CN103211504A - 夹持、倾倒机构及烹饪物料投放系统和投放方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种夹持、倾倒机构，包括：用于夹持并限制装有烹饪物料的料袋夹持装置以及用于将料袋内烹饪物料自动倾倒入所述烹饪锅具内的烹饪物料倾倒装置，还可包括在倾倒前将料袋侧端剪开的剪切装置。本发明还提供了一种基于上述夹持、倾倒机构的烹饪物料投放系统和投放方法，实现了物料以料袋作为盛装方式的自动烹饪加工，集夹持、倾倒方式于一体，通过凸轮和齿轮之间巧妙组合，使得整个结构既布局合理、又简单紧凑，占据空间位置小，料袋可准确达到投料地点，且保证了烹饪物料在夹持、移送、投放过程中不被散落和/或溢出，避免了烹饪锅具周边复杂的结构布局可能造成的机构干涉，为烹饪物料的进一步翻炒及其他辅料的投放提供了空间。

Description

夹持、倾倒机构及烹饪物料投放系统和投放方法

技术领域

本发明涉及烹饪技术领域，具体涉及一种用于烹饪物料投放系统中的夹持、倾倒机构以及具有该机构的投放系统和投放方法。

背景技术

随着社会的不断进步和发展，人们对生活质量的要求越来越高，对吃的要求也就越讲究，同时，由于生活节奏越来越快，劳累了一天的人们，都不愿意再拖着疲惫的身躯去厨房准备饭菜，希望能从繁重的家务劳动中解放出来，追求更多的休闲和更少的家务劳动。

传统的烹饪过程中，物料的选择、搭配、入锅、烹调、出锅、装盘全部由厨师手工完成，每个厨师的烹调手艺的差别都将影响饭菜的色香味。更重要的是，烹调的过程不但劳动强度很大，而且厨师长期在充满着火、烟、油的环境中工作必将导致各种疾病。因此，机器正在逐步代替人实现越来越多的功能，烹饪机器人也在走进我们的厨房，取代人们进行繁琐的烹调工作，由于其烹调过程完全基于专家系统，因此保证了烹调具有科学的营养搭配、设定的烹饪时间和火候和甚佳的色香味，这样不仅使人能吃到通常在酒店里才能吃到的美味佳肴，而且有利于人体的健康。

目前，有关烹饪机器人相关的技术资料较多，但大多都是通过控制系统控制，将备好的料盒通过投料机构投入烹饪锅具内。如200610033780.5《烹饪设备的自动投料装置》，其是将料盒内封装的物料按照预定程序投放到所述烹饪设备/系统中，该投料装置包括框架本体和夹膜装置；其中，所述的夹膜装置能在所述框架本体内运动，其由两个夹膜体构成，所述的两个夹膜体通过相对运动结合在一起而夹紧所述料盒的封装膜；所述的料盒与所述的夹膜装置之间产生相对运动而打开所述料盒的封装膜。然而，由于料盒具有一定的长度和宽度，且封装膜一般是对料盒周边的密封，而采用料盒与夹膜装置之间产生相对运动打开料盒方式很可能会导致封装膜开启不完整或开启不可靠，且料盒和封装膜形式使用成本相对较高。

同样地，200820123775.8提供了《一种用于自动化烹饪系统的投料装置》，其包括多个料盒、放置并移动多个料盒的移动装置，所述移动装置位于炒锅一侧，于所述炒锅同一侧中心线位置设有一翻转机构，所述翻转机构卡持所述料盒向炒锅中心翻扣。虽然与现有技术相比，该装置料盒装料后无需用塑料膜封装，取消了复杂的撕膜机构，但由于料盒不具有密封性，对周围环境有一定要求，且不利于物料在烹饪加工前的保存及自动化生产、包装和运输。

目前还有一种自动烹饪机，其是将原料密封于原料包中，一道菜的原料按烹饪时投放顺序的不同分别装入几个不同的原料包中，然后按投料顺序将原料包的两端分别沿长度方向连接在两根原料包连接带上，即原料包水平放置且夹持在两输送带之间，形成类似子弹带的结构。切割刀具处于锅体上方，并介于两个输送带之间，操作时通过传动系统将被夹持的原料包输送到锅体上方，当原料包经过锅体上方时，由切割刀具将原料包划破，使其内的物料落入锅体中。这种将原料包通过两个输送带跨越于锅体上方再切割投料的设计模式，主要存在以下不足：

