基于3d打印成型的自助蛋糕自动售卖的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，包括柜体（1）及设在柜体（1）上的取物平台（2）；所述柜体（1）上设有操作面板（13）；所述柜体（1）内设有蛋糕陈列架、蛋糕装饰层打印装置、打印供料装置、用于蛋糕的转移及定位的蛋糕转移定位机构和控制器；所述打印供料装置与蛋糕装饰层打印装置连接；操作面板（13）、蛋糕转移定位机构、蛋糕装饰层打印装置均与控制器电连接；所述的蛋糕装饰层打印装置由设在所述柜体（1）顶部的至少一台3D打印机（5）构成；本发明能够实现蛋糕的自动定制及售卖。
【专利说明】基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机。
【背景技术】
[0003]蛋糕是人们尤其是年轻人喜爱的常见食品，往往出现在生日聚会、亲友聚餐中；目前市场上的蛋糕品种繁多，但蛋糕的精美、复杂程度取决于制作者的水平，且奶油和/或巧克力装饰层的图样形状等无法实现快捷的自动定制；如能开发出可根据人们个人喜好实现蛋糕装饰层的快捷自动定制及售卖的蛋糕自动售卖机，必定会受到年轻消费者的青睐，同时也给人们定制蛋糕提供了便利。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点:提供一种能够实现蛋糕的自动定制及售卖的基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机。
[0005]本发明的技术解决方案如下:一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，包括柜体及设在柜体上的取物平台；所述柜体的正面设有操作面板；所述柜体内设有蛋糕陈列架、蛋糕装饰层打印装置、用于给所述蛋糕装饰层打印装置提供打印材料的打印供料装置、用于蛋糕的转移及定位的蛋糕转移定位机构和控制器；所述打印供料装置与蛋糕装饰层打印装置连接；操作面板、蛋糕转移定位机构、蛋糕装饰层打印装置均与控制器电连接。
[0006]所述柜体内还设有用于在蛋糕上添加水果的水果投放装置、用于在蛋糕上撒粉料的撒粉装置；所述水果投放装置、撒粉装置均与控制器电连接。
[0007]所述的蛋糕装饰层打印装置由设在所述柜体顶部的至少一台3D打印机构成。
[0008]所述的打印供料装置由设于所述3D打印机上方用于为打印喷头提供打印材料的若干个料斗组成。
[0009]所述的水果投放装置由设在所述柜体横杠上的直线滑台及至少一个固定在所述直线滑台的滑块上的水果释放器组成。
[0010]所述的水果释放器由横筒、与所述横筒连通的筛选管、旋转套筒及驱动旋转套筒的第二步进电机组成；所述旋转套筒的一端与所述第二步进电机的转轴连接，另一端与所述横筒相套合；所述横筒的一部分同第二步进电机一起横向固定在直线滑台的滑块上，另一部分侧向伸出于直线滑台悬空横置且在该部分朝下的筒壁上设有水果释放口 ；所述筛选管为固定在所述横筒上侧壁且开口朝上的支管；所述旋转套筒侧壁上设有可在旋转时分别在不同时刻与水果释放口、筛选管相贯通的开口。
[0011]作为优选，所述直线滑台为同步带型直线滑台。
[0012]所述的撒粉装置由若干个粉末料斗、设置在粉末料斗底部出口处的辊子以及驱动所述辊子的电机组成；所述辊子的外壁上设有若干盲孔或在外壁上沿着轴向设有开槽。
[0013]所述的蛋糕转移定位机构由X轴直线滑台、Y轴直线滑台、Z轴直线滑台组成的三轴定位机构以及设在三轴定位机构上的叉子组成。
[0014]所述X轴直线滑台、Y轴直线滑台、Z轴直线滑台的导轨两两互相垂直；所述Z轴直线滑台的导轨固定在所述X轴直线滑台的滑块上；所述Y轴直线滑台的导轨固定在所述Z轴直线滑台的滑块上；所述叉子固定在所述Y轴直线滑台的滑块上。
[0015]所述的蛋糕陈列架为水平固定在所述柜体内壁的若干块成排的陈列板。
[0016]所述3D打印机为食物3D打印机。
[0017]所述3D打印机的Z轴升降机构上设有蛋糕打印托板。
[0018]所述蛋糕打印托板、陈列板以及取物平台上均设有与所述叉子形状相配的用于叉子脱离蛋糕的开槽。
[0019]作为优化，所述柜体正面位于取物平台一旁设有储物格。
[0020]所述的打印材料为奶油、巧克力、果酱中的一种或几种。
