餐具自动整理装置

1.一种餐具自动整理装置，其特征在于：包括旋转机构、垂直移动机构、水平移动机构和机械手；
所述旋转机构包括转盘、垂直穿过转盘中心的盘轴及用于驱动转盘旋转的驱动电机Ⅰ；
所述转盘的上表面至少设有三个用于放置待处理餐具的餐具放置部；所述驱动电机Ⅰ的输出端连接有一主动齿轮，所述转盘的底部连接有一从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮传动连接；所述盘轴的顶部连接有一固定盘；
所述垂直移动机构包括垂直滑轨、垂直滑块、用于带动垂直滑块沿垂直滑轨上下移动的垂直同步带及用于驱动垂直同步带的驱动电机Ⅱ；所述垂直滑轨上设有第一主动带轮及第一从动带轮，所述驱动电机Ⅱ的输出端与第一主动带轮相连，所述第一主动带轮通过垂直同步带与第一从动带轮相连；所述驱动电机Ⅱ、垂直滑轨及主动带轮箱Ⅰ均固定在固定盘上；
所述水平移动机构包括水平滑轨、水平滑块、用于带动水平滑块沿水平滑轨左右移动的水平同步带及用于驱动水平同步带的驱动电机Ⅲ；所述水平滑轨上设有第二主动带轮及第二从动带轮，所述驱动电机Ⅲ的输出端与第二主动带轮相连，所述第二主动带轮通过水平同步带与第二从动带轮相连；所述水平滑轨连接在垂直滑块上并与垂直滑轨相垂直；
所述机械手包括箱体、夹持爪组及设在箱体内用于驱动夹持爪组的驱动电机Ⅳ；所述箱体通过支板与水平滑块相连，所述支板平行于垂直滑轨；所述夹持爪组包括第一夹持爪、第二夹持爪、第三夹持爪及第四夹持爪，所述第一夹持爪与第二夹持爪对称设在箱体正面，所述第三夹持爪与第四夹持爪对称设在箱体背面；所述第一夹持爪、第二夹持爪、第三夹持爪及第四夹持爪均呈弧形且各自的顶部均设有齿轮头，所述驱动电机Ⅳ的输出端与第一夹持爪的齿轮头相连，所述第一夹持爪与第二夹持爪通过各自的齿轮头啮合传动，所述第一夹持爪与第三夹持爪固定相连，所述第二夹持爪与第四夹持爪固定相连，所述第三夹持爪与第四夹持爪通过各自的齿轮头啮合传动；
各所述餐具放置部上设有定位挡圈，各定位挡圈的中心在以转盘中心为圆心的圆周上周向均匀分布；
该装置还包括输送机构；所述输送机构包括输送带、驱动电机Ⅴ及分别设在输送带两端的主动辊筒和从动辊筒，所述驱动电机Ⅴ的输出端与主动辊筒的筒轴传动连接；所述输送带设在转盘一侧并位于水平滑轨的下方；
所述固定盘上设有一直角角钢，所述垂直滑轨固定在直角角钢的直角上；所述齿轮头一体成型于相应的夹持爪；所述第一夹持爪与第三夹持爪之间通过两根支撑杆Ⅰ相连，所述第二夹持爪与第四夹持爪通过两根支撑杆Ⅱ相连。
2.根据权利要求1所述的自动整理装置，其特征在于：该装置还包括自动控制系统；所述自动控制系统包括处理控制器及用于给各用电部件供电的电源；所述处理控制器的信号输出端分别与驱动电机Ⅰ、驱动电机Ⅱ、驱动电机Ⅲ、驱动电机Ⅳ及驱动电机Ⅴ的信号输入端相连。
3.根据权利要求2所述的自动整理装置，其特征在于：该装置还包括一底座，所述底座上以可拆卸方式安装有用于固定盘轴的轴座、用于固定驱动电机Ⅰ的电机座及用于固定主动辊筒与从动辊筒的支座。
4.根据权利要求1至3任一项所述的自动整理装置，其特征在于：所述主动齿轮与从动齿轮啮合传动，所述主动齿轮的齿数与从动齿轮的齿数之比为1：(4-10)。
5.根据权利要求1至3任一项所述的自动整理装置，其特征在于：所述转盘与盘轴之间设有轴承；所述从动齿轮与转盘通过螺栓连接且同轴设置。

