本发明涉及智能制造,具体为一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台。
背景技术:
1、现制茶饮行业为正在不断渗透和影响中青年文化的新兴产业,具有相当可观的市场潜力与发展空间;具体下列四个痛点:1.人力成本支出高:人力成本是新式茶饮行业的主要运营成本之一,现制茶饮制作中人力资源成本消耗最大;2.产品标准化困难:新式茶饮消费者购买产品主要看重口感与质量安全两项因素;茶饮市场由于普遍采取人力直接制作的方式,难以保证饮品制作流程不受制作者的污染,难以形成统一的标准与规范;3.后台工序复杂,制作效率低下:新式茶饮制作工序主要分为前台与后台,其中前台制作时间约1-2分钟每杯,但后台准备工序复杂,涉及泡制多种茶叶准备多种原料等环节,光泡茶一道工序平均时间约10分钟每3升;4.自动化设备无法做到模块数量与机械臂数量的有效平衡:当前自动化设备的思路普遍为使用单个机械臂对接少量工作模块,抑或多个机械臂对接多个工作模块,因此在制造成本上造成其售价高昂,进而阻碍了该类自动化设备进入现制茶饮行业;了解以上四个痛点,为了推动现制茶饮行业的发展,我们进行了新型自动化设备的研发工作。
2、“一种咖啡机用萃取机构”,发明专利,专利号:cn202110260047.1,该专利摘要:本发明适用于咖啡机技术领域,提供了一种咖啡机用萃取机构,包括原料驱动箱,所述原料驱动箱的正面可拆卸地设置有萃取架,所述萃取架的前侧板内部开设有容纳腔,所述萃取架的后侧板的内部开设有导向腔,所述萃取架内部的下方可沿竖直方向滑动地横向设置有底盖板;该咖啡机用萃取机构,通过取液管向萃取杯的内部注入气流,使萃取杯内部的原料进行翻滚混合,注入气流后,再由顶盖板对萃取杯的顶部敞口进行封堵,对萃取杯内部的原料进行蒸煮,再由施压管向萃取杯内部吹入气流施加压力,将萃取后的咖啡液通过取液管输送,热水管重新对萃取杯内部注水,对萃取后的咖啡原料进行二次萃取,模拟手冲咖啡,提升萃取后的咖啡液口感,节省咖啡粉;在使用时“一种咖啡机用萃取机构”存在一定的问题:耗费较长的时间,整个萃取过程分为以下几步:萃取杯内注入气流使原料翻滚-顶盖板进行密封-蒸煮-施压-输送-注入热水在萃取杯内部-二次萃取;流程较为复杂,两次萃取使得时间加大,其次无论是施压还蒸煮,都需要不少于2分钟的时间在等待中,这样的原理是不适用与较快的餐饮行业的。
3、“一种快速冷萃咖啡机”,实用新型,专利号:cn202020599947.x,该专利的摘要:本实用新型公开了一种快速冷萃咖啡机,包括:底座、用于存储水的第一容器以及用于存储咖啡粉的第二容器,所述底座内部设有气路控制机构、主控电路板和加热制冷模块,所述第一容器底部设计有导热金属板,侧部设计有手柄,所述手柄内设有的通气通道与所述底座的气路控制机构相连,所述第二容器底部设有第二通孔,所述第二通孔连接有萃取水管,通过所述气路控制机构反复抽取和压入所述第一容器内的空气,使得所述第一容器内的水反复被压入所述第二容器内,萃取所述第二容器内的咖啡粉,同时所述加热制冷模块通过所述导热金属板对所述第一容器的水进行加热或者制冷,萃取不同风味的咖啡;“一种快速冷萃咖啡机”在使用时存在一定的问题:除了相同的时间问题以外;该机构也是是一种自下而上的萃取方式(通用萃取方式-虹吸壶原理),通过底部的加热以及气管实现加压,将底部的水压入上部的容器,创新之处在于增加了上下传送的系统,在两边倒的过程中借助导热金属板实现降温,冷萃。
4、论文“胶囊咖啡机的创新设计研究”李明金钊工业设计201909,在该论文中,明确指出了现有胶囊咖啡机的设计创新重点,其中较为重要的是交互设计。
5、现有主流机械臂制取奶茶的方案是使用六自由度机械臂固定在一个位置进行作业;以安诺机器人为例,有一个机械臂完成取杯、混合、搅拌等工作;六自由机械臂在快速制取奶茶中需要进行大量的算法分析以及找到平衡,不适用于快速的餐饮行业,若性能精度相应上提,则会导致成本再一次提升。
6、现有人工制取奶茶的标准化不足,手抖多加糖或者少加糖,遗忘导致的料多少添加的区别,标准化不足。
7、因此,有必要提出一种基于茶萃技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台来解决上述提出的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,具备能够通过创新的蒸汽萃取技术结合工业四轴机械臂在餐饮第五轴应用实现机械臂制取奶茶饮品,实现高效、高标准化、低成本的平台;该平台不仅可以用于萃取制作奶茶,还可以萃取制作咖啡等多样的餐饮场景的优点。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,所述萃取依次包括:
3、萃取模块:用于对胶囊高温加压实现高温高压萃取,用以得到茶蒸汽;
4、冷凝模块:用于对得到的茶蒸汽进行冷凝形成茶萃取液;
5、便捷式人机交互模块:用于实现自动装载胶囊和自动取下胶囊;
6、蒸汽自洁模块:用于在每一杯茶结束以后,进行蒸汽喷射初步清洁;
7、自动奶桶更换系统:用于人工五步完成更省力的换奶模式:松开子母头—按下按钮,容器到达一个较低的位置-取出容器换料,放回较低的位置—按下按钮,容器回到高位置—装上子母头—完成换奶;
8、工业四轴机械臂:用于实现奶茶的制作,适应快节奏更新的奶茶店。
9、进一步,所述容器为定制奶桶,所述奶桶的底部固定个子母头,所述奶桶的外部设置有出奶口。
