CN215943136U - 一种二自由度同步带爪切片机器人 - Google Patents

Abstract

一种二自由度同步带抓切片机器人，包括主支撑架以及安装在主支撑架上的食材进给装置、用于测量食材到达指定位置的光电传感器、切片装置、操控面板和控制器，所述光电传感器和操控面板均与控制器连接，所述控制器分别与食材进给装置和切片装置连接；所述食材进给装置包括进料口和同步带夹爪机构，所述进料口安装在上层板上，所述下料口与进料口上下正对，所述同步带夹爪机构位于下料口的上方并且安装在上层板上，所述光电传感器安装在进料口的下端，所述切片装置靠近下料口并且安装在中层板上；所述同步带夹爪机构包括三个进给夹爪单元，三个进给夹爪单元均布在进料口一周。本实用新型提供了一种多功能、性能好的二自由度同步带爪切片机器人。

Description

一种二自由度同步带爪切片机器人

技术领域

本实用新型涉及食材处理机器领域，尤其是一种二自由度同步带爪切片机器人。

背景技术

据调查显示，蔬菜是人们日常饮食中必不可少的食材之一，可提供人体所必需的多种维生素和矿物质等，并且烹饪方法多种多样。现在人们对健康饮食的需求使得对食用方便、营养丰富、经过加工的精细蔬菜的需求越来越大。虽然烹饪的后序步骤已经有料理机可以解决，但是前序的食材处理对于年轻人来说仍然是一个难题，日常生活中通过手工快速切菜严重威胁着人身安全，经过调查发现：日常普通家庭主厨将食材切片存在切的慢、菜型不整齐，易伤手等问题，尤其是胡萝卜、土豆等根茎类、块类蔬菜的加工难度更大。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种多功能、性能好的二自由度同步带爪切片机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种二自由度同步带抓切片机器人，包括主支撑架以及安装在主支撑架上的食材进给装置、用于测量食材到达指定位置的光电传感器、切片装置、操控面板和控制器，所述光电传感器和操控面板均与控制器连接，所述控制器分别与食材进给装置和切片装置连接；

所述主支撑架包括上层板、中层板和下层板，所述中层板上设有下料口，所述食材进给装置包括进料口和同步带夹爪机构，所述进料口安装在上层板上，所述下料口与进料口上下正对，所述同步带夹爪机构位于下料口的上方并且安装在上层板上，所述光电传感器安装在进料口的下端，所述切片装置靠近下料口并且安装在中层板上；所述同步带夹爪机构包括三个进给夹爪单元，三个进给夹爪单元均布在进料口一周，每个进给夹爪单元均包括进给电机、进给传动机构、同步带传动机构、夹持舵机和两组连杆机构，所述进给电机通过电机支架安装在两块上侧板之间，两块上侧板分别通过连接件与主支撑架的上层板连接；

所述进给传动机构包括圆锥齿轮a、圆锥齿轮b、直齿轮a、直齿轮b和直齿轮c，所述圆锥齿轮a安装在进给电机的输出轴上，所述圆锥齿轮b与直齿轮a通过第一转轴同轴连接，第一转轴的左右两端安装在两块上侧板上，所述直齿轮b安装在第二转轴上，第二转轴的左右两端分别安装在位于内侧的一组连杆机构的两根连杆的中部，该组的两根连杆的上端分别与第一转轴的两端可转动地连接，所述圆锥齿轮a与圆锥齿轮b啮合，所述直齿轮a与直齿轮b啮合，所述同步带传动机构包括同步带、同步带轮a、同步带轮b和同步带轮c，所述同步带轮a、同步带轮b和同步带轮c形成三角形并且通过同步带连接，所述同步带轮a与直齿轮c通过第三转轴同轴连接，第三转轴的两端安装在两块下侧板的上端，两块下侧板左右对称设置，内侧的一组连杆机构的两根连杆的下端分别与第三转轴的两端可转动地连接，所述同步带轮b安装在第四转轴上，第四转轴位于第三转轴的内侧，并且的两端分别安装在两块下侧板的上端，所述同步带轮c安装在第五转轴上，第五转轴的两端分别安装在两块下侧板的下端；位于外侧的一组连杆机构的两根连杆的上端分别与两块上侧板铰接，该组连杆机构的两根连杆的下端分别与两块下侧板的上端铰接，同时，该组连杆机构的一根连杆的上端与所述夹持舵机的舵盘连接，所述夹持舵机通过舵机支架安装在电机支架上；

