基于Solidworks的餐具回收清洗一體機設(shè)計

劉智豪 徐夢婷 萬宏強 高磊 高圓博

摘? 要：針對食堂、餐廳就餐后餐具回收清洗過程繁瑣，投入大量勞動力的問題，基于Solidworks軟件設(shè)計了一款餐具回收清洗一體機，由輸送機構(gòu)、殘食清理機構(gòu)、清洗機構(gòu)等幾部分構(gòu)成。可實現(xiàn)對餐具內(nèi)殘食清理、餐具清洗、餐具收納功能。該設(shè)備可代替人工進行餐具回收清洗，具有良好的經(jīng)濟性和廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：Solidworks;餐具收集;餐具清洗;餐具整理

中圖分類號：TS972.2文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）30-0030-03

Abstract： This paper analyzes the problem of cumbersome and wasteful tableware recycling and cleaning process after dining in restaurants and restaurants. Based on Solidworks software， a tableware recycling and washing machine is designed， which consists of several parts， such as conveying mechanism， residual food cleaning mechanism and cleaning mechanism. The utility model can realize the functions of cleaning the residual food in the tableware， cleaning the tableware， and storing the tableware. The equipment can replace manual cleaning and washing of tableware， and has good economy and broad application prospects.

Keywords： Solidworks; tableware collection; tableware cleaning; tableware finishing

引言

餐具清洗、整理一體機發(fā)展較快，餐具清洗機已經(jīng)成為賓館、飯店和家庭必備的廚房用品，普及率不斷提高，并向系列化、組合化方向發(fā)展[1-2]。食堂、餐廳就餐后餐具回收清洗過程大多采用人工進行，速度慢、效率低、工作量大[3-4]，有時因食堂的管理不當(dāng)或者工人的疲憊疏忽導(dǎo)致餐具清洗不凈，不僅浪費了勞動力，清洗效率也大大降低。市場現(xiàn)有大量的以洗碗機為主流的餐具清洗裝置[5-7]，但具備餐具分類、食物殘渣回收等多功能的設(shè)備較少。為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本文設(shè)計了一款餐具回收清洗一體機，讓殘食與餐具盡快完成分離，加快餐具的分類，用餐者也能擁有一個更好的飲食環(huán)境。

1 整機設(shè)計

餐具回收清洗一體機主要由機架、餐具收集部分、餐具清洗部分、餐具整理部分等組成。

餐具收集部分由餐具進料滑板箱組成，電動機驅(qū)動輸送帶運動，帶動餐具運動，當(dāng)碗、筷、盤到達安放在進料的滑板箱上面的時候，較小的餐具如勺子等會從開有縱橫槽的空隙中落下，有序的進入同步輸送線上。

餐具清洗部分由清洗水箱和滾筒刷組成，水箱能夠形成一個封閉的空間，利用水泵打出高壓水對餐具進行清洗，滾筒刷架在水箱之上，電機帶動滾筒刷，配合高壓水柱能夠有效的清洗餐具上的食物殘留。

餐具整理部分由輸送線、分選擋板以及餐具分類箱組成，餐具完成清洗之后沿同步帶輸送線繼續(xù)運輸，由于同步帶輸送線與后面的輸送線之間存在一定的間隙，較細長的筷子和勺子會從這個縫隙內(nèi)自動掉落，到達筷子分類箱。在后續(xù)的輸送線上，大的餐具會被分選擋板的斜面集中到輸送線側(cè)面繼續(xù)運動，直至自動滑落至大餐具分類箱。小的餐具在輸送線的帶動下繼續(xù)傳輸，直至滑落至小餐具分類箱。自此餐具的收集、清洗、整理完成。如圖1所示為餐具回收清洗一體機總體設(shè)計圖，圖2所示為餐具回收清洗一體機具體工作流程。

2 各部件設(shè)計

2.1 收集、清洗部分設(shè)計

該部分主要由機架組件、鏈輪、主傳動軸Ⅰ、鏈條Ⅰ、進料滑板箱、清洗水箱組件、滾筒刷組件、同步帶Ⅱ、電機組件和同步帶Ⅲ組成。其結(jié)構(gòu)如圖3所示。功能實現(xiàn)方法：傳送功能由傳動軸及鏈輪實現(xiàn);清洗部分由清洗水箱和滾筒刷組件實現(xiàn)。

