CN115316845A - 一种仿生章鱼式奶茶加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种仿生章鱼式奶茶加工装置，属于奶茶机技术领域。本装置包括仿生章鱼式机器人和控制模块，仿生章鱼式机器人四周依次设有杯架机构、奶茶桶机构、上料机构和封口机构，控制模块分别与杯架机构、奶茶桶机构、上料机构、封口机构和仿生章鱼式机器人连接以控制杯架机构、奶茶桶机构、上料机构、封口机构和仿生章鱼式机器人运行，仿生章鱼式机器人包括机器人本体和若干个仿生章鱼触手，仿生章鱼触手能在控制模块的控制下分别依次移动至杯架机构、奶茶桶机构、上料机构和封口机构处完成相应操作。本发明制作奶茶时加料精准统一，产品的品质一致性好，且大幅缩短了批量制作时长，效率高，节约人工成本，便于改装移动，适于推广。

Description

一种仿生章鱼式奶茶加工装置

技术领域

本发明属于奶茶机技术领域，特别涉及一种仿生章鱼式奶茶 加工装置。

背景技术

随着生活水平的不断提高，对饮食有更高的要求，当今奶茶 已经成为大众非常喜爱的饮料，同时门店购买和线上购买带来巨 大的订单，而制作奶茶速度的快慢则会影响客户的等待时间、客 户的购买体验、店铺利润的多少。

目前传统的人工制作奶茶一般需要3到5个人，而实际上操 作员只有总员工人数的60％以上。当遇到高峰期，还需要增添操 作员，但是，还是经常看到许多人花费时间在排队等待奶茶的制 作。不仅影响店铺的销售，而且也影响顾客的购买体验。近年来 发明的单臂机械人制作奶茶，如中国国家知识产权局公开的一种 机器人奶茶机【申请号201911361739.4；申请公布号 CN110974006A】，该专利方案如下：一种机器人奶茶机，其特征在 于，包括：机架、机械臂机构、落杯机构、奶茶桶机构、加珍珠 机构、制冰机构、搅拌机构、封口机构、空气压缩机及控制箱； 所述落杯机构安装于所述机架的面板，用于提供奶茶杯；所述奶 茶桶机构于所述落杯机构一侧安装于所述面板，用于提供奶茶； 所述加珍珠机构于所述奶茶桶机构一侧安装于所述面板，用于提 供珍珠；所述制冰机构于所述加珍珠机构一侧安装于所述面板， 用于提供冰块；所述搅拌机构于所述制冰机构一侧安装于面板，用于搅拌奶茶；所述封口机构于所述搅拌机构一侧安装于所述面 板，用于将所述奶茶杯封口；所述机械臂机构于所述封口机构一 侧安装于面板，用于转运所述奶茶杯；所述控制箱于所述机械臂 机构下方安装于所述机架的底板，用于控制设备运行；所述空气 压缩机于所述控制箱一侧安装于所述底板，且所述空气压缩机分 别与所述机械臂机构和落杯机构相连接，用于提供气源。上述方 案虽然实现了利用机器人代替人工，降低人工成本，但是其只能 单杯制作，通常情况下做一杯奶茶的时间大概在2～3分钟，和人 工制作奶茶一样速度慢，效率不高。基于这些情况，如何提升制 作奶茶的速度是我们准备解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种仿生章鱼式奶茶加工 装置，以提高奶茶制作效率，减少生产成本。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种仿生章鱼式 奶茶加工装置，其特征在于，包括仿生章鱼式机器人和控制模块， 所述仿生章鱼式机器人四周依次设有杯架机构、奶茶桶机构、上 料机构和封口机构，所述控制模块分别与杯架机构、奶茶桶机构、 上料机构、封口机构和仿生章鱼式机器人连接以控制杯架机构、 奶茶桶机构、上料机构、封口机构和仿生章鱼式机器人运行，所 述仿生章鱼式机器人包括机器人本体和若干个能够绕所述机器人 本体间歇式转动的仿生章鱼触手，所述仿生章鱼触手能够在控制 模块的控制下分别依次运行至杯架机构、奶茶桶机构、上料机构 和封口机构处完成相应的操作。

在上述的仿生章鱼式奶茶加工装置中，所述机器人本体包括 支架、固定座、旋转机构、转动台组件和仿生章鱼外壳，所述固 定座设置在支架上，所述旋转机构固连在所述固定座上，所述转 动台组件罩设在固定座外周且与所述旋转机构的转动部分固连， 所述仿生章鱼外壳设置在所述转动台组件上方。利用旋转机构使 转盘间歇性转动，这样设置在转盘上的多个仿生章鱼触手能够同 时工作，大大提高奶茶的批量化制作。

