参数进行调整的3D食物打印机挤出装置。

一种3D食物打印机挤出装置，该3D食物打印机挤出装置包括：

固定支架，所述固定支架安装在外部3D打印机上；

容器组件，所述容器组件包括收容于所述固定支架内部的多个原料筒，各所述原料筒分别用于盛装预定种类的食材，所述固定支架的底部设有转接头，所述转接头的输入端分别与各所述原料筒的底部连通，所述转接头的输出端设置有可拆卸的挤出头；

加热件，所述加热件安装在所述转接头上并与3D打印机的控制器电连接，用于对转接头内的混合食材进行加热；以及

驱动组件，所述驱动组件包括安装在所述固定支架外部的电机、与所述电机的输出端固定连接的主动齿轮以及与所述主动齿轮驱动连接的齿轮组，所述齿轮组包括一一对应各所述原料筒的多个从动齿轮，各所述从动齿轮相邻设置并依序啮合，每个所述从动齿轮上分别安装有伸入原料筒内腔的螺杆和套设在所述螺杆上并与所述螺杆螺纹连接的圆盘；

在电机工作时，各从动齿轮在主动齿轮的作用下转动，并分别带动螺杆转动，使得圆盘在原料筒内相对于螺杆做升降运动，以将原料筒内的食材挤入所述转接头内混匀。

在其中一个实施例中，所述固定支架包括主面开口的收纳盒以及安装在收纳盒的顶板一边侧的延伸板，所述容器组件收容于所述收纳盒内，所述电机安装在所述延伸板的底部，所述主动齿轮安装在所述延伸板的顶部，所述齿轮组安装在所述收纳盒的顶板上。

在其中一个实施例中，3D食物打印机挤出装置还包括限位板，所述限位板通过多根立柱分别与所述延伸板和收纳盒的顶板连接，且所述限位板与所述收纳盒之间形成有用于收容主动齿轮和齿轮组的容置空间。

在其中一个实施例中，所述收纳盒的两边侧分别开设有弧形缺口，用于提供原料筒的取卸位。

在其中一个实施例中，所述收纳盒的背板上设有至少一条凸筋，所述凸筋用于分隔所述收纳盒的内腔以形成多个原料筒安装位。

在其中一个实施例中，相邻两个所述原料筒之间通过卡条连接，所述凸筋上开设有与所述卡条卡接配合的卡口。

在其中一个实施例中，所述收纳盒的底板上开设有限位缺口，所述转接头嵌入所述限位缺口并分别与各原料筒连通，所述限位缺口的内表面形状与所述转接头的外轮廓形状相适应。

在其中一个实施例中，所述加热件为套设在所述转接头上的加热环。

在其中一个实施例中，所述挤出头呈漏斗状结构。

在其中一个实施例中，所述挤出头与所述转接头螺纹连接或凹凸配合。

实施本实用新型的3D食物打印机挤出装置，通过设置多个原料筒和转接头，可以同时准备多种食材并对食材混匀，无需进行机外混匀，减少了植物肉加工工序，降低了加工难度；通过调节电机的转速可以对混合食材的挤出速率进行控制，通过选取不同齿数的齿轮，可以对不同原料筒内圆盘的移动速率进行调整，进而控制不同食材的混合比例，以获得不同口味和口感的植物肉，通过设置加热件，可控制食材混匀后的温度，使得各类食材之间充分反应，进而改善植物肉口感，上述部件的设置，有利于对植物肉加工的参数进行调整，以实现对植物肉品质的管控，有利于提升植物肉产品的市场竞争力。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例中3D食物打印机挤出装置的结构示意图；

图2为图1所示实施例中A部分的局部放大结构示意图；

图3为本实用新型的一个实施例中3D食物打印机挤出装置的部分结构示意图；

图4为本实用新型的一个实施例中容器组件与加热件连接的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请结合图1与图2，本实用新型公开了一种用于食材混匀并可对植物肉加工参数进行调整的3D食物打印机挤出装置10，该3D食物打印机挤出装置10包括固定支架100、安装在固定支架100上并用于盛装和混合食材的容器组件200、用于对混匀食材加热以促进食材反应的加热件300以及用于提供容器组件200内食材混匀动力的驱动组件400，需要说明的是，由于本实施例是对食材加工以获得植物肉产品，采用的是动力挤压对食材进行混匀，因此，容器组件200内所盛入食材的粘稠度和流动性应当满足物料挤压混匀的要求。需要说明的是，图1与图2中的虚线部分仅用于说明部件之间被遮挡的部分，即说明各部件的位置关系，并未限定部件的结构。

