CN1091504C - 控制微波炉托盘驱动的方法 - Google Patents
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Abstract
一种能由使用者选择至少微波烹调模式和电阻加热器烹调模式的微波炉。用于支承食物的托盘能升降并绕垂直轴旋转。重量测量机构确定托盘上食物重量。在烹调程序期间，操作者选择烹调模式，并测量食物重量。控制器确定希望的烹调高度为烹调模式和食物重量的函数。旋转机构开始旋转托盘，然后旋转托盘升到希望高度，于是在希望高度旋转托盘的同时进行烹调操作。在烹调操作结束时，托盘下降到初始位置并同时旋转。
Description
技术领域
本发明总体上涉及一种控制微波炉托盘的方法，其中托盘能绕垂直轴旋转，同时能升高和降低。
背景技术
下面描述现有技术。日本实用新型公报(未审查)No.94-64013(1993，2，16申请的)公开了一种微波炉，它包括烹调室，食物支承托盘，电动机以及双向驱动装置。驱动装置穿过烹调室的中间部分。托盘安装在烹调室的底板上，并连接到电动机，这样它就由电动机的运转而升高，然后旋转。如果电动机反转，驱动装置停止转动并且移动托盘向下回到初始预定位置。以这种方式，微波炉便于使用。
美国专利4,615,405和日本专利公报96-320123公开的微波炉具有用于检测烹调室中托盘上食物重量的传感器。美国专利4,615,405公开了烹调时间作为所检测食物重量的函数来计算。
日本实用新型公报(未审查)No.90-83891(1990，3，30申请的)公开了一种微波炉，它包括旋转卡台，位于旋转卡台上的可旋转托盘，以及升高托盘到规定高度的托盘升降装置。当托盘升降装置运行时，托盘升高并与旋转卡台分开。然后，托盘旋转，并且磁控管产生的微波均匀地传送到甚至托盘的底部。
下面参照附图7来描述一种现有的微波炉，图7是现有微波炉的竖直截面图。如图7所示，现有微波炉包括金属壳体10，烹调室11，发射高频微波到烹调室11的磁控管(未示出)，以及提供高电压给磁控管的高压发生器13。加热器17安装在烹调室11的上部，通过辐射热和对流热烹调在烹调室11中的食物。食物支承托盘12设置在烹调室的底板上，并且设计成绕垂直轴旋转，和/或能升高。
上述微波炉还包括一个轴31，其上端与托盘12的底部相连而其下端向下延伸到烹调室11的外侧。升降导向部件34位于轴31的下面，以升降轴31和托盘。电机32通过齿轮32a旋转轴31。重量检测部分35设置在升降引导件34的下面，用于测量在托盘12上放置的食物的重量。
下面的描述涉及上述微波炉的运行。
一般地说，如果频率约2,450MHz的微波施加于食物，食物的分子被微波能量激发，结果食物发射热量。微波炉是为肉和其它食物的快速烹调，使用微波加热的一种炉子。
当磁控管发射约2,450MHz的微波到金属壳体10内时，食物的分子每个带正负电子。每个分子的一端被微波产生的电场的正电子充负电荷。而每个分子的另一端被电场的负电子充正电荷。因为电场的极性每秒钟变化24亿5千次，食物的分子相互碰撞，从而产生摩擦热，结果食物被加热。
这种微波炉实际上是对流微波，其具有采用由电加热器17产生的辐射热和对流热烹调的功能。另一方面，烹调可以由微波能量进行。
当托盘12绕垂直轴旋转和/或在托盘升高之后，放在托盘12上的食物将被烹调。在图7中，设置有升降电动机33来移动升降导向部件34在两位置之间左右移动，以便分别降低和升高托盘。微波炉通过微波能量或热量进行食物的快速烹调，而且在那些烹调操作的任一期间能进行托盘的移动。
如果用户选择炙烤(grill)模式，烧烤(barbecue)模式，或者烤饼(pizza-baking)模式，通过按压操作板上的适当按键(未示出)，使加热器17通电，并且导向部件34移动到图7的位置，升高托盘12到预定高度。然后，托盘12开始旋转，进行烹调。然而，不管选择什么样的烹调模式，托盘12总是升高到同样的预定高度。当托盘12的升高完成时，托盘12上的食物由磁控管产生的微波能量烹调。一旦烹调操作停止，托盘停止旋转，然后下降。
