冷凍食物自動烹制售賣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對冷凍食物進行即時烹制自動售賣系統(tǒng)，包括低溫室、移物系統(tǒng)、貨架、低溫室設(shè)備、食物容器。本發(fā)明還公開了應(yīng)用于上述系統(tǒng)的一系列裝置和方法。
【專利說明】
冷凍食物自動烹制售賣系統(tǒng)所屬
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及一種具有低溫相容性設(shè)計，針對速凍/冷凍食物，能同時對多份多種速凍/冷凍食物及其容器進行綜合加工操作(冷藏、搬動、開啟、調(diào)配、烹制、加熱、展示和售賣等等)的一體化全自動數(shù)控設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]一、目前，公知的熟食自動售賣裝置，其工作方式
[0003]或，需顧客取出所售預(yù)裝食物后，手動對食物進行加熱或烹制，又或無需烹制直接食用。
[0004]該類型售賣裝置，與普通售賣機或掉落式自動售賣機類似，待即時杯面等食物掉落取物口后，顧客取出杯面后，撕開包裝，手動放入熱水器或微波爐，手動注入熱水或加熱。又或如雪糕類食品，無需烹制。
[0005]或，只有簡單的保溫和取物功能，無法長期儲存食物。
[0006]該類型售賣裝置，采用與商場電子儲物箱類似，顧客付款后，相應(yīng)箱門打開，顧客取出食物，此類裝置體積龐大，空間利用率差，通常無冷藏和熱水器，微波等裝置
[0007]或，采用復(fù)雜及高成本的機構(gòu)、箱體，且僅能進行簡單的保溫和翻熱。
[0008]該類型售賣裝置，采用復(fù)雜及高成本的機械結(jié)構(gòu)來解決出售多個品種食物的問題，例如，將每種食物都分別放置入相應(yīng)儲存箱，各個箱體都設(shè)置有電控門窗，再通過螺桿推送、托盤、鉸鏈、傳送帶等復(fù)雜機構(gòu)取出相應(yīng)品種食物，再進行微波加熱等處理。
[0009]或，品種單一，不能提供味道合適、營養(yǎng)均衡的正餐食物，也不夠衛(wèi)生。
[0010]該類型售賣裝置，采用類似工廠流水線式固定的食物處理流程和設(shè)計，食物在小型流水線上被加工，僅能處理小型特定形狀(如牛肉丸、薄餅等)食物，食物通常無包裝，同時該裝置難以清潔。
[0011]上述熟食售賣裝置，總的來說，因為功能簡單、操作繁瑣、耗時、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、不衛(wèi)生，所以商業(yè)上難有推廣。
[0012]二、速凍和冷藏是目前保存食物包括淀粉質(zhì)食物、肉食和綠色蔬菜的有效辦法。速凍食物通常需要保存于-18攝氏度以下。速凍食物主要在商場銷售，需要顧客購買后，帶回自行加工，方可食用。速凍食品通常保存于商場的開放式冰柜(或有雙層玻璃窗)，顧客帶回家后可儲存放置于家用冰箱的冰室，食用前使用微波爐等加工設(shè)備加熱。但是，這些冷藏裝置運用于自動售賣機則存在種種問題。
[0013]家用冰箱雖然冷藏效果良好，但是這種簡單且功能單一的結(jié)構(gòu)很難直接運用于自動售賣裝置。因為速凍食物通常需要保存于-18攝氏度以下，家用冰箱冰室取放食物時，通常需要打開冰室的門，這個門的面積很大，當(dāng)需要一次取放的食物很多時，這個門需要打開很長時間。這個過程中，冰室內(nèi)部會凝固很厚的冰層，導(dǎo)致內(nèi)部設(shè)備無法工作，原因是外部濕熱空氣凝結(jié)于冰室內(nèi)。而對于食物自動售賣機而言，食物烹調(diào)加工時會釋放高溫蒸汽，商品進出自動售賣機內(nèi)也會因空氣交換帶來濕熱空氣，冷干燥空氣與熱濕空氣交換，這必然影響制冷效果而使食物變質(zhì)，并導(dǎo)致冰霜凝結(jié)而影響機械設(shè)備的工作性能、穩(wěn)定性、使用壽命和增加維護工作量。而食品的銷售往往頻繁集中于一日的某一時段，這樣這個問題對于自動售賣機而言，就更為嚴重了。
[0014]商場內(nèi)的商用開放式冰柜則是針對商場內(nèi)大銷量而設(shè)計。商場內(nèi)擁有維護人員，可以經(jīng)常維護，進行除霜等操作。因為不是全封閉的結(jié)構(gòu)，其能源利用效率低，耗電量很大，但商場內(nèi)的速凍或冷藏食品銷量大，所以電能消耗一定程度上可以忽略。但是，自動售賣機是自動化的，要求免維護。銷量也沒有商場這么大，所以要求節(jié)約電能。
[0015]相類似的還有冷庫冷風(fēng)機或冷庫冷風(fēng)機等，都需要有維護人員，都是人力操作。
[0016]三、目前，公知的光機電一體化的復(fù)雜移物系統(tǒng)，即采用帶光學(xué)傳感器的能抓取物件并能根據(jù)傳感器反饋信息動態(tài)調(diào)整姿態(tài)的多軸機械手，在部分高科技自動化生產(chǎn)線、數(shù)控機床、貼片機等領(lǐng)域有應(yīng)用。
[0017]部分售賣機有小型的較為簡單的機械托手、吸氣手、夾手、推手等。這些機械手系統(tǒng)功能有限，也不需要根據(jù)傳感器反饋信息動態(tài)調(diào)整位置等參數(shù)，只能根據(jù)程序確定的固定軌跡操作。
[0018]而食物的容器通常都是單層，具有特定形狀，質(zhì)地較軟，不能受力，蓋子容易開啟；內(nèi)含液體，夾持的時候需要平放。一般正餐食物及容器的體積和質(zhì)量通常較大，導(dǎo)致機械裝置的行程也很大，行程增大了，機械裝置的速度也要相應(yīng)增大。而食物往往要進行多次加工，那么機械手需要多次往返搬運食物，那么對機械裝置動作速度的要求更高了。這些托手、吸氣手、夾手、推手的結(jié)構(gòu)不是為這些目的而設(shè)計，無法滿足這些要求。
_9] 有益.效果
[0020]為了克服現(xiàn)有熟食自動售賣裝置難以推廣應(yīng)用的種種缺陷，本發(fā)明革命性地構(gòu)造了一種智能全自動食物儲存、烹制和售賣一體化設(shè)備。本發(fā)明的有益效果是，提供了一種新穎的針對多種食物的儲售、調(diào)配及烹制方式，能快速供應(yīng)日常所見絕大部分種類的食物，并能有效保證所售食物的高質(zhì)素和衛(wèi)生安全。本發(fā)明功能強大，造價有優(yōu)勢，所以具有巨大的商業(yè)潛力。尤其是相對于人工經(jīng)營有明顯成本優(yōu)勢。
[0021]具體而言，相比于現(xiàn)有具有食物加工功能的自動售賣機，本發(fā)明
[0022].大幅簡化了的箱體和貨架結(jié)構(gòu)，大幅減少了電動門的的面積。
[0023].通過使用數(shù)控設(shè)備大幅簡化機械系統(tǒng)的復(fù)雜度，因為機械部分結(jié)構(gòu)簡單可靠，維護也簡單。
[0024].實現(xiàn)了對廣泛食物類別的多種形式的自動加工功能。
[0025].整個食物處理過程，皆處于凍結(jié)或高溫，細菌無法生存，更衛(wèi)生，食物質(zhì)素更高。
[0026].設(shè)備不受油煙氣影響，長期食物加工操作免維護，真正實現(xiàn)無人烹調(diào)。
[0027]其結(jié)果是本發(fā)明的商業(yè)前景遠勝于現(xiàn)有系統(tǒng)，是對人類現(xiàn)有食品銷售和加工行業(yè)一項重大革新。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0028]簡單的來說，本發(fā)明，即自動售賣機內(nèi)的設(shè)備(包含熱加工設(shè)備和與外界熱空氣有交換的設(shè)備)采用嵌入式結(jié)構(gòu)，置于低溫冰室內(nèi)。食物商品的出入完全通過機械手等取物裝置經(jīng)由小窗口執(zhí)行。該結(jié)構(gòu)有效降低了與外界空氣交換面積和非保溫材料的使用面積，同時，也簡化了結(jié)構(gòu)，減少了電動門窗的面積和數(shù)量，大幅降低制造成本。本發(fā)明通過對氣流通路的控制以及在關(guān)鍵機械部件上使用熱蒸發(fā)元件，使低溫冰室內(nèi)的設(shè)備能免受濕氣和冰霜影響如常工作，同時也降低維護成本，增加使用壽命。本發(fā)明也針對上述食物商品出入、搬運和加工的需要設(shè)計了適用的機械手裝置、貨架和食物容器。本發(fā)明也針對性的提出了多種食物加工裝置和加工方法。
[0029]具體而言:
[0030]本發(fā)明提出了一種銷售食物的自動出貨和加工系統(tǒng)，包括:低溫室、移物系統(tǒng)、貨架、低溫室設(shè)備、食物容器；所述低溫室的食物儲存溫度低于食物凍結(jié)溫度；所述低溫室設(shè)備位于低溫室內(nèi)，或與低溫室外殼相連；所述低溫室設(shè)備包含熱空氣源和濕空氣源；所述低溫室設(shè)備具有保溫外殼和自動門窗；所述食物容器位于貨架上；所述食物容器為一次性食物容器；所述貨架位于低溫室內(nèi)；所述移物系統(tǒng)位于低溫室內(nèi)。
[0031]本發(fā)明還提出了在設(shè)備工作時隔離濕熱空氣的方法:
[0032](I)低溫室內(nèi)部產(chǎn)生大于外界空氣出口的壓力，使內(nèi)部空氣向外流出或排出，并迫使?jié)駸峥諝庖蚕蛲饬鞒龌蚺懦觯?br>
[0033](2)相應(yīng)外部流入空氣通過有冷室的通道進入，濕熱空氣通過該通道后，轉(zhuǎn)化為干冷空氣；
[0034](3)外部濕熱空氣轉(zhuǎn)化為干冷空氣之后所余的冰霜，凝結(jié)冷室內(nèi)，通過定時除霜排出。
[0035]本發(fā)明還提出了減少熱空氣交換的工作方法，包括:
[0036](I)入貨人員把貨物放置于小開口平臺設(shè)備之上；
[0037](2)移物系統(tǒng)控制或拾取小開口平臺設(shè)備之上的貨物；
[0038](3)移物系統(tǒng)把上述貨物移動到儲存設(shè)施；
[0039](4)移物系統(tǒng)解除對貨物控制或拾??；
[0040](5)移物系統(tǒng)重新控制或拾取儲存設(shè)施的貨物；
[0041](6)移物系統(tǒng)把貨物移動到其他設(shè)備；
[0042](7)移物系統(tǒng)解除對貨物控制或拾取；
[0043](8)重復(fù)執(zhí)行步驟(5) (6) (7)；
[0044](9)使用人員取走貨物。
[0045]本發(fā)明還提出了移物系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。所述貨架面向移物系統(tǒng)開放；所述移物系統(tǒng)取物部分的活動范圍和食物容器的儲存范圍一致；左右運動機構(gòu)基于上下運動機構(gòu)，上下運動機構(gòu)可以兩側(cè)皆有平衡配重裝置，上下運動機構(gòu)可以兩側(cè)皆有同步裝置，移物系統(tǒng)可以有轉(zhuǎn)軸機構(gòu)，轉(zhuǎn)軸機構(gòu)豎立，轉(zhuǎn)軸機構(gòu)和前后運動機構(gòu)都是基于左右運動機構(gòu)，前后運動機構(gòu)至少有一級伸縮結(jié)構(gòu)。
[0046]本發(fā)明還提出了移物系統(tǒng)的取物部分的結(jié)構(gòu)和形式:
[0047](a)包括食物容器、凹槽板、夾鉗，
[0048]凹槽板用于貨架上，
[0049]凹槽板至少有一級凹槽，配合至少一種尺寸的食物容器，
[0050]夾鉗至少有一種標準形狀，配合至少一種尺寸的食物容器，
[0051]凹槽、食物容器、夾鉗三者形狀相互配合；
[0052](b)包括食物容器、光學(xué)系統(tǒng)、夾鉗，
[0053]夾鉗至少有一種標準形狀，配合至少一種尺寸的食物容器，
[0054]光學(xué)系統(tǒng)可以有紅外傳感器，
[0055]光學(xué)系統(tǒng)紅外傳感器可以是一種左右對稱的斜向設(shè)置方式，至少包含前項傳感器和側(cè)向傳感器，
[0056]光學(xué)系統(tǒng)紅外傳感器可以是一種不對稱的正側(cè)向布置方式，至少包含兩個相對的斜向傳感器，
[0057]光學(xué)系統(tǒng)可以有攝像裝置；
[0058](c)包括食物容器、光學(xué)系統(tǒng)、扣手，
[0059]扣手具有上下開合的夾鉗扣住食物容器翻邊，
[0060]扣手具有斜面抵住食物容器下部，
[0061]光學(xué)系統(tǒng)至少包含前向傳感器和翻邊傳感器，
[0062]光學(xué)系統(tǒng)可以有攝像裝置；
[0063](d)包括光學(xué)系統(tǒng)、勾推手、伸縮托盤、條紋層板，
[0064]勾推手有一個圈，從前后左右推拉食物容器，
[0065]伸縮托盤可以伸縮，伸縮托盤是一個鏟子，托起食物容器，
[0066]條紋層板，位于貨架上，具有導(dǎo)向和間隔條紋，
[0067]光學(xué)系統(tǒng)至少包含前向傳感器，
[0068]光學(xué)系統(tǒng)可以有攝像裝置；
[0069](e)包括光學(xué)系統(tǒng)、拾取器、抽屜式儲運容器、小食物容器、鉤叉手，
[0070]抽屜式儲運容器是活動的，
[0071]抽屜式儲運容器位于貨架上，
[0072]抽屜式儲運容器具有把手，
[0073]小食物容器層疊排列于抽屜式儲運容器內(nèi)，
[0074]鉤叉手有插入抽屜式儲運容器把手的鉤叉，
[0075]鉤叉手有推拉圈和平鏟，
[0076]拾取器和光學(xué)系統(tǒng)都是固定結(jié)構(gòu)，
