一种四轴承接转移机构和承接方法与流程

本发明涉及一种食品自动售卖设备，具体涉及一种可以自动承接冰激淋的四轴承接转移机构。本发明还涉及一种物料的承接方法。

背景技术：

目前，常见的冰激淋售卖机在承接冰激淋时均是销售人员手动操作，用蛋筒承接下落的冰激淋，并且在下落过程中手动微量调整蛋筒的水平位置和高度，让冰激淋在蛋筒口部形成螺旋锥形的造型。

这样的操作打冰激淋效率较低，冰激淋的造型依靠销售人员的技术而定，打好的冰激淋造型不够统一，也不够美观。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种四轴承接转移机构，可以自动承接冰激淋，并且自动为冰激淋做造型，提高了打冰激淋的作业效率，冰激淋的造型实现了统一、美观。

本发明还提供一种通过四轴承接转移机构实施的承接方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一个方面提供一种四轴承接转移机构，包括机架，所述机架上设置有x轴方向的导轨，所述导轨上设置有滑动模组，所述机架上设置有第一驱动机构，驱动所述滑动模组沿所述导轨往复移动；

所述滑动模组上设置有承接臂，所述承接臂包括支撑杆和承接环，所述承接环设置在所述支撑杆顶部，承接物料的容器放置在所述承接环上，所述支撑杆和所述承接环的中心轴线均为z轴方向互相平行，所述承接环中设置有第四驱动机构，驱动所述承接环围绕自己的中心轴线旋转，进而带动承接物料的容器自转；

所述滑动模组上设置有第二驱动机构和第三驱动机构，所述第二驱动机构驱动所述支撑杆沿z轴方向升降，所述第三驱动机构驱动所述支撑杆围绕自己的中心轴线旋转。

可选地，所述支撑杆的顶端折弯90度，折弯部与所述承接环固定连接。

可选地，所述承接环中设置有第四电机，承接物料的容器放入承接环中可被驱动旋转。

可选地，所述承接环上设置有传感器，感应承接物料的容器被放入和取走。

可选地，所述承接环中设置有同轴的内筒和外筒。

可选地，所述内筒的顶部设置有径向延伸的承接面，所述外筒和所述支撑杆的顶端固定连接。

可选地，所述第四电机包括环状的转子和定子，所述定子和所述外筒固定连接，所述转子的环内套入所述内筒，所述转子旋转驱动所述内筒旋转，承接物料的容器放入所述内筒中可被驱动旋转。

可选地，所述机架包括顶板、背板和侧板，所述导轨设置在所述背板上，所述导轨上设置有滑块，所述滑块与所述滑动模组固定连接，所述第一驱动机构设置在所述背板上，所述第一驱动机构包括第一电机、第一主动带轮、第一被动带轮和第一同步带，所述第一同步带与所述滑动模组连接。

可选地，所述第二驱动机构包括第二电机、第二主动带轮、第二被动带轮和第二同步带，所述第三驱动机构包括第三电机、第三主动带轮、第三被动带轮和第三同步带。

可选地，所述滑动模组上还设置有丝杆和螺母副，所述丝杆和螺母副包括丝杆、滚珠螺母和滚珠花键套，所述丝杆沿z轴方向设置，顶端与所述承接臂的支撑杆固定连接，所述滚珠螺母设置在所述丝杆上端，与所述第二被动带轮固定连接，所述滚珠花键套设置在所述丝杆下端，与所述第三被动带轮固定连接。

可选地，所述第二电机启动，通过所述第二主动带轮、第二被动带轮、第二同步带和滚珠螺母驱动所述丝杆沿z轴方向升降。

可选地，所述第三电机启动，通过所述第三主动带轮、第三被动带轮、第三同步带和滚珠花键套驱动所述丝杆围绕自己的中心轴线旋转。

可选地，所述滑动模组包括顶板、底板，所述第二电机安装在所述顶板下表面，所述第三电机安装在所述底板上表面。

可选地，所述顶板和底板之间设置有两块竖向的连接板，所述连接板和所述导轨上设置的滑块固定连接，所述丝杆和螺母副设置在两块所述连接板之间。

可选地，所述第一驱动机构包括第一电机、沿x轴方向设置的第一丝杆和第一滚珠螺母，所述第一电机驱动所述第一丝杆围绕自己的中心轴线旋转，所述第一滚珠螺母与所述滑动模组固定连接，所述第一电机启动，所述第一滚珠螺母沿所述第一丝杆往复移动，驱动所述滑动模组沿所述导轨往复移动。

