CN103431744B - 一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构 - Google Patents

一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构 Download PDF

Info

Publication number
CN103431744B
CN103431744B CN201310321969.4A CN201310321969A CN103431744B CN 103431744 B CN103431744 B CN 103431744B CN 201310321969 A CN201310321969 A CN 201310321969A CN 103431744 B CN103431744 B CN 103431744B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pot
angle
axle
drive shaft
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310321969.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103431744A (zh
Inventor
李夏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201310321969.4A priority Critical patent/CN103431744B/zh
Publication of CN103431744A publication Critical patent/CN103431744A/zh
Priority to PCT/CN2014/083122 priority patent/WO2015014253A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103431744B publication Critical patent/CN103431744B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J37/00Baking; Roasting; Grilling; Frying
    • A47J37/10Frying pans, e.g. frying pans with integrated lids or basting devices
    • A47J37/108Accessories, e.g. inserts, plates to hold food down during frying
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47JKITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/34Supports for cooking-vessels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Cookers (AREA)
  • Commercial Cooking Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及自动化烹饪设备领域,是能够基本替代烹饪过程中翻锅技法的一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构。首先使锅体加速向前冲,使锅体带动锅体内食材具有一向前加速度,并使食材向前运动的速度逐步增加。到了一定位置后,挑起锅体,使锅体翘起一个角度,使食材沿弧面切线方向被抛起。然后带动锅体回退的时候,正好能够接住抛起后落下的食材,保证食材不会被抛至锅外。本发明通过总结烹饪过程中翻锅技艺,将其关键的手法提取出来,省略其他非关键的技巧,从而将整个翻锅技艺简化为加速前进,上挑和回复三个步骤,并将该方法用于控制自动烹饪设备,使该设备能够最真实的模拟实际烹饪的翻锅技艺。

Description

一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构
技术领域
本发明涉及自动化烹饪设备领域,更具体的说是一种自动烹饪设备的锅体的运动控制方法及机构。
背景技术
随着人力成本的提高,餐饮企业的工人薪酬逐渐成为企业的一大块支出,特别是对于中餐来说,菜品的口味主要取决于厨师的技艺,很难找到十分可行的标准化模式来替代一位主厨。厨艺是要经过常识训练和实践才能达到一定的水平,这就导致了厨师人才培养难度大,时间长,目前中式厨师的人才需求量十分高。另外主厨的稳定性对于一家餐厅来说也十分重要,主厨的流动将给餐厅带来十分严重的影响,甚至改变整个餐厅的菜品口味。为此,导致了目前中式厨师的人力成本很高。
经过分析,我们发现主厨在实际工作中其利用率是很低的,很多重复性、机械化的工作大部分由助理厨师完成,主厨的主要工作是为了解决菜品在烹饪过程中的“火候”问题,但是其工资水平一般却是助理厨师的五、六倍,甚至是十几倍以上,这也是由于目前主厨人才的短缺所导致。
随着现代化技术的发展,很多人也在考虑如何采用自动化机械结构来模拟主厨的工作。经过分析,中餐中所述“火候”主要是通过加热的功率、时间和均匀度进行控制,加热功率和时间在现有自动化技术中十分容易实现,其中最难的就是加热均匀度的控制。由于中餐的食材多种多样,用料比例也多种多样,很难通过自动化设备实现控制。作为厨师来说,一般是通过翻锅、搅拌、翻动或晃锅等手艺实现,现有的自动化设备中多数用于模拟上述动作。在这里我们着重翻锅,因为搅拌、翻动相对容易实现,晃锅主要是用于一些易碎的菜式之用,比如麻婆豆腐等,不具有广泛适用性。
翻锅是中式烹调基本技法之一,由于其技术动作复杂以致一般厨师需要培训数月方能完全掌握。该手艺的复杂程度成为自动化烹调设备不能躲避的设计难点,虽然现有设备可以初步模仿人工翻炒但由于经常发生将锅体内食材翻出或翻动不均匀造成生熟不均甚至糊锅。现有设备主要是通过模拟人手控制锅体的运动轨迹来实现翻锅的模拟,比如中国专利申请号为“92101587.9”,名称为“自动食材烹调装置”;专利号为“98232654.8”,名称为“中菜自动烹调机”;专利申请号为“200610037139. 9”,名称为“一种锅具运动方法和装置”;专利号为“200780031155.X”,名称为“一种锅具运动方法和装置”;专利申请号为“201210588744.0”,名称为“一种烹调机器用自动翻炒机构”;以及专利申请号为“201210588809.1”,名称为“烹饪机器自动翻炒位移机构”这些技术。
经过调查,我们发现这些技术在实际使用中其效果均不理想,主要原因是这些技术均为未模拟整个翻锅过程中的主要关键点,仅仅是实现了翻锅过程中的某一部分。比如92101587.9和98232654.8仅仅实现了锅体的转动问题,由于锅体仅仅是绕固定轴心的转动,食材抛起后,其未能使锅体跟踪食材的运动轨迹移动,接住食材,导致食材经常撒到锅体之外,所以食材抛起的高度不能太高,由此达不到翻锅的效果。又如200610037139. 9和200780031155.X,其虽然让锅体在水平面上来回运动,通过锅体与水平面的夹角,配合在运动方向改变时所产生的加速度使食材翻动,并能及时回退,从而能够接住食材。但是所述加速度为水平方向,仅仅通过锅体的倾角很难使食材抛起,特别是对于粘性较大的食材,比如咕噜肉等等,无法适用于多数菜品之使用。再如201210588744.0和201210588809.1,其主要是模拟翻锅掂勺动作,通过多部电机的配合较为完整作出与掂勺相同的动作。但是由于电机技术、控制技术以及机械结构配合运动的局限,该技术的动作与实际的翻锅技法相比,速度慢很多,而且通过电机很难实现加速度很大的动作,只能说是一种慢动作版本的翻锅技法,根本无法替代翻锅技法。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的缺陷,实现能够基本替代烹饪过程中翻锅技法的一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构。
本发明通过以下技术方案实现上述发明目的。
首先,本发明设计了一种全新的自动烹饪设备锅体的运动控制方法,用于控制锅体循环运动使锅体内食材翻动,每个循环具体包括以下步骤:
S1.驱动锅体向前加速前进,使锅体内食材前进速度增加的步骤;
S2.驱动锅体向上加速翘起并翘起正角度Δα,使锅体内食材离开锅体底部的步骤;
S3.驱动锅体翘起回复,接住回落的食材并向后回退的步骤。
上述现有技术失败的原因是仅仅实现了翻锅过程中的某一部分,要不就是力求完整的再现翻锅过程,但这在现有的自动化控制技术中并不现实。所有现有技术均未抓住翻锅技艺的关键动作,并将其提取出来。申请人根据多年实践和观察,发现每个厨师翻锅的动作虽然各有差异,但是主要的几个关键点是相同的,这几个关键点就是首先使锅体加速向前冲,使锅体带动锅体内食材具有一向前加速度,并使食材向前运动的速度逐步增加。到了一定位置后,挑起锅体,使锅体翘起一个角度,由于中式锅体内一般都是弧面,食材又具有很高的向前速度,则弧面将改变食材的运动方向,使食材沿弧面切线方向被抛起。厨师一般会使锅体翘起角度较大,使食材被抛起的方向与前进方向的夹角大于90°。这样当厨师缩手带动锅体回退的时候,正好能够接住抛起后落下的食材,保证食材不会被抛至锅外。如此循环,虽然每位厨师根据个人的特点,其翻锅所用的力度、角度等均不相同,但是上述关键动作为每位厨师在翻锅过程中均必须做的。本发明的控制方就是将上述动作分离出来并做进一步简化,使采用机械的方式能够再现。其中:
S1.驱动锅体向前加速前进,使锅体内食材前进速度增加的步骤;是模拟翻锅过程中,厨师使锅体加速向前冲的过程。一般厨师会根据食材的不同、食材的特性、食材在锅体内的位置等等因素,调整加速过程中的力度、速度、角度等等。为了控制简易,本发明在此将其简化为一个简单的加速前进的步骤,可以具备、也可以不具备一个初始的角度,可以是沿直线轨迹、也可以是沿弧线轨迹前进。从效果上来看,该步骤同样能够使锅体带动食材加速前进,使食材的前进速度越来越大。这与手动翻锅的效果基本一致,同时可以对菜品进行分类,设定固定的几个不同加速度,角度以适用不同特性的菜品。可以预先对各种菜品编号,并根据菜品特性预设速度及角度,输入编号后系统根据预设的速度,角度控制机构。速度的调整可通过调速电机实现。
S2.驱动锅体向上加速翘起并翘起正角度Δα,使锅体内食材离开锅体底部的步骤;是模拟翻锅过程中,厨师使锅体上挑,抛起食物的过程。同样,一般厨师会根据食材的不同、食材的特性、食材在锅体内的位置等等因素,调整上挑过程中的力度、速度、角度等等。这一步骤十分重要,但是现有技术通常将锅体翘起融入锅体的运动过程中,为同时兼顾翘起和循环运动,无法实现抛起食材的技术效果。本发明将其作为一个独立的步骤单独控制,使抛起食材技术效果明显,而且本发明在翘起过程中是具有一定向上加速度的,在其翘起角度Δα停止时,食材具有较大的上抛速度,能够较为完全的离开锅体底部实现抛起。该控制方法还能够快速改变食材的运动方向,而不是仅仅依靠锅体内的弧面来实现,具有更好的抛起食材的效果,能够适用于多种菜品之用。同时可根据菜品种类的不同设定不同的上翘角度,上翘回复角度,具有一定范围的适应性。