[0021]作为优化，所述柜体内设有用于放置控制器的电器柜；所述柜体正面设有与所述控制器电连接的传统的支付系统。
[0022]本发明的有益效果是:本发明融入了 3D食品打印技术，将巧克力和/或奶油在蛋糕坯上堆叠成特定的形状来实现蛋糕的自动定制及售卖。采用本发明合理巧妙的结构后可以将“定制”这一概念落实到蛋糕的制作中去，且实现自动售卖，必定会受到年轻消费者的青睐，适合推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的正面结构示意图。
[0024]图2为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的背面内部结构正视示意图。
[0025]图3为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的背面内部含蛋糕坯的结构立体示意图。
[0026]图4为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的背面内部结构立体示意图。
[0027]图5为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的水果投放装置示意图。
[0028]图6为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的水果释放器剖视示意图。
[0029]图7-8为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的水果释放器原理示意图。
[0030]图9为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的实施例中蛋糕打印示意图。
[0031]图10为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的实施例中投放水果示意图。
[0032]图11为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的实施例中撒粉示意图。
[0033]图12为本发明基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机的撒粉装置结构示意图。
[0034]图中:1、柜体；2、取物平台；3、水果投放装置；3.1、直线滑台；3.2、水果释放器；
3.3、横筒;3.4、筛选管;3.5、旋转套筒;3.6、第二步进电机;3.7、水果释放口 ；4、撒粉装置；4.1、粉末料斗；4.2、辊子；5、3D打印机；5.1、蛋糕打印托板；6、料斗；7、陈列板；8、X轴直线滑台；9、Y轴直线滑台；10、Ζ轴直线滑台；11、叉子；12、电器柜；13、操作面板。
【具体实施方式】
[0035]下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。
实施例
[0036]结合图1-11所示，一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，包括柜体I及设在柜体I上的取物平台2 ;所述柜体I的正面设有操作面板13 ;所述柜体I内设有蛋糕陈列架、蛋糕装饰层打印装置、用于给所述蛋糕装饰层打印装置提供打印材料的打印供料装置、用于蛋糕的转移及定位的蛋糕转移定位机构和控制器；所述打印供料装置与蛋糕装饰层打印装置连接；操作面板13、蛋糕转移定位机构、蛋糕装饰层打印装置均与控制器电连接。
[0037]所述柜体I内还设有用于在蛋糕上添加水果的水果投放装置3、用于在蛋糕上撒粉料的撒粉装置4 ;所述水果投放装置3、撒粉装置4均与控制器电连接。
[0038]如图9所示，所述的蛋糕装饰层打印装置由设在所述柜体I顶部的两台3D打印机5构成。
[0039]本实施例所述的打印供料装置由设于所述3D打印机5上方用于为打印喷头提供打印材料的三个料斗6组成。三个料斗6里可分别装不同颜色的奶油或巧克力作为打印原料，用于在蛋糕坯上打印由奶油或巧克力组成的图案或模型等。
[0040]如图4所示，所述的蛋糕陈列架为水平固定在所述柜体I内壁的矩阵排列的陈列板7。本实施例中设有五行三列陈列板7，同一列可用于陈列同一规格大小的蛋糕坯即蛋糕半成品模，蛋糕坯底部具有方形纸盘。