可选地，所述导轨采用气动滑轨，所述第一驱动机构为所述自动滑轨中的气动驱动组件，所述气动滑轨上设置有滑块，所述滑块与所述滑动模组固定连接，所述第一驱动机构驱动所述滑块沿所述气动滑轨往复移动，进而驱动所述滑动模组沿所述气动滑轨往复移动。

可选地，所述机架的顶板上设置有滑槽，所述承接臂的支撑杆在所述滑槽中滑动。

可选地，所述机架的顶板上设置有安装孔，所述安装孔中设置有料槽，所述料槽承接从所述承接环上掉落的物料。

可选地，所述导轨采用两根平行的直线导轨，每根所述导轨上设置有两块所述滑块。

本发明的另一个方面提供一种承接方法，包括如下步骤，

步骤1：将承接物料的容器放置在所述承接环上，启动所述第一驱动机构带动所述承接臂移动至物料输出口附近，启动所述第三驱动机构，将所述容器旋转至物料输出口的正下方；

步骤2：启动所述第二驱动机构，将所述容器上升至最高处，距离物料输出口最近的位置；

步骤3：开始承接物料，直至所述容器中承接的物料达到预定量；

步骤4：启动所述第三驱动机构，将所述容器旋转至用户一侧；

步骤5：所述容器从所述承接环上被取走后，启动所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构使所述承接环复位。

可选地，所述步骤3包括以下两个步骤，

步骤31：启动所述第四驱动机构驱动所述承接环自转，同时启动所述第一驱动机构，将所述承接臂微量左右移动，启动所述第二驱动机构带动所述承接环做微量下降；

步骤32：所述容器中承接的物料达到预定高度后，所述第二驱动机构驱动所述承接环首先微量上升，再下降，完成物料顶部成型，然后所述第一驱动机构、第二驱动机构、第四驱动机构均停止。

本发明的优点及有益效果是：

本发明可以代替人工操作，自动承接冰激淋，并且自动为冰激淋做造型，提高了打冰激淋的作业效率。

本发明利用四轴驱动机构完成承接冰激淋的蛋筒的自旋转、左右移动、上下移动和围绕其他轴线旋转，形成外观美观的冰淇淋。

本发明通过分别调整四轴驱动机构的移动量，还可以实现形状更复杂的冰激淋造型，与传统冰激淋造型具有明显区别。

附图说明

图1为本发明实施例中四轴承接转移机构的主视图；

图2为本发明实施例中四轴承接转移机构的俯视图；

图3为本发明实施例中四轴承接转移机构的仰视图；

图4为本发明实施例中四轴承接转移机构的后视图；

图5为本发明实施例中四轴承接转移机构的右视图；

图6为本发明实施例中承接臂的立体图；

图7为本发明实施例中承接环的立体图；

图8为本发明实施例中承接环的剖视图；

图9为本发明实施例中四轴承接转移机构的分解图；

图10为本发明实施例中机架的主视图；

图11为本发明实施例中机架的后视图；

图12为本发明实施例中滑动模组的立体图；

图13为本发明实施例中滑动模组的主视图；

图14为本发明实施例中滑动模组的后视图；

图15为本发明实施例中滑动模组的左视图；

图16为本发明实施例中承接方法的流程图。

图中：1.承接臂；1-1.承接环；1-1-1.内筒；1-1-2.外筒；1-1-3.承接面；1-1-4.转子；1-1-5.定子；1-2.支撑杆；2.料槽；3.第一主动带轮；4.第一电机；5.机架；5-1.滑槽；5-2.安装孔；5-3.侧板；5-4.背板；6.滑动模组；6-1.第二电机；6-2.第三电机；6-3.第二主动带轮；6-4.第二同步带；6-5.丝杆；6-6.第二被动带轮；6-7.顶板；6-8.底板；6-9.连接板；6-10.连接块；6-11.第三主动带轮；6-12.第三被动带轮；6-13.连接套；7.第一同步带；8.导轨；9.第一被动带轮；10.滑块。

具体实施方式

本发明的设计构思是：

针对现有技术中冰激淋售卖机所存在的缺陷，本发明提供了一种四轴承接转移机构，设置有四轴驱动机构，可以代替人工操作，自动承接冰激淋以及为冰激淋做造型，提高了打冰激淋的作业效率，冰激淋的造型实现了统一、美观。本发明还提供一种通过四轴承接转移机构实施的承接方法。

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实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

