基于3d打印成型的自助蛋糕自動售賣的制造方法
【專利摘要】本發明公開一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，包括柜體（1）及設在柜體（1）上的取物平臺（2）；所述柜體（1）上設有操作面板（13）；所述柜體（1）內設有蛋糕陳列架、蛋糕裝飾層打印裝置、打印供料裝置、用于蛋糕的轉移及定位的蛋糕轉移定位機構和控制器；所述打印供料裝置與蛋糕裝飾層打印裝置連接；操作面板（13）、蛋糕轉移定位機構、蛋糕裝飾層打印裝置均與控制器電連接；所述的蛋糕裝飾層打印裝置由設在所述柜體（1）頂部的至少一臺3D打印機（5）構成；本發明能夠實現蛋糕的自動定制及售賣。
【專利說明】基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機。
【背景技術】
[0003]蛋糕是人們尤其是年輕人喜愛的常見食品，往往出現在生日聚會、親友聚餐中；目前市場上的蛋糕品種繁多，但蛋糕的精美、復雜程度取決于制作者的水平，且奶油和/或巧克力裝飾層的圖樣形狀等無法實現快捷的自動定制；如能開發出可根據人們個人喜好實現蛋糕裝飾層的快捷自動定制及售賣的蛋糕自動售賣機，必定會受到年輕消費者的青睞，同時也給人們定制蛋糕提供了便利。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，克服以上現有技術的缺點:提供一種能夠實現蛋糕的自動定制及售賣的基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機。
[0005]本發明的技術解決方案如下:一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，包括柜體及設在柜體上的取物平臺；所述柜體的正面設有操作面板；所述柜體內設有蛋糕陳列架、蛋糕裝飾層打印裝置、用于給所述蛋糕裝飾層打印裝置提供打印材料的打印供料裝置、用于蛋糕的轉移及定位的蛋糕轉移定位機構和控制器；所述打印供料裝置與蛋糕裝飾層打印裝置連接；操作面板、蛋糕轉移定位機構、蛋糕裝飾層打印裝置均與控制器電連接。
[0006]所述柜體內還設有用于在蛋糕上添加水果的水果投放裝置、用于在蛋糕上撒粉料的撒粉裝置；所述水果投放裝置、撒粉裝置均與控制器電連接。
[0007]所述的蛋糕裝飾層打印裝置由設在所述柜體頂部的至少一臺3D打印機構成。
[0008]所述的打印供料裝置由設于所述3D打印機上方用于為打印噴頭提供打印材料的若干個料斗組成。
[0009]所述的水果投放裝置由設在所述柜體橫杠上的直線滑臺及至少一個固定在所述直線滑臺的滑塊上的水果釋放器組成。
[0010]所述的水果釋放器由橫筒、與所述橫筒連通的篩選管、旋轉套筒及驅動旋轉套筒的第二步進電機組成；所述旋轉套筒的一端與所述第二步進電機的轉軸連接，另一端與所述橫筒相套合；所述橫筒的一部分同第二步進電機一起橫向固定在直線滑臺的滑塊上，另一部分側向伸出于直線滑臺懸空橫置且在該部分朝下的筒壁上設有水果釋放口 ；所述篩選管為固定在所述橫筒上側壁且開口朝上的支管；所述旋轉套筒側壁上設有可在旋轉時分別在不同時刻與水果釋放口、篩選管相貫通的開口。
[0011]作為優選，所述直線滑臺為同步帶型直線滑臺。
[0012]所述的撒粉裝置由若干個粉末料斗、設置在粉末料斗底部出口處的輥子以及驅動所述輥子的電機組成；所述輥子的外壁上設有若干盲孔或在外壁上沿著軸向設有開槽。
[0013]所述的蛋糕轉移定位機構由X軸直線滑臺、Y軸直線滑臺、Z軸直線滑臺組成的三軸定位機構以及設在三軸定位機構上的叉子組成。
[0014]所述X軸直線滑臺、Y軸直線滑臺、Z軸直線滑臺的導軌兩兩互相垂直；所述Z軸直線滑臺的導軌固定在所述X軸直線滑臺的滑塊上；所述Y軸直線滑臺的導軌固定在所述Z軸直線滑臺的滑塊上；所述叉子固定在所述Y軸直線滑臺的滑塊上。
[0015]所述的蛋糕陳列架為水平固定在所述柜體內壁的若干塊成排的陳列板。
[0016]所述3D打印機為食物3D打印機。
[0017]所述3D打印機的Z軸升降機構上設有蛋糕打印托板。
[0018]所述蛋糕打印托板、陳列板以及取物平臺上均設有與所述叉子形狀相配的用于叉子脫離蛋糕的開槽。
[0019]作為優化，所述柜體正面位于取物平臺一旁設有儲物格。
[0020]所述的打印材料為奶油、巧克力、果醬中的一種或幾種。