上述现有微波炉总是在托盘位于同样高度进行烹调操作，而不管用户选择的烹调模式和食物的重量。因此，加热器不根据烹调模式而改变施加于食物的热量，此微波炉不能执行最佳烹调功能。而且，如果托盘升高时食物偏移到托盘的一侧，而未在托盘的中间，食物的重力中心偏移到那一侧，结果当托盘垂直移动时，不平衡的力旋加于托盘的轴31，这可能导致微波炉的故障，或炉子不能操作。
本发明涉及控制微波炉托盘的驱动的方法，能排除现有技术的上述问题和缺陷。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种控制微波炉托盘的驱动的方法，以便按照用户选择的烹调模式和要烹调的食物的重量，通过多样化地设定托盘的升高高度，保证最佳烹调操作。
本发明的另一目的是提供一种控制微波炉托盘的驱动的方法，当托盘上下移动时，能避免使微波炉的电机和轴过载。
为实现上述目的，本发明提供一种控制微波炉托盘的驱动的方法，该微波炉具有烹调食物的烹调室，提供微波给烹调室的微波发生器，能使用户从各种烹调模式中进行选择的选择器，设置在烹调室中用于支承食物的托盘，用于称量在托盘上放置的食物的称量机构，以及用于升降托盘、可操作地连接到托盘的升降机构。该方法包括步骤：
A.通过选择一种烹调模式，获得第一烹调参数；
B.在操作开始信号输入之后，通过测量食物重量，获得第二烹调参数；
C.确定作为上述两个参数的函数的所需要的托盘高度；以及
D.升高托盘到该所需要的高度。
微波炉最好还包括用于产生对流热和辐射热的电阻加热器，其中，步骤A包括从电阻加热器和微波发生器中进行选择，获得第一参数。
最好是，步骤C包括确定作为第一和第二参数两者的函数的所需要的托盘高度。
本发明的另一方面涉及控制微波炉托盘的驱动的方法，微波炉包括烹调室，用于提供微波给烹调室的微波发生器，在烹调室中支承食物的托盘，用于绕垂直轴旋转托盘的旋转机构，以及用于升降托盘的升降机构。该方法包括步骤：
A.启动旋转机构来转动托盘；
B.在托盘开始旋转之后，一旦预定时间已过，启动用来把旋转托盘从初始位置升高到一希望的高度的升降机构；该希望的高度这样获得，即通过选择一种烹调模式，获得第一烹调参数；在操作开始信号输入之后，测量食物重量，获得第二烹调参数；根据上述两个参数确定托盘的该希望的高度；
C.在该希望的高度继续旋转托盘的同时，进行烹调操作；
D.在烹调操作结束时，启动升降机构来降低托盘到初始位置，同时继续旋转托盘；以及
E.停止旋转和升降机构的工作。
该微波炉最好还包括用于产生对流热和辐射热的电阻加热器，用于从微波发生器和电阻加热器中进行选择以作为烹调模式的选择器，以及用于检测托盘上食物重量的重量传感器。
附图说明
通过以下结合附图对优选实施例的详细描述，本发明的目的及优点将变得更加清晰，在附图中相同标号代表相同元件，其中：
图1是根据本发明的微波炉控制时序的流程图；
图2是为避免在托盘的升高/降低期间托盘的轴过载的本发明微波炉的控制时序的流程图；
图3是根据本发明的微波炉的正视截面图；
图3A是根据本发明微波炉中的升降机构的垂直截面图；
图4是根据本发明的微波炉的控制电路的方框图；
图5是根据本发明的微波炉控制时序的一个优选实施例的流程图；
图6是根据本发明在托盘的升高/降低期间用于防止托盘轴的过载的微波炉控制时序的另一优选实施例的流程图；以及
图7是现有微波炉的正视截面图。
具体实施方式
下面将参照附图详细地描述本发明的优选实施例。
如图3所示，微波炉包括一个烹调室11、一个设置在电气元件室14内发射高频微波给烹调室11的磁控管16和一个提供高压给磁控管16的高压发生器13。电阻加热器20安装在烹调室11的上部，通过辐射热和对流热来烹调在烹调室11中的食物。托盘12设置在烹调室11的底部附近，并设计成绕垂直轴旋转和能升降。要烹调的食物放在托盘12上。
上述微波炉也包括上端连接到托盘12的底部而下端向下延伸到烹调室11的外侧的轴43。电动机42提供转矩给旋转式齿轮42a，旋转式齿轮42a与齿轮42b啮合，以便旋转轴43和托盘12。升降机构44由电动机41致动，位于轴43下面。
