智能萃饮机的饮料杯位置选择机械手结构

摘要

一种智能萃饮机的饮料杯位置选择机械手结构，包括基板、及设于基板上具有用以放置饮料杯的放置位的托盘，托盘上还设有用以将饮料杯向前推离托盘的推动结构，推动机构随托盘一起移动；其特征在于：托盘的后端具有向后延伸的摆动臂，摆动臂转动设置在基板上而能在基板的顶面范围左右摆动，基板上设有用以驱动所述摆动臂摆动的摆动驱动结构，基板和摆动臂之间还设有多个用以检测托盘是否摆动至该工作位置的位置检测结构，在托盘随摆动臂摆动至工作位置状态下，所述摆动驱动结构停止工作。通过摆动在不同位置可以实行不同操作，如落冰、落杯、萃取、压盖及推杯，这样在智能萃饮机内边可将落冰装置、落杯装置、萃取装置、压盖装置间隔布置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于饮料胶囊的智能萃饮机，尤其涉及一种智能萃饮机的饮料杯位置选择机械手结构。

背景技术

基于饮料胶囊的萃饮机是一种通过高压快速加热水将容器内的容置物提取出相应汁液的提取设备，适于处理包装有配料的容器(胶囊)，配料在与被引入胶囊内的液体如热的加压水相互作用后能产生饮料或可食用的汁液。胶囊为呈圆台状的环状物，环状物内可填充配料如咖啡粉、茶叶或类似物，并由焊接或压接在从环状物的侧壁径向延伸出的环状边沿上的箔状撕裂面盖封闭。常见的萃饮机有胶囊咖啡机。胶囊咖啡机技术已经相对成熟，但其只能作为家庭使用，每次制备咖啡，先将胶囊从包装盒中取出，扳动手柄打开咖啡机，用手装入一粒咖啡胶囊，再扳动手柄让机件合拢，机器开始萃取饮料，萃取完成后再次扳动手柄，将胶囊去除。现有咖啡机不能实现自动贩卖功能。

传统的饮料自动售卖机种类也很多，如果汁贩卖机，然现有饮料自动贩卖机不是基于饮料胶囊的机器设备。针对前述现状，本申请人申请有一专利号为CN201920574008.7(公开号为CN210276889U)的中国实用新型专利申请公开了“基于饮料胶囊的智能萃饮机”，公开了为实现自动贩卖基于萃取方式获得饮料提供可能的基于饮料胶囊的智能萃饮机。本申请中能将饮料杯托盘送至饮料萃取组下方，及能将饮料杯托盘从饮料杯出口送出机柜的送杯结构包括第三带传动结构，饮料杯托盘通过沿前后方向延伸设置的导轨结构约束在机柜内，饮料杯托盘固定在第三带传动结构的第三传动带上而前后滑移。

前述萃饮机的托盘只有三个位置，分别是落杯位置、萃取位置、压盖位置及出杯位置，且前述几个位置位于同一直线上。因胶囊饮料萃取的特性，前述饮料萃饮机送出的饮料温度非常高(大约有80度)，容易烫嘴，为此我们需要对饮料进行降温，降温最好的方式就是加注冰块，这不仅会多出一个工作位置，还需要在机器内设置制冰装置，如还是直线方向改变位置的话，机器内部的空间会不够。

为此前述专利中饮料杯托盘的位置选择结构还需做进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构合理、确保个工作位置不在同一直线上的智能萃饮机的饮料杯位置选择机械手结构，采用该机械手结构为智能萃饮机内部布局更加合理。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种智能萃饮机的饮料杯位置选择机械手结构，包括基板、及设于基板上具有用以放置饮料杯的放置位的托盘，所述托盘上还设有用以将饮料杯向前推离托盘的推动结构，推动机构随托盘一起移动；其特征在于：所述托盘的后端具有向后延伸的摆动臂，所述摆动臂转动设置在基板上而能在基板的顶面范围左右摆动，所述基板上设有用以驱动所述摆动臂摆动的摆动驱动结构，所述基板和摆动臂之间还设有多个用以检测托盘是否摆动至该工作位置的位置检测结构，在托盘随摆动臂摆动至工作位置状态下，所述摆动驱动结构停止工作。

