一种食品打印机原料储料装置及原料跟踪系统和判定方法与流程

本发明属于打印设备技术领域，具体涉及一种食品打印机原料储料装置及原料跟踪系统和判定方法。

背景技术：

在食品打印机中，需要使用到可食用的耗材。比如咖啡拉花机中，会使用到食用色素或咖啡萃取物；巧克力打印机中，会使用到巧克力作为加工耗材。由于可食用的耗材存在生厂商资质、保质期、存放环境等食品安全要求，因此通过技术手段确保打印耗材的食品安全性成为食品打印机中必不可少的环节。在已有食品打印机技术中，缺乏对食品原料存储装置的技术研究和实现，现有方案主要是采用与传统打印机相兼容的容器，在简单地进行食品原料耗材装填后投入使用。现有技术中明显因存在食品原料耗材难以溯源而导致的食品安全隐患。因此在食品打印机中迫切存在可溯源的原料储料器。

另外出于成本和环保的考虑，有的原料储料器需要回收清洗并进行再次装填使用，在这个过程中会由于各种人为或者客观因素带来许多安全隐患，比如用户不规范的装填，非法商家对原料储料器中信息进行非法篡改等。当前尚无有效的技术方案以解决上述隐患，因此食品打印机中还亟需与原料储料器相匹配的原料跟踪系统。

同样，由于不同的食品耗材，具有不同的材料特性，打印机应当运行在不同的参数下，才能确保最佳的成型和口感，比如不同的巧克力需经不同的调温曲线才能保证形成最佳的外观和口感。现有的食品打印机都是通过人工判定食品耗材的余量、品质等，而手动设置打印参数，这样不仅提高了操作门槛、浪费了人力资源，而且打印效果也得不到保障。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种食品打印机原料储料装置及原料跟踪系统和判定方法，解决食品打印机的原料储料器的食品安全问题，采用物联网技术，依赖带电可擦写可编程只读存储器EEPROM、射频识别技术RFID，和云服务器技术，实现储料器信息可跟踪、可回溯的功能，确保原料食品安全。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于食品打印机的原料储料装置，包括：

储料器主体，所述储料器主体为腔体结构，用来存储用于打印的食品耗材，比如咖啡萃取物，食用色素或巧克力等；储料器主体由食品级材质制作；

信息存储器，所述信息存储器设置在储料器主体上，信息存储器为具有信息存储功能的信息存储介质；

识别装置，所述识别装置包括识别装置机械主体和识别装置电气部件，识别装置电气部件设置在识别装置机械主体上；所述储料器主体可拆卸式设置在识别装置机械主体上，且识别装置电气部件与信息存储器的位置相对应，识别装置电气部件与信息存储器之间具有匹配的电气连接结构，通过识别装置电气部件能够读出信息存储器中的信息。

进一步改进，所述信息存储器中存储的信息包括该储料器主体对应的一个唯一编码，以及储料器主体中食品耗材的名称、生产日期、保质期、剩余打印次数和余料量信息。

将储料器主体的编码、食品耗材的名称、生产日期、保质期、剩余打印次数和余料量信息存储在信息存储器中，当储料器主体安装在识别装置机械主体上时，识别装置电气部件能够读出信息存储器中的信息，操作方便、智能化程度高。

进一步改进，所述识别装置机械主体为壳体结构，识别装置机械主体的底部开设有打印头窗口，储料器主体位于识别装置机械主体的腔体中，储料器主体的下部设置有打印头，打印头与储料器主体的腔体连通,打印头从打印头窗口中探出。便于固定储料器主体，防止在食品打印过程中，识别装置机械主体与储料器主体发生相对运动。

进一步改进，所述信息存储器为电擦除可编程只读存储器EEPROM和/或射频识别标签RFID；当信息存储器为电擦除可编程只读存储器EEPROM，储料器主体上设置有第一金属触点，识别装置电气部件包括第二金属触点，储料器主体与识别装置机械主体配合安装时，第一金属触点与第二金属触点相接触，即信息存储器与识别装置接触式电连通；当信息存储器为射频识别标签RFID，识别装置电气部件包括RFID读卡器，储料器主体与识别装置机械主体配合安装时，RFID读卡器与射频识别标签RFID位置相对应，即信息存储器与识别装置非接触式电连通。若信息存储介质为RFID和EEPROM混用的信息，识别装置也需结合上述两种接触方式。