[0021]作為優化，所述柜體內設有用于放置控制器的電器柜；所述柜體正面設有與所述控制器電連接的傳統的支付系統。
[0022]本發明的有益效果是:本發明融入了 3D食品打印技術，將巧克力和/或奶油在蛋糕坯上堆疊成特定的形狀來實現蛋糕的自動定制及售賣。采用本發明合理巧妙的結構后可以將“定制”這一概念落實到蛋糕的制作中去，且實現自動售賣，必定會受到年輕消費者的青睞，適合推廣使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的正面結構示意圖。
[0024]圖2為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的背面內部結構正視示意圖。
[0025]圖3為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的背面內部含蛋糕坯的結構立體示意圖。
[0026]圖4為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的背面內部結構立體示意圖。
[0027]圖5為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的水果投放裝置示意圖。
[0028]圖6為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的水果釋放器剖視示意圖。
[0029]圖7-8為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的水果釋放器原理示意圖。
[0030]圖9為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的實施例中蛋糕打印示意圖。
[0031]圖10為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的實施例中投放水果示意圖。
[0032]圖11為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的實施例中撒粉示意圖。
[0033]圖12為本發明基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機的撒粉裝置結構示意圖。
[0034]圖中:1、柜體；2、取物平臺；3、水果投放裝置；3.1、直線滑臺；3.2、水果釋放器；
3.3、橫筒;3.4、篩選管;3.5、旋轉套筒;3.6、第二步進電機;3.7、水果釋放口 ；4、撒粉裝置；4.1、粉末料斗；4.2、輥子；5、3D打印機；5.1、蛋糕打印托板；6、料斗；7、陳列板；8、X軸直線滑臺；9、Y軸直線滑臺；10、Ζ軸直線滑臺；11、叉子；12、電器柜；13、操作面板。
【具體實施方式】
[0035]下面用具體實施例對本發明做進一步詳細說明，但本發明不僅局限于以下具體實施例。
實施例
[0036]結合圖1-11所示，一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，包括柜體I及設在柜體I上的取物平臺2 ;所述柜體I的正面設有操作面板13 ;所述柜體I內設有蛋糕陳列架、蛋糕裝飾層打印裝置、用于給所述蛋糕裝飾層打印裝置提供打印材料的打印供料裝置、用于蛋糕的轉移及定位的蛋糕轉移定位機構和控制器；所述打印供料裝置與蛋糕裝飾層打印裝置連接；操作面板13、蛋糕轉移定位機構、蛋糕裝飾層打印裝置均與控制器電連接。
[0037]所述柜體I內還設有用于在蛋糕上添加水果的水果投放裝置3、用于在蛋糕上撒粉料的撒粉裝置4 ;所述水果投放裝置3、撒粉裝置4均與控制器電連接。
[0038]如圖9所示，所述的蛋糕裝飾層打印裝置由設在所述柜體I頂部的兩臺3D打印機5構成。
[0039]本實施例所述的打印供料裝置由設于所述3D打印機5上方用于為打印噴頭提供打印材料的三個料斗6組成。三個料斗6里可分別裝不同顏色的奶油或巧克力作為打印原料，用于在蛋糕坯上打印由奶油或巧克力組成的圖案或模型等。
[0040]如圖4所示，所述的蛋糕陳列架為水平固定在所述柜體I內壁的矩陣排列的陳列板7。本實施例中設有五行三列陳列板7，同一列可用于陳列同一規格大小的蛋糕坯即蛋糕半成品模，蛋糕坯底部具有方形紙盤。
[0041]如圖5所示，所述的水果投放裝置3由設在所述柜體I橫杠上的直線滑臺3.1及兩個固定在所述直線滑臺3.1的滑塊上的水果釋放器3.2組成。
