一种双层旋转挤压的成形机构及其仿手工自动包馅机

摘要

一种双层旋转挤压的成形机构及其仿手工自动包馅机。本发明提供一种双层旋转挤压的成形机构，其特征在于，包括：设置在背板上的双层具有独立驱动的旋转挤压夹块组，其中，内层旋转挤压夹块组通过内层驱动机构驱动旋转挤压控制包馅类食品面皮的捏合，一次性完成面皮的局部捏合封边、馅囊肚的预成形及面皮表面夹痕的预成形；外层旋转挤压夹块组通过外层驱动机构驱动旋转挤压控制包馅类食品馅囊肚的成形；挤压成形时，先驱动内层旋转挤压夹块组对包馅类食品进行预成形，再驱动所述外层旋转挤压夹块组将预成形好的馅囊肚及面皮表面夹痕完成最终成形并排除馅囊肚中多余的空气。本发明可完全取代现有手工包馅类食品的传统包制形式，成形后的包馅类食品形状与手工包制的形状相似度极高，大大节省人工成本。

说明书

技术领域

本发明涉及食品加工技术领域，具体而言，尤其涉及一种双层旋转挤压的成形机构，用于仿手工包馅类食品的成形，以及应用该成形机构的仿手工自动包馅机。

背景技术

随着机械化的发展，手工包馅类食品渐渐退出市场舞台，被机器替代。但手工包馅类食品的外形，内馅饱满度，面皮与馅料的贴合性，始终是机器包制所不能企及的，这也是广大研发人员研发考虑的重点，手工包馅类食品常见的有饺子、包子等。

现以包饺机为例，现有自动包饺机的成形装置多采用水平直接一次合模的方式来实现合模动作，这种合模方式会存在合模不彻底，且成型度不高的问题，当内馅汤汁含量较多时，由于挤压力过大容易发生馅料溅出的情况，或者挤压力过小或挤压行程过小，使胶肚内馅囊中留存较多空气未排除，在后续的处理中容易发生破皮现象；另外，成品在食用时，影响口感。

目前，市面上的自动包饺机还有多行程合模成形结构，其方案是在一侧成形板上设置多个相互作用的挤压结构，通过挤压结构之间的旋转挤压在饺肚上形成凸筋。此种结构会存在多个挤压结构共同作用于饺肚表面，由于多点同时挤压会出现挤破或凸筋不明显的问题，饺子成品率一般，且影响外观美观度。有的设备还采用柔性成形模具，其方案是采用柔性成形材料制作凹腔，在凹腔内设置筋槽，主要采用柔性材质克服刚性材质对馅料囊的破坏，通过具有筋槽的凹腔将包馅食品成形，更接近手工食品的形状，然而这种柔性成形模具同样存在成形方面的缺陷，由于柔性成形模具的一次合模，并不能够给包馅类食品表面带来足够深度及定型程度的挤压凸筋，在后续的操作中会导致凸筋消退，产生空腔，不但容易出现破皮的问题还影响美观及成品的口感。

因此，有必要设计出一款符合手工标准乃至仿形手工包馅类食品的成形机构及包馅机，用以解决目前包馅类食品存在的技术问题。

发明内容

根据上述提出现有技术中存在的成形机构成形不持久、馅囊肚内容易残存空气等技术问题，而提供一种双层旋转挤压的成形机构及其仿手工自动包馅机。本发明主要利用具有独立驱动的双层旋转挤压结构的成形机构对包馅类食品进行成形，内外双层挤压夹块先后对面皮挤压，先排除馅囊肚内的空气，形成预夹痕，然后再进行最终成形，从而起到夹痕清晰美观且持久，包馅类食品内馅饱满口感极佳。