如图1、图2、图3、图4、图5所示为本发明实施例1，在该实施例中提供了一种四轴承接转移机构，主要用于承接冰激淋，该四轴承接转移机构可以安装在冰激淋制造设备上，位于出料口下方。冰激淋从出料口输出时，四轴承接转移机构能够承接住冰激淋，并且辅助对冰激淋造型，例如形成比较美观的塔形。

该四轴承接转移机构具体包括机架5，机架5上设置有x轴方向的导轨8，导轨8上设置有滑动模组6，机架5上设置有第一驱动机构，驱动滑动模组6沿导轨8往复移动。该作业过程所起的作用主要是能够将承接物料的容器(例如蛋筒)转移至冰激淋制造设备的出料口附近，等待承接冰激淋，冰激淋制造设备的出料口可能有多个，对应不同口味的冰激淋，根据计算机程序控制，第一驱动机构能够将承接物料的容器(例如蛋筒)转移至相应的出料口附近。在完成承接冰激淋之后，将容器和冰激淋一起转移至销售人员或顾客身旁，等待销售人员或顾客取走容器和冰激淋。

此外，在承接冰激淋的过程中，第一驱动机构也可以驱动滑动模组6沿导轨8做微量的往复移动，该作业过程能够在冰激淋下落过程中辅助对冰激淋造型，承接物料的容器左右移动可以让下落的冰激淋逐层变化直径弯曲。

滑动模组6上设置有承接臂1，承接臂1包括支撑杆1-2，支撑杆1-2顶部设置有承接环1-1，承接物料的容器放置在承接环1-1上，支撑杆1-2的中心轴线和承接环1-1的中心轴线均为z轴方向互相平行，承接环1-1中设置有第四驱动机构，驱动承接环1-1围绕自己的中心轴线旋转，进而带动承接物料的容器自转。该作业过程所起的作用主要是能够在冰激淋下落过程中辅助对冰激淋造型，承接物料的容器旋转会让下落的冰激淋形成螺旋状。

滑动模组6上设置有第二驱动机构和第三驱动机构，第二驱动机构驱动支撑杆1-2沿z轴方向升降，第三驱动机构驱动支撑杆1-2围绕自己的中心轴线旋转。

第二驱动机构的作业过程所起的作用主要是让容器能够有效承接冰激淋，一开始驱动支撑杆1-2沿z轴方向上升到最高处，此时承接物料的容器距离冰激淋制造设备的出料口最近，随着冰激淋的输出下落，容器中的冰激淋越来越多，最终从容器口冒出，此时驱动支撑杆1-2沿z轴方向下降，直至冰激淋在容器口处堆积一定的高度。

在第一驱动机构将承接物料的容器转移至冰激淋制造设备的出料口附近之后，第三驱动机构的作业过程所起的作用主要是能够将承接物料的容器(例如蛋筒)转移至冰激淋制造设备的出料口正下方，等待承接冰激淋。在完成承接冰激淋之后，将容器和冰激淋从出料口正下方转移开，等待第一驱动机构继续后续的作业。

通过设置第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和第四驱动机构，四轴承接转移机构形成了四轴驱动，可以制成外观美观的冰激淋。

下面对该四轴承接转移机构的细节结构做详细举例说明。

如图1、图4、图5所示，支撑杆1-2顶端折弯90度，折弯部与承接环1-1固定连接，这样支撑杆1-2可以保持竖直状态，承接环1-1可以保持水平状态，并且承接环1-1能够以较大直径围绕支撑杆1-2的中心轴线旋转。

承接环1-1中设置有第四电机，承接物料的容器放入承接环1-1中可被驱动旋转。

承接环1-1上设置有传感器，感应承接物料的容器被放入和取走。传感器可以采用红外传感器，能够感知承接物料的容器。

如图6、图7、图8所示，承接环1-1中设置有同轴的内筒1-1-1和外筒1-1-2，内筒1-1-1的顶部设置有径向延伸的承接面1-1-3，外筒1-1-2和支撑杆1-2的折弯部固定连接，第四电机包括环状的转子1-1-4和定子1-1-5，定子1-1-5和外筒1-1-2固定连接，转子1-1-4的环内套入内筒1-1-1，转子1-1-4旋转驱动内筒1-1-1旋转，承接物料的容器放入内筒1-1-1中可被驱动旋转。

