CN215624484U - 一种配菜机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动化设备的技术领域，具体涉及一种配菜机构，包括货架和三维机械臂，货架一侧设置三维机械臂，三维机械臂移取货架上的货品，货架上设置若干货道，货品按类别摆放于相应货道上，货架将货品自动推至货道靠近三维机械臂的一侧，三维机械臂可三维移动，移动至所需货品种类的货道将最近的货品取出并往外传递。具有自动化分拣配菜的功能，菜品靠自重自动补充置货架前排，货架上货道按照菜品种类补货，三维机械臂由后台系统控制夹取所需种类的菜品，实现配菜自动化。

Description

一种配菜机构

技术领域

本实用新型涉及自动化设备的技术领域，具体涉及一种配菜机构。

背景技术

在如火锅店等餐饮行业中，一般各种菜品出菜一般采用人工出菜的方式，人工需要从后厨分拣所需菜品，出菜效率低，费时费力，所需人手多，且储存处一般为补充库存与出菜为同一端，同时执行时易导致补充货物和取走货物的人相互干扰，效率低下，且菜品分类程度低，不利于数据统计。

实用新型内容

为了克服现有技术不足，现提出一种配菜机构，可自动分拣配菜。

本实用新型通过如下技术方案实现：

一种配菜机构，包括货架和三维机械臂，货架一侧设置三维机械臂，三维机械臂移取货架上的货品，货架上设置若干货道，货品按类别摆放于相应货道上，货架将货品自动推至货道靠近三维机械臂的一侧，三维机械臂可三维移动，移动至所需货品种类的货道将最近的货品取出并往外传递。

进一步地，包括若干数量的货架和三维机械臂，每个单元的货架配置相应的三维机械臂,亦可数量比不为1：1，即由单个三维机械臂负责多个货架单元或多个三维机械臂负责单个货架单元，但如此设置效率较低或三维机械臂工作区域划分混乱。

进一步地，所述三维机械臂包括机械夹爪、x向直线模组和y向直线模组，机械夹爪包括相连的夹具和伸缩臂，伸缩臂带动夹具在y轴方向直线运动，x向直线模组和y向直线模组分别控制机械夹爪在x轴、y轴方向直线运动。

进一步地，所述伸缩臂为三段式结构，包括固定段、中段、活动段，三者互相叠合滑动，以固定段为相对运动的参考系，中段及活动段可滑动延展，中段的直线运动由第一驱动装置控制，活动段的直线运动由第二驱动装置控制。

进一步地，所述固定段包括固定座和固定段滑块，固定段滑块固定安装在固定座上；

所述中段包括中段梁体、下导轨和第一齿条面，中段梁体底部设置下导轨，下导轨与固定段滑块滑动连接，中段梁体上设置有第一齿条面，第一齿条面与下导轨的延伸方向相同，固定段上安装第一驱动装置，控制一齿轮自转，该齿轮与第一齿条面啮合，从而控制中段滑动。

进一步地，所述中段还包括上导轨和中段滑块，上导轨设置在中段梁体的顶面，中段滑块与上导轨滑动连接，中段滑块与活动段固定连接；

第二驱动装置安装在中段上，跟随中段运动；

所述活动段包括活动段梁体和第二齿条面，第二齿条面设置在活动段梁体上，第二驱动装置控制一齿轮自转，该齿轮与第二齿条面啮合，从而控制活动段滑动。

进一步地，所述配菜机构包括第三驱动装置和夹具连接件，第三驱动装置通过夹具连接件与夹具连接，第三驱动装置控制夹具在活动段上直线运动。

进一步地，所述活动段包括第三齿条面和活动段导轨，均设置在活动段梁体上，活动段导轨上滑动连接有滑块，滑块与夹具连接件固定连接；

第三驱动装置控制一齿轮自转，该齿轮与第三齿条面啮合，从而控制夹具在活动段上滑动。

进一步地，述夹具包括滑台气缸和手指连接件，滑台气缸包括导轨和导轨上滑动连接的两个气缸滑块，气缸滑块通过手指连接件与手指连接，从而控制两个手指的间距。除了滑台气缸，亦可使用其它结构控制手指夹持，包括蜗轮蜗杆、凸轮滑槽、丝杠等结构均可实现。