S3.驱动锅体翘起回复,接住回落的食材并向后回退的步骤;是模拟带动锅体回退,接住抛起后落下的食材的过程,并为进入下一循环做准备。在上一步骤中,通过控制锅体翘起角度Δα和锅体内弧面的配合,使食材抛起的方向与前进方向的夹角大于90°,这样食材便被向后抛起。此时控制锅体回退便能够正好接住抛起后落下的食材,在回退的过程中,要求锅体翘起回复,这是为了使锅体在接住食物的过程中具有更大接收面,防止食材抛撒到锅体之外。另外,作为一种自动化控制的过程,需要使锅体恢复到初始的状态,这样才能不断的实现循环运行,控制也进一步简化。
为了使锅体内的食材在加速前进的过程中能够移动至锅体的前沿,这样在锅体翘起时,具有更好的抛起效果。所述锅体前进的过程中或锅体回退的过程中或锅体从回退转变成前进的过程中,驱动锅体向下倾斜负角度Δβ,使锅体内食材逐步沿锅体底部滑动至锅体的前半部分,锅体向上加速翘起时锅体转动过的角度为Δβ+Δα。锅体在运动过程中前端向下倾斜,在重力的作用下,锅体内的食材能够向锅体的前端移动,移动至轨迹的末端锅体翘起时,其加速翘起的角度是Δβ+Δα,相比较水平移动锅体转动的角度更大,使得食材被加速翘起的加速作用过程更长,最终速度就更大,具有更好抛起效果。同时可根据菜品种类的不同设定不同的上翘角度,上翘回复角度,下倾角度,具有一定范围的适应性。
在本发明控制方法中,所述锅体前进和回退的过程是沿同一轨迹的前进和后退,所述轨迹为直线或向下凸出的弧线,所述正角度Δα和负角度Δβ为锅体与水平面的夹角。为了方便控制,锅体在前进和后退的过程中最好是沿同一轨迹运动,而且该轨迹越简单越好,一般选用直线或弧线两种轨迹,对于上述翘起或下倾的角度为锅体与水平面的夹角,对于平底的锅体为锅体底面与水平面的夹角,对于弧底锅体为锅口表面与水平面的夹角,经过严格定义的角度,就可以通过自动化程序进行定义,这样便使每个循环运动过程完全一致,通过一组控制程序或结构设计就可以实现。
为了防止在前进的过程中,锅体晃动带来的不稳定性,本发明方法的锅体向下倾斜至负角度Δβ后,保持锅体与水平面的夹角向前加速前进,至锅体向上加速翘起。对于直线轨迹而言,固定锅体与水平面的夹角相对简单,但是对于弧线轨迹来说,由于锅体沿弧形轨迹运动的过程中角度不断变化,为保证其与与水平面的夹角不变,就必须对锅体进行角度补偿,即逆向转动锅体,这样才能保证锅体下倾的负角度Δβ不变。保持下倾角度不变的好处是让锅体内的食材能够在重力的作用下稳定地移动至锅体的前半部分,为后续的抛起做好准备。
如上所述,在直线轨迹运动的过程中,控制相对简单。但是当所述锅体前进和回退的过程是沿同一向下凸出的弧线轨迹的前进和后退的情况下,所述正角度Δα和负角度Δβ为与水平面的夹角时,锅体向下倾斜至负角度Δβ后,锅体沿弧线轨迹向前加速前进的过程中,就必须逆向转动锅体进行角度补偿,保持在该过程中锅体与水平面的夹角不变,至锅体向上加速翘起,这样才能达到较佳的翻锅效果。
在上述控制过程中,如果采用传统锅体,即手柄或控制端朝向锅体前进或回退的结构,由于要实现加速翘起,通过机械结构进行控制的难度较大,因此本发明所述锅体通过连接于锅体侧面且与竖直面垂直的驱动轴带动,驱动轴的平移带动锅体前后运动,驱动轴的转动带动锅体的角度变化。该驱动轴控制结构能够大大简化控制机构,实现整套设备的体积小型化。
该结构用于控制锅体循环运动使锅体内食材翻动的过程中,所述驱动轴按以下步骤运动:
所述驱动轴向前平移驱动锅体向前加速前进;
所述驱动轴逆时针转动驱动锅体向上加速翘起,至锅体翘起正角度Δα后停止逆时针转动;
所述驱动轴顺时针转动驱动锅体翘起回复至锅体向下倾斜至负角度Δβ后停止顺时针转动,同时驱动轴向后平移驱动锅体向后回退。
当所述锅体前进和回退的过程是沿同一向下凸出的弧线轨迹的前进和后退时,如上所述,在锅体沿弧线轨迹向前加速前进的过程中,所述驱动轴需反向驱动锅体转动一个与锅体行进过的轨迹段的弧度所对应的圆心角相等的角度,进行角度补偿,以保持在该过程中锅体与水平面的夹角不变,至锅体向上加速翘起。
根据食材的不同,所烹饪的菜品的不同,上述翻锅的过程中上挑的角度有所差异,一般正角度Δα和负角度Δβ控制在5°~70°之间。且在具有下倾角度的情况下,两者之和,即Δα+Δβ应不小于20°,同时Δα不小于Δβ,这样才能达到较好的抛起效果。
作为一个运动循环来说,所述锅体前进和回退的过程是沿同一轨迹的前进和后退,所述轨迹为直线或向下凸出的弧线,轨迹具有一始端和一末端,锅体在所述始端和末端改变运动方向,实现运动循环。锅体在始端处改变运动方向是为了进入下一循环,在末端处改变运动方向是为了上挑锅体并为回退做好准备,上述始端和末端仅定为轨迹的端点,并不代表开始时锅体必须一定从始端出发,终止时锅体一定必须到末端停止。
如上所述,在末端位置上锅体将改变运动方向同时转动实现上挑动作,但该动作并不一定必须在该位置上发生。可以是同时发生,即在该位置锅体改变运动方向的同时,锅体向上加速翘起。也可以是不同时发生,即在锅体改变运动方向之前,锅体便开始向上加速翘起,所述锅体从开始翘起至翘起正角度Δα的过程中或至正角度Δα时,锅体才改变运动方向。或者是在锅体改变运动方向之后,锅体才开始向上加速翘起。最佳的方式是同时发生,这样能够使食材具有最大前进速度,抛起效果显著。翘起和结束时机的选择是根据所加工的食材特点而定的,如容易粘黏锅壁的选择在锅体改变运动方向之后,锅体才开始向上加速翘起,如炒饭炒面;不与锅壁贴和的食材可选择在锅体改变运动方向之前,锅体便开始向上加速翘起,如炒黄豆,避风塘炒蟹,椒盐虾等。
基于上述控制方法,本发明设计了一种自动烹饪设备锅体的运动控制机构,其结构包括:
用于支撑自动烹饪设备的机架;
相对于机架沿弧形轨迹来回运动的支架,所述弧形轨迹具有一始端和一末端;
安装在机架上的驱动机构;
用于盛装食材的锅体;
锅体侧面安装一驱动轴,驱动轴转动支撑在所述支架上,并贯穿整个支架与驱动机构连接;
所述驱动机构驱动支架带动锅体相对于机架在始端和末端之间循环运动;
所述驱动机构带动驱动轴转动,驱动锅体向上加速翘起。
如上所述,本发明结构通过连接在锅体侧面的转轴来带动锅体的平动和转动,锅体具有一定重量,连接在转轴的末端,使转轴受力不均匀,为保证转轴带动锅体运动的稳定性,本发明改良将驱动轴转动支撑在一个支架上,支架能够支撑转轴运动,确保运动轨迹的重复性,提高结构的稳定性。通过驱动机构,能够实现本发明方法所述的过程:驱动机构驱动支架带动锅体相对于机架在始端和末端之间循环运动,通过控制运动加速度的大小可以实现对锅体的加速前进和回退等步骤的控制。驱动机构带动驱动轴转动,能够驱动锅体向上加速翘起,逆向转动可以驱动锅体翘起回复等步骤。
上述机构所实现的锅体运动轨迹为向下凸出的弧线,所述支架安装在机架的弧形滑轨上,或所述支架通过挂轴与机架转动连接,这样在驱动机构的作用下,支架能够相对机架来回摆动。
为了保持在摆动的过程中锅体与水平面的夹角不变,上述机构还包括一用于在支架沿弧形轨迹运动时保持锅体与水平面夹角不变的可控角度锁定机构,所述驱动轴包括第一轴和第二轴,第一和第二轴之间通过第一离合器控制联动,第二轴与锅体连接。采用两段式的驱动轴结构,其优点是可以对两段转轴进行分别控制。在锅体前进或回退的过程中,为保持锅体与水平面的角度不变,可以解除两段转轴的联动,此时可控角度锁定机构用于锁定锅体与水平面的角度。在锅体运动至需加速翘起时,才通过第一离合器控制第一轴与第二轴联动,此时通过驱动机构便可以通过驱动轴带动锅体转动。这种结构的优点是驱动机构带动支架平动的过程中所带来的驱动轴的转动,不会最终影响到锅体的角度。
所述可控角度锁定机构包括第二离合器和用于驱动第二轴逆向转动的第一角度补偿机构,第二轴和第一角度补偿机构通过第二离合器控制联动。根据上述工作过程可知,在锅体平动的过程中,通过第一离合器解除第一轴和第二轴的联动,通过第二离合器控制第二轴和角度补偿机构联动,角度补偿机构通过逆向转动第二轴,补偿弧形摆动带来的角度变化。在锅体翘起的过程中,通过第一离合器控制第一轴和第二轴联动,通过第二离合器解除第二轴和角度补偿机构的联动,驱动机构带动驱动轴的转动便可以实现锅体翘起。
所述第一角度补偿机构的具体结构包括安装在机架上的第一定齿轮、安装在支架上的第一传动齿轮组和套在第二轴上通过第二离合器与第二轴联动的第一从动齿轮,所述支架相对于机架沿弧形运动轨迹运动时,第一定齿轮通过第一传动齿轮组驱动第一从动齿轮转动的角度与支架相对于机架转动角度相等、方向相反。该结构的优点是控制精准且稳定性较高,能够实现快速切换。
为了使得锅体在回退的过程中能够快速恢复水平方向,所述支架上还设有在锅体翘起后驱动锅体恢复水平方向的角度回位机构。在采用两段式驱动轴的基础上,当锅体翘起后在回退的过程中,可以通过第一离合器解除第一轴和第二轴的联动,通过角度回位机构驱动驱动轴带动锅体恢复水平方向。
所述角度回位机构为弹性机构,当锅体翘起的过程中,带动弹性机构变形,当第一轴与第二轴解除联动后,第二轴失去驱动力,弹性机构恢复变形,就可以带动锅体恢复到水平方向。
作为一种简易的结构,所述弹性机构为绕驱动轴设置的扭簧,扭簧的一端固定在支架上,另一端固定在驱动轴上,在驱动轴带动锅体上翘时压制扭簧压缩,驱动轴失去驱动力之后,扭簧在恢复变形的过程中,将带动锅体回到初始的状态。
所述弹性机构也可以采用弹簧盒这种相对复杂但是工作稳定、位置控制精准的结构,具体的结构是所述弹簧盒安装在支架上,包括外壳体、内壳体和扭簧,第一轴穿过内外壳体并与之转动配合,所述扭簧的一端固定在第一轴上,另一端固定在内壳体上,外壳体和内壳体相互嵌套并可相对转动,外壳体内设置突出的挡台,内壳体周向上开设与挡台相配合的槽口,所述槽口呈弧形,挡台在槽口内滑动;锅体开始向上翘起时,所述挡台抵在槽口的一端,限制内壳体相对外壳体转动,第一轴带动锅体上翘时相对内壳体转动压制扭簧压缩。上述结构与单独采用扭簧结构的原理基本相同,不过通过将扭簧安装在壳体内,内外壳体相互嵌套转动的结构,在工作过程中根据稳定性,而且该机构关键的弹性件不会受到外界油烟的侵蚀而导致工作效果的下降。
在本发明结构中,所述支架是沿弧形轨迹运动的,而所述弹簧盒安装在支架上,为了能够保证准确的驱动锅体恢复水平状态,所述弹簧盒与上述锅体一样,需要保持其与水平方向的角度一致,不受支架转动的影响。因此本发明结构还包括用于在支架沿弧形轨迹运动时用于驱动弹簧盒外壳体逆向转动的第二角度补偿机构。
与上述第一角度补偿机构类似,所述第二角度补偿机构包括安装在机架上的第二定齿轮、安装在支架上的第二传动齿轮组和固定在外壳体上的第二从动齿轮,所述支架相对于机架沿弧形运动轨迹运动时,第二定齿轮通过第二传动齿轮组驱动第二从动齿轮转动的角度与支架相对于机架转动角度相等、方向相反。
在上述结构中,为了使锅体恢复到水平方向后不再因惯性的作用继续向下转动,所述锅体上设有感应锅体恢复水平时使第一离合器控制第一和第二轴解除联动、第二离合器控制第二轴和第一角度补偿机构联动的水平感应装置。这样当锅体恢复水平的时候,可以解除上述弹性机构对锅体的作用,并同时通过第一角度补偿机构锁死锅体的角度,使其不会因惯性作用继续向下转动也不会受到支架转动的影响,即保证了锅体的水平位置不变。