作为优选，上述位置检测结构包括设于托盘底面的第一位置检测开关、及多个设于基板上沿圆周间隔布置且向上凸起的与所述第一位置检测开关配合的第一触发部件，在托盘摆动至其中一个所述第一触发部件触发所述第一位置检测开关的状态下，所述托盘位于其中一个所述工作位置。各位置检测开关为红外光电开关，触发部件移动至红外光电开关之间，则触发红外光电开关而发出信号。

进一步改进，上述位置检测结构还包括两左右间隔设置并与所述摆动臂配合的的第一微动开关和第二微动开关；在所述摆动臂向左摆动至极限位置时，所述摆动臂触发第一微动开关，摆动驱动结构停止工作；在所述摆动臂向右摆动至极限位置时，摆动臂触发第二微动开关，摆动驱动结构停止工作。其能增加机构使用的安全性，就算前面第一位置检测开关损坏，还有两个微动开关起作用，避免摆动臂过渡旋转而损坏。

作为优化方案，上述工作位置有四个，分别为落杯初始位置、落冰位置、萃取推杯位置及落盖位置，其中所述萃取推杯位置位于中间，所述落杯初始位置和落冰位置位于萃取推杯位置的左侧，所述落盖位置位于萃取推杯位置的右侧；所述第一触发部件有三个，在托盘随摆动臂摆动至落杯初始位置、萃取推杯位置及落盖位置时，相应位置的第一触发部件触发所述第一位置检测开关，在托盘随摆动臂摆动至落冰位置时，所述摆动臂触发所述第一微动开关。

前述工作位置的设置使得采用该机械手结构的智能萃饮机有两种工作模式。一种是加冰模式，首先托盘在落杯初始位置承接掉落的饮料杯，接着托盘再摆动至落冰位置，饮料杯承接掉落的冰块，再接着托盘反向摆动至萃取推杯位置，完成萃取操作饮料杯内有降温后的饮料，然后托盘继续摆动至落盖位置，通过落盖设备在饮料杯口盖上盖子，接着托盘反向转动至萃取推杯位置，推动机构将装有饮料并盖有盖子的饮料杯推出托盘，供人使用。另一种是不加冰模式，首先托盘在落杯初始位置承接掉落的饮料杯，再接着托盘摆动至萃取推杯位置，完成萃取操作饮料杯内有高温的饮料，然后托盘继续摆动至落盖位置，通过落盖设备在饮料杯口盖上盖子，接着托盘反向转动至萃取推杯位置，推动机构将装有饮料并盖有盖子的饮料杯推出托盘，供人使用。

进一步改进，上述摆动臂的底部设有与所述基板形成滚动接触的滚柱；滚珠的设置能是摆动臂摆动更顺畅。所述摆动驱动结构为第一伺服电机，第一伺服电机安装在固定于所述基板上的第一电机架上，所述第一伺服电机的传动轴与摆动臂传动连接以能带动摆动臂摆动。采用伺服电机作为动力源具有控制精准

更进一步改进，上述推动结构包括用以推动置于放置位上的饮料杯的推杆，推杆约束在摆动臂上并能相对摆动臂前后滑移，所述托盘上还设有用以驱动推杆沿摆动臂前后滑移的滑移驱动结构；采用推杆的结构推动饮料杯，具有结构简单的优点，而且驱动结构的选择也多。另外可以在推杆的前部设有面积增大且呈与饮料杯外壁匹配的弧形的推动部，使得推杆推动饮料杯更平稳。

所述滑移驱动结构包括第二伺服电机、转盘和连杆，所述托盘由所述第二伺服电机驱动而能绕自身轴线旋转，所述连杆的前端与所述推杆铰接，所述连杆的后端铰接在转盘上、该铰接位与转盘的转轴偏心设置；该第二驱动结构为曲柄连杆结构，圆盘的设置方便对推杆前后滑移的行程进行控制。

