一種蛋糕制作機器人的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種蛋糕制作機器人，包括機架、工作臺、X軸運動模塊、Z軸運動模塊、Y軸運動模塊、可動刮板等。機架為正方體結構；兩根Y軸導向光軸分別對稱安裝在機架上側角接塊的圓孔處；X軸運動模塊滑動安裝在Y軸導向光軸上；Y軸運動模塊固定安裝在機架上側；Z軸運動模塊固定安裝在機架后側的第一橫梁和第三橫梁上。本發明具有以下優點：本發明采用穩定的XYZ三軸結構，采用數控編程控制，準確、快速，能實現蛋糕的一次成型，極大地提高了工作效率，降低了工作強度，節約了成本。
【專利說明】
一種蛋糕制作機器人
技術領域
[0001 ]本發明涉及機器人技術領域，特別涉及一種蛋糕制作機器人。
【背景技術】
[0002]目前的蛋糕店制作生日蛋糕時還是采用人工涂抹奶油和人工裱花，蛋糕制作時間長，時間成本消耗過高，難以完成大量的制作任務。同時，由于人工的不確定性，制作過程中一旦出現失誤，便將造成極大的損失。因此急需一種能夠穩定、快速地制作蛋糕的設備。

【發明內容】

[0003]針對上述問題，本發明提供一種蛋糕制作機器人，其通過曲柄和凸輪的力放大作用，使V形接觸銅片與觸點之間的接觸壓力變大，增大了接觸的可靠性，同時氣缸在長時間的通氣過程中不會發熱，相比電磁鐵來說更加安全可靠。
[0004]本發明所使用的技術方案是:一種蛋糕制作機器人，包括機架、工作臺、X軸運動模塊、兩根Y軸導向光軸、擠出器、Z軸運動模塊、Y軸運動模塊、兩個可動刮板和若干個儲料桶，其特征在于:所述的機架為正方體結構，它由八根第一橫梁和四根支柱通過角接塊固定連接在一起，所述的第二橫梁分別固定安裝在機架左、右兩側，所述的第三橫梁固定安裝在機架后側靠下位置處，所述的八個角接塊中在上側的四個角接塊在內側相對開有兩對圓孔；所述的兩根Y軸導向光軸分別對稱安裝在機架上側角接塊的圓孔處;所述的X軸運動模塊水平放置，左、右兩個Y向滑塊分別滑動安裝在Y軸導向光軸上;所述的Y軸運動模塊將第四步進電機靠前側放置，其通過第三電機架和第二軸座固定安裝在機架上側、靠右邊的前、后兩個角接塊上，所述的第三同步帶固定在第一帶固定座上;所述的Z軸運動模塊將第三步進電機朝下豎直放置，通過光軸座、固定座和支撐座的安裝孔固定安裝在機架后側的第一橫梁和第三橫梁上;所述的工作臺的平臺支架后側居中開有一個圓孔，在圓孔左右兩側對稱又開有兩個圓孔，將圓孔分別與絲杠螺母和直線軸承相配合，使工作臺能夠隨第三步進電機轉動而同步移動;所述的兩個可動刮板分別安裝在機架左右兩側的第二橫梁靠內一側;所述的擠出器固定安裝在X軸運動模塊的X向滑塊上;所述的若干個儲料桶彎管部分朝下放置，分別固定安裝在機架左右兩側的第一橫梁和第二橫梁外側；
所述的工作臺包括平臺支架、轉盤、第一電機架、第一步進電機、第一同步帶輪、第一同步帶、第二同步帶輪，所述的轉盤轉動安裝在平臺支架的上側;所述的第二同步帶輪固定安裝在轉盤的轉軸上;所述的第一電機架豎直側朝上放置，固定安裝在平臺支架底側中間位置;所述的第一步進電機豎直向上固定安裝在第一電機架上;所述的第一同步帶輪固定安裝在第一步進電機的電機軸上；