进一步地，所述货架包括机架和滑道，机架上倾斜设置有若干滑道，滑道的高、低两端分别架设在高位横梁和低位横梁上，单个的高位横梁和低位横梁为一组，机架在竖直方向上设置有若干组高位横梁和低位横梁，每组上方排列若干滑道，滑道可拆卸地安装在机架上。

进一步地，所述高位横梁上安装若干高位卡持件，低位横梁上安装若干低位卡持件，滑道卡持在高位卡持件与低位卡持件之间。

进一步地，所述滑高位卡持件内部安装有RFID读写器。

进一步地，所述高位卡持件的侧面上安装有若干指示灯或显示器，指示灯由后台系统控制，以不同数量或灭亮状态或灯光颜色等来表示滑道的不同工作状态，显示器可显示数字，可用于表示滑道上菜品数量或需补货、已补货等数据。

进一步地，所述机架上安装有振动器，可使货架整体振动，防止菜盒停滞于滑道上，影响出菜。

进一步地，所述低位卡持件靠近滑道的侧面上安装有软质的缓冲件。

进一步地，所述滑道与水平面的倾斜夹角为3.8度。

本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：

1、具有自动化分拣配菜的功能，菜品靠自重自动补充置货架前排，货架上货道按照菜品种类补货，三维机械臂由后台系统控制夹取所需种类的菜品，实现配菜自动化；

2、本实用新型可根据实际需求自由设定货架以及三维机械臂的数量，自行排列组合，灵活度高；多台三维机械臂可提高配菜效率，适合流水线输送；

3、伸缩臂为伸缩结构，且每段行程可单独驱动控制，体积小，结构简单，适用范围广，且设计了三维机械臂，该笛卡尔机器人较现的机械悬臂在x、y轴移动方向上所需预留空间小；

4、本实用新型的货架结构简单，成本低，且滑道可快速拆卸，便于清洁及更换；

5、本实用新型的货架可根据需求按滑道位置将菜品分类，且有指示灯与显示器，便于出货、补货及数据统计；

6、本实用新型的货架上安装有振动器，可使货架整体振动，防止菜盒停滞于滑道上，影响出菜；

7、本实用新型的高位卡持件上安装有RFID读写器，用于读写菜盒上的电子标签，可识别菜品种类、数量、保质期等信息并将数据交付后台系统。

附图说明

图1为配菜机构的立体图；

图2为三维机械臂的立体图；

图3为机械夹爪的立体图；

图4为伸缩臂的分解图；

图5为伸缩臂的立体图；

图6为夹具的立体图；

图7为货架的立体图；

图8为高位卡持件和低位卡持件的立体图；

图9为滑道的立体图；

图10为菜盒的立体图。

附图标记说明如下：E-三维机械臂；E1-夹具；E11-手指；E111-卡扣槽； E12-滑台气缸；E121-气缸滑块；E13-手指连接件；E14-夹具传感器；E2-伸缩臂；E21-固定段；E211-固定座；E212-固定段滑块；E22-中段；E221-中段梁体； E222-上导轨；E223-下导轨；E224-第一齿条面；E225-中段滑块；E23-活动段； E231-活动段梁体；E232-第二齿条面；E233-第三齿条面；E234-活动段导轨； E31-第一驱动装置；E32-第二驱动装置；E33-第三驱动装置；E4-夹具连接件； E5-x向直线模组；E51-底部直线模组；E52-顶部导轨组件；E6-y向直线模组； F-货架；F1-机架；F11-高位横梁；F12-低位横梁；F13-高位卡持件；F131-指示灯；F132-显示器；F14-低位卡持件；F15-缓冲件；F16-堵头；F2-滑道；F21- 凸轨；F5-上盖体；F6-下盒体；F61-凹陷部。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型较佳实施例一种配菜机构，包括若干单元的货架F 和三维机械臂E，两者分别如图2、图7所示，每个单元的货架F前端补货，后端配置安装三维机械臂E，三维机械臂E可在三维方向(附图中坐标系所示)上移取货架F上的货品，货架F上设置若干货道，菜品适用菜盒包装并按类别摆放于相应货道上，每条货道可放置多个菜盒，货架F将菜盒自动推至货道靠近三维机械臂E的一侧，三维机械臂E可三维移动，移动至所需菜品种类的货道将最近的菜盒取出并往外传递，实现自动化配菜。每个单元的货架配置相应的三维机械臂,亦可数量比不为1：1，即由单个三维机械臂负责多个货架单元或多个三维机械臂负责单个货架单元，但如此设置效率较低或三维机械臂工作区域划分混乱。

