食品机的制作方法

本发明涉及食品机械设备领域，尤其涉及一种食品机。

背景技术

蛋糕是人们喜爱的一种美食，人们在庆祝或举办活动时经常用到蛋糕。人们在享受蛋糕的美味时，也对蛋糕的造型也越来越重视，现有的蛋糕一般都是人工制作，制作精细度都是由人工控制。因现有的3d打印技术日趋成熟，而一台桌面级3d食物打印机的价格在1000元左右，采用奶油作为原材料，通过3d食物打印机就可以打印出不同的造型，使蛋糕制作的自动化创造了便捷，而再配合对蛋糕进行自动切割，这样就能实现制作蛋糕的自动化，从而减少了人力成本。当然，除了蛋糕以外，其他食材的制作也是同样适用的。

技术实现要素：

为了实现自动化精准控制打印不同造型的食材，本发明提出了一种食品机。

本发明所采用的技术方案是：

一种食品机，包括液态食品定量送料机构、出料机构和裱花挤出装置；所述液态食品定量送料机构包括底板、驱动机构、第一活塞杆、第一活塞、缸筒、转阀和料斗，所述驱动机构和所述缸筒均安装在所述底板上；所述出料机构包括底座机构、升降机构、食品径向尺寸调节板、快退气缸和抹胚喷嘴，所述升降机构安装在所述底座机构上，所述食品径向尺寸调节板的一端安装在所述升降机构上，所述快退气缸向下倾斜安装在所述食材径向尺寸调节板的另一端，所述快退气缸的输出轴连接所述抹胚喷嘴；所述转阀包括料斗接口、出料口、真空吸料口转动杆和旋转阀芯，转动杆带动所述旋转阀芯旋转来切换进出料通道；所述驱动机构与所述第一活塞杆的一端连接，所述第一活塞杆的另一端与所述第一活塞连接，所述第一活塞在所述缸筒内往复运动，所述缸筒的出气嘴与所述真空吸料口连接，所述料斗与所述料斗接口连接，所述出料口与设置在所述抹胚喷嘴上的液态食品软管接口连接；所述裱花挤出装置在三维空间给食材抹胚裱注不同花纹和图案。

较佳的，所述驱动机构包括第一步进电机、第一同步带轮、第二同步带轮、第一滚珠丝杆和第一滚珠丝母；所述第一步进电机与所述第一同步带轮连接，所述第一同步带轮通过传动带与所述第二同步带轮连接，所述第二同步带轮与所述第一滚珠丝杆连接，所述第一滚珠丝母与所述第一活塞杆的一端连接。

较佳的，所述升降机构包括升降导轨架、升降调节手轮、升降调节丝杆和升降调节滑块；所述升降导轨架安装在所述底座机构上，所述升降调节手轮与所述升降调节丝杆连接，所述升降调节丝杆驱动所述升降调节滑块沿所述升降导轨架上下移动；所述升降调节滑块用以带动所述食品径向尺寸调节板上下移动。

较佳的，所述底座机构包括喷嘴移动气缸、柔性接头、滑块、喷嘴移动滑台和水平移动导轨；所述喷嘴移动气缸的输出轴通过所述柔性接头驱动所述滑块在所述水平移动导轨上滑动，所述喷嘴移动滑台安装在所述滑块上，所述升降机构安装在所述喷嘴移动滑台上。

较佳的，所述抹胚喷嘴的内侧安装有抹刀；所述抹胚喷嘴上设有液态食品出口；所述抹胚喷嘴上还安装有液态食品出口长度调节挡板，所述液态食品出口长度调节挡板用以调节所述液态食品出口的长度。

较佳的，食品机包括基座、小型电动缸和摇臂；所述基座安装在所述底板上，所述小型电动缸的底部与所述基座转动连接，所述小型电动缸的输出轴与所述摇臂的一端连接，所述摇臂的另一端与所述转动杆连接。