所述的X軸運動模塊包括第二步進電機、兩個Y向滑塊、X向滑塊、兩根X軸導向光軸、第一軸座、第一帶固定座、第一短軸、第四同步帶輪、第二同步帶、第二帶固定座、第三同步帶輪，所述的兩個Y向滑塊內側開有兩對圓形盲孔;所述的兩根X軸導向光軸分別固定安裝在Y向滑塊兩對盲孔之間；所述的X向滑塊通過側面的圓形通孔滑動安裝在X軸導向光軸上;所述的第二步進電機水平放置、電機軸朝后固定安裝在左側Y向滑塊上;所述的第三同步帶輪固定安裝在第二步進電機的電機軸上;所述的第一軸座圓孔向前放置，固定安裝在右側Y向滑塊上;所述的第一短軸水平放置，轉動安裝在第一軸座上;所述的第四同步帶輪固定安裝在第一短軸上;所述的第二帶固定座靠后一側開有方槽，將其方槽朝后放置，固定安裝在X向滑塊后側;所述的第三同步帶輪和第四同步帶輪通過第二同步帶連接;所述的第二帶固定座通過方槽固定連接到第二同步帶上；
所述的Z軸運動模塊包括支撐座、滾珠絲杠、四個光軸座、兩根Z軸導向光軸、絲杠螺母、兩個直線軸承、固定座、聯軸器、第二電機架、第三步進電機，所述的支撐座中間開有一個圓孔;所述的滾珠絲杠豎直放置，靠上側一端轉動安裝在支撐座的圓孔內，靠下一側轉動安裝在固定座的圓孔內；所述的絲杠螺母與滾珠絲杠相配合形成滾珠絲杠副;所述的第三步進電機豎直向上放置，固定安裝在第二電機架上;所述的第三步進電機的電機軸和滾珠絲杠通過聯軸器固定連接在一起;所述的四個光軸座兩兩成對，分別放置在滾珠絲杠兩側;所述的兩根Z軸導向光軸分別豎直安裝在左、右兩側各一對光軸座之間;所述的兩個直線軸承分別滑動安裝在兩根Z軸導向光軸上；
所述的Y軸運動模塊包括第二軸座、第五同步帶輪、第二短軸、第三同步帶、第三電機架、第六同步帶輪、第四步進電機，所述的第四步進電機水平放置、電機軸朝前固定安裝在第三電機架上;所述的第六同步帶輪固定安裝在第四步進電機的電機軸上;所述的第二軸座上開有一個圓孔，將其圓孔朝前放置;所述的第二短軸轉動安裝在第二軸座的圓孔處;所述的第五同步帶輪固定安裝在第二短軸上;所述的第五同步帶輪和第六同步帶輪通過第三同步帶相連接；
所述的可動刮板包括外殼、第五步進電機、撥片，所述的外殼為長方體結構，靠前一側開有方槽;所述的第五步進電機豎直向下放置，固定安裝在外殼的上側;所述的撥片為細長水滴形，寬平面朝前放置，寬度較大一端固定安裝在第五步進電機的電機軸上；
進一步的，所述的平臺支架寬度要小于兩側可動刮板外殼之間的最小距離；
進一步的，所述的擠出器上有三個接口，分別與若干個儲料桶中所需使用的三個儲料桶通過軟管相連接。
[0005]由于本發明采用了上述技術方案，本發明具有以下優點:本發明采用穩定的XYZ三軸結構，采用數控編程控制，準確、快速，能夠實現蛋糕的一次成型，極大地提高了工作效率，降低了工作強度，節約了成本。
【附圖說明】
[0006]圖1、圖2為本發明的整體裝配結構示意圖。
[0007]圖3為本發明機架的整體結構示意圖。
[0008]圖4、圖5為本發明工作臺的頂側、底側結構示意圖。
[0009]圖6為本發明X軸運動模塊的結構示意圖。
[0010]圖7為本發明Z軸運動模塊的結構示意圖。
[0011 ]圖8為本發明Y軸運動模塊的結構示意圖。
[0012]圖9為本發明可動刮板的結構示意圖。
[0013]附圖標號:1-機架;2-工作臺；3-X軸運動模塊;4-Y軸導向光軸;5_擠出器;6_Z軸運動模塊;7-Y軸運動模塊;8-可動刮板;9-儲料桶；101-角接塊；102-第一橫梁；103-第二橫梁；104-第三橫梁；105-支柱；
