专利名称：自动取碗机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种自动取碗机构，特别涉及一种用于食品自动加工售卖机的自 动取碗机构。
背景技术：
现有的自动取碗机构多用于咖啡等饮料的自动售卖机中，此类自动取碗机构主要 包括支撑架、设在支撑架上的驱动电机和设置在相互叠压的待取纸杯旁边的分离齿轮，驱 动电机通过行星齿轮机构带动分离齿轮转动。分离齿轮上设有楔形齿，该楔形齿能够插入 相互叠压的纸杯杯沿之间的缝隙，使得分离齿轮与杯沿啮合。取杯时，驱动电机通过行星齿 轮机构带动分离齿轮转动，楔形齿将位于下部的纸杯剥离下来，使其落入预定位置。由于当 纸杯杯沿不够规整时，分离齿轮的楔形齿不能有效插入杯沿缝隙中，造成取杯失败，特别是 当所取杯尺寸较大时成功率更低，可靠性差。此外，这种技术由于对所用杯尺寸的精度要求 较高，导致成本增加，不利于推广应用。
发明内容本实用新型旨在解决现有自动取碗机构取碗可靠性差、对碗杯的尺寸精度要求高 的问题，提供一种取碗成功率高、对碗杯的尺寸精度要求较低的自动取碗机构。为了达到上述目的，本实用新型提供了一种自动取碗机构，包括中空滑杆；位于所述滑杆下端的吸盘，具体而言，所述吸盘可以通过吸盘安装座安装在所述 滑杆下端；真空泵，所述真空泵通过所述滑杆的中空部分与所述吸盘连通以进行抽气和放 气，具体而言，所述真空泵与所述滑杆的中空部分可以通过导管连通；驱动所述滑杆沿竖直方向上下移动的竖直运动装置；驱动所述滑杆沿水平方向旋转的旋转运动装置。在本实用新型的一种实施方式中，所述竖直运动装置可包括竖直取碗电机；竖直传动装置；竖直传动件，所述竖直传动件的一端与所述滑杆连接，另一端通过所述竖直传动 装置与所述竖直取碗电机连接，以使在所述竖直取碗电机驱动下，所述竖直传动件带动所 述滑杆沿竖直方向上下移动。在本实用新型的一种实施方式中，所述旋转运动装置包括水平旋碗电机；水平传动装置；水平传动件，所述水平传动件的一端通过所述水平传动装置与所述水平旋碗电机 连接，另一端被所述滑杆穿过，以使在所述竖直取碗电机驱动下，所述水平传动件带动所述滑杆沿水平方向转动，并且所述滑杆能够穿过所述水平传动件沿竖直方向自由移动。在本实用新型的其他实施方式中，所述自动取碗机构进一步包括与所述水平传动 装置固定连接的机架，所述机架承载所述竖直运动装置，使得当所述水平旋碗电机通过所 述水平传动装置带动所述滑杆沿水平方向旋转时，所述水平旋碗电机通过所述机架带动所 述竖直运动装置与所述滑杆一起沿水平方向转动。所述水平传动件可通过所述机架与所述 水平传动装置固定连接。在本实用新型的其他实施方式中，所述自动取碗机构进一步还可以包括控制单元 和若干个传感器，所述控制单元与所述竖直取碗电机、水平旋碗电机、真空泵和传感器分别 通信连接，从而对取碗操作进行实时控制。其中，所述若干个传感器可以包括第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传 感器，所述第一传感器的发射端和接收端分别可设在处于第一预定位置时的竖直传动 件的两侧，所述第一预定位置为竖直传动件在竖直方向到达的最高位置；所述第二传感器的发射端和接收端分别可设在处于第二预定位置时的竖直传动 件的两侧，所述第二预定位置为竖直传动件在竖直方向到达的最低位置。所述第三传感器的接收端和发射端分别可设在处于第三预定位置时的水平传动 件的两侧，所述第三预定位置为存放碗的初始位置的上方；所述第四传感器的接收端和发射端分别可设在处于第四预定位置时的水平传动 件的两侧，所述第四预定位置为碗将被移送到的目标位置的上方。由上述可知，在取碗过程中，本实用新型的自动取碗机构对吸盘与碗的内表面所 形成的空腔抽真空，使得该空腔与外界大气压之间产生负压差，这样利用大气压力可将碗 吸附在吸盘上。之后利用竖直运动装置、旋转运动装置可将碗运送到指定位置。由于采用 了真空负压吸附技术，该自动取碗机构取碗成功率高，并且由于不需要采用楔形齿插入碗 杯的缝隙之中进行取碗，因此对碗杯尺寸的精度要求不高，降低了成本，便于推广应用。
