本發(fā)明涉及餐具分揀領域，特別涉及一種餐具自動整理裝置。

背景技術：

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、烘干已實現(xiàn)自動化，而餐具的分揀、組裝工作仍主要靠人工完成，存在工人勞動強度大、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需求。

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

技術實現(xiàn)要素：

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

本發(fā)明的餐具自動整理裝置，包括旋轉機構、垂直移動機構、水平移動機構和機械手；

所述旋轉機構包括轉盤、垂直穿過轉盤中心的盤軸及用于驅(qū)動轉盤旋轉的驅(qū)動電機Ⅰ；所述轉盤的上表面至少設有三個用于放置待處理餐具的餐具放置部；所述驅(qū)動電機Ⅰ的輸出端連接有一主動齒輪，所述轉盤的底部連接有一從動齒輪，所述主動齒輪與從動齒輪傳動連接；所述盤軸的頂部連接有一固定盤；

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

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

所述機械手包括箱體、夾持爪組及設在箱體內(nèi)用于驅(qū)動夾持爪組的驅(qū)動電機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稱設在箱體正面，所述第三夾持爪與第四夾持爪對稱設在箱體背面；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有齒輪頭，所述驅(qū)動電機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，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。

進一步，該裝置還包括輸送機構；所述輸送機構包括輸送帶、驅(qū)動電機Ⅴ及分別設在輸送帶兩端的主動輥筒和從動輥筒，所述驅(qū)動電機Ⅴ的輸出端與主動輥筒的筒軸傳動連接；所述輸送帶設在轉盤一側并位于水平滑軌的下方。

進一步，該裝置還包括自動控制系統(tǒng)；所述自動控制系統(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輸出端分別與驅(qū)動電機Ⅰ、驅(qū)動電機Ⅱ、驅(qū)動電機Ⅲ、驅(qū)動電機Ⅳ及驅(qū)動電機Ⅴ的信號輸入端相連。

進一步，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)動電機Ⅰ的電機座及用于固定主動輥筒與從動輥筒的支座。

進一步，各所述餐具放置部上設有定位擋圈，各定位擋圈的中心在以轉盤中心為圓心的圓周上周向均勻分布。

進一步，所述主動齒輪與從動齒輪嚙合傳動，所述主動齒輪的齒數(shù)與從動齒輪的齒數(shù)之比為1：(4-10)。

進一步，所述轉盤與盤軸之間設有軸承；所述從動齒輪與轉盤通過螺栓連接且同軸設置。

進一步，所述固定盤上設有一直角角鋼，所述垂直滑軌固定在直角角鋼的直角上。

進一步，所述齒輪頭一體成型于相應的夾持爪。

進一步，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)明的餐具自動整理裝置，轉盤按序旋轉，機械手通過垂直移動機構及水平移動機構的配合完成對待處理餐具的夾持、提升、下降及松開等動作，對轉盤上的待處理餐具按順序進行整理，從而降低了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，防止了餐具的二次污染，有助于餐具全自動化生產(chǎn)線的實現(xiàn)。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述：

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)明的機械手的主視圖；

圖5為本發(fā)明的機械手的左視圖；

圖6為本發(fā)明的機械手的左俯視圖；

圖7為本發(fā)明的自動控制系統(tǒng)的原理框圖。

具體實施方式

如圖1至圖7所示：本實施例的餐具自動整理裝置，包括旋轉機構、垂直移動機構、水平移動機構和機械手。

所述旋轉機構包括轉盤1、垂直穿過轉盤1中心的盤軸2及用于驅(qū)動轉盤1旋轉的驅(qū)動電機Ⅰ3；所述轉盤1的上表面至少設有三個用于放置待處理餐具的餐具放置部；所述驅(qū)動電機Ⅰ3的輸出端連接有一主動齒輪4，所述轉盤1的底部連接有一從動齒輪5，所述主動齒輪4與從動齒輪5傳動連接；所述盤軸2的頂部連接有一固定盤6；轉盤1呈圓盤狀，盤軸2可為階梯軸結構，轉盤1與盤軸2之間設有軸承，軸承設在階梯軸的階梯面上；所述從動齒輪5與轉盤1通過螺栓連接且同軸設置，轉盤1與從動齒輪5上可各均勻設置四個供螺栓穿過的螺孔；盤軸2為固定軸，即轉盤1旋轉時盤軸2保持靜止；驅(qū)動電機Ⅰ3設在轉盤1下方，主動齒輪4套在驅(qū)動電機Ⅰ3的輸出端(具體為輸出軸)上，主動齒輪4與從動齒輪5通過輪齒嚙合傳動，所述主動齒輪4的齒數(shù)與從動齒輪5的齒數(shù)之比可為1：(4-10)，以達到減速增距的效果；當然，在主動齒輪4與從動齒輪5之間還可設置更多的齒輪件；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，餐具放置部上設有凸起的定位擋圈7，各定位擋圈7的中心在以轉盤1中心為圓心的圓周上周向均勻分布，例如當定位擋圈7的數(shù)量為5個時，相鄰兩個定位擋圈7的中心分別與轉盤1中心的連線之間的角度為72°，這樣在控制設計編程中過程較為簡單，轉盤1在轉動切換工位(即餐具放置部)的過程中不會因為離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，保證機械手的抓取準確度與抓取效率；定位擋圈7的大小可根據(jù)待處理餐具的大小而定；為實現(xiàn)自動化整理，各個餐具放置部可與相應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放入餐具放置部。