201-平臺支架；202-轉盤;203-第一電機架；204-第一步進電機；205-第一同步帶輪；206-第一同步帶；207-第二同步帶輪;301-第二步進電機;302-Υ向滑塊;303-Χ向滑塊;304-X軸導向光軸;305-第一軸座;306-第一帶固定座;307-第一短軸；308-第四同步帶輪;309-第二同步帶;310-第二帶固定座;311-第三同步帶輪;601-支撐座;602-滾珠絲杠;603-光軸座;604-Ζ軸導向光軸;605-絲杠螺母;606-直線軸承;607-固定座;608-聯軸器;609-第二電機架;610-第三步進電機;701-第二軸座;702-第五同步帶輪;703-第二短軸;704-第三同步帶；705-第三電機架；706-第六同步帶輪；707-第四步進電機;801-外殼；802-第五步進電機;803-撥片。
[0014]
【具體實施方式】
[0015]下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
[0016]實施例
如圖1至圖9所示，一種蛋糕制作機器人，包括機架1、工作臺2、Χ軸運動模塊3、兩根Y軸導向光軸、擠出器5、Ζ軸運動模塊6、Y軸運動模塊7、兩個可動刮板8和若干個儲料桶9，其特征在于:所述的機架I為正方體結構，它由八根第一橫梁102和四根支柱5通過角接塊101固定連接在一起，所述的第二橫梁103分別固定安裝在機架I左、右兩側，所述的第三橫梁104固定安裝在機架I后側靠下位置處，所述的八個角接塊101中在上側的四個角接塊101在內側相對開有兩對圓孔;所述的兩根Y軸導向光軸4分別對稱安裝在機架I上側角接塊101的圓孔處;所述的X軸運動模塊3水平放置，左、右兩個Y向滑塊302分別滑動安裝在Y軸導向光軸4上;所述的Y軸運動模塊7將第四步進電機707靠前側放置，其通過第三電機架705和第二軸座701固定安裝在機架I上側、靠右邊的前、后兩個角接塊101上，所述的第三同步帶704固定在第一帶固定座306上;所述的Z軸運動模塊6將第三步進電機610朝下豎直放置，通過光軸座603、固定座607和支撐座601的安裝孔固定安裝在機架I后側的第一橫梁102和第三橫梁104上;所述的工作臺2的平臺支架201后側居中開有一個圓孔，在圓孔左右兩側對稱又開有兩個圓孔，將圓孔分別與絲杠螺母605和直線軸承606相配合，使工作臺2能夠隨第三步進電機610轉動而同步移動;所述的兩個可動刮板8分別安裝在機架I左右兩側的第二橫梁103靠內一側;所述的擠出器5固定安裝在X軸運動模塊3的X向滑塊303上;所述的若干個儲料桶9彎管部分朝下放置，分別固定安裝在機架I左右兩側的第一橫梁102和第二橫梁103外側；所述的工作臺2包括平臺支架201、轉盤202、第一電機架203、第一步進電機204、第一同步帶輪205、第一同步帶206、第二同步帶輪207，所述的轉盤202轉動安裝在平臺支架201的上側;所述的第二同步帶輪207固定安裝在轉盤202的轉軸上;所述的第一電機架203豎直側朝上放置，固定安裝在平臺支架201底側中間位置;所述的第一步進電機204豎直向上固定安裝在第一電機架203上;所述的第一同步帶輪205固定安裝在第一步進電機204的電機軸上；
所述的X軸運動模塊3包括第二步進電機301、兩個Y向滑塊302、Χ向滑塊303、兩根X軸導向光軸304、第一軸座305、第一帶固定座306、第一短軸307、第四同步帶輪308、第二同步帶309、第二帶固定座310、第三同步帶輪311，所述的兩個Y向滑塊302內側開有兩對圓形盲孔；所述的兩根X軸導向光軸304分別固定安裝在Y向滑塊302兩對盲孔之間；所述的X向滑塊303通過側面的圓形通孔滑動安裝在X軸導向光軸304上;所述的第二步進電機301水平放置、電機軸朝后固定安裝在左側Y