餐具自动整理装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及餐具分拣领域，特别涉及一种餐具自动整理装置。\n背景技术\n[0002] 目前我国的餐具包装生产线中主要包含餐具的清洗、烘干、分拣、组装以及包装等步骤。其中，清洗、烘干已实现自动化，而餐具的分拣、组装工作仍主要靠人工完成，存在工人劳动强度大、生产效率低、餐具易被二次污染等一系列问题，不能很好地满足市场需求。\n[0003] 因此，为解决上述问题，就需要一种餐具自动整理装置，能够按顺序对餐具进行整理，降低工人劳动强度，提高生产效率，防止餐具的二次污染，有助于餐具全自动化生产线的实现。\n发明内容\n[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种餐具自动整理装置，能够按顺序对餐具进行整理，降低工人劳动强度，提高生产效率，防止餐具的二次污染，有助于餐具全自动化生产线的实现。\n[0005] 本发明的餐具自动整理装置，包括旋转机构、垂直移动机构、水平移动机构和机械手；\n[0006] 所述旋转机构包括转盘、垂直穿过转盘中心的盘轴及用于驱动转盘旋转的驱动电机Ⅰ；所述转盘的上表面至少设有三个用于放置待处理餐具的餐具放置部；所述驱动电机Ⅰ的输出端连接有一主动齿轮，所述转盘的底部连接有一从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮传动连接；所述盘轴的顶部连接有一固定盘；\n[0007] 所述垂直移动机构包括垂直滑轨、垂直滑块、用于带动垂直滑块沿垂直滑轨上下移动的垂直同步带及用于驱动垂直同步带的驱动电机Ⅱ；所述垂直滑轨上设有第一主动带轮及第一从动带轮，所述驱动电机Ⅱ的输出端与第一主动带轮相连，所述第一主动带轮通过垂直同步带与第一从动带轮相连；所述驱动电机Ⅱ、垂直滑轨及主动带轮箱Ⅰ均固定在固定盘上；\n[0008] 所述水平移动机构包括水平滑轨、水平滑块、用于带动水平滑块沿水平滑轨左右移动的水平同步带及用于驱动水平同步带的驱动电机Ⅲ；所述水平滑轨上设有第二主动带轮及第二从动带轮，所述驱动电机Ⅲ的输出端与第二主动带轮相连，所述第二主动带轮通过水平同步带与第二从动带轮相连；所述水平滑轨连接在垂直滑块上并与垂直滑轨相垂直；\n[0009] 所述机械手包括箱体、夹持爪组及设在箱体内用于驱动夹持爪组的驱动电机Ⅳ；\n所述箱体通过支板与水平滑块相连，所述支板平行于垂直滑轨；所述夹持爪组包括第一夹持爪、第二夹持爪、第三夹持爪及第四夹持爪，所述第一夹持爪与第二夹持爪对称设在箱体正面，所述第三夹持爪与第四夹持爪对称设在箱体背面；所述第一夹持爪、第二夹持爪、第三夹持爪及第四夹持爪均呈弧形且各自的顶部均设有齿轮头，所述驱动电机Ⅳ的输出端与第一夹持爪的齿轮头相连，所述第一夹持爪与第二夹持爪通过各自的齿轮头啮合传动，所述第一夹持爪与第三夹持爪固定相连，所述第二夹持爪与第四夹持爪固定相连，所述第三夹持爪与第四夹持爪通过各自的齿轮头啮合传动。\n[0010] 进一步，该装置还包括输送机构；所述输送机构包括输送带、驱动电机Ⅴ及分别设在输送带两端的主动辊筒和从动辊筒，所述驱动电机Ⅴ的输出端与主动辊筒的筒轴传动连接；所述输送带设在转盘一侧并位于水平滑轨的下方。