如图2所示，三维机械臂E包括机械夹爪、x向直线模组E5和y向直线模组E6，机械夹爪包括相连的夹具E1和伸缩臂E2，伸缩臂E2带动夹具E1在y轴方向直线运动，x向直线模组E5和y向直线模组E6分别控制机械夹爪在x轴、y轴方向直线运动。即将机械夹爪安装在二维直线模组上，以定子-动子的模式移动，包括x向直线模组E5和y向直线模组E6，本实施例采用同步带直线模组，亦可使用其它直线运动机构替代，机械夹爪的伸缩方向为坐标系的z轴方向，机械夹爪垂直滑动连接在y向直线模组E6上，y向直线模组E6竖直滑动连接在x向直线模组E5上，形成一个笛卡尔机器人。x向直线模组E5包括底部直线模组E51和顶部导轨模组E52，底部直线模组E51控制y向直线模组E6运动，顶部导轨模组52进行顶部限位，使三维机械臂运动更加稳定。

如图3所示，机械夹爪，包括夹具E1和伸缩臂E2，伸缩臂E2为三段式结构，包括固定段E21、中段E22、活动段E23，三者互相叠合滑动，可滑动展开，且两两限位连接，通过挡板或优力胶限位，或U型光电开关以及勾形感应片组件限位，防止脱轨。

请综合参阅图3、图4、图5，中段E22的直线运动由第一驱动装置E31控制，活动段E23的直线运动由第二驱动装置E32控制，夹具E1在活动段E23上的滑动由第三驱动装置E33控制。驱动装置可采用步进电机或伺服电机等。

请综合参阅图3、图4、图5，固定段E21包括固定座E211和固定段滑块E212，固定座E211为L型钣金，固定段滑块E212固定安装在固定座E211上。

中段E22包括中段梁体E221、下导轨E223和第一齿条面E224，中段梁体E221 底部设置下导轨E223，下导轨E223与固定段滑块E212滑动连接，中段梁体E221 上设置有第一齿条面E224，第一齿条面E224与下导轨E223的延伸方向相同，固定段E21上安装第一驱动装置E31，控制一齿轮自转，该齿轮与第一齿条面E224 啮合，从而控制中段E22滑动。

中段E22还包括上导轨E222和中段滑块E225，上导轨E222设置在中段梁体 E221的顶面，中段滑块E225与上导轨E222滑动连接，中段滑块E225与活动段E23 固定连接；第二驱动装置E32安装在中段E22上，跟随中段E22运动；活动段E23 包括活动段梁体E231和第二齿条面E232，第二齿条面E232设置在活动段梁体 E231上，第二驱动装置E32控制一齿轮自转，该齿轮与第二齿条面E232啮合，从而控制活动段E23滑动。

请综合参阅图5、图6，第三驱动装置E33和夹具连接件E4，第三驱动装置 E33通过夹具连接件E4与夹具E1连接，第三驱动装置E33控制夹具E1在活动段E23上直线运动。活动段E23包括第三齿条面E233和活动段导轨E234，均设置在活动段梁体E231上，活动段导轨E234上滑动连接有滑块，滑块与夹具连接件E4固定连接；第三驱动装置E33控制一齿轮自转，该齿轮与第三齿条面E233 啮合，从而控制夹具E1在活动段E23上滑动。

夹具E1包括手指E11、滑台气缸E12、手指连接件E13、夹具传感器E14，手指E11为平行式气动手指，滑台气缸E12包括导轨和导轨上滑动连接的两个气缸滑块1E21，气缸滑块E121通过手指连接件E13与手指E11连接，从而控制两个手指E11的间距。手指E11的夹持部呈长条形，上方凹设有卡扣槽E111，便于稳定卡持或托持待转移物。除了滑台气缸，亦可使用其它结构控制手指夹持，包括蜗轮蜗杆、推进机构配合凸轮或滑槽、丝杠等结构均可实现。手指连接件E13上安装有夹具传感器E14，用于感应夹具E1是否夹取到物品。