升降机构44制成各种形式，但最好符合共同转让于本申请人的未审查美国申请No.08/664,665(申请日为1996年6月17)以及一项刚提交的美国专利申请的形式，在此引用供参考。在图3A垂直横截面中描述的此种机构包括齿轮元件46b，它安装成绕与轴43的轴心相同的垂直轴旋转。齿轮元件46b包括与齿轮41a的齿相啮合的齿轮齿46c。升降引导件44连接到齿轮元件46b，由此绕轴43的轴心旋转。导向部件44包括圆筒形内表面，圆筒形内表里形成螺旋凹槽44a。不能旋转的升降件46a的外缘固定在环形凹槽中。因此，当导向部件44通过齿轮41a绕轴43的轴心旋转时，导致升降件46a上升或下降，这取决于齿轮41a的旋转方向。套筒43b固定到轴43的下端。套筒包括升降件43a固定于其中的环形凹槽43c，由此将轴连接到升降件46a，以共同垂直移动，同时允许轴43相对于升降件46a旋转。轴43包括垂直狭槽43a，并且钢球47c设置在狭槽中，放入在齿轮42b和轴43之间。因此，齿轮42b的旋转传送到轴43，轴43能够相对于齿轮42b垂直地移动。
套筒43b能够穿过形成在底部支承板48a内的孔，接触重量检测装置45。能够采用任何合适的现有重量检测装置，正如前述美国专利4,615,405和日本特许公报96-320123中公开的。
下面描述关于本发明微波炉的控制电路。
参照图4，微波炉的主控制电路包括：控制部分100，控制部分100控制从烹调开始到烹调完成的微波炉全部操作；电源输入部分110，为控制部分100的操作提供合适的电压和电流；键盘操作部分120，用于输入希望的烹调模式和烹调时间给微波炉；显示部分130，在操作期间显示各种信息和烹调状态；以及加热器驱动部分150，它控制微波炉的加热器20。
微波炉的控制电路还包括：控制磁控管16的磁控管驱动部分140；控制升降电动机41的升降电动机驱动部分170，升降电动机41在控制部分100的控制下用于升降托盘12；控制电动机42的操作以旋转托盘12的旋转电动机驱动部分160；以及重量检测装置45，它检测在托盘12上的食物重量。
现在参见图5，描述控制微波炉的方法的第一实施例。该方法包括步骤：选择一种烹调模式(S21)；确定开始操作的信号是否输入微波炉(S22)；一旦操作开始，驱动电动机42来旋转托盘(S23)；测量在托盘12上放置的食物重量(S24)；按照选择的烹调模式和食物重量，设定托盘12的升高高度(S25)；驱动升降电动机41来升高旋转的托盘(S26)；确定旋转的托盘12是否升高到合适的预定升高高度(S27)；以及，如果是，停止供能给升降电动机41(S28)；托盘继续旋转，烹调仍继续。
下面的描述涉及控制微波炉的方法的第二实施例，尤其是用于避免在托盘12的升高/降低期间轴43的过载。
参见图6，此方法包括步骤：选择一种烹调模式(S31)；确定开始操作的信号是否输入到微波炉(S32)；一旦操作开始，驱动电动机42转动托盘(S33)；测量在托盘12上放置的食物重量(S34)；确定预定时间间隔是否已过(S35)；一旦预定时间已过，根据烹调模式和食物重量，驱动升降电动机41升高此旋转的托盘12到指定的高度(S36)。
图6的上述方法也包括步骤：确定此旋转的托盘12是否完全升高到指定的高度(S37)；一旦托盘12(继续旋转)完全升高到规定高度，不供能给电动机41并由高频微波和/或加热器执行烹调操作(S38)；确定烹调操作是否结束(S39)；当烹调操作结束时，驱动升降电动机41来降低旋转的托盘12(S40)；确定升降电动机41是否使托盘12返回到初始位置(S41)；一旦托盘完全下降，不供能给升降电动机41和电动机42。
现在将概括地描述本发明的旋转和升降机构的操作。
要烹调的食物放置在托盘12上。重量检测装置45通过轴43的挤压来测量托盘上食物的重量。也就是说，当轴43向下移到最低位置时，重量检测机构45把预定标准频率与重量检测装置目前产生的输出信号的频率相比较并确定其间差别来测量托盘12上的食物重量。电动机42传送转矩给用于转动轴43的旋转齿轮42a，42b，从而转动盘12。升降电动机41驱动齿轮41a来转动引导件44，从而升高升降件46a。升降件46a的向上移动传递给轴43，这样相对于升降件旋转的轴和托盘被升高。
