CN105534273A - 自动化烹饪方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，尤其是自动化烹饪方法，其特征在于：其特征在于：所述方法至少包括：通过所述机械臂为提供能量进行锅体加热控制，使锅体在整个烹饪过程中持续加热；通过所述机械臂带动所述锅体在所述功能区之间移动并在若干所述功能区内完成所对应的烹饪操作。本发明的优点是：在不同的功能区完成所需的不同烹饪过程操作；实现锅体在空间移动过程中的不间断加热控温烹饪；可灵活改变设置火候和食材的添加顺序进行可个性化烹饪；可根据需求设置工作区，优化烹饪流程；可根据需求同时烹饪多道菜肴；有效使用食材；降低烹饪时间、提高烹饪效率和烹饪品质；结构简单合理，功能强大，使用方便，适于推广。

Description

自动化烹饪方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是自动化烹饪方法。

背景技术

近年来，随着机器人技术的深入发展，具有烹饪功能的服务机器人也逐渐进入人们的视线。烹饪机器人发展的动力与目标在于：1、用机器人取代高薪厨师，以便降低服务成本；2、提供健康、新鲜、美味的食品；3、减少烹饪时间，降低烹饪成本。

在亚洲菜系，包括，中国，中亚、东亚、西亚诸国，太平洋岛国等，“炒”的烹饪手法运用最为广泛。烹饪机器人在实施炒煎炸蒸煮等烹饪动作中，以“炒”为主要特征的烹饪手法难度最高，烹饪过程也最为复杂，因此所贡献的菜肴种类也最为丰富。

目前大多数自动与半自动烹饪系统的发明基础与理念均是以厨房设施为基础，并以模拟厨师的动作为设计思路。该类设计以炉灶为物理空间中心开展各种操作流程与动作，包括：供给各类烹饪佐料、辅料、主料等食材，按某种规定依次添加进位于炉灶上方的锅内，并实施翻炒后出锅装盘。为了实现上述操作流程与动作，烹饪系统通常采用机械臂，传送带或其他种类专门设计的机械机构完成。以上设计思路的主要缺陷在于机构复杂，动作繁复，灵活性差，烹饪节拍时间长等。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了自动化烹饪方法，锅体由机械臂把持，可在任意所述功能区之间移动，并在所述功能区中进行相对应的烹饪工序完成烹饪全过程，在不同的功能区完成所需的不同烹饪辅助过程操作，烹饪过程包括添加佐料，添加食材，翻炒，控制锅体温度，出锅装盘，洗锅等。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种自动化烹饪方法，包括机械臂、锅体和若干功能区，所述锅体由所述机械臂抓握，其特征在于：所述方法至少包括：

通过所述机械臂为所述锅体提供能量进行锅体加热控制，实现锅体在整个烹饪过程不间断持续控制烹饪温度；

通过所述机械臂带动所述锅体在各所述功能区之间移动，并在若干所述功能区内完成所对应的烹饪操作。

所述通过所述机械臂为所述锅体提供能量进行锅体加热控制指的是，在所述锅体上设置加热装置，在所述机械臂上设置供能装置，实现所述机械臂供能装置与所述锅体加热装置连接，使所述机械臂上的供能装置为所述锅体加热装置提供能量以使其对所述锅体持续加热控温。

所述加热装置指的是电磁感应线圈组件，所述电磁感应线圈组件连接固定在所述锅体上，所述电磁感应线圈组件与所述锅体构成一体化结构。

若干所述功能区指的是工作台区、辅助锅灶区、食材储物供料区、调味品储物供料区、搅拌区、清洗区、盛具区、成品区中的一种或一种以上的组合；所述机械臂带动所述锅体在各个所述功能区之间移动并在各功能区内完成相对应的烹饪操作。

