一种快餐配餐装置的制作方法

本发明涉及食品机械技术领域，特别是涉及一种可用于食品快餐行业的自动化智能配餐装置。

背景技术：

目前，多数的食品快餐企业都是采用全人工方式进行配餐。进行配餐时，食品摆放在展示柜内，或者摆放在展示台上，人工根据订单要求，取食品到食盒内或者餐盘内，再交给消费者。然而，现有的人工配餐方式，存在以下不足：

(1)人工配餐效率慢，容易错过最佳赏味期。

(2)需要配置多人同时提供服务，容易产生相互间的干扰。

(3)配餐作业区占用空间大，压缩了就餐空间。

(4)食品在离开后厨后，其保质期难以得到有效控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种快餐配餐装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种快餐配餐装置，包括：

柜体，所述柜体内设有配餐区，所述配餐区设有食盒摆放仓，食品摆放仓，输送带和机器人，所述机器人用于根据订单，将所述食盒摆放仓中摆放的食盒取至所述输送带上进行输送，并将所述食品摆放仓内摆放的指定食品取至所述输送带上的所述食盒中，所述输送带将完成订单状态的所述食盒向取餐位方向进行输送。

进一步地，所述配餐区包括上层配餐区和下层配餐区，所述输送带包括设于所述上层配餐区的第一输送带和设于所述下层配餐区的第二输送带和第三输送带，所述第一输送带和第二输送带之间通过升降机相连接，所述食盒摆放仓包括空食盒摆放仓和带食品食盒摆放仓，所述食品摆放仓包括沿所述输送带输送方向设置的第一状态食品摆放仓和第二状态食品摆放仓，所述机器人包括第一机器人和第二机器人，所述第一机器人将所述空食盒摆放仓和带食品食盒摆放仓中摆放的所述食盒取至所述第一输送带上进行输送，所述第二机器人将所述第一状态食品摆放仓内摆放的第一状态食品取至所述输送带上的所述食盒中，所述第二输送带将完成订单状态的所述食盒向取餐位方向进行输送，所述第三输送带将餐盘输送至所述取餐位，所述第一机器人还将所述第二输送带上完成订单状态的所述食盒以及所述第二状态食品摆放仓内摆放的第二状态食品取至位于所述取餐位上的所述餐盘中。

进一步地，所述第一机器人包括分设于所述上层配餐区和下层配餐区中的上层第一机器人和下层第一机器人，所述上层第一机器人负责将所述空食盒摆放仓和带食品食盒摆放仓中摆放的所述食盒取至所述第一输送带上进行输送，所述下层第一机器人负责将所述第二输送带上完成订单状态的所述食盒以及所述第二状态食品摆放仓内摆放的第二状态食品取至位于所述取餐位上的所述餐盘中；所述第二机器人包括分设于所述上层配餐区和下层配餐区中的上层第二机器人和下层第二机器人，所述上层第二机器人负责将位于上层配餐区中的所述第一状态食品摆放仓中摆放的第一状态食品取至所述第一输送带上的所述食盒中，所述下层第二机器人负责将位于下层配餐区中的所述第一状态食品摆放仓中摆放的第一状态食品取至所述第二输送带上的所述食盒中。

进一步地，所述空食盒摆放仓和带食品食盒摆放仓设于所述上层配餐区中，所述第二状态食品摆放仓设于所述下层配餐区中，所述第一状态食品摆放仓分设于所述上层配餐区和下层配餐区中。

进一步地，所述第一机器人设有多个抓手。

进一步地，所述输送带为输送皮带或输送辊道。

进一步地，所述第一状态食品摆放仓上方设有摄像头。

进一步地，所述柜体内还设有位于所述配餐区上下两侧的电控区和食品储存区。

进一步地，所述电控区设有控制器，所述控制器分别连接所述输送带、所述升降机和所述机器人。

进一步地，所述柜体为保温柜体。

本发明具有以下优点：

(1)节省人工成本。

(2)提升配餐效率。

(3)满足节拍，保证食品质量和最佳赏味期。

(4)占地面积小，提高空间利用率。

(5)可以扩展为自动售卖餐厅，实现餐厅前台无人化。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例的一种快餐配餐装置外形结构示意图。

