CN105147141A - 机器人厨师系统 - Google Patents

Abstract

一种绿色低碳、健康环保的机器人厨师系统，包括机器人本体、控制软件、洗菜洗碗消毒、切菜、烹饪、煮饭、种植养殖等子系统，适用于家庭、宾馆酒楼、后勤食堂等的厨房，可通过设置于机器人上的人机对话窗口或互联网实现控制，只要输入菜单名称和用餐时间，机器人便能自动通过互联网订购所需原料或种子种苗，并能签收快递，管理菜园，种菜不施农药化肥，不用人工给水，在规定时间做出美味佳肴，叶菜类从采摘到上桌可在三分钟内完成，鱼类从捕捞到宰杀、腌制、烹饪上桌一刻钟内完成。

Description

机器人厨师系统

技术领域

本发明属于机器人领域，具体涉及一种机器人厨师系统。

背景技术

大家都有过这样的经历:油腻腻的碗筷,满是泥土的菜，冬天冰冷的洗碗水…看着就难过发愁!真是不想洗，但是总让爸妈洗也心疼啊！

可是市场上的洗菜机、洗碗机不说价格多贵，动不动就上万元，而且体积也大，不是新装修的房子都没办法嵌在橱柜里，而且洗一次要一个多小时，时间太久！最关键的是洗不干净，不说洗杯子了，连碗底都洗不干净！还费电费水容易坏。

而上海卫生组织根据研究指出，肺癌的发病族群有75%是45-80岁没有抽烟历史的妇女。而全球华人妇女为低吸烟率，高肺癌发生率。因此国际医疗机构呼吁，厨房为室内最重要的污染源，要降低厨房污染所造成的危害，已经成为当今居家生活与厨房设施急待解决的重大课题。

多年来，有毒食品不断见诸各种媒体，越来越多的都市人开始尝试自己种菜，如广州天隆装饰城、深圳广桑园都在顶楼创建了屋顶菜园，并出租给市民，阳台种菜也越来越流行。但是在寸土寸金的城市，并不是每个人都能拥有屋顶菜园，而阳台面积有限，且接受阳光的时间短，满足不了大多蔬菜的要求。

为此，提出一种机器人厨师系统，其功能是能够自动洗碗、洗菜、烹饪、煮饭、种菜、养殖，且种菜不施化肥、不用农药，让用户足不出户就能享受到衣来伸手、饭来张口的帝王式服务，吃上没有激素、没有农药残留的放心食品，体积和价钱可以让广大市民买得起，用得上，既可家用，也可用于高档酒楼、宾馆。

打开专利网：SooPAT，搜索有关洗菜机的专利。从1987年11月到2011年10月，有关洗菜机的专利共156项，去除其中外形专利、部件专利等，完整的洗菜机专利共111项。纵观这些专利，对蔬菜污垢的清洗方法主要有以下几种：

1）模仿波轮洗衣机的清洗方法，将菜装入洗菜桶内，让波轮搅动菜和水在水槽中转动，利用水流与菜的相对运动，冲击污垢与菜分离，达到清洗的效果。

这种清洗方式，蔬菜与蔬菜、蔬菜与桶之间相对运动摩擦会对叶菜造成较大的损伤，所以只适用于对根茎类蔬菜的清洗，对叶菜类不适用；

2）波轮自动洗衣机的改进型，清洗桶分内桶和外桶，清洗方法，将菜装入内桶，内桶和外桶之间充满水，内桶和菜在外桶和水中转动，利用水流与菜的相对运动，冲击污垢与菜分离，达到清洗的效果。

这种清洗方法，蔬菜与蔬菜、蔬菜与桶之间相对运动较小，但如果滚筒转动速度低，水流速慢，清洗效果不好，如果滚筒转动速度高，滚筒必须在加盖密封的条件下工作。原因是：1、在这种情况下，内桶与外桶之间旋转的上升水流会冲出桶外。2、同洗衣机甩干桶一样，高速旋转的内桶必须密封，以保证安全。

3）模仿滚筒洗衣机的清洗方法，将菜装入轴向水平或倾斜滚桶，让滚筒带动菜在水中转动，利用水流与菜的相对运动，冲击污垢与菜分离，达到清洗的效果。

清洗原理与方法2类同。不同的是滚筒轴向的斜度使被清洗蔬菜在滚筒中有一个上升的过程，在重力的作用下。有利于蔬菜的翻动，滚筒也可以在较低转动速度下工作。但水平或倾斜滚桶与外桶之间需要一个较大的间隔，使得洗菜机结构松散，在相同的洗菜能力下，洗菜机的体积比其他方式大许多

4）模仿人工洗菜方法，将菜装入筐中，让筐带动菜在水槽中摆动，达到清洗的效果。

这种清洗方法，需要一个复杂的运动转换机构，将转动转换为摆动。清洗效果是位于筐中部的菜不易清洗干净。原因是：1、在整个清洗过程中，菜之间相对运动很小，位于菜筐中部的菜由于外部蔬菜的阻挡，接受不到水流的冲击。

5）模仿人工在河中洗菜方法，将菜放入流动的水中，让菜在流动的水中翻滚，使菜表面附着污垢脱离菜体，达到清洗的效果。

6）模仿人工洗车的方法，将菜装入筐中，用高压水流喷射菜筐，翻滚，使菜表面附着污垢脱离菜体，达到清洗的效果。

对于叶菜，如高压水流喷射被清洗菜使其翻滚，高压水流会对被清洗菜造成很大的损伤。对于根茎类蔬菜，单靠高压水流喷射被清洗菜使其翻滚不易办到。所以必须配合其他方式使被清洗菜翻动，以达到清洗的效果。

7）借用现工业系统应用的成熟的超声波清洗技术，将菜装入清洗槽中，用超声波水气泡产生冲击波，对污垢的直接反复冲击，使其脱离菜体，达到清洗的效果。

根据超声波的特性，其对泥类的污物处理能力较弱，故在洗菜机中，未见应用实例。

近几年随着环境的变化和人们认识的转变，对蔬菜农药残留污染的清洗人们越来越重视。对农药残留污染的清洗方法主要有以下几种：

1）磁化水清洗消毒；

2）紫外线清洗消毒；

3）臭氧水清洗消毒；

4）过滤水木炭吸附清洗消毒；

5）电解等离子水清洗消毒；

在已发布的专利和实际应运中。在一台洗菜机上，较成熟的大多共用一种以上方式，互相补充，以适应不同的清洗对象和状况。

如余天望先生有三个专利分别是：《多功能洗菜机-98235350.2》、《电脑自动多用途洗菜机-02228206.8》、《激流喷射式电脑自动洗菜机-03241455.2》。

《多功能洗菜机-98235350.2》是清洗方式2的改进型。其洗菜工作机理是：洗菜机由一个盛水的外桶、充满孔眼的内桶、循环水泵、驱动电机、管路、控制单元等组成。洗菜机工作时，水通过进水口外桶，待清洗的蔬菜放入内桶，主电机驱动内桶做水平转动和轴向往复运动，桶内水经循环水泵在内桶中形成激流水柱，旋转、振动和激流水柱形成的涡流使菜在桶中翻滚、互撞使污物剥离蔬菜表面，达到清洗的目的。

《电脑自动多用途洗菜机-02228206.8》洗菜工作机理是：在多功能洗菜机的基础上，内桶的转动取消，提高了轴向的往复振动得频率和强度。增加了气泵和臭氧发生器，用振动、气流、激流水柱形成的涡流使菜在桶中翻滚、互撞使污物剥离蔬菜表面，同时气流中的臭氧对蔬菜中的农药残留和其它毒素进行降解，达到清洗的目的。

《激流喷射式电脑自动洗菜机-03241455.2》洗菜工作机理是：对前两种洗菜机做了大幅改动。洗菜动力改为全方位的激流水柱和气流，六个方向的激流水柱形成的涡流和臭氧气流使菜在桶中翻滚、互撞使污物剥离蔬菜表面，达到清洗的目的。

而2011年以后申请的专利中，基本上都是炒冷饭，再无突破性技术出现。

同样，洗碗机技术与洗菜机原理基本一致。

而切菜机则一样存在体积过大，机构复杂，因而难以降低售价，且难以在住房短缺居民家中安放使用。

炒菜机基本上都是将所有的主料辅料佐料一起下锅，大型炒菜机借用建筑业中搅拌机的原理实现拌菜，小型炒菜机则于锅底设置一个可以旋转的搅拌勺。因此，无法象宾馆酒楼的大厨一样做出型、色、味俱全的美味佳肴来，目前仅能用于学校、部队食堂，无法进入酒楼宾馆。而学校食堂的饭菜相信每个读过书的都不愿回想的。

综上所述，目前能进入普通家庭、且可登上大雅之堂的机器人厨师还没有出现。

发明内容

本发明是本人提出的中国发明专利201510306823.1和201510335242.0在机器人厨师系统方面的一个具体实施例，目的是提供一个体积小巧，但能达到大厨水平的机器人厨师，由控制软件和机器人本体与相关外围元件实现自动洗碗、洗菜、切菜、烹饪、煮饭、种菜、养殖，用户可通过人机接口直接操作，或预定功能使机器人在规定的时间自动操作，或通过互联网远程操作，就能吃上新鲜可口、无激素、无农药残留的有机蔬菜，蔬菜从采摘到上桌三分钟左右，鱼类从捕捞到宰杀、分割、腌制、烹饪到上桌最快一刻钟左右。

为此采用的技术方案是：

一种绿色低碳、健康环保的机器人厨师系统，包括机器人本体、控制软件、洗菜洗碗消毒、切菜、烹饪、煮饭、种植养殖等子系统，适用于家庭、宾馆酒楼、后勤食堂等的厨房，可通过设置于机器人上的人机对话窗口或互联网实现控制，只要输入菜单名称和用餐时间，机器人便能自动通过互联网订购所需原料或种子种苗，并能签收快递，管理菜园，种菜不施农药化肥，不用人工给水，在规定时间做出美味佳肴，叶菜类从采摘到上桌可在三分钟内完成，鱼类从捕捞到宰杀、腌制、烹饪上桌一刻钟内完成；

机器人本体根据软件发出的控制指令执行工作，是机器人厨师的手脚，包括包括至少一个运动轴，控制装置和马达，吸盘或其他形式的手爪，全息相机或其他视觉传感器，重量传感器；

控制软件安装于控制装置中，根据菜谱，控制各系统的工作，是机器人厨师的大脑，通过键盘和显示器接受输入，并输出处理结果，实现人机对话，键盘和显示器可以是触摸屏，也可以是普通液晶屏和物理键盘；

洗菜洗碗消毒装置包括清洗用水存储和喷射装置，加热器，

切菜装置包括菜板菜刀，

烹饪装置包括锅碗瓢盆，佐料存储装置，

煮饭装置包括电饭锅或太阳能饭锅，粮食存储装置，

种植养殖装置包括蓄水缸、种植盘、吸水棒，蓄水缸用于养鱼，其中可以设置一个浮子，连接水龙头，当水面低于警戒线时，水龙头打开注水，水面合适时浮子将水龙头顶起，水龙头关闭，种植盘中装有栽培土，中间插入由陶瓷、水泥等可以由水浸润的材料制成的吸水棒，盘的一侧外壁有吸盘，吸附在蓄水缸外的光滑墙壁上或设置在蓄水缸上的种植板上，吸水棒的一端浸在水缸中，通过毛细作用将水吸上种植盘中，供种植在盘中的蔬菜吸收，还可设置捕虫器和粘虫板，捕虫器中有主要害虫的雌性激素，使雄性害虫闻到后自动钻进去，粘虫板用于诱杀对颜色敏感的害虫，用害虫喜欢的颜色的板上涂上粘胶制成。

进一步地，还可包含太阳能收集装置，以安装在户外的太阳能收集装置如会聚透镜或面镜将太阳能聚集，通过耐火材料制成的传输通道进入室内，经过发散透镜或面镜还原供植物进行逃命作用，或用作热源。

更进一步地，还可包含支持远程监控的处理器和有线、无线网络，可以通过互联网接受指令，并执行操作，能将监控图像实时展现在用户手持终端或电脑上，陌生人进入时，提醒用户，防止损失。

又进一步地，内置人体健康监测芯片，可检测用户健康状况，用户出现突发病症昏迷时，机器人厨师能拨打120电话求救。

再进一步地，内置电池和充电器，用于移动或停电时的电源。

又再进一步地，可编程，可编写程序执行操作吸尘器、扫地、擦玻璃等作业。

本发明的有益效果是完全采用机器人模仿大厨的操作，能够做出完全符合大厨烹饪出来的饭菜，且将菜园在厨房或阳台实现，等于在家中增加了公园，不但净化了空气，而且减少了农药残留和不新鲜对人的健康产生不良影响，内置健康检测芯片，可实时掌控健康状况，并提出相应的食补食谱，防患未然。

附图说明

图1为机器人厨师系统结构图，其中11为机器人本体支撑端，15为执行端，12到14为运动轴，21为耐火材料制成的太阳能输送管，用于将安装在户外的太阳能收集装置收集的太阳能输送到厨房，31为蓄水池，用于养鱼，32为种植板，33为吸水棒，34为种植盘，35为吸盘，41为洗碗池，42为喷嘴，43为储水桶，51为碗柜，52为切菜台，53为煮饭装置，54为烹饪台。

具体实施方式

下面结合图1，以川菜巴蜀鲶鱼为例说明，其特点是鲜椒味，但是要注意它的鱼片不要弄得太老，要嫩，保证它的口感，这样才能突出得到它的型、色、味。主料是土鲶鱼，天然鲶鱼，辅料香笋，胡萝卜、青笋、芹菜，切成片，青红小米椒切成圈，鱼切成两块，对破打开，再片成鱼片，然后码味装好，加盐增加它的底味，加入鸡精，提取它的鲜味，加入味精，照样提鲜，加入胡椒面，压制腥味，加入料酒压腥提鲜，拌匀，再把鱼排、鱼骨、鱼翅、鱼头、鱼尾码下味，加入盐适量，加入鸡精适量，加入白糖适量，加入胡椒面适量，加入料酒适量，拌匀。把香料水热好，加入香料，八角、山奈、鲜椒、鲜花椒、姜、葱、盐、味精、胡椒粉，然后熬制五分钟，下入鱼排、鱼骨、鱼翅、鱼头、鱼尾，煮断生，置于盘子里造型，辅料籴一下，籴断生，再在香料水里加入一点煎熟的葱油，保证它的本色，将煮熟的辅料捞出，装置于鱼骨上面，继续把鱼片滑起来，在三分钟内煮断生，起锅，加入菜油，煎至八成油温，撒上青红小米椒、青花椒，铺上芹菜节，撒上香菜花，将煎成八成油温的菜油淋在鲜椒上，加入香菜，点缀起康乃馨花朵，制作完毕。

机器人在做菜前一小时，在煮饭装置53中取出饭锅，通过重量传感器确定空锅重量，量取大米，达到要求的份量后淘米，然后加水到合适比例，浸润一小时后接通电源或太阳能开始煮饭，因为米饭需要浸润一小时再煮才美味可口，然后从蓄水池31中捉出土鲶鱼，压到切菜板52上杀死清洗干净，切成两块，对破打开，再片成鱼片，端到烹饪台54上，通过视觉传感器找到所需佐料，然后码味装好，加盐增加它的底味，加入鸡精，提取它的鲜味，加入味精，照样提鲜，加入胡椒面，压制腥味，加入料酒压腥提鲜，拌匀，再把鱼排、鱼骨、鱼翅、鱼头、鱼尾码下味，加入盐适量，加入鸡精适量，加入白糖适量，加入胡椒面适量，加入料酒适量，拌匀。在种植板上找到青红小米椒、青花椒、芹菜、青红小米椒、青花椒、芹菜、香菜、康乃馨花，装入洗菜篮，用机器人手爪或吸盘提到洗碗池41中，打开喷嘴42，将菜清洗干净，再提到切菜台52上改刀备用。把香料水热好，加入香料，八角、山奈、鲜椒、鲜花椒、姜、葱、盐、味精、胡椒粉，然后熬制五分钟，机器人用吸盘吸住装料的容器，使容器里的鱼排、鱼骨、鱼翅、鱼头、鱼尾进入锅中，煮断生，机器人用手爪将其置于盘子里造型，辅料籴一下，籴断生，再在香料水里加入一点煎熟的葱油，保证它的本色，将煮熟的辅料捞出，装置于鱼骨上面，继续把鱼片滑起来，在三分钟内煮断生，起锅，加入菜油，煎至八成油温，撒上青红小米椒、青花椒，铺上芹菜节，撒上香菜花，将煎成八成油温的菜油淋在鲜椒上，加入香菜，点缀起青红小米椒、青花椒，铺上芹菜节，撒上香菜花，将煎成八成油温的菜油淋在鲜椒上，加入香菜，点缀起康乃馨花朵，制作完毕。然后机器人将碗筷装入洗菜篮拿到洗碗池41中先用热水浸润一下，然后由左边装有清洗液的储水桶的喷嘴喷射一个碗的底部，使上面的污物除去后右边装清水的储水桶的喷嘴开始工作，将其冲洗干净后机器人使用吸盘吸住已经洗干净的部分，伸到装清洗液的喷嘴前，先使清洗液喷射在碗内部，做旋转运动使内部污物都冲洗干净后摆动到外部能冲洗到的位置，继续旋转，到污物冲洗干净后，移动到装清水的喷嘴前，继续上述过程，清洗完毕后提到碗柜干燥消毒。然后将饭菜碗筷装入托盘，放在执行端，执行端下滑，同时带动托盘转动，使托盘始终保持水平向上，执行端落地成支撑端，原支撑端抬起向前移动一步落地支撑，执行端再向前一步，如此往复，直到将饭菜碗筷送上饭桌。

Claims (6)

1.一种绿色低碳、健康环保的机器人厨师系统，包括机器人本体、控制软件、洗菜洗碗消毒、切菜、烹饪、煮饭、种植养殖等子系统，适用于家庭、宾馆酒楼、后勤食堂等的厨房，可通过设置于机器人上的人机对话窗口或互联网实现控制，只要输入菜单名称和用餐时间，机器人便能自动通过互联网订购所需原料或种子种苗，并能签收快递，管理菜园，种菜不施农药化肥，不用人工给水，在规定时间做出美味佳肴，叶菜类从采摘到上桌可在三分钟内完成，鱼类从捕捞到宰杀、腌制、烹饪上桌一刻钟内完成；

机器人本体根据软件发出的控制指令执行工作，是机器人厨师的手脚，包括包括至少一个运动轴，控制装置和马达，吸盘或其他形式的手爪，全息相机或其他视觉传感器，重量传感器；

控制软件安装于控制装置中，根据菜谱，控制各系统的工作，是机器人厨师的大脑，通过键盘和显示器接受输入，并输出处理结果，实现人机对话，键盘和显示器可以是触摸屏，也可以是普通液晶屏和物理键盘；

洗菜洗碗消毒装置包括清洗用水存储和喷射装置，加热器，

切菜装置包括菜板菜刀，

烹饪装置包括锅碗瓢盆，佐料存储装置，

煮饭装置包括电饭锅或太阳能饭锅，粮食存储装置，

种植养殖装置包括蓄水缸、种植盘、吸水棒，蓄水缸用于养鱼，其中可以设置一个浮子，连接水龙头，当水面低于警戒线时，水龙头打开注水，水面合适时浮子将水龙头顶起，水龙头关闭，种植盘中装有栽培土，中间插入由陶瓷、水泥等可以由水浸润的材料制成的吸水棒，盘的一侧外壁有吸盘，吸附在蓄水缸外的光滑墙壁上或设置在蓄水缸上的种植板上，吸水棒的一端浸在水缸中，通过毛细作用将水吸上种植盘中，供种植在盘中的蔬菜吸收，还可设置捕虫器和粘虫板，捕虫器中有主要害虫的雌性激素，使雄性害虫闻到后自动钻进去，粘虫板用于诱杀对颜色敏感的害虫，用害虫喜欢的颜色的板上涂上粘胶制成。

2.如权利要求1所述的机器人厨师系统，还可包含太阳能收集装置，以安装在户外的太阳能收集装置如会聚透镜或面镜将太阳能聚集，通过耐火材料制成的传输通道进入室内，经过发散透镜或面镜还原供植物进行逃命作用，或用作热源。

3.如权利要求1所述的机器人厨师系统，还可包含支持远程监控的处理器和有线、无线网络，可以通过互联网接受指令，并执行操作，能将监控图像实时展现在用户手持终端或电脑上，陌生人进入时，提醒用户，防止损失。

4.如权利要求1所述的机器人厨师系统，内置人体健康监测芯片，可检测用户健康状况，用户出现突发病症昏迷时，机器人厨师能拨打120电话求救。

5.如权利要求1所述的机器人厨师系统，内置电池和充电器，用于移动或停电时的电源。

6.如权利要求1所述的机器人厨师系统，可编程，可编写程序执行操作吸尘器、扫地、擦玻璃等作业。