图1为本实用新型具体实施例的自动取碗机构的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附 图对本实用新型进行详细描述。参见图1，根据本实用新型的一种实施方式的自动取碗机构包括中空滑杆5、吸 盘9、真空泵10、竖直运动装置、旋转运动装置和机架6。其中，真空泵10位于机架6的内部下层空间，吸盘9通过吸盘安装座8安装在滑 杆5下端，并与滑杆5的中空部分连通。具体而言，真空泵10可通过导管(图中未示出) 与滑杆5的中空部分连通，从而形成从真空泵10经导管和滑杆5的中空部分直至吸盘9的 抽气和放气通道。竖直运动装置包括竖直取碗电机1、竖直传动装置和竖直传动件，本实施例中， 竖直取碗电机1设于机架6的内部上层空间。竖直传动件为拨叉3，包括叉体31和叉头32。叉头32位于叉体31的一端，并与滑杆5的两凸起51之间的部分活动连接，叉体31的另一 端通过轴33设于机架6的一个侧面上，通过竖直传动装置与竖直取碗电机1连接，在竖直 取碗电机1的驱动下，叉体31可绕轴33旋转，从而由叉头32带动滑杆5向上或向下运动。 凸起51可以为环形凸起或其他形状的凸起，在运动过程中，将叉头32限定在两凸起51之 间而不会脱离滑杆5。旋转运动装置包括水平旋碗电机2、水平传动装置和水平传动件。如图1所示，在 本实施例中，水平旋碗电机2设于机架6的下方，水平传动装置包括竖直设置的转轴4，水平 旋碗电机2与转轴4连接，机架6的下部与转轴4固定连接，并可以随转轴4 一起转动。水 平传动件为水平设置的板状件7，板状件7的一端与机架6的下端固定连接，另一端设有套 住滑杆5的通孔71，滑杆5可在通孔71内沿竖直方向自由移动而不受阻碍。由于板状件7 与机架6固定连接，并且机架6与转轴4固定连接，因此，当水平旋碗电机2工作时，水平旋 碗电机2通过转轴4带动机架6在水平方向上转动，从而带动板状件7在水平方向上转动， 并最终实现滑杆5和吸盘9的水平转动。此外，由于机架6承载竖直取碗电机1、竖直传动 装置、拨叉3和真空泵10，因此当水平旋碗电机2通过转轴4和板状件7带动滑杆5沿水平 方向转动时，水平旋碗电机2通过机架6带动所承载的竖直取碗电机1、竖直传动装置、拨叉 3和真空泵10沿与所述滑杆转动方向相同的水平方向转动。本领域的技术人员应当理解，以上是本实用新型的一种具体实施方式
，不能用来 限定本实用新型请求保护的范围，在本实用新型的另一种实施方式中，当真空泵10通过可 弯曲的软管与滑杆连通并且在滑杆水平转动过程中该软管不影响滑杆的竖直状态时，真空 泵10也可以不设置在机架6上。板状件7 —端也可以不与机架6固定连接，而是直接与转 轴4固定连接，并由转轴4直接带动板状件7在水平方向旋转。在本实施例中，自动取碗机构还包括控制装置，该控制装置包括控制单元和若干 个传感器。该控制单元可设于自动取碗机构的任何合适位置上，例如可设于自动取碗机构 的支撑架上，通过通信线路与竖直取碗电机1、水平旋碗电机2、真空泵10和传感器分别连 接；也可将控制单元设在自动取碗机构主体之外，该控制单元通过无线通信方式与竖直取 碗电机1、水平旋碗电机2、真空泵10和若干个传感器通讯连接。当自动取碗机构作为食品 自动加工售卖系统的一部分时，该控制单元可由食品自动加工售卖系统的控制单元替代。在本实施例中，自动取碗机构包括用于监测拨叉3沿竖直方向运动情况的第一传 感器11、第二传感器12和与两传感器相配套的限位片14。其中，限位片14沿竖直方向设在 叉体31上，包括分别位于叉体31上侧和下侧的限位片上端141和限位片下端(未示出)。 第一传感器11的发射端和接收端的位置可以设置成当拨叉3处于第一预定位置时，限位片 上端141恰好位于第一传感器11的发射端和接收端之间，第一预定位置为拨叉3向上旋转 到达的最高位置。第二传感器12的发射端和接收端的位置可以设置成当拨叉3处于第二预 定位置时，限位片下端恰好位于第二传感器的发射端和接收端之间，第二预定位置为拨叉3 向下旋转到达的最低位置。