\n[0011] 进一步，该装置还包括自动控制系统；所述自动控制系统包括处理控制器及用于给各用电部件供电的电源；所述处理控制器的信号输出端分别与驱动电机Ⅰ、驱动电机Ⅱ、驱动电机Ⅲ、驱动电机Ⅳ及驱动电机Ⅴ的信号输入端相连。\n[0012] 进一步，该装置还包括一底座，所述底座上以可拆卸方式安装有用于固定盘轴的轴座、用于固定驱动电机Ⅰ的电机座及用于固定主动辊筒与从动辊筒的支座。\n[0013] 进一步，各所述餐具放置部上设有定位挡圈，各定位挡圈的中心在以转盘中心为圆心的圆周上周向均匀分布。\n[0014] 进一步，所述主动齿轮与从动齿轮啮合传动，所述主动齿轮的齿数与从动齿轮的齿数之比为1：(4-10)。\n[0015] 进一步，所述转盘与盘轴之间设有轴承；所述从动齿轮与转盘通过螺栓连接且同轴设置。\n[0016] 进一步，所述固定盘上设有一直角角钢，所述垂直滑轨固定在直角角钢的直角上。\n[0017] 进一步，所述齿轮头一体成型于相应的夹持爪。\n[0018] 进一步，所述第一夹持爪与第三夹持爪之间通过两根支撑杆Ⅰ相连，所述第二夹持爪与第四夹持爪通过两根支撑杆Ⅱ相连。\n[0019] 本发明的有益效果：本发明的餐具自动整理装置，转盘按序旋转，机械手通过垂直移动机构及水平移动机构的配合完成对待处理餐具的夹持、提升、下降及松开等动作，对转盘上的待处理餐具按顺序进行整理，从而降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，防止了餐具的二次污染，有助于餐具全自动化生产线的实现。\n附图说明\n[0020] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：\n[0021] 图1为本发明的主视图；\n[0022] 图2为本发明的左视图；\n[0023] 图3为本发明的俯视图；\n[0024] 图4为本发明的机械手的主视图；\n[0025] 图5为本发明的机械手的左视图；\n[0026] 图6为本发明的机械手的左俯视图；\n[0027] 图7为本发明的自动控制系统的原理框图。\n具体实施方式\n[0028] 如图1至图7所示：本实施例的餐具自动整理装置，包括旋转机构、垂直移动机构、水平移动机构和机械手。\n[0029] 所述旋转机构包括转盘1、垂直穿过转盘1中心的盘轴2及用于驱动转盘1旋转的驱动电机Ⅰ3；所述转盘1的上表面至少设有三个用于放置待处理餐具的餐具放置部；所述驱动电机Ⅰ3的输出端连接有一主动齿轮4，所述转盘1的底部连接有一从动齿轮5，所述主动齿轮\n4与从动齿轮5传动连接；所述盘轴2的顶部连接有一固定盘6；转盘1呈圆盘状，盘轴2可为阶梯轴结构，转盘1与盘轴2之间设有轴承，轴承设在阶梯轴的阶梯面上；所述从动齿轮5与转盘1通过螺栓连接且同轴设置，转盘1与从动齿轮5上可各均匀设置四个供螺栓穿过的螺孔；\n盘轴2为固定轴，即转盘1旋转时盘轴2保持静止；驱动电机Ⅰ3设在转盘1下方，主动齿轮4套在驱动电机Ⅰ3的输出端(具体为输出轴)上，主动齿轮4与从动齿轮5通过轮齿啮合传动，所述主动齿轮4的齿数与从动齿轮5的齿数之比可为1：(4-10)，以达到减速增距的效果；当然，在主动齿轮4与从动齿轮5之间还可设置更多的齿轮件；餐具放置部