CN102240156B - 一种免升降锅具运动方法及装置和烹饪设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种免升降锅具运动方法及装置，其是将锅体与一曲柄摇块机构相连，该曲柄摇块机构中曲柄的安装位高于摇块的安装位，在曲柄摇块机构带动下，使锅体上任一质点的运动轨迹为沿竖直平面倾斜的近似椭圆曲线，该曲柄摇块机构进一步与一可变速的平动机构相连，由平动机构带动锅体沿水平面做直线或曲线运动。本发明不仅使锅体在运动过程中自行升降，还可使锅体具有悬空翻转的功能，从而实现锅体在三维空间上的悬空翻转和晃动回转，且在晃动时产生的速度变化更增强了翻锅的效果，有效了保证锅体内物料翻炒时的均匀。本发明还提供了含有上述装置的烹饪设备，由于不需要辅助的升降机构，可缩小设备占据的空间，降低产品生产成本，具有通用性。

Description

一种免升降锅具运动方法及装置和烹饪设备

技术领域

本技术涉及烹调技术领域，具体地讲，是涉及一种锅具运动方法、利用该方法设计的装置及应用的烹调设备。

背景技术

对于传统的中式烹饪来说，想要制作美味可口的肴馔、风味独特的菜品，不仅与烹饪原料、烹饪技法密切相关，而且与娴熟的翻炒技术也密不可分。而在翻炒的各项技术当中，翻锅技术又是最为基础的基本技能之一，怎样使生菜肴被均匀、有效地加热而又不被炒糊一直是烹饪行业的重点，人工翻炒在于操作者的熟练，而采用机器烹饪则需要将锅具与各种动作机构组合在一起，综合完成。目前，翻锅技术从其实现方式来划分，一般可分为两种。其中，一种是“悬空翻”，即锅具完全脱离炉膛，而在炉膛的上方做翻锅动作，其特点是自由度大，但较为费力，另一种是“贴锅翻”，即是将锅具紧贴炉膛内侧，由炉膛支撑着完成翻锅动作，其特点是相对省力，但翻锅自由度会受到一定的限制。

对于自动或半自动烹调设备来说，为了制作出美味可口的肴馔、风味独特的菜品，则需要设备尽可能的模拟厨师的操作。现有的烹调设备一般设置有锅具运动装置，其可以模拟人手的操作实现上述“悬空翻”。但是，由于受到自身自由度的限制，其在进行翻锅操作时，首先会通过一个升降机构将连同锅具在内的锅具运动装置举升一定高度，待锅具远离炉膛(即留出锅具运动的空间)后，再开始动作。由于升降机构的存在，使得整机的结构变得相对复杂，翻锅动作稳定性不够，菜肴质量无法得到保证。

目前中国专利局公开的文献中，菜肴的翻炒大多是模拟厨师炒菜的方法，采用机械手直接将锅具内的生菜翻炒，如CN200620023264.X一种家用台式烹饪机器人，由机械装置及自动控制系统组成，其特征是：台式机械结构和家用电脑构成一种小型家用台式烹饪机器人，所说台式机械结构是安装在一个平台上，再由一个门式支架支撑构成一个整体结构；所说台式机械结构包括：翻炒机械手、加料机械手、旋转调料仓、加液装置、加热装置；所说台式机械结构的连接方式是：门式支架的左右两个立柱垂直固定于平台上，上固定横梁、中固定横梁与两个立柱垂直横向紧固连接于两个立柱内侧；升降横梁位于上、中固定横梁之间运动；所说台式机械结构的升降横梁的运动机构是：其驱动电机固定于上固定横梁上并与牵引轮同轴相连，升降横梁由牵引轮、牵引索牵引以滑块为导向沿门式支架左右两个立柱的内槽上下滑动；所说翻炒机械手固定于升降横梁上并随之同步运动；所说加料机械手、旋转调料仓固定于中固定横梁上，加料机械手与驱动电机轴相连，可正反转动。上述结构由于采用门式支架支撑构成一个整体结构，颇为复杂，且所占据空间位置大，且不利于操作和后续的清理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器烹饪时既可实现锅体的完全“悬空翻”运动，又无须专门的升降机构的锅具运动方法。

本发明是这样实现的，一种免升降锅具运动方法，其是将锅体与一曲柄摇块机构相连，该曲柄摇块机构中曲柄的安装位高于摇块的安装位，在曲柄摇块机构带动下，使锅体上任一质点的运动轨迹为沿竖直平面倾斜的近似椭圆曲线，从而实现锅体的悬空翻转。