所述食材储物供料区和所述调味品储物供料区内分别设置有供料装置，所述供料装置的供料方式为机械驱动、电控、光控中的一种或一种以上的组合。

所述供料装置的供料方式为机械驱动时，在锅体的锅边沿处设置操控触柄，在所述供料装置上设置推杆，机械臂带动锅体联动所述操控触柄顶推所述推杆，触发所述供料装置向所述机械臂带动的锅体供料。

所述供料装置的供料方式为电控时，在所述供料装置上设置控制电路，通过控制电路来控制所述供料装置向所述锅体供料。

所述电控包括对所述供料装置的供料时间控制，供料量控制，供料速度控制。

所述供料装置的供料方式为光控时，在所述供料装置上设置光电感应传感器，当机械臂带动锅体移动到对应所述供料装置时，所述光电感应传感器被触发并发送信号控制所述供料装置向所述锅体供料。

本发明的优点是：锅体在不同的功能区完成所需的不同烹饪过程操作；实现锅体在空间移动过程中的不间断加热控温烹饪；可灵活改变火候和食材的添加顺序进行可个性化烹饪；可根据需求设置工作区，优化烹饪流程；可根据需求同时烹饪多道菜肴；减少食菜浪费；有效使用食材；降低烹饪时间、提高烹饪效率和烹饪品质；结构简单合理，功能强大，使用方便，适于推广。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的分区示意图；

图3为本发明中电磁烹饪锅的结构示意图；

图4为本发明中调味品多路螺旋供料装置的结构示意图；

图5为本发明中机械式的固体食材供料装置的结构示意图；

图6为本发明中电动式的固体食材供料装置的结构示意图；

图7为本发明中机械式的液体食材供料装置的结构示意图；

图8为本发明中电动式的液体食材供料装置的结构示意图；

图9为本发明中旋转搅拌装置的结构示意图；

图10为本发明中电动洗锅装置的结构示意图；

图11为本发明中自带搅拌器锅的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-11所示，图中标记1-62分别表示为：结构框架1、电磁线圈接插头2、机械臂3、机械臂基座4、操控装置5、电磁烹饪锅6、水槽7、餐盘8、餐盘架9、电动洗锅装置10、水龙头11、工作台12、机械臂13、电炉灶14、锅体电源接口15、旋转搅拌装置16、自带搅拌器锅体17、油烟机18、调味品多路螺旋供料装置19、固体食材供料装置20、液体食材供料装置21、食材储物供料区22、调味品储物供料区23、成品区24、搅拌区25、餐盘区26、清洗区27、工作台区28、辅助锅灶区29、电磁线圈锅体30、连接手柄31、电磁线圈外接插座32、缆线33、功率和电控装置34、操控触柄35、螺旋杆驱动电机36、调味品物料盒37、物料箱架38、螺旋送料杆39、出料口40、固体物料盒41、供料口42、转子叶轮43、供料推杆44、变比机构45、驱动电机46、储液容器47、顶杆活塞式出液机构48、出液口49、出液推杆50、电动活塞式出液机构51、光电感应传感器52、支架53、搅拌电机54、搅拌铲55、驱动电机56、圆盘清洗头57、清洗刷58、支架59、锅体60、电动搅拌器61、连接手柄62。

实施例：本实施例中的自动化烹饪方法通过机械臂移动锅体并为锅体供能加热，使锅体在整个烹饪过程中维持不间断的烹饪控温能力；通过机械臂带动锅体在功能区之间移动并在若干功能区内完成所对应的烹饪操作。

本实施例自动化烹饪方法可通过一自动化烹饪系统实现，如图1所示，该自动化烹饪系统包括结构框架1，结构框架1作为系统的承载体，若干执行件以及功能区分别设置在结构框架1的各个位置上。

工作台12设置在结构框架1的下部，其表面设置有机械臂3和机械臂13，两个机械臂的动作操控均由操控装置5中的编程软件所决定。操控装置5安放在工作台12的底面位置。操控装置5的操控面板朝外，以便于使用者操控。机械臂3通过机械臂基座4安装在工作台12上，机械臂13的安装方式相同。机械臂，机械臂3和机械臂13，可单独或协调共同工作。

