灌装装置、自动贩卖机及灌装方法与流程

本发明属于自动供料技术领域，尤其涉及一种灌装装置、自动贩卖机及灌装方法。

背景技术：

在例如自动灌装的设备中，需要设备自动将杯子和盖子等物料逐一送至工位，以便进行灌装和拧盖等自动装配。杯子通常为锥台状，在设备中叠放成一个柱状结构，使用时应确保每次有一个杯子从柱状结构中脱出，以便落入到例如灌装机构下的预定工位。完成对杯子的灌装后，杯子应完成盖盖以防止液体洒出。在例如自助榨汁机、自助饮料调制机的自动贩售设备中，也需要实现自动装杯和盖盖功能。

技术实现要素：

本发明实施例提供的灌装装置、自动贩卖机及灌装方法，能够以较简单的结构实现自动落杯盖盖功能。

第一方面，提供一种灌装装置，包括落杯机构、灌装机构、落盖机构、压盖机构和传送机构。落杯机构用于向传送机构上落放杯子；灌装机构包括漏斗件、暂存构件和驱动器，漏斗件用于将液体导流至传送机构的杯子上，驱动器能够驱动暂存构件动作以接收漏斗件导出的流体，以及能够驱动暂存构件动作以将暂存构件中的流体导出；落盖机构用于向传送机构上的杯子落放盖子；压盖机构用于将杯子上的盖子压紧；传送机构能够将杯子传送至灌装机构、落盖机构和压盖机构下方。

在第一种可能的实现方式中，落杯机构和落盖机构均包括安装座、多个支撑机构和传动机构。安装座设置有通孔；多个支撑机构环绕通孔分布，每个支撑机构包括支架和滚轮，支架固定于安装座；滚轮可转动地设置于支架，滚轮的轴线空间垂直于安装座的通孔的轴线，滚轮的圆周面沿周向分布有多个凸出的齿；传动机构用于驱动滚轮同步转动。

结合上述可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，传动机构包括从动件、主动件、从动齿轮和齿圈。从动件与滚轮同轴设置；主动件可转动地设置在安装座上，转轴垂直于滚轮，能够驱动从动件转动；从动齿轮与主动件同轴设置；齿圈可转动地设置在安装座上且与安装座的通孔同心，齿圈能够驱动从动齿轮转动。

结合上述可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，还包括限位装置，限位装置包括用于限制杯子在竖直方向下落的通道区域，通道区域与安装座的通孔同轴设置。

结合上述可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，通道区域由内环面形成，内环面与支撑机构的分布圆周同轴设置。

结合上述可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，限位装置包括第一限位板和第二限位板，第一限位板和第二限位板相对设置且二者之间形成通道区域。

结合上述可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，多个支撑机构的数量为两个或三个。

第二方面，提供一种自动贩卖机，用于贩卖杯装液体，包括第一方面中任意一项所说明的灌装装置，灌装装置用于逐个落放杯子、灌装及对杯子盖盖。

第三方面，提供一种灌装方法，用于现榨橙汁的灌装，灌装方法可通过第一方面中任意一项所说明的灌装装置实现，包括：s10、落杯机构将杯子掉落至传送机构上，传送机构将杯子送至灌装机构下方；s20、漏斗件向杯子中灌装果汁，杯子中果汁体积达到预定量时，驱动器驱动暂存构件接收漏斗件中的剩余果汁；s30、传送机构将杯子传送至落盖机构下方，落盖机构将盖子掉落至杯子上；s40、传送机构将带有盖子的杯子传送至压盖机构下方；s50、压盖机构将盖子压紧至杯子。

在第一种可能的实现方式中，步骤s30还包括：落杯机构向传送机构上掉落第二个杯子；步骤s40还包括：将第二个杯子传送至灌装机构下方；并且，还包括步骤s60：驱动器驱动暂存构件动作将果汁导入至第二个杯子。

本发明提供的灌装装置、自动贩卖机及灌装方法，通过暂存构件的动作可以实现对超量果汁的暂存，并能够将该部分果汁排出或导入下一个杯子，可有效防止溢杯或果汁浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为根据本发明一个实施例提供的灌装装置的示意图；