转子1-1-4可顺时针旋转或逆时针旋转，驱动内筒1-1-1顺时针旋转或逆时针旋转，这也是为了对冰激淋造型，打出顺时针旋转或逆时针旋转的冰激淋。

定子1-1-5和外筒1-1-2可拆卸，转子1-1-4和内筒1-1-1可拆卸，具体可以采用卡接形式的快拆结构，这样设计方便承接环1-1的组装和维修、维护。

承接面1-1-3扩大了内筒1-1-1的承接面积，有利于支撑住承接物料的容器。

外筒1-1-2和支撑杆1-2的折弯部可以采用螺纹连接，例如在支撑杆1-2的折弯部设置螺杆，在外筒1-1-2的侧壁上设置有径向的螺纹孔，二者实现螺纹连接。

优选地，可以在外筒1-1-2的侧壁上设置径向凸出的凸台，螺纹孔设置在凸台之中。

第四电机可以采用这样的具体结构设置：转子1-1-4具有铁芯，定子1-1-5具有铁芯和线圈。定子1-1-5的铁芯和线圈设置在外层，转子1-1-4的铁芯设置在内层，定子1-1-5的铁芯和转子1-1-4的铁芯在极面圆周上均匀分布一定数量的小齿，定子1-1-5的线圈能以两个方向通电。定子1-1-5的铁芯和转子1-1-4的铁芯均是两段式齿片，转子1-1-4的铁芯的两段式齿片相互错开半个齿距，两段齿片中间夹有一个轴向充磁的环形永久磁钢。同一段转子齿片上的所有齿都具有相同极性，而不同段的转子齿片的极性相反。转子1-1-4的铁芯为中空的环形，环形内壁上可拆卸地设置内筒1-1-1。当定子1-1-5的线圈通电时，转子1-1-4实现正向或反向的转动，带动内筒1-1-1和承接面1-1-3同步转动。

如图9、图10、图11所示，机架5包括顶板、背板5-4和侧板5-3，导轨8设置在背板5-4上，导轨8上设置有滑块10，滑块10与滑动模组6固定连接，第一驱动机构设置在背板5-4上，第一驱动机构包括第一电机4、第一主动带轮3、第一被动带轮9和第一同步带7，第一同步带7与滑动模组6连接。附图1中第一主动带轮3被第一电机4遮挡住了看不见，第一主动带轮3安装在第一电机4输出轴端，与第一同步带7连接，从附图11中可以看见第一主动带轮3。

滑动模组6的右侧设置有连接块6-10，连接块6-10中设置有一条水平的间隙，该间隙的底面上设置有齿，与第一同步带7上的齿适配，第一同步带7插入该间隙中即可与滑动模组6实现连接。第一同步带7顺时针或者逆时针旋转均可以带动滑动模组6。

第二驱动机构包括第二电机6-1、第二主动带轮6-3、第二被动带轮6-6和第二同步带6-4，第三驱动机构包括第三电机6-2、第三主动带轮6-11、第三被动带轮6-12和第三同步带(附图中第三同步带没有示出，连接了第三主动带轮6-11和第三被动带轮6-12，结构类似第二同步带6-4)。

如图12、图13、图14、图15所示，滑动模组6上还设置有丝杆和螺母副，丝杆和螺母副包括丝杆6-5、滚珠螺母和滚珠花键套，附图中滚珠螺母和滚珠花键套位于连接套6-13中，被连接套6-13遮挡住了看不见。

丝杆6-5沿z轴方向设置，顶端与承接臂1的支撑杆1-2固定连接，具体可以采用螺纹连接。例如在支撑杆1-2下端设置螺杆或螺纹孔，相应地在丝杆6-5顶端设置螺纹孔或螺杆，二者实现螺纹连接。

滚珠螺母设置在丝杆6-5上端，与第二被动带轮6-6固定连接，滚珠花键套设置在丝杆6-5下端，与第三被动带轮6-12固定连接。

第二电机6-1启动，通过第二主动带轮6-3、第二被动带轮6-6、第二同步带6-4和滚珠螺母驱动丝杆6-5沿z轴方向升降。

第三电机6-2启动，通过第三主动带轮6-11、第三被动带轮6-12、第三同步带和滚珠花键套驱动丝杆6-5围绕自己的中心轴线旋转。

滑动模组6包括顶板6-7、底板6-8，第二电机6-1安装在顶板6-7下表面，第三电机6-2安装在底板6-8上表面。

顶板6-7和底板6-8之间设置有两块竖向的连接板6-9，连接板6-9和滑块10固定连接，可以通过连接孔和螺栓的组合实现连接，上述丝杆和螺母副设置在两块连接板6-9之间。