较佳的，所述食材裱花机构包括三轴模组和裱花挤出装置，所述三轴模组包括x轴模组、y轴模组和z轴模组；所述y轴模组用以驱动所述x轴模组沿着y轴方向移动，所述x轴模组用以驱动所述z轴模组沿着x轴方向移动，所述z轴模组用以驱动所述裱花挤出装置沿着z轴方向移动。

较佳的，所述y轴模组包括y轴步进电机、第一联轴器、y轴导轨、y轴滚珠丝杆和y轴滚珠丝母，所述y轴步进电机通过所述第一联轴器与所述y轴滚珠丝杆连接，所述y轴滚珠丝杆驱动所述y轴滚珠丝母带动所述x轴模组在所述y轴导轨上沿着y轴方向移动；和/或，所述x轴模组包括x轴步进电机、第二联轴器、x轴导轨、x轴滚珠丝杆和x轴滚珠丝母，所述x轴步进电机通过所述第二联轴器与所述x轴滚珠丝杆连接，所述x轴滚珠丝杆驱动所述x轴滚珠丝母带动所述z轴模组在所述x轴导轨上沿着x轴方向移动；和/或，所述z轴模组包括z轴步进电机、第三联轴器、z轴导轨、z轴滚珠丝杆和z轴滚珠丝母，所述z轴步进电机通过所述第三联轴器与所述z轴滚珠丝杆连接，所述z轴滚珠丝杆驱动所述z轴滚珠丝母带动所述裱花挤出装置在所述z轴导轨上沿着z轴方向移动。

较佳的，所述裱花挤出装置包括第二步进电机、第二滚珠丝杆、第二滚珠丝母、第二活塞杆、第二活塞、裱花袋和裱花嘴，所述第二步进电机通过所述第二滚珠丝杆驱动所述第二滚珠丝母沿竖直方向移动，所述第二滚珠丝母通过所述第二活塞杆带动所述第二活塞将位于所述裱花袋内的液态食品从所述裱花嘴中挤出。

较佳的，所述料斗接口、出料口和所述真空吸料口均采用快装法兰。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的食品机主要包括液态食品定量送料机构、出料机构、食材裱花机构，通过液态食品定量送料机构和出料机构来形成食材抹胚，通过食材裱花机构来对食材抹胚进行裱花，其能够实现自动化控制打印不同造型的食材；

液态食品定量送料机构主要包括步进电机、缸筒、转阀和料斗，通过转阀选择连通缸筒和料斗时，控制原料液态食品从料斗进入缸筒内；通过转阀选择连通缸筒和出料机构时，控制液体食品从缸筒进入出料机构；通过步进电机驱动缸筒内的液态食品可以实现液态食品定量送料机构的位置及速度高精度控制；

出料机构主要包括升降机构、食品径向尺寸调节板、快退气缸和抹胚喷嘴，升降机构可以调节食材高度方向尺寸，食品径向尺寸调节板可以调节抹胚喷嘴在食材径向上的位置，快退气缸可以实现在完成食材抹胚时，抹胚喷嘴离开食材抹胚的上平面和外圆面，避免抹胚喷嘴向后移动时碰伤食材抹胚；

食材裱花机构包括三轴模组和裱花挤出装置，三轴模组主要包括x轴模组、y轴模组和z轴模组，用以驱动裱花挤出装置在三维空间移动，从而实现在三维空间给食材抹胚进行裱花；

裱花挤出装置主要包括第二步进电机、第二活塞、裱花袋和裱花嘴，第二步进电机可以精准控制第二活塞挤压位于裱花袋中的液态食品，裱花嘴通过固定螺母安装在裱花袋的出口，安装不同的裱花嘴就可以在食材抹胚上裱注不同花纹和图案。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明一实施例的食品机的立体图；