向滑塊302上;所述的第三同步帶輪311固定安裝在第二步進電機301的電機軸上;所述的第一軸座305圓孔向前放置，固定安裝在右側Y向滑塊302上;所述的第一短軸307水平放置，轉動安裝在第一軸座305上;所述的第四同步帶輪308固定安裝在第一短軸307上;所述的第二帶固定座310靠后一側開有方槽，將其方槽朝后放置，固定安裝在X向滑塊303后側;所述的第三同步帶輪311和第四同步帶輪308通過第二同步帶309連接；所述的第二帶固定座310通過方槽固定連接到第二同步帶309上；
所述的Z軸運動模塊6包括支撐座601、滾珠絲杠602、四個光軸座603、兩根Z軸導向光軸604、絲杠螺母605、兩個直線軸承606、固定座607、聯軸器608、第一電機架609、第三步進電機610，所述的支撐座601中間開有一個圓孔;所述的滾珠絲杠602豎直放置，靠上側一端轉動安裝在支撐座601的圓孔內，靠下一側轉動安裝在固定座607的圓孔內；所述的絲杠螺母605與滾珠絲杠602相配合形成滾珠絲杠副;所述的第三步進電機610豎直向上放置，固定安裝在第一電機架609上;所述的第三步進電機610的電機軸和滾珠絲杠602通過聯軸器608固定連接在一起;所述的四個光軸座603兩兩成對，分別放置在滾珠絲杠602兩側;所述的兩根Z軸導向光軸604分別豎直安裝在左、右兩側各一對光軸座603之間；所述的兩個直線軸承606分別滑動安裝在兩根Z軸導向光軸604上；
所述的Y軸運動模塊74包括第二軸座701、第五同步帶輪702、第二短軸703、第三同步帶704、第三電機架1、第六同步帶輪706、第四步進電機707，所述的第四步進電機707水平放置、電機軸朝前固定安裝在第三電機架I上;所述的第六同步帶輪706固定安裝在第四步進電機707的電機軸上;所述的第二軸座701上開有一個圓孔，將其圓孔朝前放置;所述的第二短軸703轉動安裝在第二軸座701的圓孔處;所述的第五同步帶輪702固定安裝在第二短軸703上;所述的第五同步帶輪702和第六同步帶輪706通過第三同步帶704相連接；
所述的可動刮板8包括外殼801、第五步進電機802、撥片803，所述的外殼801為長方體結構，靠前一側開有方槽;所述的第五步進電機802豎直向下放置，固定安裝在外殼801的上側;所述的撥片803為細長水滴形，寬平面朝前放置，寬度較大一端固定安裝在第五步進電機802的電機軸上；
進一步的，所述的平臺支架201寬度要小于兩側可動刮板8外殼801之間的最小距離；進一步的，所述的擠出器5上有三個接口，分別與若干個儲料桶9中所需使用的三個儲料桶9通過軟管相連接。
[0017]
本發明工作原理:本發明在使用時，使用者需要將蛋糕胚放置在轉盤202中央位置，然后開啟電源;第三步進電機610旋轉，帶動工作臺2上升至蛋糕胚上沿接觸到擠出器5噴嘴的位置;第二步進電機301和第四步進電機707同時轉動，X、Y軸聯動使擠出器5在蛋糕胚上側繞圓周運動兩圈，同時擠出奶油;擠出器5停止運動，第三步進電機610反向旋轉，工作臺2下降至蛋糕胚上沿低于可動刮板8的撥片803下沿;第五步進電機802轉動，帶動撥片803從外殼801的槽內轉出至較小一端到達轉盤202中心，此時第一步進電機204開始轉動，帶動轉盤202旋轉；同時，第五步進電機802交替進行正反轉，帶動撥片803往復運動，直到涂抹均勻頂部奶油;然后第五步進電機802轉動，帶動撥片803運動到蛋糕胚側面邊沿后保持靜止;第三步進電機610交替正反轉，帶動工作臺2上下往復運動，直至側面奶油涂抹均勻;第五步進電機802旋轉帶動撥片803旋轉回到外殼801的槽內；第三步進電機610旋轉帶動工作臺2上升到上側奶油表面與擠出器5噴嘴接觸;第二步進電機301和第四步進電機707同時工作，帶動擠出器5進行運動，擠出器5擠出其他種類奶油和材料，根據設計好的圖案，進行裱花;完成裱花工作后，第三步進電機610轉動帶動工作臺2下降至停止位置，取下制作好的蛋糕。