机械臂3通过电磁线圈插头2与电磁烹饪锅6相连接，使得机械臂3可带动电磁烹饪锅6移动。如图3所示，电磁烹饪锅6包括电磁线圈锅体30、连接手柄31、电磁线圈外接插座32、电磁线圈缆线插头33、功率和电控装置34和操控触柄35，其中连接手柄31由机械臂3抓握，并通过电磁线圈外接插座32与缆线33对接，连接了安装在机械臂基座4内的功率和电控装置34,实现了对电磁烹饪锅6的加热以及温度控制。在电磁线圈锅体30的锅边沿处安装了操控触柄35，用于获取食材物料的机械触柄。这样一来，由于机械臂3带动电磁烹饪锅6，便可实现电磁烹饪锅6在移动过程中的不间断持续加热控温，无空间约束的完成烹饪全过程的操作。

如图1所示，水槽7开设在工作台12上，在水槽7的上方设置有电动洗锅装置10以及水龙头11，其中电动洗锅装置10用于对电磁烹饪锅6进行清洗，而水龙头11用于提供清洗用水。如图10所示，电动洗锅装置10包括驱动电机56、圆盘清洗头57、清洗刷58和支架59，其中支架59的一端与工作台12相固定连接以支撑电动洗锅装置10，驱动电机56连接固定在支架59的另一端，圆盘清洗头57与驱动电机56传动连接，使得驱动电机56可驱动圆盘清洗头57旋转，在圆盘清洗头57上设置有三个清洗刷58，三个清洗刷58均匀布置在圆盘清洗头57上，藉由驱动电机56的驱动，三个清洗刷58可随着圆盘清洗头57在电磁烹饪锅6内转动，完成对电磁烹饪锅6的清洗动作，洗刷用水由水龙头11所提供，而污水则通过水槽7倒出。

如图1所示，餐盘架9设置在工作台12上，在餐盘架9上叠置有若干餐盘8，餐盘8用盛放烹饪完成的菜肴。

如图1所示，在机械臂3一侧的工作台12上分别设置有两个锅体电源接口15，当使用电磁烹饪锅6进行炖、煮、蒸等长时间烹饪时，机械臂3可将电磁烹饪锅6放置到两个锅体电源接口15所对应的锅位上并且将电磁烹饪锅6上的电磁线圈接插头32与锅体电源接口15连接来使其长时间加热，从而完成烹饪操作。而在机械臂13一侧则为普通锅具的使用布置有两个电炉灶14，两个电炉灶14可通过程序控制加热，机械臂13可将普通锅具放置在电炉灶14上，从而完成普通锅具的蒸煮炖等长时间的烹饪操作。

如图1所示，在结构框架1上设置有旋转搅拌装置16，旋转搅拌装置16用于对电磁烹饪锅6内的食材、调味料进行搅拌，从而保证烹饪品质。如图9所示，旋转搅拌装置16包括支架53、搅拌电机54和搅拌铲55，其中支架53的一端与结构框架1相固定连接，另一端与搅拌电机54连接固定，搅拌铲55与搅拌电机54传动连接，使得搅拌电机54可驱动搅拌铲55旋转。搅拌铲55包括两片叶片，随着搅拌电机54的驱动，两片叶片在电磁烹饪锅6内转动搅拌，从而对电磁烹饪锅6内的食材进行翻炒和混合，使食材受热均匀、调味料拌合均匀，保证烹饪品质。

如图1所示，机械臂13抓握的电磁烹饪锅6为自带搅拌器锅体17。如图11所示，自带搅拌器锅体17包括锅体60、电动搅拌器61和连接手柄62，其中电动搅拌器61可在锅体60内部旋转以对锅体60内的食材、调味料进行搅拌，连接手柄62固定连接在锅体60的一端供机械臂13抓握。机械臂13在抓握连接手柄62时，还可同步接通电动搅拌器61的供电电源，电动搅拌器61便可做旋转运动，从而对锅体60内的食材进行翻炒和混合。

