浅谈智能自动餐饮机的设计

曾翔 张培栩 陈书超

摘 要：近些年来自动售货机已经非常普遍，各大商场门口和一些公园等公共场所随处可见，自动售货机已经得到了人们的认可，使用人数越来越多。但是目前市场上的自动售货机，只能售卖饮料、零食和方便面半成品，应用于需要冷藏保鲜和自动烹饪的目前在国内并不多见。本文主要针对快餐泡面来设计自动餐饮机，以实现泡面自动烹饪。它可替代人的重复劳动，实现餐饮的机械化和自动化，更方便、快捷地满足人们就餐所需。自动餐饮机能广泛的应用于车站、码头、学校、高速服务区等公共场所，并能扩展到订制奶茶、咖啡等领域，具有一定的现实意义和应用前景。

关键词：自动餐饮机；泡面；机械结构；控制系统

引言：

日常生活中，当我们身处车站、码头、商业大楼、学校、高速服务区等公共场所来不及或不方便就餐时，甚至有些行动不便的残疾人、老人就餐不能自理时，人们迫切想有一个能够轻松自理并能私人订制不同口味的自动餐饮机。目前市场上的自动售货机，只能售卖饮料、零食和方便面，尤其是方便面必须拆开包装、找到开水水源冲泡，而且现有的成品碗装方便面加开水后盖子密封困难，這些缺陷都造成顾客极大不方便。由此笔者就想设计出一种能适应不同人群、环境并能根据客户所需订制不同口味并冲泡好，立等可取的方便面自动餐饮机，以方便人们就餐所需。

1自动餐饮机整体结构设计

本自动餐饮机以方便面自动冲泡为主要研究对象，整个柜体分上、下两大部分，各设有两道门， 上部侧门为常闭工作时可开启补充食物和维修， 外部门框架上放置显示屏、投币机、取料门等； 下部侧门为常闭工作时可开启回收餐具和维修， 外部门框架上放置显示屏、回收门等；柜体内部还设有一道保温门。整个柜体内部也分上、下两大部分，上半部分由皮带传送机构、机械手、碗面储存机构、调料储存机构、保温冷藏室、自动加热水机构、自动加盖机构等组成， 下半部分由餐具回收装置组成，上下两部 分由隔板隔开。 整个箱体都是用保温性能较好的材料制作 ， 与保温门、 隔板一起组成一个封闭的空间， 使储藏系统能起到良好的保鲜作用。 方便面和调料提前放入保鲜盒。在接受到货币已输入的前提下，靠触摸控制按钮输入信号使控制柜启动相关位置的机械装置完成规定动作，皮带输送机构将面碗输出，并行至调味品、热水处， 控制启动定量加调料、加热水动作后，自动加好碗盖， 消费者通过取料门取走自己泡面。

2自动餐饮机各部件结构特点

2.1皮带传送机构：包括舵机、主动轮、从动轮和输送带，传送机构在接收传送信号后启动，先将面碗运输到调料储存机构下加调料，再将碗面传送到热水机构下加热水，最后通过加盖机构将面碗加上盖子，将面碗传送至出料口，即可取出泡好的泡面。

2.2上下料机构：利用螺旋传动原理，设计了机械手和碗面储存机构。机械手包括夹持手、螺杆和舵机。机械手初始夹持位于碗面储存机构中最下端的碗面，在接受到在接受客户点餐信号后，机械手启动将夹持的面碗沿螺杆下降将其平稳放置于皮带上，然后松开夹持手同时沿螺杆上升回到初始位、再次夹持下一套面碗。

2.3调料储存机构包括多个调味瓶，各个调味瓶的出料口均设有定量控制阀，按信号定量加注所需调料。

2.4保温冷藏室：碗面储存机构、调料储存机构全部置于冷藏室，冷藏室内设有制冷器，可以保证食品的新鲜。冷藏室和热水室之间设有的隔热保温门，防止热水机构的热气传到冷藏室中。而隔热保温门则利用凸轮机构原理与舵机和控制机构结合，可自动启闭。

制冷系统可以借鉴传统冷藏设备技术，如沿用冰箱制冷方式；若柜体设计不大

（如只适合个人一个星期的餐饮量），也可采用半导体制冷方式。

2.5自动加热水机构包括热水箱和流量控制阀，接收信号后控制阀开启定量加热水。

2.6自动加盖机构包括舵机和弹簧，盖装在弹簧间隙之间，接收信号后舵机带动弹簧旋转，盖子滑落至碗口盖好。

2.7餐具回收装置：本自动餐饮机下部设有回收箱，其回收口为常闭状态并设有二维码的扫描器，在识别碗底部二维码后打开回收口，回收餐具。

2.8控制机构： 控制单元是支配各机构按规定要求进行运动的系统，即可采用PLC控制也可采用单片机控制，因为PLC具有很高的可靠性，抗干扰能力强，适应性强，应用灵活，编程方便，易于使用，功能强，扩展能力强，控制系统的设计、安装、调试方便，维修方便且维修工作量小，体积小、重量轻、易于实现网络化等特点，本自动餐饮机采用PLC控制。

3自动餐饮机的工艺流程及创新点

3.1工艺流程

点餐——启动机械手下行——夹持面碗至皮带——启动传送机构（同时机械手上行，回到初始状态）——定量加调料——定量加热水——加盖——取餐——回收餐具

3.2创新点

本自动餐饮机是售货机与方便面烹饪的结合，具有新颖性，能够节约时间以及成本，减少对环境的污染，可24小时的不间断售货。用自动控制系统替代现有的人工销售方式，节省了人力，减少了销售开支，扩大了销售覆盖面，具有一定的创新性和实用性。

4结束语

本文设计的方便面自动烹饪售货机，结构简单，制造成本低，便于推广实施，不仅可以应用于人员密集的公共场所，也可做成家庭式小柜，方便半自理的独处老人使用。本文重点介绍了方便面自动烹饪售货机的机械结构设计，在传送过程中加调料、加热水会引起传输的不稳，后续将进一步研究控制系统与机械机构的协调配合，以保证各机构动作稳定可靠。

参考文献：

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[2] 《基于PLC控制的自动售货机设计》，互联网文档资源，2016

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[4] 林永鑫等，《智慧校园自动售货机PLC控制系统的设计》，数码世界，2017年05期

[1] 庄宿涛，机械设计[M] 第2版成都，西南交通大学出版社，2017，164-171。

[2] 王芳、赵中宁，智能制造基础与应用[M] 北京，机械工艺出版社，2018，152-208

作者简介：

曾翔， 女，汉族，1965年2月长沙人，本科学士，广东岭南职业技术学院，高级工程师， 研究方向为机电一体化技术。