第一传感器11和第二传感器12通过监测拨叉3沿竖直方向的 运动情况，可以将滑杆5和吸盘9在竖直方向的位移限定在合适的范围中，使得当拨叉3处 于第一预定位置时，被吸附的碗底高出存放碗的初始台面和存放碗的目标台面；当拨叉3 处于第二预定位置时，吸盘9刚好能与待取碗的内表面相接触形成空腔，例如，吸盘9刚好 与待取碗的碗底相接触以形成空腔。此外，拨叉上也可不设置限位片14，在此情形下，第一传感器11的发射端和接收端可分别设置在处于第一预定位置时的拨叉3的两侧；第二传感 器12的发射端和接收端可分别设置在处于第二预定位置时的拨叉3的两侧。在本实施例中，自动取碗机构还可包括用于监测板状件7沿水平方向旋转情况的 第三传感器13和第四传感器(未示出)。其中，第三传感器13的接收端和发射端设在处于 第三预定位置时的板状件7的上下两侧，第三预定位置为存放碗的初始位置的上方。第四 传感器的接收端和发射端分别设在处于第四预定位置时的板状件7的上下两侧，第四预定 位置为碗将被移送到的目标位置的上方。第三传感器13和第四传感器通过监测板状件7 沿水平方向旋转情况，可以将滑杆和吸盘在水平方向的旋转限定在存放碗的初始台面和目 标台面之间的范围。当然，也可采用本领域公知的其他类型的传感器和控制单元，只要能够实现对滑 杆运动的控制即可。当滑杆5和吸盘9的初始位置处于存放碗的目标位置上方时，自动取碗机构的工 作流程如下步骤a，控制单元向水平旋碗电机发送旋转指令，水平旋碗电机2根据该旋转指令 通过水平传动装置带动转轴4旋转，转轴4带动机架6、板状件7和拨叉3在水平方向上转 动，从而带动滑杆5和吸盘9沿水平方向朝着存放碗的初始位置旋转。当板状件7旋转到 第三预定位置，即旋转到存放碗的初始位置上方的位置时，板状件7恰好阻挡第三传感器 13的发射端向接收端所发射的信号，第三传感器13立即产生第三报警信息并将该信息发 送至控制单元。控制单元根据第三报警信息向水平旋碗电机2发出停止旋转指令，控制水 平旋碗电机2停机，使得滑杆5和吸盘9停留在存放碗的初始位置上方。步骤b，控制单元向竖直取碗电机1发送下移指令，竖直取碗电机1根据该下移指 令开始工作，通过竖直传动装置带动拨叉3向下旋转，拨叉3的叉头32进而带动滑杆5向 下移动使得吸盘9伸入待取碗中。当拨叉3向下旋转至第二预定位置，即拨叉3向下旋转 至最低位置使得吸盘9刚好与该碗的内表面相接触以形成空腔时，限位片14的限位片下 端恰好阻挡第二传感器12的发射端向接收端发射的信号，第二传感器12立即产生第二报 警信息并发送至控制单元，控制单元根据第二报警信息向竖直取碗电机1发出停止下降指 令，控制竖直取碗电机1停机。步骤C，控制单元控制真空泵10对吸盘与该碗的内表面之间的空腔抽真空，使得 该空腔与外界大气压之间产生负压差，这样该碗吸附在吸盘上。步骤d，真空泵10保持抽气，控制单元向竖直取碗电机1发送上移指令，竖直取碗 电机1根据该上移指令开始工作，通过竖直传动装置带动拨叉3向上旋转，拨叉3的叉头32 进而带动滑杆5、位于滑杆5下端的吸盘9和所吸附的碗向上移动。当拨叉3向上旋转至第 一预定位置，即拨叉3向上旋转到最高位置使得所吸附的碗的碗底高出台面时，限位片14 的限位片上端141恰好阻挡第一传感器11的发射端向接收端发射的信号，第一传感器11 立即产生第一报警信息并发送至控制单元，控制单元根据第一报警信息向竖直取碗电机1 发出停止上升指令，控制竖直取碗电机1停机。步骤e，控制单元控制旋转驱动电机2工作，旋转驱动电机2通过水平传动装置带 动转轴4旋转，转轴4带动拨叉3、机架6和板状件7沿水平方向朝着第四预定位置转动，即 沿水平方向旋转到碗将被移送到的目标位置上方的位置，从而带动滑杆5和吸盘9沿水平方向朝第四预定位置旋转。当板状件7运行到第四预定位置时，板状件7恰好阻挡第四传 感器的发射端向接收端所发射的信号，第四传感器立即产生第四报警信息并发送至控制单 元，控制单元根据第四报警信息向水平旋碗电机2发出停止旋转指令，控制水平旋碗电机2 停机，使得吸盘9和所吸附的碗恰好旋转到将碗所移送到的目标位置上方。步骤f，控制单元控制真空泵10关闭，所吸附的碗落入该目标位置。需要指出的是，在自动取碗机构的工作流程开始时，若滑杆5和吸盘9已位于存放 碗的初始位置上方，可省略步骤a。通过以上实施方式可以看出，由于本实用新型设有吸盘，通过对吸盘与碗内表面 的空腔进行抽真空，这样利用大气压力可将碗吸附在吸盘上。由于采用了这种真空负压吸 附技术，该自动取碗机构取碗成功率高，并且由于不需要采用楔形剥离齿插入碗杯的缝隙 之中进行取碗，因此对碗杯尺寸的要求不高，降低了成本，便于推广应用。当然，本实用新型 不局限于取碗，还可用于对杯、盘等类似物的自动取放。以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新 型的保护范围，本领域技术人员知道，在不脱离本实用新型的实质的前提下，可以进行各种 等同修改或变化，这些修改或变化仍落入本实用新型专利申请的保护范围。
权利要求一种自动取碗机构，其特征在于，所述自动取碗机构包括中空滑杆；位于所述滑杆下端的吸盘；真空泵，所述真空泵通过所述滑杆的中空部分与所述吸盘连通以进行抽气和放气；驱动所述滑杆沿竖直方向上下移动的竖直运动装置；驱动所述滑杆沿水平方向旋转的旋转运动装置。
2.如权利要求1所述的自动取碗机构，其特征在于，所述竖直运动装置包括竖直取碗电机；竖直传动装置；竖直传动件，所述竖直传动件的一端与所述滑杆连接，另一端通过所述竖直传动装置 与所述竖直取碗电机连接，以使在所述竖直取碗电机驱动下，所述竖直传动件带动所述滑 杆沿竖直方向上下移动。
3.如权利要求1所述的自动取碗机构，其特征在于，所述旋转运动装置包括水平旋碗电机；水平传动装置；水平传动件，所述水平传动件的一端通过所述水平传动装置与所述水平旋碗电机连 接，另一端被所述滑杆穿过，以使在所述水平旋碗电机驱动下，所述水平传动件带动所述滑 杆沿水平方向转动，并且所述滑杆能够穿过所述水平传动件沿竖直方向自由移动。
4.如权利要求3所述的自动取碗机构，其特征在于，所述自动取碗机构还包括与所述 水平传动装置固定连接的机架，该机架承载所述竖直运动装置，使得当所述水平旋碗电机 通过所述水平传动装置带动所述滑杆沿水平方向转动时，所述水平旋碗电机通过所述机架 带动所述竖直运动装置与所述滑杆一起沿水平方向转动。
5.如权利要求4所述的自动取碗机构，其特征在于，所述水平传动件通过所述机架与 所述水平传动装置固定。
6.如权利要求5所述的自动取碗机构，其特征在于，所述真空泵与所述滑杆的中空部 分通过导管连通。
7.如权利要求6所述的自动取碗机构，其特征在于，所述吸盘通过吸盘安装座安装在 所述滑杆下端。
8.如权利要求7所述的自动取碗机构，其特征在于，所述自动取碗机构还包括控制装 置，所述控制装置包括控制单元和若干个传感器，所述控制单元与所述竖直取碗电机、水平 旋碗电机、真空泵和传感器分别通信连接。
9.如权利要求8所述的自动取碗机构，其特征在于，所述若干个传感器包括第一传感 器和第二传感器，其中，所述第一传感器的发射端和接收端分别设在处于第一预定位置时的竖直传动件的两 侧，所述第一预定位置为竖直传动件在竖直方向到达的最高位置；所述第二传感器的发射端和接收端分别设在处于第二预定位置时的竖直传动件的两 侧，所述第二预定位置为竖直传动件在竖直方向到达的最低位置。
10.如权利要求9所述的自动取碗机构，其特征在于，所述若干个传感器还包括第三传 感器和第四传感器，其中，2所述第三传感器的接收端和发射端分别设在处于第三预定位置时的水平传动件的两 侧，所述第三预定位置为存放碗的初始位置的上方；所述第四传感器的接收端和发射端分别设在处于第四预定位置时的水平传动件的两 侧，所述第四预定位置为碗将被移送到的目标位置的上方。
专利摘要本实用新型公开了一种自动取碗机构，包括中空滑杆、位于所述滑杆下端的吸盘、通过所述滑杆的中空部分与所述吸盘连通的真空泵以及竖直运动装置和旋转运动装置。由于采用了真空负压吸附技术，本实用新型的自动取碗机构取碗成功率高，并且由于不需要采用楔形剥离齿插入碗杯的缝隙之中进行取碗，因此对碗杯尺寸的要求不高，降低了成本，便于推广应用。
文档编号A47J31/44GK201727358SQ201020162858
公开日2011年2月2日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者许勇 申请人:许勇