在上述的仿生章鱼式奶茶加工装置中，所述固定座呈圆盘状 或圆环状，所述转动台组件包括旋盖和环形筒壁，所述环形筒壁 的上端与旋盖底面的外缘固连，所述环形筒壁的下端通过轴承组 件与固定座的外周面转动连接。

在上述的仿生章鱼式奶茶加工装置中，所述旋转机构包括底 座、转盘、棘轮棘爪机构、安装架和第一气缸，所述第一气缸通 过安装架固定在固定座上，所述棘轮棘爪机构安装在所述底座上， 所述第一气缸通过摇杆与所述棘轮棘爪机构的棘爪传动连接；所 述棘轮棘爪机构的棘轮与所述转盘通过螺栓固连，所述底座上围 绕所述棘轮棘爪机构设有若干个支撑座，所述支撑座的上部设有 滚轮，所述滚轮与所述转盘的底面滚动连接，所述转盘的上端面 与旋盖的底面固连。

在上述的仿生章鱼式奶茶加工装置中，还包括止回机构，所 述止回机构包括止回架、第二气缸、止回勾、勾座，所述止回架 和勾座均固连在底座上，所述第二气缸连接在所述止回架上部， 所述第二气缸与所述止回勾的尾端传动连接，所述止回勾的中部 转动连接在勾座上，所述棘轮上还固连有止回盘，所述止回盘的 外周开设有若干止回凹槽，所述止回勾的首端能够在所述第二气 缸的驱动下勾进止回凹槽或者从止回凹槽内脱出。

在上述的仿生章鱼式奶茶加工装置中，所述旋转机构包括底 座、步进电机、转动轴和转盘，所述步进电机安装在底座上，所 述转动轴与所述步进电机的输出轴传动连接，所述转盘安装在转 动轴的上端。

在上述的仿生章鱼式奶茶加工装置中，所述仿生章鱼触手包 括机械臂和设置在机械臂前端的夹爪，所述机械臂和所述夹爪分 别与所述控制模块连接。

在上述的仿生章鱼式奶茶加工装置中，所述机械臂为三轴机 械臂、四轴机械臂、五轴机械臂或六轴机械臂。

在上述的仿生章鱼式奶茶加工装置中，所述夹爪为电机驱动 式夹爪或气动式夹爪。

在上述的仿生章鱼式奶茶加工装置中，所述支架包括四个支 脚，每个支脚底部安装有万向轮。通过设置万向轮，可以使本装 自由移动，在不需要工作时可以移开，从而使使用更加灵活。

与现有技术相比，本仿生章鱼式奶茶加工装置具有以下优点： 1、能够实现批量化连续化的自动制作，大幅提高奶茶制作效率； 2、可以利用控制模块实现精准控制，从而保证奶茶制作的统一性， 使奶茶口感一致性得到保证；3、实现了奶茶自动化制作的要求， 节省了大量的人工成本和时间成本，具有现实意义和良好的应用 前景。

附图说明

图1是实施例的仿生章鱼式奶茶加工装置的结构示意图。

图2是实施例的机器人本体去掉仿生章鱼外壳后的结构示意 图。

图3是实施例的机器人本体的局部结构剖面图。

图4是实施例的旋转机构的结构示意图。

图5是实施例的机械臂的结构示意图。

图6是实施例的夹爪的结构示意图。

图中，1、仿生章鱼式机器人；2、杯架机构；3、奶茶桶机构； 4、上料机构；5、封口机构；6、机器人本体；7、仿生章鱼触手； 8、奶茶杯；9、机械臂；10、夹爪；11、支架；12、固定座；13、 旋转机构；14、转动台组件；15、仿生章鱼外壳；16、万向轮； 17、滚珠槽；18、滚珠；19、轴承；20、底座；21、转盘；22、 棘轮棘爪机构；23、安装架；24、第一气缸；25、摇杆；26、支 撑座；27、滚轮；28、止回机构；29、止回架；30、第二气缸；31、止回勾；32、勾座；33、止回凹槽；34、旋盖；35、环形筒 壁；36、第一臂；37、第二臂；38、第三臂；39、第一电机；40、 第二电机；41、铰接架；42、紧固螺钉；43、夹爪座；44、第一 齿轮；45、第二齿轮；46、第一爪；47、第二爪；48、第三电机； 49、防滑条。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中 示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或 具有相同或类似功能的元件。下面通过各参考附图描述的实施例 是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限 制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、 “顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而 不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定 的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解 为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数 量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地 包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义 是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相 连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定 连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可 以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本 领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。