如图1所示，油烟机18设置在结构框架1的中部位置，用于将烹饪时所产生的油烟迅速抽走，保证整个系统的清洁。

如图1所示，在旋转搅拌装置16的上方设置有调味品多路螺旋供料装置19，调味品多路螺旋供料装置19用于向电磁烹饪锅6内供给调味品。如图4所示，调味品多路螺旋供料装置19包括螺旋杆驱动电机36、调味品物料盒37、物料箱架38、螺旋送料杆39，其中若干用于储存各类烹饪调味品的调味品物料盒37沿物料箱架38的环向均布，每个调味品物料盒37的内部沿轴向方向安装了一个螺旋送料杆39，螺旋送料杆39在调味品物料盒37内的旋转由螺旋杆驱动电机36连接驱动；随着螺旋送料杆39的转动，调味品物料盒37内所储存的调味品被推动至每个调味品物料盒37的出料口40送出。螺旋送料杆39的转动角度决定了调味品的供给量；该装置在运转过程中，通过电控手段可定时、定量的实现各调味品的独立供料或组合供料。

如图1所示，在结构框架1上还设置有固体食材供料装置20和液体食材供料装置21，两者分别用于储存固体食材和液体食材，并且向电磁烹饪锅6供给固体食材和液体食材。

固体食材供料装置20可以采用机械式供料也可以采用电动式供料。

如图5所示，机械式的固体食材供料装置20包括固体物料盒41、供料口42、转子叶轮43、供料推杆44、变比机构45，其中转子叶轮43、供料推杆44和变比机构45分别设置在固体物料盒41的内部。固体物料盒41内部用于储存固体食材，供料口42开设在固体物料盒41的下端。供料推杆44经变比机构45带动转子叶轮43在固体物料盒41内转动，将固体物料盒41内所储存的固体食材推送出供料口42，从而完成向电磁烹饪锅6内的供料。转子叶轮43的几何尺寸，叶轮数量以及转子叶轮43的转角决定了所供给的固体物料体积；通过对上述参数进行选择，可定量实现固体食材的供料。

如图6所示，电动式的固体食材供料装置20与机械式固体食材供料装置的区别是，将驱动电机46替代了供料推杆44，驱动电机46连接驱动转子叶轮43旋转，也就是说，采用电动方式替代了机械方式来驱动转子叶轮43旋转；而该装置在运转过程中，通过电控手段可定时、定量的实现固体食材的供料。

而液体食材供料装置21同样也可以采用机械式供料或者是电动式供料。

如图7所示，机械式的液体食材供料装置21包括储液容器47、顶杆活塞式出液机构48、出液口49、出液推杆50，其中储液容器47用于储存液体食材，顶杆活塞式出液机构48设置在储液容器47的内部，其与出液推杆50相连接，通过揿动出液推杆50，顶杆活塞式出液机构48就会将液体由开设在储液容器47底部的出液口49挤出。顶杆活塞式出液机构48中的零部件尺寸以及出液推杆50的动作次数，可决定所供给的液体食材的容积。

如图8所示，电动式的液体食材供料装置21与机械式液体食材供料装置的区别是，将电动活塞式出液机构51替代了顶杆活塞式出液机构48，同时将光电感应传感器52替代了出液推杆50，电动活塞出液机构51设置在储液容器47的内部，光电感应传感器52设置在储液容器47的底部。光电感应传感器52与电动活塞出液机构51通过程序连动控制，当光电感应传感器52检测到电磁烹饪锅6处于出液口49的下方时，电动活塞式出液机构51动作定量供料。

此外，还有一种情况是通过系统程序控制实现：当机械臂3或机械臂13所握持的电磁烹饪锅6在程序控制下运动到出液口49的下方空间位置时，系统控制程序便启动电动活塞式出液机构51的供料动作，实现液体食材的定量供料。

本实施例中的自动化烹饪方法分为若干功能区域。如图2所示，功能区域包括食材储物供料区22、调味品储物供料区23、成品区24、搅拌区25、餐盘区26、清洗区27、工作台区28、辅助锅灶区29，其中：

食材储物供料区22用于储存食材并进行供料，包括固体食材供料装置20和液体食材供料装置21；

调味品储物供料区23用于储存调味品并进行供料，包括调味品多路螺旋供料装置19；

成品区24用于放置烹饪完成的、已装盘的菜肴；

搅拌区25用于对锅内的食材、调味品进行翻炒混合，包括旋转搅拌装置16；

餐盘区26用于对烹饪完成的菜肴进行装盘，包括餐盘8和餐盘架9；

清洗区27用于对烹饪完成的锅体进行清洗，包括水槽7、电动洗锅装置10和水龙头11；

工作台区28用于机械臂带着锅体进行动作，包括机械臂3、机械臂13；

辅助锅灶区29用于长时间的烹饪过程，包括若干电炉灶14；

机械臂3和机械臂13带着锅体在各个功能区之间移动，以在不同的区域内完成烹饪过程要求的各种操作。

本实施例的自动化烹饪方法包括如下步骤：

1）以机械臂3为例，首先，机械臂3在操控装置5的控制下，牢固的抓握住电磁烹饪锅6上的连接手柄31并连接电磁线圈外接插座32。

2）操控装置5通过功率和电控装置34直接控制锅体的加热时刻、加热时间和加热功率。

3）工作台12布置了多个液体食材供料装置21，用于储存各类烹饪用食用油、酱油、醋、调味酱、色拉酱等液体食材。当采用机械式的液体食材供料装置21时，机械臂3所抓握的电磁烹饪锅6可通过其锅体边沿所设置的操控触柄35直接触动液体食材供料装置21的出液推杆50，完成液体食材的供料。

而当采用电动式的液体食材供料装置21时，当机械臂3抓握的电磁烹饪锅6移动到储液容器47上的出液口49下方，非接触式的光电感应传感器52检测到锅体到位时，控制系统向电动活塞式出液机构51发出指令，电动活塞式出液机构将液体食材从出液容器47中挤压出来，完成液体食材的供料。

4）当液体食材为油时，电磁烹饪锅6在移动到液体食材供料装置21之前已经通过功率和电控装置34供电预热，而在获取到油后，电磁烹饪锅6持续加热。

5）工作台12布置了多个固体食材供料装置21，其中一些固体食材供料装置21用于储存葱、姜、蒜等辅助食材，而另一些固体食材供料装置21用于储存肉类、蔬菜等主食材。

当采用机械式的固体食材供料装置20时，机械臂3所抓握的电磁烹饪锅6可通过其锅体边沿所设置的操控触柄35直接触动供料推杆44，完成固体食材的供料。

而当采用电动式的固体食材供料装置20时，机械臂3所抓握的电磁烹饪锅6移动到固体食材供料装置20下方的出料口40处，在操控装置5的指令控制下驱动电机46工作，向电磁烹饪锅6内供料。

6）当先加入的固体食材为辅助食材时，机械臂3抓握电磁烹饪锅6模拟厨师的翻锅动作。

7）机械臂3将持续加热的锅体移动到调味品多路螺旋供料装置19的下方，调味品多路螺旋供料装置19上的螺旋杆驱动电机36在操控装置5的程序控制下，向电磁烹饪锅6内定量加入糖、盐、胡椒粉等调味品。

8）由于调味品多路螺旋供料装置19处于旋转搅拌装置16的下方，调味品入锅后搅拌铲55便在搅拌电机54的驱动下开始动作，搅拌翻炒至菜肴烧熟完毕，电磁烹饪锅6停止加热。