所述曲柄摇块机构还可与一可变速的平动机构相连，由该平动机构带动锅体沿水平面做直线或曲线变速运动，实现晃锅回转功能。

本发明还可将所述曲柄摇块机构与一可改变曲柄摇块回转速度的储能机构相连。

所述锅体悬空翻转运动前，其锅体上平面相对水平面倾斜设置。

依据上述方法，本发明提供了一种免升降锅具的运动装置，一种免升降锅具运动装置，包括一锅体，所述锅体设于可带动其沿竖直平面做倾斜的近似椭圆曲线运动的一曲柄摇块机构上。

具体地，所述曲柄摇块机构包括一由第一驱动元件带动转动的第一曲柄、连杆及摇块，所述第一曲柄及摇块顶端位于不同的水平面上，所述连杆一端与所述第一曲柄顶端铰接，所述摇块顶端活动滑设于所述连杆杆体上，所述锅体与所述连杆连接。

进一步地，所述锅体与所述连杆的连接点设于第一曲柄和摇块之间。

本发明装置中，所述曲柄摇块机构还可与可在水平面做直线或曲线运动且可变速的平动机构相连。

具体地，所述曲柄摇块机构通过一基座与所述平动机构相连，所述基座具有一台阶结构，所述第一曲柄及摇块设于所述基座上不同的水平面上。

进一步地，所述平动机构包括一第二驱动元件，所述第二曲柄与第二驱动元件传动连接并由其带动转动，所述基座底平面与所述第二曲柄相连。

具体地，所述第二驱动元件为电机，通过主动椭圆齿轮和从动椭圆齿轮的配合结构与所述第二曲柄传动连接。

本发明装置还包括一与所述曲柄摇块机构连接的储能机构。

具体地，所述储能机构包括一端固定、另一端与所述曲柄摇块机构连接的弹簧。

本发明装置还包括一可带动锅体翻转的出料机构。

具体地，所述出料机构包括一第三驱动元件及由该第三驱动元件驱动的传动机构，所述传动机构输出轴与可带动锅体绕其侧边转动的转动轴连接，或所述传动机构输出轴通过一中间连接杆与带动锅体绕其侧边转动的转动轴偏心连接。

本发明进一步提供了含有上述装置的烹饪设备。

本发明方法及装置中，通过将锅体与运动轨迹近似于一个斜置在竖直面上的椭圆的曲柄摇块机构相连，并使曲柄摇块机构中曲柄的安装位高于摇块的安装位，可使锅体运动时，整个运动轨迹都位于炉膛的上方，而不会与炉膛所在的空间发生交叉，不仅可使锅体在运动过程中自行升降，还可使锅体在升降中悬空翻转，进一步设置的可变速的平动机构还可使锅体具有晃动回转功能，而且在晃动回转时可产生速度上的变化，更增强了翻锅的效果，有效了保证锅体内物料翻炒均匀，加热时间和温度的一致性，从而实现了真正意义上的锅体三维空间上的悬空翻转和晃动回转功能。

采用上述方法及装置的烹饪设备，由于不需要辅助的升降机构，可缩小占据的空间，降低产品生产成本，通用性好。

附图说明

图1为本发明锅具运动装置结构示意图一；

图2为图1的俯视图。

图3为本发明锅具运动装置结构示意图二；

图4为本发明的立体示意图；

图5为本发明锅具与其连接部分的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的免升降锅具运动方法为：将锅体与一曲柄摇块机构相连，锅体安装在曲柄摇块机构的连杆上，锅体的底部(或加热部分)部分或全部位于炉膛内，锅体便可在曲柄摇块机构的带动下做曲线运动，形成翻锅动作。如果把锅体看作是其上各“质点”组合而成的整体，调整上述曲柄与摇块安装位之间的高度差，使曲柄的安装位高于摇块的安装位，并调整上述连杆与曲柄的长度和/或长度比，那么锅体上任一“质点”则在曲柄摇块机构的带动下朝炉膛的斜上方运动，其运动轨迹近似于一个斜置在竖直平面上的椭圆，该“质点”的整个运动轨迹沿竖直平面倾斜，且位于炉膛的上方，便可使得锅体在悬空翻转运动中自行提升或下降，而不会与炉膛所在的空间发生交叉(即锅体不与炉膛发生碰撞)。且由于锅体一般呈球面形或部分球面形的收拢型结构，根据具体锅体及炉膛大小调整上述各参数或参数比例后，就可以使锅体位于炉膛内的部分会沿着上述椭圆形的轨迹运动，从而越过炉膛而避免发生碰撞，锅体内物料在曲柄摇块机构带动下形成悬空翻动作，故而实现了本发明的设计目的。