1、整个烹饪系统结构的复杂布局，容易导致各机构的干涉。

2、锅具为经常需要清洗的部件，锅体上方两输送带及切割刀具的设置给锅具的清洗带来了麻烦。

3、由输送带夹持的原料包在装载和料包的拆卸上非常不便。

4、自投料开始至投料完毕过程中，原料包始终位于锅体上方，易与锅体形成交叉影响，如，锅体受热时，对原料包产生持续的热辐射或烟熏，影响原料品质，又如，当某一原料包投料不完全时，易形成断断续续的散漏，严重影响烹饪质量。

5、原料包被切开后，作类似钟摆式的运动，原料包内的原料无法投放到所需位置范围。所需位置范围系指根据烹饪器具物点、烹饪工艺的要求以及使用者的需求，烹饪物料在烹饪容器内应处的正确位置。烹饪的正确位置包括在上述所需位置范围之内，是指当物料处于这些位置时，能够按烹饪要求正确、有效、均匀和/或良好地被加热和/或翻动，正确位置一般位于烹饪容器内加热中心附近一定范围之内或覆盖导热介质(如油)的范围之内等，且通常都小于烹饪容器内整体范围。一个例子是中国式炒锅，当热源位于锅底中心部位时，锅中心附近一定范围(例如以锅中心为圆心直径约为5-15厘米的圆之内，或者更小的范围内)是正确位置，该范围之外锅温降低很快，可能成为不当位置。正确位置当然也可以是烹饪容器内全部范围，例如当使用较小的锅、特殊形状的锅、需要将锅大角度翻转(例如180度翻转、360度翻转等)时以及全锅被较均匀加热时。所谓不当位置是指当物料处在这些位置时，不能/不易正确有效均匀和/或良好地被翻动工具翻动、不能/不易回到正确位置、不能/不易被聚拢、不能/不易正确有效均匀和/或良好地被加热，和/或其他影响烹饪效果的情况有可能发生，例如翻动工具的盲区、翻动工具能够到达但翻动效果不好的位置、翻动工具活动范围之外甚至锅外等，或者是这样的位置，在该位置上，物料虽然能够有效地被翻动工具翻动，但由于烹饪器具的控制系统不能/不易知道该处有物料，所以不能对其进行有效翻动。当正确位置是烹饪容器内全部范围时，烹饪容器外就是不当位置。原料包形状及投料过程不受限制或缺乏引导，将直接影响到最终的烹饪效果，使菜肴品质大打折扣，甚至烹制失败。

6、锅具上方是烹饪设备重要的操作位，投料装置在锅具上方，使得其它装置，例如搅拌装置等没有操作空间，而且投料装置在锅上方很容易被油烟污染，被高热损坏。投料装置污染后很难彻底清洗，污染物会滴落回锅里，这样就会对菜肴造成污染。

中国专利局公开的专利文献《物料包装及采用该物料包装的物料投放方法》(申请号：200410052197.x)也披露了一种烹饪物料包装体的投放方式，其是将各包装体分别置放于一可转动的包装固定装置周边上，其位于锅体上方投料处时，电机带动装置转动，使包装体中的第一个包装体运动到装置下部，该包装体的一端被开启装置割开，物料在重力的作用下通过开口落入锅体中。上述这种方式亦具有下述缺陷：第一，这种仅依靠重力下落的方式物料很难投净，且这种转动投放方式，结构相对复杂，各零件的制造相对较难，装配、清洗以及包装体的固定皆不是很方便；其次，由于开启装置位于包装固定装置的下端，切割时容易使包装体中的物料洒落于开启装置上，造成对开启装置的污染，且包装固定装置应设置在锅具很近的位置，否则会导致物料投放时到处溅落；第三，由于物料一般应该投放的锅具中心附近有油的地方，如果投放到锅具内没有油或油很少的地方，例如锅边，就会造成物料粘锅，而且带来搅拌装置搅不到的情形。因此，这种布局会使锅具周边结构非常拥挤，不便于清洗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，首先提供了一种可采用料袋盛装烹饪物料，并将上述装有烹饪物料的料袋干净、准确且自动投放于烹饪锅具内的夹持、倾倒机构。