本发明采用的技术手段如下：

一种双层旋转挤压的成形机构，其特征在于，包括：设置在背板上的双层具有独立驱动的旋转挤压夹块组，其中，双层结构为依次设置的内层旋转挤压夹块组和外层旋转挤压夹块组，所述内层旋转挤压夹块组通过内层驱动机构驱动旋转挤压控制包馅类食品面皮的捏合，一次性完成面皮的局部捏合封边、馅囊肚的预成形及面皮表面夹痕的预成形；外层旋转挤压夹块组通过外层驱动机构驱动旋转挤压控制包馅类食品馅囊肚的最终成形；挤压成形时，先驱动所述内层旋转挤压夹块组对包馅类食品进行预成形，再驱动所述外层旋转挤压夹块组将预成形好的馅囊肚及面皮表面夹痕完成最终成形并排除馅囊肚中多余的空气。

进一步地，松弛状态下，所述内层旋转挤压夹块组各夹块之间的间隔空间Ⅰ与所述外层旋转挤压夹块组各夹块之间的间隔空间Ⅱ在水平面上正投影的中心线重合/或内层中心线与外层中心线以枢转挤压点为端点呈一定夹角。

进一步地，挤压成形状态下，所述内层旋转挤压夹块组各夹块之间的间隔空间Ⅰ与所述外层旋转挤压夹块组各夹块之间的间隔空间Ⅱ在水平面上正投影的中心线重合,确保馅囊肚及面皮表面上的夹痕一致且平滑相连。

进一步地，所述内层旋转挤压夹块组包括设置在两端的外侧挤压夹块Ⅰ和置于其中的至少1个用于与外侧挤压夹块Ⅰ配合挤压的凸筋挤压夹块Ⅰ，所述内层驱动机构驱动所述外侧挤压夹块Ⅰ带动内层各夹块枢转挤压完成挤压动作；相应地，所述外层旋转挤压夹块组包括设置在两端的外侧挤压夹块Ⅱ和置于其中的至少1个用于与外侧挤压夹块Ⅱ配合挤压的凸筋挤压夹块Ⅱ，所述外层驱动机构驱动所述外侧挤压夹块Ⅱ带动外层各夹块枢转挤压完成挤压动作。

进一步地，所述外侧挤压夹块Ⅰ具有外侧第一挤压面Ⅰ和外侧第二挤压面Ⅰ，两个挤压面间圆弧连接；所述凸筋挤压夹块Ⅰ具有凸筋第一挤压面Ⅰ、凸筋第二挤压面Ⅰ和凸筋第三挤压面Ⅰ，各挤压面之间圆弧连接；所述外侧挤压夹块Ⅱ具有外侧第一挤压面Ⅱ和外侧第二挤压面Ⅱ，两个挤压面间圆弧连接；所述凸筋挤压夹块Ⅱ具有凸筋第一挤压面Ⅱ、凸筋第二挤压面Ⅱ和凸筋第三挤压面Ⅱ，各挤压面之间圆弧连接；挤压成形状态下，所述外侧第二挤压面Ⅰ与所述外侧第二挤压面Ⅱ在同一弧面Ⅰ内且两个挤压面之间光滑衔接；同样地，所述凸筋第一挤压面Ⅰ和凸筋第一挤压面Ⅱ在同一弧面Ⅱ内且两个挤压面之间光滑衔接，所述弧面Ⅰ和所述弧面Ⅱ之间的间隔形成馅囊肚及面皮表面的夹痕。

进一步地，所述夹痕为山脊状的凸起。

进一步地，所述凸筋挤压夹块Ⅰ和所述凸筋挤压夹块Ⅱ的上端均设有与限位杆匹配的凹槽，用于控制挤压成型时的挤压块旋转范围。

进一步地，所述内层旋转挤压夹块组和外层旋转挤压夹块组的各夹块与面皮相接处的表面具有与手指肚相仿形的凸起。

进一步地，所述成形机构采用弹性材质制成，其中，与夹痕形成的接触面部分的弹性优于其他非接触部分的弹性。

本发明还公开了一种仿手工自动包馅机，其特征在于：采用上述的双层旋转挤压的成形机构用于对包馅类食品的成形。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过设置在背板上的双层可独立驱动的旋转挤压夹块组对包馅类食品进行成形，内层旋转挤压夹块组的功能是控制包馅类食品面皮的捏合，特别适合面皮捏合处边宽较小的包馅类食品，外层旋转挤压夹块组的功能是控制包馅类食品馅囊肚的成形。由于是独立驱动，可以精准控制挤压的范围，能适应不同加水率的面皮及不同类型的馅料。

