一种食品自动生产装置的制作方法

本发明涉及食品生产技术领域中的一种食品自动生产装置。

背景技术：

随着人们生活节奏的不断加快，对各行各业的工作效率的要求也不断增加，尤其在食品加工领域，利用人工制作食品已逐渐不能满足人们的需求。以汉堡等夹芯食品为例，现时大部分的快餐品牌的夹芯食品的制作过程如烘烤、煎炸、酱汁及蔬菜的添加仍然是以人工作业为主，不仅使成本居高不下，影响经济效益，而且夹芯食品的质量也难以做到标准化、均一化，且人工参与制作的过程中也会带来卫生风险，降低食品的品质。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种食品自动生产装置，其能高效、卫生地自动化生产食品。

根据本发明的实施例，提供一种食品自动生产装置，其包括储料区，所述储料区用于储存至少两种主体食材；料理区，所述料理区用于对来自所述储料区的各主体食材进行料理；传送装配区，所述传送装配区用于对料理后的各主体食材进行装配及传送；第一搬运模块，所述第一搬运模块用于将所述储料区内储存的各主体食材搬运至所述料理区；第二搬运模块，所述第二搬运模块用于将所述料理区内已完成料理的各主体食材搬运至所述传送装配区。

根据本发明实施例，进一步地，所述料理区位于所述储料区和所述传送装配区之间。

根据本发明实施例，进一步地，所述储料区包括至少两个沿所述传送装配区的传送方向布置的储料模块，所述料理区包括至少两个沿所述传送装配区的传送方向布置的料理模块，所述储料模块与所述料理模块一一对应设置。

根据本发明实施例，进一步地，所述第一搬运模块与所述第二搬运模块分隔设置。

根据本发明实施例，进一步地，所述第一搬运模块包括至少两个第一搬运机构，每一个所述第一搬运机构用于搬运一种主体食材。

根据本发明实施例，进一步地，所述第一搬运机构包括第一驱动结构和第一取料结构，所述第一驱动结构为直线模组。

根据本发明实施例，进一步地，所述第二搬运模块包括至少两个第二搬运机构，每一个所述第二搬运机构用于搬运一种主体食材。

根据本发明实施例，进一步地，所述第二搬运机构包括第二驱动结构和第二取料结构，所述第二驱动结构为旋转模组。

根据本发明实施例，进一步地，各所述储料模块均具有至少一个储料腔，所述储料腔的取放口通过启闭盖盖合，所述启闭盖在受控后能自动开启或关闭所述储料腔的取放口。

根据本发明实施例，进一步地，所述传送装配区包括传送模块，所述传送模块的传送方向呈线性，所述传送模块上设有至少两个沿传送方向布置的装配工位，所述第二搬运模块将每一种经料理后的主体食材分别搬运至各装配工位上。

根据本发明实施例，进一步地，所述传送模块的传输表面形成有吸附力，该吸附力能将所述传送模块传输的物料吸附在传输表面上。

根据本发明实施例，进一步地，所述传送装配区还包括投料模块，所述投料模块位于所述传送模块的上方，所述投料模块用于将辅料食材投放至装配中的主体食材上。

根据本发明实施例，进一步地，所述投料模块包括至少两个投料机构，各所述投料机构沿所述传送模块的传送方向布置，每一个所述投料机构用于投放一种辅料食材。

根据本发明实施例，进一步地，至少有一个所述投料机构为蔬菜投料机构，所述蔬菜投料机构包括料筒、出料机构和导料机构，所述料筒包括筒体和导料环，所述导料环设置在所述筒体的出料口；所述出料机构包括出料阀，所述出料阀与所述导料环围成储菜腔，所述导料机构用于将所述筒体内储存的蔬菜导入所述储菜腔内。

根据本发明实施例，进一步地，所述食品自动生产装置还包括包装纸上料模块和包装模块，所述包装纸上料模块设置在所述传送模块的进料端，所述包装模块设置在所述传送模块的出料端。

根据本发明实施例，进一步地，所述食品自动生产装置还包括缓存模块，所述缓存模块设置在所述传送模块的出料端。

本发明的有益效果是：本发明将装置分成三个独立的区域布局，有利于模块式管理，防止各区域之间相互干涉；另外，通过第一搬运模块搬运储料区的各主体食材至料理区进行料理，并通过第二搬运模块搬运经料理的主体食材至传送装配区进行层叠装配，既提高了食品生产效率，也避免了料理前后的食材交叉污染，保证了食品卫生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本发明实施例的食品自动生产装置俯视图；

图2是本发明实施例中第一搬运机构的结构示意图；

图3是本发明实施例中第二搬运机构从料理区取料的示意图；

图4是本发明实施例中第二搬运机构放料至传送装配区的示意图；

图5是本发明实施例中传送模块的爆炸图；

图6是本发明实施例中包装模块的结构示意图；

图7是本发明实施例中蔬菜投料机构的立体图；

图8是本发明实施例中料筒和出料机构的立体图；

图9是本发明实施例中导料机构和出料机构的剖视图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1，本发明中的食品自动生产装置，其包括储料区10、料理区20、传送装配区30、第一搬运模块和第二搬运模块50。储料区10用于储存至少两种主体食材，第一搬运模块将储料区10内储存的各主体食材搬运至料理区20，料理区20用于对来自储料区10的各主体食材进行料理，第二搬运模块50用于将料理区20内已完成料理的各主体食材搬运至传送装配区30，最后传送装配区30用于对料理后的各主体食材进行层叠装配及传送。由于主体食材在被料理前处于不宜直接食用的状态，而其在被料理后则处于能被直接食用的状态，因此分别采用第一搬运模块将未经料理的主体食材从储料区10搬运至料理区20，以及第二搬运模块50将料理后的主体食材从料理区20搬运至传送装配区30，从而第一搬运模块只接触未经料理的主体食材，而第二搬运模块50只接触料理后的主体食材。不仅可使一主体食材在储料区10至料理区20的搬运过程与另一主体食材在料理区20至传送装配区30的搬运过程同时进行，提高了生产效率；还实现了生熟分离，避免料理前后的主体食材在搬运的过程中被交叉污染，保证食品卫生安全。

本食品自动生产装置分为三个不同的区域，有利于模块式管理，使得各区域之间彼此不会互相干涉、影响，对于布局及结构紧凑性非常有帮助，也减少了空间占用率。可选地，料理的方式可以为接触加热或气流传热中的一种。

优选地，料理区20位于储料区10和传送装配区30之间，以便于第一搬运模块和第二搬运模块50搬运主体食材，减少搬运行程，提高效率。

储料区10包括至少两个沿传送装配区30的传送方向布置的储料模块101，料理区20包括至少两个沿传送装配区30的传送方向布置的料理模块201，储料模块101与料理模块201一一对应设置。每一个储料模块101用于存放一种主体食材，相应地，每一个料理模块201则对来自与之相对应的储料模块101的主体食材进行料理。料理模块201与储料模块101一一相对，各料理模块201只对来自与之相对的储料模块101的主体食材进行料理，从而提高了生产效率，减少顾客的等待时间。另外，当各主体食材需要不同的料理工艺处理时，各料理模块201也能分别对相应的主体食材实现不同工艺的料理，以增加食品的风味丰富感。

以制作汉堡为例，实施例中储料区10包括三个储料模块101，分别是用于储存下面包的第一储料模块101a、用于储存肉饼的第二储料模块101b，以及用于储存上面包的第三储料模块101c。相应地，料理区20包括三个料理模块201，分别是用于料理下面包的第一料理模块201a、用于料理肉饼的第二料理模块201b，以及用于料理下面包的第三料理模块201c。第一储料模块101a与第一料理模块201a对应设置，余下的储料模块101和料理模块201同理。

需要说明的是，本申请中两种或多种主体食材并不仅指两种或三种互不相同的食物原材，而是指在传送装配区30层叠装配时位于不同层的食材。同样以汉堡为例，若需制作包括上面包、下面包和两块肉饼的汉堡，则需要设置四个储料模块101，其中两个储料模块101分别用于储存上面包和下面包，余下的两个储料模块101则都是用于储存肉饼，虽然该两个储料模块101储存同样的食材即肉饼，但由于该两个储料模块101储存的肉饼是分别用于制作汉堡的不同层，因此该两个储料模块101中的肉饼仍属于本申请中所指的两种主体食材。

各储料模块101均具有至少一个储料腔102，优选地，每个储料模块101均设置两个或多个储料腔102，从而增加储料模块101的主体食材容纳量，减少补给频率。储料腔102的取放口通过启闭盖103盖合，启闭盖103在受控后能自动开启或关闭储料腔102的取放口。在第一搬运模块要从储料模块101中取出主体食材时，启闭盖103打开以便第一搬运模块取料，在第一搬运模块取出主体食材后，启闭盖103受控关闭，以避免杂质落入储料腔102中，加强对主体食材的保质、保鲜。