图2为灌装装置中灌装机构的结构示意图；

图3为图1中落杯机构的立体图；

图4为图3中落杯机构的主视图；

图5为图3中落杯机构的俯视图；

图6为根据本发明另一个实施例提供的落杯机构结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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作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。

在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参考图1至图5，图1为根据本发明一个实施例提供的灌装装置的示意图，图2为灌装装置中灌装机构60的结构示意图，图3为图1中落杯机构20的立体图，图4为图3中落杯机构20的主视图，图5为图3中落杯机构20的俯视图。

本实施例中，灌装装置包括框架10、落杯机构20、落盖机构30、压盖机构40、传送机构50和灌装机构60。落杯机构20与落盖机构30结构相同，因此本实施例仅对落杯机构20进行说明，不再对落盖机构30重复说明。

框架10为安装各个机构的基体，落杯机构20、落盖机构30、压盖机构40和灌装机构60设置在框架10的上部，传送机构50设置在框架10下部。落杯机构20、落盖机构30和压盖机构40分布在一个圆周上，落杯机构20与落盖机构30之间的角度为180度，压盖机构40与落杯机构20之间的角度为90度。

压盖机构40包括驱动机构和一个压板(图未示)，驱动机构可以驱动压板上下运动，用以对落在杯子上的盖子进行压紧。驱动机构可以为电机和齿轮齿条机构，通过齿轮正反转驱动齿条上下移动。在一些可选实施例中，驱动机构还可以为电机和凸轮机构，凸轮从动件直线往复运动可以驱动压板上下运动。在另一些可选实施例中，驱动机构还可以为电机和曲柄滑块机构，滑块往复移动可以驱动压板上下运动。

本实施例中传送机构50为转盘，能够将由落杯机构20落下的杯子顺序传送至灌装机构60下、落盖机构30下方和压盖机构40下方。传送机构50上设置有导向架51，导向架51包括圆环和支腿，圆环的高度高于转盘的顶面，圆环用于辅助杯子正确地落入工位。

灌装机构60包括漏斗件61、暂存构件62和驱动器。本实施例中，漏斗件61底部具有出口，该出口能够将液体导流至传送机构50的杯子上；暂存构件62为一端封闭、另一端开口且中间也有开口的管状结构。暂存构件62的中部铰接在漏斗件61的出口处，由漏斗件61的出口导出的液体能够通过暂存构件62中间的开口进入管状结构中；暂存构件62的开口端低于漏斗件61的开口时，液体由暂存构件62的开口端流出；暂存构件62的开口端高于漏斗件61的开口时，液体流入暂存构件62的封闭端被存储。

驱动器能够驱动暂存构件62动作以接收漏斗件61导出的流体，即，驱动器可以将暂存构件62的开口端抬高，使液体由暂存构件62的开口端流出；或者，能够驱动暂存构件62动作以将暂存构件62中的流体导出，即，将暂存构件62的开口端拉低以使暂存构件62封闭端存储的液体从其开口端导出。

本实施例中，驱动器包括拉杆8和探针架9。探针架9的一端固定在拉杆8上，探针架9的另一端铰接在暂存构件62的开口端。拉杆8连接在压盖机构40上，且能够随齿条同步上下运动，并驱动暂存构件62相对于漏斗件61的出口处上下摆动。探针架9上安装有探针10，探针10可用于检测杯内液体的液位高度。当然，驱动器也可使用例如凸轮机构、气缸或曲柄滑杆机构等作为驱动力。

落杯机构20包括安装座100、第一支撑机构210、第二支撑机构220、第三支撑机构230和传动机构。本实施例中传动机构的数量为三个，在另一些实施例中传动机构还可以为更多或更少。

安装座100为其他零部件的装配基体，本实施例中安装座100为盘状结构且中心设置有用于供杯子下落的孔区域110。孔区域110为圆孔，其直径大于杯子的口径。当然，孔区域110也可以为其他形状的孔，只要其内接圆的直径大于杯子的口径即可。

多个支撑机构环绕孔区域110设置，每个支撑机构均可具有相同的结构。以第一支撑机构210为例，第一支撑机构210包括支架211和滚轮212。支架211为具有轴孔的立架，其固定于安装座100。滚轮212通过一根轴可转动地设置于支架211，滚轮212的轴线垂直于孔区域110的轴线且不与孔区域210的轴线相交，即二者的轴线为空间垂直关系。滚轮212的圆周面设置有多个凸出的齿，多个凸出的齿环绕圆周面排布。