或者是采用一种简易结构,即再增加一个扭簧形成双扭簧结构,具体是所述弹性机构包括绕驱动轴设置的第一和第二扭簧,第一和第二扭簧的一端固定在支架上,另一端固定在驱动轴上,驱动轴带动第一和第二扭簧压缩的转动方向相反。采用双扭簧的结构,当第一扭簧恢复变形带动驱动轴转动,由于惯性的作用超过水平位置的时候,第二扭簧能够推动驱动轴回到水平位置上,防止转动过度。
从上述运动过程可知,所述驱动轴具有平动和转动两个动作,作为驱动机构来说,最简单的方式就是包括两部电机,一部电机驱动支架相对于机架在始端和末端之间循环运动,另一部电机带动驱动轴转动,驱动锅体前端向上加速翘起。电机可以采用定速电机或变速电机,通过控制电机的速度和加速度,实现上述动作。
但是两部电机的结构将导致结构过于庞大,不利于设备小型化,而且其中一部电机需要安装在支架上,增加了支架的总重量,这就要求另一部带动支架运动的电机需要具有更高的功率。本发明通过合理的机械设计,使所述驱动机构通过一部单向转动的驱动电机和曲柄机构来实现。所述驱动电机输出轴连接曲柄机构,输出轴转动的过程中,曲柄机构带动驱动轴平动;驱动机构驱动支架带动锅体相对于机架在始端和末端之间循环运动;曲柄机构带动驱动轴转动,驱动锅体向上加速翘起。通过曲柄机构推动驱动轴,并同时带动驱动轴转动,通过离合器,可以将所述驱动轴转动有选择性的传递至锅体,从而控制锅体在特定的位置上翘起,实现翻锅。
其中一种曲柄机构包括曲柄和连杆,所述曲柄的一端连接驱动电机的输出轴,另一端转动连接连杆一端,驱动轴垂直转动连接在连杆上。为了合理设计曲柄驱动锅体翘起的角度,所述曲柄机构还包括档杆和转轴板,所述档杆平行连接在连杆上,所述第一轴穿过转轴板、与转轴板固定连接并与档杆和连杆转动连接,转轴板上设置有上挡块,当锅体向上翘起时,第一离合器控制第一和第二轴联动,档杆压制上挡块,驱动转轴板带动第一和第二轴转动,第二轴带动锅体前端向上加速翘起。
合理的设计上挡块子在转轴板上的位置,可以使档杆在合理的位置压制上挡块,并在其他位置上不会与上挡块干涉,避免上挡块影响曲柄的转动。这种结构理论上可行,不过实际应用中,为了缩小整个设备的体积,提高控制的精准度和使设计难度降低,上挡块的位置不应局限在挡板的某个位置上。因此为了避免在档杆不需压制上挡块的时候,与上挡块碰撞、干涉,所述上挡块采用可控伸缩结构,具体包括锁定主体、挡头和设置在锁定主体与挡头之间的弹簧,所述挡头压制弹簧相对锁定主体伸缩。当驱动锅体向上加速翘起时,锁定主体锁定挡头限制挡头伸缩,使档杆能够压制挡头驱动转轴板转动;在其他位置,锁定主体解除挡头锁定,使档杆与挡头干涉时,档杆能够压制挡头使其收缩并跨越挡头,使上挡块不会对档杆的运动造成干涉。
所述锁定主体内设置有电磁铁,在锅体向上翘起时,电磁铁通电吸附挡头,限制挡头相对锁定主体运动,在其他位置,电磁体断电解除对挡头和锁定主体间的锁定。通过电磁铁的通电和断电,便可以实现挡头的固定和可伸缩,控制十分简单方便。
在一开始驱动轴需驱动锅体下倾一定角度的结构中,所述转轴板上还设置有下挡块,档杆与下挡块干涉时,驱动转轴板和驱动轴转动,驱动轴带动锅体前端向下倾斜。
为了调整锅体翘起角度和下倾角度的大小,所述上挡块与下挡块设有调节上挡块与下挡块与驱动轴距离的调节机构。当其与驱动轴的距离越近,档杆压制上挡块使锅体翘起的角度和压制下挡块使锅体下倾的角度就越大,反之则越小,从而实现了角度的灵活调节。
作为自动化控制的结构,上述调节机构包括步进电机和丝杆,丝杆连接上挡块或下挡块。通过设定程序控制步进电机的动作,即可调节翘起和下倾角度的大小,及其组合。
基于上述方法,本发明还设计了另一种自动烹饪设备锅体的运动控制机构,其结构包括:
用于支撑自动烹饪设备的机架;
相对于机架沿直线轨迹来回运动的支架,所述直线轨迹具有一始端和一末端;
安装在机架上的驱动机构;
用于盛装食材的锅体;
锅体侧面安装一驱动轴,驱动轴转动支撑在所述支架上,并贯穿整个支架与驱动机构连接;
所述驱动机构驱动支架带动锅体相对于机架在始端和末端之间循环运动;
所述驱动机构带动驱动轴转动,驱动锅体向上加速翘起。
该方案与上一方案的区别是采用直线型轨迹,该结构在在翻炒的效果上相对于弧线轨迹来说略为逊色,因为锅体内的食材是沿直线方向运动,在锅体翘起时食材的抛起效果不如弧线轨迹来得明显。但是该结构的优点就是控制简单,使得结构可以更加小型化。
作为直线轨迹的平移支撑,一般将支架安装在机架的直线滑轨上。该直线滑轨的方向可以是水平的或者与水平方向呈一定角度,具体为所述直线滑轨相对于水平方向向下倾斜角度γ。支架在具有一定向前向下倾斜的滑轨上滑动,能够提高锅体内食材的加速度,提高翻锅效果,而且能够进一步节省空间。一般情况下,所述直线滑轨相对于水平方向向下倾斜的角度γ在5°~40°之间。
为了进一步使设备小型化,本发明将所述驱动轴拆解成多根并列设置的分轴,每根分轴分别转动支撑在支架上、之间通过齿轮机构联动,末端分轴连接锅体,始端分轴通过一可控联动机构与驱动机构联动。该结构的目的是每根分轴都可以单独加设其他控制机构,实现不同的运动控制。如果采用串联的分轴结构,所述控制机构就要并排在支架上,导致支架的横向尺寸过大,而本发明采用的是并列设置的分轴结构,控制机构也可以上下并列设置在支架上,这样支架的横向尺寸就可以大大缩小,使得整个设备的能够进一步小型化。可控联动机构用于控制始端分轴是否在驱动机构的带动下转动,使驱动机构的转动传动能够可控的传递到驱动轴上,带动锅体转动。
上述的控制机构还包括以下几种:
为了防止支架在运动过程中,锅体相对于水平方向角度的变化,本发明包括用于在支架沿直线轨迹运动时保持锅体与水平面夹角不变的可控角度锁定机构,可控角度锁定机构用于锁定至少一根分轴转动。通过该可控角度锁定机构,可以有选择的限定锅体的转动,由于分轴是通过齿轮机构联动的,因此只需锁定其中一根分轴,就可以限定所有分轴的转动,从而实现对锅体角度的锁定。
具体来说可控联动机构和可控角度锁定机构为离合器,通过离合器控制驱动轴与驱动机构是否联动来实现锅体的停止和转动,通过离合器控制驱动轴是否与支架的联动来实现锅体角度的锁定和解除锁定。该两个离合器不同时起作用,即当锅体需要翘起时,解除分轴与支架的联动,实现始端分轴与驱动机构联动,通过驱动机构带动锅体翘起;当锅体在平移的过程中,解除始端分轴与驱动机构的联动,实现分轴与支架之间的联动,从而锁定锅体倾斜的角度。当锅体在恢复水平方向过程中,该两离合器均不起作用,即分轴由角度回位机构驱动回位,至水平方向再锁定其角度。
所以上述控制机构还包括角度回位机构,用于设置在支架上、在锅体翘起后能够驱动锅体恢复水平方向。该角度回位机构可以采用上述结构,即角度回位机构为弹性机构。
当所述弹性机构为绕分轴设置的扭簧时,扭簧的一端固定在支架上,另一端固定在分轴上,在驱动轴带动锅体上翘时压制扭簧压缩。工作原理如上所述,不在赘述。
当所述弹性机构包括绕分轴设置的第一和第二扭簧,第一和第二扭簧的一端固定在支架上,另一端固定在所绕的分轴上。当两个扭簧设置在同一分轴上时,分轴带动第一和第二扭簧压缩的转动方向相反。当两个扭簧分别设置在相邻设置的分轴上时,分轴带动第一和第二扭簧压缩的转动方向相同,这是由于相邻分轴的转动方向是相反的。
作为一种优选的方案,上述驱动轴包括始端分轴、中间分轴和末端分轴三根分轴,末端分轴连接锅体,始端分轴通过第三离合器与驱动机构联动,中间分轴与第四离合器联动用于支架沿直线轨迹运动时保持锅体与水平面夹角不变,第一扭簧绕末端分轴设置,第二扭簧绕中间分轴设置。由于上述包括可控联动机构、可控角度锁定机构和角度回位机构三种控制机构,设置三根分轴分别对应该三种控制机构,简化结构,并提高工作的稳定性。具体来说,所述末端分轴设置有第一齿轮、中间分轴设置有第二齿轮、始端分轴设置有扇形齿轮,扇形齿轮与第二齿轮啮合,第二齿轮与第一齿轮啮合。由于始端分轴主要是与驱动机构连接,控制锅体的转动,而如上述方法所述,转动的角度一般在20°~90°之间,因此无需采用全齿轮的结构,只需采用扇形齿轮即可,这样不但能够简化结构,而且还能减轻支架的重量。
总结上述的自动烹饪设备锅体的运动控制机构,其基本结构包括:
一机架,用于支撑自动烹饪设备的;
一支架,滑动或转动支撑于机架上;
一驱动机构,用于提供动力驱动支架带动锅体向前加速前进和向后回退;
一锅体,侧面安装一驱动轴,驱动轴转动支撑在所述支架上,用于驱动锅体向上加速翘起和驱动锅体翘起回复。
该设备用于控制锅体循环运动使锅体内食材翻动,实现翻锅的烹饪效果,具体的循环包括以下步骤:
S1.通过驱动机构带动支架相对于机架向前运动,支架带动驱动轴平动,从而实现驱动锅体向前加速前进,使锅体内食材前进速度增加的步骤;
S2.运动至需要翻锅的时候,驱动机构带动驱动轴相对于支架转动,从而实现驱动锅体向上加速翘起并翘起正角度Δα,使锅体内食材离开锅体底部的步骤;
S3.食材被抛起后,驱动轴相对于支架逆向转动,并同时通过驱动机构带动支架相对于机架向后运动,从而实现驱动锅体翘起回复,接住回落的食材并向后回退的步骤。
在上述过程中,由于驱动轴具有平动和转动两种动作,而且都是通过驱动机构带动,为简化结构,驱动机构通过推动驱动轴平动驱动支架带动锅体向前加速前进和向后回退,驱动轴与驱动机构通过一可控转动联动机构实现转动联动,驱动轴与驱动机构联动时,驱动机构带动驱动轴转动驱动锅体向上加速翘起。通过可控联动机构来控制翻锅的时机,避免驱动机构在不恰当的时机产生转动影响翻锅效果。上述结构使得锅体翘起的动作相对平移十分明显,翻锅效果显著。
具体来说,上述驱动轴包括第一轴和第二轴,所述转动联动机构为一控制第一和第二轴联动的离合器,通过离合器控制第一轴和第二轴之间的联动。具体是:在带动锅体平移的过程中,所述第一轴和第二轴不联动,通过驱动机构推动第一轴就可以带动整个支架相对机架运动,在该过程中,第一轴可能会相对于支架有微小转动,但是由于第一轴和第二轴不联动,所以该转动不会传递至第二轴,而影响锅体平移时相对水平方向的角度。在锅体翘起的过程中,此时第一轴和第二轴联动,驱动机构驱动第一轴加速转动,由于第一轴和第二轴联动,因此能够带动锅体加速翘起,从而实现翻锅。在锅体翘起回复并回退的过程中,此时第一轴和第二轴不联动,锅体在重力的作用下或角度回位机构的作用下回复水平,由于第一轴和第二轴不联动,驱动机构拉动第一轴带动整个支架相对机架运动的过程中,第一轴的转动不会影响第二轴的回复动作。
为了缩小整部设备的体积,所述驱动轴也可以采用多根并列设置的分轴,分轴分别转动支撑在支架上、之间通过齿轮机构联动,末端分轴连接锅体,所述转动联动机构为一控制始端分轴与驱动机构联动的离合器。
如上所述,锅体在重力的作用下或角度回位机构的作用下回复水平,当该设备采用角度回位机构时,其动作是:在锅体翘起正角度Δα后,解除驱动轴与驱动机构的转动联动,角度回位机构驱动锅体自动恢复至水平方向。
采用分轴的结构,无论是双轴还是多轴,连接锅体的轴应在平移的过程中予以定位,防止在平移时其角度因外力而改变,所以本发明还包括一可控角度锁定机构,在具有可控角度锁定机构的前提下,所述锅体前进的过程中具有向下倾斜负角度Δβ,当转动至该角度后,便解除驱动轴与驱动机构的转动联动,可控角度锁定机构保持锅体与水平面夹角Δβ不变,具有初始的下倾角度能够提高翻锅的效果。