[0042]如圖6所示，所述的水果釋放器3.2由橫筒3.3、與所述橫筒3.3連通的篩選管3.4、旋轉套筒3.5及驅動旋轉套筒3.5的第二步進電機3.6組成；所述旋轉套筒3.5的一端與所述第二步進電機3.6的轉軸連接，另一端與所述橫筒3.3相套合；所述橫筒3.3的一部分同第二步進電機3.6—起橫向固定在直線滑臺3.1的滑塊上，另一部分側向伸出于直線滑臺3.1懸空橫置且在該部分朝下的筒壁上設有水果釋放口 3.7 ;所述篩選管3.4為固定在所述橫筒3.3上側壁且開口朝上的支管；所述旋轉套筒3.5側壁上設有可在旋轉時分別在不同時刻與水果釋放口 3.7、篩選管3.4相貫通的開口。如圖7-8所示，采用上述結構的水果釋放器3.2后，通過第二步進電機3.6驅動旋轉套筒3.5每轉一周，可將篩選管3.4中的水果釋放一個至蛋糕表面，同時通過控制直線滑臺3.1的驅動電機可控制其滑塊往復運動，從而帶動水果釋放器3.2來回移動來分散投至蛋糕上的水果。所述篩選管3.4中的水果需要經過篩選來均衡果肉大小，方便水果順利通過篩選管3.4及水果釋放口 3.7，為了增加水果的存放數量，可將篩選管3.4通過導管引至水果儲備容器。
[0043]所述直線滑臺3.1為同步帶型直線滑臺。
[0044]如圖12所示，所述的撒粉裝置4由若干個粉末料斗4.1、設置在粉末料斗4.1底部出口處的輥子4.2以及驅動所述輥子4.2的電機組成；所述輥子4.2的外壁上設有若干盲孔或在外壁上沿著軸向設有開槽。其中分布有盲孔的輥子4.2旋轉時會把粉末料斗4.1中的粉末帶出，沿著軸向設有開槽的輥子4.2，會將粉末料斗4.1中如花生等顆粒帶出；從而實現不同粒度的粉末在蛋糕上的噴灑。
[0045]所述的蛋糕轉移定位機構由X軸直線滑臺8、Y軸直線滑臺9、Z軸直線滑臺10組成的三軸定位機構以及設在三軸定位機構上的叉子11組成。
[0046]所述X軸直線滑臺8、Y軸直線滑臺9、Z軸直線滑臺10的導軌兩兩互相垂直；所述Z軸直線滑臺10的導軌固定在所述X軸直線滑臺8的滑塊上；所述Y軸直線滑臺9的導軌固定在所述Z軸直線滑臺10的滑塊上；所述叉子11固定在所述Y軸直線滑臺9的滑塊上。本發明中所述的直線滑臺均包括驅動其滑塊運動的驅動步進電機。
[0047]所述3D打印機5為食物3D打印機，可通過市售獲得。
[0048]所述3D打印機5的Z軸升降機構上設有蛋糕打印托板5.1。
[0049]所述蛋糕打印托板5.1、陳列板7以及取物平臺2上均設有與所述叉子11形狀相配的用于叉子11脫離蛋糕的開槽。
[0050]所述柜體I正面位于取物平臺2 —旁設有儲物格。
[0051]所述柜體I內設有用于放置控制器的電器柜12，所述柜體I正面還設有與所述控制器電連接的現有的支付系統；所述電器柜12用于集中安排線路。
[0052]采用本發明的結構，可通過PLC控制器控制X軸直線滑臺8、Y軸直線滑臺9、Z軸直線滑臺10的驅動步進電機來定位叉子11至陳列板7上的蛋糕坯紙盤下，然后控制Z軸直線滑臺10的滑塊上升使叉子11托起蛋糕坯，再控制Y軸直線滑臺9的滑塊使叉子11將蛋糕坯從蛋糕陳列架中取出，轉移至3D打印機5中打印，如圖9所示。由于所述蛋糕打印托板5.1、陳列板7以及取物平臺2上均設有與所述叉子11形狀相配的開槽，可使叉子11方便獲取蛋糕時嵌入及放置蛋糕后脫離；如圖10所示，上步打印好后通過蛋糕轉移定位機構將蛋糕半成品轉移至水果投放裝置3下方，通過控制直線滑臺3.1的驅動電機以及第二步進電機3.6可帶動水果投放裝置3的水果釋放器3.2來回移動并投放相應數量的水果至蛋糕上；然后轉移至撒粉裝置4下方噴灑所選的粉料或粒料如花生米等，如圖11所示。最后根據設定可轉運至陳列板7或取物平臺2上，具體根據顧客在操作面板13上的設定而選擇，若顧客選擇拿走，則會取物平臺2上，顧客在旁邊的儲物格中取包裝紙自行打包即可；而付費系統可采用傳統的刷卡或投幣等系統，付費后顧客在操作面板13選擇蛋糕的樣式或者自定義蛋糕的套餐樣式，本發明即可按照所設定的樣式在PLC控制器(控制器)的控制下自動制作完成。從而實現蛋糕的自動制作以及銷售，適合推廣使用。