为放置待处理餐具及包装盒的部位，例如可为转盘1上表面向下凹陷形成的凹槽；作为优选，餐具放置部上设有凸起的定位挡圈7，各定位挡圈7的中心在以转盘1中心为圆心的圆周上周向均匀分布，例如当定位挡圈7的数量为5个时，相邻两个定位挡圈7的中心分别与转盘1中心的连线之间的角度为72°，这样在控制设计编程中过程较为简单，转盘1在转动切换工位(即餐具放置部)的过程中不会因为离心力而造成成套餐具失稳以及在成套餐具摆放的过程中避免偏差太大，保证机械手的抓取准确度与抓取效率；定位挡圈7的大小可根据待处理餐具的大小而定；为实现自动化整理，各个餐具放置部可与相应的餐具输送装置配合，即通过餐具输送装置将待处理的餐具自动放入餐具放置部。\n[0030] 所述垂直移动机构包括垂直滑轨8、垂直滑块9、用于带动垂直滑块9沿垂直滑轨8上下移动的垂直同步带10及用于驱动垂直同步带10的驱动电机Ⅱ11；所述垂直滑轨8上设有第一主动带轮12及第一从动带轮13，所述驱动电机Ⅱ11的输出端与第一主动带轮12相连，所述第一主动带轮12通过垂直同步带10与第一从动带轮13相连；所述驱动电机Ⅱ11、垂直滑轨8及主动带轮箱Ⅰ均固定在固定盘6上；垂直滑块9连接在垂直滑轨8上并由垂直同步带10带动运动；第一主动带轮12设在垂直滑轨8底端，第一从动带轮13设在垂直滑轨8顶端，垂直同步带10在第一主动带轮12与第一从动带轮13之间循环运动；第一主动带轮12及第一从动带轮13均可设在相应的带轮箱内；垂直滑轨8垂直于转盘1；为提高整理的简便性及装置的紧凑性，驱动电机Ⅱ11、垂直滑轨8及主动带轮箱Ⅰ均通过螺栓连接在固定盘6上，固定盘6与转盘1相平行，固定盘6的中心与转盘1的中心处于同一直线；固定盘6上设有一直角角钢14，所述垂直滑轨8固定在直角角钢14的直角上，保证垂直滑轨8的垂直度，提高垂直滑块\n9运动的平稳性。\n[0031] 所述水平移动机构包括水平滑轨15、水平滑块16、用于带动水平滑块16沿水平滑轨15左右移动的水平同步带17及用于驱动水平同步带17的驱动电机Ⅲ18；所述水平滑轨15上设有第二主动带轮19及第二从动带轮20，所述驱动电机Ⅲ18的输出端与第二主动带轮19相连，所述第二主动带轮19通过水平同步带17与第二从动带轮20相连；所述水平滑轨15连接在垂直滑块9上并与垂直滑轨8相垂直；水平滑轨15可通过螺栓连接在垂直滑块9上，由垂直滑块9带动而做垂直升降运动；驱动电机Ⅲ18连接在水平滑轨15上；水平滑块16连接在水平滑轨15上并由水平同步带17带动运动；第二主动带轮19、第二从动带轮20依次沿水平滑轨15的长度方向设置，水平同步带17在第二主动带轮19与第二从动带轮20之间循环运动。\n[0032] 所述机械手包括箱体21、夹持爪组及设在箱体21内用于驱动夹持爪组的驱动电机Ⅳ22；所述箱体21通过支板23与水平滑块16相连，所述支板23平行于垂直滑轨8；所述夹持爪组包括第一夹持爪24、第二夹持爪25、第三夹持爪及第四夹持爪，所述第一夹持爪24与第二夹持爪25对称设在箱体21正面，所述第三夹持爪与第四夹持爪对称设在箱体21背面；所述第一夹持爪24、第二夹持爪25、第三夹持爪26及第四夹持爪27均呈弧形且各自的顶部均设有齿轮头28，所述驱动电机Ⅳ22的输出端与第一夹持爪24的齿轮头28相连，所述第一夹持爪24与第二夹持爪25