食材通过进料口进入后，通过夹持舵机驱动两组连杆机构实现夹持，通过进给电机驱动，同步带传动机构进行传动，带动同步带传动机构运动，从而带动食材向下进给。

进一步，所述切片装置包括挡罩、切割刀片、刀片联轴器、切片直流电机和下环罩，所述挡罩设置在下料口一周，并且通过螺栓固定在主支撑架的中层板顶面上，所述切片直流电机安装在中层板上，所述刀片联轴器通过顶丝与切片直流电机的输出端相配合，所述切割刀片通过螺栓固定在刀片联轴器上，所述下环罩位于下料口处，并且通过螺栓固定在中层板的底面上；切割刀片通过切片直流电机的驱动周转对食材进行切片，切片依次从下料口、下环罩落下。

本实用新型的有益效果主要表现在：本实用新型在满足现有相关领域食材处理机的基础上，具有安全高效、操作方便的优势；本机器区别于市面上的切菜方式，采用二自由度的同步带夹爪机构代替传统的人工下压切菜机，减轻用户的劳动强度同时维持了机器的小型化，能更好的适应如今较小的厨房；且此机器基于通用设计理念和人机交互技术，充分考虑了用户体验和使用需求，能为用户提供了更为智能化自动化的服务。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是食材进给装置的结构示意图。

图3是进给夹爪单元的结构示意图。

图4是切片装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图4，一种二自由度同步带抓切片机器人，包括主支撑架以及安装在主支撑架上的食材进给装置、用于测量食材到达指定位置的光电传感器、切片装置、操控面板和控制器，所述光电传感器和操控面板均与控制器连接，所述控制器分别与食材进给装置和切片装置连接；

所述主支撑架包括上层板、中层板和下层板，所述中层板上设有下料口，所述食材进给装置包括进料口1和同步带夹爪机构，所述进料口1安装在上层板上，所述下料口与进料口1上下正对，所述同步带夹爪机构位于下料口的上方并且安装在上层板上，所述光电传感器安装在进料口1的下端，所述切片装置靠近下料口并且安装在中层板上；所述同步带夹爪机构包括三个进给夹爪单元，三个进给夹爪单元均布在进料口一周，每个进给夹爪单元均包括进给电机2、进给传动机构、同步带传动机构、夹持舵机20和两组连杆机构，所述进给电机2通过电机支架安装在两块上侧板14之间，两块上侧板14分别通过连接件与主支撑架的上层板连接；

所述进给传动机构包括圆锥齿轮a5、圆锥齿轮b8、直齿轮a9、直齿轮b22和直齿轮c24，所述圆锥齿轮a5安装在进给电机的输出轴上，所述圆锥齿轮b8与直齿轮a9通过第一转轴同轴连接，第一转轴的左右两端安装在两块上侧板14上，所述直齿轮b22安装在第二转轴上，第二转轴的左右两端分别安装在位于内侧的一组连杆机构的两根连杆的中部，该组的两根连杆的上端分别与第一转轴的两端可转动地连接，所述圆锥齿轮a5与圆锥齿轮b8啮合，所述直齿轮a9与直齿轮b22啮合，所述同步带传动机构包括同步带13、同步带轮a23、同步带轮b11和同步带轮c25，所述同步带轮a23、同步带轮b11和同步带轮c25形成三角形并且通过同步带13连接，所述同步带轮a23与直齿轮c24通过第三转轴同轴连接，第三转轴的两端安装在两块下侧板12的上端，两块下侧板12左右对称设置，内侧的一组连杆机构的两根连杆的下端分别与第三转轴的两端可转动地连接，所述同步带轮b11安装在第四转轴上，第四转轴位于第三转轴的内侧，并且的两端分别安装在两块下侧板12的上端，所述同步带轮c25安装在第五转轴上，第五转轴的两端分别安装在两块下侧板12的下端；位于外侧的一组连杆机构的两根连杆的上端分别与两块上侧板14铰接，该组连杆机构的两根连杆的下端分别与两块下侧板的上端铰接，同时，该组连杆机构的一根连杆的上端与所述夹持舵机20的舵盘19连接，所述夹持舵机20通过舵机支架17安装在电机支架上；