9）机械臂3将锅内的成品菜肴盛放到餐盘8内，最终完成一道菜肴的烹饪过程，并将该餐盘放置到成品区25内。

10）在接受下一道烹饪指令之前，机械臂3将电磁烹饪锅6移动到清洗区28内的电动洗锅装置10之下并由水龙头11注水，驱动电机56带动旋转的清洗刷58触碰到电磁烹饪锅6的内侧表面；同时，电磁烹饪锅6在机械臂3的控制下做水平圆弧摆动，使整个锅体内侧表面均被刷洗到。

本实施例最主要的特点在于：使用了炉锅一体的电磁烹饪锅6，锅体在移动时可通过功率和电控装置34控制锅体温度；锅体由机械臂抓握，可在任意功能区实现烹饪全过程的操作，在不同的功能区完成所需不同的烹饪辅助过程操作；并可按照需要，实现移动过程中的不间断烹饪。

本实施例在具体实施时：不同类型食材与配料，可通过容积式计量供料装置来完成定量供料。锅体的取料方式可包括：机械直接驱动，电控（随程序控制而定），光控（机械臂3带着电磁烹饪锅6到位时感应）。

虽然以上实施例已经参照附图对本发明目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本发明作出各种改进和变换，如：机械臂的数量、位置；功能区的布置、划分；功能区的种类等，故在此不一一赘述。

Claims (9)

1.一种自动化烹饪方法，包括机械臂、锅体和若干功能区，所述锅体由所述机械臂抓握，其特征在于：所述方法至少包括：

通过所述机械臂为所述锅体提供能量进行锅体加热控制，实现锅体在整个烹饪过程不间断持续控制烹饪温度；

通过所述机械臂带动所述锅体在各所述功能区之间移动，并在若干所述功能区内完成所对应的烹饪操作。

2.根据权利要求1所述的一种自动化烹饪方法，其特征在于：所述通过所述机械臂为所述锅体提供能量进行锅体加热控制指的是，在所述锅体上设置加热装置，在所述机械臂上设置供能装置，实现所述机械臂供能装置与所述锅体加热装置连接，使所述机械臂上的供能装置为所述锅体加热装置提供能量以使其对所述锅体持续加热控温。

3.根据权利要求2所述的一种自动化烹饪方法，其特征在于：所述加热装置指的是电磁感应线圈组件，所述电磁感应线圈组件连接固定在所述锅体上，所述电磁感应线圈组件与所述锅体构成一体化结构。

4.根据权利要求1所述的一种自动化烹饪方法，其特征在于：若干所述功能区指的是工作台区、辅助锅灶区、食材储物供料区、调味品储物供料区、搅拌区、清洗区、盛具区、成品区中的一种或一种以上的组合；所述机械臂带动所述锅体在各个所述功能区之间移动并在各功能区内完成相对应的烹饪操作。

5.根据权利要求4所述的一种自动化烹饪方法，其特征在于：所述食材储物供料区和所述调味品储物供料区内分别设置有供料装置，所述供料装置的供料方式为机械驱动、电控、光控中的一种或一种以上的组合。

6.根据权利要求5所述的一种自动化烹饪方法，其特征在于：所述供料装置的供料方式为机械驱动时，在锅体的锅边沿处设置操控触柄，在所述供料装置上设置推杆，机械臂带动锅体联动所述操控触柄顶推所述推杆，触发所述供料装置向所述机械臂带动的锅体供料。

7.根据权利要求5所述的一种自动化烹饪方法，其特征在于：所述供料装置的供料方式为电控时，在所述供料装置上设置控制电路，通过控制电路来控制所述供料装置向所述锅体供料。

8.根据权利要求6所述的一种自动化烹饪方法，其特征在于：所述电控包括对所述供料装置的供料时间控制，供料量控制，供料速度控制。

9.根据权利要求5所述的一种自动化烹饪方法，其特征在于：所述供料装置的供料方式为光控时，在所述供料装置上设置光电感应传感器，当机械臂带动锅体移动到对应所述供料装置时，所述光电感应传感器被触发并发送信号控制所述供料装置向所述锅体供料。