CN105432705A - 一种帮厨机器人的自动加水系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种帮厨机器人的自动加水系统及其控制方法，该帮厨机器人的自动加水系统的水箱与面粉桶通过水管连接，在水箱与面粉桶连接的水管上串联连接水泵，探测器安装在面粉桶的上方，探测器、水泵分别与微电脑控制器电性连接。本发明通过探测器、以及微电脑控制以及供水装置，实现了面粉拌面、搅面、饧面、揉面过程中自动监测以及自动加水，自动实现对面团软硬程度进行调整，提高了帮厨机器人的自动化和智能化程度，减少人工监测，节省用工成本，有效提高生产效率，具有较强的潜在市场竞争力。

Description

一种帮厨机器人的自动加水系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及厨房用具领域，特别涉及一种帮厨机器人的自动加水系统及其控制方法。

背景技术

目前在以面粉为原料的食品生产制造过程中，需要向面粉内添加水，且需要水与面粉的量达到合适的配比才能生产制造出可口的食品。但是，现有技术中向面粉内添加水的过程存在诸多缺陷。

现有技术主要采用以下主要方式，如附图1所示，用量杯量好面粉量，再根据经验比例量好水，在容器中用手工或搅面机完成拌面、搅面过程；该方式存在的缺点为：首先面粉，兑水需要人工完成，即使采用普通搅面机生产，也需要人工把面粉和水按照经验比例来配置。对不同品种或品质的面粉由于其用水比例会有差异，常常会出现面团偏软或严重偏硬现象；其次，需要人工监测和手动调节面粘度、并修正面团的软硬，占用大量时间，且需要经验丰富的人员操作，人工成本高。

如附图2所示，采用螺杆搅拌、挤出的装置，其首先以面粉重量换算出应加水重量，加好面粉和水再通过螺杆反转完成拌面、搅面、饧面、揉面过程，上述过程需要人工时刻观察面团的软硬度，并根据软硬度增加面粉或水的量，以调制好合适的软硬度的面团。上述拌面、搅面、饧面、揉面过程虽然采用了螺杆效率有所提高，但是上述拌面、搅面、饧面、揉面还是需要人工监测，如面团的软硬度不合适，需要人工进行调整，需要占用大量人工监测，人工成本高。

如附图3所示，利用高速螺杆旋转挤出面条的装置，该装置首先需要把面粉在与容器中用手工或搅面机完成拌面、搅面过程；把搅好的散面团，放入料斗，利用螺杆的旋转在柔化区挤压散面团，完成饧面与部分揉面过程；再向前推进进入挤压区反复对面团进行挤压完成揉面和部分压面的过程；最后把揉好的面带挤压到预装好的模具前面，并通过模具挤出面条完成面条成型过程。其拌面、搅面仍然需要手工完成，需要更加人工经验添加面粉和水，调整面团的软硬程度，同样存在用工成本高，效率低。

综上实施方式存在的主要问题都需要人工进行操作和监测，需要人工对面团的软硬进行添加水或面粉进行调整，需要操作人员有一定的经验积累，耗时比较长，效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能实现全自动拌面、搅面、饧面、揉面，自动对调整面团软硬程度的帮厨机器人的自动加水系统及其控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为该帮厨机器人的自动加水系统包括面粉桶、微电脑控制器、探测器、供水装置，其中供水装置包括水箱、水管、水泵，水箱与面粉桶通过水管连接，在水箱与面粉桶连接的水管上串联连接水泵，探测器安装在面粉桶的上方，探测器、水泵分别与微电脑控制器电性连接。

进一步地，探测器为红外探测器。

进一步地，红外探测器为940nm的红外探测器。

进一步地，水箱内还配装有水位传感器，水箱顶还配装有外接水源管路，在外接水源管路上串联连接有电磁阀，电磁阀、水位传感器分别与微电脑控制器电性连接。

进一步地，在水箱与面粉桶连接的水管上串联连接的水泵可以更换为串联连接副水箱，副水箱通过气管连接气泵，气泵与微电脑控制器电性连接。

进一步地，与副水箱连接的水箱内还配装有水位传感器，水箱顶还配装有外接水源管路，在外接水源管路上串联连接有电磁阀，电磁阀、水位传感器分别与微电脑控制器电性连接。

该帮厨机器人的自动加水系统的控制方法，包括建立标准数据库、初始检测、控制加入基准水量、硬度监测，其中：

建立标准数据库就是建立面粉桶桶装面粉质量数据库和面粉桶面团软硬度监测数据库；

初始检测是根据探测器的探测高度确定面粉质量；

控制加入基准水量是根据所确定的面粉质量，通过微电脑控制器控制供水装置的水泵或气泵加入基准水量；

硬度监测是根据探测器检测到的面团波峰或波谷与设定的标准值进行比较并作出是否需要继续加水以及加水量或作出面团符合要求的判断。

采用上述技术方案，由于使用了微电脑控制器、探测器、供水装置等技术特征，使本帮厨机器人自动加水系统更加智能化，实现对面团的软硬度的自动检测控制、以及自动调整；为帮厨机器人实现拌面、搅面、饧面、揉面等过程自动化提供了重要的保障，减少人工监测，节省用工成本，有效提高生产效率，本发明具有积极的经济效益和较强的市场潜在竞争能力。