10、进一步,所述出奶口与普通导水管相连,所述气管的另一端与子母头连接,所述奶桶的外部固定连接有第一气缸。
11、进一步,所述工业四轴机械臂包括第五轴的运行和机械臂,所述第五轴的运行由plc控制器和工控控制,所述机械臂由工控控制。
12、进一步,所述便捷式人机交互模块包括自动运输胶囊模块,而自动运输胶囊模块包括感应模块和导轨,所述感应模块包括光电开关感应,所述气动模块包括第二气缸,所述导轨的顶部排列有茶胶囊。
13、进一步,所述蒸汽自洁模块中采用可拆卸式安装,材料取向耐高温难变形。
14、进一步,所述plc控制器的外部电信号连接有电磁阀、继电器和流量计,所述工业四轴机械臂可通过编程更新操作。
15、进一步,所述第二气缸的上顶安装于茶胶囊的底部。
16、进一步,所述第一气缸的顶部固定连接有装载平台和刺穿平台,所述刺穿平台和装载平台用弹簧连接。
17、进一步,所述装载平台的顶部放置有奶桶。
18、与现有技术相比,本技术的技术方案具备以下有益效果:
19、1、该基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,通过设置自动奶桶更换系统,采用定制的奶桶,在奶桶的底部固定个子母头,出奶口与气管相连,另一端连接字母头,用来与奶桶的字母头相连,通过控制气缸来控制整个奶桶的升降,当奶桶的奶消耗完时,只需将与出奶管的字母头从奶桶的字母头分开后,利用气缸将奶桶下降,即可换取盛满奶的奶桶,一旦将盛满奶的奶桶放上后,通过气缸将奶桶抬升,将字母头相连,换奶流程完毕。
20、2、该基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,通过设置萃取模块、冷凝模块和蒸汽自洁模块,通过将蒸汽机注水加热到一定的压强及温度,放入茶胶囊以及机械臂到达茶原液处的点位后,控制气缸,将茶胶囊紧贴蒸汽出口,同时其底部被“针”扎破,便于萃取后的茶原液流出茶胶囊;通过控制plc的输出来控制电磁阀与流量计的开闭及开闭时间来萃取茶原液,茶原液通过滑轨流出后流入容器特制的杯子,蒸汽制茶完毕,能够有效的提高茶的制作效率,能够通过创新的蒸汽萃取技术结合工业四轴机械臂在餐饮第五轴应用实现机械臂制取奶茶饮品,实现高效、高标准化、低成本的平台;该平台不仅可以用于萃取制作奶茶,也可以萃取制作咖啡等多样的餐饮场景的优点。
1.一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,其特征在于,所述萃取依次包括:
2.根据权利要求1所述的一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,其特征在于:所述容器为定制奶桶,所述奶桶的底部固定个子母头,所述奶桶的外部设置有出奶口。
3.根据权利要求2所述的一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,其特征在于:所述自动奶桶更换系统包括升降板,所述升降板的顶部安装有奶桶,导管连接泵,所述升降板的底部安装有数量为两个的气缸,所述泵的一端处固定连接有气管和导管,所述导管的末端处固定连接有公母头,所述公母头的外部电连接有公母头开关。
4.根据权利要求1所述的一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,其特征在于:所述工业四轴机械臂包括第五轴的运行和机械臂,所述第五轴的运行由plc控制器和工控控制,所述机械臂由工控控制。
5.根据权利要求1所述的一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,其特征在于:所述便捷式人机交互模块包括自动运输胶囊模块,而自动运输胶囊模块包括感应模块和导轨,所述感应模块包括光电开关感应,所述气动模块包括第二气缸,所述导轨的顶部排列有茶胶囊。
6.根据权利要求1所述的一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,其特征在于:所述蒸汽自洁模块中采用可拆卸式安装,材料取向耐高温难变形。
7.根据权利要求4所述的一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,其特征在于:所述plc控制器的外部电信号连接有电磁阀、继电器和流量计,所述工业四轴机械臂可通过编程更新操作。
8.根据权利要求5所述的一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,其特征在于:所述便捷人机交互模块包括装载平台和输送胶囊轨道,所述装载平台的顶部为u形,所述输送胶囊轨道的内部放置有胶囊,所述胶囊的上部分为圆形板,下部分为椭圆形,所述输送胶囊轨道的末端处固定安装有胶囊感应装置,且输送胶囊轨道的末端处活动安装有曲柄滑块机构,所述装载平台的一面处固定安装有启动模块,所述气动模块包括气管和泵体。
9.根据权利要求1所述的一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,其特征在于:所述冷凝模块包括气缸动力装置,所述气缸动力装置的顶部固定连接有刺穿平台,所述所述第一气缸的顶部固定连接有装载平台和刺穿平台,所述刺穿平台和装载平台之间固定连接有弹簧。
10.根据权利要求8或9所述的一种基于茶萃取技术的自动化机械臂智能萃取制茶平台,其特征在于:所述刺穿平台的顶部设置有刺穿针,所述装载平台的顶部设置有蒸汽自洁模块,所述刺穿针贯穿胶囊并与冷凝模块连接。