在托盘升高或降低的同时通过转动托盘，由于在距离托盘中心处的食物有效重量而施加于托盘和轴的任何偏移力将连续地绕旋转的中心轴移位，而不是集中在单一位置，这样，在升高或降低托盘的同时托盘不转动的情况下出现的不正常工作就能避免。
现在将详细描述按照图4的实施例的控制时序。
首先，供电给微波炉，用户放置要烹调的食物在烹调室11内的托盘12上，然后选择一种烹调模式(S21)。
第二，控制部分100确定开始操作的信号是否输入到微波炉(S22)，即，操作是否是“开动”。如果操作是“断开”，控制部分100回到步骤21。
第三，如果操作是“开动”，控制部分100驱动旋转电动机42来转动托盘12，与此同时，根据选择的烹调模式，加热器20和/或磁控管16开始工作。例如，如果用户选择温热或解冻模式，磁控管16开始工作，如果选择烘焙或烘烤模式，加热器20开始工作。在炉炙烤模式中，磁控管16和加热器20同时开动。
第四，测量在托盘12上的食物重量(S24)。换句话说，在旋转电动机42的工作期间，例如约10秒钟，食物的荷重传递至重量检测装置45。因为轴43紧压住重量检测装置45的一部分，重量检测装置45的输出信号频变发生变化。这里，控制部分100利用在预定标准频率和重量检测装置45的输出信号的频率之间的差别来测量食物的重量。
第五，根据选择的烹调模式和食物重量，确定托盘12的适当升高高度。更具体地说，为选择的烹调模式和食物的测量重量，设定在托盘12上的食物最优烹调时的托盘12的适当高度。在这方面，控制器为每种烹调模式存储预定的烹调高度，然后根据食物的测量重量来修正此高度。例如，当开始烘烤小薄饼时，为了把小薄饼烹调得美味可口，托盘12从初始位置升高10mm。
第六，一旦托盘12想要的升高高度确定，控制部分100驱动升降电动机41。升降电动机41运行来转动导向部件44，由此升高升降部件46a，从而升高轴43以升高托盘12到设定高度。
第七，控制部分100确定旋转的托盘12是否升高到预定高度(S26)。如果托盘12没有向上移动到预定高度，控制部分100回到步骤26。如果托盘12完全升高到预定高度，控制部分100停止供能给升降电动机41(S28)。
在升降电动机41的操作期间通过预先确定每秒钟托盘12升高的距离就能调整托盘12升高的高度(即，通过预先地计算轴43的线速度)。例如，如果已知轴移动速度为1.41mm/sec，就能计算出为了把找盘12从初始位置升高10mm，升降电动机41必须操作7.1秒。相应地，在上升步骤期间，控制部分100确定升降电动机41是否操作了7.1秒。如果是，那么控制部分100停止供能给升降电动机41，以停止托盘12的升高。
作为别的例子，在其它烹调模式中，当升降电动机分别工作4.15或9.38秒时，托盘能够从它的初始位置升高5mm或15mm。
参见图6，现在将详细描述在托盘12的升高/降低期间为防止使托盘的轴过负荷的控制时序。
首先，提供电源给微波炉，用户放置要烹调的食物在烹调室11内的托盘12上，然后选择一种烹调模式(S31)。
第二，控制部分100确定开始工作的信号是否输入到微波炉以及操作是否是“开动”(S32)。当操作未“开动”时，控制部分100回到步骤31。
第三，如果操作“开始”，控制部分100依据选择的烹调模式启动磁控管16和/或加热器20(S33)。同时，控制部分100输入控制信号给旋转电动机驱动部分160，从而转动托盘12。
第四，测量托盘12上的食物重量(S34)。更具体地说，在托盘12开始转动之后的预定时间间隔内，重量检测部分45测量托盘12上的食物重量。根据食物的测量和选择的烹调模式来调节磁控管16和/或加热器20的工作时间，正如在此前说明的。
第五，控制部分100确定与选择的烹调模式相关的预定时间间隔是否已过(S35)。当此时间间隔未过去时，控制部分100回到步骤34。当控制部分100确定时间间隔已过去(S35)时，控制部分100驱动升降电动机41(S36)，这样旋转的托盘12升高到预定高度。换句话说，根据烹调模式和食物重量来计算托盘12的适宜升高高度。在托盘12上升到计算高度的同时，托盘12继续旋转。