传动机构用于驱动多个支撑机构中的滚轮同步转动。传动机构包括齿圈340及与之啮合传动的三个齿轮、分别驱动三个支撑机构中的滚轮的三对主动件和从动件。齿圈、齿轮、主动件和从动件形成传动链，能够驱动三个滚轮同步转动。本实施例中以第一支撑机构210及其传动机构为例进行说明，其传动机构包括从动件310、主动件320、从动齿轮330和齿圈340。

从动件310与滚轮212同轴设置，能够驱动滚轮212转动。本实施例中从动件310为锥齿轮。

主动件320可转动地设置在安装座100上，其转轴垂直于滚轮212的转轴，主动件320能够驱动从动件310转动。本实施例中主动件320为锥齿轮，且能够与从动件310啮合传动。

从动齿轮330与可转动地设置在安装座100上，且与主动件320同轴设置，从动齿轮330转动时可驱动主动件320转动。

齿圈340可转动地设置在安装座100上且与孔区域110同心。齿圈340为圆柱内齿圈，即，齿圈340的内圆周面设置有齿，并能够驱动从动齿轮330同步转动。

齿圈340转动时驱动三个从动齿轮转动，每个蜗杆随着与之同轴设置的从动齿轮转动，进而驱动主动件转动，主动件转动时带动滚轮转动。齿圈340未转动时三个滚轮转动的轮齿可以支撑住杯子的边缘，齿圈340转动时支撑杯子边缘的轮齿向下转动从而无法支撑杯子边缘，杯子得以下落。

滚轮212的结构较简单，加工制造方便，成本较低，简单可靠。

在一些可选实施例中，齿圈340还可以由端面齿轮替代，同时与之啮合的齿轮及与该齿轮同轴设置的主动件设置为轴线垂直于孔区域110的轴线，相当于转过90度以适应端面齿轮的啮合方式。

在另一些实施例中，从动件可以由蜗轮代替、主动件由与蜗轮啮合传动的蜗杆替代。蜗轮与滚轮同轴设置，蜗杆的轴向平行于孔区域110的轴线。蜗杆与从动齿轮330同轴设置。齿圈340转动时驱动三个从动齿轮转动，每个蜗杆随着与之同轴设置的从动齿轮转动，进而驱动蜗杆转动，蜗杆转动时带动滚轮转动。齿圈340未转动时三个滚轮转动的轮齿可以支撑住杯子的边缘，齿圈340转动时支撑杯子边缘的轮齿向下转动从而无法支撑杯子边缘，杯子得以下落。

在另一些可选的实施例中，每个滚轮还可以以单独的动力进行驱动，如每个滚轮都可以由一个电机和减速箱进行驱动。

在另一些可选的实施例中，支撑机构的数量还可以为四个或更多。

图6为根据本发明另一个实施例提供的落杯机构结构示意图。本实施例中的落杯机构与图1至图3中所示的落杯机构20的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中的支撑机构数量为两个，且还包括一个限位装置400。本实施例中不再对相同之处进行详细说明，仅对不同之处结合图4进行说明。

两个支撑装置沿孔区域的中心线对称设置，两个滚轮的齿可以支撑住杯子的边缘部分，限制杯子的径向的一个移动自由度。限位装置400用于限制杯子在其径向的另外一个移动自由度，以使杯子能够沿其轴向下降。

具体地，限位装置400包括第一限位板413、第二限位板414和内环面411，第一限位板413和第二限位板414面对面设置且二者之间的区域为通道区域410，内环面411将第一限位板413和第二限位板414连接为一个整体。通道区域410用于供杯子通过，第一限位板413和第二限位板414能够限制杯子沿其径向的一个移动自由度。使用时，限位装置400被设置为第一限位板413和第二限位板414两者与两个滚轮共同限制住杯子沿其径向的两个移动自由度。即，第一限位板413、第二限位板414和两个滚轮沿安装座的孔区域的圆周均布。

限位装置400可以是安装在安装座上的，通道区域410与孔区域同轴。当然，限位装置400也可以是安装在其他结构上，只要能保持第一限位板413和第二限位板414形成的通道区域410与孔区域同轴即可。