实施例中，第一搬运模块与第二搬运模块50分隔设置，从而有效减少第一搬运模块和第二搬运模块50之间的相互影响。第一搬运模块与第二搬运模块50的相对独立性，使运行和检修都可相对独立的进行，使结构更简单，且便于维护、更换。

第一搬运模块包括至少两个第一搬运机构401，各第一搬运机构401与储料模块101一一对应设置，当然地，各第一搬运机构401也与料理模块201一一对应。第一搬运机构401位于与其相对应的出料模块101及料理模块201的上方。每一个第一搬运机构401用于搬运一种主体食材，从而既能同时或在较短的时间间隔内将各种主体食材从储料区10搬运至料理区20，加快整体生产效率；也能避免同一个搬运机构搬运不同主体食材而使主体食材之间交叉污染。

参照图2，第一搬运机构401包括第一驱动结构和第一取料结构4016，第一搬运机构401的第一驱动结构为直线模组，可选地，第一取料结构4016为吸盘或机械爪。第一取料结构4016在第一驱动结构的驱动下，第一取料结构可从储料模块101上方移动至相应的料理模块201上方，或从料理模块201上方复位移动至相应的出料模块101上方。实施例中，采用直线模组配合吸盘组成第一搬运结构，即吸盘能在直线模组的驱动下作线性运动，提高搬运的速度，且直线模组结构简单，易于操控。具体地，直线模组包括平移主轴4011、平移辅助轴4012、横移轴4013、同步连杆4014和升降轴4015，平移主轴4011和平移辅助轴4012平行设置，平移主轴4011的两端分别位于储料模块101的上方及料理模块201的上方，显然，上方可以是正上方或斜上方；平移辅助轴4012同理。同步连杆4014的两端分别与平移主轴4011、平移辅助轴4012连接，横移轴4013设置于平移主轴4011及平移辅助轴4012的底部，升降轴4015的上端与横移轴4013连接，升降轴4015的下端与吸盘相连。使吸盘不仅能够作上下移动，还能沿横移轴4013的长度方向移动，或者沿平移主轴4011的长度方向移动。

本实施例中，各料理模块201采用接触式加热的方式对主体食材进行料理。具体地，料理模块201可包括至少一个料理机构，料理机构包括料理支架、上加热板2011、下加热板2012和移动平台2013，移动平台2013设置在料理支架上，下加热板2012可沿移动平台2013受控滑动，上加热板2011平行设置在下加热板2012的上方，上加热板2011能沿垂直于下加热板2012的方向移动。以加热下面包为例，其中一个第一搬运机构401从第一储料模块101a的储料腔102中取出一个下面包，并将其搬运到第一料理模块201a的料理机构的下加热板2012上，下加热板2012沿移动平台2013向上加热板2011滑动，直至上加热板2011和下加热板2012在竖直方向上的投影重叠，此时上加热板2011靠近下加热板2012移动，使上加热板2011和下加热板2012共同夹持下面包的上下两侧。

进一步地，当某种主体食材需要较长的加热时间时，用于料理该主体食材的料理模块201可设有两个以上的料理机构，以缩短料理模块201对该主体食材的加热完成时间间隔。由于肉饼所需的加热时间通常长于面包所需的加热时间，优选地，第二料理模块201b中的料理机构数量多于第一料理模块201a中的料理机构数量或第三料理模块201c中的料理机构数量。实施例中，第二料理模块201b具有两个料理机构，而第一料理模块201a和第三料理模块201c都分别只具有一个料理机构。虽然第二料理模块201b中单个料理机构的加热时间长，但因为有两个料理机构同时工作，所以缩短了第二料理模块201b的料理完成时间间隔，从而保证上面包、下面包和肉饼能在较短的时间间隔内被料理完成并被搬运到传送装配区30。

第二搬运模块50包括至少两个第二搬运机构501，优选地，各第二搬运机构501与料理模块201一一对应，每一个第二搬运机构501用于搬运一种主体食材。设置与料理模块201一一相对的第二搬运机构501，既能同时或在较短的时间间隔内将各种主体食材从料理区20搬运至传送装配区30，加快整体生产效率；也能避免同一个搬运机构搬运不同主体食材而使主体食材之间交叉污染。

参照图3～图4，可选地，第二搬运机构501包括第二驱动结构和第二取料结构5013，第二驱动结构为旋转模组。具体地，第二驱动结构可包括动力端5011和摆臂5012，摆臂5012的一端固定在动力端5011上，动力端5011能驱动摆臂5012作一定幅度的摆动旋转；第二取料结构5013固定在摆臂5012的另一端上，第二取料结构5013可以为吸盘或机械爪。