如图7所示，货架F包括机架F1和成排倾斜架设在机架F1上的滑道F2，机架F1一侧面上横向安装有成列的高位横梁F11，与其相对的面上相应地安装成列的低位横梁F12，单个的高位横梁F11和低位横梁F12为一组，机架F1在竖直方向上设置有若干组高位横梁F11和低位横梁F12，每组上方排列若干滑道F2，滑道F2 可拆卸地安装在机架F1上。

高位横梁F11上排列高位卡持件F13，高位卡持件F13如图2所示，为方块状，两侧边较高用于防偏，内嵌有RFID读写器，用于读写菜盒上的电子标签，其前侧面安装有指示灯F131以及显示器F132，指示灯F131由后台系统控制，以不同数量或灭亮状态或灯光颜色等来表示滑道的不同工作状态，显示器F132可显示数字，可用于表示滑道上菜品数量或需补货、已补货等数据，高位横梁F11上安装有长条块状的堵头F16，用于卡紧滑道。

如图8所示，低位卡持件F14上亦安装有长条块状的堵头F16，低位卡持件14 的前侧面安装有脚垫等软质的缓冲件F15，用于缓冲滑下的菜盒。滑道F2卡持在高位卡持件F13及低位卡持件F14中间，滑道F2与水平面的倾斜角最优为3.8度。

请综合参阅图9和图10，滑道F2中间具有突起的凸轨F21，用于卡紧两端的堵头F16，以及更好地限定其上方的菜盒的滑动轨迹，菜盒包括上盖体5及下盒体F6，下盒体F6底部设置有凹陷部F61，适配于凸轨F21，且下盒体F6可内嵌芯片等RFID电子标签，可被高位卡持件F13内的读写器识别，实际运用到识别菜品种类以及出货补货的数量统计。机架F1上没横排可安装多个滑道F2，图7为了易读性只设置了一列，实际可根据需求设置多排多列，且可设置多个货架进行自由组装，灵活性高。机架F1上安装有振动器，可使货架整体振动，防止菜盒停滞于滑道上，影响出菜。

本实用新型可作为自动出菜系统的一部分或者适用于冷库储藏系统等场合。

综上，本实用新型具有自动化分拣配菜的功能，菜品靠自重自动补充置货架前排，货架上货道按照菜品种类补货，三维机械臂由后台系统控制夹取所需种类的菜品，实现配菜自动化；可根据实际需求自由设定货架以及三维机械臂的数量，自行排列组合，灵活度高；多台三维机械臂可提高配菜效率，适合流水线输送；伸缩臂为伸缩结构，且每段行程可单独驱动控制，体积小，结构简单，适用范围广，且设计了三维机械臂，该笛卡尔机器人较现的机械悬臂在 x、y轴移动方向上所需预留空间小；本实用新型的货架结构简单，成本低，且滑道可快速拆卸，便于清洁及更换；本实用新型的货架可根据需求按滑道位置将菜品分类，且有指示灯与显示器，便于出货、补货及数据统计；本实用新型的货架上安装有振动器，可使货架整体振动，防止菜盒停滞于滑道上，影响出菜；本实用新型的高位卡持件上安装有RFID读写器，用于读写菜盒上的电子标签，可识别菜品种类数量等信息并将数据交付后台系统。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括。

Claims (16)

1.一种配菜机构，包括货架(F)和三维机械臂(E)，其特征在于：货架(F)一侧设置三维机械臂(E)，三维机械臂(E)移取货架(F)上的货品，货架(F)上设置若干货道，货品按类别摆放于相应货道上，货架(F)将货品自动推至货道靠近三维机械臂(E)的一侧，三维机械臂(E)可三维移动，移动至所需货品种类的货道将最近的货品取出并往外传递。

2.根据权利要求1所述的配菜机构，其特征在于：包括若干数量的货架(F)和三维机械臂(E)，每个单元的货架(F)配置相应的三维机械臂(E)。

3.根据权利要求1所述的配菜机构，其特征在于：所述三维机械臂(E)包括机械夹爪、x向直线模组(E5)和y向直线模组(E6)，机械夹爪包括相连的夹具(E1)和伸缩臂(E2)，伸缩臂(E2)带动夹具(E1)在y轴方向直线运动，x向直线模组(E5)和y向直线模组(E6)分别控制机械夹爪在x轴、y轴方向直线运动。

