本發(fā)明涉及餐具分揀領(lǐng)域，特別涉及一種餐具自動(dòng)整理裝置。

背景技術(shù)：

目前我國的餐具包裝生產(chǎn)線中主要包含餐具的清洗、烘干、分揀、組裝以及包裝等步驟。其中，清洗、烘干已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，而餐具的分揀、組裝工作仍主要靠人工完成，存在工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、餐具易被二次污染等一系列問題，不能很好地滿足市場(chǎng)需求。

因此，為解決上述問題，就需要一種餐具自動(dòng)整理裝置，能夠按順序?qū)Σ途哌M(jìn)行整理，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，防止餐具的二次污染，有助于餐具全自動(dòng)化生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種餐具自動(dòng)整理裝置，能夠按順序?qū)Σ途哌M(jìn)行整理，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，防止餐具的二次污染，有助于餐具全自動(dòng)化生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的餐具自動(dòng)整理裝置，包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)、水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)械手；

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤、垂直穿過轉(zhuǎn)盤中心的盤軸及用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ；所述轉(zhuǎn)盤的上表面至少設(shè)有三個(gè)用于放置待處理餐具的餐具放置部；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ的輸出端連接有一主動(dòng)齒輪，所述轉(zhuǎn)盤的底部連接有一從動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪傳動(dòng)連接；所述盤軸的頂部連接有一固定盤；

所述垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括垂直滑軌、垂直滑塊、用于帶動(dòng)垂直滑塊沿垂直滑軌上下移動(dòng)的垂直同步帶及用于驅(qū)動(dòng)垂直同步帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ；所述垂直滑軌上設(shè)有第一主動(dòng)帶輪及第一從動(dòng)帶輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ的輸出端與第一主動(dòng)帶輪相連，所述第一主動(dòng)帶輪通過垂直同步帶與第一從動(dòng)帶輪相連；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ、垂直滑軌及主動(dòng)帶輪箱Ⅰ均固定在固定盤上；

所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括水平滑軌、水平滑塊、用于帶動(dòng)水平滑塊沿水平滑軌左右移動(dòng)的水平同步帶及用于驅(qū)動(dòng)水平同步帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅲ；所述水平滑軌上設(shè)有第二主動(dòng)帶輪及第二從動(dòng)帶輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅲ的輸出端與第二主動(dòng)帶輪相連，所述第二主動(dòng)帶輪通過水平同步帶與第二從動(dòng)帶輪相連；所述水平滑軌連接在垂直滑塊上并與垂直滑軌相垂直；

所述機(jī)械手包括箱體、夾持爪組及設(shè)在箱體內(nèi)用于驅(qū)動(dòng)夾持爪組的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅳ；所述箱體通過支板與水平滑塊相連，所述支板平行于垂直滑軌；所述夾持爪組包括第一夾持爪、第二夾持爪、第三夾持爪及第四夾持爪，所述第一夾持爪與第二夾持爪對(duì)稱設(shè)在箱體正面，所述第三夾持爪與第四夾持爪對(duì)稱設(shè)在箱體背面；所述第一夾持爪、第二夾持爪、第三夾持爪及第四夾持爪均呈弧形且各自的頂部均設(shè)有齒輪頭，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅳ的輸出端與第一夾持爪的齒輪頭相連，所述第一夾持爪與第二夾持爪通過各自的齒輪頭嚙合傳動(dòng)，所述第一夾持爪與第三夾持爪固定相連，所述第二夾持爪與第四夾持爪固定相連，所述第三夾持爪與第四夾持爪通過各自的齒輪頭嚙合傳動(dòng)。

進(jìn)一步，該裝置還包括輸送機(jī)構(gòu)；所述輸送機(jī)構(gòu)包括輸送帶、驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅴ及分別設(shè)在輸送帶兩端的主動(dòng)輥筒和從動(dòng)輥筒，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅴ的輸出端與主動(dòng)輥筒的筒軸傳動(dòng)連接；所述輸送帶設(shè)在轉(zhuǎn)盤一側(cè)并位于水平滑軌的下方。

進(jìn)一步，該裝置還包括自動(dòng)控制系統(tǒng)；所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括處理控制器及用于給各用電部件供電的電源；所述處理控制器的信號(hào)輸出端分別與驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ、驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ、驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅲ、驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅳ及驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅴ的信號(hào)輸入端相連。

進(jìn)一步，該裝置還包括一底座，所述底座上以可拆卸方式安裝有用于固定盤軸的軸座、用于固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ的電機(jī)座及用于固定主動(dòng)輥筒與從動(dòng)輥筒的支座。