上述可控角度锁定机构的作用还可以是,在所述锅体回退的过程中、角度回位机构驱动锅体恢复水平方向后,可控角度锁定机构保持锅体水平方向不变。
本发明通过总结烹饪过程中翻锅技艺,将其关键的手法提取出来,省略其他非关键的技巧,从而将整个翻锅技艺简化为加速前进,上挑和回复三个步骤,并将该方法用于控制自动烹饪设备,使该设备能够最真实的模拟实际烹饪的翻锅技艺。该方法简单且全面,能够适用于机械化控制的自动烹饪设备,实现上无论是在速度、力度和角度上均能够与真实翻锅动作十分接近,具有广泛适用性。本发明还基于该方法提供一种较佳的设备用于实现该原理,该设备通过离合器控制驱动轴的联动或断开,实现锅体平动或转动等不同动作,该核心机构的优点是控制简单,切换快速,且运作十分稳定,能够适用于翻锅技艺中的多个动作的快速切换。相对于现有技术,本发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
附图说明
图1为本发明方法实施例1的工作原理图。
图2为方法实施例1中锅体转动的的角度示意图。
图3为本发明方法实施例2的工作原理图。
图4为方法实施例2中锅体转动的的角度示意图。
图5为本发明方法实施例3的工作原理图。
图6为方法实施例3中锅体转动的的角度示意图。
图7为本发明方法实施例4的工作原理图。
图8为方法实施例4中锅体转动的的角度示意图。
图9为本发明方法实施例5的工作原理图。
图10为方法实施例5中锅体转动的的角度示意图。
图11为本发明方法实施例6的工作原理图。
图12为方法实施例6中锅体转动的的角度示意图。
图13为本发明机构实施例1的结构示意图。
图14为机构实施例1中第一角度补偿机构的局部放大图。
图15为机构实施例1中弹簧盒的结构示意图。
图16为机构实施例1中弹簧盒纵向剖视图。
图17为机构实施例1中弹簧盒横向剖视图。
图18为机构实施例1中驱动机构的结构示意图。
图19为机构实施例1中转轴板的结构示意图。
图20为机构实施例1中上挡块的结构示意图。
图21为机构实施例1中上挡块的内部结构示意图。
图22为本发明机构实施例2的结构示意图。
图23为本发明机构实施例3的结构示意图。
图24为本发明机构实施例4的结构示意图。
图25为本发明机构实施例4的立体图。
图26为本发明机构实施例4的侧面图。
图27为本发明机构实施例4的支架的内部构件示意图。
图28为本发明机构实施例4的支架中间剖视图。
图29为本发明机构实施例5的结构示意图。
具体实施方式
以下结合上述附图举例对本专利做进一步的说明。实施例用于示例说明所采用的上述附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明的适当省略是可以理解的。
方法实施例 1
本实施例为该发明方法最简单的一种实施方式,如图1所示,驱动轴向前平动,带动锅体从状态A1出发,此时锅体呈水平,锅体向前加速前进,使锅体内食材前进速度增加。当锅体运动至状态B1时,驱动轴逆时针转动,驱动锅体从水平向上加速翘起并翘起正角度Δα,至状态C1。在该翘起的过程中,使锅体内的食材离开锅体底部,向上抛起,由于锅体底部呈弧形,食材在被抛起的过程中同时向后运动。当食材被抛起后,驱动轴向后平动,同时顺时针转动,驱动锅体回退和翘起回复,如图中状态D1所示,在该回复的过程中接住被抛起的食材。当锅体回复至水平状态,驱动轴停止顺时针转动,仅向后平动,如状态E1所示,并保持该状态回退至状态A1,完成一个循环。通过上述方法控制锅体不断的循环运动,即可以将锅体内的食材不断的抛起并接住,该过程基本上重现了实际中的翻锅技艺。
在实际的翻锅技艺中有很多细节上的技巧是机器无法实现的,如力度、速度和角度等等,为了最大化的仿真,本实施例可以调节相应的参数和动作的时机来做进一步的仿真模拟。
上述正角度Δα,如图2所示,为锅体与水平面的夹角。锅体上翘的角度和速度的大小体现了改变锅体内食材在运动方向上受到的作用力作用的时间和大小,即翘起的角度越大,受到的作用力作用的时间越长,同时角度的变化速率即角加速度越大,使食材脱离锅壁的作用力越大,反之则越小。根据食材类型的不同可以控制翘起角度的大小,一边对于粘性较大的食材来说,翘起角度较大,对于粘性较小的食材来说,翘起的角度较小,该原理适用于以下实施例。
另外翘起(状态B)和结束时机(状态C)的选择也可以影响锅体运动对食材的作用力所以应根据所加工的食材特点而定,如容易粘黏锅壁的选择在锅体改变运动方向之后,锅体才开始向上加速翘起,如炒饭炒面;不与锅壁贴和的食材可选择在锅体改变运动方向之前,锅体便开始向上加速翘起,如炒黄豆,避风塘炒蟹,椒盐虾等,该原理也同样适用于以下实施例。
方法实施例 2
本实施例为上一实施例的进一步改进,如图3所示,同样驱动轴向前平动,带动锅体从状态A2出发,锅体向前加速前进。同时,驱动轴顺时针转动,在加速前进的过程中,锅体从水平状态向下倾斜负角度Δβ,如状态B2所示,使锅体内食材沿倾斜的锅底滑动至锅体的前半部分。锅体保持该负角度Δβ继续加速前进,使锅体内食材前进速度继续增加。当锅体运动至状态C2时,驱动轴逆时针转动,从负角度Δβ上加速翘起并翘起至正角度Δα,至状态D2,结合图4所示。在该翘起的过程中,使锅体内的食材离开锅体底部,向上抛起,由于锅体底部呈弧形,食材在被抛起的过程中同时向后运动,由于锅体转动的角度为Δβ+Δα,所述翻锅的效果明显优于上一实施例。同样,当食材被抛起后,驱动轴向后平动,同时顺时针转动,驱动锅体回退和翘起回复,如图中状态E2所示,在该回复的过程中接住被抛起的食材。当锅体回复至水平状态,驱动轴停止顺时针转动,仅向后平动,如状态F2所示,并保持该状态回退至状态A2,完成一个循环。通过上述方法控制锅体不断的循环运动,即可以将锅体内的食材不断的抛起并接住,该过程基本上重现了实际中的翻锅技艺。
如图4所示,上述正角度Δα、负角度Δβ,为锅体与水平面的夹角,所述正角度为锅体上翘的角度,所述负角度为锅体向下倾斜的角度。在翻锅的过程中,锅体转动的总角度为Δβ+Δα。在加速前进的过程中,食材滑动至锅体的前半部分,相对集中,而且位于翻锅过程中锅体向上转动的部分,另转动的角度大于实施例1,因此该实施例的翻锅效果明显优于上一实施例,即更加容易将食材抛起,抛起的高度更高,能够进一步的翻动食材,使其加热更加均匀,并且食材更加集中,也更容易接住,不容易抛出锅体外。
方法实施例 3
该实施例与上述两个实施例的最主要区别在于其运动轨迹为向下凸出的弧线轨迹。如图5所示,驱动轴向前平动,带动锅体从状态A3出发,此时锅体呈水平,锅体沿弧线轨迹向前加速前进,使锅体内食材前进速度增加。当锅体运动至状态B3时,驱动轴逆时针转动,驱动锅体从水平向上加速翘起并翘起正角度Δα,至状态C3。在该翘起的过程中,使锅体内的食材离开锅体底部,向上抛起,由于锅体底部呈弧形,食材在被抛起的过程中同时沿弧线轨迹向后运动。当食材被抛起后,驱动轴向后沿弧线轨迹平动,同时顺时针转动,驱动锅体回退和翘起回复,如图中状态D3所示,在该回复的过程中接住被抛起的食材。当锅体回复至水平状态,驱动轴停止顺时针转动,仅向后平动,如状态E3所示,并保持该状态回退至状态A3,完成一个循环。通过上述方法控制锅体不断的循环运动,即可以将锅体内的食材不断的抛起并接住,该过程基本上重现了实际中的翻锅技艺。
虽然该实施例锅体是沿弧线轨迹运动的,但所述正角度Δα依然为锅体与水平面的夹角,如图6所示。需要注意的是,在锅体沿弧线轨迹运动的过程中,需要保持锅体水平不倾斜,至锅体向上加速翘起。这就需要对锅体进行角度补偿。在该实施例中,在锅体前进的过程中,驱动轴除了平动带动锅体加速前进外,还需要顺时针驱动锅体转动,保持其在前进过程中水平;在锅体回退的过程中,当锅体转动至水平后,驱动轴还需逆时针驱动锅体转动,保持其在回退过程中水平。
方法实施例 4
该实施例为实施例3与实施例2的结合,如图7所示,驱动轴沿弧线轨迹向前平动,带动锅体从状态A4出发,锅体沿弧线轨迹向前加速前进。同时,驱动轴顺时针转动,在加速前进的过程中,锅体从水平状态向下倾斜负角度Δβ,如状态B4所示,使锅体内食材沿倾斜的锅底滑动至锅体的前半部分。锅体保持该负角度Δβ继续加速前进,使锅体内食材前进速度继续增加。当锅体运动至状态C4时,驱动轴逆时针转动,驱动锅体从负角度Δβ上加速翘起并翘起正角度Δα,至状态D4,结合图8所示。在该翘起的过程中,使锅体内的食材离开锅体底部,向上抛起,由于锅体底部呈弧形,食材在被抛起的过程中同时向后运动,由于锅体转动的角度为Δβ+Δα,所述翻锅的效果明显优于上一实施例。同样,当食材被抛起后,驱动轴沿弧线轨迹向后平动,同时顺时针转动,驱动锅体回退和翘起回复,如图中状态E4所示,在该回复的过程中接住被抛起的食材。当锅体回复至水平状态,如状态F4所示,保持该状态回退至状态A4,完成一个循环。通过上述方法控制锅体不断的循环运动,即可以将锅体内的食材不断的抛起并接住,该过程基本上重现了实际中的翻锅技艺。
需要注意的是,为了在锅体沿弧线轨迹运动的过程中,当锅体向下倾斜负角度Δβ后,需要保持锅体该倾斜角度继续前进,至锅体向上加速翘起。这就需要对锅体进行角度补偿。即,在锅体前进的过程中,驱动轴除了上述驱动锅体向下倾斜、向上翘起外的转动外,还需要顺时针驱动锅体转动,保持其在前进过程中与水平面的夹角Δβ不变。在锅体回退的过程中,驱动轴除了带动锅体恢复至水平外,还需逆时针驱动锅体转动,保持其在回退过程中水平。
方法实施例 5
本实施例为基于实施例1的一种另一种方式的改进,如图9所示,驱动轴沿与水平面具有一定夹角的直线轨迹向前平动,带动锅体从状态A5出发,此时锅体呈水平,锅体向前加速前进,使锅体内食材前进速度增加。当锅体运动至状态B5时,驱动轴逆时针转动,驱动锅体从水平向上加速翘起并翘起正角度Δα,至状态C5。在该翘起的过程中,使锅体内的食材离开锅体底部,向上抛起,由于锅体底部呈弧形,食材在被抛起的过程中同时沿上述直线轨迹向后运动当食材被抛起后,驱动轴向后平动,同时顺时针转动,驱动锅体回退和翘起回复,如图中状态D5所示,在该回复的过程中接住被抛起的食材,由于直线轨迹向下倾斜,所以能够更快接住被抛起的食材。当锅体回复至水平状态,驱动轴停止顺时针转动,仅向后沿上述直线轨迹平动,如状态E5所示,并保持该状态回退至状态A5,完成一个循环。通过上述方法控制锅体不断的循环运动,即可以将锅体内的食材不断的抛起并接住,该过程基本上重现了实际中的翻锅技艺。
虽然该实施例锅体是沿倾斜向下的直线轨迹运动的,但所述正角度Δα依然为锅体与水平面的夹角,如图10所示。
方法实施例 6
本实施例为实施例5和实施例2的一种结合,如图11所示,驱动轴沿倾斜向下的直线轨迹向前平动,带动锅体从状态A6出发,锅体向前加速前进。同时,驱动轴顺时针转动,在加速前进的过程中,锅体从水平状态向下倾斜负角度Δβ,如状态B6所示,使锅体内食材沿倾斜的锅底滑动至锅体的前半部分。锅体保持该负角度Δβ继续加速前进,使锅体内食材前进速度继续增加。当锅体运动至状态C6时,驱动轴逆时针转动,驱动锅体从负角度Δβ上加速翘起并翘起正角度Δα,至状态D6,结合图12所示,所述正角度Δα、负角度Δβ依然为锅体与水平面的夹角。在该翘起的过程中,使锅体内的食材离开锅体底部,向上抛起,由于锅体底部呈弧形,食材在被抛起的过程中同时向后运动,由于锅体转动的角度为Δβ+Δα,所述翻锅的效果明显优于上一实施例。同样,当食材被抛起后,驱动轴沿上述直线轨迹向后平动,同时顺时针转动,驱动锅体回退和翘起回复,如图中状态E6所示,在该回复的过程中接住被抛起的食材。当锅体回复至水平状态,驱动轴停止顺时针转动,仅向后平动,如状态F6所示,并保持该状态回退至状态A6,完成一个循环。通过上述方法控制锅体不断的循环运动,即可以将锅体内的食材不断的抛起并接住,该过程基本上重现了实际中的翻锅技艺。