附图说明

图1为现有技术采用水量杯和面量杯示意图；

图2为现有技术采用螺杆搅拌、挤出的装置示意图；

图3为现有技术采用高速螺杆旋转装置示意图；

图4为本发明使用水泵示意图；

图5为本发明使用气泵示意图；

图6为本发明检测控制原理示意图；

图7为本发明质量检测示意图；

图8为本发明湿面团硬度检测示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如附图4所示，该帮厨机器人的自动加水系统及其控制方法包括面粉桶1、微电脑控制器2、探测器3、供水装置4，其中供水装置4包括水箱5、水管6、水泵7，水箱5与面粉桶1通过水管6连接，在水箱5与面粉桶1连接的水管6上串联连接水泵7，探测器3安装在面粉桶1的上方，探测器3、水泵7分别与微电脑控制器2电性连接。上述技术方案实现了面粉拌面、搅面、饧面、揉面全过程自动化，自动实现对面团的软硬监测。

更为具体地，探测器3为红外探测器，该红外探测器为940nm的红外探测器，提高探测精度和可靠性，使采集的数据更为准确，计算出需要添加水的量更为精确，使生产制造出来的食品口感更好。水箱5内还配装有水位传感器8，水箱5的顶部还配装有外接水源管路，在外接水源管路上串联连接有电磁阀9，电磁阀9、水位传感器8分别与微电脑控制器2电性连接；使用时将水箱5的外接水源管路与外接水源连接，当使用过程中水位传感器8检测到水位比较低时，微电脑控制器2控制电磁阀9打开向水箱5加水。如附图5所示，在水箱5与面粉桶1连接的水管6上串联连接的水泵7可以更换为串联连接副水箱10，副水箱10通过气管11连接气泵12，气泵12与微电脑控制器2电性连接，当系统需要向面粉桶1加水时，微电脑控制器2启动气泵12将副水箱10内的水压入面粉桶1内实现加水。与副水箱10连接的水箱5内还配装有水位传感器8，水箱顶还配装有外接水源管路，在外接水源管路上串联连接有电磁阀9，电磁阀9、水位传感器8分别与微电脑控制器2电性连接，该技术方案的水箱5实现了与连接水泵7的水箱5同样的功能。

该帮厨机器人的自动加水系统的控制方法，包括建立标准数据库、初始检测、控制加入基准水量、硬度监测，其控制流程如附图6所示：更为具体的，首先根据拌刀转速不同、时间不同，面团的大小产生的速率不同的时效差，以及面团的不同形态对应相应波峰、波谷，根据微积分体积学原理统和傅里叶变换方程建立面粉桶桶装面粉质量数据库和面粉桶面团是否需要加水和面团软硬度的标准数据库。启动帮厨机器人，将面粉桶内的面粉搅拌使其大致处于同一平面，再启动自动加水系统，探测器3的探测面粉桶1中面粉的高度确定面粉质量，如附图7所示。面粉质量计算公式为：W＝(H-h)π×β×D²÷4

其中：W---面粉重量；H---面粉桶净高；h---探测高度；π---圆周率；D---面粉桶底直径；β---面粉比重。

根据计算出来的面粉质量，确定需要加入水的基准量ρ₁，通过微电脑控制器2控制供水装置4的水泵7或气泵12加入基准水量ρ₁，帮厨机器人继续运行搅拌面粉t₁时间，干面粉形成面粉团，对面粉团的硬度监测，如附图8所示，探测器3检测面粉团中的形成的波峰h₁和波谷h₂，与设点的标准值进行比较进行判断，如果需要加水并计算出需要加入的水量ρ₂(ρ₂﹤﹤ρ₁)再搅拌，搅拌时间t₂，再检测是否需要加水；若需要加水，继续加水ρ₃(ρ₃﹤﹤ρ₁)再搅拌，重复上述循环N次，如附图6所示，直到出现符合标准值的面团，停止加水和揉面，并进入下道工序。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种帮厨机器人的自动加水系统，其特征在于包括面粉桶、微电脑控制器、探测器、供水装置，其中供水装置包括水箱、水管、水泵，水箱与面粉桶通过水管连接，在水箱与面粉桶连接的水管上串联连接水泵，探测器安装在面粉桶的上方，探测器、水泵分别与微电脑控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的帮厨机器人的自动加水系统，其特征在于探测器为红外探测器。

3.根据权利要求2所述的帮厨机器人的自动加水系统，其特征在于红外探测器为940nm的红外探测器。

4.根据权利要求1～3其中之一所述的帮厨机器人的自动加水系统，其特征在于水箱内还配装有水位传感器，水箱顶还配装有外接水源管路，在外接水源管路上串联连接有电磁阀，电磁阀、水位传感器分别与微电脑控制器电性连接。

5.根据权利要求1～3其中之一所述的帮厨机器人的自动加水系统，其特征在于在水箱与面粉桶连接的水管上串联连接的水泵可以更换为串联连接副水箱，副水箱通过气管连接气泵，气泵与微电脑控制器电性连接。

6.根据权利要求5所述的帮厨机器人的自动加水系统，其特征在于水箱内还配装有水位传感器，水箱顶还配装有外接水源管路，在外接水源管路上串联连接有电磁阀，电磁阀、水位传感器分别与微电脑控制器电性连接。

7.帮厨机器人的自动加水系统的控制方法，包括建立标准数据库、初始检测、控制加入基准水量、硬度监测，其中：

建立标准数据库就是建立面粉桶桶装面粉质量数据库和面粉桶面团软硬度监测数据库；

初始检测是根据探测器的探测高度确定面粉质量；

控制加入基准水量是根据所确定的面粉质量，通过微电脑控制器控制供水装置的水泵或气泵加入基准水量；

硬度监测是根据探测器检测到的面团波峰或波谷与设定的标准值进行比较并作出是否需要继续加水以及加水量或作出面团符合要求的判断。