图2为本发明一实施例的食品机的主视图；

图3为本发明一实施例的食品机的俯视图；

图4为本发明一实施例的液态食品定量送料机构的立体图；

图5为本发明一实施例的液态食品定量送料机构的主视图；

图6为本发明一实施例的转阀的主视图；

图7为图6的转阀的b-b向视图；

图8为本发明一实施例的出料机构的立体图；

图9为本发明一实施例的出料机构的主视图；

图10为本发明一实施例的出料机构的侧视图；

图11为本发明一实施例的液态食材裱花机构的立体图；

图12为本发明一实施例的液态食材裱花机构的主视图；

图13为本发明一实施例的液态食材裱花机构的俯视图；

图14为本发明一实施例的裱花挤出装置的剖视图。

图中，1-液态食品定量送料机构；3-出料机构；5-食材裱花机构；7-转盘；

11-底板；12-驱动机构；13-缸筒；14-转阀；15-料斗；16-基座；17-小型电动缸；18-摇臂；19-第一活塞杆；20-第一活塞；31-喷嘴移动气缸；32-水平移动导轨；33-滑块；34-升降导轨架；35-升降调节滑块；36-升降调节手轮；37-食品径向尺寸调节板；38-快退气缸；39-抹胚喷嘴；40-液态食品软管接口；41-液态食品出口长度调节挡板；42-抹刀；43-喷嘴移动滑台；44-升降调节丝杆；51-y轴模组；52-x轴模组；53-z轴模组；54-裱花挤出装置；

121-第一步进电机；122-第一同步带轮；123-第二同步带轮；124-轴承；125-第一滚珠丝杆；126-第一滚珠丝母；141-转动杆；142-真空吸料口；143-料斗接口；144-出料口；145-旋转阀芯；511-y轴步进电机；512-第一联轴器；513-轴承座；514-y轴导轨；515-y轴滚珠丝杆；521-x轴步进电机；522-第二联轴器；523-x轴导轨；524-x轴滚珠丝杆；525-x轴滚珠丝母；541-第二步进电机；542-第二滚珠丝杆；543-第二滚珠丝母；544-第二活塞杆；545-第二活塞；546-裱花袋；547-裱花嘴；548-固定螺母。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。

以下请综合参考图1至图14所示，一种食品机，包括液态食品定量送料机构1、出料机构3和食材裱花机构5；液态食品定量送料机构1将定量液态食品泵送给出料机构3，出料机构3将液态食品喷涂在食材表面，以形成食材抹胚；在形成食材抹胚之后，食材裱花机构5在三维空间给食材抹胚裱注不同花纹和图案；

液态食品定量送料机构1包括底板11、驱动机构12、第一活塞杆19、第一活塞20、缸筒13、转阀14和料斗15。驱动机构12和缸筒13均安装在底板11上。出料机构3包括底座机构、升降机构、食品径向尺寸调节板37、快退气缸38和抹胚喷嘴39。升降机构安装在底座机构上，底座机构可以带动升降机构沿着水平方向移动。食品径向尺寸调节板37的一端安装在升降机构上，升降机构可以带动食品径向尺寸调节板37沿着竖直方向移动。快退气缸38向下倾斜安装在食材径向尺寸调节板的另一端，较佳的，快退气缸38呈45°角度安装，快退气缸38的输出轴连接抹胚喷嘴39，用以驱动抹胚喷嘴39沿着45°角度方向移动。转阀14包括料斗接口143、出料口144、真空吸料口142、转动杆141和旋转阀芯145。转动杆141带动所述旋转阀芯145旋转来切换进出料通道，即连通料斗接口143和真空吸料口142(真空吸料状态)或者连通真空吸料口142和出料口144(泵送状态)。较佳的，料斗接口143、出料口144和真空吸料口142均采用快装法兰。驱动机构12与第一活塞杆19的一端连接，第一活塞杆19的另一端与第一活塞20连接，第一活塞在缸筒13内往复运动，缸筒13的出气嘴与真空吸料口142连接，料斗15与料斗接口143连接，出料口144与设置在抹胚喷嘴39上的液态食品软管接口40连接。