机构实施例 1
如图13所示的一种自动烹饪设备锅体的运动控制机构100,主要结构包括:用于支撑自动烹饪设备的机架110;相对于机架110沿弧形轨迹来回运动的支架120,所述支架120通过两个挂轴111和112与机架110转动连接;固定安装在机架上的驱动电机130;转动支撑在所述支架上,并贯穿整个支架的驱动轴140,驱动轴140前端通过曲柄机构170与驱动电机130连接,末端连接用于盛装食材的锅体(图中未示出)。所述驱动电机130通过曲柄机构170带动驱动轴140平动,驱动支架120带动相对于机架110沿弧线轨迹来回摆动,驱动电机130通过曲柄机构170带动驱动轴140转动,驱动锅体相对于水平面的角度变化。
所述驱动轴140包括第一轴141和第二轴142,第一轴141连接曲柄机构170,第二轴142连接锅体,第一轴141和第二轴142之间通过第一离合器151控制联动,支架120上还设有一用于在支架120沿弧形轨迹运动时保持锅体与水平面夹角不变的可控角度锁定机构,所述可控角度锁定机构包括第二离合器152和用于驱动第二轴142逆向转动的第一角度补偿机构191,第二轴142和第一角度补偿机构191通过第二离合器152控制联动。如图14所示,所述第一角度补偿机构191包括安装在机架110上的第一定齿轮1911、安装在支架120上的第一传动齿轮组1912和套在第二轴142上的第一从动齿轮1913,第一从动齿轮1913通过第二离合器152与第二轴142联动。当所述支架120相对于机架110沿弧形运动轨迹运动时,第一定齿轮1911通过第一传动齿轮组1912驱动第一从动齿轮1913转动的角度与支架120相对于机架110转动角度相等、方向相反。
上述可控角度锁定机构的作用是在锅体随支架120相对于机架110来回摆动的过程中,维持锅体与水平面的夹角不变,在该机构起作用的过程中,所述第一轴141和第二轴142不联动,该控制通过第一离合器151实现,所述第一离合器151为分轴离合器,即在该情况下,所述分轴离合器断电。当所述第一轴141和第二轴142不联动时,所述第二轴142可以随支架120的摆动而转动,为防止该情况的发生,启动可控角度锁定机构对第二轴142进行锁定。所述第二离合器152为失电保持通轴离合器(无励磁制动器),当其断电时,能够实现第一从动齿轮1913与第二轴142联动。此时,支架120相对于机架110摆动时,支架120相对于第一定齿轮1911的相对位置改变,即第一齿轮组1912相对于第一定齿轮1911的位置也将随之改变,所以第一定齿轮1911将驱动第一齿轮组1912,第一齿轮组1912将该相对运动传递至第一动齿轮1913,由于第一动齿轮1913与第二轴142联动,从而实现驱动第二轴142的转动。另外,由于当所述支架120相对于机架110沿弧形运动轨迹运动时,第一定齿轮1911通过第一传动齿轮组1912驱动第一从动齿轮1913转动的角度与支架120相对于机架110转动角度相等、方向相反,所以在支架120摆动的过程中,锅体将维持所述可控角度锁定机构启动时锁定的初始角度不变。
为了能够在锅体翘起之后快速的实现翘起回复,所述支架120上还设有在锅体翘起后驱动锅体恢复水平方向的角度回位机构。在该实施例中,所述弹性机构为一弹簧盒160,所述弹簧盒160安装在支架120上,套在第一轴141外,如图15所示。详细结构如图16所示,包括外壳体161、内壳体162和扭簧163,第一轴141穿过内、外壳体162、161并与之转动配合,所述扭簧163的一端通过第一扭簧固定块1631固定在第一轴141上,另一端通过第二扭簧固定块1632固定在内壳体162上。如图17所述,外壳体161和内壳体162相互嵌套并可相对转动,外壳体161内设置突出的挡台1611,内壳体162周向上开设与挡台相配合的槽口1621,所述槽口1621呈弧形,挡台1611在槽口1621内滑动。
当锅体运动至轨迹末端,此时第一离合器151通电,第一轴141和第二轴142联动,驱动电机130通过驱动轴140驱动锅体向上翘起正角度Δα,锅体开始向上翘起时,所述挡台1611抵在槽口1621的一端,限制内壳体162相对外壳体161转动,驱动轴140相对内壳体162转动并使扭簧163压缩。当转动至正角度Δα后,锅体开始回退,此时第一离合器151通电,第二离合器152通电,使第一轴141和第二轴142联动、第二轴142和第一从动齿轮1913均解除联动,第二轴142在扭簧163的作用下,逆向转动,带动锅体上翘恢复。锅体上设有水平感应装置,当锅体在弹簧盒160的作用下恢复至水平方向时,水平感应装置向第二离合器152发送控制信号,控制第二离合器152断电,使第二轴142和第一从动齿轮1913实现联动,从而在接下来的回退运动中,保持锅体水平不变。
由于弹簧盒160是安装在支架120上的,当支架120摆动的过程中,会在一定程度上带动弹簧盒160的挡台1611位置的变化,这给锅体的翘起和回复带来不确定性,为了保证挡台1611的与槽口1621的相对位置不会受到支架120摆动的影响,本实施例还包括用于在支架120沿弧形轨迹运动时用于驱动弹簧盒160的外壳体161逆向转动的第二角度补偿机构192。与第一角度补偿机构191一样,第二角度补偿机构192包括安装在机架110上的第二定齿轮、安装在支架120上的第二传动齿轮组和固定在外壳体161上的第二从动齿轮,所述支架120相对于机架110沿弧形运动轨迹运动时,第二定齿轮通过第二传动齿轮组驱动第二从动齿轮转动的角度与支架120相对于机架110转动角度相等、方向相反。工作原理与第一角度补偿机构191类似,在此不再赘述。
如图18所述,本实施例的驱动机构包括上述单向转动的驱动电机130和曲柄机构170,曲柄机构170包括曲柄171、连杆172、档杆173和转轴板180。所述曲柄171的一端转动连接驱动电机130的输出轴,另一端转动连接连杆172一端,档杆173平行固定连接在连杆172上,所述第一轴141穿过转轴板180、与转轴板180固定连接并与档杆173转动连接。该曲柄机构170带动驱动轴140平动,驱动支架120带动锅体相对于机架110来回摆动,曲柄机构170带动驱动轴140转动,驱动锅体相对于水平面的角度变化。
如图19所示,转轴板180上开设有带槽口轴孔187,通过键连接与第一轴141配合,使第一轴141与转轴板180固定安装,不能相对转轴板180转动。转轴板180上设置有上挡块181和下挡块182,上挡块181和下挡块182设置在转轴板180上可相对转轴板180滑动,通过步进电机183和丝杆185带动上挡块181滑动,通过步进电机184和丝杆186带动下挡块182滑动。通过步进电机183、184驱动丝杆185、186能够带动上挡块181、下挡块182在转轴板180上的位置变化。
结合图20和图21所示,所述上挡块181包括锁定主体1811、挡头1812和设置在锁定主体1811与挡头1812之间的弹簧1813,所述挡头1812可以压制弹簧1813相对锁定主体1811伸缩。所述锁定主体1811内设置有电磁铁1814,当电磁铁1814通电时,能够吸附挡头1812,限制挡头1812相对锁定主体1811运动。
上述为自动烹饪设备锅体运动控制机构最佳实施例之一的基本结构,该结构可以用于实现上述方法实施例4的过程。以下结合该方法实施例的说明附图7和图8,进一步说明上述机构的工作过程。
该机构所述的驱动电机130与所述挂轴111和112不在同一竖直面上,驱动电机130设置在两个挂轴111和112的一侧。当驱动电机130单向转动时,能够驱动曲柄171转动,曲柄的转动带动连杆172来回运动,推动或拉动驱动轴140和支架120相对于机架110的摆动,同时连杆172的运动带动档杆173与之同步运动。
当支架120从弧线轨迹始端开始摆动时,即附图7中的状态A4,档杆173正好抵制所述下挡块182,此时第一离合器151和第二离合器152均通电,使第一轴141和第二轴142联动,以及使第二轴142与第一从动齿轮1913解除联动。当档杆173继续绕第一轴141转动的时候,能够压制下挡块18,从而驱动转轴板180带动第一轴141转动,实现锅体向下倾斜,档杆173的推动也带动第一轴141的平动,第一轴141的运动此时能够传递至第二轴142,带动锅体平动和转动,如状态A4中的箭头所示。
当转动至负角度Δβ时,如图7中的状态B4和图8所示,此时第一离合器151和第二离合器152均断电,使第一轴141和第二轴142解除联动,以及使第二轴142与第一从动齿轮1913联动。所述驱动电机130继续转动,带动连杆172推动驱动轴140和支架120相对于机架110沿弧线轨迹向前加速摆动前进,由于第二轴142和第一从动齿轮1913联动,因此在该摆动前进的过程中,通过第一角度补偿机构191能够保持锅体与水平面夹角Δβ不变。
当支架120摆动至弧线轨迹末端的时候,即图7中的状态C4,档杆173正好抵制所述上挡块181,上挡块181的电磁铁1814通电,吸附挡头1812,使挡头1812不能压制弹簧1813相对锁定主体1811运动。此时第一离合器151和第二离合器152均通电,使第一轴141和第二轴142联动,并使第二轴142与第一从动齿轮1913解除联动。当档杆173继续绕第一轴141转动的时候,能够压制上挡块181从而驱动转轴板180带动第一轴141转动,由于第一轴141与第二轴142联动,因此档杆173压制上挡块181的动作能够驱动锅体加速向上翘起正角度Δα,实现上挑的动作,如图7中的状态D4。该动作同时压缩弹簧盒160内的扭簧163,为接下来的翘起回复做准备。
当锅体上挑至正角度Δα时,所述驱动电机130继续转动,上挡块181的电磁铁1814断电,解除对挡头1812的吸附,使挡头1812能够压制弹簧1813相对锁定主体1811运动,此时转轴板180以及第一轴141,第二轴142在扭簧163的回复力作用下带动锅体回复水平,同时档杆173的转动不会再受到上挡快181的限制,能够压制挡头1812伸缩并跨越挡头1812。与此同时曲柄171带动连杆172向后拉动驱动轴140和支架120相对于机架110沿弧线轨迹回退。此时第一离合器151和第二离合器152均通电,使第一轴141和第二轴142联动,以及使第二轴142与第一从动齿轮1913解除联动。第一轴141在弹簧盒160的作用下逆向转动,即翘起回复,如图7中状态E4所示。
当锅体翘起回复至水平状态,水平感应装置触发,使第一离合器151和第二离合器152均断电,即使第一轴141和第二轴142解除联动,以及使第二轴142与第一从动齿轮1913联动。所述驱动电机130继续转动,带动连杆172拉动驱动轴140和支架120相对于机架110沿弧线轨迹向后摆动回退,由于第二轴142和第一从动齿轮1913联动,因此在该摆动回退的过程中,通过第一角度补偿机构191能够保持锅体水平不变,如图7中状态F4所示,直至运动至状态A4,进入下一循环。