[0077]光學(xué)系統(tǒng)與拾取器同向，
[0078]拾取器有固定長柄，
[0079]拾取器探入抽屜式儲運容器中拾取小食物容器。
[0080]本發(fā)明還提出了移物系統(tǒng)的取物部分和食物容器之間的關(guān)系:所述食物容器具有至少一種標準形狀；所述移物系統(tǒng)的取物部分具有至少一個與食物容器配合的標準形狀；所述移物系統(tǒng)的取物部分是夾鉗時，可以有多個鉗形，各個鉗形可以具有不同的尺寸，不同的尺寸的鉗形按從小到大，從上到下的形式排列。
[0081]本發(fā)明還提出了空氣循化系統(tǒng):空氣循環(huán)系統(tǒng)有內(nèi)部空氣循環(huán)通道；低溫室內(nèi)部空氣循環(huán)通道經(jīng)過冷室；空氣循環(huán)系統(tǒng)有外部空氣入口通道；外部空氣入口通道經(jīng)過冷室后進入低溫室；外部空氣入口通道有閥門；空氣循環(huán)系統(tǒng)有使內(nèi)部空氣壓力大于外部空氣出口壓力的氣泵；低溫室設(shè)備有排氣口和排氣通道。
[0082]本發(fā)明還提出了空氣循環(huán)系統(tǒng)的冷室的結(jié)構(gòu)。冷室內(nèi)有蓄冷裝置，冷室內(nèi)有除霜裝置，冷室內(nèi)有蒸發(fā)器，可以有兩個冷室交替工作，可以有動態(tài)調(diào)整通路的和冷室工作次序的結(jié)構(gòu)。
[0083]本發(fā)明還提出了熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng):熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)內(nèi)含發(fā)熱絲對機械部件短時發(fā)熱蒸發(fā)去除冰霜，熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)的發(fā)熱絲位于機械部件內(nèi)部，或殼體上。
[0084]本發(fā)明還提出了顧客取物設(shè)備的結(jié)構(gòu):低溫室設(shè)備中，有至少一個顧客取物設(shè)備，顧客取物設(shè)備內(nèi)平臺可以采用玻璃底板，顧客取物設(shè)備內(nèi)可以有條形碼識別裝置，顧客取物設(shè)備內(nèi)可以有紅外傳感器，顧客取物設(shè)備可以有前門和后門兩個電動門。
[0085]本發(fā)明還提出了一種在銷售食物的自動出貨和加工系統(tǒng)內(nèi)對一次性食物容器內(nèi)的食物進行加工的系統(tǒng)，包括:移物系統(tǒng)、食物加工設(shè)備、食物容器；所述食物加工設(shè)備具有穿刺食物容器的結(jié)構(gòu)，所述移物系統(tǒng)具有移動食物容器的結(jié)構(gòu)，所述食物容器為一次性食物容器。
[0086]本發(fā)明還提出了一種食物加工的辦法，包括:
[0087](I)移物系統(tǒng)移動食物容器至食物加工設(shè)備；
[0088](2)食物加工設(shè)備內(nèi)刺穿裝置刺穿食物容器；
[0089](3)向食物容器內(nèi)部注射介質(zhì)，所述介質(zhì)可以從另一食物容器中抽取，或從固定設(shè)備中抽取，所述介質(zhì)具有恒定的溫度；
[0090](4)抽出刺穿裝置。
[0091]本發(fā)明還提出了刺穿注射的加工方法(即上述方法)的具體形式，
[0092]或(I)向食物容器內(nèi)部注射熱空氣，
[0093]調(diào)節(jié)所注射熱空氣的溫度、濕度、速度和時間；
[0094]或(2)向食物容器內(nèi)部注射熱水或冷水，
[0095]調(diào)節(jié)所注射熱水或冷水的分量；
[0096]或(3)向食物容器內(nèi)注入流體食物，
[0097]調(diào)節(jié)所注射流體食物的分量；
[0098]或(4)向食物容器內(nèi)注入粉末食物，
[0099]調(diào)節(jié)所注射粉末食物的分量。
[0100]本發(fā)明還提出了一種先產(chǎn)生排氣口的食物加工方法，包括:
[0101](I)移物系統(tǒng)移動食物容器至食物加工設(shè)備；
[0102](2)食物加工設(shè)備內(nèi)刺穿裝置刺穿食物容器；
[0103](3)對食物容器內(nèi)食物進行加工。
[0104]本發(fā)明還提出了應(yīng)用上述方法的熱加工裝置的幾種方式，
[0105](I)微波加熱
[0106](2)電熱絲或電熱管發(fā)熱
[0107](3)電熱板貼住食物容器傳熱
[0108]本發(fā)明還提出了食物容器的幾種結(jié)構(gòu)，
[0109](I) 一種用于熱空氣注射加工的食物容器，包括:
[0110]卡槽和通氣槽，所述卡槽可以支持食物串軸；
[0111](2) 一種用于發(fā)熱平板式加工的食物容器，包括:
[0112]蓋子上有凹槽，食物容器底部至少有一個凹凸槽，
[0113]食物容器蓋子和底部都緊貼食物。
[0114](3) 一種用于抽取粉末的食物容器，包括:
[0115]食物容器成倒錐形，并有使食物容器穩(wěn)定正立放置的支持結(jié)構(gòu)。
[0116]本發(fā)明還提出了一種提供高瞬時加工功率的蓄熱式熱空氣注射加工的方法，包括:
[0117](I)在蓄熱裝置內(nèi)把熱量積存，并使其溫度大于加工溫度；
[0118](2)檢測被注射入食物容器的熱空氣的溫度；
[0119](3)調(diào)整通過蓄熱裝置的空氣的流量比例；
[0120](4)重復(fù)步驟(2) (3)，直到被注射的入食物容器的熱空氣的溫度達到預(yù)定目標；
[0121]本發(fā)明還提出了一種加工速凍湯/面類食品的方法，包括:
[0122](I)向食物容器內(nèi)注射熱空氣；
[0123](2)把食物容器內(nèi)食物加熱至煮熟的溫度；
[0124]⑶注入液體；
[0125]本發(fā)明還提出了:
[0126](I) 一種免維護油煙管道裝置，包括:
[0127]保溫層、溫度控制裝置、油煙通道；
[0128]所述保溫層包裹溫度控制裝置和油煙管道；
[0129]所述溫度控制裝置包括電發(fā)熱裝置和溫度傳感器；
[0130]溫度控制裝置工作時使油煙通道溫度控制在所使用的油的沸點以上。
[0131](2) 一種恒溫?zé)崴艿姥b置，包括:
[0132]保溫層、溫度控制裝置、熱水通道；
[0133]所述保溫層包裹溫度控制裝置和熱水管道；
[0134]所述溫度控制裝置包括電發(fā)熱裝置和溫度傳感器；
[0135]溫度控制裝置工作時使熱水通道溫度達到預(yù)設(shè)溫度。
[0136]本發(fā)明還提出了:
[0137](I) —種粉末傳輸裝置，包括:
[0138]粉末釋放裝置、粉末傳輸裝置、粉末采集裝置；
[0139]所述粉末釋放裝置有廢料儲存器、集氣罩、氣固分離器；
[0140]所述粉末傳輸裝置有紅外粉末監(jiān)測器、氣流分配器、風(fēng)機及管道；
[0141]所述粉末采集裝置有進風(fēng)管和出風(fēng)管；
[0142](2) 一種攪拌注射的裝置，包括:
[0143]粉末傳輸裝置、攪拌器、冷熱水管道、注射管和排氣管；
[0144]所述注射管和排氣管插入食物容器內(nèi)；
[0145](3) 一種在液體表面繪制圖案的裝置，包括:
[0146]蓋子開合裝置、粉末傳輸裝置和平面位移系統(tǒng)；
[0147]蓋子開合裝置為上下兩個機械夾，分別用于容器蓋子和容器體；
[0148]平面位移系統(tǒng)使食物容器和粉末輸送系統(tǒng)產(chǎn)生相對位移；
[0149](4) 一種熱空氣注射裝置,包括:
[0150]發(fā)熱裝置、氣泵、管道、熱空氣插管、溫度傳感器；
[0151]所述熱空氣插管有至少一條吸氣通道和至少一條噴氣通道；
[0152]所述熱空氣插管插入食物容器內(nèi)；
[0153]所述熱空氣注射裝置還可以有熱水注射裝置作為濕度調(diào)節(jié)器。
[0154]本發(fā)明還提出了下述系統(tǒng)和裝置:
[0155](I)可以具有升降裝置；
[0156]所述升降裝置可以改變食物容器和食物容器穿刺裝置的上下相對距離；
[0157](2)可以具有廢氣管道；
[0158]廢氣管道可以把加工廢氣排出外界；
[0159](3)可以具有散熱通道；
[0160]散熱通道有設(shè)備散熱空氣的進口通道和出口通道；
[0161](4)可以具有被動風(fēng)閥；
[0162]所述被動風(fēng)閥是能夠被氣流推開的單向閥門；
[0163](5)可以具有電動風(fēng)閥；
[0164]所述電動風(fēng)閥是通過電流調(diào)節(jié)氣流量的閥門；
[0165](6)可以具有保溫外殼和電動門；
【專利附圖】
【附圖說明】
[0166]圖1是整體結(jié)構(gòu)的俯視截面示意圖
[0167]圖2是低溫室區(qū)域劃分俯視圖
[0168]圖3是低溫室前視透視截面示意圖
[0169]圖4是空氣循環(huán)系統(tǒng)俯視不意圖
[0170]圖5是顧客取物口俯視示意圖
[0171]圖6是食物加工設(shè)備俯視示意圖
[0172]圖7是冷室的結(jié)構(gòu)示意圖
[0173]圖8是熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)示意圖
[0174]圖9是食物容器的放置方式示意圖
[0175]圖10是移物系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0176]圖11是凹槽板俯視示意圖
[0177]圖12是機械手夾鉗前視示意圖
[0178]圖13是紅外傳感器不對稱的正側(cè)向布置方式俯視示意圖
[0179]圖14是紅外傳感器的左右對稱的斜向設(shè)置方式俯視示意圖
[0180]圖15是前扣式機械手側(cè)視示意圖
[0181]圖16是推勾手結(jié)構(gòu)俯視示意圖
[0182]圖17是有間隔條紋的貨架層板俯視圖
[0183]圖18是抽屜式儲運容器示意圖
[0184]圖19是鉤叉手示意圖
[0185]圖20是拾取器示意圖
[0186]圖21是液體注射食物加工設(shè)備側(cè)視示意圖
[0187]圖22是煎炸烤爐食物加工設(shè)備側(cè)視示意圖
[0188]圖23是熱空氣注入蓄熱式電烤箱食物加工設(shè)備示意圖
[0189]圖24是適用于熱空氣注入加工的食物容器上視圖
[0190]圖25是插管式粉末輸送系統(tǒng)正面視圖
[0191]圖26是混合漿料注射食物加工設(shè)備正面視圖
[0192]圖27是飲品花色繪圖食物加工設(shè)備正面視圖
【具體實施方式】
[0193]下面具體描述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)功能，工作方式及對食物的加工流程。
[0194]本發(fā)明包括:常溫室(箱體)、常溫室設(shè)備、低溫室、低溫室設(shè)備、移物系統(tǒng)、制冷除霜系統(tǒng)、貨架和食物容器。
[0195]低溫室設(shè)備主要包括，顧客取物口和各種食物加工設(shè)備。低溫室設(shè)備可以根據(jù)需要同時配備同樣或不同的多套。移物系統(tǒng)，包括光學(xué)裝置、取物裝置、移動裝置。制冷除霜系統(tǒng)包括空氣循環(huán)系統(tǒng)、熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)。
[0196]常溫室設(shè)備中，必要部件如電控系統(tǒng)(電源系統(tǒng)、電腦及數(shù)控系統(tǒng))、交互系統(tǒng)(觸屏系統(tǒng)、按鍵面板)、貨幣交易系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、餐具派送設(shè)備，以及根據(jù)需要而設(shè)置于常溫室內(nèi)的熱水系統(tǒng)、蓄水系統(tǒng)、負壓系統(tǒng)等。這些設(shè)備與現(xiàn)行通用的裝置類似，說明書中不作詳細描述。
[0197]整體結(jié)構(gòu)上，為降低生產(chǎn)成本，箱體采用內(nèi)置式設(shè)計，如圖1所示(俯視截面示意圖，圖中1.低溫室，2.貨架，3.食物容器，4.食物加工設(shè)備，5.電動窗門，6.顧客取物口，7.移物系統(tǒng)，8.光學(xué)系統(tǒng)，9.另一種食物加工設(shè)備10.導(dǎo)軌和移動裝置，11.風(fēng)管/水管/電線管12.常溫室設(shè)備，觸摸屏/操作面板/錢幣器/讀卡器/喇叭13.常溫室設(shè)備，電腦/冷風(fēng)機/熱水器/蓄水桶，14.常溫室等)，系統(tǒng)通常為有兩個室/箱體，一個是低溫室，一個是常溫室。兩個箱體可以設(shè)置為分體式，也可設(shè)置為相靠固定的并體式?？缮舷拢部勺笥曳植?。箱體之間有氣/液管道和電線相連。
[0198].常溫室(14)用于安裝各種在常溫下工作的部件。電源系統(tǒng)、電腦、觸屏系統(tǒng)、按鍵面板、貨幣交易系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、蓄水系統(tǒng)等常溫室設(shè)備(12) (13)都安置于常溫室。