本实施例的3D食物打印机挤出装置10是用于为3D打印机提供物料来源，即由容器组件200混匀后的食材是直接送入3D打印机的物料输入端的。本实施例中，固定支架100安装在外部3D打印机上，例如，固定支架100可以通过螺栓固定安装在3D打印机上，也可以采用卡扣、挂钩等方式可拆卸安装在3D打印机上。容器组件200包括收容于固定支架100内部的多个原料筒210，各原料筒210分别用于盛装预定种类的食材，固定支架100的底部设有转接头220，转接头220的输入端分别与各原料筒210的底部连通，转接头220的输出端设置有可拆卸的挤出头230，该挤出头230与转接头220连通，以承接从转接头220输出的混合食材。附图1中示出了固定支架100内设置两个原料筒210的情形，即用于加工由两种食材混合形成的植物肉，在加工其他类型的植物肉时，结合植物肉的原料种类，还可以设置更多个原料筒210，各个原料筒210既可以成排设置，也可以阵列设置，具体根据固定支架100的结构尺寸进行选择设计。加热件300安装在转接头220上并与3D打印机的控制器电连接，用于对转接头220内的混合食材进行加热，当然，加热件300也可以与外部的电控装置或电源装置连接。优选的，加热件300为套设在转接头220上的加热环，加热环工作时发热并对转接头220进行热辐射，使得转接头220升温，并为转接头220内混合物料的化学反应，如为发酵或腌制过程提供反应温度，以改善加工后的植物肉的口味和口感。

驱动组件400包括安装在固定支架100外部的电机410、与电机410的输出端固定连接的主动齿轮420以及与主动齿轮420驱动连接的齿轮组，齿轮组包括一一对应各原料筒210的多个从动齿轮430，各从动齿轮430相邻设置并依序啮合，每个从动齿轮430上分别安装有伸入原料筒210内腔的螺杆440和套设在螺杆440上并与螺杆440螺纹连接的圆盘450，圆盘450的外径小于原料筒210的内径，以利于食材经由圆盘450与原料筒210之间的空隙落入圆盘450的底部。可以理解为，驱动组件400包括了用于提供动力源的电机410，跟随电机410的转轴同步转动的主动齿轮420和分别为各个原料筒210内的食材提供挤压作用的驱动组，驱动组包括多个驱动单元，每个原料筒210对应一驱动单元，该驱动单元由从动齿轮430、螺杆440和圆盘450构成，相邻两个从动齿轮430啮合传动，与主动齿轮420邻接的从动齿轮430通过齿轮啮合的方式与主动齿轮420连接，以便于将电机410转动的驱动力逐一传递至各螺杆440。在电机410工作时，各从动齿轮430在主动齿轮420的作用下转动，并分别带动螺杆440转动，使得圆盘450在原料筒210内相对于螺杆440做升降运动，以将原料筒210内的食材挤入转接头220内混匀，通过选择不同齿数的从动齿轮430进行啮合传动，可以分别调节各个原料筒210内的圆盘450的升降速率，达到控制各类食材挤入转接头220内比例的目的。

请参阅图3，固定支架100包括主面开口的收纳盒110以及安装在收纳盒110的顶板112一边侧的延伸板120，容器组件200收容于收纳盒110内，电机410安装在延伸板120的底部，主动齿轮420安装在延伸板120的顶部，齿轮组安装在收纳盒110的顶板112上。进一步的，收纳盒110包括背板111、于背板111的顶部和底部相对设置的顶板112与底板113以及于背板111的两边侧相对设置的两个侧板114，收纳盒110的两边侧分别开设有弧形缺口115，即两个侧板114上分别开设有弧形缺口115，用于提供原料筒210的取卸位，这样，在需要拆卸或调整原料筒210的位置时，操作人员可以通过弧形缺口115将夹持工具或手指探入收纳盒110的内腔，增大了原料筒210在安装后的可抓持面积，从而降低了原料筒210的拆卸或位置调整难度。

一实施例中，3D食物打印机挤出装置10还包括限位板130，该限位板130位于收纳盒110的顶部，也可以理解为，限位板130位于收纳盒110的上方，限位板130通过多根立柱140分别与延伸板120和收纳盒110的顶板112连接，且限位板130与收纳盒110之间形成有用于收容主动齿轮420和齿轮组的容置空间150。具体的，电机410的转轴在穿设主动齿轮420后与限位板130转动连接，如此，实现了对电机410转轴和主动齿轮420的限位，防止主动齿轮420在转轴的带动下晃动或震颤，以提高齿轮传动的可靠性。进一步的，限位板130上于对应各个原料筒210的部位分别开设有通孔131，各螺杆440分别穿设通孔131，该通孔131可作为向原料筒210内注入食材原料的入料口。

收纳盒110的背板111上设有至少一条凸筋116，凸筋116用于分隔收纳盒110的内腔以形成多个原料筒210安装位，也就是说，凸筋116用于隔开各个原料筒210，实现对原料筒210的限位，防止原料筒210在收纳盒110内晃动。进一步的，请结合图3与图4，相邻两个原料筒210之间通过卡条240连接，凸筋116上开设有与卡条240卡接配合的卡口117。优选的，相邻两个原料筒210之间通过间隔设置的多个卡条240连接，以增大相邻原料筒210之间的连接强度，提高容器组件200的整体性。

请结合图1与图3，收纳盒110的底板113上开设有限位缺口118，转接头220嵌入限位缺口118并分别与各原料筒210连通，限位缺口118的内表面形状与转接头220的外轮廓形状相适应，防止转接头220相对于收纳盒110晃动，进而造成的转接头220与各个原料筒210连接部位松动问题，以提高挤出装置的结构稳定性。