如图2、图3、图9所示，机架5的顶板上设置有滑槽5-1，承接臂1的支撑杆1-2在滑槽5-1中滑动。滑槽5-1的主要作用是为了给承接臂1的左右滑动和升降留出空间。

机架5的顶板上设置有安装孔5-2，安装孔5-2中设置有料槽2，料槽2承接从承接环1-1上掉落的物料，避免冰淇淋奶浆的滴落。料槽2可以从安装孔5-2中取出进行定期清理。

在本实施例中，导轨8采用两根平行的直线导轨，每根导轨8上设置有两块滑块10。

本实施例中四轴承接转移机构的打冰激淋的作业过程如图16所示，通过图16的工作流程可以打出美观的塔形冰激淋。

通过分别调整第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构的移动量，本实施例中的四轴承接转移机构，还可以实现形状更复杂的冰激淋造型，例如逐层往复弯曲折叠形、水平截面为椭圆状的螺旋锥形、等等，与传统冰激淋造型具有明显区别。

实施例2

在本实施例中，与实施例1所不同的是，第一驱动机构不采用同步带形式，采用了丝杆和螺母副的形式。

具体包括第一电机、沿x轴方向设置的第一丝杆和第一滚珠螺母，第一电机驱动第一丝杆围绕自己的中心轴线旋转，第一滚珠螺母与滑动模组6固定连接，第一电机启动，第一滚珠螺母沿第一丝杆往复移动，驱动滑动模组6沿导轨8往复移动。

本实施例中四轴承接转移机构的其他结构和实施例1中相同，此处不再重复描述。

实施例3

在本实施例中，与实施例1所不同的是，第一驱动机构不采用同步带形式，采用了自动滑轨形式。

具体地，导轨8采用气动滑轨，不只具有导向功能，还具有驱动功能，第一驱动机构为自动滑轨中的气动驱动组件，气动滑轨上设置有滑块，滑块与滑动模组6固定连接，第一驱动机构驱动滑块沿气动滑轨往复移动，进而驱动滑动模组6沿气动滑轨往复移动。

本实施例中四轴承接转移机构的其他结构和实施例1中相同，此处不再重复描述。

实施例4

在本实施例中提供一种物料的承接方法，包括如下步骤，

步骤1：将承接物料的容器放置在承接环1-1上，启动第一驱动机构带动承接臂1移动至物料输出口附近，启动第三驱动机构，将容器旋转至物料输出口的正下方；

步骤2：启动第二驱动机构，将容器上升至最高处，距离物料输出口最近的位置；

步骤3：开始承接物料，直至容器中承接的物料达到预定量；

步骤4：启动第三驱动机构，将容器旋转至用户一侧；

步骤5：容器从承接环1-1上被取走后，启动第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构使承接环1-1复位。

具体地，步骤3可以包括以下两个步骤，

步骤31：启动第四驱动机构驱动承接环1-1自转，同时启动第一驱动机构，将承接臂1微量左右移动，启动第二驱动机构带动承接环1-1做微量下降；

步骤32：容器中承接的物料达到预定高度后，第二驱动机构驱动承接环1-1首先微量上升，再下降，完成物料顶部成型，然后第一驱动机构、第二驱动机构、第四驱动机构均停止。

如图16所示，如果是通过实施例1或实施例2中所述的四轴承接机构来实施承接方法，则包括如下具体步骤，

步骤1：将承接物料的容器放置在承接环1-1上，启动第一电机4带动承接臂1移动至物料输出口附近，启动第三电机6-2，将容器旋转至物料输出口的正下方；

步骤2：启动第二电机6-1，将容器上升至最高处，距离物料输出口最近的位置；

步骤3：开始承接物料，直至容器中承接的冰激淋达到预定量；

步骤4：启动第三电机6-2，将容器旋转至用户一侧；

步骤5：容器从承接环1-1上被取走后，启动第一电机4、第二电机6-1、第三电机6-2使承接环1-1复位。

具体地，步骤3可以包括以下两个步骤，

步骤31：启动第四电机驱动承接环1-1自转，同时启动第一电机4，将承接臂1微量左右移动，启动第二电机6-1带动承接环1-1做微量下降；

步骤32：容器中承接的冰激淋达到预定高度后，第二电机6-1驱动承接环1-1首先微量上升，再下降，完成冰激淋顶部成型，然后第一电机4、第二电机6-1、第四电机均停止。

以上仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。