一种无人化自动打菜售菜机的制作方法

本发明涉及无人化公共服务领域，尤其涉及一种无人化自动打菜售菜机。

背景技术：

在学校食堂、公司食堂等大量人员打菜就餐等场合，往往是在打菜窗口排起长队，打菜的服务人员要根据人们指定的菜品打到餐盘里，之后再计算相关菜品的总价，最后再将金额输入到刷卡机上，完成一个就餐人员的打菜工作。打菜的服务人员工作量巨大且容易出错，同时打菜的效率低，不利于就餐人员快节奏的学习工作习惯。另一方面，随着个人收入的增加以及食堂用工成本的增加，也会给食堂经营者造成一定的经济压力，因此如何提高打菜效率、减少打菜工作人员的参与、降低用工成本成为了我们需要关注的重点。

目前，除了人工打菜结算外，也有自动化打菜设备，但是它们也有不足，包括：一是打菜传动机构的速度较慢，就餐效率较低；二是缺少恒温加热装置，随着时间的推移菜品变凉影响就餐口感；三是还需要就餐人员自取餐盘等待菜品的夹入，并且要根据菜品种类的多少来移动餐盘以便使机器将菜打到不同的餐盘格内；四是缺少点菜计价设备。因此，基于以上问题和不足，设计一种传动快、效率高、经济环保、节约成本、满足个性化需求以及人性化设计的无工作人员参与的自动打菜售菜机就显得尤为必要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种菜品运输速度快、效率高、人性化、个性化、无人化、无接触、成本低、安全可靠，用于大量就餐人员点菜结算的无人化自动打菜售菜机，其用于打菜-打饭-打汤餐饮服务线上，能大大提高大量人员点菜就餐的效率，适应其快节奏的生活习惯。

本发明提供的一种无人化自动打菜售菜机，包括由水平运动机构、竖直运动抓取机构、自动转盘供盘机构组成。所述水平运动机构是由箱架、点菜结算面板、直曲导轨、主动链轮、主动链轮轴、三相异步电动机、第一减速器、链条、从动链轮轴、从动链轮、滑座、圆锥滚子轴承组成的，其特征为在箱架的顶板上有两个阶梯孔，用于插入主动链轮轴和从动链轮轴，在阶梯孔内分别安装圆锥滚子轴承，用顶板内的阶梯孔结构来轴向固定轴承外圈，通过主动链轮轴和从动链轮轴的靠近顶板端的凸台来轴向固定轴承内圈，其中主动链轮轴的凸台上伸出一轴段用于插入第一减速器，且与第一减速器为键连接，三相异步电动机通过键连接于第一减速器，用以提供动力；之后将主动链轮和从动链轮分别通过键连接配合装入主动链轮轴和从动链轮轴上，在主动链轮轴和从动链轮轴的下端面通过垫片和螺钉连接来分别轴向固定主动链轮和从动链轮，然后将链条配合连接到主动链轮和从动链轮上组成链传动；为了直曲导轨与链条之间的间距可调，于是在箱架的顶板上开四个矩形槽，通过四个圆螺母与直曲导轨的四个立柱进行螺纹连接从而固定轴向，通过直曲导轨在矩形槽内的滑动以控制直曲导轨与链条之间的距离，使其具有良好的距离精度；滑座安装于直曲导轨上，可沿直曲导轨滑动，滑座的一侧有螺纹孔，其与链条上的单侧弯板上的孔对应，通过螺钉连接使滑座连接于链条上，达到滑块以链条传动为动力在直曲导轨上滑动的目的。当点餐人员在点餐结算面板上点菜时，水平运动机构启动，链传动带动滑座开始移动。