实施例一：

如图1-6所示，本发明提供了一种仿生章鱼式奶茶加工装置，该装置包括仿生章鱼式机器人1和控制模块，仿生章鱼式机器人1四周依次设有杯架机构2、奶茶桶机构3、上料机构4和封口机构5，控制模块分别与杯架机构2、奶茶桶机构3、上料机构4、封口机构5和仿生章鱼式机器人1连接以控制杯架机构2、奶茶 桶机构3、上料机构4、封口机构5和仿生章鱼式机器人1运行，仿生章鱼式机器人1包括机器人本体6和若干个能够绕机器人本体6间歇式转动的仿生章鱼触手7，仿生章鱼触手7能够在控制模块的控制下分别依次将奶茶杯8运送至杯架机构2、奶茶桶机构3、上料机构4和封口机构5处完成相应的操作。仿生章鱼触手7包括机械臂9和设置在机械臂9前端的夹爪10，机械臂9和夹爪10分别与控制模块连接。

具体的说，机器人本体6包括支架11、固定座12、旋转机构 13、转动台组件14和仿生章鱼外壳15，仿生章鱼外壳15设置在 转动台组件14上方。支架11采用四根支脚构成，每个支脚底部 安装有万向轮16。固定座12呈圆环状，设置在支架11的上端， 其外周面开设有滚珠槽17，滚珠槽17内滚动有若干滚珠18，固 定座12外周套设有轴承19。

旋转机构13包括底座20、转盘21、棘轮棘爪机构22、安装 架23和第一气缸24。底座20通过螺栓固定在固定座12上，第 一气缸24通过安装架23固定在固定座12上，棘轮棘爪机构22 安装在底座20的中部，第一气缸24通过摇杆25与棘轮棘爪机构 22的棘爪传动连接；棘轮棘爪机构22的棘轮与转盘21通过螺栓 固连，底座20上围绕棘轮棘爪机构22设有若干个支撑座26，每 个支撑座26的上部都设有滚轮27，滚轮27与转盘21的底面滚 动连接，转盘21的上端面与旋盖34的底面固连。底座20上还设 置有止回机构28，止回机构28包括止回架29、第二气缸30、止 回勾31、勾座32。止回架29和勾座32均固连在底座20上，第 二气缸30连接在止回架29上部，第二气缸30与止回勾31的尾 端传动连接，止回勾31的中部转动连接在勾座32上，棘轮上还 固连有止回盘，止回盘的外周开设有若干止回凹槽33，止回勾31 的首端能够在第二气缸30的驱动下勾进止回凹槽33或者从止回 凹槽33内脱出。

转动台组件14包括旋盖34和环形筒壁35，环形筒壁35的 上端与旋盖34底面的外缘固连，环形筒壁35罩设在固定座12 外周，旋盖34与旋转机构13的转盘21上端面固连，环形筒壁 35的下端与轴承19通过螺栓固连，因此环形筒壁35能够相对于 固定座12转动。

机械臂9为三轴机械臂9、四轴机械臂9、五轴机械臂9或六 轴机械臂9均可，可以根据实际需求选择设置。本实施例中采用 三轴机械臂9，其包括第一臂36、第二臂37、第三臂38、第一电 机39和第二电机40。第一臂36的第一端铰接在环形筒壁35外 侧的铰接架41上，且通过第一电机39控制转动；第二臂37的第 一端和第一臂36的第二端铰接，并通过第二电机40控制第二臂 37相对第一臂36转动，第三臂38的第一端通过紧固螺钉42铰 接在第二臂37的第二端，通过控制紧固螺钉42实现第三臂38 与第二臂37的转动角度，第三臂38的第二端与夹爪10固连。

具体的，本实施例中的夹爪10为电机驱动式夹爪10，其包 括夹爪座43、第一齿轮44、第二齿轮45、第一爪46、第二爪47 和第三电机48。第三电机48安装在夹爪座43外侧且其输出轴穿 过夹爪座43伸入到夹爪座43内。第一齿轮44、第二齿轮45上 下相叠的设置在夹爪座43内且套设在电三电机的输出轴上。第一 爪46的中部铰接在夹爪座43上且其后端与第一齿轮44啮合，第 二爪47的中部铰接在夹爪座43上且其后端与第二齿轮45啮合， 第一爪46的前端和第二爪47的前端相对设置构成夹口，第一爪 46的前端内侧和第二爪47的前端内侧均设置防滑条49，以提高 其夹持奶茶杯8的效果，防止奶茶杯8滑脱。在本发明的其他实 施例中，夹爪10还可以采用气动式夹爪10来实现对奶茶杯8的 夹持。