在上述工作过程中,通过调节驱动电机130的转速的变化能够实现驱动锅体加速前进的加速度的大小,以及翘起的加速度的大小。通过步进电机183、184驱动丝杆185、186带动上挡块181、下挡块182在转轴板180上的位置变化,能够调节所述正角度Δα和负角度Δβ的大小,上挡块181和下挡块182越靠近带槽口轴孔187,正角度Δα和负角度Δβ越大,反之越小。
机构实施例 2
本实施例的结构是在实施例1的基础上做进一步的简化,如图22所示的一种自动烹饪设备锅体的运动控制机构200,主要结构包括:用于支撑自动烹饪设备的机架210;相对于机架210沿弧形轨迹来回运动的支架220,所述支架220通过两个挂轴与机架210转动连接;转动支撑在所述支架上,并贯穿整个支架的驱动轴240,驱动轴240前端通过曲柄机构270与驱动电机230连接,末端连接用于盛装食材的锅体(图中未示出)。
所述驱动轴240包括第一轴241和第二轴242,第一轴241连接曲柄机构270,第二轴242连接锅体,第一轴241和第二轴242之间通过第一离合器251控制联动,支架220上还设有一用于在支架220沿弧形轨迹运动时保持锅体与水平面夹角不变的可控角度锁定机构,所述可控角度锁定机构包括第二离合器252和用于驱动第二轴242逆向转动的第一角度补偿机构291,第二轴242和第一角度补偿机构291通过第二离合器252控制联动。
上述曲柄机构270、第一角度补偿机构291等的详细结构与实施例1基本相同,该实施例与上一实施例的主要区别在于省略了弹簧盒的结构,取而代之的为绕驱动轴240设置的扭簧260,扭簧260的一端固定在支架220上,另一端固定在驱动轴240上,在驱动轴240带动锅体上翘时压制扭簧260压缩。当翘起达到正角度Δα之后,第一离合器251断电,第二离合器252通电,使第一轴241和第二轴242解除联动,以及使第二轴242与第一角度补偿机构291解除联动。第一轴141在扭簧260的作用逆向转动,即翘起回复。
当锅体翘起回复至水平状态,水平感应装置触发,使第一离合器251和第二离合器252均断电,使第一轴241和第二轴242解除联动,以及使第二轴242与第一角度补偿机构291联动,通过第一角度补偿机构291能够保持锅体水平不变。该机构同样用于实现上述方法实施例4。
机构实施例 3
本实施例是可以同时用于实现上述方法实施例3和4的一种机构,该结构在现有技术中也有类型的设备,不过对锅体的控制方法不同。如图23所示的一种自动烹饪设备锅体的控制机构300,包括机架310、悬挂于机架310上相对机架310摆动运动的支架320,固定安装在机架310上用于驱动支架320摆动的第一驱动电机331,和固定安装在支架320上、随支架320摆动、用于带动驱动轴340转动的第二驱动电机332。锅体通过驱动轴340连接在支架320上,可控的相对支架320转动。
结合图5和图6,所述第一驱动电机331驱动支架320相对机架310摆动,带动锅体沿弧线轨迹加速前进,即从图5中状态A3到B3。在该过程中,第二驱动电机332带动锅体转动,对锅体进行角度补偿,保持锅体水平。当锅体运动至状态B3的时候,第二驱动电机332快速带动锅体转动,使锅体加速向上翘起,实现锅体上挑的动作,将锅体内的食材抛起。当锅体上挑至于水平方向成正角度Δα的时候,即图5中的状态C3,第一驱动电机331带动支架320摆动回退。在回退的过程中,第二驱动电机332带动锅体逆向转动,使上翘角度回复,如图中状态D3所示,在回复过程中接住落下的食材,直至锅体水平,如图中状态E3所示。通过第二驱动电机332带动锅体转动,保持锅体水平,回退至状态A3进入下一循环。
结合图7和图8,所述第一驱动电机331驱动支架320相对机架310摆动,带动锅体沿弧线轨迹加速前进,即从图5中状态A4出发。在该过程中,第二驱动电机332带动锅体转动,使锅体下倾。当锅体下倾达到负角度Δβ时,图中状态B4,第二驱动电机332带动锅体转动,对锅体进行角度补偿,使在加速前进的过程保持锅体与水平方向的夹角不变。当锅体运动至状态C4的时候,第二驱动电机332快速带动锅体转动,使锅体加速向上翘起,实现锅体上挑的动作,将锅体内的食材抛起。当锅体上挑至与水平方向成正角度Δα的时候,即图中的状态D4,第一驱动电机331带动支架320摆动回退。在回退的过程中,第二驱动电机332带动锅体逆向转动,使上翘角度回复,如图中状态E4所示,在回复过程中接住落下的食材,直至锅体水平,如图中状态F4所示。通过第二驱动电机332带动锅体转动,保持锅体水平,回退至状态A4进入下一循环。
机构实施例 4
如图24和图25所示的一种自动烹饪设备锅体的运动控制机构400,包括:用于支撑自动烹饪设备的机架(图中未示出),在该机架上设有倾斜向下的直线滑轨410,直线滑轨410与水平面的夹角为γ。直线滑轨410具有一始端和一末端,其上安装有沿直线轨迹410来回运动的支架420。驱动机构(图中未示出)安装在机架上,通过同步带(图中未示出)驱动同步带轮430和曲柄机构470带动支架420沿直线滑轨410来回滑动。
支架420上安装有并列设置的始端分轴441、中间分轴442和末端分轴443,三根分轴分别转动支撑在支架420上、之间通过齿轮机构联动,用于盛装食材的锅体(图中未示出)连接在所述末端分轴443上,由末端分轴443带动转动。所述齿轮机构包括连接在始端分轴上的扇形齿轮4411、连接在中间分轴442上的第二齿轮4421和连接在末端分轴443上的第一齿轮4431,上述扇形齿轮4411、第二齿轮4421和第一齿轮4431依次啮合。
始端分轴443通过第三离合器451通过曲柄机构470与驱动机构联动,中间分轴452通过第四离合器452与支架420联动,用于支架420沿直线滑轨410运动时保持锅体与水平面夹角不变。
如图26所示,角度回位机构包括第一扭簧4432和第二扭簧4422,第一扭簧4432绕末端分轴设置,第二扭簧4422绕中间分轴设置,第一和第二扭簧4432和4422的一端固定在支架420上,另一端分别固定在所绕的末端分轴443和中间分轴442上。
结合图27和图28可以进一步了解上述结构,从图中可以看出,所述支架420通过隔板423将其内部分成两个安装空间421和422。所述始端分轴441、中间分轴442和末端分轴443分别转动安装在安装空间422内,所述第三离合器451和第四离合器452安装在安装空间421内,始端分轴441从安装空间422穿过隔板423至安装空间421与第三离合器451联动,中间分轴442从安装空间422穿过隔板423至安装空间421与第四离合器452联动。
上述机构可以用于实现方法实施例5和6,所述驱动机构通过同步带带动同步带轮420的转动,同步带轮420的转动所带来的曲柄机构470的运动能够驱动支架420带动锅体相对于机架在直线滑轨410的始端和末端之间循环运动;曲柄机构470与始端分轴441通过第三离合器451联动时能驱动锅体相对于水平面的角度变化。
结合图9和图10所示,从直线滑轨410的始端出发,曲柄机构470推动支架420沿直线滑轨410向末端加速前进,如图9中状态A5所示。此时,所述第三离合器451控制始端分轴441不与曲柄机构470联动,即曲柄机构470动作过程中所带来的转动无法传递至锅体。在加速前进的过程中,所述第四离合器452控制中间分轴442与支架420联动,即锁定中间分轴442不转动,由于齿轮机构相互啮合,从而保证在加速前进过程中锅体保持水平。当锅体运动至直线滑轨410的末端时,如图中状态B5,此时,通过第三离合器451控制始端分轴441与曲柄机构470联动,第四离合器452解除中间分轴442与支架420联动,使曲柄机构470动作过程中所带来的转动能够传递至始端分轴441,通过依次啮合的扇形齿轮4411、中间齿轮4421和末端齿轮4431,将该转动依次传递至锅体。使锅体向上加速翘起,将锅体内食材抛起,如图中状态C5所示,在从状态B5转动至C5的过程中压缩第一扭簧4432。当转动至正角度Δα时,如图10所示,所述第三离合器451控制始端分轴441不与曲柄机构470联动,第四离合器452也解除中间分轴442与支架420联动,这样在第一扭簧4432的作用下,锅体将实现翘起回复,同时曲柄机构470带动支架420沿直线滑轨410回退,如图9中状态D5所示。当锅体回复至水平方向,锅体由于惯性继续向下转动时,将受到第二扭簧4422,使锅体维持在水平方向,此时,通过第四离合器452控制中间分轴442与支架420联动,第三离合器451控制始端分轴441不与曲柄机构470联动,即可锁定锅体在回退过程中保持水平,如图中状态E5所示,直至回退至A5,进入下一循环。
结合图11和图12所示,同样是从直线滑轨410的始端出发,曲柄机构470推动支架420沿直线滑轨410向末端加速前进,如图11中状态A6所示。此时,所述第三离合器451控制始端分轴441与曲柄机构470联动,第四离合器452控制中间分轴442与支架420不联动,即曲柄机构470动作过程中带动锅体向下倾斜转动,同时使扭簧4422压缩。当转动至负角度Δβ的时候,如图11中的状态B6和图12所示,所述第三离合器451控制始端分轴441与曲柄机构470解除联动,第四离合器452控制中间分轴442与支架420联动,即锁定中间分轴442不转动,由于齿轮机构相互啮合,从而保证在加速前进过程中锅体保持与水平方向成负角度Δβ。当锅体运动至直线滑轨410的末端时,如图中状态C6,此时,通过第三离合器451控制始端分轴441与曲柄机构470联动,第四离合器452解除中间分轴442与支架420联动,使曲柄机构470动作过程中所带来的转动能够传递至始端分轴441,通过依次啮合的扇形齿轮4411、中间齿轮4421和末端齿轮4431,将该转动依次传递至锅体。使锅体向上加速翘起,将锅体内食材抛起,如图中状态D6所示,在从水平状态转动至D6的过程中压缩第一扭簧4432。当转动至正角度Δα时,如图12所示,所述第三离合器451控制始端分轴441不与曲柄机构470联动,第四离合器452也解除中间分轴442与支架420联动,这样在第一扭簧4432的作用下,锅体将实现翘起回复,同时曲柄机构470带动支架420沿直线滑轨410回退,如图11中状态E6所示。当回复至水平方向,锅体由于惯性继续向下转动时,将受到第二扭簧4422,使锅体维持在水平方向,此时,通过第四离合器452控制中间分轴442与支架420联动,即可锁定锅体在回退过程中保持水平,如图中状态F6所示,直至回退至A6,进入下一循环。
若将上述机构中直线滑轨410与水平面的夹角γ的值设定为0°时无需改变结构和控制方法即可实现方法实施例1和2。
机构实施例 5
如图29所示的一种自动烹饪设备锅体的运动控制机构500,机架510上设有平行的直线滑轨511,直线滑轨511具有一始端和一末端,其上安装有沿直线轨迹511来回运动的支架520。驱动机构530相对机架510固定安装,驱动曲柄机构570来回带动支架520沿直线滑轨511来回滑动。驱动轴包括转动支撑于支架520上的第一轴541和第二轴542,第一轴541通过一组齿轮组521连接曲柄机构370,第二轴542连接锅体,第一轴541和第二轴542之间通过第五离合器551控制联动,第二轴542上还设有用于锁定第二轴542在支架520上的第六离合器552。所述驱动机构530和曲柄机构570的结构与机构实施例4相似,还包括采用扭簧的角度回位机构,为进一步展示该机构的特点,在图中未画出该些部件。