【主權項】
1.一種蛋糕制作機器人，包括機架(I)、工作臺(2)、X軸運動模塊(3)、兩根Y軸導向光軸、擠出器(5 )、Z軸運動模塊(6 )、Y軸運動模塊(7 )、兩個可動刮板(8 )和若干個儲料桶(9 )，其特征在于:所述的機架(I)為正方體結構，它由八根第一橫梁(102)和四根支柱(5)通過角接塊(101)固定連接在一起，所述的第二橫梁(103)分別固定安裝在機架(I)左、右兩側，所述的第三橫梁(104)固定安裝在機架(I)后側靠下位置處，所述的八個角接塊(101)中在上側的四個角接塊(1I)在內側相對開有兩對圓孔;所述的兩根Y軸導向光軸(4 )分別對稱安裝在機架(I)上側角接塊(101)的圓孔處;所述的X軸運動模塊(3)水平放置，左、右兩個Y向滑塊(302)分別滑動安裝在Y軸導向光軸(4)上；所述的Y軸運動模塊(7)將第四步進電機(707)靠前側放置，其通過第三電機架(705)和第二軸座(701)固定安裝在機架(I)上側、靠右邊的前、后兩個角接塊(101)上，所述的第三同步帶(704)固定在第一帶固定座(306)上；所述的Z軸運動模塊(6)將第三步進電機(610)朝下豎直放置，通過光軸座(603)、固定座(607)和支撐座(601)的安裝孔固定安裝在機架(I)后側的第一橫梁(102)和第三橫梁(104)上;所述的工作臺(2)的平臺支架(201)后側居中開有一個圓孔，在圓孔左右兩側對稱又開有兩個圓孔，將圓孔分別與絲杠螺母(605)和直線軸承(606)相配合，使工作臺(2)能夠隨第三步進電機(610)轉動而同步移動;所述的兩個可動刮板(8)分別安裝在機架(I)左右兩側的第二橫梁(103)靠內一側;所述的擠出器(5)固定安裝在X軸運動模塊(3)的X向滑塊(303)上;所述的若干個儲料桶(9)彎管部分朝下放置，分別固定安裝在機架(I)左右兩側的第一橫梁(102)和第二橫梁(103)外側； 所述的工作臺(2)包括平臺支架(201)、轉盤(202)、第一電機架(203)、第一步進電機(204)、第一同步帶輪(205)、第一同步帶(206)、第二同步帶輪(207)，所述的轉盤(202)轉動安裝在平臺支架(201)的上側;所述的第二同步帶輪(207)固定安裝在轉盤(202)的轉軸上；所述的第一電機架(203)豎直側朝上放置，固定安裝在平臺支架(201)底側中間位置;所述的第一步進電機(204)豎直向上固定安裝在第一電機架(203)上；所述的第一同步帶輪(205)固定安裝在第一步進電機(204)的電機軸上； 所述的X軸運動模塊(3)包括第二步進電機(301)、兩個Y向滑塊(302)、X向滑塊(303)、兩根X軸導向光軸(304)、第一軸座(305)、第一帶固定座(306)、第一短軸(307)、第四同步帶輪(308)、第二同步帶(309)、第二帶固定座(310)、第三同步帶輪(311)，所述的兩個Y向滑塊(302)內側開有兩對圓形盲孔;所述的兩根X軸導向光軸(304)分別固定安裝在Y向滑塊(302)兩對盲孔之間；所述的X向滑塊(303)通過側面的圓形通孔