所述竖直运动抓取机构包括：第二减速器、支持架、同步带、抓取装置固定架、抓取气缸、第一端盖、第一撑杆、抓斗支架、第一抓斗、第二抓斗、菜屉、第二撑杆、伺服电机、第二端盖、撑杆支架、滑块、直线导轨、主动同步带轮、从动同步带轮、电阻加热管。其特征为支持架通过螺栓连接于滑座上，使支持架与滑座在直曲导轨上同步水平运动；支持架主要用于安装支持主动同步带轮和从动同步带轮，主动同步带轮通过键连接于第二减速器上，第二减速器通过键连接于伺服电机上，主动同步带轮的另一侧通过垫片和螺钉连接于第二减速器轴上从而使主动同步带轮轴向固定，从动同步带轮通过阶梯轴、轴套以及圆柱滚子轴承固定，两侧的第一端盖和第二端盖固定内部的轴承外圈，同步带配合于两同步带轮上，构成同步带传动；抓取装置固定架固定于同步带上，使其可随着同步带上下移动，抓取装置固定架的另一端通过螺钉连接于滑块上，滑块可以沿着通过螺钉连接固定于支持架上的直线导轨上下滑动，从而使抓取装置固定架保持水平，同时也起到一定的支持和导向作用；抓取气缸通过螺钉连接于抓取装置固定架上，撑杆支架通过螺钉连接固定到抓取气缸的下端面上，在撑杆支架的两端通过销轴分别连接第一撑杆和第二撑杆的一端，使第一撑杆和第二撑杆与撑杆支架构成铰链可绕销轴转动，在抓取气缸的推杆头部通过螺纹连接固定抓斗支架，在抓斗支架两端分别通过销轴连接第一抓斗和第二抓斗，使第一抓斗和第二抓斗构成铰链可绕销轴转动，之后再将第一撑杆和第二撑杆的另一端通过销轴分别连接到第一抓斗和第二抓斗，使第一撑杆和第一抓斗以及第二撑杆和第二抓斗可以分别绕销轴转动，可以达到的效果是抓取气缸内的推杆伸长时第一抓斗和第二抓斗闭合抓菜，推杆收缩第一抓斗和第二抓斗张开放菜；其中，每个菜屉下方设置有电阻加热管，可以实现所用菜品的恒温加热，保持菜品的温度和口感，体现机器的人性化设计。

所述自动转盘供盘机构包括：步进电机、餐盘托盘、餐盘、餐盘储存桶、光电开关、餐盘推板、推盘气缸。其特征为步进电机置于箱架平板的下方，通过键与餐盘托盘配合连接，步进电机动作可以使餐盘托盘转过一定的角度，其中餐盘托盘上有长条形的导向突起，导向突起与餐盘底座的凹槽配合，起到导向和防止餐盘和餐盘托盘发生相对转动的作用；在步进电机的旁边设置一个光电开关，通过两侧螺母夹紧固定于平板上，其用于感应餐盘托盘上是否有餐盘；在托盘旁边放置有餐盘储存桶，在餐盘储存桶内的底面上有匹配餐盘底座的两条导向突起，同时在桶的母线方向上有竖直凹槽，与餐盘上的凸耳匹配，起到约束桶内若干餐盘的摞放方向的作用，在桶外有伸向餐盘托盘的餐盘导向护板，在餐盘储存桶的下面有异形凹槽，在箱架平板的对应位置有形状与之匹配的异形突起，其主要作用就是限制餐盘储存桶的水平移动，同时可以方便将餐盘储存桶取下进行清洗，防止细菌滋生；在餐盘储存桶的一侧有餐盘推板和推盘气缸，推盘气缸通过螺钉连接固定于箱架平板上，在推盘气缸的推杆一端通过螺纹螺母连接使餐盘推板与推杆固定连接，推盘气缸动作，可以推动餐盘推板将餐盘从餐盘储存桶中推到餐盘托盘上。其中，当点餐人员将餐盘拿走时，光电开关检测不到餐盘的存在，此时产生检测信号并分别传递给点菜结算面板和推盘气缸上，点菜结算面板自动结算并显示消费金额，同时推盘气缸作用将新的餐盘推送到餐盘托盘上，为下一次的点餐做好准备。在水平运动机构、竖直运动抓取机构、自动转盘供盘机构的整体配合下，实现无人管理的全自动循环打菜-盛菜-结算，提高了人们的就餐效率，节约了时间，降低了成本。

采用本发明的无人化自动打菜售菜机，可以实现由链传动和带传动带动抓斗的快速移动，菜品的恒温加热，点菜的结算刷卡，餐盘的分格盛菜以及餐盘的自动供给，可以实现无人化打菜-盛菜-结算，提高了人们的就餐效率，结构简单，节约成本、体现人性化、满足了人们的个性化需求。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1为本发明的一种无人化自动打菜售菜机的结构示意图。