[0041]如图5所示，所述的水果投放装置3由设在所述柜体I横杠上的直线滑台3.1及两个固定在所述直线滑台3.1的滑块上的水果释放器3.2组成。
[0042]如图6所示，所述的水果释放器3.2由横筒3.3、与所述横筒3.3连通的筛选管3.4、旋转套筒3.5及驱动旋转套筒3.5的第二步进电机3.6组成；所述旋转套筒3.5的一端与所述第二步进电机3.6的转轴连接，另一端与所述横筒3.3相套合；所述横筒3.3的一部分同第二步进电机3.6—起横向固定在直线滑台3.1的滑块上，另一部分侧向伸出于直线滑台3.1悬空横置且在该部分朝下的筒壁上设有水果释放口 3.7 ;所述筛选管3.4为固定在所述横筒3.3上侧壁且开口朝上的支管；所述旋转套筒3.5侧壁上设有可在旋转时分别在不同时刻与水果释放口 3.7、筛选管3.4相贯通的开口。如图7-8所示，采用上述结构的水果释放器3.2后，通过第二步进电机3.6驱动旋转套筒3.5每转一周，可将筛选管3.4中的水果释放一个至蛋糕表面，同时通过控制直线滑台3.1的驱动电机可控制其滑块往复运动，从而带动水果释放器3.2来回移动来分散投至蛋糕上的水果。所述筛选管3.4中的水果需要经过筛选来均衡果肉大小，方便水果顺利通过筛选管3.4及水果释放口 3.7，为了增加水果的存放数量，可将筛选管3.4通过导管引至水果储备容器。
[0043]所述直线滑台3.1为同步带型直线滑台。
[0044]如图12所示，所述的撒粉装置4由若干个粉末料斗4.1、设置在粉末料斗4.1底部出口处的辊子4.2以及驱动所述辊子4.2的电机组成；所述辊子4.2的外壁上设有若干盲孔或在外壁上沿着轴向设有开槽。其中分布有盲孔的辊子4.2旋转时会把粉末料斗4.1中的粉末带出，沿着轴向设有开槽的辊子4.2，会将粉末料斗4.1中如花生等颗粒带出；从而实现不同粒度的粉末在蛋糕上的喷洒。
[0045]所述的蛋糕转移定位机构由X轴直线滑台8、Y轴直线滑台9、Z轴直线滑台10组成的三轴定位机构以及设在三轴定位机构上的叉子11组成。
[0046]所述X轴直线滑台8、Y轴直线滑台9、Z轴直线滑台10的导轨两两互相垂直；所述Z轴直线滑台10的导轨固定在所述X轴直线滑台8的滑块上；所述Y轴直线滑台9的导轨固定在所述Z轴直线滑台10的滑块上；所述叉子11固定在所述Y轴直线滑台9的滑块上。本发明中所述的直线滑台均包括驱动其滑块运动的驱动步进电机。
[0047]所述3D打印机5为食物3D打印机，可通过市售获得。
[0048]所述3D打印机5的Z轴升降机构上设有蛋糕打印托板5.1。
[0049]所述蛋糕打印托板5.1、陈列板7以及取物平台2上均设有与所述叉子11形状相配的用于叉子11脱离蛋糕的开槽。
[0050]所述柜体I正面位于取物平台2 —旁设有储物格。
[0051]所述柜体I内设有用于放置控制器的电器柜12，所述柜体I正面还设有与所述控制器电连接的现有的支付系统；所述电器柜12用于集中安排线路。
[0052]采用本发明的结构，可通过PLC控制器控制X轴直线滑台8、Y轴直线滑台9、Z轴直线滑台10的驱动步进电机来定位叉子11至陈列板7上的蛋糕坯纸盘下，然后控制Z轴直线滑台10的滑块上升使叉子11托起蛋糕坯，再控制Y轴直线滑台9的滑块使叉子11将蛋糕坯从蛋糕陈列架中取出，转移至3D打印机5中打印，如图9所示。由于所述蛋糕打印托板5.1、陈列板7以及取物平台2上均设有与所述叉子11形状相配的开槽，可使叉子11方便获取蛋糕时嵌入及放置蛋糕后脱离；如图10所示，上步打印好后通过蛋糕转移定位机构将蛋糕半成品转移至水果投放装置3下方，通过控制直线滑台3.1的驱动电机以及第二步进电机3.6可带动水果投放装置3的水果释放器3.2来回移动并投放相应数量的水果至蛋糕上；然后转移至撒粉装置4下方喷洒所选的粉料或粒料如花生米等，如图11所示。最后根据设定可转运至陈列板7或取物平台2上，具体根据顾客在操作面板13上的设定而选择，若顾客选择拿走，则会取物平台2上，顾客在旁边的储物格中取包装纸自行打包即可；而付费系统可采用传统的刷卡或投币等系统，付费后顾客在操作面板13选择蛋糕的样式或者自定义蛋糕的套餐样式，本发明即可按照所设定的样式在PLC控制器(控制器)的控制下自动制作完成。从而实现蛋糕的自动制作以及销售，适合推广使用。