在本发明的一个实施例中，如图1至图3所示，机器本体的底部还可以设置有滚轮，通过滚轮可以方便地转移食品机的工作场所。

在本发明的一个实施例中，如图1至图3所示，食品机包括一个转盘7，转盘7底部还设有驱动装置，驱动装置不限。转盘7可以手动转动，也可以由驱动装置驱动转动，如采用步进电机可以精确控制转盘7的转速。

在本发明的一个实施例中，如图4至图7所示，驱动机构12包括第一步进电机121、第一同步带轮122、第二同步带轮123、第一滚珠丝杆125和第一滚珠丝母126。第一步进电机121与第一同步带轮122连接，第一同步带轮122通过传动带与第二同步带轮123连接，第二同步带轮123与第一滚珠丝杆125连接，第一滚珠丝母126与第一活塞杆19的一端连接。第一步进电机121驱动第一同步带轮122转动，第一同步带轮122通过传动带驱动第二同步带轮123转动，第二同步带轮123带动第一滚珠丝杆125转动，第一滚珠丝杆125驱动第一滚珠丝母126沿直线方向运动，进而带动第一活塞杆19沿直线方向运动，进而将液态食品从料斗15吸入缸筒13和将液态食品从缸筒13泵送到出料机构3。

在本发明的一个实施例中，如图8至图10所示，升降机构包括升降导轨架34、升降调节手轮36、升降调节丝杆44和升降调节滑块35。升降导轨架34安装在底座机构上，升降调节手轮36与升降调节丝杆44连接，升降调节丝杆44驱动升降调节滑块35沿升降导轨架34上下移动，升降调节滑块35带动食品径向尺寸调节板37上下移动，进而带动抹胚喷嘴39上下移动，以适应食材高度方向尺寸。

在本发明的一个实施例中，如图8至图10所示，底座机构包括喷嘴移动气缸31、柔性接头、滑块33、喷嘴移动滑台43和水平移动导轨32。喷嘴移动滑台43安装在滑块33上，升降机构安装在喷嘴移动滑台43上。喷嘴移动气缸31的输出轴通过柔性接头驱动滑块33在水平移动导轨32上滑动，滑块33通过喷嘴移动滑台43带动升降机构在水平移动导轨32上滑动。该设计中，当喷嘴移动气缸31伸长将升降机构推动至水平移动导轨32的前端，此时升降机构位于工作位置(图9中虚线位置)；当喷嘴移动气缸31缩短将升降机构拉回至水平移动导轨32的后端，此时升降机构位于避让位置。当出料机构3处于避让位置时，方便食材放入或取出；当出料机构3处于工作位置时，可以对食材进行抹胚操作。

在本发明的一个实施例中，如图8至图10所示，抹胚喷嘴39的内侧安装有抹刀42，抹刀42用以抹平食材侧面和/或食材上表面的液态食品。抹胚喷嘴39上设有液态食品出口，液态食品定量送料机构1将液态食品从液态食品软管接口40泵入抹胚喷嘴39，在抹胚喷嘴39中经液态食品出口喷出。抹胚喷嘴39上还安装有液态食品出口长度调节挡板41，液态食品出口长度调节挡板41调节液态食品出口的长度，以控制液态食品的流出量。

在本发明的一个实施例中，如图4至图7所示，食品机包括基座16、小型电动缸17和摇臂18。基座16安装在底板11上，小型电动缸17的底部与基座16转动连接，小型电动缸17的输出轴与摇臂18的一端连接，摇臂18的另一端与转动杆141连接。小型电动缸17通过伸缩来推动摇臂18的一端，摇臂18的另一端带动转动杆141旋转，转动杆141带动旋转阀芯145旋转，以切换转阀14的进出料通道。

在本发明的一个实施例中，如图11至图14所示，食材裱花机构5包括三轴模组和裱花挤出装置54，三轴模组包括x轴模组52、y轴模组51和z轴模组53；y轴模组51用以驱动x轴模组52沿着y轴方向移动，x轴模组52用以驱动z轴模组53沿着x轴方向移动，z轴模组53用以驱动裱花挤出装置54沿着z轴方向移动。

