一种升碗抓取压膜机构及方法与流程

1.本发明涉及食品生产设备，特别涉及一种升碗抓取压膜机构及方法。


背景技术：

2.用聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯以及其他树脂制成的薄膜，用于包装以及用作覆膜层。随着生活水平的提升以及生活节奏的加快，人们越来越多地购买加工好的食品，这些食品通常放容器(例如，碗)中并通过覆膜防止污染。在对食品进行覆膜包装时，需要将摞碗一一分开，分别放入食材再进行覆膜。现有技术中向容器装入食材并覆膜的方法存在人工干预较多、洁净度难以保证等问题。
3.市面上的螺旋分离机构，只适用分离摞在一起的小口径容器(例如咖啡杯)，且相邻容器间的间隙不宜过大，因而不能用来分离口径大、碗间隙(上、下相邻两碗之间的间隙)小的摞碗。摞碗凸轮分割器和齿轮升降机构在分离摞碗时各自存在缺点：摞碗凸轮分割器结构加工复杂，需要结合外部结构进行储存分度，不利于调试；齿轮升降机构也只可以分离碗间隙大的摞碗。
4.提供一种能够自动分离摞碗并自动装料、压膜的机构，提高食品加工卫生度、防止人工误接触并污染食材，是目前亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种升碗抓取压膜机构及方法，能够自动抓取、分离摞碗，将抓取的该碗驱动至放食材位便于放入食材，并能够将放有食材的碗驱动至压膜位，自动进行覆膜；覆膜完成后还能够自动将该碗驱动至取碗位。通过本发明实现了食品装碗覆膜包装的全自动化。
6.为了达到上述目的，本发明提供一种升碗抓取压膜机构，包含：旋转存储机构、升碗机构、对心抓取机构、水平升降机构、盛食材机构、压膜机构；
7.所述旋转存储机构用于存放摞碗，并将摞碗旋转至驱动工位；
8.所述升碗机构与所述驱动工位位置对应，用于驱动所述驱动工位的摞碗在竖直方向上、下运动，实现摞碗顶部位于抓碗位；
9.所述对心抓取机构用于抓取抓碗位的碗，并将该碗放置在所述盛食材机构；通过所述水平升降机构驱动对心抓取机构在竖直、水平方向运动；
10.所述盛食材机构与水平升降机构配合，将放置在盛食材机构的碗驱动至放食材位、压膜位、取碗位；
11.所述压膜机构用于对所述压膜位的碗进行覆膜。
12.可选的，所述旋转存储机构包含：
13.水平设置的旋转分度板，其外边缘开有至少一个第一限位孔；
14.工位板，水平设置在旋转分度板上方；所述工位板的外边缘开有至少一个第二限位孔；所述第二限位孔与第一限位孔位置对应；
15.竖直的旋转驱动轴，其底部、顶部分别固定连接所述旋转分度板、工位板；
16.转板电机，用于驱动所述旋转驱动轴带动旋转分度板、工位板共同绕旋转驱动轴的中心轴旋转；
17.若干个竖直的导向轴，导向轴两端分别固定连接工位板、旋转分度板；第一限位孔开口端的两侧各设有一个所述导向轴；
18.至少一个升降导向托板，分别设置在对应第一限位孔上方；所述升降导向托板用于放置摞碗；对应的两个导向轴分别穿设升降导向板的两端，用于导向升降导向托板的上下运动；通过所述升碗机构驱动位于所述驱动工位的升降导向托板在竖直方向运动，实现放置在该升降导向托板的摞碗的顶部位于工位板上方的抓碗位。
19.可选的，所述旋转存储机构还包含：
20.至少一个第一碗托板，分别放置在对应的升降导向托板上，摞碗放置在第一碗托板上；
21.至少一个存碗升降从动板，分别固定设置在对应升降导向托板的底部，并与第一限位孔位置对应；通过升碗机构驱动所述存碗升降从动板上下运动，实现对应的摞碗上下运动。
22.可选的，所述升碗机构包含：
23.竖直固定设置的升碗滑杆，其与所述驱动工位位置对应；
24.升碗滑块和升碗电机，通过所述升碗电机驱动所述升碗滑块沿所述升碗滑杆上下滑动；
25.升降制动板，其固定连接升碗滑块，用于驱动位于驱动工位的存碗升降从动板上下运动。
26.可选的，所述对心抓取机构包含：
27.水平设置的抓手支架，其具有一字型结构，抓手支架第一端固定连接水平升降机构，通过水平升降机构驱动抓手支架竖直运动和/或平动；
28.抓手底座，其水平的固定设置在抓手支架第二端；
29.直流减速电机，固定设置在抓手底座上，直流减速电机输出轴垂直于抓手底座；抓手底座顶面设有若干个直线轨道；
30.旋转板，水平设置在抓手底座上方，并固定连接直流减速电极输出轴；通过直流减速电机驱动旋转板绕直流减速电极输出轴的中心轴水平旋转；
31.若干个连杆机构，设置在抓手支架上，一个连杆机构对应一个直线轨道；所述连杆机构包含第一杆和第二杆；第一杆第一端铰接所述旋转板，第一杆第二端铰接第二杆第一端，第二杆的第二端固定设有伸出至抓手支架外部的夹手，所述夹手的底部位于抓手底座下方，并向内水平延伸；第二杆底部设有与所述直线轨道匹配的滑块，通过滑块与直线轨道配合，导向第二杆沿直线轨道运动，实现夹手抓、放碗。
32.可选的，所述直线轨道若在一个虚拟圆的半径上，所述虚拟圆以直流减速电机输出轴在抓手底座的投影点为圆心。
33.可选的，所述水平升降机构包含：水平模组、第一升降模组、第二升降模组；
34.所述水平模组包含水平设置的横杆，横杆第一端、横杆第二端分别设有能够沿横杆滑动的第一平动滑块、第二平动滑块；
35.所述第一升降模组，包含：
36.竖直设置的第一升降架，固定连接所述第一平动滑块；
37.第一纵向滑块和第一升降电机，通过第一升降电机驱动第一纵向滑块沿第一升降架上、下滑动；抓手支架垂直于横杆，且抓手支架第一端固定连接所述第一纵向滑块；
38.所述第二升降模组，包含：
39.竖直设置的第二升降架，固定连接所述第二平动滑块；
40.第二纵向滑块和第二升降电机，通过第二升降电机驱动所述第二纵向滑块沿第二升降架上、下滑动；所述盛食材机构固定连接所述第二纵向滑块。
41.可选的，所述盛食材机构包含：
42.压膜架，固定连接第二纵向滑块，压膜架顶部水平的固定设有压膜圈；所述压膜圈的直径匹配碗的直径；
43.竖直设置的第三升降架，固定连接所述第二纵向滑块；
44.第三纵向滑块和第三升降电机，通过所述第三升降电机驱动所述第三纵向滑块沿第三升降架上、下滑动；
45.升降杆，其底部固定连接第三纵向滑块，其顶部固定设有水平放置的第二碗托板；通过第三纵向滑块驱动所述升降杆，实现第二碗托板在压膜圈包围形成的空间内上下运动。
46.可选的，所述压膜机构与横杆第二端位置对应，包含：
47.水平设置的加热圈，所述加热圈的直径匹配碗的直径；通过加热圈和压膜圈配合对压膜位的碗进行压膜；
48.水平设置且互相平行的卷轴和废膜收集轴；所述卷轴和废膜收集轴设置在加热圈上方，并分别位于加热圈两侧；卷轴、废膜收集轴分别能够绕自身中心轴旋转；
49.卷膜套设在卷轴上，卷膜的引出端经过加热圈下方，继续向上引出并缠绕在废膜收集轴上。
50.本发明还提供一种升碗抓取压膜方法，采用本发明所述的升碗抓取压膜机构实现的，包含步骤：
51.s1、驱动旋转存储机构，将摞碗旋转至驱动工位；
52.s2、通过升碗机构驱动位于驱动工位的摞碗，实现该摞碗顶部位于抓碗位；
53.s3、驱动对心抓取机构至抓碗位上方，对心抓取机构抓取抓碗位的碗；驱动对心抓取机构至盛食材机构上方，对心抓取机构将所抓取的碗放置在盛食材机构上；
54.s4、盛食材机构将放置在其上的碗驱动至放碗位，向该碗内装入食材；
55.s5、驱动盛食材机构，实现盛食材机构的碗位于压膜位，通过压膜机构对该碗进行覆膜；
56.s6、驱动盛食材机构，实现盛食材机构的碗位于取碗位。
57.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
58.1)本发明的升碗抓取压膜机构能够自动抓取、分离摞碗，将抓取的该碗驱动至放食材位便于放入食材，并能够将放有食材的碗驱动至压膜位，自动进行覆膜，覆膜完成后还能够自动将该碗驱动至取碗位；通过本发明实现了食品装碗覆膜包装的全自动化，提高食品加工卫生度、防止人工误接触并污染食材；
59.2)本发明结构简单，易于实现，不受摞碗直径、碗间隙的限制。
附图说明
60.为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图：
61.图1、图1a、图1b分别为本发明升碗抓取压膜机构的立体图、正视图、俯视图；
62.图2为本发明的旋转存储机构和升碗机构示意图；
63.图2a为本发明旋转存储机构、升碗机构、对心抓取机构、水平升降机构连接示意图
64.图3、图3a为本发明的对心抓取机构立体图、侧视图；
65.图4分别为本发明旋转存储机构、升碗机构、对心抓取机构、水平升降机构的俯视图；
66.图4a为盛食材机构连接水平升降机构示意图；
67.图5、图5a分别为本发明压膜机构的正视图、立体图；
68.图5b为压膜圈配合加热圈，对碗进行覆膜示意图；
69.图6为本发明的升碗抓取压膜方法流程图；
70.图中：1、旋转存储机构；10、摞碗；11、旋转分度板；111、第一限位孔；112、减重孔；12、工位板；121、第二限位孔；13、旋转驱动轴；14、转板电机；15、导向轴；16、升降导向托板；17、第一碗托板；18、存碗升降从动板；
71.2、升碗机构；20、升碗滑杆；21、升碗滑块；22、升碗电机；
72.3、对心抓取机构；31、抓手支架；32、抓手底座；33、直流减速电机；34、旋转板；35、第一杆；36、第二杆；37、夹手；38、压平板；
73.4、水平升降机构；400、横杆；401、第一平动滑块；402、第二平动滑块；410、第一升降架；411、第一纵向滑块；412、第一升降电机；420、第二升降架；421、第二纵向滑块；
74.5、盛食材机构；50、压膜架；51、压膜圈；530、第三升降架；531、第三升降电机；532、第三纵向滑块；533、升降杆；54、第二碗托板；
75.6、压膜机构；60、安装板；61、加热圈；62、卷轴；63、废膜收集轴；631、废膜收集轴驱动电机；64、第一卷筒；65、第二卷筒；66、第一限位轴；67、第二限位轴；68、过渡轴；
76.7、取食材门；
77.8、卷膜。
具体实施方式
78.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
79.本发明提供一种升碗抓取压膜机构6，如图1、图1a、图1b所示，包含：旋转存储机构1、升碗机构2、对心抓取机构3、水平升降机构4、盛食材机构5、压膜机构6。
80.所述旋转存储机构1用于存放摞碗10，并将摞碗10旋转至驱动工位。如图2所示，旋
转存储机构1包含：第一限位孔11、工位板12、旋转驱动轴13、转板电机14、若干个竖直的导向轴15、至少一个升降导向托板16、至少一个第一碗托板17、至少一个存碗升降从动板18。
81.所述第一限位孔11水平设置，其外边缘开有至少一个第一限位孔111(第一限位孔111部分落在第一限位孔11上)；
82.所述工位板12水平设置在旋转分度板上方，工位板12的外边缘开有至少一个第二限位孔121(第二限位孔121部分落在工位板12上)，所述第二限位孔121与第一限位孔111位置对应。一个第二限位孔121对应一个工位。在本发明的实施例中，旋转存储机构1设有三个工位。如图2所示，驱动工位于升碗机构2位置对应。为减轻工位板12的重量，在工位板12上还开设有多个减重孔112。
83.所述旋转驱动轴13竖直设置，其底部、顶部分别固定连接第一限位孔11、工位板12的中心。
84.如图2a所示，在本实施例中所述转板电机14设置在旋转驱动轴底部，用于驱动旋转驱动轴13带动第一限位孔11、工位板12共同绕旋转驱动轴13的中心轴旋转。
85.所述导向轴15竖直设置，导向轴两端分别固定连接工位板12、第一限位孔11；第一限位孔开口端的两侧各设有一个导向轴15。
86.所述升降导向托板16设置在对应第一限位孔上方，一个第一限位孔111对应一个升降导向托板16。第一限位孔两侧的两个导向轴15分别穿设对应升降导向板的两端，用于导向升降导向托板16的上下运动。
87.所述第一碗托板17放置在对应的升降导向托板16上，一个第一碗托板17对应一个升降导向托板16，摞碗10放置在第一碗托板17上。
88.所述存碗升降从动板18固定设置在对应升降导向托板16的底部，并与第一限位孔111位置对应，一个存碗升降从动板18对应一个升降导向托板16；通过升碗机构2驱动所述存碗升降从动板18上下运动，实现对应的摞碗10上下运动。
89.通过升碗机构2驱动位于所述驱动工位的升降导向托板16在竖直方向运动，实现放置在该升降导向托板16的摞碗10的顶部位于工位板上方的抓碗位。所述抓碗位的位置如图2a所示。
90.如图2、图2a所示，所述升碗机构2与所述驱动工位位置对应，用于驱动所述驱动工位的摞碗10在竖直方向上、下运动，实现摞碗顶部位于抓碗位。升碗机构2包含：升碗滑杆20、升碗滑块21、升碗电机22、升降制动板(图中未示出)。
91.竖直固定设置的所述升碗滑杆20与驱动工位位置对应。
92.通过所述升碗电机22驱动所述升碗滑块21沿升碗滑杆20上下滑动；
93.所述升降制动板(图中未示出)固定连接升碗滑块21并位于驱动工位的存碗升降从动板18下方，用于驱动位该存碗升降从动板18上下运动。
94.所述对心抓取机构3用于抓取抓碗位的碗，并将该碗放置在所述盛食材机构5；通过所述水平升降机构4驱动对心抓取机构3在竖直、水平方向运动。如图3、图3a、图4所示，对心抓取机构3包含：抓手支架31、抓手底座32、直流减速电机33、旋转板34、若干个连杆机构、压平板38。
95.水平设置的所述抓手支架31具有一字型结构，如图4所示，抓手支架第一端固定连接水平升降机构4，通过水平升降机构4驱动抓手支架31竖直运动和/或平动。
96.所述抓手底座32水平的固定设置在抓手支架第二端。
97.所述直流减速电机33固定设置在抓手底座32上，直流减速电机输出轴垂直于抓手底座32；抓手底座顶面设有若干个直线轨道(图中未示出)。所述直线轨道若在一个虚拟圆的半径上，所述虚拟圆以直流减速电机输出轴在抓手底座32的投影点为圆心。
98.所述旋转板34水平设置在抓手底座上方，并固定连接直流减速电极输出轴；通过直流减速电机33驱动旋转板34绕直流减速电极输出轴的中心轴水平旋转。在本发明的优选实施例中，旋转板34为圆形。
99.本发明的实施例中，如图3、图3a所示，对心抓取机构3包含四个连杆机构，一个连杆机构对应一个直线轨道。所述连杆机构包含第一杆35和第二杆36；第一杆第一端铰接所述旋转板34，第一杆第二端铰接第二杆第一端，第二杆第二端固定设有伸出至抓手支架外部的夹手37，如图3a所示，所述夹手37的底部位于抓手底座下方，并向内水平延伸。第二杆底部设有与所述直线轨道匹配的滑块(图中未示出)，通过滑块与直线轨道配合，导向第二杆36沿直线轨道运动，实现夹手37抓、放碗。本实施例中，第二杆36平行于对应的直线轨道。
100.所述压平板38固定设置在抓手底座32的底部；通过压平板38调整摞碗顶部与抓手底座底面的距离，以适应不同碗间隙的摞碗10。
101.所述水平升降机构4包含：水平模组、第一升降模组、第二升降模组。
102.如图4、图4a所示，所述水平模组包含水平设置的横杆400，横杆第一端、横杆第二端分别设有能够沿横杆400滑动的第一平动滑块401、第二平动滑块402；第一平动滑块401、第二平动滑块402分别由第一平动电机(图中未示出)、第二平动电机(图中未示出)驱动。
103.如图2a所示，所述第一升降模组，包含：
104.竖直设置的第一升降架410，固定连接所述第一平动滑块401；
105.第一纵向滑块411和第一升降电机412，通过第一升降电机412驱动第一纵向滑块411沿第一升降架410上、下滑动；如图4所示，抓手支架31垂直于横杆400，且抓手支架第一端固定连接所述第一纵向滑块411。抓手底板设置在抓手支架31和盛食材机构5之间，且抓手底板与盛食材机构5位于横杆400的同侧。
106.如图4a所示，所述第二升降模组，包含：
107.竖直设置的第二升降架420，固定连接所述第二平动滑块402；
108.第二纵向滑块421和第二升降电机，通过第二升降电机驱动所述第二纵向滑块421沿第二升降架420上、下滑动。
109.所述盛食材机构5与水平升降机构4配合，将放置在盛食材机构5的碗驱动至放食材位、压膜位、取碗位。放食材位、压膜位和取碗位的位置如图1a中所示。本发明的实施例中，如图4a所示，盛食材机构5包含：压膜架50、第三升降架530、第三纵向滑块532、第三升降电机531、升降杆532，压膜圈51。
110.所述第三升降架530竖直设置。所述压膜架50、第三升降架530均固定连接第二纵向滑块421且彼此之间无干涉。所述压膜圈51水平的固定设在压膜架顶部，压膜圈51的直径匹配碗的直径。
111.本实施例中，第三升降电机531设置在第三升降架530底部，通过第三升降电机531驱动所述第三纵向滑块532沿第三升降架530上、下滑动；
112.所述升降杆532的底部固定连接第三纵向滑块532，升降杆532的顶部固定设有水
平放置的第二碗托板54。通过第三纵向滑块532驱动所述升降杆532，实现第二碗托板54在压膜圈51包围形成的空间内上下运动。如图4a所示，第二碗托板54、压膜圈51能够随第二纵向滑块421一起上下运动，另外碗托板还能够通过第三纵向滑块532相对于压膜圈51上下运动。
113.所述压膜机构6用于对压膜位的碗进行覆膜。如图1a、图1b所示，所述压膜机构与横杆第二端位置对应。如图5、图5a所示，压膜机构6包含：安装板60、加热圈61、卷轴62和废膜收集轴63。
114.如图5b所示，加热圈61水平设置在安装板60上，加热圈61的直径匹配碗口的直径。当盛食材机构5的碗运动至压膜位(此时该碗的碗沿、压膜圈51的顶面位于同一高度)，加热圈61加热其底面的卷膜8，同时第二纵向滑块421带动第二碗托板54、压膜圈51一同向上运动，加热圈底面的卷膜8粘贴第二碗托板54上的碗的碗沿；同时如图5b所示，通过加热圈61和压膜圈51配合，切割碗口周围的卷膜8，完成对盛食材机构5的碗覆膜。
115.所述卷轴62和废膜收集轴63水平设置且互相平行的设置在安装板60上。卷轴62和废膜收集轴63设置在加热圈上方，并分别位于加热圈两侧；卷轴62、废膜收集轴63分别能够绕各自中心轴旋转。
116.卷膜8套设在卷轴62上，卷膜8的引出端经过加热圈下方，继续向上引出并缠绕在废膜收集轴63上。如图5所示，在本发明的实施例中，废膜收集轴63内设有废膜收集轴驱动电机631，通过废膜收集轴驱动电机631驱动废膜收集轴63绕自身中心轴旋转，实现卷膜8运动。
117.在本发明的一个实施例中，如图5、图5a所示，所述压膜机构还包含：均与卷轴62平行的第一卷筒64、第二卷筒65、第一限位轴66和第二限位轴67
118.所述第一卷筒64、第二卷筒65位于加热圈下方，第一卷筒64、第二卷筒65分别与卷轴62、废膜收集轴63位置对应；第一卷筒64、第二卷筒65的底部低于加热圈61的底面。
119.所述第一限位轴66设置在第一卷筒64与加热圈61之间；所述第二限位轴67设置在第二卷筒65与加热圈61之间；第一限位轴66、第二限位轴67的顶部高于加热圈61的底面。
120.第一卷筒64、第二卷筒65、第一限位轴66、第二限位轴67均设置在安装板上并能够绕自身中心轴旋转，通过第一卷筒64、第二卷筒65、第一限位轴66、第二限位轴67保证卷膜8的张力并保证卷膜8不发生卡顿。
121.卷膜8的引出端依序经过第一卷筒下方、第一限位轴上方、加热圈下方、第二限位轴上方、第二卷筒下方，继续向上引出并缠绕在废膜收集轴63上。
122.如图5所示，在本发明的另一个实施例中，在卷轴62与第一卷筒64之间、废膜收集轴63与第二卷筒65之间各设有一个过渡轴68，卷膜8自过渡轴内侧绕过所述过渡轴68，通过该过渡轴68进一步保证卷膜8的张力。
123.本发明还提供一种升碗抓取压膜方法，采用本发明所述的升碗抓取压膜机构6实现的，如图6所示，包含步骤：
124.s1、驱动旋转存储机构1，将摞碗10旋转至驱动工位；
125.s2、通过升碗机构2驱动位于驱动工位的摞碗10，实现该摞碗10最上方的一个碗位于抓碗位；
126.s3、通过水平升降机构4驱动对心抓取机构3远动至抓碗位上方，对心抓取机构3抓
取位于抓碗位的碗；并通过水平升降机构4驱动对心抓取机构3至盛食材机构5上方；对心抓取机构3将所抓取的碗放置在盛食材机构5的第二碗托板54上；对心抓取机构3再回到抓碗位上方；
127.可事先通过第二横向滑块驱动盛食材机构5位于放食材位下方，然后再驱动对心抓取机构3放碗，放碗的过程中也可以通过第三纵向滑块532调整第二碗托板54的高度。
128.s4、将放置在盛食材机构5上的碗驱动至放碗位(可以通过第二纵向滑块421与第三纵向滑块532配合)，向该碗内装入食材；
129.s5、驱动盛食材机构5，实现盛食材机构5的碗位于压膜位，且压膜圈51与碗沿等高，通过压膜机构6对该碗进行覆膜；
130.s6、驱动盛食材机构5，实现盛食材机构5的碗位于取碗位。
131.取碗位的位置如图1a所示。图1b中还示出了取食材门7。通过打开取食材门7，取走位于取碗位的碗。
132.本发明的升碗抓取压膜机构6能够自动抓取、分离摞碗10，将抓取的该碗驱动至放食材位便于放入食材，并能够将放有食材的碗驱动至压膜位，自动进行覆膜，覆膜完成后还能够自动将该碗驱动至取碗位。通过本发明实现了食品装碗覆膜包装的全自动化，提高食品加工卫生度、防止人工误接触并污染食材。本发明结构简单，易于实现，不受摞碗10直径、碗间隙的限制。
133.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。