通过各自的齿轮头28啮合传动，所述第一夹持爪24与第三夹持爪26固定相连，所述第二夹持爪25与第四夹持爪27固定相连，所述第三夹持爪26与第四夹持爪\n27通过各自的齿轮头28啮合传动；第一夹持爪24、第二夹持爪25、第三夹持爪26及第四夹持爪27均以单自由度转动连接于箱体21；第一夹持爪24为驱动爪，第一夹持爪24与第二夹持爪25通过齿轮头28啮合传动，同时第一夹持爪24与第三夹持爪26同步运动、第二夹持爪25与第四夹持爪27同步运动；各夹持爪在结构上相同，以保证夹持的稳定，只是第一夹持爪24具有用于与驱动电机Ⅳ22的输出端相连的传动孔；齿轮头28可为七齿结构，两个齿轮头28之间能够通过啮合传动实现夹持爪在一定幅度内的摆动，以实现对待处理餐具及相关包装件的夹持；齿轮头28一体成型于相应的夹持爪，以提高夹持爪的结构强度；夹持爪上还可设置减重孔29，以降低自重；第一夹持爪24与第三夹持爪26之间通过两根支撑杆Ⅰ30相连，所述第二夹持爪25与第四夹持爪27通过两根支撑杆Ⅱ31相连，以保证其运动的配合度；支板\n23的上端与水平滑块16连接、下端与箱体21连接，在水平滑块16与箱体21之间还可设置一垂直螺杆32，提高箱体21的连接稳固度；各夹持爪的内侧设有齿纹，以增大摩擦性能，提高夹持效果。\n[0033] 转盘1按序旋转，机械手通过垂直移动机构及水平移动机构的配合完成对待处理餐具的夹持、提升、下降及松开等动作，对转盘1上的待处理餐具按顺序进行整理，从而降低了工人的劳动强度，提高了生产效率，防止了餐具的二次污染，有助于餐具全自动化生产线的实现。\n[0034] 本实施例中，该装置还包括输送机构；所述输送机构包括输送带33、驱动电机Ⅴ34及分别设在输送带33两端的主动辊筒35和从动辊筒36，所述驱动电机Ⅴ34的输出端与主动辊筒35的筒轴传动连接；所述输送带33设在转盘1一侧并位于水平滑轨15的下方；机械手将转盘1上的餐具及包装件按顺序放至输送带33上，放置完毕后即完成一次整理，由输送带33进行进行输送以进入下一工艺；输送带33设在主动辊筒35与从动辊筒36之间并循环运动；\n驱动电机Ⅴ34与主动辊筒35之间可通过联轴器相连。\n[0035] 本实施例中，该装置还包括自动控制系统；所述自动控制系统包括处理控制器37及用于给各用电部件供电的电源(图中未示出)；所述处理控制器37的信号输出端分别与驱动电机Ⅰ3、驱动电机Ⅱ11、驱动电机Ⅲ18、驱动电机Ⅳ22及驱动电机Ⅴ34的信号输入端相连；处理控制器37可为具有数据处理及信号控制的单片机，能够进行相关的编程，使各电机按序配合启闭，从而实现自动整理；电源可为市电或者蓄电池。\n[0036] 本实施例中，该装置还包括一底座38，所述底座38上以可拆卸方式安装有用于固定盘轴2的轴座39、用于固定驱动电机Ⅰ3的电机座40及用于固定主动辊筒35与从动辊筒36的支座41；底座38使各机构连接成一整体，提高本装置的紧凑性；底座38上设有若干装配孔，各部件可通过螺栓、螺钉等与装配孔适应的连接件进行装配；轴座39可为高脚法兰结构，便于盘轴2的固定；支座41包括两块平行的横板，主动辊筒35与从动辊筒36可分别设在两横板之间。\n[0037] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。