实施例二：

本实施例与实施例一的整体结构相近，实现的功能相同，两 者的不同之处在于：在本实施例中，旋转机构13采用电机驱动的 方式实现。具体的，该旋转机构13包括底座20、步进电机、转 动轴和转盘21，步进电机安装在底座20上，转动轴与步进电机 的输出轴传动连接，转盘21安装在转动轴的上端。这里的传动连 接可以为同轴连接，也可以采用斜齿轮组啮合连接传动，或者采 用同步带等传动结构实现。采用步进电机带动旋转轴转动，从而取消了止回机构28，机构更简单，传动效率更好。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说 明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例 做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离 本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种仿生章鱼式奶茶加工装置，其特征在于，包括仿生章鱼式机器人(1)和控制模块，所述仿生章鱼式机器人(1)四周依次设有杯架机构(2)、奶茶桶机构(3)、上料机构(4)和封口机构(5)，所述控制模块分别与杯架机构(2)、奶茶桶机构(3)、上料机构(4)、封口机构(5)和仿生章鱼式机器人(1)连接以控制杯架机构(2)、奶茶桶机构(3)、上料机构(4)、封口机构(5)和仿生章鱼式机器人(1)运行，所述仿生章鱼式机器人(1)包括机器人本体(6)和若干个能够绕所述机器人本体(6)间歇式转动的仿生章鱼触手(7)，所述仿生章鱼触手(7)能够在控制模块的控制下分别依次运行至杯架机构(2)、奶茶桶机构(3)、上料机构(4)和封口机构(5)处完成相应的操作。

2.根据权利要求1所述的仿生章鱼式奶茶加工装置，其特征在于，所述机器人本体(6)包括支架(11)、固定座(12)、旋转机构(13)、转动台组件(14)和仿生章鱼外壳(15)，所述固定座(12)设置在支架(11)上，所述旋转机构(13)固连在所述固定座(12)上，所述转动台组件(14)罩设在固定座(12)外周且与所述旋转机构(13)的转动部分固连，所述仿生章鱼外壳(15)设置在所述转动台组件(14)上方，若干个仿生章鱼触手(7)安装在所述转动台组件(14)的外周且能随所述转动台组件(14)转动。

3.根据权利要求2所述的仿生章鱼式奶茶加工装置，其特征在于，所述固定座(12)呈圆盘状或圆环状，所述转动台组件(14)包括旋盖(34)和环形筒壁(35)，所述环形筒壁(35)的上端与旋盖(34)底面的外缘固连，所述环形筒壁(35)的下端通过轴承(19)组件与固定座(12)的外周面转动连接。

4.根据权利要求3所述的仿生章鱼式奶茶加工装置，其特征在于，所述旋转机构(13)包括底座(20)、转盘(21)、棘轮棘爪机构(22)、安装架(23)和第一气缸(24)，所述第一气缸(24)通过安装架(23)固定在固定座(12)上，所述棘轮棘爪机构(22)安装在所述底座(20)上，所述第一气缸(24)通过摇杆(25)与所述棘轮棘爪机构(22)的棘爪传动连接；所述棘轮棘爪机构(22)的棘轮与所述转盘(21)通过螺栓固连，所述底座(20)上围绕所述棘轮棘爪机构(22)设有若干个支撑座(26)，所述支撑座(26)的上部设有滚轮(27)，所述滚轮(27)与所述转盘(21)的底面滚动连接，所述转盘(21)的上端面与旋盖(34)的底面固连。

5.根据权利要求4所述的仿生章鱼式奶茶加工装置，其特征在于，所述旋转机构(13)还包括止回机构(28)，所述止回机构(28)包括止回架(29)、第二气缸(30)、止回勾(31)、勾座(32)，所述止回架(29)和勾座(32)均固连在底座(20)上，所述第二气缸(30)连接在所述止回架(29)上部，所述第二气缸(30)与所述止回勾(31)的尾端传动连接，所述止回勾(31)的中部转动连接在勾座(32)上，所述棘轮上还固连有止回盘，所述止回盘的外周开设有若干止回凹槽(33)，所述止回勾(31)的首端能够在所述第二气缸(30)的驱动下勾进止回凹槽(33)或者从止回凹槽(33)内脱出。

6.根据权利要求3所述的仿生章鱼式奶茶加工装置，其特征在于，所述旋转机构(13)包括底座(20)、步进电机、转动轴和转盘(21)，所述步进电机安装在底座(20)上，所述转动轴与所述步进电机的输出轴传动连接，所述转盘(21)安装在转动轴的上端。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的仿生章鱼式奶茶加工装置，其特征在于，所述仿生章鱼触手(7)包括机械臂(9)和设置在机械臂(9)前端的夹爪(10)，所述机械臂(9)和所述夹爪(10)分别与所述控制模块连接。

8.根据权利要求7所述的仿生章鱼式奶茶加工装置，其特征在于，所述机械臂(9)为三轴机械臂(9)、四轴机械臂(9)、五轴机械臂(9)或六轴机械臂(9)。

9.根据权利要求7所述的仿生章鱼式奶茶加工装置，其特征在于，所述夹爪(10)为电机驱动式夹爪(10)或气动式夹爪(10)。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的仿生章鱼式奶茶加工装置，其特征在于，所述支架(11)包括四个支脚，每个支脚底部安装有万向轮(16)。

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