食材通过进料口1进入后，通过夹持舵机20驱动两组连杆机构实现夹持，通过进给电机2驱动，同步带传动机构进行传动，带动同步带传动机构运动，从而带动食材向下进给。

进一步，所述切片装置包括挡罩29、切割刀片26、刀片联轴器27、切片直流电机28和下环罩30，所述挡罩29设置在下料口一周，并且通过螺栓固定在主支撑架的中层板顶面上，所述切片直流电机28安装在中层板上，所述刀片联轴器27通过顶丝与切片直流电机28的输出端相配合，所述切割刀片26通过螺栓固定在刀片联轴器27上，所述下环罩30位于下料口处，并且通过螺栓固定在中层板的底面上；切割刀片26通过切片直流电机28的驱动周转对食材进行切片，切片依次从下料口、下环罩30落下。

如图1所示，所述主支撑架的上层板、中层板和下层板之间通过角码和铝型材连接，上层板、中层板和下层板均为铝板。

如图2和图3所示，所述进料口1通过螺栓安装在主支撑架上，进给电机为直流电机，电机支架包括电机上支架3和电机下支架4，两块上侧板14通过L型小连接件15连接，所述直流电机安装在电机上支架3和电机下支架5上，所述电机上支架3和电机下支架5通过L型小连接件15与两块上侧板14固定，两块上侧板14再通过支撑块a16与L型大连接件6，所述L型大连接件6再通过支撑块b7安装在主支撑架的上层板上；两组连杆机构包括四根连杆21，两两一组，左右对称布置。

所述圆锥齿轮a5安装在直流电机的输出轴上，所述圆锥齿轮b8与直齿轮a9通过塞打螺栓配合固定在同一轴向上，所述塞打螺栓再通过法兰轴承固定在第一转轴上，所述直齿轮b22通过塞打螺栓固定在第二转轴上，所述舵机支架17通过支撑块c18固定在电机下支架4的底部，所述夹持舵机20通过螺栓固定在舵机支架17上，外侧的一根连杆21通过舵盘19和夹持舵机20连接，所述连杆的上下两端分别通过塞打螺栓和法兰轴承与上侧板14和下侧板12连接，所述直齿轮c24和同步带轮a23通过塞打螺栓和法兰轴承配合固定在同一轴上。同步带13和同步带轮a23、同步带轮b11和同步带轮c25相配合。夹持舵机20驱动连杆机构，带动下侧板部分向内夹紧食材，直流电机再通过圆锥齿轮和直齿轮将力传递至同步带轮，使得同步带带动食材向下进给。

如图3所示，切割刀片26通过周转对食材进行切片，挡罩保证了切好的片都落入下环罩30。

本实用新型的具体使用方法如下：

通过操控面板进行参数设置并且操控，将待处理的食材通过进料口1放入，食材下降到指定位置时触发光电传感器，三个进给夹爪单元随即开始运动并抓紧食材。通过夹持舵机20控制抓紧食材后，进给夹爪单元的进给电机2开始工作，通过齿轮输出带动同步带13运动，将食材向下运输。食材运动到设定位置后，切割刀片26开始工作，将食材切成片，切片完成后的食材从下环罩30中掉落，掉在准备好的盘子中，取出盘子即可。机器重复上述工作过程，直至将整个食材处理完毕。