[0199].低溫室(I)溫度維持于冰點以下，可以長期保存食物。低溫室采用嵌入式結(jié)構(gòu)，貨架(2)、食物容器(3)、移物系統(tǒng)(7)、各種食物加工設(shè)備(4) (9)、顧客取物口(6)等，置于低溫室內(nèi)或與低溫室箱體聯(lián)接。移物系統(tǒng)(7)可包含光學(xué)系統(tǒng)(8)，導(dǎo)軌和移動裝置(10)。該結(jié)構(gòu)設(shè)計能大幅減少各種箱體和電動窗門(5)的數(shù)量、面積和造價。
[0200].低溫室和常溫室采用一體化設(shè)計，其殼體與整機殼體整合，即低溫室和常溫室之殼體就是整機外殼。低溫室部分可以不設(shè)活動門，僅通過顧客取物口(6)和移物系統(tǒng)(7)與外界交換食物容器(需要維護維修時，后背螺絲固定的隔板可以打開)。而常溫室則可以根據(jù)需要設(shè)置一活動門(例如，需要提取交易貨幣，更換蓄水桶等)。
[0201].空氣循環(huán)系統(tǒng)及其部件，氣閥、風(fēng)機和管道等(11)，則分布于兩個溫室當(dāng)中。下面會具體描述該系統(tǒng)。
[0202]低溫室內(nèi)部區(qū)域
[0203].由上至下看，如俯視圖2所示分為3個區(qū)域:1.非運動區(qū)2.運動區(qū)3.非運動區(qū)4.低溫室設(shè)備5.移物系統(tǒng))分為運動區(qū)和非運動區(qū)。其中運動區(qū)一個，非運動區(qū)可以有一個或兩個，分布于運動區(qū)的單側(cè)或兩側(cè)。假若移物系統(tǒng)(5)所使用的機械手不可以轉(zhuǎn)向，只能面對一個方向，那么非運動區(qū)只能有一個。兩個非運動區(qū)體積可以采用對稱或不對稱設(shè)計，具體的尺寸根據(jù)售賣機外空間，可用面積體積而定。食物容器和貨架，低溫室設(shè)備
(4)，固定電氣線槽，氣液管道分布于非運動區(qū)(I) (3)。移物系統(tǒng)，包括其各種部件(如導(dǎo)軌、傳動件、電機、開關(guān)、傳感器、軸承、金屬件、活動線槽/相關(guān)電線、配重助力件及光學(xué)傳感器等)位于運動區(qū)(2)。
[0204].由前向后看，如前視透視示意圖3所示:1.前側(cè)非運動區(qū)2.運動區(qū)3.后側(cè)非運動區(qū)4.貨架托板5.食物容器6.顧客取物口 7.食物加工設(shè)備8.移物系統(tǒng)。顧客取物口(6)位于前側(cè)非運動區(qū)方便人體取物的高度，其有一電動門與低溫室外殼相連，也有一電動門與外界相通。食品加工設(shè)備(7)則置于低溫室內(nèi)部某一位置，通過貨架或低溫室外殼固定，置于低溫室保溫層內(nèi)部。而移物系統(tǒng)(8)則處于運動區(qū)，能觀察/移動/探入前后兩個非運動區(qū)(I) (3)，能探入貨架托板(4)中取放食物容器(5)。
[0205]顯而易見，把諸多熱源裝置放置入低溫室內(nèi)是不可行的。即使低溫室內(nèi)所有的熱源設(shè)備都有良好的保溫外殼，即使忽略設(shè)備所散發(fā)的熱量造成的電能損失，也會如【背景技術(shù)】二所述，把能產(chǎn)生濕熱空氣的設(shè)備放入低溫室中，冷熱空氣交換必然會導(dǎo)致冰霜凝結(jié)，影響設(shè)備工作，尤其影響自動售賣機內(nèi)高速機械系統(tǒng)的工作，特別是因為這些機械系統(tǒng)通常都會因成本而使用步進電機，而普通步進電機高速狀態(tài)下很容易失步，一旦失步，后續(xù)操作則完全是錯誤的。解決這個問題的是制冷除霜系統(tǒng)(空氣循環(huán)系統(tǒng)和熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)、制冷系統(tǒng))，這一系列系統(tǒng)協(xié)同工作使低溫室內(nèi)的機械設(shè)備完全如同工作在常溫環(huán)境下。
[0206]空氣循環(huán)系統(tǒng)，包含空氣管道、電動氣閥/風(fēng)閥、氣扇/風(fēng)機、溫度濕度傳感器、冷室等，連通低溫室、制冷系統(tǒng)、低溫室設(shè)備和外界空氣。其各項部件皆設(shè)有保溫層?？諝庋h(huán)系統(tǒng)有調(diào)節(jié)溫度、除濕除霜、隔離濕熱空氣的功能。
[0207]如圖4所示，空氣循環(huán)系統(tǒng)包括1.內(nèi)循環(huán)進氣口 2.內(nèi)循環(huán)進氣風(fēng)閥3.內(nèi)循環(huán)進氣管道4.冷風(fēng)出風(fēng)口被動風(fēng)閥5.風(fēng)機6.外部空氣進氣口 7.外部空氣進氣風(fēng)閥8.冷室(冷室可位于低溫室或常溫室中)9.冷室熱交換器和電熱除霜器10.冷室除霜排水管11.熱傳播介質(zhì)/致冷劑/管道12.制冷系統(tǒng)13.常溫室14.外部空氣排氣口和被動式風(fēng)閥15.冷風(fēng)出風(fēng)口 16.排氣管道17.低溫室設(shè)備電動門18.低溫室設(shè)備19.低溫室20.保溫層21.空氣管道
[0208]所有的低溫室設(shè)備都有保溫外殼，所有的空氣管道(21)都有保溫層(20)。以下描述空氣循環(huán)系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)和工作方式:
[0209].隔離濕熱空氣:因為機械系統(tǒng)在低溫室中，長時間工作在冰點以下，若濕熱空氣突然大量進入，則會在導(dǎo)軌凝霜，影響機械系統(tǒng)的正常工作和壽命，所以低溫室設(shè)備(18)工作和開閉產(chǎn)生的濕熱空氣需要隔離。其工作方式為，風(fēng)機(5)增加低溫室(19)內(nèi)空氣壓力或另有風(fēng)機降低外部空氣排氣口(14)空氣壓力，使其形成壓力差，這時低溫室內(nèi)空氣的流動方向為由內(nèi)而外，低溫室設(shè)備(18)工作過程所產(chǎn)生或進入的濕熱空氣，會經(jīng)由排氣管道(16)和外部空氣排氣口(14)排出。上述方法特別是運用于低溫室設(shè)備電動門(17)開啟的時候。在向外界排出濕熱空氣的同時，外界濕熱空氣僅能由預(yù)設(shè)路徑，從外部空氣進氣口(6)通過冷室(8)降溫和除濕后，再經(jīng)由冷風(fēng)出風(fēng)口(15)進入低溫室，從而實現(xiàn)濕熱空氣與低溫室內(nèi)干燥冷空氣隔離的功能。簡單來說，就是空氣交換過程中，進入和排除的空氣有各自固定的路徑，進入的空氣必需要先行冷卻。
[0210].調(diào)節(jié)溫度和除濕除霜這兩個功能的工作原理，如同空調(diào)機的調(diào)溫抽濕功能一樣，是公知的:
[0211]1.除濕除霜時，制冷系統(tǒng)(12)通過空氣循環(huán)系統(tǒng)的冷室⑶對循環(huán)空氣進行干燥，然后冷空氣重新進入低溫室，并被低溫室散發(fā)的熱量加熱，冰晶在干燥空氣中的揮發(fā)，逐漸除去低溫室設(shè)備中凝結(jié)的冰霜。而低溫室空氣中的濕氣則會凝結(jié)于冷室當(dāng)中。冷室，內(nèi)含熱交換器和電熱除霜器(9)及排水管道(10)。電腦控制定時啟動電熱除霜器，同時關(guān)閉制冷系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的風(fēng)機和風(fēng)閥，使冰霜融化，并通過冷室排水管道排出。
[0212]2.調(diào)節(jié)溫度時，閥門(2) (4)和風(fēng)機(5)開啟，連通制冷系統(tǒng)(12)和低溫室(19)，把冷空氣從內(nèi)循環(huán)進氣口(I)及管道(3)進入冷室(8)，然后返回低溫室，對食物進行冷凍降溫。冷室有致冷介質(zhì)管道(11)與制冷系統(tǒng)(12)相連。電腦通過溫濕度傳感器，獲取低溫室內(nèi)溫度，當(dāng)溫度低于某一閥值時，電腦控制關(guān)閉制冷系統(tǒng)和空氣循環(huán)系統(tǒng)，溫度高于某一個閥值時，電腦控制制冷系統(tǒng)和空氣循環(huán)系統(tǒng)工作。
[0213].風(fēng)機和風(fēng)閥分布:風(fēng)機可以僅設(shè)置一強力主風(fēng)機(5)，也可以在各出風(fēng)口和進風(fēng)口(或相應(yīng)管道)分別設(shè)置多個風(fēng)機。而風(fēng)閥分為兩種，一種是被動風(fēng)閥(4)，設(shè)置于出風(fēng)口，受空氣壓力即有氣壓差即打開，不受壓力即無壓力差時則關(guān)閉；另一種是主動風(fēng)閥(2)
(7)，設(shè)置于入風(fēng)口，由電腦控制，通過電機或電磁鐵推動進行開閉。根據(jù)上述，電動風(fēng)閥和風(fēng)機有3種工作狀態(tài)，
[0214]1.制冷內(nèi)循環(huán)狀態(tài)，這時食物加工設(shè)備和移物設(shè)備處于關(guān)閉和休眠狀態(tài)，外部空氣進氣風(fēng)閥(7)關(guān)閉，內(nèi)循環(huán)進氣風(fēng)閥(2)打開，風(fēng)機(5)和制冷系統(tǒng)(12)工作。
[0215]2.不制冷不循環(huán)狀態(tài)，這時低溫室已達所需溫度，低溫室設(shè)備(18)也處于關(guān)閉和休眠狀態(tài)，所以空氣循環(huán)系統(tǒng)不工作，風(fēng)機風(fēng)閥關(guān)閉。
[0216]3.外循環(huán)(或內(nèi)外混合循環(huán))狀態(tài)，這時低溫室設(shè)備(18)工作，外部空氣進氣風(fēng)閥(7)打開或半開，內(nèi)循環(huán)進氣風(fēng)閥(2)關(guān)閉或半閉，風(fēng)機(5)工作。主動風(fēng)閥這一類風(fēng)閥具體的打開或關(guān)閉程度，由電腦通過電機或電磁鐵控制。
[0217].外界空氣的出入口分布:常溫室采用半開放式設(shè)計，殼體有槽孔及風(fēng)扇，內(nèi)部空氣可與外界空氣交流，外界空氣的出入口可以以管道形式分布于機殼外部，也可以分布于常溫室內(nèi)部開放空間。
[0218]如上所述，低溫室設(shè)備有排氣管道和電動門方面的要求。下面描述與這些要求相配合的顧客取物口和食物加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)。
[0219]顧客取物口，為連通低溫室與外界的通道，顧客由此取得所售食物。取物口結(jié)構(gòu)如圖5所示，1.取物口 2.食物容器3.電動后門4.紅外傳感器5.電動前門6.排氣口。取物口(I)為一個帶有前后兩個電動門的保溫箱體，箱體內(nèi)置多個紅外傳感器。電動門由電腦控制開閉。電動后門(3)打開時移物系統(tǒng)放入所售食物，然后移物系統(tǒng)縮出，電動后門(3)關(guān)閉，電動前門(5)打開，由顧客取出食物。電腦通過與閥值對比紅外傳感器(4)通過的電流，從而獲知食物容器被取出，食物容器被取出后，則電腦控制電動前門(5)關(guān)閉。而排氣口則是連通空氣循環(huán)系統(tǒng)，低溫室內(nèi)空氣從打開的電動前門(5)進入，因為電動前門(5)打開時，電動后門(3)是關(guān)閉的，所以濕熱空氣會停留在顧客取物口腔體之內(nèi)。當(dāng)電動前門(5)關(guān)閉之后，當(dāng)電動后門(3)打開時，顧客取物口內(nèi)部兩個電動門之間的濕熱空氣會從排氣口(6)排出。在顧客取出食物容器電動前門(5)關(guān)閉之后，可以略微打開電動前門(3)，空氣循環(huán)系統(tǒng)繼續(xù)工作，待顧客取物口內(nèi)腔濕熱空氣排出后，再完全關(guān)閉顧客取物口，以防水氣凝結(jié)于光學(xué)設(shè)備透鏡，影響光學(xué)設(shè)備工作。底板還可以用玻璃制作，這樣可以把紅外傳感器安裝在玻璃底板的下部，透過玻璃感測食物容器。還可以在玻璃下使用二維碼掃描器或攝像頭二維碼掃描器，對玻璃底板上的食物容器底部的二維碼信息進行掃描錄入。還可以設(shè)置金屬探測器以了解放入的食物容器的材質(zhì)。
[0220]食物加工設(shè)備，即是可以對食物進行熱加工(微波爐、電熱爐等)，或是能改變?nèi)萜鲀?nèi)食物成分(熱水注射器等)，或是對食物容器進行操作(開啟、關(guān)合、刺穿等操作)的裝置。食物加工設(shè)備內(nèi)所包含的的裝置與通常的相應(yīng)裝置主要功能一樣，但均實現(xiàn)電氣自動化/電動化，例如采用電動門、電動水泵、電動風(fēng)閥等，通過電腦控制其打開關(guān)閉。如圖6所示，1.為排氣管道與空氣循環(huán)系統(tǒng)相連。2.為電線管道。3.保溫殼體。4.相應(yīng)內(nèi)部設(shè)備。5.電動門。6.電器發(fā)熱部件冷卻管道。具體工作方式是，移物系統(tǒng)放入和取出食物容器時，電動門(5)打開；工作時或閑置時，電動門(5)關(guān)閉；電腦通過電流的通斷進行控制各種電氣部件電路的開閉，內(nèi)有控制電線通過管道(2)。結(jié)構(gòu)上，均采用保溫外殼(3)，并通過排氣管道(I)與空氣循環(huán)系統(tǒng)等連接。相應(yīng)的內(nèi)部設(shè)備(4)(以微波加熱裝置為例，含有微波發(fā)射、電路、加熱腔、轉(zhuǎn)盤、風(fēng)扇)等發(fā)熱部件的散熱和冷卻通過獨立的保溫管道(6)與外界空氣交換而進行。食物加工裝置(如微波爐內(nèi)部腔體)內(nèi)部加熱腔內(nèi)熱空氣是通過排氣管道排出。