進(jìn)一步，各所述餐具放置部上設(shè)有定位擋圈，各定位擋圈的中心在以轉(zhuǎn)盤中心為圓心的圓周上周向均勻分布。

進(jìn)一步，所述主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合傳動(dòng)，所述主動(dòng)齒輪的齒數(shù)與從動(dòng)齒輪的齒數(shù)之比為1：(4-10)。

進(jìn)一步，所述轉(zhuǎn)盤與盤軸之間設(shè)有軸承；所述從動(dòng)齒輪與轉(zhuǎn)盤通過螺栓連接且同軸設(shè)置。

進(jìn)一步，所述固定盤上設(shè)有一直角角鋼，所述垂直滑軌固定在直角角鋼的直角上。

進(jìn)一步，所述齒輪頭一體成型于相應(yīng)的夾持爪。

進(jìn)一步，所述第一夾持爪與第三夾持爪之間通過兩根支撐桿Ⅰ相連，所述第二夾持爪與第四夾持爪通過兩根支撐桿Ⅱ相連。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的餐具自動(dòng)整理裝置，轉(zhuǎn)盤按序旋轉(zhuǎn)，機(jī)械手通過垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)及水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合完成對(duì)待處理餐具的夾持、提升、下降及松開等動(dòng)作，對(duì)轉(zhuǎn)盤上的待處理餐具按順序進(jìn)行整理，從而降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，防止了餐具的二次污染，有助于餐具全自動(dòng)化生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

圖1為本發(fā)明的主視圖；

圖2為本發(fā)明的左視圖；

圖3為本發(fā)明的俯視圖；

圖4為本發(fā)明的機(jī)械手的主視圖；

圖5為本發(fā)明的機(jī)械手的左視圖；

圖6為本發(fā)明的機(jī)械手的左俯視圖；

圖7為本發(fā)明的自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖7所示：本實(shí)施例的餐具自動(dòng)整理裝置，包括旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)、水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)械手。

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤1、垂直穿過轉(zhuǎn)盤1中心的盤軸2及用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤1旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ3；所述轉(zhuǎn)盤1的上表面至少設(shè)有三個(gè)用于放置待處理餐具的餐具放置部；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ3的輸出端連接有一主動(dòng)齒輪4，所述轉(zhuǎn)盤1的底部連接有一從動(dòng)齒輪5，所述主動(dòng)齒輪4與從動(dòng)齒輪5傳動(dòng)連接；所述盤軸2的頂部連接有一固定盤6；轉(zhuǎn)盤1呈圓盤狀，盤軸2可為階梯軸結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)盤1與盤軸2之間設(shè)有軸承，軸承設(shè)在階梯軸的階梯面上；所述從動(dòng)齒輪5與轉(zhuǎn)盤1通過螺栓連接且同軸設(shè)置，轉(zhuǎn)盤1與從動(dòng)齒輪5上可各均勻設(shè)置四個(gè)供螺栓穿過的螺孔；盤軸2為固定軸，即轉(zhuǎn)盤1旋轉(zhuǎn)時(shí)盤軸2保持靜止；驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ3設(shè)在轉(zhuǎn)盤1下方，主動(dòng)齒輪4套在驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ3的輸出端(具體為輸出軸)上，主動(dòng)齒輪4與從動(dòng)齒輪5通過輪齒嚙合傳動(dòng)，所述主動(dòng)齒輪4的齒數(shù)與從動(dòng)齒輪5的齒數(shù)之比可為1：(4-10)，以達(dá)到減速增距的效果；當(dāng)然，在主動(dòng)齒輪4與從動(dòng)齒輪5之間還可設(shè)置更多的齒輪件；餐具放置部為放置待處理餐具及包裝盒的部位，例如可為轉(zhuǎn)盤1上表面向下凹陷形成的凹槽；作為優(yōu)選，餐具放置部上設(shè)有凸起的定位擋圈7，各定位擋圈7的中心在以轉(zhuǎn)盤1中心為圓心的圓周上周向均勻分布，例如當(dāng)定位擋圈7的數(shù)量為5個(gè)時(shí)，相鄰兩個(gè)定位擋圈7的中心分別與轉(zhuǎn)盤1中心的連線之間的角度為72°，這樣在控制設(shè)計(jì)編程中過程較為簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)盤1在轉(zhuǎn)動(dòng)切換工位(即餐具放置部)的過程中不會(huì)因?yàn)殡x心力而造成成套餐具失穩(wěn)以及在成套餐具擺放的過程中避免偏差太大，保證機(jī)械手的抓取準(zhǔn)確度與抓取效率；定位擋圈7的大小可根據(jù)待處理餐具的大小而定；為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化整理，各個(gè)餐具放置部可與相應(yīng)的餐具輸送裝置配合，即通過餐具輸送裝置將待處理的餐具自動(dòng)放入餐具放置部。