本实用新型针对根茎类、块类蔬菜食材的处理，具有安全高效、可靠稳定、操作方便、绿色安静的特点。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种二自由度同步带爪切片机器人，其特征在于：包括主支撑架以及安装在主支撑架上的食材进给装置、用于测量食材到达指定位置的光电传感器、切片装置、操控面板和控制器，所述光电传感器和操控面板均与控制器连接，所述控制器分别与食材进给装置和切片装置连接；

所述主支撑架包括上层板、中层板和下层板，所述中层板上设有下料口，所述食材进给装置包括进料口和同步带夹爪机构，所述进料口安装在上层板上，所述下料口与进料口上下正对，所述同步带夹爪机构位于下料口的上方并且安装在上层板上，所述光电传感器安装在进料口的下端，所述切片装置靠近下料口并且安装在中层板上；所述同步带夹爪机构包括三个进给夹爪单元，三个进给夹爪单元均布在进料口一周，每个进给夹爪单元均包括进给电机、进给传动机构、同步带传动机构、夹持舵机和两组连杆机构，所述进给电机通过电机支架安装在两块上侧板之间，两块上侧板分别通过连接件与主支撑架的上层板连接；

所述进给传动机构包括圆锥齿轮a、圆锥齿轮b、直齿轮a、直齿轮b和直齿轮c，所述圆锥齿轮a安装在进给电机的输出轴上，所述圆锥齿轮b与直齿轮a通过第一转轴同轴连接，第一转轴的左右两端安装在两块上侧板上，所述直齿轮b安装在第二转轴上，第二转轴的左右两端分别安装在位于内侧的一组连杆机构的两根连杆的中部，该组的两根连杆的上端分别与第一转轴的两端可转动地连接，所述圆锥齿轮a与圆锥齿轮b啮合，所述直齿轮a与直齿轮b啮合，所述同步带传动机构包括同步带、同步带轮a、同步带轮b和同步带轮c，所述同步带轮a、同步带轮b和同步带轮c形成三角形并且通过同步带连接，所述同步带轮a与直齿轮c通过第三转轴同轴连接，第三转轴的两端安装在两块下侧板的上端，两块下侧板左右对称设置，内侧的一组连杆机构的两根连杆的下端分别与第三转轴的两端可转动地连接，所述同步带轮b安装在第四转轴上，第四转轴位于第三转轴的内侧，并且的两端分别安装在两块下侧板的上端，所述同步带轮c安装在第五转轴上，第五转轴的两端分别安装在两块下侧板的下端；位于外侧的一组连杆机构的两根连杆的上端分别与两块上侧板铰接，该组连杆机构的两根连杆的下端分别与两块下侧板的上端铰接，同时，该组连杆机构的一根连杆的上端与所述夹持舵机的舵盘连接，所述夹持舵机通过舵机支架安装在电机支架上；

食材通过进料口进入后，通过夹持舵机驱动两组连杆机构实现夹持，通过进给电机驱动，同步带传动机构进行传动，带动同步带传动机构运动，从而带动食材向下进给。

2.如权利要求1所述的一种二自由度同步带爪切片机器人，其特征在于：所述切片装置包括挡罩、切割刀片、刀片联轴器、切片直流电机和下环罩，所述挡罩设置在下料口一周，并且通过螺栓固定在主支撑架的中层板顶面上，所述切片直流电机安装在中层板上，所述刀片联轴器通过顶丝与切片直流电机的输出端相配合，所述切割刀片通过螺栓固定在刀片联轴器上，所述下环罩位于下料口处，并且通过螺栓固定在中层板的底面上；切割刀片通过切片直流电机的驱动周转对食材进行切片，切片依次从下料口、下环罩落下。

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