[0221]制冷系統(tǒng)，如下沭。采用了上述空氣循環(huán)系統(tǒng)，外界濕熱空氣就會主要從冷室進入，那么冰霜就會大量在冷室凝結(jié)，時間一長有可能堵塞冷室通道，這樣就需要在冷室定時加熱除霜。但是，自動售賣機的銷售可能發(fā)生在任何時候，假若銷售發(fā)生時冷室進行加熱除霜的時候，冷室就會一時間無法配合自動售賣機的銷售和食物加工等操作，所以冷室需要隨時可用。這樣制冷系統(tǒng)可以并行使用兩套一樣的系統(tǒng)交替工作來解決這個問題。另外，自動售賣機銷售發(fā)生時和沒有銷售發(fā)生時，其所需要的制冷功率是不同的，而且變化很大。所以制冷功率需要蓄存起來。如圖7所示，兩個與冷室(I)相同的冷室的交替工作，并各自有進氣口和進氣閥門(3)。兩個獨立冷室中其中一個相應(yīng)閥門打開時，進入的空氣會進入相應(yīng)的冷室，這時另一冷室的相應(yīng)閥門關(guān)閉，不制冷的冷室則加熱除霜。加熱除霜是通過電熱絲
(5)進行，冷室內(nèi)有溫度傳感器(7)，用以調(diào)節(jié)溫度。除霜后的冰水會從排水口(12)流出，排水口是一條細管。冷室內(nèi)還可以有閥門(8)和風(fēng)扇￠)，用于增強加熱除霜的速度。進入的空氣會先通過與制冷系統(tǒng)相連接(11)的蒸發(fā)器(10)或有致冷媒介的交換器，然后進入蓄冷器(9)。蓄冷器是層疊的內(nèi)有耐低溫的抗凍液的熱交換器，用于平衡制冷功率的波動。
[0222]上述方案中，制冷系統(tǒng)冷室交替除霜時需要其中一個冷室停機，并從大概零下25攝氏度提升到冰的熔點即O攝氏度以上，這樣會造成電能的耗費，也會使冷機不能同時工作，使制冷功率閑置。下面有一種動態(tài)改變通路和兩個冷室工作次序的改進方案可以解決上述問題。如圖7，其原理是，兩個冷室(16)在管道中，一上一下頭尾串聯(lián)，其中第一級溫度控制在略大冰點的溫度，第二級則控制在所需的最終溫度(大概是零下18-30攝氏度)，外部空氣入口(14)處進來的待冷卻的空氣先通過第一級冷室冷卻到接近冰點，然后再進入第二級冷室進一步冷卻。需要除霜的時候，只需要調(diào)整管道和閥門通路，就可以把原來的兩個冷室在通道中的先后關(guān)系調(diào)換，即原來的第一級變?yōu)榈诙墸瓉淼牡诙壸優(yōu)榈谝患?，相?yīng)的原來位于冰點以下的冷室溫度調(diào)整到冰點以上，這樣凝結(jié)的冰霜就會融解。無論如何變化，氣流總是從空氣循環(huán)系統(tǒng)的主風(fēng)機(15)處流出。這樣兩個冷室就可以同時工作，對應(yīng)的兩個冷機也可以同時工作，不受除霜操作影響。那么因為兩個冷室交替大于冰點O攝氏度，所以電熱絲(5)和風(fēng)扇(6)和閥門⑶就可以省略。當(dāng)空氣循環(huán)系統(tǒng)是內(nèi)循環(huán)的時候，因為從低溫室通道(13)進入的空氣溫度已經(jīng)在冰點以下了，制冷所需的功率也較小，所以溫度大于冰點O攝氏度的冷室就可以停止工作了，只需要改變管道和閥門通路，只使用一個冷室。假若低溫室內(nèi)溫度較高，需要快速降低溫度，那么這種情況下串聯(lián)或并聯(lián)同時使用兩個冷室也是可以的。這種情況可能發(fā)生在設(shè)備第一次啟動，或者銷售高峰期之后。
[0223]熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)，其功能是阻止冰霜在導(dǎo)軌表面和軸承表面凝結(jié)、并使已經(jīng)凝結(jié)在導(dǎo)軌表面和軸承中的冰霜融化、蒸發(fā)。當(dāng)本系統(tǒng)長時間有頻繁操作，即其中的食物長時間有頻繁銷售時，又或者開蓋維修時，單憑空氣循環(huán)系統(tǒng)，不能完全阻止冰霜于低溫室內(nèi)部凝結(jié)和不能迅速消除已經(jīng)凝結(jié)的冰霜，因而設(shè)置該系統(tǒng)。其工作方式為，于機械導(dǎo)軌內(nèi)部和軸承/滑塊外部設(shè)置或纏繞電熱線，通過電腦控制，間歇通過電流，使電熱線內(nèi)電阻發(fā)熱，使導(dǎo)軌和軸承溫度略大于冰點，這樣使冰霜不能凝結(jié)或使冰霜溶化蒸發(fā)。當(dāng)顧客取物口和食物加工設(shè)備工作產(chǎn)生濕熱空氣時，熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)工作；當(dāng)?shù)蜏厥覂?nèi)設(shè)備需要進行維護或維修，并開始從低溫狀態(tài)轉(zhuǎn)換到常溫狀態(tài)時，熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)工作；其余時候熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)不工作。其結(jié)構(gòu)如圖8，1.導(dǎo)軌2.滑塊/軸承3.軸承電熱線4.電阻絲5.導(dǎo)軌端頭/內(nèi)腔6.導(dǎo)熱材料7.導(dǎo)軌內(nèi)部電熱線8.電阻絲。導(dǎo)軌可使用空心光軸，電阻絲⑷經(jīng)由空心光軸(I)內(nèi)腔(5)通過(如圖上部)，內(nèi)腔有硅脂等導(dǎo)熱材料出)。電熱絲發(fā)熱把熱量傳導(dǎo)到導(dǎo)軌外表面，然后把冰霜蒸發(fā)。假若使用半封閉式導(dǎo)軌，如線軌、帶支撐的光軸等(如圖下部)，則電熱絲可以安裝在/靠在支撐部金屬件上，通過支撐部把熱量傳遞到導(dǎo)軌。因為這種電熱絲只是定時工作或某些特定時候如在維修時工作，算起來其平均發(fā)熱量是很少的，對低溫室制冷不構(gòu)成影響。另外，具體在什么時候使用熱蒸發(fā)除霜系統(tǒng)，可以通過計算低溫室設(shè)備開閉的頻密程度和冰霜的升華速度計算得出。
[0224]低溫室內(nèi)電熱絲和動作電機的發(fā)熱與低溫是否沖突？實際上不會，因為高功率的食物加工設(shè)備及其管段的熱量已經(jīng)通過保溫外殼、保溫層和空氣循環(huán)系統(tǒng)隔離。剩余的發(fā)熱元件功率較小，而且動作電機和電熱絲只是短時工作，沒有銷售發(fā)生時幾乎不工作，所以平均發(fā)熱量相對較少。這里的熱量會被循環(huán)的冷氣帶走。其消耗的電費和銷售食物的利潤相比，可以忽略不計。
[0225]食物容器可采用常用的方形或圓形一次性餐具，也可專門定做成特定尺寸。食物容器帶蓋，蓋可以打開或分離，食物容器通過合上蓋子可以密封。食物容器由微波相容材料，如PP塑料等制成，其中部分實施例中采用燒烤相容的鋁箔材料。食物容器形狀與移物系統(tǒng)機械手的形狀能相配合。如圖9所示1.?4.食物容器5.貨架支撐板。食物容器可以并列和層疊/立體放置，即可以把容器放置于另一容器的蓋子之上；也可以單層放置，即直接單層放置在貨架支撐板上。食物容器蓋子上應(yīng)該設(shè)置能略寬松地配合食物容器底部尺寸和形狀的凹槽，使食物容器上下堆疊時，能上下對中。容器并列放置，列與列之間需留有空間以方便移物系統(tǒng)取出食物容器。另外，根據(jù)需要，食物容器可有不同變體設(shè)計:a.比如售賣裝置周圍無法提供餐具時，可以在食物容器蓋子上加設(shè)一凹槽，放置一次性餐具(湯羹、筷子、刀叉等)b.比如顧客需要遠距離攜帶食物時，食物容器還可以采用內(nèi)外雙層設(shè)計，夕卜層采用一紙盒，內(nèi)層放置一次性餐具和食物容器。
[0226]貨盤，如前視透視示意圖3所示，設(shè)置于非活動區(qū)，每個非活動區(qū)均設(shè)置一個。貨架采用多層結(jié)構(gòu)，和日常所用儲物貨架類似，由金屬做骨架，各層設(shè)有分隔板，食物容器放置于板上。部分食物加工設(shè)備也固定于金屬骨架之上。為防止售賣系統(tǒng)工作或其他原因產(chǎn)生震動而導(dǎo)致食物容器移位，支撐食物容器的分隔板上可以設(shè)置平底椎形凹槽或間隔條紋或間隔板，其形狀可以配合放置的食物容器，并略帶松動。食物容器放置凹槽/間隔條紋/間隔板當(dāng)中，可以保持食物容器的位置。貨架上可以設(shè)置臨時存放的空位，以便節(jié)約食物容器的搬運時間和并可以對加工后過熱的食物容器進行冷卻。
[0227]移物系統(tǒng)如下沐:
[0228]機械手的機械原理和工作方式是公知的技術(shù)。都是通過電腦控制伺服/步進電機產(chǎn)生動力，再通過(同步帶/絲杠/齒條/齒輪等)傳動件傳動,再配合配重和助力部件以平衡重量增加速度，其機械終端(機械夾爪/吸嘴等)能沿導(dǎo)軌或轉(zhuǎn)軸作三維運動(滑動或轉(zhuǎn)動)。所以說明書里就不再重復(fù)這些常識?？偟膩碚f，因為機械手常用的自由度不會超過6個，而且在自動售賣機中使用因為不十分受力，精度方面要求相對于機床行業(yè)也低，所以成本不高。
[0229]而本發(fā)明移物系統(tǒng)機械手是專為能探入貨架和設(shè)備中拾取或放置食物容器并能工作于有限空間中而設(shè)計，伸出時可以探入貨架和各種設(shè)備單元之內(nèi)，收縮時完全脫離貨架和設(shè)備范圍。如圖10所示，1.上下運動機構(gòu)2.活動連接部(連接4/5/6) 3.左右運動機構(gòu)4.前后運動機構(gòu)5.轉(zhuǎn)軸(沿上下方向)6.機械夾手
[0230]其結(jié)構(gòu)特點在于:左右運動機構(gòu)(3)基于上下運動機構(gòu)(I)，機械夾手(6)方向能沿上下軸線轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸(5)基于左右運動機構(gòu)(3)上的活動連接部(2)，前后運動機構(gòu)(4)基于轉(zhuǎn)軸(5)終端，前后運動機構(gòu)有多級伸縮設(shè)計能大幅度伸長，機械夾手(6)基于前后運動機構(gòu)，機械夾手(6)為水平上的平行式夾爪，(即夾鉗面平行于底面，且左右夾鉗平行)，能松開和夾持食物容器。
[0231]因為整個系統(tǒng)是基于上下運動機構(gòu)(I)，上下運動機構(gòu)(I)需要負擔(dān)所有移動部的重力及高速運動所需要的推力。同時，食物容器通常較大，內(nèi)含液體有相當(dāng)重量，也是因為食品屬于反復(fù)快速消費品，銷售量比其他貨物更大，要求有更大的儲存空間，相應(yīng)地自動售賣設(shè)備體積及其機械系統(tǒng)的行程和重量也更大。所以，這里適宜使用高速傳動件。同步帶是實現(xiàn)該行程范圍高速運動，成本和精度方面都合適的傳動方式。但同步帶承重能力有限，所以上下運動機構(gòu)(I)是要有平衡配重裝置。另外，在高速運動過程中，電機很容易失步，會導(dǎo)致上下運動機構(gòu)兩端不同步，以至于卡死不能工作，所以需要用硬軸串聯(lián)兩端同步輪，使上下運動機構(gòu)兩邊同步。
[0232]移物系統(tǒng)上還可以安裝攝像頭、光電傳感器等部件，用以記錄下移物系統(tǒng)的工作過程，或者進行人工遠程協(xié)助，或用于動態(tài)調(diào)節(jié)移物系統(tǒng)動作。
[0233]具體工作方式和流程:
[0234].入貨方式
[0235]本機的入貨方式是指外界貨品進入本機主箱體即低溫室。低溫室部分不設(shè)活動門，僅通過取物口與外界交換食物容器，僅在需要維修時打開后背螺絲固定的隔板進行維修。即是通過人手把貨品(食物容器)放置于顧客取物口內(nèi)部平臺，然后本機移物系統(tǒng)由取物口取得貨物，然后放置或堆疊于貨架之上，從而完成進貨過程。本機顧客取物口上的電動門取代了通常售賣機箱體上的大型活動門，移物系統(tǒng)機械手拾放取代了人工把貨品放置于貨架上。而入貨人員每輸入一個種類的貨物時，均向機內(nèi)電腦發(fā)送信息，告知電腦所補入貨物種類及數(shù)量(或者，售賣機自動掃描食物容器上的條形碼，自動獲取相關(guān)信息)。電腦控制機內(nèi)的多個顧客取物口交替打開電動門。補貨人員于于其中一個顧客取物口補入貨物時，如圖5所示的(5)電動前門是打開的，(3)電動后門是關(guān)閉的。這時補貨人員放入貨物，然后向電腦發(fā)出相應(yīng)信息，告知電腦，可以于相應(yīng)取物口開始拾取相應(yīng)種類貨物。然后電動前門關(guān)閉，電動后門打開，本機移物系統(tǒng)機械手開始取物。機械手取得貨物后，電動前門再次打開，電動后門關(guān)閉，電腦發(fā)出信號告知補貨人員該貨品入貨完成，機械手把貨物存入貨架相應(yīng)位置，然后繼續(xù)重復(fù)這一過程。
[0236].儲存方式
[0237]本機食物放置于如前所述的低溫室貨架內(nèi)，其冷凍方式(空氣循環(huán)系統(tǒng))采用風(fēng)冷的制冷方式以方便進行自動除霜，也和通常儲存速凍食物的封閉式冷柜一樣，食物通常置于零下-18攝氏度以下，且每份食物均有一個一次性食物容器密封，與環(huán)境空氣隔離，并保持食物水分。如圖9所示，本機儲存食物時較其他售賣機不同的儲存方式，食物容器由機械手如積木般堆疊在一起，對食物容器的排列堆疊方式:
[0238]1.食物容器左右間隔一定距離，左右間隔一定距離是為了使夾鉗能夠活動探入食物容器兩側(cè)以便夾取容器，其距離是略大于單側(cè)夾鉗寬度。