第六，控制部分100通过把电动机41的工作时间间隔与基准值相比较来确定托盘12是否升高到预定高度(S37)，正如此前所解释的。当托盘12还未升高到预定高度时，控制部分100回到步骤36。当托盘12完全升高到预定高度时，控制部分不供能给升降电动机41来停止托盘12的进一步升高(S38)，并且通过使用高频微波和/或加热器来进行烹调操作。在烹调操作期间，托盘继续旋转，这样磁控管的微波能量和加热器的热量均匀且完全地提供给托盘12上的所有食物。
第七，控制部分100确定是否有停止烹调操作的信号(S39)。如果有，那么控制部分100驱动升降电动机41来降低旋转的托盘12到初始位置(S40)。
第八，控制部分100确定托盘12是否完全降低到初始位置(S41)。如果托盘12没有完全降低到初始位置，控制部分100回到步骤40。
更具体地说，在步骤S39期间，在磁控管16和/或加热器的操作期间一旦停止烹调操作的信号输入到微波炉，即，或者如果烹调时间已过，或者有取消烹调的键盘输入，控制部分100就以相反方向驱动升降电动机41，以向下移动托盘12。这样，托盘12下降，并同时旋转，结果微波和/或对流或辐射热均匀分布到食物。
第九，当升降电动机41降低托盘到初始位置时，控制部分100去除对升降电动机41、旋转电动机42、磁控管16和加热器20的供能(S42)。
如上所述，根据本发明，按照用户选择的烹调模式和要烹调的食物重量来设定托盘的高度，以便微波能量能均匀完全地施加于托盘上的食物，从而增加烹调效果。在托盘的升高和降低期间，甚至在食物的重量偏离托盘的中心时，托盘继续旋转，这样能防止使托盘的轴和电动机过载(也能均匀提供微波能量给食物)。也就是说，偏心力绕旋转轴位移，而不象轴升高或降低而不旋转时发生的偏心力集中在单一位置。以这种方式，本发明提供了改进的烹调效果。
虽然结合优选实施例描述了本发明，本领域技术人员将能理解可以在不脱离后附权利要求限定的本发明精神范围内可作出未具体描述的附加删除、修改和替代。
Claims (5)
1.一种控制微波炉托盘驱动的方法，该微波炉具有用于烹调食物的烹调室，提供微波给烹调室的微波发生器，使用户能从各种烹调模式中进行选择的选择器，设置在烹调室中用于支承食物的托盘，用于称量在托盘上放置的食物的称量机构，以及可操作地连接至托盘用于升降托盘的升降机构，该方法包括步骤：
A)通过选择一种烹调模式，获得第一烹调参数；
B)在操作开始信号输入之后，测量食物重量，获得第二烹调参数；
C)确定作为上述两个参数的函数的希望的托盘高度；以及
D)升高托盘到希望的高度。
2.如权利要求1所述的方法，其中，微波炉进一步包括用于产生对流热和辐射热的电阻加热器，步骤A包括从电阻加热器和微波炉发生器中进行选择来获得第一参数。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤C包括确定作为第一、第二参数两者的函数的希望的托盘高度。
4.一种控制微波炉托盘驱动的方法，微波炉包括烹调室，用于提供微波给烹调室的微波发生器，在烹调室中支承食物的托盘，用于绕垂直轴旋转托盘的旋转机构，以及用于升降托盘的升降机构，该方法包括步骤：
A.驱动旋转机构来旋转托盘；
B.在托盘开始旋转之后，一旦预定时间已过去，驱动把旋转托盘从初始位置升高到一希望的高度的升降机构；该希望的高度这样获得，即通过选择一种烹调模式，获得第一烹调参数；在操作开始信号输入之后，测量食物重量，获得第二烹调参数；根据上述两个参数确定托盘的该希望的高度；
C.在该希望的高度继续旋转托盘的同时，进行烹调操作；
D.在烹调操作结束时，驱动升降机构来降低托盘到初始位置，同时继续旋转托盘；以及
E.使旋转和升降机构停止动作。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，微波炉还进一步包括：用于产生对流热和辐射热的电阻加热器；用于从作为烹调模式的微波发生器和电阻加热器中进行选择的选择器；以及用于检测托盘上食物重量的重量传感器。
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