所述垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括垂直滑軌8、垂直滑塊9、用于帶動(dòng)垂直滑塊9沿垂直滑軌8上下移動(dòng)的垂直同步帶10及用于驅(qū)動(dòng)垂直同步帶10的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ11；所述垂直滑軌8上設(shè)有第一主動(dòng)帶輪12及第一從動(dòng)帶輪13，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ11的輸出端與第一主動(dòng)帶輪12相連，所述第一主動(dòng)帶輪12通過垂直同步帶10與第一從動(dòng)帶輪13相連；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ11、垂直滑軌8及主動(dòng)帶輪箱Ⅰ均固定在固定盤6上；垂直滑塊9連接在垂直滑軌8上并由垂直同步帶10帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)；第一主動(dòng)帶輪12設(shè)在垂直滑軌8底端，第一從動(dòng)帶輪13設(shè)在垂直滑軌8頂端，垂直同步帶10在第一主動(dòng)帶輪12與第一從動(dòng)帶輪13之間循環(huán)運(yùn)動(dòng)；第一主動(dòng)帶輪12及第一從動(dòng)帶輪13均可設(shè)在相應(yīng)的帶輪箱內(nèi)；垂直滑軌8垂直于轉(zhuǎn)盤1；為提高整理的簡(jiǎn)便性及裝置的緊湊性，驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ11、垂直滑軌8及主動(dòng)帶輪箱Ⅰ均通過螺栓連接在固定盤6上，固定盤6與轉(zhuǎn)盤1相平行，固定盤6的中心與轉(zhuǎn)盤1的中心處于同一直線；固定盤6上設(shè)有一直角角鋼14，所述垂直滑軌8固定在直角角鋼14的直角上，保證垂直滑軌8的垂直度，提高垂直滑塊9運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性。

所述水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括水平滑軌15、水平滑塊16、用于帶動(dòng)水平滑塊16沿水平滑軌15左右移動(dòng)的水平同步帶17及用于驅(qū)動(dòng)水平同步帶17的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅲ18；所述水平滑軌15上設(shè)有第二主動(dòng)帶輪19及第二從動(dòng)帶輪20，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅲ18的輸出端與第二主動(dòng)帶輪19相連，所述第二主動(dòng)帶輪19通過水平同步帶17與第二從動(dòng)帶輪20相連；所述水平滑軌15連接在垂直滑塊9上并與垂直滑軌8相垂直；水平滑軌15可通過螺栓連接在垂直滑塊9上，由垂直滑塊9帶動(dòng)而做垂直升降運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅲ18連接在水平滑軌15上；水平滑塊16連接在水平滑軌15上并由水平同步帶17帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)；第二主動(dòng)帶輪19、第二從動(dòng)帶輪20依次沿水平滑軌15的長度方向設(shè)置，水平同步帶17在第二主動(dòng)帶輪19與第二從動(dòng)帶輪20之間循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