进一步改进，所述信息存储器中存储的信息包括该储料器主体对应的一个唯一编码，以及原料储料装置中食品耗材的名称、生产日期、保质期、剩余打印次数和余料量信息。

进一步改进，所述识别装置机械主体上设置有用于锁紧储料器主体的紧固件。将储料器主体安装在识别装置机械主体上后，通过紧固件进一步紧固储料器主体。

进一步改进，所述识别装置机械主体上设置有用于将整个原料储料装置固定在打印机上的支架。便于将原料储料装置固定在食品打印机上。

进一步改进，所述识别装置电气部件还包括第三金属接触点。将原料储料装置固定在食品打印机上时，通过第三金属接触点将原料储料装置与食品打印机件的控制器进行电连接。

一种基于上述原料储料装置的原料跟踪系统，包括一个或多个原料储料装置、控制器、通信单元和云端服务器，所述一个或多个原料储料装置、控制器和通信单元均设置在食品打印机上；所述每个原料储料装置中存储有不同的用于打印的食品耗材；所述控制器与每个原料储料装置识别装置的电气部件之间均电连接，控制器用于控制各个识别装置；所述通信单元与控制器之间电连接，用于将各个信息存储器的信息接入到网络，并与云端服务器通信；所述云端服务器用于记录和跟踪每个原料储料器的信息，所述云端服务器中包含但不限于每个储料器主体的编码信息和对应储料器主体所存储的食品耗材的名称、生产日期、保质期、剩余打印次数和余料量，以及该储料器主体重复使用的次数。

所述原料跟踪系统只有在连接网络的情况下才能使用。因为储料器主体由食品级材质制作，所以在使用过程中也会磨损、消耗，具有一定的使用寿命，当一个储料器主体中食材消耗完后需要对其回收并进行再次灌装食材，然后再进行更换，当更换次数超过设定值时，控制器会做出报警提示，便于及时更换新的储料器主体。

进一步改进，所述控制器能够根据需要打印食品的类型，调整食品打印机的打印速度，以及所打印出的食品的温度。当打印巧克力时，控制器根据识别到原料储料装置中的巧克力食品耗材信息，调整打印速度和温度曲线，保证巧克力食品耗材能够顺利从打印头中打印出，且打印出来的巧克力外形美观，口感良好。当进行咖啡拉花时，控制器根据识别到原料储料装置中的食用色素或咖啡萃取物等耗材信息，调整打印速度，保证打印出来咖啡拉花图案形象、美观。

一种基于上述原料跟踪系统的对原料储料装置进行判定的方法，每次更换原料储料装置后，或者每次食品打印机进行食品打印任务前，控制器会对每个原料储料装置进行校验，包括如下步骤：

步骤一、控制器读取每个信息存储器中该储料器主体对应的唯一的编码信息，并与云端服务器的编码库的编码进行对比，如果控制器没有读取到该储料器主体的编码信息，或者读取到的编码信息与云端服务器的编码库进行对比后没有与之对应的编码，则食品打印机停止打印，防止人为将非本系统的原料储料装置装入食品打印机中，或者误将其他物品装入食品打印机中；否则进行步骤二；

步骤二、储料器主体的编码与云端服务器的编码匹配成功后，原料储料装置上信息存储器与云端服务器同步信息，即每个原料储料装置将当前信息存储器中的信息通过控制器、通信单位传递给云端服务器，使云端服务器中对应编码中剩余打印次数和余料量与对应原料储料装置的当前信息存储器中的信息保持一致。相当于每次更换原料储料装置后，或者开启食品打印任务前，对云端服务器中的信息进行更新。