滑動安裝在X軸導向光軸(304)上;所述的第二步進電機(301)水平放置、電機軸朝后固定安裝在左側Y向滑塊(302)上;所述的第三同步帶輪(311)固定安裝在第二步進電機(301)的電機軸上;所述的第一軸座(305)圓孔向前放置，固定安裝在右側Y向滑塊(302)上;所述的第一短軸(307)水平放置，轉動安裝在第一軸座(305)上;所述的第四同步帶輪(308)固定安裝在第一短軸(307)上;所述的第二帶固定座(310)靠后一側開有方槽，將其方槽朝后放置，固定安裝在X向滑塊(303)后側;所述的第三同步帶輪(311)和第四同步帶輪(308)通過第二同步帶(309)連接;所述的第二帶固定座(310)通過方槽固定連接到第二同步帶(309)上； 所述的Z軸運動模塊(6)包括支撐座(601)、滾珠絲杠(602)、四個光軸座(603)、兩根Z軸導向光軸(604)、絲杠螺母(605)、兩個直線軸承(606)、固定座(607)、聯軸器(608)、第一電機架(609)、第三步進電機(610)，所述的支撐座(601)中間開有一個圓孔;所述的滾珠絲杠(602)豎直放置，靠上側一端轉動安裝在支撐座(601)的圓孔內，靠下一側轉動安裝在固定座(607)的圓孔內；所述的絲杠螺母(605)與滾珠絲杠(602)相配合形成滾珠絲杠副;所述的第三步進電機(610)豎直向上放置，固定安裝在第一電機架(609)上;所述的第三步進電機(610)的電機軸和滾珠絲杠(602)通過聯軸器(608)固定連接在一起；所述的四個光軸座(603)兩兩成對，分別放置在滾珠絲杠(602)兩側;所述的兩根Z軸導向光軸(604)分別豎直安裝在左、右兩側各一對光軸座(603)之間；所述的兩個直線軸承(606)分別滑動安裝在兩根Z軸導向光軸(604)上； 所述的Y軸運動模塊(74)包括第二軸座(701)、第五同步帶輪(702)、第二短軸(703)、第三同步帶(704)、第三電機架(I)、第六同步帶輪(706)、第四步進電機(707)，所述的第四步進電機(707)水平放置、電機軸朝前固定安裝在第三電機架(I)上；所述的第六同步帶輪(706)固定安裝在第四步進電機(707)的電機軸上;所述的第二軸座(701)上開有一個圓孔，將其圓孔朝前放置;所述的第二短軸(703)轉動安裝在第二軸座(701)的圓孔處;所述的第五同步帶輪(702)固定安裝在第二短軸(703)上;所述的第五同步帶輪(702)和第六同步帶輪(706)通過第三同步帶(704)相連接； 所述的可動刮板(8)包括外殼(801)、第五步進電機(802)、撥片(803)，所述的外殼(801)為長方體結構，靠前一側開有方槽;所述的第五步進電機(802)豎直向下放置，固定安裝在外殼(801)的上側;所述的撥片(803)為細長水滴形，寬平面朝前放置，寬度較大一端固定安裝在第五步進電機(802)的電機軸上。2.如權利要求1所述的一種蛋糕制作機器人，其特征為:所述的平臺支架(201)寬度要小于兩側可動刮板(8)外殼(801)之間的最小距離。3.如權利要求1所述的一種蛋糕制作機器人，其特征為:所述的擠出器(5)上有三個接口，分別與若干個儲料桶(9)中所需使用的三個儲料桶(9)通過軟管相連接。
【文檔編號】A21C15/00GK106035436SQ201610611356
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月30日
【發明人】暴偉杰, 徐金鵬, 龐海濤
【申請人】張學衡