[0239]2.上下直接堆疊，上下堆疊可以節(jié)約空間放置更多容器，同時利用容器外殼作支撐物，使貨架結(jié)構(gòu)得以簡化，降低成本。
[0240]3.前后形成層高不等的疊層，圖9所示為前后等高的情況，實踐中，靠近移物系統(tǒng)機械手那一疊層應(yīng)該高于遠離機械手的疊層。因為移物系統(tǒng)機械手具有伸縮機構(gòu)(如圖10-4所示)，并具有一定高度尺寸，伸縮機構(gòu)高度高于機械手，在探入貨架超過一定深度時，伸縮機構(gòu)也會進入貨架內(nèi)，空間上并受頂部貨架板的約束。因此為了使伸縮機構(gòu)不碰到頂部貨架板，機械手不能觸及遠離機械手的疊層的項部空間，即其堆疊層數(shù)小于靠近機械手的疊層。
[0241]?食物制售方式
[0242]電腦接收到顧客發(fā)出的購買指令后，移物系統(tǒng)機械手于貨架中拾取相應(yīng)種類的食物容器，依次放入低溫室內(nèi)各種食物加工設(shè)備中加工，放入或取出食物容器時，設(shè)備的電動門伴隨機械手放入取出相應(yīng)地打開，在機械手退出后關(guān)閉。設(shè)備工作時電動門也是關(guān)閉的。加工完畢后，食物加工設(shè)備電動門打開，機械手取出食物容器。然后取物口內(nèi)電動門打開，食物容器被機械手放入顧客取物口，機械手退出后取物口內(nèi)電動門關(guān)閉而外電動門打開，待電腦通過傳感器獲知顧客取出食物容器后，外電動門關(guān)閉，交易完成。在此過程中，空氣循環(huán)系統(tǒng)亦如前所述全程對濕熱空氣進行排除操作。
[0243]特定實施例
[0244]移物系統(tǒng)有很多種形式。下面從食物容器固定方式的不同和移物系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不同提出5個特定設(shè)施例，并描述它們與上述通例不同之處:
[0245]一種最佳實施例是凹槽夾鉗自動售賣機，這種結(jié)構(gòu)的其余部分與上述通例完全一致，但是使用了具有能配合食物容器的特定形狀的凹槽板和機械夾鉗。這一種結(jié)構(gòu)對控制軟件設(shè)計的要求較低，而且特別適用于自動售賣機有可能被搬動的地方。
[0246]這種自動售賣機使用了一種凹槽板。這種凹槽板可以使用塑料片材通過吸塑這種簡單的加工，或者薄鐵皮沖壓，很容易就成批生產(chǎn)出來。如圖11所示，這種凹槽板的尺寸能與貨架的支持框架(I)配合，并具有翻邊(2)能直接扣入貨架，板上有前后方向的條紋溝槽
(3)用以加強薄板的支撐能力，最重要的是具有凹槽(4)，這種凹槽深度較淺用以固定食物容器。凹槽形狀與食物容器底部形狀相配合。凹槽可以有多個級(階梯狀凹槽)，用以支持多個不同尺寸的食物容器。這種凹槽板按一致的間隔固定放置排列在貨架各層的支持框架上。凹槽板主要是用在貨架上，也可以放置在低溫室設(shè)備當(dāng)中。但是低溫室設(shè)備中的食物加工設(shè)備內(nèi)部加工食物過程中可能產(chǎn)生較高溫度，所以應(yīng)該采用耐溫材料。另外，假若是使用金屬和沖壓技術(shù)生產(chǎn)凹槽板，那么大面積的變形凹槽，實現(xiàn)成本較高。那么可以用同樣尺寸的圓圈形凸起(類似火山口環(huán)形山脈這樣的形狀)來實現(xiàn)同樣的功能。
[0247]這種自動售賣機還使用了一種夾鉗。這種夾鉗為水平夾式機械夾鉗，水平夾式機械夾鉗較適合夾取薄壁式或強度較低的食物容器。這種夾鉗并具有一定形狀，即夾鉗從食物容器側(cè)向兩端夾取位于兩夾鉗中間的食物容器。還可以上下間隔一定距離安置多個尺寸不同的夾鉗，即夾鉗以一定間隔層疊，底層夾鉗兩邊距離略寬，上層的距離略窄，這樣能夠用一個機械手同時配多個夾鉗以夾取不同尺寸和外形的食物容器，而傳感器只需要布置在底層夾鉗。夾鉗的夾持動力由步進/伺服電機減速而產(chǎn)生，可以精確控制夾持距離或力度。夾鉗鉗形根據(jù)食物容器外形，有多種選擇，可以是圓形、方形或其混合等。以常見的一次性的外部側(cè)壁有椎度的開口帶翻邊的碗形食物容器為例，如圖12前視截面圖所示，夾鉗可以夾持大小兩種尺寸的容器，左邊⑴為夾持小容器的情況，右邊⑵夾持大容器的情況，夾鉗左右兩側(cè)各有兩層(或以上)，上夾鉗(4)用于夾持尺寸較小的容器￠)，下夾鉗(5)用于夾持尺寸較大的容器(7)，則夾鉗內(nèi)側(cè)與食物容器配合都是帶椎度的圓柱形，并有凸起以能卡入翻邊凹槽(8)。
[0248]一種使用光學(xué)系統(tǒng)和平板貨架，并把光學(xué)系統(tǒng)和移物系統(tǒng)結(jié)合的特定實施例。這個特定實施例用光學(xué)系統(tǒng)替代了上述特定實施例里面的凹槽板。這里面使用光學(xué)系統(tǒng)的原因是:機械振動，或顧客拍擊自動售賣機，或自動售賣機被搬動，或突然斷電，或某種緣故的機械誤差等原因，都有可能使食物容器移位。那么對于上面最佳實施例的沒有自動反饋按固定軌跡運動的移物系統(tǒng)來說，有可能意外推撞食物容器，或推倒食物容器，那么后續(xù)一系列操作都會成為災(zāi)難。這個時候或許可以通過人工遠程協(xié)助來解決，但終歸是穩(wěn)定性不足。所以引入光學(xué)系統(tǒng)來對食物容器定位來增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0249]光學(xué)系統(tǒng)包括攝像頭和多個近距紅外反射式傳感器。光學(xué)系統(tǒng)其具體構(gòu)造如下:
[0250].攝像頭可拍攝記錄機內(nèi)圖像，可以通過圖像識別，可以獲取食物信息和位置信息。例如，獲取食物容器上印制的條形碼，使取物裝置與食物容器位置對中等。
[0251].紅外線反射式傳感器用于精確獲取食物容器的位置信息。紅外反射式傳感器分布于不同位置且分別面向不同的方向，可在多個方向獲取食物容器與傳感器之間的距離信息。隨著光學(xué)系統(tǒng)與食物容器相對位置的變化，則紅外反射量量也會變化，并導(dǎo)致通過傳感器的電流改變，通過檢測電流變化的極值，或通過多個傳感器電流的比較，從而獲得食物容器相對位置的精確信息。
[0252]光學(xué)系統(tǒng)是和移物系統(tǒng)結(jié)合起來的。夾鉗上有多個紅外反射式傳感器，通過紅外線的反射量的變化可以監(jiān)測食物容器與傳感器之間相對距離的變化，從而獲取某一方向食物容器相對于移物系統(tǒng)的精確相對坐標。夾鉗上的傳感器等通常位于下夾鉗上表面，介于兩層夾鉗之間
[0253]紅外傳感器，一種不對稱的正側(cè)向布置方式，如圖13所示，1.前向傳感器a 2.內(nèi)側(cè)傳感器b 3.內(nèi)側(cè)傳感器c 4.內(nèi)側(cè)傳感器d 5.前向傳感器e 6.攝像頭7.夾鉗8.夾鉗關(guān)節(jié)9.夾鉗機械部10.傳感器放大圖11.傳感器固定殼12.反射式紅外傳感器。13.正對反射14.非正對反射。具體工作方式和過程是:
[0254]1.移物系統(tǒng)機械手移動到預(yù)設(shè)的坐標處，用攝像頭對食物容器進行拍攝，電腦對拍攝所得圖片進行圖像識別，獲取食物容器粗略坐標。
[0255]2.移物系統(tǒng)機械手對食物容器夾取前，先移動到準備要取出的食物容器粗略坐標正前方，略偏左或略偏右的位置處，夾鉗收緊。
[0256]3.前向傳感器a開始工作，機械手先在運動區(qū)作橫向平行移動(從左向右，或從右向左，根據(jù)上一條的具體偏置方位確定)，這時夾鉗雖然與食物容器不接觸，但左右移動使前向傳感器a與食物容器的距離產(chǎn)生變化，如圖13中13/14所示，相比非正對反射，只有當(dāng)前向傳感器a正向正對食物容器時,紅外反射量最大，即通過紅外傳感器的電流最大，而電腦在移物系統(tǒng)的移動過程中對電流進行實時監(jiān)測，并記錄下其通過傳感器電流最大/極值/閥值時移物系統(tǒng)坐標，即此傳感器正向正對食物容器的橫向坐標，通過此坐標可以獲得食物容器與取物裝置的相對橫向坐標，從而可以使移物系統(tǒng)機械手正對食物容器，電腦獲取電流變化信息后，前向傳感器a即可停止工作。
[0257]4.機械手與食物容器對正，電腦根據(jù)食物容器的標準尺寸，控制機械手展開，使夾鉗內(nèi)側(cè)空間略大于食物容器的尺寸，這樣加鉗可以向前探入而不會觸碰食物容器。
[0258]5.啟動內(nèi)側(cè)紅外傳感器b，然后探入貨架內(nèi)/食物容器外圍，當(dāng)此傳感器于夾鉗側(cè)向正對食物容器時，紅外反射量最大，即通過紅外傳感器的電流最大，而電腦在移物系統(tǒng)的移動過程中對電流進行實時監(jiān)測，并記錄下其通過傳感器電流最大/極值/閥值時移物系統(tǒng)坐標，即此傳感器于夾鉗側(cè)向正對食物容器的縱向坐標，通過這些坐標可以獲得食物容器與取物裝置的相對縱向坐標，從而可以使移物系統(tǒng)縱向?qū)φ澄锶萜?，獲取電流變化信息后，內(nèi)側(cè)紅外傳感器b即可停止工作。
[0259]6.紅外線傳感器c/d/e有多種功能，一是對ab兩個傳感器所獲信息，利用加權(quán)判別的辦法進行確認和修正，減少食物容器印刷、皺褶、污跡對反射式紅外傳感器的干擾；二是更準確地獲取非圓食物容器的坐標，比如矩形不帶圓弧的食物容器。具體原理為，當(dāng)機械手夾鉗移動到能包圍食物容器或食物容器置于夾鉗中間時，即移動到根據(jù)傳感器a/b的信息所生成的食物容器坐標處并準備對食物容器進行抓取時，c/d傳感器的電流應(yīng)該是相等或相近的，通過對比c/d的電流，并綜合傳感器a的信息，電腦可獲知左右夾鉗相對于食物容器的距離，并調(diào)整機械手橫向坐標。通過比較傳感器e與閥值得比較，并綜合傳感器b的信息，電腦可獲知左右夾鉗相對于食物容器的距離，并調(diào)整機械手縱向坐標。
[0260]7.取物動作:夾鉗收縮到食物容器的尺寸，夾取食物容器。在收緊夾鉗時，移物系統(tǒng)會做出前后運動，補償夾鉗收縮時夾鉗中心坐標的變動。夾鉗夾取食物容器之后，先略提高食物容器，使食物容器脫離底部支撐物，然后取物機械手縮回。食物容器的拾取完成。
[0261]下面再列舉紅外傳感器的一種左右對稱的斜向設(shè)置方式，(最終的布局方式可以是兩種設(shè)置方式其中一種或其混合或其部分)，如圖14所示，1.前向傳感器a 2.內(nèi)側(cè)傳感器b 3.內(nèi)側(cè)傳感器c 4.攝像頭5.夾鉗6.夾鉗關(guān)節(jié)9.夾鉗機械部8.傳感器放大圖9.正對反射10.非正對反射，其具體工作方式和過程與前一設(shè)置方式類似，不同之處如下:
[0262]1.前后對正。當(dāng)機械手于食物容器前方橫向移動時，當(dāng)前向傳感器a及其左邊對稱部位傳感器兩者通過的電流一致時(即兩者之絕對差值小于等于某一閥值時)或者兩者絕對差值最小時，則機械手與食物容器是正向?qū)χ械摹?br>
[0263]2.比較傳感器通過電流大小時，假若兩個傳感器反饋電流對同樣距離的感測不能一致時，電腦則需要在機器設(shè)備調(diào)試時予以修正，調(diào)整計算參數(shù)
[0264]3.左右對正。當(dāng)夾鉗子食物容器兩側(cè)縱向移動時，當(dāng)前向傳感器a或其左邊對稱部位傳感器兩者通過的電流達到最大值時，則傳感器與食物容器是斜向?qū)φ模缓箅娔X算出縱向?qū)φ鴺?，并使其與夾鉗中部左右對正。
[0265]4.最終調(diào)整。當(dāng)食物容器已經(jīng)大致位于夾鉗中部時，內(nèi)側(cè)傳感器b/c及其左部對稱部位傳感器起排除干擾和調(diào)整修正的作用，當(dāng)通過4個傳感器的電流均一致時，則食物容器處于夾鉗正中。電腦據(jù)此對機械手坐標進行調(diào)整。
[0266]一種特定實施例是使用扣手的平板式貨架的結(jié)構(gòu)。一種比較適合有較高強度的食物容器所使用的前扣式機械手，其結(jié)構(gòu)和控制更簡單。但是食物容器只能單層放置，不能疊起來，這樣就需要更多的貨架層數(shù)。如圖15所示(水平剖面)1.容器2.容器翻邊凹槽3.夾鉗活動部、上部4.彈性元件5.轉(zhuǎn)軸6.夾鉗動力裝置7.機械手掌手臂8.夾鉗固定部、下部9.上向傳感器/翻邊傳感器10.攝像頭11.前向傳感器
[0267]前扣式機械手，其夾取方式為僅從容器前端夾取食物容器，其夾鉗夾住容器前端的翻邊和凹槽，并且夾鉗抵住食物容器前端，使食物容器保持容器開口向上的姿態(tài)。其結(jié)構(gòu)為夾鉗兩個部分上下分置，上部可以活動能夠從上夾緊容器的翻邊和凹槽，下部為固定部分，其形狀能夠扣住容器的翻邊和凹槽，并且能抵住容器前端下半部，且形狀與容器前端下半部分配合。本發(fā)明中，夾鉗動力部分其中一個方案是通過彈性元件提供夾緊力，和通過電磁鐵/氣動元件等提供張開動力。夾鉗上同樣分布有反射式紅外傳感器和攝像頭，其分布于夾鉗下部。夾鉗具體工作方式和過程是:
[0268]1.移物系統(tǒng)機械手移動到預(yù)設(shè)的坐標處，用攝像頭對食物容器進行拍攝，電腦對拍攝所得圖片進行圖像識別，獲取食物容器粗略坐標。
[0269]2.移物系統(tǒng)機械手對食物容器夾取前，先移動到準備要取出的食物容器粗略坐標正前方。