2、本发明的成形机构在成形过程中，具体地，内层旋转挤压夹块组负责面皮的局部捏合封边，即包馅类食品的两角处不捏合，其目的是作为面皮和馅料中残存的空气排出通道；再有，对馅囊肚的预成形，通过旋转挤压，使面皮与馅料充分结合，从两角处排出残存的空气且馅囊肚外形更加饱满圆润；最终，完成包馅类食品面皮表面的夹痕的预成形。而外层旋转挤压夹块组主要根据面皮的特性，即面皮软硬形变程度，经过外层旋转挤压调整并完成包馅类食品面皮的最终成形。独立的驱动结构也利于调整挤压旋转的力度和时间，如面皮较硬时，挤压旋转范围可适当缩小，避免面皮破损；如面皮较软时，夹痕成形易变形，可延长挤压时间。

3、本发明的成形机构中的各夹块根据其作用不同，对其各接触面做了不同的设计，与面皮接触的一侧，如内层旋转挤压夹块组各夹块的上表面(图示方向)设置与手指肚相仿形的凸起；再有，如各夹块用于产生挤压夹痕的挤压面，设置成圆弧连接的顺滑表面，这样更利用挤压的夹痕形状一致持久的效果。

采用本发明的成形机构成形后的包馅类食品形状一致，旋转挤压后面皮表面形成的夹痕一致，类似于手工包制的夹痕，馅囊肚的饱满程度一致。本发明通过对成形机构的双层独立驱动旋转挤压机构的设计，可完全取代现有手工包馅类食品的传统包制形式，成形后的包馅类食品形状与手工包制的形状相似度极高，大大节省人工成本，从根本上上解决解决包馅类食品馅囊肚不饱满、食用口感差等问题。

基于上述理由本发明可在包馅类食品领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明双层旋转挤压的成形机构的结构示意图。

图2为本发明双层旋转挤压的成形机构中挤压夹块的结构示意图。

图3为本发明内层旋转挤压夹块组的侧视图，图示中可以看出，内层旋转挤压夹块组中的各夹块与面皮相接处的表面具有与手指肚相仿形的凸起。

图4为本发明双层旋转挤压的成形机构在松弛状态下，内层旋转挤压夹块组各夹块之间的间隔空间Ⅰ与外层旋转挤压夹块组各夹块之间的间隔空间Ⅱ在水平面上正投影的中心线以枢转挤压点为端点呈一定夹角的示意图。

图5为本发明双层旋转挤压的成形机构在挤压成形状态下，内层旋转挤压夹块组各夹块之间的间隔空间Ⅰ与外层旋转挤压夹块组各夹块之间的间隔空间Ⅱ在水平面上正投影的中心线重合的示意图。