[0053]以上僅是本發明的特征實施范例，對本發明保護范圍不構成任何限制。凡采用同等交換或者等效替換而形成的技術方案，均落在本發明權利保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，其特征在于:包括柜體(I)及設在柜體(I)上的取物平臺(2);所述柜體(I)上設有操作面板(13);所述柜體(I)內設有蛋糕陳列架、蛋糕裝飾層打印裝置、用于給所述蛋糕裝飾層打印裝置提供打印材料的打印供料裝置、用于蛋糕的轉移及定位的蛋糕轉移定位機構和控制器；所述打印供料裝置與蛋糕裝飾層打印裝置連接；操作面板(13)、蛋糕轉移定位機構、蛋糕裝飾層打印裝置均與控制器電連接；所述的蛋糕裝飾層打印裝置由設在所述柜體(I)頂部的至少一臺3D打印機(5)構成。
2.根據權利要求1所述的一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，其特征在于:所述柜體(I)內還設有用于在蛋糕上添加水果的水果投放裝置(3);所述水果投放裝置(3)與控制器電連接。
3.根據權利要求1所述的一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，其特征在于:所述柜體(I)內還設有用于在蛋糕上撒粉料的撒粉裝置(4);所述撒粉裝置(4)與控制器電連接。
4.根據權利要求1所述的一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，其特征在于:所述的打印供料裝置由設于所述3D打印機(5)上方用于為打印噴頭提供打印材料的若干個料斗(6)組成。
5.根據權利要求1或2所述的一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，其特征在于:所述的水果投放裝置(3)由設在所述柜體(I)橫杠上的直線滑臺(3.1)及至少一個固定在所述直線滑臺(3.1)的滑塊上的水果釋放器(3.2)組成；所述的水果釋放器(3.2)由橫筒(3.3)、與所述橫筒(3.3)連通的篩選管(3.4)、旋轉套筒(3.5)及驅動旋轉套筒(3.5)的第二步進電機(3.6)組成；所述旋轉套筒(3.5)的一端與所述第二步進電機(3.6)的轉軸連接，另一端與所述橫筒(3.3)相套合；所述橫筒(3.3)的一部分同第二步進電機(3.6)—起橫向固定在直線滑臺(3.1)的滑塊上，另一部分側向伸出于直線滑臺(3.1)懸空橫置且在該部分朝下的筒壁上設有水果釋放口(3.7);所述篩選管(3.4)為固定在所述橫筒(3.3)上側壁且開口朝上的支管；所述旋轉套筒(3.5)側壁上設有可在旋轉時分別在不同時刻與水果釋放口(3.7)、篩選管(3.4)相貫通的開口。
6.根據權利要求5所述的一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，其特征在于:所述直線滑臺(3.1)為同步帶型直線滑臺。
7.根據權利要求1或3所述的一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，其特征在于:所述的撒粉裝置(4)由若干個粉末料斗(4.1)、設置在粉末料斗(4.1)底部出口處的輥子(4.2)以及驅動所述輥子(4.2)的電機組成；所述輥子(4.2)的外壁上設有若干盲孔或在外壁上沿著軸向設有開槽。
8.根據權利要求1所述的一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，其特征在于:所述的蛋糕轉移定位機構由X軸直線滑臺(8)、Y軸直線滑臺(9)、Z軸直線滑臺(10)組成的三軸定位機構以及設在三軸定位機構上的叉子(11)組成。
9.根據權利要求8所述的一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，其特征在于:所述X軸直線滑臺(8)、Y軸直線滑臺(9)、Z軸直線滑臺(10)的導軌兩兩互相垂直；所述Z軸直線滑臺(10)的導軌固定在所述X軸直線滑臺(8)的滑塊上；所述Y軸直線滑臺(9)的導軌固定在所述Z軸直線滑臺(10)的滑塊上；所述叉子(11)固定在所述Y軸直線滑臺(9)的滑塊上。
10.根據權利要求1所述的一種基于3D打印成型的自助蛋糕自動售賣機，其特征在于:所述的打印材料為奶油、巧克力、果醬中的一種或幾種。
【文檔編號】A21D15/08GK104484950SQ201410808118
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月22日 優先權日:2014年12月22日
【發明者】王曉軍, 王義強, 楊帆, 任衍濤, 華順明, 王金磊, 勵宏杰 申請人:浙江大學寧波理工學院