[0270]3.前向傳感器a開始工作，機械手先在運動區(qū)作橫向平行移動，這時夾鉗雖然與食物容器不接觸，但左右移動使前向傳感器a與食物容器的距離產(chǎn)生變化，與前文所述一樣，如圖13中13/14所示，相比非正對反射，只有當(dāng)前向傳感器a正向正對食物容器時，紅外反射量最大，即通過紅外傳感器的電流最大，而電腦在移物系統(tǒng)的移動過程中對電流進行實時監(jiān)測，并記錄下其通過傳感器電流最大/極值/閥值時移物系統(tǒng)坐標，即此傳感器正向正對食物容器的橫向坐標，通過此坐標可以獲得食物容器與取物裝置的相對橫向坐標，從而可以使移物系統(tǒng)機械手正對食物容器，電腦獲取電流變化信息后，前向傳感器a即可停止工作。
[0271]4.機械手先在運動區(qū)作橫向上下移動，前向傳感器a開始工作，上下移動使前向傳感器a與食物容器的距離產(chǎn)生變化，而電腦在移物系統(tǒng)的移動過程中對電流進行實時監(jiān)測，并記錄下其波形，然后電腦根據(jù)其波形和極值可以得出翻邊的豎立方向坐標，從而可以使移物系統(tǒng)機械手夾鉗下端能準確計算出容器的翻邊和凹槽的位置。
[0272]5.電腦獲取電流變化信息后，前向傳感器a停止工作。電腦控制夾鉗緩緩向前，這時，夾鉗上部是打開的。當(dāng)前進過程，食物容器翻邊阻礙翻邊傳感器信號的時候，電腦獲知翻邊在前后向上的坐標，然后，夾鉗上部是打開的斷電并關(guān)閉。機械手扣住食物容器翻邊。
[0273]6.取物動作:電腦控制夾鉗扣入容器翻邊凹槽，并夾緊。緩緩上提一端距離使食物容器脫離底部支撐物，然后取物機械手縮回。食物容器的拾取完成。
[0274]一種特定實施例是使用勾推手配合伸縮托盤并使用有條紋的平板式貨架的結(jié)構(gòu)，這種勾推手實質(zhì)上是一種水平移動的異型套框(鐵圈)。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)省略了機械手這個復(fù)雜部件，而且對食物容器形狀的配合要求較低，還可以有更高的食物存放密度，但是食物容器只能單層放置，不能疊起來，這樣就需要更多的貨架層數(shù)。而且這種結(jié)構(gòu)比較適合扁平形食物容器，對高窄形則不適用。
[0275]推勾手結(jié)構(gòu)如圖16所示，這是一種水平移動的異型套框(鐵圈)。這種勾推手具有支持手柄(5)支撐整個勾推手，手柄底部有多個光學(xué)設(shè)備出)，包括攝像頭和紅外傳感器，其反饋原理與上面最佳實施例所述的類似部分一致。中間有錐度圓形狀食物容器，即常見的一次性食物容器，食物容器有最大外緣(3)，下部推拉外緣(4)。需要指出的是食物容器并不限定于圓形，這里只是為了說明，最主要的是上述兩個不同尺寸的外緣。推拉手的套框(2)略大于食物容器的最大外緣(3)，推拉手的小套圈(I)能與食物容器的下部推拉外緣
(4)配合。這種推勾手的工作原理和步驟是，推拉勾手移動到食物容器正上方，位于食物容器和貨架上層板的間隙當(dāng)中，然后稍微下降，先根據(jù)傳感器確定，食物容器的大概位置。然后再下沉，套框套入食物容器蓋子的突緣，蓋子突緣直徑比推勾手套框小很多，所以這時候還沒有觸碰食物容器，推勾手向移出方向推動食物容器的蓋子的突緣，即推動或拉動食物容器，使食物容器與前一個緊靠的食物容器略微產(chǎn)生間隔，直到間隔足夠勾推手探入而不會觸碰倒這兩個緊靠的食物容器，然后勾推手探入上述間隔當(dāng)中，下沉套入至食物容器下部，對食物容器推拉。因為勾推手的內(nèi)緣形狀尺寸是確定的，所以是可以根據(jù)機械手坐標計算出被推拉的食物容器的位置。
[0276]與上述配合的是下面的兩種有間隔條紋的貨架層板。如圖17所示，食物容器(I)被分隔在間隔條紋⑷之間。間隔條紋⑷的朝向和食物容器的進出方向一致，用于隔開食物容器和單向固定食物容器，其寬度和食物容器底部寬度一致。出口處有較為出口凸出部(2)，即是平緩的間隔條紋，防止食物容器因為某些原因掉落，并可以使食物容器移動到這個位置時微傾斜，方便伸縮托盤插入其底部。
[0277]貨架層板的間隔條紋，除了前后推拉的結(jié)構(gòu)(3)，還有倒L軌道推拉的結(jié)構(gòu)(5)。倒L軌道推拉的結(jié)構(gòu)(5)有橫向間隔條紋。
[0278]伸縮托盤，就是一個位于推勾手下方，高度相對于推勾手是固定的，但是可以相對于推勾手前后伸縮移動的水平薄片鏟，其兩側(cè)邊緣有與食物容器底部尺寸一致的前后向間隔條紋，可以防止食物容器橫向脫出。其有微小角度向前下方傾斜。在推勾手的配合下，在食物容器前半部分通過凸出部(2)的時候，可以向前插入食物容器底部，或在貨架出口接住食物容器。其功能就是托住食物容器。這種伸縮托盤的伸縮長度是可以由步進、伺服或交流同步減速電機控制。
[0279]一種利用拾取器拾取密集容器(或包裝)疊層的特定實施例。有的食物容器很小，里面的食物很少，有的是扁平狀，有的數(shù)量很多，有的是異型結(jié)構(gòu)，有的是軟包裝，進貨時若一個個放入，會很花時間，為了方便進貨，因此有了以下設(shè)計。
[0280]如圖18所示，這種結(jié)構(gòu)使用的容器是特制大號抽屜式儲運容器(2)，內(nèi)有大量的單層或多層的小食物容器(I)，儲運容器(2)底部或底面具有與貨架配合的結(jié)構(gòu)，能直接擱在貨架橫梁上而不會前后移位，與貨架橫梁上的定位夾塊配合而不會左右移動，即能保持固定，不會輕易移位。儲運容器底部具有凹槽用于存放小食物容器，與小食物容器底部形狀能配合。抽屜式儲運容器(2)還有把手(4)，能讓下面會說到的移物系統(tǒng)的機械手的倒勾叉扣入的一種向下開放有錐形喇叭狀過渡開口的圓柱形插槽。還有便于移物系統(tǒng)定位調(diào)整坐標用的光學(xué)標記(3)。
[0281]如圖19所示，上述抽屜式儲運容器是配合一種特定的鉤叉手(2)使用的。這種鉤叉手具有向上的鉤叉(3)，可以插入抽屜式儲運容器的把手處，并伴隨機械系統(tǒng)的移動能把抽屜式儲運容器搬動。還有，薄片平鏟(5)和推拉圈(4)。推拉圈(4)可以由機械(I)推移，能伸出和縮入薄片平鏟(5)的范圍。假設(shè)把一直徑小于推拉圈的容器放在平臺上，并已經(jīng)知道該容器的尺寸和坐標，推拉圈伸出可以從容器上方套入食物容器，并收縮把食物容器拉入或推出薄片平鏟(5)的范圍。因為推拉圈有固定形狀，所以伸出推拉圈套入小食物容器的時候，通過前后左右移動推拉圈，是可以擺正小食物容器的位置的。這里食物容器底部和薄片平鏟都應(yīng)該有過渡的斜面邊緣，便于上述推拉操作。
[0282]如圖20所示，與上述鉤叉手配合的還有一個能從抽屜式儲運容器中抓取小食物容器的4爪拾取器，上述鉤叉手抓住抽屜式儲運容器，把抽屜式儲運容器移動到光學(xué)傳感器(3)的下面，電腦對光學(xué)信息進行分析，對抽屜式儲運容器內(nèi)部的其中一個小食物容器進行定位，然后鉤叉手把抽屜式儲運容器移動，使該小食物容器與4爪拾取器對中。4爪拾取器具有固定長柄(I)，其長度使4爪拾取器能探入抽屜式儲運容器中抓取消食物容器，而不會觸碰到抽屜式儲運容器的外殼。4爪拾取器下部有4夾鉗片(2)，夾鉗片有倒鉤方便鉤入食物容器翻邊。移物系統(tǒng)把小食物容器對中后，把抽屜式儲運容器提升，然后讓4爪拾取器探入抓取小食物容器(4)。然后移物系統(tǒng)下沉，把抽屜式儲運容器放置回原位。接著，利用上述圖19中的薄片平鏟和推拉圈，待薄片平鏟和推拉圈與被抓住的小食物容器對中，并提升到能夠支撐小食物容器，然后松開4爪拾取器，使小食物容器完全放置在薄片平鏟上。然后鉤叉手移動到其他設(shè)備，把小食物容器交由其他設(shè)備處理。
[0283]另外，拾取器還可以用負壓吸盤的形式，方便拾取扁平軟包裝狀的食物。
[0284]食物加工設(shè)備有很多種形式，烹制設(shè)備可以可以對食物進行烹制(例如，微波加熱裝置、電烤爐、熱空氣/蒸汽噴管、電熱煎板、食物預(yù)熱裝置、超聲波混合裝置等)，調(diào)制設(shè)備可以改變食物成分或食物容器的結(jié)構(gòu)(冷水熱水注射裝置、固體調(diào)味料/液體或軟固體擠出設(shè)備、食物容器蓋子刺穿設(shè)備、食物容器蓋子開合設(shè)備等)，也可以是上述各種裝置的組合。
[0285]下面從食物加工設(shè)備方面，用8個特定實施實例予以說明，包括:熟食自動售賣機、微波式面條類自動售賣機、煎炸薄餅類自動售賣機、油炸燒烤食品自動售賣機、注射加工式面條類自動售賣機、面包食品自動售賣機、花式即調(diào)飲品自動售賣機、混合果蔬飲品自動售賣機。
[0286]熟食自動售賣機其設(shè)計結(jié)構(gòu)為:具有多個顧客取物口，其食物加工設(shè)備包括有多個微波設(shè)備，其食物加工設(shè)備還包括有多個保溫預(yù)熱設(shè)備，其食物加工設(shè)備還包括有食物容器刺穿設(shè)備。其食物容器采用微波相容材料，如PP塑料等。其他結(jié)構(gòu)則與本發(fā)明通用部分一致。
[0287]熟食自動售賣機的食物容器刺穿設(shè)備為一根吸管大小的豎直的不銹鋼刺針管或同樣大小的不銹鋼角型材。其針部位于刺針管底部，其針部呈斜面狀而且底部尖銳能刺穿食物容器。刺針管可以固定安裝，也可安裝于可向下活動部件(如電磁鐵等)。刺針管固定時，可以通過向上移動食物容器而把食物容器刺穿。刺針管安裝于活動部件時，可以通過活動部件向下而刺穿食物容器。因為該食物加工設(shè)備不產(chǎn)生熱量，所以該設(shè)備無需箱體和電動門。
[0288]熟食自動售賣機的保溫預(yù)熱設(shè)備是一種用于對食物預(yù)熱或?qū)σ呀?jīng)加工好的食物保溫的食物加工設(shè)備，其外殼和其他食物加工設(shè)備一樣由保溫外殼、電動門、空氣循環(huán)管道組成，其內(nèi)部有發(fā)熱零件(如電阻絲和電熱管、紅外管等)和溫度傳感器，能控制內(nèi)部空氣溫度。
[0289]熟食自動售賣機其工作方式特點為:制售食物的過程中，當(dāng)移物系統(tǒng)機械手抓取食物容器之后，機械手夾鉗會先移動到刺穿設(shè)備即刺針管的底部，使刺針管對正食物容器蓋子需要刺穿的凹槽處(凹槽通常位于蓋子的正中央)，然后機械手緩緩提升或刺針管下沉使刺針管刺穿食物容器，刺穿容器后機械手下沉并使容器脫離刺針管，最后機械手縮回運動區(qū)。完成上述程序后，機械手才把食物容器交由其它設(shè)備處理并交售于顧客。其中，為了縮短顧客等待時間，于銷售高峰期來臨之前，或于微波設(shè)備工作且移物系統(tǒng)機械手空閑時，會準備好一定數(shù)量加工好的食物，食物容器會進入預(yù)熱保溫設(shè)備預(yù)熱，然后才放入微波設(shè)備加熱，加熱后再放回預(yù)熱保溫設(shè)備，以備隨時交售于顧客。
[0290]微波式面條類自動售賣機其設(shè)計結(jié)構(gòu)為:具有多個顧客取物口，其食物加工設(shè)備包括有冷熱水注入設(shè)備及相應(yīng)冷熱水保溫管道，其食物加工設(shè)備包括有多個微波設(shè)備。其常溫箱內(nèi)有蓄水系統(tǒng)和冷熱水供水系統(tǒng)。其食物容器采用微波相容材料。其他結(jié)構(gòu)則與本發(fā)明通用部分一致。具體為:
[0291][微波式面條類自動售賣機]的冷熱水注入設(shè)備，其外部與其它食物加工設(shè)備類似都是帶電動門并與空氣循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)通的保溫箱體。其內(nèi)腔如圖21，有豎直的管狀熱水注射器(5)，下端尖銳能刺穿食物容器，另一端通過保溫管道(3)聯(lián)通熱水系統(tǒng)。保溫管道內(nèi)有電熱絲和感溫裝置，能夠使管道中的液體即使長期靜置也不會凍結(jié)，并保持一定溫度。熱水注射器上端也纏繞有電熱絲及感溫裝置，以防注射器內(nèi)液體凍結(jié)，即恒溫器(4)。熱水供水系統(tǒng)食用水水泵通電工作時，熱水注射器會射出熱水。而排氣管(6)在注射熱水的過程中排除廢熱濕氣。冷水注射器(7)可以注入食用冷水。和[油炸燒烤食品自動售賣機]的熱空氣注入蓄熱式電烤箱設(shè)備一樣，有結(jié)構(gòu)類似的平臺(2)及其提升裝置(I)，平臺的工作方式和效果也一樣，可以讓注射器刺穿/脫離食物容器。
[0292]微波式面條類自動售賣機的蓄水和冷熱水供水系統(tǒng)，則與常見的管道熱水箱系統(tǒng)或桶裝水系統(tǒng)相似。
[0293]微波式面條類自動售賣機其工作方式特點為:其中的速凍干面條和肉菜、調(diào)料等食物，儲存溫度約零下20攝氏度，放入冷熱水注入設(shè)備中，注射器通過提升平臺刺入食物容器，注入一定分量接近沸點的熱水后，溫度平衡介于儲存溫度和熱水溫度之間，然后平臺下沉脫離食物容器，機械手取出食物容器再放入微波設(shè)備中加熱至接近沸點。最后取售于顧客?；蛘哽o置一段時間待熱水高溫殺菌，再注入冷水冷卻至人體可接受的溫度后再交售顧客。
[0294]煎炸薄餅類自動售賣機其特點在于其食物容器的形狀和煎板烤爐食物加工設(shè)備的結(jié)構(gòu)。如圖22所示，適用于薄餅(6)的食物容器(5)外形更加扁平，而且其蓋子中心有大面積(大于薄餅)的平面凹槽，這樣合蓋后，蓋子中心與容器底部的高度正好略大于薄餅高度，薄餅放入容器中以后，上下表面能夠緊貼食物容器。配合薄餅食物，食物容器底部有環(huán)形凹凸槽形(8)。食物容器底部還可以設(shè)計成圓形、方形、梅花或星形等形狀的凹凸槽陣列，以制作薄餅之外其他形狀的食品。食物容器材料同樣使用煎炸適用材料(如帶涂層鋁箔等)。煎炸烤爐食物加工設(shè)備外殼和其他食物加工設(shè)備一樣，其內(nèi)腔和上述微波面條自動售賣機的熱空氣注入蓄熱式電烤箱設(shè)備一樣，有結(jié)構(gòu)類似的平臺(2)及其提升裝置(1)，還有上下兩個發(fā)熱平板(4) (3)，對食物加工時平臺提升，排氣刺管(7)于薄餅周邊空隙處刺穿容器，兩個平板夾緊食物容器，然后平板發(fā)熱，其熱量透過食物容器傳導(dǎo)對薄餅加工。加熱過程產(chǎn)生的廢氣由排氣刺管排除。加工完成后，平臺下沉至原來的位置，由移物系統(tǒng)機械手取出。然后再交由其它設(shè)備處理。