本发明夹持、倾倒机构技术方案包括：用于夹持并限制装有烹饪物料的料袋夹持装置以及用于将所述料袋内烹饪物料自动倾倒入所述烹饪锅具内的烹饪物料倾倒装置。

具体地，所述料袋夹持装置包括夹具、夹持驱动装置和夹持轨迹变换装置；所述夹具设置在料袋夹持工位，用于夹持或者释放料袋；所述夹持轨迹变换装置用于将夹持驱动装置输出的力矩变换为驱使所述料袋夹具夹持料袋的夹持力矩和用于释放料袋的释放力矩。

进一步地，所述夹持驱动装置是夹持驱动电机，所述料袋夹具是相对设置的定夹头和动夹头。

进一步地，所述夹持轨迹变换装置包括第一外轴凸轮，所述第一外轴凸轮具有第一轨迹槽，第一连杆一端具有一可在该第一外轴凸轮之轨迹槽内运动的滚轮，另一端具有可与夹持齿轮啮合的齿条结构；所述夹持齿轮之固定轴上设有一内轴凸轮，该内轴凸轮上设有一端可与其顶触的滑杆，所述滑杆另一端与所述动夹头触接。

具体地，所述烹饪物料倾倒装置包括倾倒驱动装置和倾倒轨迹变换装置；所述倾倒轨迹变换装置用于将所述倾倒驱动装置输出的力矩变换为驱使所述料袋夹持装置从投料工位倾倒所述料袋的倾倒力矩，以及驱使所述料袋夹持装置回位至非倾倒状态的回位力矩。

进一步地，所述倾倒驱动装置驱动动力来自夹持驱动电机，所述倾倒轨迹变换装置包括第二外轴凸轮，所述第二外轴凸轮设于所述第一外轴凸轮之固定轴上，其具有一轨迹槽，第二连杆一端具有一可在该第二外轴凸轮之轨迹槽内运动的滚轮，另一端具有可与倾倒齿轮啮合的齿条结构；所述倾倒齿轮固定轴连接投料臂的一端，所述投料臂的另一端连接料袋夹具。

本发明移动、倾倒机构还包括在倾倒前将料袋侧端剪开的剪切装置。

具体地，所述剪切装置包括一开启刀，通过一连接件与一移动装置连接。

进一步地，所述的移动装置包括一开启电机、与所述开启电机输出轴连接的主动轮、从动轮以及套设于所述主动轮、从动轮上的同步带，所述连接件一端固定于所述同步带上，另一端连接所述开启刀。

进一步地，所述的连接件套设于一导轨或两平行设置的导杆上。

本发明还提供了一种烹饪物料投放系统，具有上述所述的夹持、倾倒机构。

本发明还提供了一种基于上述夹持倾倒机构及投放系统的烹饪物料投放方法，用于将装有烹饪物料的料袋中的烹饪物料投入到烹饪锅具内，其是将装有烹饪物料的料袋置于所述料袋夹持工位上，在控制系统控制下，通过料袋夹持装置在料袋夹持工位上将所述料袋一端夹持并对其进行限制，同时由剪切装置将料袋侧端开口；再由所述烹饪物料倾倒装置种投料臂带动翻转或/和倾倒，从而令该料袋内的烹饪物料投放入所述烹饪锅具内。

本发明实现了物料以料袋作为盛装方式的自动烹饪加工，集夹持、倾倒方式于一体，可自动完成料袋的夹持及倾倒过程，结构设计中，通过凸轮和齿轮之间巧妙组合，使得整个结构既布局合理、又简单紧凑，占据空间位置小，夹持的料袋可准确达到投料地点，避免了烹饪锅具周边复杂的结构布局可能造成的机构干涉，为烹饪物料的进一步翻炒以及其他辅料的投放提供了空间，且保证了烹饪物料在夹持、倾倒过程中不被散落和/或溢出，同时在投放完毕后的料袋可仍然回复到开口向上的状态，有效避免了料袋残余的物料可能带来的对周围环境的污染，同时投料装置本身也不易被污染，也较好地避免了投料装置对菜肴的污染，尤其是对于难以清洗的烹饪环境具有较佳的使用性能，达到了烹饪加工过程方便、快捷、简化的目的。

本发明采用料袋盛装烹饪物料且通过夹持、倾倒机构组合构成的投放系统和方法较之于料盒包装一方面可节约材料成本，实现了物料的自动化生产、包装和运输，同时不需要复杂的撕袋机构，进而减少了设计成本与制造成本。

附图说明

图1为本发明夹持、倾倒机构结构实施例图一；

图2为本发明夹持、倾倒机构结构实施例图二；

图3为本发明夹持、倾倒机构结构实施例图三；

图4为本发明夹持、倾倒机构结构实施例图四；

图5为本发明夹持、倾倒机构结构实施例图五。

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。

本发明首先提供了一种夹持、倾倒机构，应用于采用料袋盛装烹饪物料的投放系统中，通过自动控制系统和烹饪执行系统，可将至少一料袋中的烹饪物料投放于烹饪锅具内，其包括：用于夹持并限制装有烹饪物料的料袋夹持装置、以及用于将所述料袋内烹饪物料自动倾倒入所述烹饪锅具内的烹饪物料倾倒装置，如料袋口部密封时，还可包括在倾倒前将料袋侧端剪开的剪切装置。本发明夹持、倾倒机构通过料袋夹持或/和剪切、烹饪物料倾倒装置组合，可将置于烹饪锅具外、装有烹饪物料的料袋夹紧并对其限制以控制其可能产生的形变，防止投放前物料泄漏；然后将被夹持的料袋侧端剪开，再由倾倒装置将料袋翻转或/和倾倒，使物料能准确投放于烹饪锅具内。投料完毕后，倾倒装置反转将料袋回复到原位，以保持料袋开口向上，有效避免了投放完毕后料袋残余的物料可能带来的对周围环境的污染。上述夹持、倾倒结构组合，通过各自不同的功能，实现了装有料袋的烹饪物料投放过程的自动化，同时在整个机构的布局上，一方面充分考虑到了烹饪锅具周边构件的结构的简化，以避免可能造成的机构干涉，另一方面，由于烹饪环境的特殊性，本发明设计的各构件清洗、拆装非常方便。

所述料袋夹持装置包括夹具、夹持驱动装置和夹持轨迹变换装置；所述夹具设置在料袋夹持工位，用于夹持或者释放料袋；所述夹持轨迹变换装置用于将夹持驱动装置输出的力矩变换为驱使所述料袋夹具夹持料袋的夹持力矩和用于释放料袋的释放力矩。

参见图1-图5，具体结构设计中，所述夹持驱动装置是夹持驱动电机1525，所述料袋夹持装置是相对设置的定夹头1536和动夹头1512。

所述夹持轨迹变换装置包括第一外轴凸轮1532，设于夹持驱动电机1525输出轴上(或与夹持驱动电机1525输出轴连接，由其带动转动)，所述第一外轴凸轮1532具有第一轨迹槽，第一连杆1517一端具有一可在该第一外轴凸轮1532之轨迹槽内运动的滚轮(未图示)，另一端具有可与夹持齿轮1527啮合的齿条结构。所述夹持齿轮1527之固定轴上设有一内轴凸轮1515，该内轴凸轮1515上设有一可与其顶触的滑杆1514，所述滑杆1514一端具有一可沿内轴凸轮1515周边滑移的滚轮，另一端设有一顶触块1537，该顶触块1537与动夹头1512触接。通过滑杆1514在内轴凸轮1515上的移动，可使顶触块1537沿内轴凸轮1515周边轨迹移动，以带动动夹头1512相对于定夹头1536摆动，从而实现对料袋9的夹持。在用于设置动夹头1512的摆动轴上，还设有可使动夹头1512复位的弹簧1535。

所述烹饪物料倾倒装置包括倾倒驱动装置和倾倒轨迹变换装置；所述倾倒轨迹变换装置用于将所述倾倒驱动装置输出的力矩变换为驱使所述料袋夹持装置从投料工位倾倒所述料袋的倾倒力矩，以及驱使所述料袋夹持装置回位至非倾倒状态的回位力矩。

所述倾倒驱动装置驱动动力来自夹持驱动电机1525，所述倾倒轨迹变换装置包括第二外轴凸轮1531，所述第二外轴凸轮1531设于所述第一外轴凸轮1532之固定轴上，其具有一轨迹槽，第二连杆1534一端具有一可在该第二外轴凸轮1531之轨迹槽内运动的滚轮1533，另一端具有可与倾倒齿轮1516啮合的齿条结构。所述倾倒齿轮1516固定轴上连接投料臂1513的一端，所述投料臂1513的另一端设有定夹头1536和动夹头1512。

进一步地，所述第一连杆1517、第二连杆1534上，还套设有直线轴承1536，便于两连杆的直线滑移。

具体结构设计中，所述倾倒齿轮1516中心开设有通孔，所述夹持齿轮1527固定轴可穿越倾倒齿轮1516中心，内轴凸轮1515固于该轴一端；投料臂1513具有一长通孔，内轴凸轮1515及滑杆1514可置于该长通孔内，滑杆1514轴向中心线与投料臂1513轴向中心线在同一直线上，这样既便于减轻投料臂1513的重量，还可节约机构布置空间。

请再参见图1-图5，所述剪切装置包括一开启刀1519，所述开启刀1519设于料袋固定槽1520的上方，通过一连接件1526与一移动装置连接。

所述的移动装置包括一开启电机1528、与所述开启电机1528输出轴连接的主动轮1530、从动轮1522以及套设于所述主动轮1530、从动轮1522上的同步带1523，所述连接件1526一端固定于所述同步带1523上，另一端连接所述开启刀1519。

具体地，所述的连接件1526包括一弯折设置的连接杆15263、连接架15261及滑板15262，其中连接杆15263下端用于固定开启刀1519，连接杆15263上端连接滑板15262，该滑板15262固定在同步带1523上，同时与连接架15261连接，该连接架15261套设于两平行设置的导杆1524或导轨(未图示)上。

工作时，夹持驱动电机1525运动，当第一外轴凸轮1532转到一定角度时，其轨迹槽内的滚轮移动，第一连杆1517沿直线轴承1536平移，通过其端部的齿条带动夹持齿轮1527旋转，内轴凸轮1515旋转，带动滑杆1514平移，进而顶住动夹头1512旋转，对料袋9夹持。然后，开启电机1528旋转，同步带1523平移，开启刀1519沿导杆1524运动，通过开启刀1519对料袋9实现剪切。同时，第二外轴凸轮1531已转到一定的角度，滚轮1533沿其轨迹槽移动，第二连杆1534沿直线轴承1536平移，通过期端部的齿条带动倾倒齿轮1516旋转，进而带动投料臂1513摆动，实现投料动作。

本发明还提供了一种烹饪物料投放系统(未图示)，包括上述所述的夹持、倾倒机构，可通过自动控制系统将待投放的料袋置于料袋置放位置上，然后通过上述夹持、倾倒机构使料袋内的烹饪物料投放至烹饪锅具内，实现料袋夹持、倾倒投料功能，投放完毕后的空料袋再通过倾倒机构方向翻转，使其从烹饪锅具的锅口范围内移开。烹饪物料投放完毕后，可通过料袋回收装置将空料袋回收。

本发明还提供了一种基于上述夹持、倾倒机构的烹饪物料投放方法，用于通过控制系统控制，将装有烹饪物料的料袋中的物料投入到烹饪锅具内，其是将装有烹饪物料的料袋置于料袋夹持工位(料袋固定槽)上，在控制系统控制下，通过料袋夹持装置在料袋夹持工位上将所述料袋一端夹持并对其进行限制，使所述料袋保持夹持时的状态以控制其在投料过程中的形变；同时由剪切装置将料袋侧端开口；再由所述烹饪物料倾倒装置种投料臂带动翻转或/和倾倒，从而令该料袋内的烹饪物料投放入所述烹饪锅具内，通过翻炒完成烹饪过程；在烹饪物料投放完毕之后，将所述料袋从烹饪锅具的锅口范围内移开并释放对所述料袋的夹持，进入下一工作循环。