[0053]以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，其特征在于:包括柜体(I)及设在柜体(I)上的取物平台(2);所述柜体(I)上设有操作面板(13);所述柜体(I)内设有蛋糕陈列架、蛋糕装饰层打印装置、用于给所述蛋糕装饰层打印装置提供打印材料的打印供料装置、用于蛋糕的转移及定位的蛋糕转移定位机构和控制器；所述打印供料装置与蛋糕装饰层打印装置连接；操作面板(13)、蛋糕转移定位机构、蛋糕装饰层打印装置均与控制器电连接；所述的蛋糕装饰层打印装置由设在所述柜体(I)顶部的至少一台3D打印机(5)构成。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，其特征在于:所述柜体(I)内还设有用于在蛋糕上添加水果的水果投放装置(3);所述水果投放装置(3)与控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，其特征在于:所述柜体(I)内还设有用于在蛋糕上撒粉料的撒粉装置(4);所述撒粉装置(4)与控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，其特征在于:所述的打印供料装置由设于所述3D打印机(5)上方用于为打印喷头提供打印材料的若干个料斗(6)组成。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，其特征在于:所述的水果投放装置(3)由设在所述柜体(I)横杠上的直线滑台(3.1)及至少一个固定在所述直线滑台(3.1)的滑块上的水果释放器(3.2)组成；所述的水果释放器(3.2)由横筒(3.3)、与所述横筒(3.3)连通的筛选管(3.4)、旋转套筒(3.5)及驱动旋转套筒(3.5)的第二步进电机(3.6)组成；所述旋转套筒(3.5)的一端与所述第二步进电机(3.6)的转轴连接，另一端与所述横筒(3.3)相套合；所述横筒(3.3)的一部分同第二步进电机(3.6)—起横向固定在直线滑台(3.1)的滑块上，另一部分侧向伸出于直线滑台(3.1)悬空横置且在该部分朝下的筒壁上设有水果释放口(3.7);所述筛选管(3.4)为固定在所述横筒(3.3)上侧壁且开口朝上的支管；所述旋转套筒(3.5)侧壁上设有可在旋转时分别在不同时刻与水果释放口(3.7)、筛选管(3.4)相贯通的开口。
6.根据权利要求5所述的一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，其特征在于:所述直线滑台(3.1)为同步带型直线滑台。
7.根据权利要求1或3所述的一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，其特征在于:所述的撒粉装置(4)由若干个粉末料斗(4.1)、设置在粉末料斗(4.1)底部出口处的辊子(4.2)以及驱动所述辊子(4.2)的电机组成；所述辊子(4.2)的外壁上设有若干盲孔或在外壁上沿着轴向设有开槽。
8.根据权利要求1所述的一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，其特征在于:所述的蛋糕转移定位机构由X轴直线滑台(8)、Y轴直线滑台(9)、Z轴直线滑台(10)组成的三轴定位机构以及设在三轴定位机构上的叉子(11)组成。
9.根据权利要求8所述的一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，其特征在于:所述X轴直线滑台(8)、Y轴直线滑台(9)、Z轴直线滑台(10)的导轨两两互相垂直；所述Z轴直线滑台(10)的导轨固定在所述X轴直线滑台(8)的滑块上；所述Y轴直线滑台(9)的导轨固定在所述Z轴直线滑台(10)的滑块上；所述叉子(11)固定在所述Y轴直线滑台(9)的滑块上。
10.根据权利要求1所述的一种基于3D打印成型的自助蛋糕自动售卖机，其特征在于:所述的打印材料为奶油、巧克力、果酱中的一种或几种。
【文档编号】A21D15/08GK104484950SQ201410808118
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】王晓军, 王义强, 杨帆, 任衍涛, 华顺明, 王金磊, 励宏杰 申请人:浙江大学宁波理工学院