本实施例中第一限位板413和第二限位板414均为具有相同弧度的弧形板，因此二者之间形成通道区域410为柱状空间。在一些可选实施例中，第一限位板413和第二限位板414还可以为平板，平板之间的距离略大于杯子的口径，同样能够实现对杯子的限位作用。

应当理解，限位装置400的具体结构还可以为其他形式，只要包含能够限制杯子径向移动的部件即可。

具有限位装置400的落杯机构，可以减少对支撑部件及其传动部件的需求，从而增强装置的可靠性。同时，由于限位装置400本身结构简单，并且固定在机构中，其加工制造和安装都较简单，可降低生产成本和增强装置的可靠性。

灌装装置的工作流程包括以下步骤。落杯机构20落下杯子至传送机构50上，传送机构50转动90度将杯子送至灌装机构60下方，杯子在该位置可以接收果汁。灌装完毕后，传送机构50再沿原方向转动90度，将装有果汁的杯子送至落盖机构30下方。落盖机构30动作，将杯盖落在杯子上。传送机构50再沿原方向转动90度，将落盖后的杯子送至压盖机构40下方。压盖机构40的压板下降，将盖子压紧在杯子上，压板复位。

本发明实施例还提供一种自动贩卖装置，用于贩卖杯装液体。自动贩卖装置包括灌装装置。灌装装置用于自动出杯接收液体并对完成灌装后的杯子盖盖。液体可以是来自现调机构生产的饮品，也可以是来自榨汁机榨取的果汁。本实施中的灌装装置可以为以上任意一个实施例中所说明的灌装装置。

在一些实施例中，自动贩卖装置为自助橙汁机，包括压榨机构、灌装装置。本实施中的灌装装置可以为以上任意一个实施例中所说明的灌装装置。其中，压榨机构用于对橙子进行压榨以获取橙汁，灌装装置用于提供杯子、接收果汁并完成对灌装果汁后的杯子的盖盖动作。

本发明实施例还提供了一种灌装方法，用于现榨橙汁的灌装，可通过前述实施例中所说明的灌装装置实施该方法。以图1所示的灌装装置为例，灌装方法包括如下步骤：

s10、落杯机构20将杯子掉落至传送机构50上，传送机构50为转盘，传送机构50转动90度将杯子送至灌装机构60下方。

s20、漏斗件61向杯子中灌装果汁，杯子中果汁体积达到预定量时，驱动器驱动暂存构件62接收漏斗件61中的剩余果汁。

具体地，初始状态下暂存构件62的开口端位于漏斗件61的出口处上方，传送机构50将杯子送至灌装机构60下方后，驱动器驱动暂存构件62向下摆动，使暂存构件62的开口端低于漏斗件61的出口。此时榨取的橙汁可经由漏斗件61和暂存构件62的开口端流入杯中。当探针探测到果汁液位时，驱动器驱动暂存构件62的开口端上升至高于漏斗件61的出口的位置。此时，若当前的橙子还正在被压榨，则产生的果汁可流入暂存构件62的封闭端暂存。

s30、传送机构50转动90度，将杯子传送至落盖机构30下方，落盖机构30将盖子掉落至杯子上。

s40、传送机构50转动90度，将带有盖子的杯子传送至压盖机构40下方。

s50、压盖机构40将盖子压紧至杯子。具体地，压盖机构40中的电机动作，驱动齿条和压板下降，将盖子压紧。

压盖机构40的压板下降时，拉杆8会下降，从而驱动暂存构件62动作以使其开口端下降，暂存构件62内的液体会排出。

本发明实施例还提供了另一种灌装方法，本实施例中的灌装方法与前述实施例基本相同，不同之处在于，步骤s30还包括：落杯机构20向传送机构50上掉落第二个杯子，即，落盖机构30做落盖动作时，落杯机构20也会再向传送机构50上再放一个杯子。并且，在步骤s40中，传送机构50在将落盖后的杯子送至压盖机构40下方时，同时会将第二个杯子传送至灌装机构60的下方。这样，在压盖机构40动作时，驱动器会驱动暂存构件62动作将果汁导入至第二个杯子，避免了果汁被排掉而浪费。

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。