传送装配区30包括传送模块301，传送模块301的传送方向呈线性，从而减少传送路径的长度，能更快速地将各主体装配组合并传送。相应地，实施例中的第一储料模块101a、第二储料模块101b和第三储料模块101c沿平行于传送方向的方向呈线性分布，同理，第一料理模块201a、第二料理模块201b和第三料理模块201c也沿平行与传送方向的方向呈线性分布，使食品自动生产装置各部分的排列更整齐、有序。

传送模块301上设有至少两个沿传送方向布置的装配工位，各装配工位与料理模块201一一对应，亦即各装配工位也与各第二搬运机构501一一对应，即在本实施例中，各装配工位沿传送方向依次为第一装配工位、第二装配工位和第三装配工位。第二搬运模块50将每一种经料理后的主体食材分别搬运至各装配工位上。具体地，各第二搬运机构501均设置在传送模块301的各相应的装配工位与相应的料理区20之间，以便于快捷搬运。以汉堡的下面包及肉饼的搬运装配为例说明。当第一料理模块201a料理完其中的下面包后，相应的第二搬运机构501的动力端5011驱动摆臂5012的另一端转向第二料理模块201b，通过第二取料结构5013取走料理后的下面包，然后动力端5011驱动摆臂5012的另一端转向传送模块301上第一装配工位，第二取料结构5013再释放下面包，使其落在第一装配工位上，随后传送模块301启动，传送下面包至第二装配工位；当下面包到达第二装配工位时，传送模块301暂停，与第二装配工位相应的第二搬运机构501启动，将第二料理模块201b上经料理的肉饼搬运至第二装配工位并释放，从而肉饼层叠在下面包的上方，当传送模块301再次启动时，肉饼能随着下面包移至第三装配工位，如此类推。

进一步地，传送模块301的传输表面形成有吸附力，该吸附力能将传送模块301传输的物料吸附在传输表面上，以确保传输表面上的食材能附在传输表面上并随传送模块301移动，不易脱出传送模块301外。具体地，传送模块301包括传送机架3011，驱动轴3012、旋转轴3013，倒吸风扇组件3014和输送带3015，驱动轴3012和旋转轴3013分别设置在传送机架3011上，倒吸风扇组件3014设置在传送支架内，输送带3015则包括在传送支架的外表面，输送带3015的表面设有多个通风孔，输送带3015在输送过程中位于上方的表面形成传输表面。通过驱动电机驱动驱动轴3012转动，驱动轴3012带动输送带3015旋转，进而带动放置于输送带3015上的物料移动。倒吸风扇组件3014启动时，其通过通风孔对传输表面形成有吸附力，有效实现对传输表面上物料的固定。

传送装配区30还包括投料模块302，投料模块302位于传送模块301的上方，投料模块302用于将辅料食材投放至层叠装配中的主体食材上，辅料食材与主体食材也形成层叠结构，以增加食品的口味和层次的丰富性。实施例中，投料模块302包括两个投料机构，分别用于投放蔬菜及酱汁，两个投料机构沿传送模块301的传送方向布置。当然，在本实施例以外，投料模块302可只包括一个投料机构，用于投放一种辅料食材；投料模块302也可包括多个投料机构，同样地，各投料机构沿传送模块301的传送方向布置，每一个投料机构用于投放一种辅料食材，以使食品的口味和层次更丰富。

作为其中一个可选的实施方式，投料机构可设置在两个相邻的装配工位之间，当食品或食材随传送模块301移动至投料机构的下方时，传送模块301暂停，投料模块302释放辅料食材到装配中的食品或食材上。由于投料机构设置在两个装配工位之间，因此不会妨碍各第二搬运机构501的运动，使第二搬运机构501的运动更自由。作为另一种可选的实施方式，投料机构可设置在装配工位上，具体地，投料机构位于第二搬运机构501的上方，第二搬运机构501在装配工位层叠装配相应的主体食材后，投料机构再投放辅料食材到装配中的食品或食材上，辅料食材投放完毕后，传送模块301再开启传送。由于无需额外暂停传送模块301以投放辅料食材，因此能节约传送装配的时间，提高生产效率。

实施例中包括两个投料机构，其中一个投料机构为蔬菜投料机构3021。参照图7～图9，蔬菜投料机构3021包括料筒、出料机构、导料机构和冷藏箱30211。冷藏箱30211具有冷却降温的作用。料筒可拆卸设置在冷藏箱30211内，主要用于储存并保鲜蔬菜食材。导料机构设置在冷藏箱30211内并位于料筒的底部，与料桶的出料口配合。具体地，料筒包括筒体30212和导料环30213，导料环30213设置在筒体30212的出料口。出料机构包括出料阀30214和驱动组件30215，出料阀30214设置在导料环30213的底部，并与导料环30213围成储菜腔30210，驱动组件30215与出料阀30214相连，从而通过驱动组件30215能够驱动出料阀30214转动，实现储菜腔30210的开启或闭合。导料机构用于将筒体30212内储存的蔬菜导入储菜腔30210内。导料机构包括送料螺轴30216、导料漏斗30217和导料电机，送料螺轴30216设置在筒体30212内，导料漏斗30217设置在料桶的出料口处，并且导料漏斗30217位于送料螺轴30216的底部。导料电机设置在冷藏箱30211的顶部，并且导料电机与送料螺轴30216可拆卸连接。

在每次投放蔬菜时，通过导料电机驱动送料螺轴30216旋转，使筒体30212内定量的蔬菜被倒入储菜腔30210中，再通过驱动组件30215驱动出料阀30214转动，使储菜腔30210打开，实现蔬菜的自动定量投放。同时在清洁或维护时，将料筒拆卸出冷藏箱30211，使导料环30213脱离出料阀30214，进而便于对料筒和出料机构分别单独进行清洁，不仅方便清洗，也能洗得更干净。通过导料机构和出料机构的配合，蔬菜能被均匀地投放。另外，通过设置储菜腔30210，使出料阀30214每次投放的蔬菜量大致相同，进而生产出的每个食品的蔬菜量大致相同。

实施例中的另一个投料机构为酱汁投料机构3022，通过设置酱汁投料机构3022，可使食品的味道更好，更受顾客的欢迎。酱汁投料机构3022包括酱汁桶、蠕动泵和通管，酱汁桶用于储藏酱汁，考虑到口味要求及空间允许的情况，多种酱汁可选择性添加；蠕动泵用于实现酱汁的精确定量。具体地，用于添加酱汁的通管至少有两根，并且各通管均可沿x、y方向平移实现均覆酱汁。

传送模块301的进料端设有包装纸上料模块303，相应地，传送模块301的出料端设有包装模块304。包装纸上料模块303能将包装纸上料到传送模块301上，传送模块301上的包装纸在装配工位上接住主体食材并随传送模块301与装配中或装配完的食品一起传送，最后通过包装模块304将包装纸折叠包覆食品，完成包装，从而使成型食品能被包装起来，方便食品的运送，且使食品从制作到包装全过程自动化，因而更卫生。

包装纸上料模块303包括平移机械手，升降机械手和包装纸吸盘，平移机械手与升降机械手相连接，包装纸吸盘固定在升降机械手上。通过包装纸吸盘吸附放置在特定位置的包装纸后，再通过升降机械手和平移机械手移动到指定的位置，再放下包装纸，使包装纸落入传送模块301的传输表面上的适当位置。结合前文所述，由于传送模块301的传输表面具有吸附力，因此能吸附包装纸，防止其移位或飘走。

参照图6，包装模块304包括放置板3043、第一折叠板3041和第二折叠板3042，第一折叠板3041设置在放置板3043的周边，第二折叠板3042与第一折叠板3041铰接。在包装时，将带有包装纸的成型食品放置在包装模块304的放置板3043上，然后第一折叠板3041向内侧折叠，之后再将第二折叠板3042向内折叠，使包装纸完全包覆食品。其中第一折叠板3041和第二折叠板3042可以由不同的驱动机构驱动，比如气缸等。

优选地，还可设置贴标模块，贴标模块沿传送模块301的传送方向位于包装模块304的后方。贴标模块用于对包装好的食品进行贴标，便于顾客了解食品的相关信息，如生产日期、保质期等，进一步使顾客能够放心食用。

传送模块301的出料端还包括缓存模块305，显然，缓存模块305沿传送模块301的传送方向位于贴标模块的后方。缓存模块305包括传送组件、拔料组件、透明防护罩和转移平台。拔料组件设置在传送组件的一端，用于将被传送至转移平台上的成型食品推送至传送组件上。透明防护罩盖合与传送组件的上部，方便观察位于传送组件上的成型食品。通过缓存机构，能够实现食物即时制作后的输出，另外还能缓存一定数量的食品，如本实施例中的汉堡，缩短顾客的等待时间，同时配合传感器可以准确地判断在传送组件上的位置和数量，便于及时补充。

以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。