一种杯子自动清洗机的制作方法

本实用新型涉及自动清洗领域，尤其涉及一种应用于餐饮业的杯子自动清洗机。

背景技术：

杯子一般呈圆柱形或方形的形状，用于盛装液体或固体饮料，其材料大多数为塑料、玻璃或陶瓷。随着人们生活水平日益增高以及生活节奏的加快，带动了无数餐饮业的崛起以及发展，饮喝也成为了人们生活中常有的消费习惯，对于中大型以上的餐饮服务业来说，每天产生大量的杯子，利用人工清洗的方式需要耗费大量人力物力，增加了劳动成本，并且存在着清洗效率低、清洗不干净的现象。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述存在的技术缺陷，提供一种杯子自动清洗机，通过本实用新型可将杯子快速有效地进行超声波清洗和消毒，能有效代替大量的人力，提高清洗效率，降低人力成本，并且具有清洗干净的优势。

本实用新型的技术方案是；一种杯子自动清洗机，包括机体，所述机体包括竖直板以及设于竖直板底部的超声波水槽，所述竖直板内置PLC控制器，所述竖直板上设有升降机构，所述升降机构上设有旋转捉取机构，所述PLC控制器与升降机构、旋转捉取机构电连接，所述升降机构带动旋转捉取机构在竖直方向上进行升降运动，所述旋转捉取机构捉取杯子在超声波水槽内进行清洗。

机体的竖直板内置PLC控制器，通过PLC控制器控制升降机构和旋转捉取机构的动作，使升降机构带动旋转捉取机构进行升降，当升降到指定捉取杯子的原点时，旋转捉取机构对杯子进行夹紧捉取，捉取后，升降机构继续带动旋转捉取机构移动，使杯子落入超声波水槽内，旋转捉取机构进行旋转，在超声波水槽内对杯子进行超声波水洗和消毒，清洗完毕后，旋转捉取机构停止旋转，再由升降机构回原，取出杯子，再进行下一个杯子的清洗，如此循环实现自动清洗杯子。

其中，机体的底部包含由超声波发生器，超声波发生器通过换能器，将功率超声频源的声能转换成机械振动，通过超声波水槽的槽壁将超声波辐射到槽中的清洗液。由于受到超声波的辐射，使槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动，破坏污物与杯子表面的吸附，引起污物层的疲劳破坏而被驳离，气体型气泡的振动对杯子表面进行擦洗。

进一步，升降机构包括第一电机、第一电机安装板、导轨支架、导轨、第一联轴器、丝杆、载板、第一轴承座、第二轴承座；所述第一电机安装板通过螺栓固定在竖直板上，所述第一电机通过螺栓安装在第一电机安装板上，所述导轨支架通过螺栓固定在竖直板上并位于第一电机安装板的下方，所述导轨通过螺栓设于导轨支架上，所述第一电机的轴端通过第一联轴器与丝杆连接，所述丝杆设于第一轴承座与第二轴承座之间，其两端通过轴承分别套合在第一轴承座与第二轴承座内，所述第一轴承座、第二轴承座通过螺栓固定在竖直板上，所述丝杆上设有滑块，所述载板设于滑块上，所述旋转捉取机构设于载板上，所述第一电机驱动丝杆进行转动，丝杆带动滑块，滑块通过载板带动旋转捉取机构进行升降运动。

在升降机构中利用第一电机驱动丝杆带动滑块，滑块在导轨上进行上下滑动，使滑块上的载板带动旋转捉取机构进行升降，结构简单，易于实现，只需通过控制第一电机的旋转即可实现对旋转捉取机构的升降动作，快速高效。

进一步，第一电机的轴端、第一轴承座的轴孔、第二轴承座的轴孔依次自上而下在同一轴心线上，便于第一电机驱动丝杆进行转动，使丝杆带动滑块上的载板快速稳定地进行升降。

进一步，第一轴承座的下表面设有限位开关用于对滑块进行限位。当第一电机驱动丝杆带动滑块及载板回程时，若滑块触碰了限位开关，第一电机停止进行回程运动，载板到达原点，旋转捉取机构对杯子进行捉取夹紧。

进一步，旋转捉取机构包括第二电机、第二电机安装板、第二联轴器、转轴、第三轴承座、连接板、气缸、夹爪；所述第二电机安装板通过螺栓固定设于升降机构上，所述第二电机通过螺栓安装在第二电机安装板上，所述第二电机的轴端通过第二联轴器与转轴连接，所述转轴通过轴承套合穿过第三轴承座与所述连接板固定连接，所述第三轴承座通过螺栓固定在升降机构上，所述气缸通过螺栓固定在连接板，所述夹爪固定在气缸的两侧并由气缸进行驱动夹紧。