本实施例机构用于实现方法实施例1和实施例2,同样通过第五离合器551实现第一轴541和第二轴542之间的联动,通过第六离合器552实现第二轴542在支架520上是否锁定,等方式来实现锅体的动作,在上述其他实施例中已经对此过程做了类似的描述,在此不再赘述。本实施例与上述实施例的不同点在于设有齿轮组521,通过齿轮组521,可以将曲柄机构中连杆相对于第一轴541的转动角度增大后传递给第二轴542;不同的齿数比增大倍数不同。齿轮组521可增大上翘的加速度和上翘角度的选取范围。机构实施例4中的齿轮组与齿轮组521作用相似。
如将上述机构整体于水平面倾斜一角度γ放置,无需改变结构和控制方式即可实现方法实施例5和6。
上述附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (55)

1.一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法,用于控制锅体循环运动使锅体内食材翻动,其特征在于每个循环包括以下步骤:
S1.驱动锅体向前加速前进,使锅体内食材前进速度增加的步骤;
S2.驱动锅体向上加速翘起并翘起正角度Δα,使锅体内食材离开锅体底部的步骤;
S3.驱动锅体翘起回复,接住回落的食材并向后回退的步骤;
所述锅体前进的过程中或锅体回退的过程中或锅体从回退转变成前进的过程中,驱动锅体向下倾斜负角度Δβ,使锅体内食材逐步沿锅体底部滑动至锅体的前半部分,锅体向上加速翘起时锅体转动过的角度为Δβ+Δα。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述锅体前进和回退的过程是沿同一轨迹的前进和后退,所述轨迹为直线或向下凸出的弧线,所述正角度Δα和负角度Δβ为锅体与水平面的夹角。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于锅体向下倾斜至负角度Δβ后,保持锅体与水平面的夹角向前加速前进,至锅体向上加速翘起。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述锅体前进和回退的过程是沿同一向下凸出的弧线轨迹的前进和后退,所述正角度Δα和负角度Δβ为与水平面的夹角,锅体向下倾斜至负角度Δβ后,锅体沿弧线轨迹向前加速前进的过程中,逆向转动锅体进行角度补偿,保持在该过程中锅体与水平面的夹角不变,至锅体向上加速翘起。
5.根据权利要求1~4任一项所述的方法,其特征在于所述锅体通过连接于锅体侧面且与竖直面垂直的驱动轴带动,驱动轴的平移带动锅体前后运动,驱动轴的转动带动锅体的角度变化。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于控制锅体循环运动使锅体内食材翻动的过程中所述驱动轴按以下步骤运动:
所述驱动轴向前平移驱动锅体向前加速前进;
所述驱动轴逆时针转动驱动锅体向上加速翘起,至锅体翘起正角度Δα后停止逆时针转动;
所述驱动轴顺时针转动驱动锅体翘起回复至锅体向下倾斜至负角度Δβ后停止顺时针转动,同时驱动轴向后平移驱动锅体向后回退。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于所述锅体前进和回退的过程是沿同一向下凸出的弧线轨迹的前进和后退,锅体沿弧线轨迹向前加速前进的过程中,驱动轴反向驱动锅体转动一个与锅体行进过的轨迹段的弧度所对应的圆心角相等的角度,进行角度补偿,保持在该过程中锅体与水平面的夹角不变,至锅体向上加速翘起。
8.根据权利要求1~4任一项所述的方法,其特征在于正角度Δα和负角度Δβ在5°~70°之间。
9.根据权利要求1~4任一项所述的方法,其特征在于所述锅体前进和回退的过程是沿同一轨迹的前进和后退,所述轨迹为直线或向下凸出的弧线,轨迹具有一始端和一末端,锅体在所述始端和末端改变运动方向。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于在锅体改变运动方向的同时,锅体向上加速翘起。
11.根据权利要求9所述的方法,其特征在于在锅体改变运动方向之前,锅体开始向上加速翘起。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于所述锅体从开始翘起至翘起正角度Δα的过程中或至正角度Δα时,锅体改变运动方向。
13.根据权利要求9所述的方法,其特征在于在锅体改变运动方向之后,锅体开始向上加速翘起。
14.一种自动烹饪设备锅体的运动控制机构,其特征在于包括:
用于支撑自动烹饪设备的机架;
相对于机架沿弧形轨迹来回运动的支架,所述弧形轨迹具有一始端和一末端;
安装在机架上的驱动机构;
用于盛装食材的锅体;
锅体侧面安装一驱动轴,驱动轴转动支撑在所述支架上,并贯穿整个支架与驱动机构连接;
所述驱动机构驱动支架带动锅体相对于机架在始端和末端之间循环运动;
所述驱动机构带动驱动轴转动,先驱动锅体向下倾斜负角度Δβ,再驱动锅体向上加速翘起并翘起正角度Δα,锅体向上加速翘起时锅体转动过的角度为Δβ+Δα。
15.根据权利要求14所述的控制机构,其特征在于所述支架安装在机架的弧形滑轨上,或所述支架通过挂轴与机架转动连接。
16.根据权利要求15所述的控制机构,其特征在于还包括一用于在支架沿弧形轨迹运动时保持锅体与水平面夹角不变的可控角度锁定机构,所述驱动轴包括第一轴和第二轴,第一和第二轴之间通过第一离合器控制联动,第二轴与锅体连接。
17.根据权利要求16所述的控制机构,其特征在于所述可控角度锁定机构包括第二离合器和用于驱动第二轴逆向转动的第一角度补偿机构,第二轴和第一角度补偿机构通过第二离合器控制联动。
18.根据权利要求17所述的控制机构,其特征在于所述第一角度补偿机构包括安装在机架上的第一定齿轮、安装在支架上的第一传动齿轮组和套在第二轴上通过第二离合器与第二轴联动的第一从动齿轮,所述支架相对于机架沿弧形运动轨迹运动时,第一定齿轮通过第一传动齿轮组驱动第一从动齿轮转动的角度与支架相对于机架转动角度相等、方向相反。
19.根据权利要求17所述的控制机构,其特征在于所述支架上还设有在锅体翘起后驱动锅体恢复水平方向的角度回位机构。
20.根据权利要求19所述的控制机构,其特征在于所述角度回位机构为弹性机构。
21.根据权利要求20所述的控制机构,其特征在于所述弹性机构为绕驱动轴设置的扭簧,扭簧的一端固定在支架上,另一端固定在驱动轴上,在驱动轴带动锅体上翘时压制扭簧压缩。
22.根据权利要求20所述的控制机构,其特征在于所述弹性机构为一弹簧盒,所述弹簧盒安装在支架上,包括外壳体、内壳体和扭簧,第一轴穿过内外壳体并与之转动配合,所述扭簧的一端固定在第一轴上,另一端固定在内壳体上,外壳体和内壳体相互嵌套并可相对转动,外壳体内设置突出的挡台,内壳体周向上开设与挡台相配合的槽口,所述槽口呈弧形,挡台在槽口内滑动;锅体开始向上翘起时,所述挡台抵在槽口的一端,限制内壳体相对外壳体转动,第一轴带动锅体上翘时相对内壳体转动压制扭簧压缩。
23.根据权利要求22所述的控制机构,其特征在于还包括用于在支架沿弧形 轨迹运动时用于驱动弹簧盒外壳体逆向转动的第二角度补偿机构。
24.根据权利要求23所述的控制机构,其特征在于第二角度补偿机构包括安装在机架上的第二定齿轮、安装在支架上的第二传动齿轮组和固定在外壳体上的第二从动齿轮,所述支架相对于机架沿弧形运动轨迹运动时,第二定齿轮通过第二传动齿轮组驱动第二从动齿轮转动的角度与支架相对于机架转动角度相等、方向相反。
25.根据权利要求19~24任一项所述的控制机构,其特征在于所述锅体上设有感应锅体恢复水平时使第一离合器控制第一和第二轴解除联动、第二离合器控制第二轴和第一角度补偿机构联动的水平感应装置。
26.根据权利要求20所述的控制机构,其特征在于所述弹性机构包括绕驱动轴设置的第一和第二扭簧,第一和第二扭簧的一端固定在支架上,另一端固定在驱动轴上,驱动轴带动第一和第二扭簧压缩的转动方向相反。
27.根据权利要求14~24任一项所述的控制机构,其特征在于所述驱动机构包括两部电机,一部电机驱动支架相对于机架在始端和末端之间循环运动,另一部电机带动驱动轴转动,驱动锅体前端向上加速翘起。
28.根据权利要求16~24任一项所述的控制机构,其特征在于所述驱动机构包括一部单向转动的驱动电机和曲柄机构,所述驱动电机输出轴连接曲柄机构,
曲柄机构带动驱动轴平动,驱动机构驱动支架带动锅体相对于机架在始端和末端之间循环运动;
曲柄机构带动驱动轴转动,驱动锅体向上加速翘起。
29.根据权利要求28所述的控制机构,其特征在于所述曲柄机构包括曲柄和连杆,所述曲柄的一端连接驱动电机的输出轴,另一端转动连接连杆一端,驱动轴垂直转动连接在连杆上。
30.根据权利要求29所述的控制机构,其特征在于所述曲柄机构还包括档杆和转轴板,所述档杆平行连接在连杆上,所述第一轴穿过转轴板、与转轴板固定连接并与档杆和连杆转动连接,转轴板上设置有上挡块,当锅体向上翘起时,第一离合器控制第一和第二轴联动,档杆压制上挡块,驱动转轴板、第一和第二轴转动,第二轴带动锅体前端向上加速翘起。
31.根据权利要求30所述的控制机构,其特征在于所述上挡块包括锁定主体、挡头和设置在锁定主体与挡头之间的弹簧,所述挡头压制弹簧相对锁定主体伸缩,驱动锅体向上加速翘起时,锁定主体锁定挡头限制挡头伸缩,使档杆能够压制挡头驱动转轴板转动;在其他位置,锁定主体解除挡头锁定,使档杆与挡头干涉时,档杆能够压制挡头使其收缩并跨越挡头。
32.根据权利要求31所述的控制机构,其特征在于所述锁定主体内设置有电磁铁,在锅体向上翘起时,电磁铁通电吸附挡头,限制挡头相对锁定主体运动,在其他位置,电磁体断电解除对挡头和锁定主体的锁定。
33.根据权利要求30所述的控制机构,其特征在于所述转轴板上设置有下挡块,档杆与下挡块干涉时,驱动转轴板和驱动轴转动,驱动轴带动锅体前端向下倾斜。
34.根据权利要求33所述的控制机构,其特征在于所述上挡块与下挡块设有调节上挡块与下挡块与驱动轴距离的调节机构。
35.根据权利要求34所述的控制机构,其特征在于所述调节机构包括步进电机和丝杆,丝杆连接上挡块或下挡块。
36.一种自动烹饪设备锅体的运动控制机构,其特征在于包括:
用于支撑自动烹饪设备的机架;
相对于机架沿直线轨迹来回运动的支架,所述直线轨迹具有一始端和一末端;
安装在机架上的驱动机构;
用于盛装食材的锅体;
锅体侧面安装一驱动轴,驱动轴转动支撑在所述支架上,并贯穿整个支架与驱动机构连接;
所述驱动机构驱动支架带动锅体相对于机架在始端和末端之间循环运动;
所述驱动机构带动驱动轴转动,先驱动锅体向下倾斜负角度Δβ,再驱动锅体向上加速翘起并翘起正角度Δα,锅体向上加速翘起时锅体转动过的角度为Δβ+Δα。
37.根据权利要求36所述的控制机构,其特征在于所述支架安装在机架的直线滑轨上。
38.根据权利要求37所述的控制机构,其特征在于所述直线滑轨相对于水平方向向下倾斜角度γ。