所述機(jī)械手包括箱體21、夾持爪組及設(shè)在箱體21內(nèi)用于驅(qū)動(dòng)夾持爪組的驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅳ22；所述箱體21通過支板23與水平滑塊16相連，所述支板23平行于垂直滑軌8；所述夾持爪組包括第一夾持爪24、第二夾持爪25、第三夾持爪及第四夾持爪，所述第一夾持爪24與第二夾持爪25對(duì)稱設(shè)在箱體21正面，所述第三夾持爪與第四夾持爪對(duì)稱設(shè)在箱體21背面；所述第一夾持爪24、第二夾持爪25、第三夾持爪26及第四夾持爪27均呈弧形且各自的頂部均設(shè)有齒輪頭28，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅳ22的輸出端與第一夾持爪24的齒輪頭28相連，所述第一夾持爪24與第二夾持爪25通過各自的齒輪頭28嚙合傳動(dòng)，所述第一夾持爪24與第三夾持爪26固定相連，所述第二夾持爪25與第四夾持爪27固定相連，所述第三夾持爪26與第四夾持爪27通過各自的齒輪頭28嚙合傳動(dòng)；第一夾持爪24、第二夾持爪25、第三夾持爪26及第四夾持爪27均以單自由度轉(zhuǎn)動(dòng)連接于箱體21；第一夾持爪24為驅(qū)動(dòng)爪，第一夾持爪24與第二夾持爪25通過齒輪頭28嚙合傳動(dòng)，同時(shí)第一夾持爪24與第三夾持爪26同步運(yùn)動(dòng)、第二夾持爪25與第四夾持爪27同步運(yùn)動(dòng)；各夾持爪在結(jié)構(gòu)上相同，以保證夾持的穩(wěn)定，只是第一夾持爪24具有用于與驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅳ22的輸出端相連的傳動(dòng)孔；齒輪頭28可為七齒結(jié)構(gòu)，兩個(gè)齒輪頭28之間能夠通過嚙合傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)夾持爪在一定幅度內(nèi)的擺動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待處理餐具及相關(guān)包裝件的夾持；齒輪頭28一體成型于相應(yīng)的夾持爪，以提高夾持爪的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；夾持爪上還可設(shè)置減重孔29，以降低自重；第一夾持爪24與第三夾持爪26之間通過兩根支撐桿Ⅰ30相連，所述第二夾持爪25與第四夾持爪27通過兩根支撐桿Ⅱ31相連，以保證其運(yùn)動(dòng)的配合度；支板23的上端與水平滑塊16連接、下端與箱體21連接，在水平滑塊16與箱體21之間還可設(shè)置一垂直螺桿32，提高箱體21的連接穩(wěn)固度；各夾持爪的內(nèi)側(cè)設(shè)有齒紋，以增大摩擦性能，提高夾持效果。

轉(zhuǎn)盤1按序旋轉(zhuǎn)，機(jī)械手通過垂直移動(dòng)機(jī)構(gòu)及水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的配合完成對(duì)待處理餐具的夾持、提升、下降及松開等動(dòng)作，對(duì)轉(zhuǎn)盤1上的待處理餐具按順序進(jìn)行整理，從而降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率，防止了餐具的二次污染，有助于餐具全自動(dòng)化生產(chǎn)線的實(shí)現(xiàn)。

本實(shí)施例中，該裝置還包括輸送機(jī)構(gòu)；所述輸送機(jī)構(gòu)包括輸送帶33、驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅴ34及分別設(shè)在輸送帶33兩端的主動(dòng)輥筒35和從動(dòng)輥筒36，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅴ34的輸出端與主動(dòng)輥筒35的筒軸傳動(dòng)連接；所述輸送帶33設(shè)在轉(zhuǎn)盤1一側(cè)并位于水平滑軌15的下方；機(jī)械手將轉(zhuǎn)盤1上的餐具及包裝件按順序放至輸送帶33上，放置完畢后即完成一次整理，由輸送帶33進(jìn)行進(jìn)行輸送以進(jìn)入下一工藝；輸送帶33設(shè)在主動(dòng)輥筒35與從動(dòng)輥筒36之間并循環(huán)運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅴ34與主動(dòng)輥筒35之間可通過聯(lián)軸器相連。

本實(shí)施例中，該裝置還包括自動(dòng)控制系統(tǒng)；所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括處理控制器37及用于給各用電部件供電的電源(圖中未示出)；所述處理控制器37的信號(hào)輸出端分別與驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ3、驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅱ11、驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅲ18、驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅳ22及驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅴ34的信號(hào)輸入端相連；處理控制器37可為具有數(shù)據(jù)處理及信號(hào)控制的單片機(jī)，能夠進(jìn)行相關(guān)的編程，使各電機(jī)按序配合啟閉，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)整理；電源可為市電或者蓄電池。

本實(shí)施例中，該裝置還包括一底座38，所述底座38上以可拆卸方式安裝有用于固定盤軸2的軸座39、用于固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ⅰ3的電機(jī)座40及用于固定主動(dòng)輥筒35與從動(dòng)輥筒36的支座41；底座38使各機(jī)構(gòu)連接成一整體，提高本裝置的緊湊性；底座38上設(shè)有若干裝配孔，各部件可通過螺栓、螺釘?shù)扰c裝配孔適應(yīng)的連接件進(jìn)行裝配；軸座39可為高腳法蘭結(jié)構(gòu)，便于盤軸2的固定；支座41包括兩塊平行的橫板，主動(dòng)輥筒35與從動(dòng)輥筒36可分別設(shè)在兩橫板之間。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。