[0295]油炸燒烤食品自動售賣機按其工作原理來看，也可以稱為注入式熱空氣油炸自動售賣機，其設(shè)計結(jié)構(gòu)為:具有多個顧客取物口，其食物加工設(shè)備包括有多個電烤箱設(shè)備，其食物加工設(shè)備還包括有多個預(yù)熱保溫設(shè)備。其電烤箱設(shè)備采用專為本機設(shè)計的熱空氣注入蓄熱式電烤箱。其食物容器采用燒烤相容材料，如鋁箔等。其他結(jié)構(gòu)則與本發(fā)明通用部分—致。
[0296]油炸燒烤食品自動售賣機的熱空氣注入蓄熱式電烤箱設(shè)備，其外殼和其他食物加工設(shè)備一樣由保溫外殼、電動門、空氣循環(huán)管道組成，其內(nèi)腔由帶有提升裝置的平臺和上部熱空氣注射器組成(如圖23所示，1.發(fā)熱蓄熱裝置2.熱空氣動力裝置3.食物注射加工區(qū)4.活動平臺5.發(fā)熱元件6.耐高溫隔熱層7.蓄熱材料及氣流通道8.發(fā)熱蓄熱區(qū)溫度傳感器9.設(shè)備散熱外部空氣入口 10.烹調(diào)外部空氣入口及閥門11.烹調(diào)外部空氣出口及閥門12.食物加工區(qū)排氣口 13.食物加工區(qū)溫度傳感器14.設(shè)備散熱外部空氣出口 15.設(shè)備室溫度傳感器16.耐溫保溫管道17.噴氣溫度傳感器、噴氣閥門18.吸氣溫度傳感器、吸氣閥門19.熱水管20.主動閥門21.被動閥門22.主氣泵23.熱空氣噴管24.熱水注射器25.平臺提升裝置26.簡化結(jié)構(gòu))。熱空氣注入蓄熱式電烤箱設(shè)備也可用兩套食物加工設(shè)備(容器蓋子開合設(shè)備和電烤箱設(shè)備)替代，但熱空氣注入蓄熱式電烤箱設(shè)備為實現(xiàn)該功能的最優(yōu)方案，其結(jié)構(gòu)和工作方式具體為:
[0297].設(shè)備電動門打開時，該設(shè)備進行烹制前后，即食物加工即將開始或已經(jīng)結(jié)束的時候，活動平臺沉于底部，移物系統(tǒng)機械手精確地把食物容器放到平臺上，或者從平臺上取走食物容器。
[0298].熱空氣注射器又由發(fā)熱蓄熱裝置(I)和熱空氣動力系統(tǒng)(2)和食物注射加工區(qū)
(3)組成，其中熱空氣噴管(23)由下部呈尖銳狀的一根同心鑲套管道或數(shù)根空心管道組成。設(shè)備通過該部件刺穿食物容器。循環(huán)熱空氣通過該部件注入食物容器當(dāng)中，也通過該部件排出食物容器，其上部通過噴氣/吸氣溫度傳感器(17) (18)連接熱空氣動力系統(tǒng)，能監(jiān)測通過的熱空氣或注入食物容器熱空氣的溫度。
[0299].熱空氣動力裝置則由連同發(fā)熱蓄熱裝置的主動閥門(20)和被動閥門(21)和主氣泵(22)及耐溫保溫管道(16)組成，主氣泵為循環(huán)熱空氣提供動力并使兩個通道(發(fā)熱蓄熱區(qū)和食物容器區(qū))的冷熱空氣充分混合。主動閥門是能通過電流驅(qū)動控制閥門開閉的裝置，被動閥門是只能被動地由進出氣壓控制閥門開啟關(guān)閉的裝置，功能上主動閥門是可以替代被動閥門的。系統(tǒng)通過控制主動閥門的開關(guān)量來控制通過發(fā)熱蓄熱裝置的熱空氣的流量。
[0300]?發(fā)熱蓄熱裝置由發(fā)熱元件(5)、耐高溫隔熱層(6)、蓄熱材料及氣流通道(7)和發(fā)熱蓄熱區(qū)溫度傳感器(8)組成。溫度傳感器檢測熱空氣溫度，電腦能控制發(fā)熱元件通電發(fā)熱的功率，使溫度控制在一定范圍內(nèi)(遠高于燒烤溫度，低于材料耐受溫度)，蓄熱材料有儲存熱量并保持空氣溫度穩(wěn)定的作用。這樣烤箱能產(chǎn)生較高的瞬時食物加工功率，并維持較穩(wěn)定的電源輸入總功率。耐高溫隔熱層為多層不同的耐高溫和保溫材料組成，能很好地隔絕內(nèi)部高溫元件，其內(nèi)部熱量通過進入的空氣帶出。
[0301].平臺提升系統(tǒng)包括:活動平臺(4)、平臺提升裝置(25)，用于使食物容器與熱空氣注射器作精確相對運動使熱空氣注射器能夠刺入或抽離容器內(nèi)。其變體可以是平臺不動，而使熱空氣注射器運動而刺穿或抽離食物容器。
[0302]?散熱系統(tǒng):為了使各種主氣泵等裝置正常運作，外部空氣從設(shè)備散熱外部空氣入口(9)進入并從設(shè)備散熱外部空氣出口(14)排出，帶走設(shè)備工作時產(chǎn)生的熱量并把溫度控制在室溫以下。外部空氣出口和入口管道的另一端均在常溫室，且分別有風(fēng)機和閥門。風(fēng)機一直工作和閥門一直打開使散熱氣流持續(xù)，直至各種設(shè)備停止工作且設(shè)備室溫度傳感器
(15)檢測到溫度低于室溫為止。
[0303]?加工區(qū)域排氣口(12)在食物加工設(shè)備電動門即將或稍微打開時,空氣循環(huán)系統(tǒng)會把加工區(qū)的熱空氣排出，直至食物加工區(qū)溫度傳感器(13)檢測到溫度趨于穩(wěn)定，電動門才會完全打開，這時濕熱空氣基本排出。
[0304].食物容器內(nèi)部溫度的調(diào)控:當(dāng)電腦檢測到通過食物容器內(nèi)部的熱空氣溫度過低時，電腦會控制加大通過發(fā)熱蓄熱裝置的空氣的流量，進而提高注入食物容器內(nèi)部空氣的溫度。當(dāng)電腦檢測到通過食物容器內(nèi)部的空氣溫度過高時，會減少通過發(fā)熱蓄熱裝置的空氣的流量。當(dāng)需要快速大幅度讓食物容器內(nèi)部降溫時(比如，食物加工完畢，需要對其冷卻時)，電腦可以打開烹調(diào)外部空氣入口(10)和烹調(diào)外部空氣出口(11)，這兩個通道另一端的閥門或氣泵會打開，這個時候食物容器和空氣管道內(nèi)殘余熱空氣/熱量會與外部空氣發(fā)生交換并通過烹調(diào)外部空氣出口排出，使食物容器內(nèi)部快速冷卻。
[0305].清理維護方式，上面所述加工食物的熱空氣中含有油氣，在耐溫保溫管道(16)中，溫度高于油的沸點，油氣屬于氣態(tài)并不會沉積，當(dāng)油氣進入烹調(diào)外部空氣出口(11)管道的時候，油氣溫度逐漸降低最終低于油的沸點，這時油氣會冷凝于管道中。所以，為了解決這個問題，這里的管道的耐高溫保溫層內(nèi)，有溫度控制裝置，即金屬導(dǎo)管外，纏繞有電熱絲/電發(fā)熱裝置及溫度傳感器(或熱保護器)。電熱絲發(fā)熱時，每隔一段時間，電腦都會通過溫度傳感器檢查溫度的變化，溫度達到預(yù)設(shè)值時電熱絲停止發(fā)熱，以確保溫度受控和安全。電熱絲通電發(fā)熱使管道內(nèi)部溫度達到油的沸點，這時金屬管壁溫度比較高，所以油氣不會附于管壁上。排出油氣的時候，熱空氣噴管的噴氣閥門(17)和吸氣閥門((18)關(guān)閉，烹調(diào)外部空氣入口閥門(10)和烹調(diào)外部空氣出口閥門(11)打開，主氣泵(22)工作通風(fēng)排除油氣，同時因為烹調(diào)外部空氣出口管道(11)內(nèi)溫度大于油沸點，所以油氣不會附著管壁，以至于長期積累后堵塞管道(這里的管道受到售賣機內(nèi)部空間限制都比較細)。烹調(diào)外部空氣出口管道(11)通向外部空間的出口處還應(yīng)該有接口連接自動售賣機外部的可置換的油污容器和排氣管，使冷凝的油氣不會散發(fā)影響其它設(shè)備。
[0306].安全性考慮:需要考慮一旦電磁干擾導(dǎo)致錯誤，或使用錯誤材料制作的食物容器，或程序出錯，或突然斷電，或機械故障時可能出現(xiàn)的過熱情況。解決的辦法是，連接發(fā)熱蓄熱裝置(I)的所有閥門都采用自動復(fù)位的設(shè)計，即一但斷電，閥門就會自動關(guān)閉。假若使用的容器為統(tǒng)一的材料制作，有統(tǒng)一的熔點，那么只需要在熱空氣噴管(23)上部通過噴氣/吸氣溫度傳感器(17)(18)的部位附加熱保護開關(guān)，一旦過熱就會關(guān)斷電流，并通知主控電腦。假若使用的容器有多種材料和相應(yīng)多個熔點，那么除了上述措施來控制最高安全溫度之外，還需要設(shè)置兩套一樣的各自獨立的溫度感測控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能獨立接受總控電腦串行數(shù)據(jù)指令。當(dāng)接受到指令后，系統(tǒng)會打開電流開關(guān)一段很短的時間，然后重新接受總控電腦的串行數(shù)據(jù)指令，一旦沒有接受到新的命令，電流就會關(guān)斷。并且這種系統(tǒng)的溫度傳感器和電流開關(guān)都是獨立的。兩套系統(tǒng)，其中任何一套系統(tǒng)關(guān)斷電流都會使該設(shè)備停止工作。從而避免因某些不可測的因素，使得設(shè)備誤操作以致食物容器熔化。另外，為解決操作人員錯誤地把塑料容器誤作金屬容器，并向自動售賣機發(fā)出錯誤指令，而導(dǎo)致對塑料容器進行溫度不合適的加工；還為了避免沒有放置食物容器時，機器誤加工操作。那么可以在活動平臺(4)中部設(shè)置判斷有無食物容器的傳感器(例如紅外傳感器和電容接近傳感器)和是否金屬的傳感器(例如電渦流接近傳感器)。
[0307].食物容器內(nèi)部濕度的調(diào)節(jié)有兩種辦法:
[0308]1.在食物容器放置入售賣機之前通過控制食物容器內(nèi)部水分或食物表面水分而進行調(diào)控。比如，在速凍食物表面噴霧使其在食物表面或容器內(nèi)表面凝結(jié)冰層而使烹制時空氣濕度增加。
[0309]2.通過熱水注入器(24)把一定分量接近沸點的熱水噴入容器當(dāng)中，熱水接觸熱烹調(diào)熱空氣即可調(diào)節(jié)濕度。熱水注射器除了如圖作為本設(shè)備的附屬裝置之外，也可以是獨立設(shè)備，即把加入熱水和注入熱空氣這兩個過程，可以于兩套獨立設(shè)備中分開實施，也可同時實施。
[0310].低成本的簡化結(jié)構(gòu)(26)，沒有蓄熱功能，其內(nèi)部風(fēng)路僅由保溫層、風(fēng)機、發(fā)熱室、溫度傳感器、導(dǎo)管和噴管組成。適用于沒有功率限制或不需要同時啟動多臺大功率設(shè)備的場合。
[0311]油炸燒烤食品自動售賣機其工作方式特點為:制售食物的過程中，當(dāng)移物系統(tǒng)機械手抓取食物容器之后，機械手夾鉗會先把食物容器放置到熱空氣注入蓄熱式電烤箱設(shè)備的平臺上，使食物容器正對其注射器刺針管。這時主風(fēng)機啟動短時工作，排除管道內(nèi)沉積廢氣。然后平臺緩緩提升使刺針管刺穿食物容器，再然后設(shè)備往食物容器中注入溫度受控的熱空氣，對容器內(nèi)食物進行烤制或油炸。油炸時，加大熱空氣循環(huán)速度及食物表面受熱程度，使已經(jīng)涂滿油脂的食物表面表面短時維持一個高溫而達到油炸效果。烹制完成后，平臺下沉至原來的位置，機械手取出食物容器交由其它設(shè)備處理并交售于顧客。其中，為了縮短顧客等待時間，于銷售高峰期來臨之前，或于微波設(shè)備工作且移物系統(tǒng)機械手空閑時，會準備好一定數(shù)量加工好的食物，食物容器會進入預(yù)熱保溫設(shè)備預(yù)熱，然后才放入熱空氣注入蓄熱式電烤箱設(shè)備加熱，加熱后再放回預(yù)熱保溫設(shè)備，以備隨時交售于顧客。
[0312]油炸燒烤食品自動售賣機假如不使用燒烤功能，也可以使用熔點較低的材料來制作食物容器。例如，米飯面條蔬菜等類型食物，僅需要略高于水沸點的熱空氣來加熱。
[0313]為了使熱空氣充分接觸食物，食物容器及食物的放置可以用類似常見的旋轉(zhuǎn)烤爐做串燒燒烤的方式懸空地放置食物，并讓食物切片或切條，這樣可以大幅縮減食物加熱時間。為了配合上述目的，一種新的食物容器結(jié)構(gòu)，從食物容器底部斜向上看，如圖24所示，食物容器對側(cè)有放置竹簽的卡槽(I)，食物串的串軸即竹簽或其他材料制作的串軸，卡在食物容器相對應(yīng)的卡槽(I)上，那么加工食物的時候，可以縮短加工時間。食物容器底部(2)，上面有通氣槽(3)，通氣槽的方向和熱空氣噴管之間氣流的走向一致。通氣槽可以引用于薄餅狀食物，使得薄餅狀食物，底部也能接受熱空氣。
[0314]注射加工式面條類自動售賣機其與油炸燒烤食品自動售賣機的結(jié)構(gòu)功能和工作方式是基本一致的，只是食物成分和食物處理過程不同。微波式自動售賣機的方式是先注入熱水再加熱，這里是先加熱完成烹調(diào)過程，再最后注入熱水，并交售顧客。這樣最后注入的熱水就不需要加熱到達到接近沸點的溫度，比如說可以注入約60攝氏度的純凈的溫水。這種方法可以節(jié)約食物加工的時間和電能。這種方法還能使食物容器出售時溫度不會太高以至于顧客不能拾取。這種自動售賣機內(nèi)面條比較適合使用含水分的濕面團。
[0315]面包食品自動售賣機其與油炸燒烤食品自動售賣機的結(jié)構(gòu)功能和工作方式是基本一致的，只是食物成分和食食物處理過程不同。因為面包屬于多孔狀含水量少導(dǎo)熱慢的食品，加熱時間較長。面包食品若要迅速交售顧客，需要縮短在烤爐內(nèi)的時間，除了在進入售賣機之前就預(yù)先烘焙或半烘焙好之外，還需要在售賣機內(nèi)有更長的預(yù)熱時間或在售賣前更多地準備加熱好的成品。這樣面包食品自動售賣機需要更多的預(yù)熱保溫設(shè)備。