2.1.1 傳送部件

傳送部件主要由機架、步進電機、主動滾筒、從動滾筒、輸送帶組成，其組件及其功能如表1所示。

2.1.2 清洗部件

主要實現(xiàn)清洗功能：利用清洗水箱打出高壓水對餐具進行清洗，利用滾筒刷清洗餐具表面殘余。

清洗水箱由同步帶輸送線、水箱，噴水管組成。同步帶輸送線主要完成餐具在其上面的運輸，水箱能夠形成一個封閉的空間，利用水泵打出高壓水對餐具進行清洗。

滾筒刷架在水箱之上，內(nèi)配有毛刷滾軸。電機帶動滾筒刷，配合高壓水柱能夠有效的清洗餐具上的食物殘留，滾筒刷的旋轉(zhuǎn)速度為50r/min。如圖4所示為噴水管，圖5所示為滾筒刷三維模型。

2.2 收集部分設(shè)計

餐具收集機構(gòu)中主要由傳動軸、輸送軸、分選擋板、主傳動軸Ⅱ、滑板、小餐具回收箱、翻動塊、大同步輪、同步帶Ⅰ、大餐具回收箱及筷子回收箱組成。餐具收集機構(gòu)如圖6所示。

該部分主要實現(xiàn)分類與收集功能：利用同步帶輸送線與輸送帶之間的間隙，分離出筷子勺子等小餐具;利用分選擋板分離大小餐具。

由于同步帶輸送線與后面的輸送帶之間存在一定的間隙，較細長的筷子和湯勺會從這個縫隙內(nèi)自動掉落，直至掉進筷子回收箱。剩余餐具繼續(xù)由輸送線進行輸送，大的餐具會被分選擋板的斜面集中到輸送線側(cè)面繼續(xù)運動，自動滑落至大餐具分類箱。小的餐具在主傳動軸Ⅱ的帶動下繼續(xù)傳輸，到達滑板并沿著滑板滑落至小餐具回收箱，至此餐具收集過程完成。為保證傳動效率，餐具在輸送線上傳送速度設(shè)計為0.3m/s。分選板距離傳送帶表面高度約為40mm。

2.3 機架設(shè)計

機架主要起支撐作用，機器的其他部分通常都是固定在框架上面的。機架作為參考，以確保組件之間的準(zhǔn)確無誤相對的方位，從而使得整個機器融合為一個整體。機架需要耐高溫，耐低溫和耐腐蝕生銹。材質(zhì)選擇使用304的不銹鋼的型材，尺寸大小是40×40×2mm。如圖7所示為機架結(jié)構(gòu)圖，尺寸大小是2680mm×760mm×900mm。

3 結(jié)論

本餐具回收清洗一體機結(jié)構(gòu)簡單，運動平穩(wěn)，功能全面，為企業(yè)、學(xué)校等餐廳提供了一臺良好的餐具清潔設(shè)備，也為開發(fā)洗碗機市場的發(fā)展探索提供了一種思路。該設(shè)備通過兩個輸送帶、殘食清理機構(gòu)、餐具清洗機構(gòu)和餐具整理分類機構(gòu)四大部分相互配合實現(xiàn)餐具收集、清洗、整理三大功能，是一種切實可行的設(shè)計方案，解決了目前學(xué)校、企業(yè)難以及時將餐具清洗及分類處理的難題，通過自動化設(shè)備代替人工，從速度和精度兩方面滿足生活需求，具有較大的商用市場，具有廣泛的應(yīng)用前景。

參考文獻：

[1]曹建猛，劉敬，王占瑞，等.全自動餐具分類回收一體機的設(shè)計[J].機電工程技術(shù)，2020，49（01）：7-8+95.

[2]尚欣，陳亞，謝新義，等.基于TRIZ的餐具自動包裝整理機分析與設(shè)計[J].食品與機械，2018，34（11）：106-109.

[3]汪劉一，陳佳森，高育濱，等.食堂自助餐具回收清洗系統(tǒng)[J].電子制作，2015（02）：50-51.

[4]陳斌赫，張志杰，莊田，等.碗筷餐盤清洗裝置的設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（05）：41-42.

[5]賀可濤，朱林，劉蒙生，等.一種餐廳餐具殘渣清理機[J].科技視界，2019（02）：46-47.

[6]肖兵，鄒光明，張心鋒，等.食堂餐具回收裝置的研究[J].食品與機械，2015，31（05）：142-145.

[7]張業(yè)放，方建江，鐘帥，等.基于模塊設(shè)計的快餐盤自動清洗干燥收集設(shè)備[J].機械制造與自動化，2011，40（03）：169-171.