廖定鈞 盧榮偉 陸慶恩

摘要：本文設(shè)計(jì)一款新型智能冰激凌機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)冰激凌從生產(chǎn)制作到銷售全過程的自動(dòng)化，擺脫人工操作，做到更加智能自動(dòng)化。智能冰激凌機(jī)采用了孔傳輸帶和活塞擠壓的方式進(jìn)行生產(chǎn)和制作，在制作完成之后由機(jī)械臂抓取送至消費(fèi)者手中。并能為消費(fèi)者提供八種口味的個(gè)性化選擇。本設(shè)計(jì)以機(jī)電結(jié)合和互聯(lián)網(wǎng)為基本結(jié)合點(diǎn)給消費(fèi)者提供更加智能、快捷的產(chǎn)品體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：冰激凌機(jī);智能化;自動(dòng)化

1.引言

新零售新機(jī)遇地?cái)偨?jīng)濟(jì)新創(chuàng)業(yè)方向冰激凌自動(dòng)售貨機(jī)，新零售已經(jīng)成為了未來不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，自動(dòng)售貨機(jī)模式已是必然，更是未來的趨勢[1]。本文介紹一款冰激凌機(jī)，主要由原料箱、輸送管、微型電動(dòng)閥、擠壓輔助推柱、液位傳感器及出料筒構(gòu)成。

2.整體結(jié)構(gòu)

新型智能冰激凌機(jī)（如圖1所示）主要由以下幾個(gè)結(jié)構(gòu)組成：出料裝置（出料筒）、傳輸裝置、冷藏裝置、抓取裝置。

2.1出料制作裝置

此款冰激凌出料裝置主要由原料箱、輸送管、微型電動(dòng)閥、擠壓輔助推柱、液位傳感器及出料筒構(gòu)成。當(dāng)出料筒內(nèi)冰激凌液位不足且到達(dá)指定設(shè)置量，液位傳感器檢測并將感知到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳至電動(dòng)執(zhí)行器，通過執(zhí)行器控制微型電動(dòng)閥開關(guān)，結(jié)合輸送管從原料箱輸送原料至出料筒，實(shí)現(xiàn)對(duì)冰激凌原料進(jìn)行設(shè)定原料補(bǔ)給。出料筒上擠壓驅(qū)動(dòng)部通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)推柱，并通過設(shè)置出料筒內(nèi)彈性件對(duì)活塞進(jìn)行反推，當(dāng)需要出料時(shí)旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)推柱而對(duì)活塞漸漸推壓，活塞在彈性件的驅(qū)使下于出料口運(yùn)動(dòng)，當(dāng)消費(fèi)者于選擇面板上選擇某一口味時(shí)，通過無線接收器及操作系統(tǒng)對(duì)指定出料筒選擇旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)口味選擇[2]。

2.2傳輸裝置

傳輸裝置（如圖2所示）主要采用帶式輸送結(jié)構(gòu)，其中對(duì)牽引件運(yùn)輸帶進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，利用牽引件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)輸送成品，帶中設(shè)計(jì)多個(gè)孔位用于放置并穩(wěn)固冰激凌蛋筒。為保證出料成品美觀，運(yùn)輸裝置內(nèi)部設(shè)有適型升降承載平臺(tái)，其作用是當(dāng)冰激凌蛋筒運(yùn)輸至出料筒下方時(shí)，升降臺(tái)驅(qū)動(dòng)頂升冰激淋蛋筒底部使其脫離運(yùn)輸帶的承載面，其作用是輔助冰激淋成品帶離承載臺(tái)后使抓取裝置上的抓取爪接取冰激凌成品轉(zhuǎn)至領(lǐng)取臺(tái)上[3]。

2.3抓取裝置

抓取裝置用于抓取冰激凌蛋筒皮及制作完成的冰激凌的過程，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3所示。

抓取裝置（如圖3所示）用于抓取冰激凌蛋筒皮及制作完成的冰激凌，其主要由3個(gè)電機(jī)進(jìn)行控制，電機(jī)1利用螺桿控制機(jī)械爪的升降，電機(jī)2控制機(jī)械爪轉(zhuǎn)向，電機(jī)3控制機(jī)械爪開合。本產(chǎn)品共有兩個(gè)上圖所示的抓取裝置，一個(gè)用于從冰激凌蛋筒皮架上抓取冰激凌蛋筒皮放置在傳送帶上，一個(gè)用于將制作好的冰激凌從傳送帶上取出并放置在售賣窗口[4]。

2.4自動(dòng)售賣模塊

通過本產(chǎn)品，用戶可以方便快捷的獲得冰激凌。用戶可以直接使用線下的新型冰激凌機(jī)，除了可挑選我們所推薦的冰激凌，還可以根據(jù)自己的個(gè)人喜好自主搭配冰激凌口味，還可以實(shí)時(shí)的觀察到冰激凌原料的存儲(chǔ)量，以便搭配合適的冰激凌口味。除此之外還可以使用線上APP進(jìn)行預(yù)約，只需在線上完成選擇并下單，機(jī)器就會(huì)根據(jù)訂單進(jìn)行預(yù)設(shè)，屆時(shí)無需另外操作，線下掃碼即可獲取冰激凌[5]。

3.結(jié)束語

新型智能冰激凌機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)冰激凌從生產(chǎn)制作到銷售全過程的自動(dòng)化，脫離人工操作，降低勞動(dòng)力，做到更加智能自動(dòng)化。這款智能冰激凌機(jī)采用了孔傳輸帶和活塞擠壓的方式來進(jìn)行生產(chǎn)和制作，并且等制作完成之后由機(jī)械臂抓取送至消費(fèi)者手中。為了可以給消費(fèi)者提供更多的個(gè)性化選擇，我們有八種口味可供選擇，消費(fèi)者只需掃其相對(duì)應(yīng)的二維碼即可。適應(yīng)當(dāng)代的發(fā)展需求，我們的產(chǎn)品以機(jī)電結(jié)合與互聯(lián)網(wǎng)為基本結(jié)合點(diǎn)給消費(fèi)者提供更加智能、快捷的產(chǎn)品體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王慧慧.桌上型立式冰激凌機(jī)展示柜的開放研究[D].中國石油大學(xué)（華東），2015.10：35-36.

[2]王德勝.冰激凌機(jī)功能分析[J].大科技，2019，?（44）：208.

[3]鄧承武?張振華.?王向杰.?基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的新型智能冰激凌機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].?湖北理工學(xué)院學(xué)報(bào)，?2017，?第33卷（5）：5-7，11.

[4]呂淑平?于巖.基于單片機(jī)的電容式液位傳感器參數(shù)測量[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2019，?第36卷（10）：46-48，53.

[5]劉帥領(lǐng)?馬國遠(yuǎn).張海云等.空氣制冷技術(shù)原理及發(fā)展現(xiàn)狀[J].制冷與空調(diào)，2021，?第35卷（3）：444-450.

本文系2021廣西大學(xué)生創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目“新型智能冰激凌機(jī)”（S202110595330X）的階段性研究成果。

作者簡介：廖定鈞（2001.01-），男，漢族，江西瑞金人，本科，學(xué)生。研究方向：機(jī)械電子方向

通訊作者：盧榮偉（1989.11-），男，漢族，廣西桂林人，碩士，講師。研究方向：數(shù)理統(tǒng)計(jì)