图2为图1中的主视图。

图3为图1中的左视图。

图4为图1中的俯视图。

图5为滑座与链条连接的局部放大图。

图6为抓取部分的结构示意图。

图7为餐盘底座示意图。

图8为餐盘储存桶的结构示意图。

图中：1-箱架；2-餐盘托盘；3-餐盘；4-餐盘储存桶；5-点菜结算面板；6-直曲导轨；7-主动链轮；8-主动链轮轴；9-三相异步电动机；10-第一减速器；11-链条；12-第二减速器；13-从动链轮轴；14-从动链轮；15-支持架；16-同步带；17-抓取装置固定架；18-抓取气缸；19-第一端盖；20-第一撑杆；21-抓斗支架；22-第一抓斗；23-第二抓斗；24-菜屉；25-第二撑杆；26-伺服电机；27-推盘气缸；28-步进电机；29-滑座；30-第二端盖；31-光电开关；32-撑杆支架；33-滑块；34-直线导轨；35-餐盘推板；36-主动同步带轮；37-从动同步带轮；38-圆锥滚子轴承；39-电阻加热管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。一种无人化自动打菜售菜机，包括由水平运动机构、竖直运动抓取机构、自动转盘供盘机构组成。所述水平运动机构是由箱架1、点菜结算面板5、直曲导轨6、主动链轮7、主动链轮轴8、三相异步电动机9、第一减速器10、链条11、从动链轮轴13、从动链轮14、滑座29、圆锥滚子轴承38组成的，其特征为在箱架1的顶板上有两个阶梯孔，用于插入主动链轮轴8和从动链轮轴13，在阶梯孔内分别安装圆锥滚子轴承38，用顶板内的阶梯孔结构来轴向固定轴承外圈，通过主动链轮轴8和从动链轮轴13的靠近顶板端的凸台来轴向固定轴承内圈，其中主动链轮轴8的凸台上伸出一轴段用于插入第一减速器10，且与第一减速器10为键连接，三相异步电动机9通过键连接于第一减速器10，用以提供动力；之后将主动链轮7和从动链轮14分别通过键连接配合装入主动链轮轴8和从动链轮轴13上，在主动链轮轴8和从动链轮轴13的下端面通过垫片和螺钉连接来分别轴向固定主动链轮7和从动链轮14，然后将链条11配合连接到主动链轮7和从动链轮14上组成链传动；为了直曲导轨6与链条11之间的间距可调，于是在箱架1的顶板上开四个矩形槽，通过四个圆螺母与直曲导轨6的四个立柱进行螺纹连接从而固定轴向，通过直曲导轨6在矩形槽内的滑动以控制直曲导轨6与链条11之间的距离，使其具有良好的距离精度；滑座29安装于直曲导轨6上，可沿直曲导轨6滑动，滑座29的一侧有螺纹孔，其与链条11上的单侧弯板上的孔对应，通过螺钉连接使滑座29连接于链条11上，达到滑块29以链条11传动为动力在直曲导轨6上滑动的目的。当点餐人员在点餐结算面板5上点菜时，水平运动机构启动，链传动带动滑座29开始移动。

所述竖直运动抓取机构包括：第二减速器12、支持架15、同步带16、抓取装置固定架17、抓取气缸18、第一端盖19、第一撑杆20、抓斗支架21、第一抓斗22、第二抓斗23、菜屉24、第二撑杆25、伺服电机26、第二端盖30、撑杆支架32、滑块33、直线导轨34、主动同步带轮36、从动同步带轮37、电阻加热管39。其特征为支持架15通过螺栓连接于滑座29上，使支持架15与滑座29在直曲导轨6上同步水平运动；支持架15主要用于安装支持主动同步带轮36和从动同步带轮37，主动同步带轮36通过键连接于第二减速器12上，第二减速器12通过键连接于伺服电机26上，主动同步带轮36的另一侧通过垫片和螺钉连接于第二减速器轴上从而使主动同步带轮36轴向固定，从动同步带轮37通过阶梯轴、轴套以及圆柱滚子轴承固定，两侧的第一端盖19和第二端盖30固定内部的轴承外圈，同步带16配合于两同步带轮上，构成同步带传动；抓取装置固定架17固定于同步带16上，使其可随着同步带16上下移动，抓取装置固定架17的另一端通过螺钉连接于滑块33上，滑块33可以沿着通过螺钉连接固定于支持架15上的直线导轨35上下滑动，从而使抓取装置固定架17保持水平，同时也起到一定的支持和导向作用；抓取气缸18通过螺钉连接于抓取装置固定架17上，撑杆支架32通过螺钉连接固定到抓取气缸18的下端面上，在撑杆支架32的两端通过销轴分别连接第一撑杆20和第二撑杆25的一端，使第一撑杆20和第二撑杆25与撑杆支架32构成铰链可绕销轴转动，在抓取气缸18的推杆头部通过螺纹连接固定抓斗支架21，在抓斗支架21两端分别通过销轴连接第一抓斗22和第二抓斗23，使第一抓斗22和第二抓斗23构成铰链可绕销轴转动，之后再将第一撑杆20和第二撑杆25的另一端通过销轴分别连接到第一抓斗22和第二抓斗23，使第一撑杆20和第一抓斗22以及第二撑杆25和第二抓斗23可以分别绕销轴转动，可以达到的效果是抓取气缸18内的推杆伸长时第一抓斗22和第二抓斗23闭合抓菜，推杆收缩第一抓斗22和第二抓斗23张开放菜；其中，每个菜屉24下方设置有电阻加热管39，可以实现所用菜品的恒温加热，保持菜品的温度和口感，体现机器的人性化设计。竖直运动抓取机构的整体效果：当有人在点菜结算面板5上点菜时，链传动机构启动，带动滑座29以及固连在滑座29上的支持架15运动，当到达所选的菜品上方时，同步带26运动带动抓取装置固定架17向下运动靠近菜屉24，然后抓取气缸21动作，两抓斗抓菜之后升起，然后随链传动运动到餐盘3空格上方停止，同步带26运动，抓斗下降，抓取气缸21动作，两抓斗松开，菜落到餐盘3上，即完成一次抓菜。