由于各类菜肴纤维结构不同，有些菜肴需在翻锅的同时还需不断回旋才能保证其全部被加热彻底。因此，作为本发明方法的进一步完善，该曲柄摇块机构还可与一可变速的平动机构相连，由该平动机构带动锅体沿水平面做直线或曲线运动，即形成晃锅动作，带动物料在锅体内回旋。在该平动机构在进行晃锅动作之前，应先通过控制机构使曲柄摇块机构动作，将锅具提升到一定的高度后，使锅具位于炉膛上方，以避免晃锅时与炉膛之间的干涉。这样，通过上述曲柄摇块机构的设置，既可实现锅体的升降，还可使锅体具有悬空翻转的功能，同时，可变速的平动机构不仅使锅体具有晃动回转功能，而且在晃动回转时还可产生速度上的变化，从而更有效地保证了物料翻炒时的均匀一致。

在实际使用中，上述结构虽然能够使锅体在运动时，按照预设的椭圆形轨迹运动，但在锅体与炉膛之间若设置的间隙太小，没有足够的运动空间时，仍然有可能会与炉膛发生干涉(即碰撞)。因此，在进行翻锅操作之前，可先将锅具旋转一定角度，即：使锅体的一侧向上翘起其锅体上平面相对水平面倾斜设置之后，锅体底部运动时可沿贴近炉膛内腔周边的位置运动，而不会与炉膛内腔周边接触，这样，锅体可完全越过炉膛，而不发生干涉。

本发明方法中，还将所述曲柄摇块机构与一储能机构相连，以改变曲柄摇块机构的急回特性。即，在锅体将要抛起物料时释放能量，曲柄摇块机构的急回特性加强，锅体运动加快，以帮助物料抛起；在物料即将回锅时储蓄能量，曲柄摇块机构的急回特性减弱，锅体运动减缓，帮助物料回锅。这样，通过改变曲柄摇块回转速度，可进一步提高悬空翻转的效果。

基于上述方法，本发明提供了一种免升降锅具运动装置。下面结合附图对本发明装置进行详细说明。

参见图1-图5，本发明装置包括一锅体1和曲柄摇块机构2，所述锅体1设于曲柄摇块机构2上，通过曲柄摇块机构2带动锅体1做斜向曲线运动，可实现锅体1内物料的翻转。具体结构设计中，所述曲柄摇块机构2置于一基座5上，其包括一由第一驱动元件28带动转动的第一曲柄24、摇块21及设于第一曲柄24和摇块21之间的连杆23，所述连杆23一端与所述第一曲柄24顶端铰接，所述摇块21顶端活动套设于连杆23杆体上，可沿连杆23杆体滑动，所述锅体1与连杆23连接，且锅体1与连杆23的连接点设于第一曲柄24和摇块21之间，这样便于缩短整个机构的长度，且便于调整连杆23与第一曲柄24的长度和/或长度比，以适应不同尺寸的锅体和炉膛及不同类型的烹饪模式，提高了装置的通用性能。所述第一驱动元件28为电机，固定于基座5上，其输出轴连接一主动轮27，该主动轮27通过一皮带26与从动轮25连接，将动力传递给该从动轮25，所述从动轮25通过铰轴与第一曲柄24顶端连接。这样，通过主动轮27、皮带26及从动轮25组合形成的带轮机构，由从动轮25带动第一曲柄24转动，可将动力传递给第一曲柄24，进而带动与锅体1相连的曲柄摇块机构2运动，实现了第一驱动元件28与第一曲柄24传动连接。上述机构中，也可采用链轮机构或其他传动方式，同样可实现第一驱动元件28与第一曲柄24传动连接，在此不再赘述。

参见图1、图3和图4，所述基座5具有一台阶结构，所述第一曲柄24及摇块21底端分别设于基座5上不同的水平面上，使第一曲柄24与摇块21安装位之间形成一高度差，其中第一曲柄24通过第一支座29固于基座5较高的水平面上，摇块21通过第二支座22固于基座5较低的水平面上，使第一曲柄24的安装位应高于摇块21的安装位，第一曲柄24顶端高于摇块21顶端，这样，便可使得曲柄摇块机构2上连杆23在竖直平面上做斜向椭圆曲线运动，进而可在运动中提升或降低锅体1的高度。