步骤三、控制器对各个原料储料装置中的食品耗材进行判断，当每个原料储料装置中的食品耗材均在有效期内，且在剩余打印次数不低于1次、余量充足的情况下，开始本次食品打印；否则食品打印机停止打印。每次向储料器主体中灌装食品耗材后，会对信息存储器中的信息进行更新，包括原料储料装置重复使用的次数、食品耗材名称、生产日期、保质期、剩余打印次数和余料量。保证打印出来的食品在保质期内，确保食品安全。每打印一次，对应原料储料装置的信息存储器中剩余打印次数、余料量的信息进行更新。当剩余打印次数、余料量，不足完成本次打印时，控制器做出报警提示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所述的原料储料装置，其储料器主体采用了食品级材质制作，确保了耗材存放的食品安全性；其信息存储器所采用的EEROM或RFID均具有唯一标识，实现了储料器主体所装填的耗材与携带的电子信息的严格匹配，使得耗材可跟踪、可回溯，非常明显地保障了食品安全。

2、本发明所述的原料跟踪系统，利用物联网技术将每一个储料器都纳入互联网，只有经过验证的储料器才能正常使用，由于采用了在线式验证的方式，杜绝了用户不规范装填或商家非法篡改储料器信息存储器而导致的安全隐患，该技术进一步地保障了食品打印机中严苛的食品安全要求。

3、本发明所述的判定方法，在食品打印机工作的过程中均介入，在杜绝食品安全隐患的同时，也自动调整了食品打印机的工作参数，使食品打印机以最佳的工作参数，使用当前耗材以成型最优的图形或图案，减少了人工调试工作，极大地降低了用户的操作门槛。

附图说明

图1为本发明所述原料储料装置主体部分结构图。

图2为本发明所述原料储料装置识别装置部分结构图。

图3为本发明所述原料储料装置识别装置部分补充结构图。

图4为本发明所述原料储料装置整体结构图。

图5 为本发明所述原料跟踪系统结构示意图。

图6为本发明所述原料跟踪系统识别工作流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一：

如图1-4所示，本发明所述用于食品打印机的原料储料器装置，包括原料储料器主体1，信息存储介质2，识别装置机械主体6。

所述原料储料器主体1，是采用食品级PP材料所制作的中空腔体，腔体内贮存用于食品打印机的可食用色素，本实施例中采用咖啡色食用色素，用于打印到咖啡的奶泡上。

所述原料储料器主体1上安装了柔性电路板5，柔性电路板上设置信息存储介质 EEPROM、第一金属触点3和打印头4。在其他实施例中，打印头4与储料器主体1可以为分体结构，可能多个储料器主体1对应一个打印头4。

所述EEPROM上存储了关于储料器主体1相关信息，包括储料器主体的唯一编码，所储存食用色素的型号编码，出产日期，有效日期，剩余量等信息，本实施例中由厂商装填的墨盒剩余量应当是500次，每次打印将消耗一次剩余量。

所述第一金属触点3，用于完成对打印头4的电路连接以及对EEPROM的电路连接。所述原料储料器主体1在使用时，需要插入识别装置机械主体6中，以配合为图4所显示的结构。所述识别装置机械主体6的顶部有一个紧固件卡扣7，用于紧固原料储料器主体1，防止在食品打印机运行过程中原料储料器1的晃动等问题。

所述识别装置机械主体6上安装的第二金属触点8，与原料储料器主体1上安装的第一金属触点相对应，以确保原料储料器主体1的电气结构和功能的完整性。

所述识别装置机械主体6的底部留有一个打印头窗口10，便于打印头4探出，识别装置机械主体6的侧面还有识别装置固定支架11，用于将原料储器装置整体固定到食品打印机机架上。食品打印机通过第三触点12与控制器点连接，来控制打印头对食用色素的喷射，同时读写EEPROM上存储的信息。

采用EEPROM作为存储介质，具有成本低的特点。

实施例二：

在打印频次高，换取储料器频繁的场景下，采用RFID标签作为信息存储介质2，以避免频繁的接插损耗而影响其稳定性。

所述RFID标签上存储了关于储料器主体相关信息，包括储料器主体的唯一编码，所储存食用色素的型号编码，出产日期，有效日期，剩余量等信息，本实施例中由厂商装填的墨盒剩余量应当是500次，每次打印将消耗一次剩余量。