利用第二电机驱动转轴进行转动，使转轴带动连接板下的气缸及夹爪进行旋转，使夹爪在超声波水槽内旋转，对杯子快速进行全面的清洗。其中气缸用于控制夹爪进行夹取动作。

进一步，第二电机的轴端和第三轴承座的轴孔在同一轴心线上，所述夹爪设于超声波水槽的正上方。保持转轴在进行旋转时的稳定并避免产生干涉，同时夹爪对正超声波水槽的正上方便于杯子进行快速旋转清洗。

进一步，夹爪设有两个安装在所述气缸的两侧，两个夹爪配合可形成夹紧杯子的空腔。气缸采用平行手指气爪，其两侧设有夹爪，通过PLC控制器控制气缸的动作，使夹爪捉取杯子，杯子置于空腔中。

进一步，气缸由外部的气管进行输送气体，该清洗机在竖直板上设有气管支架用于固定气管，并在气管的输入端设有气动电磁阀控制气缸的动作。气源通过气管将气体输送到气缸，在气源的气管输入端设有气动电磁阀用于控制气缸的进出气方式进而控制气缸的动作，其中气动电磁阀的开关由PLC控制器控制。

进一步，竖直板的顶部设有护罩，所述护罩的外侧设有急停开关、启动开关、暂停开关、指示灯，所述急停开关、启动开关、暂停开关、指示灯均与PLC控制器电连接。护罩用于保护电机不受粉尘或者滴水干扰，护罩的前表面，从右往左依次设置了急停开关、启动开关、指示灯、暂停开关，用于控制整个清洗机的停止、开关、暂停，绿色指示灯用于指示清洗机的通电状态。

进一步，机体的底部设有脚轮。脚轮设置于机体的下方四个边角的位置，脚轮用于支撑自动清洗机，并且助于方便移动该清洗机。

工作原理：以PLC控制器为控制中心，利用两个电机以及一个气缸驱动，由第一电机带动夹爪上下移动，第二电机带动夹爪旋转，气缸驱动夹爪搬运杯子，以限位开关被触发处为夹爪的原点位置；在三个驱动件的作用下，清洗机在原点位置自动夹取杯子，然后把杯子送进超声波水槽里，依次进行超声波水洗、酒精消毒、过水，清洗完成后，清洗机自动把杯子取出，如此实现自动清洗杯子。

本实用新型的有益效果是；本实用新型具有自动清洗的功能，自动夹取杯子后，进行超声波水洗，接着排出清洁水，引进酒精，进行杯子消毒，消毒后排出酒精，重新引进被过滤的清洁水，进行下一轮的超声波水洗；本实用新型能有效代替大量的人力，提高清洗效率，降低人力成本，并且具有清洗干净的优势。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的另一角度示意图。

图3是图1的又一角度示意图。

图4是安装护罩后的示意图。

图5是控制原理示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1：

如图1—图3所示，一种杯子自动清洗机，包括机体，所述机体包括竖直板1以及设于竖直板1底部的超声波水槽2，所述竖直板1内置PLC控制器，所述竖直板1上设有升降机构，所述升降机构上设有旋转捉取机构，所述PLC控制器与升降机构、旋转捉取机构电连接，所述升降机构带动旋转捉取机构在竖直方向上进行升降运动，所述旋转捉取机构捉取杯子在超声波水槽2内进行清洗。

其中，升降机构包括第一电机3、第一电机安装板4、导轨支架5、导轨6、第一联轴器7、丝杆8、载板9、第一轴承座10、第二轴承座11；所述第一电机安装板4通过螺栓固定在竖直板1上，所述第一电机3通过螺栓安装在第一电机安装板4上，所述导轨支架5 通过螺栓固定在竖直板1上并位于第一电机安装板4的下方，所述导轨6通过螺栓设于导轨支架5上，所述第一电机3的轴端通过第一联轴器7与丝杆8连接，所述丝杆8设于第一轴承座10与第二轴承座11之间，其两端通过轴承分别套合在第一轴承座10与第二轴承座11 内，所述第一轴承座10、第二轴承座11通过螺栓固定在竖直板1上，所述丝杆8上设有滑块12，所述载板9设于滑块12上，所述旋转捉取机构设于载板9上，所述第一电机3驱动丝杆8进行转动，丝杆8带动滑块12，滑块12通过载板9带动旋转捉取机构进行升降运动。

其中，第一电机3的轴端、第一轴承座10的轴孔、第二轴承座11的轴孔依次自上而下在同一轴心线上，便于第一电机3驱动丝杆8进行转动，使丝杆8带动滑块12上的载板 9快速稳定地进行升降。