所述自动转盘供盘机构包括：步进电机28、餐盘托盘2、餐盘3、餐盘储存桶4、光电开关31、餐盘推板35、推盘气缸27。其特征为步进电机28置于箱架1平板的下方，通过键与餐盘托盘2配合连接，步进电机28动作可以使餐盘托盘2转过一定的角度，其中餐盘托盘2上有长条形的导向突起，导向突起与餐盘3底座的凹槽配合，起到导向和防止餐盘3和餐盘托盘2发生相对转动的作用；在步进电机28的旁边设置一个光电开关31，通过两侧螺母夹紧固定于平板上，其用于感应餐盘托盘2上是否有餐盘3；在托盘旁边放置有餐盘储存桶4，在餐盘储存桶4内的底面上有匹配餐盘3底座的两条导向突起，同时在桶的母线方向上有竖直凹槽，与餐盘3上的凸耳匹配，起到约束桶内若干餐盘3的摞放方向的作用，在桶外有伸向餐盘托盘2的餐盘导向护板，在餐盘储存桶4的下面有异形凹槽，在箱架平板的对应位置有形状与之匹配的异形突起，其主要作用就是限制餐盘储存桶4的水平移动，同时可以方便将餐盘储存桶4取下进行清洗，防止细菌滋生；在餐盘储存桶4的一侧有餐盘推板35和推盘气缸27，推盘气缸27通过螺钉连接固定于箱架平板上，在推盘气缸27的推杆一端通过螺纹螺母连接使餐盘推板35与推杆固定连接，推盘气缸27动作，可以推动餐盘推板35将餐盘3从餐盘储存桶4中推到餐盘托盘2上。其中，当点餐人员将餐盘3拿走时，光电开关31检测不到餐盘3的存在，此时产生检测信号并分别传递到点菜结算面板5和推盘气缸27上，点菜结算面板5自动结算并显示消费金额，同时推盘气缸27作用将新的餐盘3推送到餐盘托盘2上，为下一次的点餐做好准备。所述自动转盘供盘机构的整体效果为：当来自竖直运动抓取机构的菜掉落到餐盘3的一格上时，步进电机28带动餐盘托盘2旋转过一定的角度到另一个餐盘空格，为下一次第二个菜的掉落准备好一个空格，防止菜品的混合串味，餐盘托盘2上的导向突起与餐盘3底座的凹槽配合对接，通过导向使餐盘3的一个格正对在抓斗下方，其次是防止餐盘3在转动时与餐盘托盘2发生相对转动而未完全转动到下一个空格；当点餐人员点的所有菜品掉落到餐盘3的每个单独的格内时，拿走餐盘3，此时餐盘3下方的光电开关31感应不到餐盘3，产生检测信号并分别传递到点菜结算面板5和推盘气缸27上，点菜结算面板5自动结算并显示消费金额，点餐人员刷卡结算，同时推盘气缸27动作，推动餐盘推板35向前运动，使餐盘推板35顶到餐盘底座上，进而使餐盘3在餐盘储存桶4内的导向突起和伸出桶的餐盘导向护板的作用下，使餐盘3准确无误的进入到餐盘托盘2上，为下一次的点餐做好准备。在水平运动机构、竖直运动抓取机构、自动转盘供盘机构的整体配合下，实现无人管理的全自动循环打菜-盛菜-结算，提高了人们的就餐效率，节约了时间，降低了成本。