4.根据权利要求3所述的配菜机构，其特征在于：所述伸缩臂(E2)为三段式结构，包括固定段(E21)、中段(E22)、活动段(E23)，三者互相叠合滑动，以固定段(E21)为相对运动的参考系，中段(E22)及活动段(E23)可滑动延展，中段(E22)的直线运动由第一驱动装置(E31)控制，活动段(E23)的直线运动由第二驱动装置(E32)控制。

5.根据权利要求4所述的配菜机构，其特征在于：所述固定段(E21)包括固定座(E211)和固定段滑块(E212)，固定段滑块(E212)固定安装在固定座(E211)上；

所述中段(E22)包括中段梁体(E221)、下导轨(E223)和第一齿条面(E224)，中段梁体(E221)底部设置下导轨(E223)，下导轨(E223)与固定段滑块(E212)滑动连接，中段梁体(E221)上设置有第一齿条面(E224)，第一齿条面(E224) 与下导轨(E223)的延伸方向相同，固定段(E21)上安装第一驱动装置(E31)，控制一齿轮自转，该齿轮与第一齿条面(E224)啮合，从而控制中段(E22)滑动。

6.根据权利要求5所述的配菜机构，其特征在于：所述中段(E22)还包括上导轨(E222)和中段滑块(E225)，上导轨(E222)设置在中段梁体(E221)的顶面，中段滑块(E225)与上导轨(E222)滑动连接，中段滑块(E225)与活动段(E23)固定连接；

第二驱动装置(E32)安装在中段(E22)上，跟随中段(E22)运动；

所述活动段(E23)包括活动段梁体(E231)和第二齿条面(E232)，第二齿条面(E232)设置在活动段梁体(E231)上，第二驱动装置(E32)控制一齿轮自转，该齿轮与第二齿条面(E232)啮合，从而控制活动段(E23)滑动。

7.根据权利要求6所述的配菜机构，其特征在于：包括第三驱动装置(E33)和夹具连接件(E4)，第三驱动装置(E33)通过夹具连接件(E4)与夹具(E1)连接，第三驱动装置(E33)控制夹具(E1)在活动段(E23)上直线运动。

8.根据权利要求7所述的配菜机构，其特征在于：所述活动段(E23)包括第三齿条面(E233)和活动段导轨(E234)，均设置在活动段梁体(E231)上，活动段导轨(E234)上滑动连接有滑块，滑块与夹具连接件(E4)固定连接；

第三驱动装置(E33)控制一齿轮自转，该齿轮与第三齿条面(E233)啮合，从而控制夹具(E1)在活动段(E23)上滑动。

9.根据权利要求8所述的配菜机构，其特征在于：所述夹具(E1)包括滑台气缸(E12)和手指连接件(E13)，滑台气缸(E12)包括导轨和导轨上滑动连接的两个气缸滑块(E121)，气缸滑块(E121)通过手指连接件(E13)与手指(E11)连接，从而控制两个手指(E11)的间距。

10.根据权利要求1～9任一所述的配菜机构，其特征在于：所述货架(F)包括机架(F1)和滑道(F2)，机架(F1)上倾斜地设置有若干滑道(F2)，滑道(F2)的高、低两端分别架设在高位横梁(F11)和低位横梁(F12)上，单个的高位横梁(F11)和低位横梁(F12)为一组，机架(F1)在竖直方向上设置有若干组高位横梁(F11)和低位横梁(F12)，每组上方排列若干滑道(F2)。

11.根据权利要求10所述的配菜机构，其特征在于：所述高位横梁(F11)上安装若干高位卡持件(F13)，低位横梁(F12)上安装若干低位卡持件(F14)，滑道(F2)卡持在高位卡持件(F13)与低位卡持件(F14)之间。

12.根据权利要求11所述的配菜机构，其特征在于：所述高位卡持件(F13)内部安装有RFID读写器。

13.根据权利要求11所述的配菜机构，其特征在于：所述高位卡持件(F13)的侧面上安装有若干指示灯(F131)或显示器(F132)。

14.根据权利要求11所述的配菜机构，其特征在于：所述机架(F1)上安装有振动器。

15.根据权利要求11所述的配菜机构，其特征在于：所述低位卡持件(F14)靠近滑道(F2)的侧面上安装有软质的缓冲件(F15)。

16.根据权利要求10所述的配菜机构，其特征在于：所述滑道(F2)与水平面的倾斜夹角为3.8度。

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