一实施例中，挤出头230呈漏斗状结构，挤出头230漏斗状结构的大径端与转接头220连接，挤出头230漏斗结构的小径端为食材输出端，这样，当食材由挤出头230的小径端运动至小径端时，食材受到的挤压力增大，有助于食材进一步混匀，并利于混合食材挤出至3D打印机的物料输入端。进一步的，挤出头230与转接头220螺纹连接或凹凸配合。当挤出头230与转接头220螺纹连接时，转接头220的输出端开设有螺纹孔，挤出头230的外表面设有与螺纹孔配合的外螺纹；或转接头220的输出端设有具有外螺纹的安装管，挤出头230的内表面设有与安装管的外螺纹配合的内螺纹。挤出头230与转接头220螺纹凹凸配合时，转接头220的输出端的内表面设有凸环，挤出头230上开设有与该凸环凹凸配合的环形凹槽。当然，也可在转接头220的输出端开设安装孔，通过将挤出头230插入安装孔并与安装孔过盈配合的方式连接，以实现挤出头230在转接头220上的可拆卸安装。

实施本实用新型的3D食物打印机挤出装置10，通过设置多个原料筒210和转接头220，可以同时准备多种食材并对食材混匀，无需进行机外混匀，减少了植物肉加工工序，降低了加工难度；通过调节电机410的转速可以对混合食材的挤出速率进行控制，通过选取不同齿数的齿轮，可以对不同原料筒210内圆盘450的移动速率进行调整，进而控制不同食材的混合比例，以获得不同口味和口感的植物肉，通过设置加热件300，可控制食材混匀后的温度，使得各类食材之间充分反应，进而改善植物肉口感，上述部件的设置，有利于对植物肉加工的参数进行调整，以实现对植物肉品质的管控，有利于提升植物肉产品的市场竞争力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种3D食物打印机挤出装置，其特征在于，包括：

固定支架，所述固定支架安装在外部3D打印机上；

容器组件，所述容器组件包括收容于所述固定支架内部的多个原料筒，各所述原料筒分别用于盛装预定种类的食材，所述固定支架的底部设有转接头，所述转接头的输入端分别与各所述原料筒的底部连通，所述转接头的输出端设置有可拆卸的挤出头；

加热件，所述加热件安装在所述转接头上并与3D打印机的控制器电连接，用于对转接头内的混合食材进行加热；以及

驱动组件，所述驱动组件包括安装在所述固定支架外部的电机、与所述电机的输出端固定连接的主动齿轮以及与所述主动齿轮驱动连接的齿轮组，所述齿轮组包括一一对应各所述原料筒的多个从动齿轮，各所述从动齿轮相邻设置并依序啮合，每个所述从动齿轮上分别安装有伸入原料筒内腔的螺杆和套设在所述螺杆上并与所述螺杆螺纹连接的圆盘；

在电机工作时，各从动齿轮在主动齿轮的作用下转动，并分别带动螺杆转动，使得圆盘在原料筒内相对于螺杆做升降运动，以将原料筒内的食材挤入所述转接头内混匀。

2.根据权利要求1所述的3D食物打印机挤出装置，其特征在于，所述固定支架包括主面开口的收纳盒以及安装在收纳盒的顶板一边侧的延伸板，所述容器组件收容于所述收纳盒内，所述电机安装在所述延伸板的底部，所述主动齿轮安装在所述延伸板的顶部，所述齿轮组安装在所述收纳盒的顶板上。

3.根据权利要求2所述的3D食物打印机挤出装置，其特征在于，还包括限位板，所述限位板通过多根立柱分别与所述延伸板和收纳盒的顶板连接，且所述限位板与所述收纳盒之间形成有用于收容主动齿轮和齿轮组的容置空间。

4.根据权利要求3所述的3D食物打印机挤出装置，其特征在于，所述收纳盒的两边侧分别开设有弧形缺口，用于提供原料筒的取卸位。

5.根据权利要求4所述的3D食物打印机挤出装置，其特征在于，所述收纳盒的背板上设有至少一条凸筋，所述凸筋用于分隔所述收纳盒的内腔以形成多个原料筒安装位。

6.根据权利要求5所述的3D食物打印机挤出装置，其特征在于，相邻两个所述原料筒之间通过卡条连接，所述凸筋上开设有与所述卡条卡接配合的卡口。

7.根据权利要求6所述的3D食物打印机挤出装置，其特征在于，所述收纳盒的底板上开设有限位缺口，所述转接头嵌入所述限位缺口并分别与各原料筒连通，所述限位缺口的内表面形状与所述转接头的外轮廓形状相适应。

8.根据权利要求7所述的3D食物打印机挤出装置，其特征在于，所述加热件为套设在所述转接头上的加热环。

9.根据权利要求8所述的3D食物打印机挤出装置，其特征在于，所述挤出头呈漏斗状结构。

10.根据权利要求9所述的3D食物打印机挤出装置，其特征在于，所述挤出头与所述转接头螺纹连接或凹凸配合。

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