图6为本发明外层旋转挤压夹块组的示意图，图中示出在外侧挤压夹块Ⅱ上设有避空孔的示意图。

图7为本发明仿手工自动包馅机的工位分布示意图。

图8为采用本发明仿手工自动包馅机包制的饺子的实物图。

图中：1、内层旋转挤压夹块组；11、外侧挤压夹块Ⅰ；111、外侧第一挤压面Ⅰ；112、外侧第二挤压面Ⅰ；12、凸筋挤压夹块Ⅰ；121、凸筋第一挤压面Ⅰ；122、凸筋第二挤压面Ⅰ；123、凸筋第三挤压面Ⅰ；124、凹槽；13、枢转轴；2、外层旋转挤压夹块组；21、外侧挤压夹块Ⅱ；211、外侧第一挤压面Ⅱ；212、外侧第二挤压面Ⅱ；22、凸筋挤压夹块Ⅱ；221、凸筋第一挤压面Ⅱ；222、凸筋第二挤压面Ⅱ；223、凸筋第三挤压面Ⅱ；23、连杆。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种双层旋转挤压的成形机构，包括：设置在背板上的双层具有独立驱动的旋转挤压夹块组，其中，双层结构为依次设置的内层旋转挤压夹块组1和外层旋转挤压夹块组2，以包馅类食品为中心，内层旋转挤压夹块组1为与其面皮贴合的一侧，然后为外层旋转挤压夹块组2，内外层旋转挤压夹块组为依次贴合设计，图1的视角从上方向下看，即正投影方向，内外层旋转挤压夹块组有重叠的区域；图1的视角从左向右看，内外层旋转挤压夹块组互相独立，贴合设计。

所述内层旋转挤压夹块组1通过内层驱动机构驱动旋转挤压控制包馅类食品面皮的捏合，一次性完成面皮的局部捏合封边、馅囊肚的预成形及面皮表面夹痕的预成形，特别适合面皮捏合处边宽较小的包馅类食品，局部捏合封边是为了给面皮的两角处留出空间，利于多余空气的第一次排出。

所述外层旋转挤压夹块组2通过外层驱动机构驱动旋转挤压控制包馅类食品馅囊肚的成形，根据面皮软硬的特性，调整外层旋转挤压成形强度；挤压成形时，先驱动所述内层旋转挤压夹块组1对包馅类食品进行预成形，再驱动所述外层旋转挤压夹块组2将预成形好的馅囊肚及面皮表面夹痕完成最终成形并排除馅囊肚中多余的空气，使馅囊肚更加饱满，馅料和面皮紧密接触，解决包馅食品馅囊肚有空气的存在严重影响食用口感的问题，通过驱动机构调节挤压收紧的范围，使包馅类食品无论从外观还是从口感上均达到最佳状态。

松弛状态下，所述内层旋转挤压夹块组1各夹块之间的间隔空间Ⅰ与所述外层旋转挤压夹块组2各夹块之间的间隔空间Ⅱ在水平面上正投影的中心线重合/或内层中心线与外层中心线以枢转挤压点为端点呈一定夹角。此种设计的标准是为了保证挤压的一致性，如内外层的间隔空间的中心线重合时，毫无疑问的可以知道，内外挤压范围一致，内层挤压完毕后，由外层进一步挤压，使得夹痕更为美观清晰。如图4所示，显示的是内外中心线以枢转挤压点呈一定夹角的设置形式，该设计主要考虑到面皮的软硬以及各类包馅食品的挤压形状不同，可以在一定范围内(即中心线形成的夹角范围内)可以调控挤压旋转范围。由于内、外层旋转挤压夹块组是分别驱动的，如图6所示，在外层旋转挤压夹块组上还设有避空孔，为了独立调节外层旋转，而不影响内层挤压行程。

如图5所示，挤压成形状态下，所述内层旋转挤压夹块组1各夹块之间的间隔空间Ⅰ与所述外层旋转挤压夹块组2各夹块之间的间隔空间Ⅱ在水平面上正投影的中心线重合，确保馅囊肚及面皮表面上的夹痕一致且平滑相连。

另外，本发明的独立的驱动结构也利于调整挤压旋转的力度和时间，如面皮较硬时，挤压旋转范围可适当缩小，避免面皮破损；如面皮较软时，夹痕成形易变形，可延长挤压时间。

进一步阐述本发明夹块的特点，所述内层旋转挤压夹块组1包括设置在两端的外侧挤压夹块Ⅰ11和置于其中的至少1个(示意图中为2个，最终夹痕会有三条)用于与外侧挤压夹块Ⅰ11配合挤压的凸筋挤压夹块Ⅰ12，所述内层驱动机构驱动所述外侧挤压夹块Ⅰ11带动内层各夹块枢转挤压完成挤压动作，即外侧挤压夹块Ⅰ11与凸筋挤压夹块Ⅰ12通过枢转轴13相对旋转挤压；相应地，所述外层旋转挤压夹块组2包括设置在两端的外侧挤压夹块Ⅱ21和置于其中的至少1个用于与外侧挤压夹块Ⅱ21配合挤压的凸筋挤压夹块Ⅱ22，所述外层驱动机构驱动连杆23，带动所述外侧挤压夹块Ⅱ21外层各夹块枢转挤压完成挤压动作。