图2是图1中配餐区部分的柜体隐去结构示意图。

图3是本发明一较佳实施例的一种配餐区配置结构示意图。

图4是本发明一较佳实施例的一种配餐区的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本发明的实施方式时，为了清楚地表示本发明的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本发明的限定来加以理解。

在以下本发明的具体实施方式中，先请参考图1-图2，图1是本发明一较佳实施例的一种快餐配餐装置外形结构示意图，图2是图1中配餐区部分的柜体隐去结构示意图。如图1-图2所示，本发明的一种快餐配餐装置，可设置为具有上下三层的柜体结构，柜体中自上而下依次可包括：电控区1、配餐区2和食品储存区3。其中，电控区1中可设有控制器，例如可采用plc控制器。在位于柜体的正反两个侧面上可设置透明观察口4，用于查看配餐区2的内部情况。或者，也可以将整个配餐区2的柜体面都设置为透明柜体面。同时，在位于柜体正反两侧的端部上，且对应于配餐区2的高度位置分别设有餐盘6上料位(上料口)(未显示)和取餐位(取餐口)5。

请参考图2并结合参考图3。配餐区2设置在柜体内。配餐区2中设有食盒摆放仓，食品摆放仓，输送带和机器人。其中，机器人受plc控制器控制，可根据每个订单的不同要求，将食盒摆放仓中摆放的食盒取至输送带上进行输送，并将plc控制器指定的摆放在食品摆放仓内的订单中食品取至输送带上的食盒中。输送带受plc控制器控制，将完成订单状态的食盒向取餐位5方向进行输送。

根据场地大小和食品种类多少，可在柜体内配置一至多层结构的配餐区2。本实施例中，配餐区2采用了包括上层配餐区和下层配餐区的双层结构。与此对应，在每一层都设置了输送带，包括设于上层配餐区的第一输送带11和设于下层配餐区的第二输送带18和第三输送带。第一输送带11和第二输送带18朝向餐盘上料位和取餐位5方向设置，第三输送带(图略)设置在餐盘上料位和取餐位5之间。其中，第一输送带11和第二输送带18的图示右端之间可通过升降机14相连接(衔接)，在plc控制器控制下，放置到输送带上的食盒8，可沿位于上层的第一输送带11输送到升降机14中，再由升降机14降落至下层，并输送到第二输送带18上，最后由第二输送带18将完成订单状态的食盒8向取餐位5方向进行输送。

第一输送带11、第二输送带18、第三输送带和升降机14均可采用已知技术，例如输送带可采用输送皮带或输送辊道等，升降机14可采用带有料仓的电驱动形式的升降机，但需要符合食品级卫生及安全要求。

食盒摆放仓可包括空食盒摆放仓和带食品食盒摆放仓9。空食盒摆放仓和带食品食盒摆放仓9可沿第一输送带11的输送方向并列设置在上层配餐区。其中，空食盒摆放仓用于放置空食盒8，带食品食盒摆放仓9用于放置预先装有食品(例如汉堡类食品；后厨做好后，将垫纸和汉堡预先装入空食盒8，然后再将装有汉堡的食盒8放入带食品食盒摆放仓9)的食盒8。即带食品食盒摆放仓9实际是用于摆放带有食盒8的汉堡等定制类食品的区域。

空食盒8可采用多层叠放形式存放在空食盒摆放仓区域中。

带食品食盒摆放仓9可采用隔栅形式分隔成多个独立的小仓，并可采用多层叠设方式；每个小仓中可放置一个带食品的食盒8。

餐盘6也可采用多层叠放形式，并可存放在柜体内食品储存区3辟出的一个餐盘存放仓(参考图3中餐盘6的堆叠区域)中。

在空食盒摆放仓和餐盘6上料位的上方位置，还可分别设置放纸机构7，用于将垫纸放入空食盒8或餐盘6中。放纸机构7可采用申请号为202020486666.3的实用新型专利申请中公开的一种纸张分张装置，或者采用现有的其他适用放纸机构。