所述摆动臂上安装有第二电机架，所述第二伺服电机安装在第二电机架上，所述转盘位于第二电机架的下方，所述第二电机架上设有第二位置检测开关，所述转盘上设有凸起的与所述第二位置检测开关配合的第二触发部件，在转盘旋转至第二触发部件触发第二位置检测开关的状态下，所述第二伺服电机停止工作。该结构能使转盘旋转一周刚好完成一次来回行程，即完成送杯后，又使推杆复位至原位的行程，送杯时，第二伺服电机带动转盘开始旋转，旋转至180度时，推杆将饮料杯完全退出托盘，第二伺服电机继续带动转盘旋转，当转盘旋转360度时，触发部件触发第二位置检测开关，第二伺服电机停止工作，推杆刚好复位至初始位置。

为使托盘前后滑移平稳，且前后滑移摩擦力小，进一步改进，上述摆动臂底部设有沿前后方向延伸的凹槽，凹槽的左右两侧间隔设有沿长度方向设置导向轴，所述推杆的底部设有多个导轮，所述导轮上的轮槽与所述导向轴配合。导向轴对导轮起到约束作用，确保托盘仅能直线前后滑移，而且导轮与导向轴之间为滚动接触，阻力小。

更进一步改进，上述托盘上还设有两左右间隔设置的呈弧形的护板，护板转动安装在托盘上并能左右摆动、进而实现护板的合拢或张开，在护板合拢状态下，在两护板之间形成抱住饮料杯的护杯空间，在所述推杆前移推动饮料杯过程中，所述护板张开确保饮料杯能前移出，在所述推杆后移复位状态下，所述护板保持在合拢趋势。两护板之间形成抱住饮料杯的护杯空间保证在托盘前后滑移过程中饮料杯不易晃动，避免饮料洒出。另外在推杆前移推动饮料杯过程中，护板张开确保饮料杯能前移出，在推杆后移复位状态下，护板保持在合拢趋势形成护杯空间，以待下次落杯时，确保护板能扶住杯子。

作为优选，上述托盘上设有门架，门架的左右两侧设有销轴，所述护板铰接在销轴上，销轴上设有使护板保持合拢趋势的弹性件，所述护板的后侧设有与推杆配合的触发部，推杆的前表面的左右两侧设有对所述触发部进行让位的让位缺口；在所述推杆后移复位状态下，所述让位缺口对所述触发部形成摆动让位，所述护板能在弹性件作用下保持合拢趋势，在所述推杆前移推动饮料杯过程中，所述触发部离开让位缺口，同时触发部在推杆外侧壁作用下带动护板向外摆动而张开。该结构确保护板在合适的时候张开或合拢，在推杆后移复位状态下，让位缺口对触发部形成摆动让位，使得护板在弹性件作用下保持合拢趋势，在推杆前移推动饮料杯过程中，触发部脱离让位缺口，触发部在推杆外侧壁作用下带动护板向外摆动而张开。

为更好对饮料杯进行限位，上述托盘上设有供饮料杯底部搁置的凹腔，该凹腔位于护板的下方，所述凹腔的前部设有供饮料杯底部向前推出的开口，所述凹腔内还设有用以检测是否有饮料杯放入的第三位置检测开关。第三位置检测开关用以检测是否有饮料杯放入，只有凹腔中有杯子，智能饮料机才开始工作，包含萃取和送杯。

与现有技术相比，本发明的优点在于：摆动驱动结构能带动托盘随摆动臂在基板的顶面范围左右摆动，且在基板和摆动臂之间还设有多个用以检测托盘是否摆动至该工作位置的位置检测结构，在托盘随摆动臂摆动至工作位置状态下，所述摆动驱动结构停止工作，在不同位置可以实行不同操作，如落冰、落杯、萃取、压盖及推杯，这样在智能萃饮机内边可将落冰装置、落杯装置、萃取装置、压盖装置间隔布置，不需布置在一条直线上，优化智能萃饮机内的各设备布局，利于智能萃饮机小型化。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图(落杯初始位置)；