所述垂直移動機構包括垂直滑軌8、垂直滑塊9、用于帶動垂直滑塊9沿垂直滑軌8上下移動的垂直同步帶10及用于驅(qū)動垂直同步帶10的驅(qū)動電機Ⅱ11；所述垂直滑軌8上設有第一主動帶輪12及第一從動帶輪13，所述驅(qū)動電機Ⅱ11的輸出端與第一主動帶輪12相連，所述第一主動帶輪12通過垂直同步帶10與第一從動帶輪13相連；所述驅(qū)動電機Ⅱ11、垂直滑軌8及主動帶輪箱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帶動運動；第一主動帶輪12設在垂直滑軌8底端，第一從動帶輪13設在垂直滑軌8頂端，垂直同步帶10在第一主動帶輪12與第一從動帶輪13之間循環(huán)運動；第一主動帶輪12及第一從動帶輪13均可設在相應的帶輪箱內(nèi)；垂直滑軌8垂直于轉盤1；為提高整理的簡便性及裝置的緊湊性，驅(qū)動電機Ⅱ11、垂直滑軌8及主動帶輪箱Ⅰ均通過螺栓連接在固定盤6上，固定盤6與轉盤1相平行，固定盤6的中心與轉盤1的中心處于同一直線；固定盤6上設有一直角角鋼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運動的平穩(wěn)性。

所述水平移動機構包括水平滑軌15、水平滑塊16、用于帶動水平滑塊16沿水平滑軌15左右移動的水平同步帶17及用于驅(qū)動水平同步帶17的驅(qū)動電機Ⅲ18；所述水平滑軌15上設有第二主動帶輪19及第二從動帶輪20，所述驅(qū)動電機Ⅲ18的輸出端與第二主動帶輪19相連，所述第二主動帶輪19通過水平同步帶17與第二從動帶輪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帶動而做垂直升降運動；驅(qū)動電機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帶動運動；第二主動帶輪19、第二從動帶輪20依次沿水平滑軌15的長度方向設置，水平同步帶17在第二主動帶輪19與第二從動帶輪20之間循環(huán)運動。

所述機械手包括箱體21、夾持爪組及設在箱體21內(nèi)用于驅(qū)動夾持爪組的驅(qū)動電機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對稱設在箱體21正面，所述第三夾持爪與第四夾持爪對稱設在箱體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有齒輪頭28，所述驅(qū)動電機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，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；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均以單自由度轉動連接于箱體21；第一夾持爪24為驅(qū)動爪，第一夾持爪24與第二夾持爪25通過齒輪頭28嚙合傳動，同時第一夾持爪24與第三夾持爪26同步運動、第二夾持爪25與第四夾持爪27同步運動；各夾持爪在結構上相同，以保證夾持的穩(wěn)定，只是第一夾持爪24具有用于與驅(qū)動電機Ⅳ22的輸出端相連的傳動孔；齒輪頭28可為七齒結構，兩個齒輪頭28之間能夠通過嚙合傳動實現(xiàn)夾持爪在一定幅度內(nèi)的擺動，以實現(xiàn)對待處理餐具及相關包裝件的夾持；齒輪頭28一體成型于相應的夾持爪，以提高夾持爪的結構強度；夾持爪上還可設置減重孔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，以保證其運動的配合度；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)側設有齒紋，以增大摩擦性能，提高夾持效果。

轉盤1按序旋轉，機械手通過垂直移動機構及水平移動機構的配合完成對待處理餐具的夾持、提升、下降及松開等動作，對轉盤1上的待處理餐具按順序進行整理，從而降低了工人的勞動強度，提高了生產(chǎn)效率，防止了餐具的二次污染，有助于餐具全自動化生產(chǎn)線的實現(xiàn)。

本實施例中，該裝置還包括輸送機構；所述輸送機構包括輸送帶33、驅(qū)動電機Ⅴ34及分別設在輸送帶33兩端的主動輥筒35和從動輥筒36，所述驅(qū)動電機Ⅴ34的輸出端與主動輥筒35的筒軸傳動連接；所述輸送帶33設在轉盤1一側并位于水平滑軌15的下方；機械手將轉盤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進行進行輸送以進入下一工藝；輸送帶33設在主動輥筒35與從動輥筒36之間并循環(huán)運動；驅(qū)動電機Ⅴ34與主動輥筒35之間可通過聯(lián)軸器相連。

本實施例中，該裝置還包括自動控制系統(tǒng)；所述自動控制系統(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的信號輸出端分別與驅(qū)動電機Ⅰ3、驅(qū)動電機Ⅱ11、驅(qū)動電機Ⅲ18、驅(qū)動電機Ⅳ22及驅(qū)動電機Ⅴ34的信號輸入端相連；處理控制器37可為具有數(shù)據(jù)處理及信號控制的單片機，能夠進行相關的編程，使各電機按序配合啟閉，從而實現(xiàn)自動整理；電源可為市電或者蓄電池。

本實施例中，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)動電機Ⅰ3的電機座40及用于固定主動輥筒35與從動輥筒36的支座41；底座38使各機構連接成一整體，提高本裝置的緊湊性；底座38上設有若干裝配孔，各部件可通過螺栓、螺釘?shù)扰c裝配孔適應的連接件進行裝配；軸座39可為高腳法蘭結構，便于盤軸2的固定；支座41包括兩塊平行的橫板，主動輥筒35與從動輥筒36可分別設在兩橫板之間。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。