[0316]花式即調(diào)飲品自動售賣機與微波式面條類自動售賣機相比，除了機械手夾鉗和食物容器尺寸形狀不同，食品類型不同之外，還有一個用于飲品表面花式繪圖的飲品花色繪圖食物加工設(shè)備和一個用于注射混合漿料的食物加工設(shè)備，而這兩個設(shè)備都有部分共同的構(gòu)造:用于一次性容器中抽取粉末的插管式粉末輸送系統(tǒng)。
[0317]插管式粉末輸送系統(tǒng)，如圖25所示，該系統(tǒng)分為三個部分:1.粉末釋放部分2.粉末傳輸部分3.粉末米集部分。在一次性容器被刺穿之后,一次性容器中的粉末會伴隨氣流從粉末采集部分經(jīng)過粉末傳輸部分轉(zhuǎn)移到粉末釋放部分，并最終釋放。整個過程均在低溫下進行(低溫室的溫度)。
[0318]?粉末釋放部分由廢料儲存器(4)、集氣罩(5)、氣固分離器(6)組成。當(dāng)循環(huán)氣流帶動粉末進入氣固分離器，粉末會從氣固分離器下端釋出，食物容器等會在正下方(廢料儲存器上方)接受粉末。而廢料儲存器則接受掉落的廢棄粉末。集氣罩用于收集下部食物容器等產(chǎn)生的濕熱空氣。
[0319].粉末傳輸部分由紅外粉末監(jiān)測器(7)、氣流分配器(8)、外部空氣排氣口(9)、風(fēng)機(10)及管道組成。當(dāng)紅外粉末監(jiān)測器檢測到管道內(nèi)粉末用盡時，即其紅外傳感器的電流小于某一閥值時，電腦獲得粉末用盡信號。氣流分配器內(nèi)隔板有一導(dǎo)流孔，用于調(diào)節(jié)氣流分配器上兩個進氣孔的氣流量，使氣固分離器下端粉末出口處能有微氣流伴隨粉末釋出。外部空氣排氣口和其他食物加工設(shè)備一樣用于排出濕熱空氣。風(fēng)機用于產(chǎn)生氣流，風(fēng)機部分功率較大時可以有散熱裝置和聯(lián)通外界的常溫管道和隔溫外殼。
[0320]?粉末采集部分由11.提升平臺12.錐形食物容器13.彈簧固定端14.彈簧壓管端15.進出風(fēng)管。提升平臺使放置其上的食物容器提升直至被進出風(fēng)管刺穿。進出風(fēng)管中，左邊的進風(fēng)管有彈簧機構(gòu)，彈簧在這里的作用是使進風(fēng)管始終壓在錐形食物容器內(nèi)粉末堆的表面，并且隨著粉末的傳輸，粉末堆表面降低，進風(fēng)管也壓得越來越低；而右邊的是出風(fēng)管，氣流攜帶粉末從這里流出，出風(fēng)管不帶彈簧，而且長度略短。進風(fēng)管的彈簧固定端使進風(fēng)管最終能刺穿食物容器，而彈簧壓管端限制使進風(fēng)管不會被彈簧彈出。而食物容器采用錐形設(shè)計，使得未使用的粉末最終都會集中沉積到錐形容器底部。但是錐形的底部不容易擺放，所以容器外部要有適于擺放的支持結(jié)構(gòu)。
[0321]注射混合漿料的混合漿料注射食物加工設(shè)備，其外部與其它食物加工設(shè)備類似都是帶電動門并與空氣循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)通的保溫箱體。其內(nèi)腔如圖26所示，其插管式粉末輸送系統(tǒng)(10)部分與上述一致，工作時粉末閥門(12)會打開，粉末會從固氣分離器(11)釋出，粉末釋放完畢時，閥門會關(guān)閉以防止下方液體和蒸汽進入。當(dāng)粉末被釋放之后，冷水管(2)和熱水管(3)會注入冷水或熱水。這時電機(I)會啟動帶動攪拌器(4)攪拌并使攪拌腔體
(5)內(nèi)原料充分混合。在這個過程中主閥門(6)是關(guān)閉的。當(dāng)平臺(9)提升，使注射管(8)和排氣管(7)刺穿食物容器，然后主閥門(6)打開，釋放混合液體，同時容器內(nèi)氣體從排氣管排出?；旌弦横尫磐戤吅?，還會注入飲用水，一邊攪拌一邊對攪拌容器進行清潔。清潔液體可以作為飲料稀釋成分，也可以作為廢液排出。
[0322]飲品花色繪圖食物加工設(shè)備，其外部與其它食物加工設(shè)備類似都是帶電動門并與空氣循環(huán)系統(tǒng)聯(lián)通的保溫箱體。其內(nèi)腔如圖27所示，具體:
[0323]1.把食物容器(2)放置在可升降的平臺(4)正中央
[0324]2.蓋子開合裝置的下部夾(I)夾住食物容器(2)，兩者形狀是配合的
[0325]3.平臺(4)上升使得食物容器(2)透明蓋子的突緣與蓋子開合裝置的上部夾(3)同一高度
[0326]4.上部夾(3)夾住食物容器(2)透明蓋子的突緣，兩者形狀是配合的
[0327]5.平臺(4)下沉到原來的高度，透明蓋子和食物容器分離
[0328]6.移物系統(tǒng)機械手抓住打開了蓋子的食物容器
[0329]7.移物系統(tǒng)機械手把開蓋的食物容器移動到粉末傳輸系統(tǒng)(7)的固氣分離器(6)之下
[0330]8.粉末傳輸系統(tǒng)開始工作，采用的平面位移系統(tǒng)就是移物系統(tǒng)機械手，移物系統(tǒng)機械手根據(jù)圖形作出相應(yīng)移動。粉末在食物容器(8)奶泡上繪制出圖形。其中會有少量廢棄粉末灑落于集塵桶(9)之中。
[0331]9.繪制完畢，移物系統(tǒng)機械手重新把食物容器放置到平臺(4)正中央
[0332]10.下部夾(I)夾住食物容器(2)
[0333]11.平臺(4)上升使得食物容器與被分開的蓋子合上
[0334]12.上部夾(3)松開，然后平臺下沉到原來的高度
[0335]13.移物系統(tǒng)機械手取得食物容器，然后交由其它設(shè)備處理
[0336]14.最后，顧客的能夠通過透明度的食物容器的蓋子看到所繪制的圖案
[0337]整個過程中，因為食物容器內(nèi)液體可能是熱的，那么產(chǎn)生的濕熱空氣通過與空氣循環(huán)系統(tǒng)相連的排氣口(5)排出。
[0338]花式即調(diào)飲品自動售賣機工作方式為，飲品花色繪圖食物加工設(shè)備和注射混合漿料注射食物加工設(shè)備都是基于插管式粉末輸送系統(tǒng)，移物系統(tǒng)機械手把食物容器置于混合漿料注射食物加工設(shè)備，注入適當(dāng)?shù)臐{料和食物容器本身的食物材料混合，然后把食物容器交由飲品花色繪圖食物加工設(shè)備，在食物表面繪制拉花圖案。最后食物交售于顧客。
[0339]混合果蔬飲品自動售賣機與微波式面條類自動售賣機結(jié)構(gòu)功能完全一樣，只是機械手夾鉗和食物容器尺寸形狀不同，食品類型不同。食物容器內(nèi)有各種速凍蔬果塊、果汁冰粒、果醬及速溶調(diào)料。加工過程:注入熱水后，再放入微波設(shè)備加熱至某一溫度或加熱一段時間或者根本不使用微波設(shè)備(該類型自動售賣機的食品屬于無需加工可以直接食用的類別，若需要加工則同樣要微波加熱至接近沸點。)，然后再注入冷水冷卻，最后交售顧客。
[0340]下面是從整體結(jié)構(gòu)方面考慮的其他特定實施例:
[0341]食物儲存制作機與本發(fā)明所述其他通用售賣機或特定實施例中的售賣機基本相同，只是用人手收款替代機器收款，適合超市或者便利店內(nèi)使用。能夠節(jié)約紙幣器等裝置的生產(chǎn)費用。
[0342]餐具、調(diào)料自動分配售賣機與本發(fā)明所述其他通用售賣機或特定實施例中的售賣機基本相同，只是在常溫箱設(shè)置了餐具包和調(diào)料包的出貨機構(gòu)。使顧客享用食物更加方便。
【權(quán)利要求】
1.一種在銷售食物的自動出貨和加工系統(tǒng)內(nèi)對一次性食物容器內(nèi)的食物進行加工的系統(tǒng)，包括: 移物系統(tǒng)、食物加工設(shè)備、食物容器； 所述食物加工設(shè)備具有穿刺食物容器的結(jié)構(gòu)， 所述移物系統(tǒng)具有移動食物容器的結(jié)構(gòu)， 所述食物容器為一次性食物容器。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于， 一種食物加工的辦法，包括: (1)移物系統(tǒng)移動食物容器至食物加工設(shè)備； (2)食物加工設(shè)備內(nèi)刺穿裝置刺穿食物容器； (3)向食物容器內(nèi)部注射介質(zhì)， 所述介質(zhì)可以從另一食物容器中抽取，或從固定設(shè)備中抽取， 所述介質(zhì)具有恒定的溫度； (4)抽出刺穿裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于， 一種先產(chǎn)生排氣口的食物加工方法，包括: (1)移物系統(tǒng)移動食物容器至食物加工設(shè)備； (2)食物加工設(shè)備內(nèi)刺穿裝置刺穿食物容器； (3)對食物容器內(nèi)食物進行加工。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 或(I)向食物容器內(nèi)部注射熱空氣， 調(diào)節(jié)所注射熱空氣的溫度、濕度、速度和時間； 或(2)向食物容器內(nèi)部注射熱水或冷水， 調(diào)節(jié)所注射熱水或冷水的分量； 或(3)向食物容器內(nèi)注入流體食物， 調(diào)節(jié)所注射流體食物的分量； 或(4)向食物容器內(nèi)注入粉末食物， 調(diào)節(jié)所注射粉末食物的分量。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 熱加工裝置有下述其中一種方式， (1)微波加熱 (2)電熱絲或電熱管發(fā)熱 (3)電熱板貼住食物容器傳熱。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述食物容器具有下述結(jié)構(gòu)， (1)一種用于熱空氣注射加工的食物容器，包括: 卡槽和通氣槽,所述卡槽可以支持食物串軸； (2)一種用于發(fā)熱平板式加工的食物容器，包括: 蓋子上有凹槽，食物容器底部至少有一個凹凸槽，食物容器蓋子和底部都緊貼食物；(3)一種用于抽取粉末的食物容器，包括:食物容器成倒錐形，并有使食物容器穩(wěn)定正立放置的支持結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，a.一種提供高瞬時加工功率的蓄熱式熱空氣注射加工的方法，包括:(1)在蓄熱裝置內(nèi)把熱量積存，并使其溫度大于加工溫度；(2)檢測被注射入食物容器的熱空氣的溫度；(3)調(diào)整通過蓄熱裝置的空氣的流量比例；(4)重復(fù)步驟(2)(3)，直到被注射的入食物容器的熱空氣的溫度達到預(yù)定目標；b.一種加工速凍湯/面類食品的方法，包括:(1)向食物容器內(nèi)注射熱空氣；(2)把食物容器內(nèi)食物加熱至煮熟的溫度；(3)注入液體。
8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，(1)一種免維護油煙管道裝置，包括:保溫層、溫度控制裝置、油煙通道；所述保溫層包裹溫度控制裝置和油煙管道；所述溫度控制裝置包括電發(fā)熱裝置和溫度傳感器；溫度控制裝置工作時使油煙通道溫度控制在所使用的油的沸點以上。(2)一種恒溫?zé)崴艿姥b置，包括:保溫層、溫度控制裝置、熱水通道；所述保溫層包裹溫度控制裝置和熱水管道；所述溫度控制裝置包括電發(fā)熱裝置和溫度傳感器；溫度控制裝置工作時使熱水通道溫度達到預(yù)設(shè)溫度。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，(1)一種粉末傳輸裝置,包括:粉末釋放裝置、粉末傳輸裝置、粉末采集裝置；所述粉末釋放裝置有廢料儲存器、集氣罩、氣固分離器；所述粉末傳輸裝置有紅外粉末監(jiān)測器、氣流分配器、風(fēng)機及管道；所述粉末采集裝置有進風(fēng)管和出風(fēng)管；(2)一種攪拌注射的裝置，包括:粉末傳輸裝置、攪拌器、冷熱水管道、注射管和排氣管；所述注射管和排氣管插入食物容器內(nèi)；(3)一種在液體表面繪制圖案的裝置，包括:蓋子開合裝置、粉末傳輸裝置和平面位移系統(tǒng)；蓋子開合裝置為上下兩個機械夾，分別用于容器蓋子和容器體；平面位移系統(tǒng)使食物容器和粉末輸送系統(tǒng)產(chǎn)生相對位移；(4)一種熱空氣注射裝置，包括:發(fā)熱裝置、氣泵、管道、熱空氣插管、溫度傳感器；所述熱空氣插管有至少一條吸氣通道和至少一條噴氣通道；所述熱空氣插管插入食物容器內(nèi)；所述熱空氣注射裝置還可以有熱水注射裝置作為濕度調(diào)節(jié)器。
10.如權(quán)利要求1或9所述的系統(tǒng)和裝置，其特征在于，(1)可以具有升降裝置；所述升降裝置可以改變食物容器和食物容器穿刺裝置的上下相對距離；(2)可以具有廢氣管道；廢氣管道可以把加工廢氣排出外界；(3)可以具有散熱通道；散熱通道有設(shè)備散熱空氣的進口通道和出口通道；(4)可以具有被動風(fēng)閥；所述被動風(fēng)閥是能夠被氣流推開的單向閥門；(5)可以具有電動風(fēng)閥；所述電動風(fēng)閥是通過電流調(diào)節(jié)氣流量的閥門；(6)可以具有保溫外殼和電動門。
【文檔編號】G07F11/00GK104346872SQ201410087705
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】黃自升 申請人:黃自升