图2为本发明实施例的立体结构示意图(落冰位置)；

图3为本发明实施例的立体结构示意图(萃取推杯位置)；

图4为本发明实施例的立体结构示意图(落盖位置)；

图5为本发明实施例的剖视图；

图6为本发明实施例中托盘部分的正面立体结构示意图)；

图7为本发明实施例中托盘部分的背面立体结构示意图；

图8为本发明实施例中托盘部分的立体结构示意图(推杯状态)；

图9为本发明实施例中托盘部分的立体分解图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1～9所示，为本发明的一个优选实施例。

一种智能萃饮机的饮料杯位置选择机械手结构，包括基板1、及设于基板1上具有用以放置饮料杯2的放置位的托盘3，托盘3上还设有用以将饮料杯2向前推离托盘3的推动结构，该推动机构随托盘3一起移动；

托盘3的后端具有向后延伸的摆动臂31，所述摆动臂31转动设置在基板1上而能在基板1的顶面范围左右摆动，基板1上设有用以驱动所述摆动臂31摆动的摆动驱动结构，基板1和摆动臂31之间还设有多个用以检测托盘3是否摆动至该工作位置的位置检测结构，在托盘3随摆动臂31摆动至工作位置状态下，所述摆动驱动结构停止工作。

位置检测结构包括设于托盘3底面的第一位置检测开关4a、及多个设于基板1上沿圆周间隔布置且向上凸起的与所述第一位置检测开关4a配合的第一触发部件5a，在托盘3摆动至其中一个所述第一触发部件5a触发所述第一位置检测开关4a的状态下，所述托盘3位于其中一个工作位置。

位置检测结构还包括两左右间隔设置并与所述摆动臂31配合的的第一微动开关6a和第二微动开关6b；在摆动臂31向左摆动至极限位置时，摆动臂31触发第一微动开关6a，摆动驱动结构停止工作；在摆动臂31向右摆动至极限位置时，摆动臂31触发所述第二微动开关6b，摆动驱动结构停止工作。

本实施例中的工作位置有四个，分别为落杯初始位置、落冰位置、萃取推杯位置及落盖位置，其中，萃取推杯位置位于中间，所述落杯初始位置和落冰位置位于萃取推杯位置的左侧，落盖位置位于萃取推杯位置的右侧；第一触发部件5a有三个，在托盘3随摆动臂31摆动至落杯初始位置、萃取推杯位置及落盖位置时，相应位置的第一触发部件触5a发所述第一位置检测开关4a，在托盘3随摆动臂31摆动至落冰位置时，摆动臂31触发所述第一微动开关6a。

摆动臂31的底部设有与所述基板1形成滚动接触的滚柱32；所述摆动驱动结构为第一伺服电机7a，第一伺服电机7a安装在固定于基板1上的第一电机架11上，第一伺服电机7a的传动轴与摆动臂31传动连接以能带动摆动臂31摆动。

推动结构包括用以推动置于放置位上的饮料杯2的推杆8，推杆8约束在摆动臂31上并能相对摆动臂31前后滑移，托盘3上还设有用以驱动推杆8沿摆动臂31前后滑移的滑移驱动结构；滑移驱动结构包括第二伺服电机7b、转盘33和连杆34，托盘33由所述第二伺服电机7b驱动而能绕自身轴线旋转，连杆34的前端与所述推杆8铰接，所述连杆34的后端铰接在转盘33上、该铰接位与转盘33的转轴偏心设置；摆动臂31上安装有第二电机架35，第二伺服电机7b安装在第二电机架35上，转盘33位于第二电机架35的下方，第二电机架35上设有第二位置检测开关4b，转盘33上设有凸起的与第二位置检测开关4b配合的第二触发部件5b，在转盘33旋转至第二触发部件5b触发第二位置检测开关4b的状态下，第二伺服电机7b停止工作。

摆动臂31底部设有沿前后方向延伸的凹槽311，凹槽311的左右两侧间隔设有沿长度方向设置导向轴312，所述推杆8的底部设有多个导轮81，所述导轮81上的轮槽与所述导向轴312配合。

托盘3上还设有两左右间隔设置的呈弧形的护板9，护板9转动安装在托盘3上并能左右摆动、进而实现护板9的合拢或张开，在护板9合拢状态下，在两护板9之间形成抱住饮料杯2的护杯空间P，在推杆8前移推动饮料杯2过程中，护板9张开确保饮料杯2能前移出，在推杆8后移复位状态下，护板9保持在合拢趋势。

托盘3上设有门架36，门架36的左右两侧设有销轴91，护板9铰接在销轴91上，销轴91上设有使护板8保持合拢趋势的弹性件92，护板9的后侧设有与推杆8配合的触发部93，推杆8的前表面的左右两侧设有对触发部93进行让位的让位缺口82；在推杆8后移复位状态下，让位缺口82对触发部93形成摆动让位，护板9能在弹性件92作用下保持合拢趋势，在推杆8前移推动饮料杯2过程中，触发部93离开让位缺口82，同时触发部93在推杆8外侧壁作用下带动护板9向外摆动而张开。

托盘3上设有供饮料杯2底部搁置的凹腔10，该凹腔10位于护板8的下方，所述凹腔10的前部设有供饮料杯2底部向前推出的开口101，所述凹腔10内还设有用以检测是否有饮料杯2放入的第三位置检测开关4c。

本实施例中的各位置检测开关为红外光电开关，触发部件移动至红外光电开关之间，则触发红外光电开关而发出信号。

本实施例的工作过程及原理如下。

本实施例可以有两种工作模式。

模式一：加冰模式，首先托盘3停止在落杯初始位置承接掉落的饮料杯2，如图1所示；接着托盘3再摆动并停止在落冰位置，饮料杯2承接掉落的冰块，如图2所示；再接着托盘3反向摆动并停止在萃取推杯位置，完成萃取操作后饮料杯内有降温后的饮料，如图3所示；然后托盘3继续摆动并停止在落盖位置，通过落盖设备在饮料杯2的杯口盖上盖子21，如图4所示；接着托盘3反向转动并停止在萃取推杯位置，如图3所示；推动机构将装有饮料并盖有盖子21的饮料杯2推出托盘3，供人使用，如图8所示。操作完成后托盘3复位并停止在落杯初始位置，以待下次操作，如图1所示。

模式二：不加冰模式，首先托盘3停止在落杯初始位置承接掉落的饮料杯2，如图1所示；再接着托盘3摆动并停止在萃取推杯位置，完成萃取操作饮料杯内有高温的饮料，如图3所示；然后托盘继续摆动并停止在落盖位置，通过落盖设备在饮料杯2的杯口盖上盖子21，如图4所示；接着托盘3反向转动并停止在萃取推杯位置，如图3所示；推动机构将装有饮料并盖有盖子21的饮料杯2推出托盘3，供人使用，如图8所示。操作完成后托盘3复位并停止在落杯初始位置，以待下次操作，如图1所示。

推杯过程：如图8所示，第二伺服电机7b动作，带动转盘33旋转，通过连杆34带动推杆8前移，触发部93离开让位缺口82，同时，触发部93在推杆8外侧壁作用下带动护板9向外摆动而张开，转盘33大约旋转180度，推杆8将饮料杯2完全推出托盘，如图6所示。转盘33继续旋转，通过连杆34带动推杆8后移复位，转盘33旋转360度时，触发部件93随转盘33转动至红外光电开关之间，则触发第二位置检测开关4b而发出信号，第二伺服电机7b停止动作，推杆8后移到位，让位缺口82对触发部93进行让位，触发部93抵靠在、摆动臂31上，两护板9在弹性件92作用下同时向内翻转保持合拢趋势，在两护板9之间形成抱住饮料杯2的护杯空间P。推杯完成后，第二伺服电机7b反向工作带动转盘33反向旋转，直至护板9合拢复位，以待下次落杯。

需要说明的是，本实施例的描述中，术语“前、后”、“左、右”、“上、下”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。