如图2所示，所述外侧挤压夹块Ⅰ11具有外侧第一挤压面Ⅰ111和外侧第二挤压面Ⅰ112，两个挤压面间圆弧连接；所述凸筋挤压夹块Ⅰ12具有凸筋第一挤压面Ⅰ121、凸筋第二挤压面Ⅰ122和凸筋第三挤压面Ⅰ123，各挤压面之间圆弧连接；所述外侧挤压夹块Ⅱ21具有外侧第一挤压面Ⅱ211和外侧第二挤压面Ⅱ212，两个挤压面间圆弧连接；所述凸筋挤压夹块Ⅱ22具有凸筋第一挤压面Ⅱ221、凸筋第二挤压面Ⅱ222和凸筋第三挤压面Ⅱ223，各挤压面之间圆弧连接；挤压成形状态下，所述外侧第二挤压面Ⅰ112与所述外侧第二挤压面Ⅱ212在同一弧面Ⅰ内且两个挤压面之间光滑衔接；同样地，所述凸筋第一挤压面Ⅰ121和凸筋第一挤压面Ⅱ221在同一弧面Ⅱ内且两个挤压面之间光滑衔接，所述弧面Ⅰ和所述弧面Ⅱ之间的间隔形成馅囊肚及面皮表面的夹痕，所述夹痕为山脊状的凸起(如图8所示)。

进一步地，如图3所示，所述内层旋转挤压夹块组1的各夹块与面皮相接处的表面具有与手指肚相仿形的凸起。本发明对夹块的正面(与面皮相接处的面)做手指肚仿形设计，为了模拟手工包制的效果；对夹块的侧面(形成挤压夹痕的面)做圆弧处理，为了形成一致顺滑的夹痕。

所述凸筋挤压夹块Ⅰ12和所述凸筋挤压夹块Ⅱ22的上端均设有与限位杆匹配的凹槽124，用于控制挤压成型时的挤压块旋转范围。

所述成形机构采用弹性材质制成，其中，与夹痕形成的接触面部分的弹性优于其他非接触部分的弹性。成形机构的材质可以选用橡胶材质，主体结构部分强度要充分保证，可以采用硬质橡胶，形成夹痕的部分弹性优于其他部分，可以采用稍软一些的橡胶材质。根据实际需要还可以采用其他弹性材质。

另外，夹块的形状在本发明中并没有严格的限定，其形状可以由包馅类食品类型决定，夹块的旋转挤压通过各自的驱动杆独立驱动，挤压范围可根据不同的包馅类食品来确定，夹痕形状与夹块的挤压面完全吻合，通过改变夹块挤压面的形状从而可以对应不同夹痕形状的包馅类食品。

本发明还公开了一种仿手工自动包馅机，采用上述的双层旋转挤压的成形机构用于对包馅类食品的成形。如图7所示，为一种具体的仿手工自动包馅机的工位排布形式，其中，包括冲皮工位、注馅工位、预成形工位、成型工位和抓取工位，还有一些预留工位。仿手工自动包馅机在实际工作时，冲皮工位，用于将压制好的面带通过切刀装置冲压成固定尺寸的面皮；注馅工位，用于将混合好的馅料注入到冲压好的面皮上；预成形工位，用于将支撑注入有馅料的面皮预先压合成形；成形工位，用于将预成形的包馅类食品通过成形机构再次旋转挤压成形；抓取工位，用于将成形后的包馅类食品抓取并装盒；循环往复完成批量生产作业。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。