本发明上述实施例和附图所示仅为本发明较佳实施例之部分，并不能以此局限本发明，在不脱离本发明精髓的条件下，本领域技术人员所作的任何修改、等同替换和改进等，都属本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种夹持、倾倒机构，包括：用于夹持并限制装有烹饪物料的料袋夹持装置以及用于将所述料袋内烹饪物料自动倾倒入所述烹饪锅具内的烹饪物料倾倒装置。

2.根据权利要求1所述的夹持、倾倒机构，其特征在于：所述料袋夹持装置包括夹具、夹持驱动装置和夹持轨迹变换装置；所述夹具设置在料袋夹持工位，用于夹持或者释放料袋；所述夹持轨迹变换装置用于将夹持驱动装置输出的力矩变换为驱使所述料袋夹具夹持料袋的夹持力矩和用于释放料袋的释放力矩。

3.根据权利要求2所述的夹持、倾倒机构，其特征在于：所述夹持驱动装置是夹持驱动电机，所述料袋夹具是相对设置的定夹头和动夹头。

4.根据权利要求2所述的夹持、倾倒机构，其特征在于：所述夹持轨迹变换装置包括第一外轴凸轮，所述第一外轴凸轮具有第一轨迹槽，第一连杆一端具有一可在该第一外轴凸轮之轨迹槽内运动的滚轮，另一端具有可与夹持齿轮啮合的齿条结构；所述夹持齿轮之固定轴上设有一内轴凸轮，该内轴凸轮上设有一端可与其顶触的滑杆，所述滑杆另一端与所述动夹头触接。

5.根据权利要求1所述的夹持、倾倒机构，其特征在于：所述烹饪物料倾倒装置包括倾倒驱动装置和倾倒轨迹变换装置；所述倾倒轨迹变换装置用于将所述倾倒驱动装置输出的力矩变换为驱使所述料袋夹持装置从投料工位倾倒所述料袋的倾倒力矩，以及驱使所述料袋夹持装置回位至非倾倒状态的回位力矩。

6.根据权利要求5所述的夹持、倾倒机构，其特征在于：所述倾倒驱动装置驱动动力来自夹持驱动电机，所述倾倒轨迹变换装置包括第二外轴凸轮，所述第二外轴凸轮设于所述第一外轴凸轮之固定轴上，其具有一轨迹槽，第二连杆一端具有一可在该第二外轴凸轮之轨迹槽内运动的滚轮，另一端具有可与倾倒齿轮啮合的齿条结构；所述倾倒齿轮固定轴连接投料臂的一端，所述投料臂的另一端连接料袋夹具。

7.根据权利要求1-6任一项所述的夹持、倾倒机构，其特征在于：还包括在倾倒前将料袋侧端剪开的剪切装置。

8.根据权利要求7所述的夹持、倾倒机构，其特征在于：所述剪切装置包括一开启刀，通过一连接件与一移动装置连接。

9.根据权利要求8所述的夹持、倾倒机构，其特征在于：所述的移动装置包括一开启电机、与所述开启电机输出轴连接的主动轮、从动轮以及套设于所述主动轮、从动轮上的同步带，所述连接件一端固定于所述同步带上，另一端连接所述开启刀。

10.根据权利要求9所述的夹持、倾倒机构，其特征在于：所述的连接件还套设于一导轨或两平行设置的导杆上。

11.一种烹饪物料投放系统，其特征在于：包括权利要求1-10任一项所述的夹持、倾倒机构。

12.一种基于权利要求11所述的烹饪物料投放系统的投放方法，用于将装有烹饪物料的料袋中的烹饪物料投入到烹饪锅具内，其特征在于：将装有烹饪物料的料袋置于所述料袋夹持工位上，在控制系统控制下，通过料袋夹持装置在料袋夹持工位上将所述料袋一端夹持并对其进行限制，同时由剪切装置将料袋侧端开口；再由所述烹饪物料倾倒装置种投料臂带动翻转或/和倾倒，从而令该料袋内的烹饪物料投放入所述烹饪锅具内。

Images