请再参见图2和图4，本发明装置具体结构设计中，于所述基座5台阶中间，还开设有一镂空的通道，所述第一曲柄24及摇块21分设两个，两第一曲柄24位于通道两侧的台阶面上，两第一曲柄24及摇块21分别通过一连接杆相连，连杆23与两连接杆相连，且对称于设于两第一曲柄24及摇块21之间，使得连杆23与第一曲柄24的连接端在镂空的通道中运动，这种结构设计，一方面，可保证曲柄摇块机构2运行时的稳定性，另一方面，可节约空间，使整体结构紧凑，且便于各机构的分布和设置。

进一步地，上述曲柄摇块机构2与一平动机构4相连，可带动锅体1及曲柄摇块机构2在水平面做变速直线或曲线运动，实现锅体1的回转。上述机构组合后，便形成锅体1在不断上升和下降运动中的翻转和晃动，故而实现了锅体1内物料的完全“悬空翻”及回转运动。参见图1-图4，所述平动机构4设于基座5底部，通过该基座5与曲柄摇块机构2相连，所述平动机构4包括第二曲柄43及第二驱动元件41，所述第二驱动元件41为电机，固定于一支承座42上，其输出轴连接同样设于支承座42上主动椭圆齿轮45，并通过主动椭圆齿轮45和从动椭圆齿轮44的啮合将动力传递给从动椭圆齿轮44，从动椭圆齿轮44与第二曲柄43同轴连接，第二曲柄43与从动椭圆齿轮44一同转动，进而实现了第二驱动元件41与第二曲柄43的传动连接。同时，所述基座5之底平面与所述第二曲柄43相连，这样，在平动机构4之第二曲柄43带动下，设于基座5上的锅体1及曲柄摇块机构2便可沿水平面做直线或曲线运动，且由于采用主动椭圆齿轮45和从动椭圆齿轮44的啮合传动，利用主动椭圆齿轮45和从动椭圆齿轮44间的非线性关系，即椭圆齿轮在转动过程中半径变化所产生的变速输出，可使锅体1在晃动时会产生速度的变化，以增强翻锅的效果，同时采用主动椭圆齿轮45和从动椭圆齿轮44的配合还具有传动平稳、结构紧凑的特点。需要说明的是，上述传动机构中，不限于椭圆齿轮啮合传动一种方式，其他采用非圆齿轮传动及可实现变速输出的机构皆可实现上述效果，且在本申请保护范围之内。

参见图1、图2、图4及图5，本发明装置还包括一可带动锅体1绕侧边翻转的出料机构3，所述出料机构3包括一第三驱动元件32，该第三驱动元件32固定在一支架36上，支架36则与连杆23连接，且设于第一曲柄24和摇块21之间，于第三驱动元件32输出轴上，设有主动齿轮38，与从动齿轮37啮合，所述从动齿轮37之转轴上设有一蜗杆34，与一蜗轮35啮合，所述蜗轮35输出轴与锅体1侧边某一处连接，或者如图2、图4所示通过一转动轴33与锅体1侧边某一处连接，或者如图5通过一转动轴33经由一中间连接杆31与锅体1侧边某一处偏心连接。这样，通过主动齿轮38与从动齿轮37的啮合及蜗轮35、蜗杆34组合而成的传动机构，第三驱动元件32可将动力传递给锅体1并带动锅体1绕转动轴33轴线转动，或通过中间连接杆31带动锅体1绕转动轴33轴线呈偏心转动。这样可协调锅具与炉膛的配合；且当转动轴33旋转一定角度时，锅具可相对炉膛上升较多距离，利于免升降。因此，采用上述出料机构3，一方面可带动锅体1绕侧边翻转，便于烹饪完毕后的物料盛出，另一方面，可在控制机构控制下，在进行物料翻炒操作之前，可先将锅体1旋转一定角度，锅体1的一侧向上翘起，其锅体1的上平面相对水平面倾斜设置，使锅体1在运动时完全越过炉膛，而不致发生干涉。

请再参见图2和图4，本发明装置中，所述曲柄摇块机构2还连接有一储能机构6，储能机构6可连杆23连接。具体地，所述储能机构6包括一弹簧62，该弹簧62一端固定于基座5镂空通道的底部，另一端可通过一连接座61与连杆23连接。利用弹簧62的伸缩特性，在连杆23运行到极点位置回转时，其弹簧62被拉伸时所产生的能量可使得在锅体1将要抛起物料时释放能量，连杆23的回转摆动速度加块，进而使锅体1运动也加快，以帮助物料抛起；在物料即将回锅时，弹簧62被压缩以储蓄能量，连杆23的回转摆动速度减弱，进而使锅体1运动减缓，帮助物料回锅。因此，曲柄摇块机构2上的连杆23可在弹簧62作用下改变其回转时的运行速度，从而使锅体1内物料通过连杆23运动速度的改变而变化，可进一步提高翻转的效果。

本发明还提供了一种烹饪设备，该烹饪设备包括控制系统，且具有上述所述的锅具运动装置，在此不再赘述。

采用上述锅具运动装置的烹饪设备，由于不需要辅助的升降机构，故其设备整体结构可大大简化，节约占据的空间，产品生产成本也相应降低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种免升降锅具运动方法，其特征在于：其是将锅体与一曲柄摇块机构相连，该曲柄摇块机构中曲柄的安装位高于摇块的安装位，在曲柄摇块机构带动下，使锅体上任一质点的运动轨迹为沿竖直平面倾斜的近似椭圆曲线，从而实现锅体的悬空翻转；

其中，所述锅体悬空翻转运动前绕其侧边旋转一定角度，使其另一侧向上翘起，所述锅体上平面相对水平面倾斜设置，以使所述锅体在运动时完全越过炉膛，而不致发生干涉。

2.如权利要求1所述的免升降锅具运动方法，其特征在于：所述曲柄摇块机构与一可变速的平动机构相连，由该平动机构带动锅体沿水平面做直线或曲线变速运动。

3.如权利要求1所述的免升降锅具运动方法，其特征在于：将所述曲柄摇块机构与一可改变曲柄摇块回转速度的储能机构相连。

4.一种免升降锅具运动装置，包括一锅体，其特征在于：所述锅体设于可带动其沿竖直平面做倾斜的近似椭圆曲线运动的一曲柄摇块机构上；

所述曲柄摇块机构包括一由第一驱动元件带动转动的第一曲柄、连杆及摇块，所述连杆一端与所述第一曲柄顶端铰接，所述摇块顶端活动滑设于所述连杆杆体上，所述锅体与所述连杆连接；所述第一曲柄通过第一支座固于所述基座较高的水平面上，所述摇块通过第二支座固于所述基座较低的水平面上，以使所述第一曲柄的安装位高于所述摇块的安装位，所述第一曲柄顶端高于所述摇块顶端；

所述免升降锅具运动装置还包括一可带动锅体翻转的出料机构。

5.如权利要求4所述的一种免升降锅具运动装置，其特征在于：所述锅体与所述连杆的连接点设于第一曲柄和摇块之间。

6.如权利要求4或5所述的一种免升降锅具运动装置，其特征在于：所述曲柄摇块机构与可在水平面做直线或曲线运动且可变速的平动机构相连。

7.如权利要求6所述的一种免升降锅具运动装置，其特征在于：所述曲柄摇块机构通过一基座与所述平动机构相连，所述基座具有一台阶结构，所述第一曲柄及摇块设于所述基座上不同的水平面上。

8.如权利要求4所述的一种免升降锅具运动装置，其特征在于：所述平动机构包括一第二驱动元件，所述第二曲柄与第二驱动元件传动连接并由其带动转动，所述基座底平面与所述第二曲柄相连。

9.如权利要求8所述的一种免升降锅具运动装置，其特征在于：所述第二驱动元件为电机，通过主动椭圆齿轮和从动椭圆齿轮的配合结构与所述第二曲柄传动连接。

10.如权利要求4所述的一种免升降锅具运动装置，其特征在于：还包括一与所述曲柄摇块机构连接的储能机构。

11.如权利要求10所述的一种免升降锅具运动装置，其特征在于：所述储能机构包括一端固定、另一端与所述曲柄摇块机构连接的弹簧。

12.如权利要求4所述的一种免升降锅具运动装置，其特征在于：所述出料机构包括一第三驱动元件及由该第三驱动元件驱动的传动机构，所述传动机构输出轴与可带动锅体绕其侧边转动的转动轴连接，或所述传动机构输出轴通过一中间连接杆与带动锅体绕其侧边转动的转动轴偏心连接。

13.一种烹饪设备，其特征在于：设有权利要求4-12任一项所述的锅具运动装置。