请参考图2-图4。食品摆放仓可包括沿输送带输送方向设置的第一状态食品摆放仓12、16和第二状态食品摆放仓20。其中，第一状态食品摆放仓12、16可分设于上层配餐区和下层配餐区中；第二状态食品摆放仓20可设于下层配餐区中，并位于第一状态食品摆放仓12、16与餐盘6上料位之间的带食品食盒摆放仓9的下方。

第一状态食品摆放仓12、16可用于放置例如不带包装的按个数计量的食品，例如鸡翅，鸡块等。并且，还可根据食品的干湿状态，对第一状态食品摆放仓12、16进行分层处理。例如，可以将上层配餐区设定为干区，将下层配餐区设定为湿区；对应在位于上层配餐区的上层第一状态食品摆放仓12中摆放干燥状态的食品，例如炸鸡翅，鸡块等，而在位于下层配餐区的下层第一状态食品摆放仓16中摆放潮湿状态的食品，例如烤鸡翅等。

第二状态食品摆放仓20可用于放置例如带有包装的按个数(份数)计量的食品，例如土豆泥，玉米棒或米饭等。

机器人可包括第一机器人10、19和第二机器人13、15。其中，第一机器人10用于将空食盒摆放仓中摆放的空食盒8和带食品食盒摆放仓9中摆放的带有食品的食盒8取至第一输送带11上进行输送；第二机器人13、15用于将第一状态食品摆放仓12、16内摆放的不带包装的第一状态食品取至正在第一输送带11或第二输送带18上输送的食盒8中。最后，由第二输送带18将完成订单状态的食盒8向取餐位5方向进行输送。第三输送带用于将餐盘6由上料位输送至取餐位5。第一机器人19用于将第二输送带18上完成订单状态的食盒8以及第二状态食品摆放仓20内摆放的带有包装的第二状态食品取至位于取餐位5上的餐盘6中。

第一机器人10、19可设置例如两个，包括设于上层配餐区的上层第一机器人10，和设于下层配餐区中的下层第一机器人19。其中，上层第一机器人10负责将空食盒摆放仓和带食品食盒摆放仓9中摆放的食盒8取至第一输送带11上进行输送；下层第一机器人19负责将第二输送带18上完成订单状态的食盒8以及第二状态食品摆放仓20内摆放的第二状态食品取至位于取餐位5上的餐盘6中。

下层第一机器人19还可以用于将餐盘存放仓中的最上层一个餐盘6(上料位)取出放置在第三输送带上输送至取餐位5上。

第一机器人10、19属于多功能型机器人，因此可设有多个具有不同用途的抓手。

第二机器人13、15可包括设于上层配餐区中的上层第二机器人13，和设于下层配餐区中的下层第二机器人15。其中，上层第二机器人13负责将位于上层配餐区中的上层第一状态食品摆放仓12中摆放的不带包装的第一状态食品取至第一输送带11上的食盒8中，下层第二机器人15负责将位于下层配餐区中的下层第一状态食品摆放仓16中摆放的不带包装的第一状态食品取至第二输送带18上的食盒8中。

第二机器人13、15采用倒挂形式分别安装在上层配餐区和下层配餐区中，并与电控区1之间建立电气连接。

可选地，在下层配餐区中还可设置第三状态食品摆放仓17，可用于放置按重量计量的食品，例如薯条，爆米花等，并在经称重后直接由第三状态食品摆放仓17的下端出口放出至经停在第三状态食品摆放仓17下方的食盒8中。第三状态食品摆放仓17可采用现有具有自动称重及开门功能的机构制作，并与plc控制器建立联系。

食品储存区3可用于储存保质期较长的食品及辅料等。

进一步地，还可在第一状态食品摆放仓12、16的上方设置摄像头，用于对第一状态食品摆放仓12、16中的食品留存数量进行实时影像监控。可利用现有的智能影像定位系统实现上述功能。

plc控制器分别连接各输送带11、18、升降机14和各机器人10、13、19、15，以实现满足订单要求的各种动作控制。

作为一应用实例，plc控制器可选用西门子1511cpu，编程软件可采用博图tiav14；hmi为西门子ktp700，编程软件为博图tiav14；上位机为研华610li7/8gb/1tb/kbms，编程软件为labview2018；影像监控软件可为申请号(登记号)为2019r11s0957287的软件。不限于此。

