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        米/面一體無人售賣機的設(shè)計與實現(xiàn)

        2018-09-10 02:09:39朱月松沙杰簡洋洋司文斌
        河南科技 2018年22期

        朱月松 沙杰 簡洋洋 司文斌

        摘 要:為解決快餐行業(yè)人員密集、勞動強度大和食品安全衛(wèi)生及中餐食品的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等問題,本文提出了一種米/面一體無人售賣機。米/面一體無人售賣機的結(jié)構(gòu)主要由餐盒落位裝置、米/面盛裝裝置、菜品加注裝置、餐盒封裝裝置和輸送裝置等部分組成,可實現(xiàn)米/面的定量分配、菜品的定量加注、餐盒的封裝等功能。該設(shè)備設(shè)計采用SolidWorks三維建模、仿真模擬及虛擬樣機等技術(shù),實現(xiàn)了預(yù)期功能。

        關(guān)鍵詞:米/面一體無人售賣機;定量分配;自動加注;餐盒封裝

        中圖分類號:TH692.62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-5168(2018)22-0072-03

        Design and Implementation of a Rice/Noodles Integrated

        Unmannedvending Machine

        ZHU Yuesong SHA Jie JIAN Yangyang SI Wenbin

        (College of Mechanical and Electrical Engineering, Henan University of Technology ,Zhengzhou Henan 450000)

        Abstract: In order to solve the problems of dense personnel in the fast food industry, high labor intensity, food safety and hygiene, and standardized production of Chinese food, a rice/noodles integrated unmanned vending machine was proposed. The structure of the rice/noodles integrated unmanned vending machine is mainly composed of a meal box setting device, a rice/noodles dressing device, a dish filling device, a lunch box packaging device, a conveying device and the like, and can realize the quantitative distribution of rice/noodles and dishes. Quantitative filling, lunch box packaging and other functions. The equipment design uses SolidWorks 3D modeling, simulation and virtual prototype to achieve the expected functions.

        Keywords: rice/noodles integrated unmanned vending machine;quantitative distribution;automatic raise;lunch box packaging

        隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自動化控制技術(shù)的快速發(fā)展,無人化智能售賣設(shè)備逐漸被人們所接受。目前,市場上還沒有以米/面為主食的快餐自動化售賣設(shè)備。據(jù)此,課題組研發(fā)了米/面一體無人售賣機,該設(shè)備為無人化智能售賣終端,以互聯(lián)網(wǎng)為平臺,采用線上線下售賣的方式,滿足消費者多樣化的就餐需求。

        1 米/面一體無人售賣機的功能規(guī)劃及工藝參數(shù)

        米/面一體無人售賣機采用中央廚房統(tǒng)一配送米/面、菜品、餐盒的方式,保證了食品的一致性,實現(xiàn)中餐的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。食品采用鮮食現(xiàn)配,按照現(xiàn)場和網(wǎng)絡(luò)售賣的方式,實現(xiàn)食品的快售與保鮮。米/面一體無人售賣機具有以下功能[1]:①米/面的定量分配盛??;②餐盒的自動封裝;③菜品的多樣選擇和自動加注;④米/面和菜品的保溫。

        主要工藝參數(shù):①單份米240g±10g,單份面220g±10g;②單份菜品120g±10g,菜品種類4種;③100份餐品/每次加注,105套餐具/每次存放;④米/面、菜品保溫40~50℃;⑤餐品制作時間45s/份[2]。

        2 主要結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方案

        米/面一體無人售賣機主要由餐盒落位裝置、米/面盛裝裝置、菜品加注裝置、餐盒封裝裝置、出餐裝置和輸送系統(tǒng)等組成。采用SolidWorks三維軟件進(jìn)行設(shè)備的設(shè)計及優(yōu)化[3]。

        2.1 餐盒落位裝置

        餐盒落位是售飯動作的開始。該裝置上均勻布置3個落碗凸輪,落碗電機通過同步帶驅(qū)動落碗凸輪,當(dāng)落碗電機轉(zhuǎn)動,三個落碗凸輪同步轉(zhuǎn)動,由落碗凸輪槽撥動餐碗凸沿,使得最下端的餐碗具有向下移動的推力,實現(xiàn)碗的分離。落碗電機每轉(zhuǎn)動一次,碗堆就自動向下分離出一個碗,落入輸送系統(tǒng)指定的位置(落碗位)。接近開關(guān)設(shè)置為近點信號開關(guān),用于落碗電機原點的回歸。此外,裝置上還裝有光電傳感器,以檢測碗是否落到位,出現(xiàn)故障時,能及時報警[4]。餐盒落位裝置結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

        2.2 米/面盛裝裝置

        該裝置可進(jìn)行米/面的定量分配、盛裝。該裝置上有定量分配機構(gòu)(定量筒的尺寸型號,可根據(jù)不同地區(qū)人們的飲食習(xí)慣進(jìn)行調(diào)整設(shè)計),保證每份米/面的一致性。接收到米/面分裝信號,減速電機轉(zhuǎn)動,驅(qū)動短攪拌葉片、長攪拌葉片旋轉(zhuǎn),桶中的米/面被刮入定量筒中;一定時間后,定量分配進(jìn)口裝置閉合,定量分配出口裝置打開,米/面自動盛裝到定量筒下方的餐碗中;盛裝完畢,機構(gòu)復(fù)位[5]。米/面盛裝結(jié)構(gòu)簡圖如圖2所示。

        2.3 菜品加注裝置

        該裝置進(jìn)行菜品的自動加注[6]。為了滿足消費者的口味追求,該裝置有多種菜品,根據(jù)消費者選定的菜品,餐碗輸送到相應(yīng)的菜品加注位,氣動球閥打開,進(jìn)行菜品加注,通過時間控制菜品加注量??紤]到加注的滴漏問題,該裝置還配有漏液回收機構(gòu),進(jìn)行滴漏液的收集。在出料口的下方開孔,滴漏液順著孔口流入回收裝中。菜品加注裝置的結(jié)構(gòu)簡圖如圖3所示。

        2.4 餐盒封裝裝置

        該裝置進(jìn)行餐盒的最后封裝,執(zhí)行落蓋及壓蓋動作。該裝置從蓋堆上自動分離出一個蓋(機構(gòu)與控制同落餐碗),落到餐碗的上方;輸送到壓蓋位,氣缸帶動壓盤向下運動,把蓋緊扣在餐碗上。

        2.5 輸送裝置

        落碗位、米/面盛裝位、菜品加注位、落蓋位、壓蓋位和出餐位沿圓周分布在輸送裝置上,優(yōu)化了整機的結(jié)構(gòu)空間,步進(jìn)電機帶動轉(zhuǎn)盤、餐碗依次實現(xiàn)各個工位的轉(zhuǎn)換;該裝置上有定位裝置,能實時監(jiān)測轉(zhuǎn)盤的運動狀況,保證運動的精確性,出現(xiàn)故障時報警[7]。輸送裝置結(jié)構(gòu)簡圖如圖4所示。

        3 工作流程

        工作人員把米/面、菜品、餐盒等放入相應(yīng)的位置,完成售賣的準(zhǔn)備工作。消費者可以通過觸摸屏現(xiàn)場點餐;也可以通過手機APP網(wǎng)上購買餐品,然后現(xiàn)場在觸摸屏進(jìn)行取餐確認(rèn)[8]。人機交互完成后,售飯動作開始,餐盒落位裝置從碗堆上面分離一個碗落到轉(zhuǎn)盤底座上面,光電傳感器檢測到落碗信號,落碗完成,否則報警;轉(zhuǎn)盤帶動碗轉(zhuǎn)動到出米/面位;減速電機帶動米/面桶內(nèi)長、短攪拌葉片旋轉(zhuǎn),米/面落入定量裝置中,切米/面氣缸執(zhí)行動作,米/面被定量分配,落入碗中;根據(jù)消費者選定的餐品,餐碗到達(dá)相應(yīng)的菜品位,氣動球閥開啟,進(jìn)行菜品的加注。為了滿足不同口味的消費者,米/面一體無人售賣機還配有調(diào)味品加注裝置,通過轉(zhuǎn)盤輸送到調(diào)味品位進(jìn)行加注;考慮到菜品的滴漏問題,還設(shè)計有滴漏回收裝置(整個加注過程沿圓周分布,氣動球閥出口的下方開有孔,滴漏液經(jīng)過回收裝裝置流入廢液回收桶中)。菜品及調(diào)味品加注完成后,轉(zhuǎn)盤帶動碗到達(dá)落蓋位;落蓋完成之后,轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)到壓蓋位,壓蓋采用氣動壓緊的方式;壓蓋完成之后,轉(zhuǎn)盤帶動已經(jīng)做好的餐品到達(dá)出餐位,出口門打開,推碗氣缸把碗推出去,出口門復(fù)位;消費者取餐,售賣完成[9]。米、面一體機售賣流程如圖5所示。

        4 結(jié)語

        通過對米/面一體無人售賣機虛擬樣機進(jìn)行仿真模擬,驗證了設(shè)備的科學(xué)性與合理性,實現(xiàn)了預(yù)期功能。該設(shè)備以互聯(lián)網(wǎng)為平臺,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、物流配送、線上線下銷售模式,無人化自動運行,降低了人員勞動強度,解決了食品安全衛(wèi)生問題,實現(xiàn)了中餐的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。

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