所述识别装置机械主体上还需安装RFID读卡器，储料器主体与识别装置机械主体配合安装时，RFID读卡器与射频识别标签RFID位置相对应，便于读写信RFID标签上的信息。RFID读卡芯片采用MFRC-522。为了便于描述，结合实施例一中图3，RFID读卡器9设置在识别装置固定支架11的下方。

所述第一金属触点，此时用于完成对打印头的电路连接。其他未特别指出的实施要点，均和实施例一中相同。

实施例三：

如图5所示，一种基于上述原料储料装置的原料跟踪系统，包括云端服务器13、通信单元14、控制器15和多个原料储料装置16；

所述原料储料装置16如实施例二中所述，为图4所示的结构，固定在食品打印机17上，每个原料储料装置中存储有不同的用于打印的食品耗材。所述控制器15的芯片型号是Atmega8，控制器15与每个原料储料装置识别装置的电气部件之间均电连接，用于控制原料储料装置16上的RFID读卡器9，进而读写RFID标签2上的内容。所述通信单元14的芯片型号为RTL8188CUS，通信单元14通过WIFI的形式接入互联网，并与云端服务器13通信。所述云端服务器13上存储着所有原料储料器16的信息，包含但不限于每个储料器主体的编码信息和对应储料器主体所存储的食品耗材的名称、生产日期、保质期、剩余打印次数和余料量，以及该储料器主体重复使用的次数。

所述原料跟踪系统只有在连接网络的情况下才能使用。因为储料器主体由食品级材质制作，所以在使用过程中也会磨损、消耗，具有一定的使用寿命，当一个储料器主体中食材消耗完后需要对其回收并进行再次灌装食材，然后再进行更换，当更换次数超过设定值时，控制器会做出报警提示，便于及时更换新的储料器主体。

所述控制器能够根据需要打印食品的类型，调整食品打印机的打印速度，以及所打印出的食品的温度。在本实施例中，食品打印机用于进行咖啡拉花，控制器根据识别到原料储料装置中的咖啡色食用色素信息，调整打印速度，保证打印出来咖啡拉花形象、美观。

在其他实施例中，食品打印机用于打印巧克力，控制器根据识别到原料储料装置中的巧克力食品耗材信息，调整打印速度和温度曲线，保证巧克力食品耗材能够顺利从打印头中打印出，且打印出来的巧克力外形美观，口感良好。

实施例四：

如图6所示，一种基于上述原料跟踪系统的对原料储料装置进行判定的方法，每次更换原料储料装置后，或者每次食品打印机进行食品打印任务前，控制器会对每个原料储料装置进行校验，包括如下步骤：

步骤一、控制器读取每个信息存储器中该储料器主体对应的唯一的编码信息，并与云端服务器的编码库的编码进行对比，如果控制器没有读取到该储料器主体的编码信息，或者读取到的编码信息与云端服务器的编码库进行对比后没有与之对应的编码，则食品打印机停止打印，防止人为将非本系统的原料储料装置装入食品打印机中，或者误将其他物品装入食品打印机中；否则进行步骤二；

步骤二、储料器主体的编码与云端服务器的编码匹配成功后，储料器主体上信息存储器与云端服务器同步信息，即每个原料储料装置将当前信息存储器中的信息通过控制器、通信单位传递给云端服务器，使云端服务器中对应编码中的食材名称、生产日期、保质期、剩余打印次数、余料量和该储料器重复使用的次数与对应原料储料装置将当前信息存储器中的信息保持一致。相当于每次更换原料储料装置后，或者开启食品打印任务前，对云端服务器中的信息进行更新。

步骤三、控制器对各个原料储料装置中的食品耗材进行判断，当每个原料储料装置中的食品耗材均在有效期内，且在剩余打印次数不低于1次、余量充足的情况下，开始本次食品打印；否则食品打印机停止打印。每次向储料器主体中灌装食品耗材后，会对信息存储器中的信息进行更新，包括原料储料装置重复使用的次数，食品耗材名称、生产日期、保质期、剩余打印次数和余料量。保证打印出来的食品在保质期内，确保食品安全。每打印一次，对应原料储料装置的信息存储器中剩余打印次数、余料量的信息进行更新。当剩余打印次数、余料量，不足完成本次打印时，控制器做出报警提示。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。