在本发明的一个实施例中，如图11至图14所示，y轴模组51包括y轴步进电机511、第一联轴器512、y轴导轨514、y轴滚珠丝杆515和y轴滚珠丝母，y轴步进电机511通过第一联轴器512与y轴滚珠丝杆515连接，y轴滚珠丝杆515驱动y轴滚珠丝母带动x轴模组52在y轴导轨514上沿着y轴方向移动；和/或，x轴模组52包括x轴步进电机521、第二联轴器522、x轴导轨523、x轴滚珠丝杆524和x轴滚珠丝母525，x轴步进电机521通过第二联轴器522与x轴滚珠丝杆524连接，x轴滚珠丝杆524驱动x轴滚珠丝母525带动z轴模组53在x轴导轨523上沿着x轴方向移动；和/或，z轴模组53包括z轴步进电机、第三联轴器、z轴导轨、z轴滚珠丝杆和z轴滚珠丝母，z轴步进电机通过第三联轴器与z轴滚珠丝杆连接，z轴滚珠丝杆驱动z轴滚珠丝母带动裱花挤出装置54在z轴导轨上沿着z轴方向移动。该设计中，y轴导轨514为两个，分别位于x轴模组52的两端，可以在其中一个y轴导轨514安装一套y轴步进电机511、第一联轴器512、y轴滚珠丝杆515和y轴滚珠丝母，也可以在两个y轴导轨514分别安装一套y轴步进电机511、第一联轴器512、y轴滚珠丝杆515和y轴滚珠丝母。

在本发明的一个实施例中，如图14所示，裱花挤出装置54包括第二步进电机541、第二滚珠丝杆542、第二滚珠丝母543、第二活塞杆544、第二活塞545、裱花袋546和裱花嘴547，裱花嘴通过固定螺母548安装在裱花袋546的出口处。第二步进电机541通过第二滚珠丝杆542驱动第二滚珠丝母543沿竖直方向移动，第二滚珠丝母543通过第二活塞杆544带动第二活塞545将位于裱花袋546内的液态食品从裱花嘴547中挤出。

在本发明的一个实施例中，食品机包括机器本体，机器本体包括两层，分别为顶层结构和底层结构。液态食品定量送料机构1、出料机构3和食材裱花机构5安装在顶层结构，底层结构为控制柜。较佳的，顶层结构设置有防护罩，即对制作食材抹胚和裱花的出料机构3和食材裱花机构5设置防护挡板，只留一个出口。

在本发明的一个实施例中，进行食材抹胚的工作流程为：1、转阀14旋转至吸料位置，驱动机构12驱动第一活塞20移动，缸筒13内形成真空，料斗15内的物料进入缸筒13，可以按照预先设定的吸入量吸入，避免物料浪费；2、抹胚喷嘴39由避让位置移动到工作位置；3、转盘7用设定的转速开始旋转，或根据物料状态，随时调整转速；4、转发旋转至出料位置，驱动机构12推动第一活塞20挤出物料；5、物料经抹胚喷嘴39流出，进行抹胚；6、完成后，抹胚喷嘴39后退离开。以上动作均由plc+人机界面控制，可以一键启动开工至完成产品加工，或根据食材胚形态，可单步人工操作执行各动作完成加工。

在本发明的一个实施例中，进行食材裱花的工作流程为：1、食材抹胚加工完成后，由4轴cnc系统驱动裱花挤出装置54进行三轴模组联动，进行工作；2、独立第二步进电机541驱动的裱花挤出装置54完成物料挤出动作，用标准的裱花袋546存放物料，可快速更换裱花嘴547及物料颜色，大批量生产时裱花嘴547可连接至抹胚供料装置，大量输送物料。如需进行批量食物表面装饰，可更换高粘度转子泵，高粘度转子泵可输送果酱、面糊等物料进行表面装饰。换装待加热系统的裱花挤出装置54，可进行巧克力等食材的3d打印，可完成复杂的立体造型。

本发明的食品机不限制于制作蛋糕，其他食材也可以制作，比如饼干、巧克力等多类型的食品。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。