利用系统配餐软件，可根据以往订单情况，提前通知后厨准备相应食品。

进一步地，柜体可采用保温柜体。可根据食品存放的环境要求，调整适合的温度，保证食品最佳赏味期。

食品放入保温区的时间可由系统累计计算；到了保质期或者过了最佳赏味期后，系统将提示人工更换食品，保证产品品质。

柜体的前后两侧设置为人工操作区，通过人工向柜体内进行食品添加等操作。

后厨做好的食品，可通过三种形式放置在柜体内，一是放置在空食盒8内，并进一步放置在带食品食盒摆放仓9中；二是直接放置在第一状态食品摆放仓12、16(第三状态食品摆放仓17)中，三是放置在第二状态食品摆放仓(带包装食品放置区)20中。

食品刚入柜体内即开始计时，保证每个订单的食品在要求的时间内进行提供。

当本发明装置接收到顾客下单时，系统根据订单内容分拆订单，开始工作，并通知相应的机器人准备抓取。首先，上层第一机器人10将食盒8抓取到第一输送带11上。如果订单内容中有带食盒8的食品(例如汉堡)，则由上层第一机器人10将放置在带食品食盒摆放仓9中的带有食品的食盒8取放在第一输送带11上；如果订单内容中都是不带包装的非定制食品，则由上层第一机器人10将放置在空食盒摆放仓中的空食盒8取放在第一输送带11上，并在放到第一输送带11上后，由放纸机构7把保护食品的垫纸放置在食盒8上面。

输送带11、18根据系统提示，在相应的位置作停留，以便机器人13、15抓取相应的食品放到食盒8内。系统根据订单的食品内容，指令第二机器人13、15对相应的第一状态食品摆放仓12、16中的食品进行抓取，等食盒8到位后，第二机器人13、15把食品放在食盒8内。输送带11、18再把食盒8输送到下一个位置，直到订单内的食品配置完毕。第二机器人13、15可根据设有摄像头的智能影像定位系统的指引抓取食品。食盒8通过升降机14、第二输送带18向取餐位5方向输送，最后由下层第一机器人19把食盒8放置到取餐位5上的餐盘6内，直到一个订单结束。餐盘6由第三输送带输送到取餐位5。完成其他物品的配置后，将订单发给顾客取走餐盘6。

对于第二机器人13、15不能抓取的食品，如按照重量售卖的食品，可通过设置第三状态食品摆放仓17，当食盒8停留在对应位置时，打开仓门，将食品放置到食盒8内。

作为一其他可选的实施方式，也可将餐盘6上料位(上料口)和取餐位(取餐口)设置在柜体的外部，例如可将餐盘6直接放置在柜体外部的一个工作平台上，并由第二输送带18将完成订单状态的食盒8直接输送出柜体。然后，由人工将食盒8放入餐盘6中传递给顾客。此时，可省略第三输送带。

作为另一其他可选的实施方式，还可在位于上层配餐区中的第一状态食品摆放仓12旁增加具有多个隔栅的缓存仓；缓存仓设置在第一输送带11的上方。缓存仓可采用例如申请号为202020487454.7的实用新型专利申请中公开的一种物品的缓存装置，或者采用现有的其他适用缓存机构。在繁忙时段，上层第二机器人13可将部分第一状态食品预先从上层第一状态食品摆放仓12中取出，并放入相应的各个缓存仓中；待对应订单的食盒8经停时，控制将缓存仓移动至与食盒8对应的位置，并打开缓存仓的下开式仓门倒出食品，进入食盒8，可节约时间及机器人的工作量。

上述设置在配餐区2中的机器人，输送带和升降机等，应选用符合食品级卫生及安全要求的机器人，输送带和升降机等进行配置。

以上的仅为本发明的优选实施例，实施例并非用以限制本发明的保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。