其中，第一轴承座10的下表面设有限位开关用于对滑块12进行限位。当第一电机3 驱动丝杆8带动滑块12及载板9回程时，若滑块12触碰了限位开关，第一电机3停止进行回程运动，载板9到达原点，旋转捉取机构对杯子进行捉取夹紧。

其中，旋转捉取机构包括第二电机13、第二电机安装板14、第二联轴器15、转轴 16、第三轴承座17、连接板18、气缸19、夹爪20；所述第二电机安装板14通过螺栓固定设于载板9上，所述第二电机13通过螺栓安装在第二电机安装板14上，所述第二电机13 的轴端通过第二联轴器15与转轴16连接，所述转轴16通过轴承套合穿过第三轴承座17与所述连接板18固定连接，所述第三轴承座17通过螺栓固定在载板上，所述气缸19通过螺栓固定在连接板18，所述夹爪20固定在气缸19的两侧并由气缸19进行驱动夹紧。

其中，第二电机13的轴端和第三轴承座17的轴孔在同一轴心线上，所述夹爪20设于超声波水槽2的正上方。保持转轴16在进行旋转时的稳定并避免产生干涉，同时夹爪20 对正超声波水槽2的正上方便于杯子进行快速旋转清洗。

其中，夹爪20设有两个安装在所述气缸19的两侧，两个夹爪20配合可形成夹紧杯子的空腔。气缸19采用平行手指气爪，其两侧设有夹爪20，通过PLC控制器控制气缸19 的动作，使夹爪20捉取杯子，杯子置于空腔中。夹爪20为半圆型结构，其中间设有间隙，便于杯子进行全面清洗。

其中，气缸19由外部的气管进行输送气体，该清洗机在竖直板1上设有气管支架用于固定气管，并在气管的输入端设有气动电磁阀控制气缸19的动作。气源通过气管将气体输送到气缸19，在气源的气管输入端设有气动电磁阀用于控制气缸19的进出气方式进而控制气缸19的动作，其中气动电磁阀的开关由PLC控制器控制。

其中，如图4所示，竖直板的顶部设有护罩21，所述护罩21的外侧设有急停开关 22、启动开关23、暂停开关24、指示灯25，所述急停开22关、启动开关23、暂停开关24、指示灯25均与PLC控制器电连接。护罩21用于保护电机不受粉尘或者滴水干扰，护罩21 的前表面，从右往左依次设置了急停开关22、启动开关23、指示灯25、暂停开关24，用于控制整个清洗机的停止、开关、暂停，指示灯25用于指示清洗机的通电状态。

其中，机体的底部设有脚轮26。脚轮26设置于机体的下方四个边角的位置，脚轮6 用于支撑自动清洗机，并且助于方便移动该清洗机。

在本实施例中，机体的底部包含有超声波发生器，超声波发生器通过换能器，将功率超声频源的声能转换成机械振动，通过超声波水槽2的槽壁将超声波辐射到槽中的清洗液。由于受到超声波的辐射，使槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动，破坏污物与杯子表面的吸附，引起污物层的疲劳破坏而被驳离，气体型气泡的振动对杯子表面进行擦洗。

工作原理：以PLC控制器为控制中心，利用两个电机以及一个气缸驱动，由第一电机3带动夹爪20上下移动，第二电机13带动夹爪20旋转，气缸19驱动夹爪20搬运杯子，以限位开关被触发处为夹爪20的原点位置；在三个驱动件的作用下，清洗机在原点位置自动夹取杯子，然后把杯子送进超声波水槽2里，依次进行超声波水洗、酒精消毒、过水，清洗完成后，清洗机自动把杯子取出，如此实现自动清洗杯子。

本清洗机的控制原理如图5所示，以PLC控制器为控制中心，所述PLC控制器的 100.00、100.02端口分别与第一电机驱动器的PULS+、DIR+端口电连接；所述第一电机驱动器的PULS-、DIR-端口短接并且与电源的GND接口电连接；所述PLC控制器的100.01、 100.03端口分别与第二电机驱动器的PULS+、DIR+端口电连接；所述第二电机驱动器的 PULS-、DIR-端口短接并且与电源的GND接口电连接；所述PLC控制器的100.04端口与气动电磁阀的负极电连接；所述气动电磁阀的正极与电源的+24V电连接；所述PLC控制器的 0.00端口、电源的+24V端分别与急停开关22的两个端子电连接；所述PLC控制器的0.01 端口、电源的+24V端分别与启动开关23的两个端子电连接；所述PLC控制器的100.05端口、电源的+24V端分别与指示灯25的两个端子电连接；所述PLC控制器的0.03端口、电源的+24V端分别与暂停开关24的两个端子电连接；所述PLC控制器的1.00端口、电源的 +24V端分别与限位开关的两个端子电连接。

所述PLC控制器的型号为欧姆龙CP1H PLC；所述第一电机3、第二电机13均采用步进电机，型号均为雷赛57HS21A步进电机；所述第一电机驱动器和第二电机驱动器的型号均为雷赛DM542驱动器；所述气缸19的型号MHZ2平行手指气爪。

工作过程：

将自动化程序下载到PLC控制器，该清洗机的控制运行方式为；

S1：按下启动开关23，PLC控制器的0.01端口有输入，系统开始运行，PLC控制器对 100.00、100.02以及100.04、100.05端口输出，每次都先是第一电机3驱动丝杆8进行回原点动作，同时气缸19处于张开状态、指示灯24点亮，滑块12触碰限位开关，PLC控制器检测到1.00端口有输入，即回原点完成，第一电机3停止，此时气缸19带动夹爪20处于竖直方向上的最高位置，以方便进行夹取杯子；

S2：本自动清洗机可以与现有的上下料机构配合使用，利用现有的送料机构向夹爪20输送杯子，PLC控制器对100.00、100.02端口输出，使得第一电机3将驱动载板9下移一小段距离，然后PLC控制器对100.04端口输出，气动电磁阀工作，气缸19的进出气方式改变，从而使夹爪20夹取杯子，其中，在夹取杯子时，PLC控制器中设定一定的延时，使夹爪20得以完成对杯子的夹取；

S3：PLC控制器又对100.00、100.02端口输出，使得第一电机3驱动载板9进行下移，使夹爪20携带杯子下移到超声波水槽2里，超声波水槽2将对杯子进行超声波与水结合的清洗； S4：超声波水槽2进一步进行换液，排走清水至指定的贮存灌，引进酒精，PLC控制器对 100.01、100.03端口输出，使得第二电机13驱动转轴16进行旋转，进而带动连接板18下的气缸19及夹爪20进行360度的转动，对杯子全面进行酒精消毒，消毒完成后，进一步换液，重新引进清水对杯子进行过水，去除杯子残留的酒精，清洗完成；

S5：PLC控制器对100.00、100.02端口输出，使得第一电机3驱动载板9进行上移，使得夹爪20携带杯子上移，回到原点位置，配合现有的下料机构，已洗干净的杯子将被送往指定的储存柜，下一轮清洗从步骤S2开始；

L1：按下急停开关22，PLC控制器的0.00端口有输入，PLC控制器将对全部输出端脚停止输出，并且不保留记忆功能，即下一次按下启动开关23时，所有驱动件将进行复位原点的动作；

L2：按下暂停开关24，PLC控制器的0.03端口有输入，PLC控制器将对全部输出端脚停止输出，但同时保留记忆功能，即下一次按下启动开关23时，所有驱动件将继续按暂停前的指令动作。

其中，在超声波水槽2内的置换液体，可通过高低位的液差从管道进行排出和放入，在槽内的高处进行放入，低处进行排出。对每种液体的清洗时间进行设定，并在置换液体的过程中应在PLC控制器中设定延时程序，使其存在置换时间间隔进入暂停状态，每次置换液体时，在放干前一种液体时必须要清水过流几次，保证清洁干净，设置的延时程序的延时时间可根据多次实际操作设定，当延时置换完毕后，取消暂停状态，继续旋转进行清洗，依次完成超声波水洗、酒精消毒、清水洁净，保证杯子清洗干净。

在步骤S3中，当第一电机3驱动丝杆8带动载板9进行下移时，由于第一电机3采用步进电机，可通过其步进距离在PLC控制器中设定下移的距离，保证使夹爪20携带杯子能完全浸没在超声波水槽2中进行清洗。

在升降机构中，第一电机3通过丝杆8带动滑块12在导轨6上进行滑动，滑块12 带动载板9进行升降，在其进行升降的过程中，为避免载板9与第一电机3产生干涉，应设置第一轴承座10和第二轴承座11的高度足够高，使丝杆7的高度保持足够高而使滑块12 上的载板9比第一电机3的高度高，使载板9在进行升降时不会与第一电机3产生干涉。

在旋转抓取机构中，第二电机13驱动转轴16转动，转轴16带动连接板18下方的气缸19及夹爪20进行360度旋转，为避免连接板18带动气缸19及夹爪20进行旋转时与载板9产生干涉，应使第三轴承座17的轴孔距离载板9的高度比连接板18带动气缸19及夹爪20进行旋转时所产生的旋转圆周的半径大，不会对旋转清洗杯子产生影响。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。