39.根据权利要求38所述的控制机构,其特征在于所述直线滑轨相对于水平方向向下倾斜的角度γ在5°~40°之间。
40.根据权利要求36~39任一项所述的控制机构,其特征在于所述驱动轴包括多根并列设置的分轴,分轴分别转动支撑在支架上、之间通过齿轮机构联动,末端分轴连接锅体,始端分轴通过一可控联动机构与驱动机构联动。
41.根据权利要求40所述的控制机构,其特征在于还包括一用于在支架沿直线轨迹运动时保持锅体与水平面夹角不变的可控角度锁定机构,可控角度锁定机构用于锁定至少一根分轴转动。
42.根据权利要求41所述的控制机构,其特征在于所述可控联动机构和可控角度锁定机构为离合器。
43.根据权利要求41所述的控制机构,其特征在于所述支架上还设有在锅体翘起后驱动锅体恢复水平方向的角度回位机构。
44.根据权利要求43所述的控制机构,其特征在于所述角度回位机构为弹性机构。
45.根据权利要求44所述的控制机构,其特征在于所述弹性机构为绕分轴设置的扭簧,扭簧的一端固定在支架上,另一端固定在分轴上,在驱动轴带动锅体上翘时压制扭簧压缩。
46.根据权利要求44所述的控制机构,其特征在于所述弹性机构包括绕分轴设置的第一和第二扭簧,第一和第二扭簧的一端固定在支架上,另一端固定在所绕的分轴上。
47.根据权利要求46所述的控制机构,其特征在于所述驱动轴包括始端分轴、中间分轴和末端分轴三根分轴,末端分轴连接锅体,始端分轴通过第三离合器与驱动机构联动,中间分轴与第四离合器联动用于支架沿直线轨迹运动时保持锅体与水平面夹角不变,第一扭簧绕末端分轴设置,第二扭簧绕中间分轴设置。
48.根据权利要求47所述的控制机构,其特征在于所述末端分轴设置有第一齿轮、中间分轴设置有第二齿轮、始端分轴设置有扇形齿轮,扇形齿轮与第二齿轮啮合,第二齿轮与第一齿轮啮合。
49.一种用于实现权利要求1所述方法的自动烹饪设备锅体的运动控制机构,其特征在于包括:
一机架,用于支撑自动烹饪设备;
一支架,滑动或转动支撑于机架上;
一驱动机构,用于提供动力驱动支架带动锅体向前加速前进和向后回退;
一锅体,侧面安装一驱动轴,驱动轴转动支撑在所述支架上,用于驱动锅体向下倾斜、向上加速翘起和驱动锅体翘起回复。
50.根据权利要求49所述的控制机构,其特征在于驱动机构通过推动驱动轴平动驱动支架带动锅体向前加速前进和向后回退,驱动轴与驱动机构通过一可控转动联动机构实现转动联动,驱动轴与驱动机构联动时,驱动机构带动驱动轴转动驱动锅体向上加速翘起。
51.根据权利要求50所述的控制机构,其特征在于所述驱动轴包括第一轴和第二轴,所述转动联动机构为一控制第一和第二轴联动的离合器。
52.根据权利要求50所述的控制机构,其特征在于所述驱动轴包括多根并列设置的分轴,分轴分别转动支撑在支架上、之间通过齿轮机构联动,末端分轴连接锅体,所述转动联动机构为一控制始端分轴与驱动机构联动的离合器。
53.根据权利要求50~52任一项所述的控制机构,其特征在于还包括一角度回位机构,在锅体翘起正角度Δα后,解除驱动轴与驱动机构的转动联动,角度回位机构驱动锅体恢复水平方向。
54.根据权利要求53所述的控制机构,其特征在于还包括一可控角度锁定机构,所述锅体前进的过程中具有向下倾斜负角度Δβ,解除驱动轴与驱动机构的转动联动,可控角度锁定机构保持锅体与水平面夹角Δβ不变。
55.根据权利要求54所述的控制机构,其特征在于所述锅体回退的过程中、角度回位机构驱动锅体恢复水平方向后,可控角度锁定机构保持锅体水平方向不变。
CN201310321969.4A 2013-07-29 2013-07-29 一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构 Active CN103431744B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310321969.4A CN103431744B (zh) 2013-07-29 2013-07-29 一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构
PCT/CN2014/083122 WO2015014253A1 (zh) 2013-07-29 2014-07-28 一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310321969.4A CN103431744B (zh) 2013-07-29 2013-07-29 一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103431744A CN103431744A (zh) 2013-12-11
CN103431744B true CN103431744B (zh) 2016-08-10

Family

ID=49685540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310321969.4A Active CN103431744B (zh) 2013-07-29 2013-07-29 一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103431744B (zh)
WO (1) WO2015014253A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103431744B (zh) * 2013-07-29 2016-08-10 李夏 一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构
CN108402914A (zh) * 2018-04-17 2018-08-17 温州市晟食昌明科技有限公司 一种炒菜机的颠锅机构
CN108433551A (zh) * 2018-05-04 2018-08-24 李夏 烹饪设备锅体运动机构、控制方法和控制装置与翻锅方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101138467A (zh) * 2006-09-04 2008-03-12 深圳市爱可机器人技术有限公司 锅具运动装置以及采用该锅具运动装置的烹调设备
CN101385609A (zh) * 2007-09-10 2009-03-18 深圳市爱可机器人技术有限公司 翻锅装置以及自动/半自动烹调设备
CN202981649U (zh) * 2012-12-29 2013-06-12 黑龙江省发现者厨房机器人科技有限公司 一种烹调机器用自动翻炒机构
CN202981648U (zh) * 2012-12-29 2013-06-12 黑龙江省发现者厨房机器人科技有限公司 烹饪机器自动翻炒移位机构
CN103211501A (zh) * 2012-01-19 2013-07-24 刘信羽 夹持、移送、倾倒机构及烹饪物料投放系统和投放方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0330735A (ja) * 1989-06-28 1991-02-08 Tadashi Yamagata 自動調理器
CN1830370A (zh) * 2005-03-07 2006-09-13 刘小勇 翻锅方法和装置
CN101721139B (zh) * 2008-10-10 2014-01-01 深圳市繁兴科技有限公司 翻锅装置及应用其的烹调设备
CN103431744B (zh) * 2013-07-29 2016-08-10 李夏 一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101138467A (zh) * 2006-09-04 2008-03-12 深圳市爱可机器人技术有限公司 锅具运动装置以及采用该锅具运动装置的烹调设备
CN101385609A (zh) * 2007-09-10 2009-03-18 深圳市爱可机器人技术有限公司 翻锅装置以及自动/半自动烹调设备
CN103211501A (zh) * 2012-01-19 2013-07-24 刘信羽 夹持、移送、倾倒机构及烹饪物料投放系统和投放方法
CN202981649U (zh) * 2012-12-29 2013-06-12 黑龙江省发现者厨房机器人科技有限公司 一种烹调机器用自动翻炒机构
CN202981648U (zh) * 2012-12-29 2013-06-12 黑龙江省发现者厨房机器人科技有限公司 烹饪机器自动翻炒移位机构

Also Published As

Publication number Publication date
CN103431744A (zh) 2013-12-11
WO2015014253A1 (zh) 2015-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104970690B (zh) 一种实现双电机控制的可编程四杆机构颠锅方法的翻炒装置
CN103431744B (zh) 一种自动烹饪设备锅体的运动控制方法及机构
CN207821643U (zh) 一种家用自动化中餐机
CN102824098B (zh) 能自动下载菜谱的智能炒锅系统及下载和解析菜谱的方法
CN101543375B (zh) 自动/半自动烹调设备及其回锅装置
CN102240156B (zh) 一种免升降锅具运动方法及装置和烹饪设备
CN1226008C (zh) 一种自动烹制菜肴的方法和设备
US20040173103A1 (en) Full-automatic cooking machine
CN203953277U (zh) 一种自动烹饪设备
CN204033051U (zh) 一种自动烹饪设备的翻炒机构
CN1208017C (zh) 自动炒菜机
CN104887084B (zh) 一种导轨固定式自动颠锅系统
CN101166450A (zh) 翻锅方法和装置
CN1803072A (zh) 锅具运动装置
CN104887042B (zh) 一种用于中式烹饪的自动颠锅系统
CN208640368U (zh) 一种炒菜机的上料装置
CN204970919U (zh) 无烟节能自动化旋转移行和旋转开闭式烧烤用成套设备
CN107960441A (zh) 一种牛丸制作用牛肉捶打装置
CN112220349B (zh) 一种全自动炒饭装置
CN104000057A (zh) 一种自动/半自动的烹调工艺方法及所用的烹调设备
CN108681281A (zh) 全自动食品加工方法及加工装置
CN111759167A (zh) 一种智能厨房
CN109381032A (zh) 一种智能烹调机的搅拌器翻炒装置、烹调机及其烹调方法
CN108648359A (zh) 一种智能储料罐及基于该智能储料罐的共享烹饪商业模式
CN112998510A (zh) 一种仿人工食堂炒菜搅拌机

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant