CN109381032A - 一种智能烹调机的搅拌器翻炒装置、烹调机及其烹调方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能烹调机的搅拌器翻炒装置、烹调机及其翻炒烹调方法,该搅拌器翻炒装置包括:搅拌铲系统,搅拌铲系统包括搅拌铲辅助模块和搅拌铲,搅拌铲辅助模块协助搅拌铲翻炒智能烹调机锅体内食物,该翻炒装置使得搅拌铲能够完成两种或两种以上以上的独立运动,智能烹调机锅体包括搅拌铲运动所形成的包络面,和/或,搅拌铲辅助模块带动搅拌铲采用左‑右翻炒法或变形的左‑右翻炒法来翻炒智能烹调机锅体内食物。本发明较好地解决了智能烹调机的翻炒问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能家电技术领域,尤其涉及一种智能烹调机的搅拌器翻炒装置、烹调机及其翻炒烹调方法。
背景技术
在智能烹调机领域,最难的是智能炒菜机,特别是中式炒菜机。相比于一些国家以水煮或煎炸为主的烹调方式,美誉全球的中式烹调的精髓是翻炒,这使得中式烹调具有无与伦比的口感和色泽,但也使得中式烹调机具有很高的难度。目前有数百种中式烹调的机器翻炒方案,例如,机器人模拟手工烹调、模拟厨师颠锅、采用类似滚筒洗衣机的翻炒方案、模拟锅铲翻炒,或者,目前最简单的方案:在电饭煲的锅底加一个水平搅拌器,等等,但这些方案都没能很好地解决翻炒问题。
例如,机器人模拟手工烹调太复杂,短期还无法实现,模拟厨师颠锅的翻炒方式,因为要把食物抛起来,因此控制难度高,机器体积大,成本高,而且食物容易掉出锅外,很多菜肴(例如带汤汁的菜)也无法用颠锅实现。家用烹调机采用颠锅技术显然不合适。
采用滚筒式锅体结合搅拌器的方案,如本发明人2000年专利 CN2448232和2001年专利CN1364436,这种方案的问题是烹调原料会沾粘在锅壁四周,因此,比较适合于团体食堂的烹调,而不太适合家用烹调机。为了解决这个问题,可以将滚筒状搅拌器改为倾斜方式,但其虽然部分改善了烹调原料沾粘在锅的四周的问题,但结构不紧凑、盛出食物不方便。
模拟锅铲动作炒菜远没能实用,因为目前“机器锅铲”远远达不到人手臂的灵活性、准确性,又缺乏“机器眼”对烹调原料进行视觉识别,实现起来依然十分困难。此外运动机构体积庞大、易污染及不便清洗也是比较严重的问题。
而目前最简单的方案:在电饭煲的锅底加一个水平搅拌器构成烹调锅。这种烹调锅的搅拌效果不好,因此,烹调效果自然不会令人满意。此外,这种搅拌器是水平运动的,其带动烹调原料水平运动,而水平运动会产生离心力,因此该烹调锅容易产生烹调原料向锅体侧壁聚集的问题,进而对烹调产生严重干扰。此外,烹调的主要区域是锅体的底部中心附近,在锅体底部中心安装一个搅拌器本身就很影响烹调锅的工作。一些烹调机干脆采用不搅拌的方式,依靠控制电饭煲的加热时间来做一些焖菜,其虽然确实能做一些红焖菜肴,但显然不具备中式烹调的基本要求,例如,简单的爆炒青菜也难以较好完成。以上烹调方式中,盛出烹调食物也不够方便。
要实现智能中式烹调机首先要解决烹调的翻炒问题,遗憾的是,到目前为止,中式家用烹调机的翻炒问题一直没有较好解决。本发明人仔细分析中式烹调的翻炒,发现中式烹调翻炒需要满足两个关键条件,第一个是显然易见的条件:烹调锅内的原料能够被均匀翻炒、受热。第二个条件则隐藏的较深,那就是:在原料充分搅拌、均匀受热的前提下,还要让原料始终汇聚于锅的底部加热区域。第二个要求在中式烹调中是普遍存在的,具体分析其必要性,大概有以下原因:
1、加热要求:中式烹调的精髓是“炒”而不是“煮”,这就决定了中式烹调要用最少的油和水把原料“炒熟”,也就是依靠高温“油和水”在尽可能短的时间内将食物“爆炒”熟。因此中式烹调锅底部区域小,锅体是斜的,中间低,其它地方高,依靠地球重力,烹调“油和水”自然地有向底部区域聚集,因此,烹调锅的最佳加热区域在底部区域,如果只图翻炒效果而把烹调原料推到中心区之外,则无疑是不符合中式烹调要求的。
2、烹调要求:很多中式烹调在炒菜时水很少,但一些粉状调味品,如盐、糖、味精、花椒粉等往往需要汤汁溶解后再均匀地分散到原料中,这就要求将有限的水或汤汁集中起来,以便溶解拌匀调味品。另一方面,中式烹调讲究大火、快炒和少水,如果不把满锅都是的汤汁聚集起来,其很容易出现干糊烧焦现象,直接影响烹调的品质。
3、份量要求:通常烹调机要兼顾一定的份量范围,特别是家用烹调机份量变化的范围较大,例如,最大要满足五人的份量,最小只有一个人的份量,相差5倍。为了兼顾份量变化,加上要留出一定的空间操作富余量,烹调锅不可能做得太小,解决大锅少菜的办法就是要求家用烹调机翻炒时应总是将原料尽可能集中在烹调锅的底部加热区域,这样虽然锅体比较大,但份量少的菜还是可以烹制。而团体炒菜份量基本稳定,变化范围较小。可见家用烹调机和团体用的烹调机的要求存在不同。
4、节约要求:烹调普遍需要油脂、调味品等,如果油脂和调味品到处沾留,烹调时就必须额外倒入油料等补充,造成浪费。还会浪费清洗物品,如洗涤剂和水,特别是一些焦化的原料,清洗起来更会费时费水。
5、健康要求:中式烹调主要是依靠高温炒菜油将食物迅速加热,如果翻炒时炒菜油始终处于锅底的加热区域,则炒菜中达到相同加热效果下炒菜油的使用比较少,实现可口和健康的要求。
6、结构紧凑和近期能够产品化要求:本发明炒菜机以家用为要求,因此要求结构紧凑、合理、美观。同时,要求能够通过巧妙地构思,使得能够基于的技术条件,解决复杂的烹调问题。例如,研制一个具有高度只会的机器人,无疑可以一劳永逸地解决烹调问题,但是这种机器人可能还需要十年或更长时间才能实现,而且智慧机器人炒菜还可能还会陷入拟人化或拟物化的误区,例如,如果把飞机设计成像鸟儿一样振翅飞,把汽车设计成用四肢来奔跑,或许并不是正确的选择,比如效率上要打很大折扣。
本发明人专利CN2448232和CN1364436采用搅拌器的方案,优点是搅拌翻炒比较均匀,智能控制比较容易,体积小、节能等。但是在实现本发明实施例的过程中,发明人发现由于现有搅拌器的一些固有的缺点,影响了其在家用烹调机中的应用。现有发明的主要缺点是:
1、存在搅拌器结构固有缺陷的影响。所有的搅拌器有一个共同特征,也就是在从锅体边缘向底部中心旋转运动过程中是将原料推向锅的中心区域,但过了锅的底部区域继续转动时又会将原料推离锅的底部区域,这样就不能在搅拌过程中始终将原料保持在烹调锅的底部加热区域。
2、盛菜不方便。上述发明中烹调锅的开口在侧面,也就是在搅拌器的旋转轴线方向,这种结构不便于倒入待炒的原料或倒出已经炒好的食物。改进措施是将烹调锅的开口置于垂直于搅拌器转轴的上方,这样解决了盛菜问题。但是这样依然受搅拌器结构的固有缺陷的影响:烹调锅开口较大则搅拌器容易将原料带出容器之外;开口较小则烹调锅投料和出料都不便。
发明内容
本发明实施例提出了一种智能烹调机的搅拌器翻炒装置、烹调机及其翻炒烹调方法,以实现对烹调食物翻炒,较好地解决了智能烹调机的翻炒问题。
本发明实施例提供了一种智能烹调机的搅拌器翻炒装置,包括搅拌铲系统,该搅拌铲系统包括搅拌铲辅助模块和搅拌铲,所述搅拌铲辅助模块与所述搅拌铲协作能够实现两个或两个以上独立的运动模式来翻炒智能烹调机锅体内食物,运动模式的最终合成结果包括使得所述搅拌铲的前端在需要的位置离开锅体表面和在需要的位置贴近锅体表面,锅体包含所述搅拌铲的前端翻炒形成的包络面;
和/或,
搅拌铲系统翻炒或搅拌烹调原料,其中,包含采用“左-右翻炒法”或“旋转错位式左-右翻炒法”或“旋转偏心式左-右翻炒法”或“直线错位式左-右翻炒法”或“变形直线错位式左-右翻炒法”或“地球磁场式左-右翻炒法”来翻炒烹调机锅体内食物。
可选地,所述搅拌铲包括搅拌铲竖杆和搅拌铲横杆,包含具有电动功能机构的搅拌铲竖杆称为竖杆模块,包含具有电动功能机构的搅拌铲横杆称为横杆模块,所述搅拌铲辅助模块用于协助搅拌铲实现翻炒;
和/或,所述搅拌铲辅助模块中还包括垂臂。
可选地,所述搅拌铲辅助模块与搅拌铲,协作进行受控运动来完成烹调机食物的翻炒,所述受控运动包括:
搅拌铲整体运动和搅拌铲绕其自身转轴旋转运动;或者,搅拌铲系统围绕锅体圆周运动并按所述翻炒法进行翻炒;
其中,搅拌铲整体运动包括平移或旋转,或者平移或旋转的重复和/或组合。
可选地,所述搅拌铲辅助模块带动搅拌铲整体运动并驱动搅拌铲绕其转轴旋转运动;
和/或,搅拌铲能够遍历锅体,或者,搅拌铲能够遍历锅体开口的垂直投影区域;
和/或,锅体包括搅拌铲采用“左-右翻炒法”或“旋转错位式左-右翻炒法”或“旋转偏心式左-右翻炒法”或“直线错位式左-右翻炒法”或“变形直线错位式左-右翻炒法”或“地球磁场式左-右翻炒法”形成的包络面;
和/或,搅拌铲的铲面和搅拌铲的前端边缘形状与锅体吻合;
和/或,搅拌铲绕自身转轴旋转和搅拌铲整体移动分别是独立可控的;
和/或,搅拌铲安装在烹调机支架上或锅体上或锅盖上或绕锅体/投料盒移动的基座上;
和/或,搅拌铲整体运动包括搅拌铲三维平移运动或旋转运动;
和/或,搅拌铲整体移动时搅拌铲竖杆还能够受控折弯;
和/或,搅拌铲竖杆能够受控伸缩;
和/或,当搅拌铲尺度明显小于锅体且搅拌铲整体只有上下及水平整体运动且竖杆模块安装在锅体内,搅拌铲横杆能够受控旋转;
和/或,搅拌铲绕锅体垂直中心线旋转;
和/或,搅拌铲系统绕锅体开口平面作圆周运动或沿锅体旁整体平移运动;
和/或,搅拌铲沿自身旋转轴线平移运动;
和/或,搅拌铲系统绕垂直于自身旋转轴线的某个水平轴线或锅体中心水平轴线作角度抬升和角度下转运动,使搅拌铲的前端始终与锅体曲面吻合;
和/或,锅盖盖上时,搅拌铲依然能够对锅体内食物进行翻炒,也就是搅拌铲能够位于锅体和锅盖包围的空间内。
可选地,锅体主体为搅拌铲的前端运动所形成的包络面;
和/或,搅拌铲横跨锅体两端;
和/或,搅拌铲的转轴穿过锅体开口向上的投影柱面并向外延伸,使得搅拌铲辅助不受锅体油烟的影响;
和/或,搅拌铲辅助在所述烹调机锅体上或锅盖上。
可选地,所述搅拌铲系统包括一个或一个以上直线运动装置,其基本型为三个直线运动装置串接组成,设定分别沿水平面X、Y和垂直Z方向运动,而Y轴是搅拌铲转轴轴线方向,其中一个直线运动装置安装在烹调机支架上或锅盖上或锅体上,另两个直线运动装置分别安装在前一个直线运动装置的移动端上,而最后一个直线运动装置的移动端通过垂臂与搅拌铲转轴连接;搅拌铲由驱动装置驱动旋转,最后一个直线运动装置的移动端带动搅拌铲整体平行移动。
可选地,该垂臂方向不限,有一定长度或长度为零;
和/或,驱动装置安装于最后一个直线运动装置的移动端上,通过机械传动装置跨过垂臂,驱动搅拌铲绕自身转轴旋转,或者,该驱动装置安装在垂臂与搅拌铲转轴连接端,就近驱动搅拌铲旋转;
或者,当搅拌铲尺寸比锅体小,搅拌铲能够三维平移;或者,搅拌铲横跨锅体,此时只有两个直线移动装置,分别沿X和Z方向,最后一个直线运动装置的移动端在X—Z二维平面平移,该平面与搅拌铲转轴的轴线垂直;或者,只有水平或垂直运动,此时只需一个Y轴垂直直线移动装置或一个X轴水平直线移动装置。
可选地,该垂臂还能够伸缩,带动搅拌铲整体移动,或者,该垂臂还能够摆动或旋转或从中间折弯,摆动或旋转或折弯的轴线与搅拌铲平行。
可选地,所述搅拌铲系统还包括极坐标平移装置,所述极坐标平移装置包含动力装置,所述动力装置驱动垂臂的摆动或旋转运动,垂臂摆动或旋转的轴线与搅拌铲自身的转轴轴线平行,该垂臂常见轴线位置在搅拌铲转轴轴线的正上方;垂臂摆动或旋转带动搅拌铲整体移动。
可选地,所述搅拌铲辅助的垂臂中间还能够折弯;或者,该垂臂还能够伸缩;所述动力装置在锅盖的外侧面或在锅体的外侧面,动力装置通过传动装置驱动垂臂转轴旋转,该转轴轴线与搅拌铲的旋转轴线平行;该垂臂转轴穿过锅盖侧面或锅体侧面,驱动锅体内的垂臂摆动或旋转;搅拌铲旋转电机的转轴穿过所述垂臂转轴轴心,驱动所述垂臂中的传动装置,带动搅拌铲绕自身转轴旋转。
可选地,搅拌铲系统绕锅体平面作整体旋转运动,和/或,搅拌铲系统固定在一个圆环上,圆环作圆周运动,和/或,通过齿轮带动所述圆环进行圆周运动,和/或,所述圆环与锅体无缝对接,成为锅体的一部分;或者,搅拌铲系统在锅体旁进行整体移动;
和/或,竖杆模块包含多段运动臂,运动臂之间由关节连接,和/或,竖杆模块能够绕垂直轴水平旋转,和/或,运动臂能够绕其伸展轴线旋转,和/ 或,横杆具有两个互相垂直的旋转轴,和/或,竖杆模块通过关节的旋转,使得竖杆模块底座不动即可完成左-右翻炒或旋转错位式左-右翻炒或直线错位式左-右翻炒和将搅拌铲压在食物上的随机运动划散,和/或,竖杆模块的底座能够做圆环或直线运动之外的移动;
和/或,铲刀、滤网、汤勺之类的常用烹调用具放置在固定位置,竖杆模块前端有握持夹具或机械手,能够分别拾取所述常用烹调工具,工作范围能够到达锅体和/或投料盒,工作完成后将烹调工具放回原处。
可选地,所述搅拌铲辅助与搅拌铲,协作进行受控运动来完成烹调机食物的翻炒,所述受控运动,还包括:
搅拌铲绕其自身转轴旋转和搅拌铲竖杆折弯,搅拌铲竖杆以折弯处分界,分为“竖杆上杆”和“竖杆下杆”,“竖杆上杆”与搅拌铲转轴相接,“竖杆下杆”与搅拌铲横杆相接,搅拌铲折弯包含“竖杆上杆”为杆状和“竖杆上杆”为圆盘状两种折弯装置,分别称为搅拌铲竖杆的“杆式折弯”或搅拌铲竖杆的“盘式折弯”;
和/或,搅拌铲横杆能够受控旋转。
可选地,搅拌铲辅助驱动搅拌铲绕其转轴旋转运动,并带动搅拌铲竖杆折弯;
和/或,搅拌铲绕自身转轴旋转和搅拌铲竖杆折弯分别是独立可控的;
和/或,搅拌铲安装在烹调机支架上和/或安装在烹调机锅盖上或安装在锅体上。
可选地,锅体主体为搅拌铲的前端运动所形成的包络面;和/或,搅拌铲横跨锅体两端;和/或,搅拌铲的转轴穿过锅体开口向上的投影柱面并向外延伸,使得搅拌铲辅助不受锅体油烟的影响。
可选地,所述搅拌器翻炒装置包括:搅拌铲整体旋转驱动电机、搅拌铲竖杆折弯电机和/或搅拌铲横杆旋转电机,
和/或,搅拌铲整体旋转电机驱动搅拌铲绕自身转轴旋转,并带动搅拌铲竖杆折弯电机跟随旋转和/或搅拌铲横杆旋转电机跟随转动,
和/或,搅拌铲竖杆折弯电机,带动竖杆折弯,或者,搅拌铲竖杆折弯电机,带动“竖杆的下杆”的转轴转动,并带动搅拌铲横杆旋转电机跟随该转轴转动,和/或,搅拌铲横杆旋转电机,带动搅拌铲横杆旋转,
和/或,该搅拌铲竖杆折弯电机的转轴和传动装置,通过搅拌铲转轴和“竖杆上杆”的内部,带动搅拌铲“竖杆的下杆”旋转,完成搅拌铲竖杆折弯;或者,搅拌铲竖杆折弯电机在搅拌铲“竖杆的上杆”内,通过传动装置驱动搅拌铲“竖杆的下杆”旋转,完成搅拌铲竖杆折弯;或者,搅拌铲竖杆折弯电机在搅拌铲“竖杆的下杆”内,通过传动装置驱动搅拌铲“竖杆的下杆”旋转,完成搅拌铲竖杆折弯;或者,搅拌铲竖杆折弯电机在搅拌铲横杆内,通过传动装置驱动搅拌铲“竖杆的下杆”旋转,完成搅拌铲竖杆折弯,
和/或,搅拌铲整体旋转电机旋转,带动搅拌铲转轴旋转,最终驱动搅拌铲整体绕搅拌铲自身旋转轴线旋转,同时,搅拌铲转轴也带动搅拌铲横杆折弯驱动电机同步旋转,横杆旋转电机的转轴在搅拌铲转轴内,当需要搅拌铲横杆折弯时,搅拌铲横杆折弯电机的转轴旋转,通过搅拌铲转轴内的机械传动装置、搅拌铲竖杆内的机械传动装置,最终驱动搅拌铲横杆旋转,
和/或,该搅拌铲横杆旋转电机的转轴及传动装置,通过搅拌铲竖杆转轴和“竖杆的下杆”的内部,最后完成搅拌铲横杆旋转;或者,微型搅拌铲横杆旋转电机放于搅拌铲竖杆转轴内并通过折弯竖杆内的传动装置来驱动搅拌铲横杆旋转;或者,微型搅拌铲横杆旋转电机放于搅拌铲竖杆内并通过竖杆内的传动装置来驱动搅拌铲横杆旋转;或者,微型搅拌铲横杆旋转电机放于搅拌铲横杆内并直接驱动搅拌铲横杆旋转。
可选地,所述搅拌铲折弯电机和所述搅拌铲驱动电机采用嵌套驱动结构,折弯电机通过机械传动装置,带动搅拌铲竖杆折弯,
和/或,所述搅拌铲折弯电机和所述搅拌铲驱动电机采用随动结构,也即折弯电机随搅拌铲的旋转而转动,折弯电机通过机械传动装置带动搅拌铲竖杆折弯,
和/或,横杆旋转电机采用随动结构和/或嵌套驱动结构组合,包括横杆旋转电机随搅拌铲整体运动,和/或横杆旋转电机随搅拌铲折弯转轴转动,和/或横杆旋转电机与竖杆折弯转轴嵌套驱动,和/或横杆电机随竖杆转动,横杆旋转电机通过机械传动装置,驱动横杆旋转。
可选地,搅拌铲横杆旋转为搅拌铲竖杆折弯点在搅拌铲的横杆转轴处的搅拌铲竖杆折弯。
可选地,所述搅拌铲辅助模块与搅拌铲,协作进行受控运动来完成烹调机食物的翻炒,所述受控运动,包括:搅拌铲绕其自身转轴旋转和搅拌铲竖杆伸缩。
可选地,按照搅拌铲整体运动、搅拌铲旋转、搅拌铲竖杆折弯/搅拌铲竖杆伸缩、搅拌铲横杆旋转次序,采用嵌套驱动结构和随动结构的组合,实现搅拌铲的各种翻炒形式。
可选地,将搅拌铲整体运动、搅拌铲旋转、搅拌铲竖杆折弯/搅拌铲竖杆伸缩、搅拌铲横杆旋转进行不同组合,分别在搅拌铲两端实现。
可选地,通过同步传动装置,使得不同搅拌铲协调旋转或移动;和/或使得同一搅拌铲两端各个对应转轴同步转动和/或同步支撑;和/或,通过同步支撑装置,使得不同的搅拌铲同步移动或同一搅拌铲的左右转轴同步移动。
可选地,同步传动装置/同步支撑装置除了能够安装在锅体/锅盖外部,也能够安装在锅体/锅盖内部,和/或,采用横跨锅体两端的搅拌铲作为同步传动装置/同步支撑装置。
可选地,所述传动装置为皮带轮系统,所述搅拌铲横跨锅体左右两侧,在锅体的右侧,驱动电机的旋转,旋转轴线与搅拌铲转轴平行,通过皮带轮系统带动右端转轴旋转;该驱动电机同时驱动传动转轴旋转,传动转轴从锅体右侧横跨到锅体左侧,带动锅体左侧的皮带轮系统,带动锅体左侧的搅拌铲转轴同步旋转;皮带轮系统也能够对应换成蜗杆系统。
本发明实施例还公开了一种烹调机,包括上述任一项所述的搅拌器翻炒装置,其中,利用锅盖完成一部分搅拌铲辅助的功能,锅盖能够上下移动和/或绕锅盖转轴转动,带动搅拌铲整体移动或带动锅盖上的直角坐标平移装置或极坐标平移装置。
可选地,搅拌铲整体平移时,搅拌铲还能够绕锅体中心垂直轴旋转;
和/或,搅拌铲竖杆能够折弯或竖杆伸缩和/或搅拌铲横杆能够旋转;
和/或,搅拌铲的竖杆折弯或竖杆伸缩和/或搅拌铲横杆旋转时,搅拌铲辅助中的垂臂可以简化到长度为零。
可选地,锅体/锅盖合围的包围面上有孔洞或槽孔,允许传动装置穿过该孔洞或槽孔,驱动锅体内搅拌铲旋转和移动。
可选地,搅拌铲横跨锅体两端或比锅体尺度小;和/或,在搅拌铲横杆或接近横杆的竖杆处,加装横杆铲;
和/或,横杆铲与竖杆交界处与竖杆近乎垂直,使得搅拌铲从侧面看为锄头形状;横杆铲从顶视为拉宽的锅铲形状,中间包括一个薄片;
和/或,两边有微微凸起的边棱和微微凸起的中间弧形边棱;
和/或,横杆铲对搅拌铲竖杆呈镜像对称;
和/或,在竖杆上安装具有回弹功能的转轴;
和/或,在横杆铲转轴处,安装具有回弹功能的转轴;
和/或,搅拌铲内安装旋转装置,驱动横杆铲旋转,驱动的动力在搅拌铲内或在竖杆中或通过竖杆中的传动装置传递;
和/或,在所述竖杆回弹装置和横杆铲之间安装转轴,驱动横杆铲绕该装置旋转实现翻炒,
和/或,该转轴与横杆铲转轴重合,使得横杆铲既能被传动装置驱动,又具有回弹功能;
和/或,将具有回弹功能的搅拌铲的平衡位置从垂直于竖杆的位置向贴近锅体方向偏移一个角度;
和/或,安装拒止装置限制搅拌铲活动范围,
和/或,倾斜边棱与竖杆形成拒止结构,
和/或,搅拌铲中间边棱倾斜。
可选地,采用管道设计,将所述搅拌铲辅助中的各种暴露在锅体油烟里的机械传动装置包括齿轮、皮带与皮带轮、链条、万向轴和转轴,都密封安装在管道内,以避免油烟水气的污染;和/或,将垂臂制成圆盘状,以减少藏污纳垢。
可选地,烹调机锅体底部有加热装置,所述加热装置包括电加热装置或燃气加热装置,所述电加热装置与锅体曲面贴合或直接安装在锅体上。
可选地,烹调机锅体开口面是水平的或与水平面夹角为0~90°,和/ 或,锅体转轴处安装导电滑环,使得锅体转动时,电信号能够畅通地从锅体转轴处送到锅体底部的加热装置,而不会受到锅体转动的影响,和/或,锅体的锅盖向后方打开。
可选地,所述搅拌铲转轴是水平的或与水平面夹角为0~90°,和/或,当搅拌铲安装在锅体上时,搅拌铲转轴处安装旋转接头,使得外部的水、气/汽能通过该旋转接头送到搅拌铲中,而不会受到搅拌铲的转动的影响,搅拌铲转轴处/搅拌铲竖杆/搅拌铲横杆有喷口;和/或,搅拌铲上安装导电滑环,使得烹调机的电信号能够与搅拌铲竖杆/横杆的电子器件互相连通,和/ 或,在锅体的搅拌铲一端转轴处安装旋转喷头。
可选地,搅拌铲与锅体开口平面形成不同的组合,包括:锅体开口平面平行于搅拌铲转轴,此时锅体转轴与搅拌铲转轴一致;或者,锅体开口平面垂直于搅拌铲转轴,此时锅体转轴与搅拌铲转轴垂直。
可选地,烹调机锅体绕其转轴旋转,使得锅体倾斜,结合搅拌铲旋转和/或利用烹调原料自身的重量,将菜肴、烹调原料或废水废渣送出锅体。
可选地,所述烹调机包括一种不规则烹调原料投料装置,不规则烹调原料放在投料盒中,投料盒与多连杆装置相连,多连杆装置转动,带动投料盒迅速转动,并将投料盒开口倒向锅体开口,将投料盒中的不规则烹调原料投入锅体中;和/或,多个不规则烹调原料投料装置的位置选择在锅体的一侧和/或左右两侧和/或前方。
可选地,所述烹调机包括一种不规则烹调原料投料装置,投料装置的投料盒位于锅盖内,所述烹调原料放置在投料盒中,需要投料时,投料盒底部打开,将所述烹调原料投入锅体中。
可选地,所述烹调机还包括颗粒及粉末状烹调原料投料装置。
可选地,锅盖和/或锅体上安装投入液态食材的开口,和/或搅拌铲/锅体 /锅盖上安装喷头用以清洗锅体、锅盖和搅拌铲,和/或锅盖上安装加热装置形成顶部加热,和/或锅盖上安装通风/过滤装置,为锅体内补充新鲜空气,防止泡沫形成及变大,或将锅体/锅盖内的油烟抽走/过滤。
可选地,在锅体底部安装底部漏喷装置,底部漏喷装置用于搅磨食物、过滤食物、排出食物废渣、或清洗锅体、锅盖、搅拌铲本身及锅体锅盖包围内的所有装置;和/或,锅体安装侧壁旋喷装置,和/或,锅盖安装顶部旋喷装置。
可选地,烹调机锅体下有食物汇集漏斗,能够把锅体中出来的食物汇集起来,并使食物从较小的孔中漏出到漏斗下面的碗具中。
可选地,锅体底部安装盛菜装置,盛菜装置上有碗托,能够放置碗具,并带动所放碗具内外运动;当碗托运动到烹调机之外,取走碗托上的碗具或在空的碗托上放置盛菜的碗具;当碗具被该运动装置运送到锅体底下,使得碗具盛接锅体中炒好的食材,盛好食材后碗具能够被碗托送出烹调机,以方便拾取炒好的菜肴,和/或,锅体转动倒菜,并结合搅拌铲的拨动,将菜肴倒入碗托上的碗具内。
可选地,锅体下有盛水盒和盛菜装置;和/或,盛水盒盛接从锅体倒出或落出的废水和废渣,废水废渣进入过滤装置,废水从盛水盒上的开口排走;和/或,锅体转动倒水,并结合搅拌铲的拨动,将锅体内废水和废渣倒入废水槽内;和/或,盛菜装置用于盛接菜肴,盛水盒位于盛菜装置之下;和/或,盛接锅体废水时,盛菜装置的碗托不在锅体底部区域,且锅体与盛水槽之间无遮挡物,避免妨碍废水进入盛水槽。
可选地,所述烹调机安装手动控制系统,使得人工能够操控烹调机进行炒菜,包括烹调机的启动和停止、控制加热功率大小和启停、开闭锅盖、分时投放烹调原料、不同速率和幅度的搅拌铲翻炒、盛出食物、洗锅、倒出锅体内废水,通过人工手动操作,完成炒菜的全过程;和/或,锅盖上安装透明观察口,以观察手动翻炒情况。
可选地,锅体包括主体部和拼板,所述主体部的底部设置有开口,所述拼板与所述开口适配,并且所述拼板安装于所述开口处;
当所述拼板闭合所述开口时,所述拼板与所述主体部完整拼接成所述锅体;当所述拼板打开所述开口时,可使得所述锅体内的食物从所述开口落出;
所述拼板可相对所述主体部转动或平移或转动与平移的组合,当所述拼板相对所述主体部转动或平移或转动加平移时,可使所述拼板闭合或者打开所述开口。
可选地,所述锅体还包括辅助板,所述辅助板设置于所述开口的外周和/或所述拼板的结合处,用以约束从所述开口下落的食物,或防止水汽逸出。
可选地,所述辅助板包括侧面辅助板,当所述拼板打开所述开口时,所述拼板与所述侧面辅助板共同约束从所述开口下落的食物,并且,所述拼板始终与所述侧面辅助板紧密接触;
或,所述辅助板包括侧面辅助板和拼板辅助板,所述侧面辅助板设置于所述开口的外周,所述拼板辅助板设置于所述拼板的结合处,当所述拼板打开所述开口时,所述拼板、所述侧面辅助板和所述拼板辅助板共同约束从所述开口下落的食物,并且,所述拼板和/或所述拼板辅助板始终与所述侧面辅助板紧密接触。
本发明实施例还公开了一种智能烹调机的“左-右”翻炒烹调方法,称为“R-L”翻炒法,应用于如上述任一项所述的烹调机,所述烹调机包括搅拌铲系统和锅体,所述方法包括:搅拌铲旋转,搅拌铲的前端在锅体右端边缘附近贴着锅体向锅体中心区域旋转,将烹调原料搅拌并推向中心区域,到达锅体中心区附近时搅拌铲的前端逐步脱离锅体表面,同时将搅拌铲上的烹调食物向上逐步带离锅体表面,之后,将食物翻倒放下,搅拌铲继续旋转可以到达锅体的左端边缘附近;然后,和/或,搅拌铲在锅体的左端边缘附近贴上锅体,并从左端朝锅体中心区域旋转,到达锅体中心区附近时搅拌铲前端逐步脱离锅体表面,将食物翻倒方向,搅拌铲继续旋转可以到达锅体的右端边缘附近。
可选地,通过搅拌铲翻炒食物,
和/或,通过竖杆折弯和/或搅拌铲横杆旋转,使得搅拌铲的前端向下,将食物向运动方向前方倾倒放下,称为“前抛式”,或将“前抛式”演变成“滚雪球式”;和/或,通过竖杆折弯和/或搅拌铲横杆大幅旋转,使得搅拌铲横杆的前端向后方旋转,将食物向运动方向后方倾倒放下,称为“后抛式”;和/或,搅拌铲横杆以搅拌铲竖杆延伸方向的轴线旋转,将食物翻倒放下,称为“侧抛式”,
和/或,搅拌铲左-右翻炒时,去程翻炒回程不翻炒,或回程将食物带到锅体中心附近;
和/或,搅拌铲放于食物上,通过上下、左右、斜上/斜下以及随机方向和轨迹的方式划散食物,
和/或,搅拌铲只作来回翻炒,和/或,搅拌铲只作来回翻炒,但翻炒路径除了经过锅体中心,还有偏离锅体中心的路径,称为“地球磁场式左-右翻炒”,和/或,搅拌铲一边翻炒一边平移称为“直线错位式左-右翻炒法”,和/或,搅拌铲一边翻炒一边直线错位且一边绕水平轴线缓慢转动使得搅拌铲贴合弯曲的锅体,称为“变形直线错位式左-右翻炒法”,和/或,搅拌铲一边翻炒一边绕锅体中心旋转称为“旋转错位式左-右翻炒法”,和/或,搅拌铲一边翻炒一边绕锅体中心旋转,且搅拌铲采用略微偏离锅体中心的方式,称为“旋转偏心式左-右翻炒法”。
可选地,搅拌铲向“左”端的翻炒次数与向“右”端的翻炒次数大体相等;
和/或,当搅拌铲左-右翻炒通过锅体中心或中心附近,则搅拌铲向运动方向的前方或后方翻倒食物,或者,当搅拌铲左-右翻炒偏离锅体中心时,则搅拌铲向运动方向的一侧并指向锅体中心方向翻倒食物;
和/或,搅拌铲从食物上方下降到接触食物,然后进行左-右运动或随机运动,将局部的食物划散。
本发明智能烹调机包括的搅拌器翻炒装置既保留了一般搅拌器搅拌效果好、简单实用的优点,又克服了现有搅拌器的固有缺陷。这样在烹调过程中烹调原料可以充分翻炒、均匀加热,同时烹调原料始终处于烹调锅底部附近的加热区域。
本发明的智能烹调机,既解决了食物翻炒问题,同时兼顾食物的盛出,方案简洁。以本发明智能烹调机以新型搅拌器翻炒装置为核心,其中,新型搅拌器翻炒装置可组成新型烹调搅拌机、新型烹调锅和智能烹调机。本发明给出了一种简洁的智能烹调机总体结构,可以分时投料,烹调结束后可自动盛盘和自动清洗,具有较高的智能化水平。
附图说明
图1A为通用型搅拌器的结构示意图;
图1B为本发明实施例提供的搅拌铲的结构示意图;
图2A至图2F为搅拌铲的固有问题示意图;
图3A至图3D为滚筒式烹调锅的结构示意图;
图3E和图3F为搅拌铲转轴在垂直位置及锅盖投料示意图;
图4A至图4D为常见的直线运动装置和传动装置的结构示意图;
图4E至图4G为本发明实施例提供的运动装置的结构示意图;
图5A至图5C为本发明实施例提供的嵌套驱动机械结构示意图;
图6A至图6M为搅拌铲与烹调锅的工作原理说明示意图;
图7A至图7D为新型搅拌铲翻炒原理示意图;
图8为搅拌翻炒方式及运动轨迹示意图;
图9为盛出食物示意图;
图10A至10D为可移动挡板及多个搅拌铲示意图;
图11A至图11Q本发明实施例提供的搅拌铲整体移动翻炒装置示意图;
图12A至图12F为几种改进型搅拌铲示意图;
图13A和图13B为搅拌铲系统组成烹调锅系统示意图;
图14A和图14B为烹调锅为核心包含手动按钮的智能烹调机示意图;
图15为一种新型烹调机示意图;
图16A至图16J为本发明实施例提供的另一种搅拌铲整体移动翻炒装置示意图;
图17为本发明机械臂加搅拌铲(器)、搅拌铲(器)及搅拌铲(器) 辅助模块说明图;
图18是本发明实施例提供的智能烹调机的一种拼板结构锅体的结构示意图;
图19是本发明实施例提供的智能烹调机的第二种拼板结构锅体的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明为本发明人有关炒菜机搅拌器和烹调机专利的关联专利,进一步地公开了一种采用该新型搅拌器的炒菜机。
本发明人之前公开了一种用于炒菜机的新型搅拌器,较好地解决了上述智能烹调机的翻炒问题。本发明是前述发明的关联专利,也即搅拌器整体运动的实现方法与装置。在此基础上,本发明还公开了一种智能炒菜机总体结构,包括与锅体、搅拌器翻炒装置、锅盖相适应的投料装置、盛菜装置、盛水装置、手动操作按钮和底部漏喷装置等。
此外,本发明也对搅拌器作改进,将搅拌器横杆做成扁平状,把搅拌器和搅拌铲结合起来,扩展了搅拌器的内涵,为表明特点起见,将这种搅拌器称为搅拌铲。同样地,本发明也将搅拌铲的竖杆或竖杆模块扩展成广义的智能机械臂,这样能够更清晰地展现本发明炒菜机的实质,也即将一个十分复杂的问题,通过庖丁解牛和牵线搭桥,找到一个高效解决问题的途径,并且据此途径发明的烹调机具有高效合理的特征。例如,本发明可以看作找到了一种适合的翻炒方式,并且通过机械臂区实现,而机械臂是与锅体、锅盖巧妙结合,形成一种分布式机械臂,巧妙地解决了机械臂运动、机械臂在锅体内体积小型化问题,以及机械臂既能通过弯曲、旋转等以实现翻炒,又具有抗油烟水气污染、抗高温工作环境的问题,以及机械臂在不翻炒时合理地放在何处的问题,以及将翻炒与盛菜结合起来的问题。后续专利中会看到,在“寸土寸金”的烹调机中,需要百倍努力去实现高效、可靠和简洁之美。例如,本发明人也注意到,在世界顶级展会上,有炒菜机器人产品演示,其产品逻辑是先在著名厨师的身上安装很多动作感应器,感应厨师制作某一菜品时手臂搅拌动作和身体移动,形成总体或最终的手臂动作,然后用机械臂将该厨师手臂的最终动作复制出来。这样做有相当大的技术难度,某种程度类似于记录一位洗衣专家清洗某一件衣服的洗衣动作,然后用机械臂复制出来;相比之下而本发明的思路有些类似于发明滚筒洗衣机(本发明当然不是采用滚筒来炒菜),基于确定性原则(也就是确保洗衣干净)和高效、简洁原则来设计产品。
发明人在更早的时候还公开了以底部漏喷装置、颗粒状、粉状烹调原料投料装置、顶部旋喷装置和侧部旋喷装置,这些装置同样可以用在上述炒菜机中,本发明可以与发明人其他专利结合,采用底部旋喷装置、顶部旋喷装置、侧面旋喷装置以及颗粒状/粉状烹调原料投料装置,给出了一种新型烹调机如炒菜机、电饭煲和面包机,进一步丰富和完善炒菜机性能,或形成其它的烹调机,如电饭煲。
需要说明的是,本发明由于实现内容丰富,每一相对独立的篇幅较大,因此分成两次或多次完成,每次共用同一个独立权利要求,但不同的、相对独立的从属权利要求。
为简洁起见,本发明在叙述中可能会出现一些简化,例如:
1、本发明示意图中编号如部件611a、611b或1ba、1bb往往表示同一类型的部件611或1b。以搅拌铲转轴为例,搅拌铲转轴611在一些情况下可能会有两个,为区别起见,其中一个命名为611a,另一个命名为611b。有些情况下搅拌铲转轴只有一个,或者有时笼统叙述搅拌铲转轴,等等,此时也就写为搅拌铲转轴611。
2、搅拌铲前端是指搅拌铲和锅体贴合的地方。在许多实际问题中,搅拌铲的前端主要关注的是搅拌铲离搅拌铲旋转轴线最远的地方,也就是搅拌铲的最外侧。
3、利用“/”符合表示“和/或”,例如“A/B”,表示“A和/或B”。
需要说明的是,本发明专利为本发明人已公开专利的关联专利,包括专利申请号:CN201610906781.X,CN201610173576.7,CN201610078229.6, CN201610235041.8、CN201610913557.3和201611067429.8,以及专利号 CN2448232和CN1364436。因此,为简洁起见,有关陈述如底部漏喷装置等未在此专利申请书中叙述,各篇专利内容前后承接,相关内容可参考关联专利。
为方便理解本发明,下面对本发明实施例作具体阐述:
本发明实施例的一种智能烹调机的搅拌器翻炒装置,包括搅拌铲系统,其中,搅拌铲系统包括搅拌铲辅助模块和搅拌铲,搅拌铲辅助模块带动搅拌铲能够实现两个或两个以上独立的运动模式来翻炒智能烹调机锅体内食物,其中一个运动模式是使得搅拌铲前端在需要的位置离开锅体表面,或者,
搅拌铲系统包括搅拌铲辅助模块和搅拌铲,搅拌铲辅助模块带动搅拌铲能够实现两个或两个以上独立的运动模式来翻炒智能烹调机锅体内食物,其中一个运动模式是使得搅拌铲前端在需要的位置离开锅体表面,
和/或,
机械臂或搅拌铲辅助模块带动搅拌铲采用左-右翻炒法翻炒智能烹调机锅体内食物;
其中,搅拌铲也称为搅拌铲模块。
在实际应用中,机械臂范围很广,一些功能强大的机械臂甚至包含机械手,此类机械臂与非常简单的锅铲结合,即能够实现复杂的翻炒。而对于一些简单的机械臂,为了实现翻炒,就必须配以能强大的搅拌铲。考虑到锅铲也属于搅拌铲中的一种,为叙述简单,统一称为机械臂结合搅拌铲。在个别场合,为更形象地描述,可以将该搅拌铲称为锅铲或者铲刀。
所述搅拌铲包括搅拌铲竖杆和搅拌铲横杆,包含具有电动功能机构的搅拌铲竖杆称为竖杆模块,包含具有电动功能机构的搅拌铲横杆称为横杆模块,此时,所述搅拌铲包括竖杆模块和横杆模块,所述搅拌铲称为搅拌铲模块,所述搅拌铲辅助模块用于协助搅拌铲模块获得电动功能;和/或,
所述机械臂握持搅拌铲,或者,所述机械臂与搅拌铲连接成一体,将所述机械臂与所述搅拌铲竖杆共同组成复合机械臂,所述复合机械臂包含具有电动功能机构,所述复合机械臂与搅拌铲横杆结合形成搅拌铲模块或搅拌铲系统;
所述搅拌铲辅助模块中还包括垂臂,垂臂的最小长度为零。
所述机械臂与所述搅拌铲,或者所述搅拌铲辅助模块与搅拌铲,协作进行受控运动来完成烹调机食物的翻炒,所述受控运动包括:
搅拌铲整体运动和搅拌铲绕其自身转轴旋转运动;
其中,搅拌铲整体运动包括平移或旋转,或者平移或旋转的重复和/或组合。
本发明实施例的一种搅拌铲为无弦的弯弓形状,包括搅拌铲转轴和叶片,叶片包括搅拌铲竖杆和搅拌铲横杆。一般地,搅拌铲竖杆可以是直线或曲线,但是其总体走向是远离搅拌铲旋转轴线的;搅拌铲横杆也可以是直线或曲线,但总体走向是横向的,是横跨锅体两端距离的主要贡献者。
搅拌铲横跨锅体两端,因此搅拌铲旋转可以一次性扫过锅体表面。而且,为了在搅拌过程中不漏掉食物,搅拌铲与锅体内表面吻合,或者,锅体是搅拌铲旋转产生的包络面的一部分,或者简单地说,锅体主体为搅拌铲前端运动所形成的包络面。和/或,搅拌铲的转轴穿过锅体开口向上的投影柱面,使得机械臂不受或少受锅体油烟的影响,和/或,机械臂在智能烹调机锅体上,或者机械臂在智能烹调机锅盖上,或者当锅盖闭合时,搅拌铲能够在锅体内翻炒烹调食物。
本发明实施例的一种智能烹调机的搅拌铲的运动方式的特点是搅拌铲既能贴着锅体表面独立旋转运动,又能够按需要自动离开锅体表面。例如,搅拌铲叶片前端在锅体较远的边缘区域是可以贴着锅体表面旋转,这样可以将食物推向锅体中心区域;但是搅拌铲叶片运行到中心区域后叶片前端又可以离开锅体表面,这样避免了将食物重新带离中心区域。本发明搅拌铲叶片为中空,搅拌铲叶片主要通过搅拌铲横杆进行搅拌,而搅拌铲竖杆主要起支撑搅拌铲横杆的作用。
本发明实施例提出一种智能烹调机的“左-右”翻炒烹调方法,能够实现智能烹调机搅拌铲的翻炒:搅拌铲旋转,搅拌铲前端在锅体右端的边缘——例如R点——附近的无烹调原料处贴着锅体向锅体中心区域旋转,将烹调原料搅拌并推向中心区域,到达锅体中心区附近时搅拌铲前端逐步脱离锅体表面,搅拌铲前端同时将搅拌铲上的烹调食物向上逐步带离锅体表面,之后通过搅拌铲竖杆折弯和/或搅拌铲横杆旋转,使得搅拌铲向下倾斜,向运动方向的前方将食物翻卷放下,或通过搅拌铲竖杆折弯和/或搅拌铲横杆旋转,使得搅拌铲向上大幅度翻转或翻转一圈或多圈,向运动方向后方将食物翻倒放下,搅拌铲继续旋转可以到达锅体的左端边缘附近,例如L 点;然后,和/或,搅拌铲在锅体的左端边缘附近(L点)的无烹调原料处重新贴上锅体,并开始反方向朝锅体中心区域旋转,到达锅体中心区附近时搅拌铲前端逐步脱离锅体表面,搅拌铲继续旋转到达锅体的右端边缘附近(R点),从而完成一次完整的经典“搅拌过程”或“翻炒过程”。
非经典的搅拌或翻炒可以是从锅体一端R点翻炒到另一端L后继续旋转,且重新在R点附近贴着锅体,重复几次,并在最后一次于L点附近贴着锅体,然后从L点翻炒到R点,并重复几次。
通过很多次这样经典或非经典的“搅拌”或“翻炒”过程,最终达到将食物均匀加热并保持在锅体的中心区域。一次烹调可能有几百次翻炒过程。总体来说,没有什么特别原因的情况下,从R点向L点的次数和从L 点向R点的次数大致相等。从原理上讲,搅拌铲从R点向L点翻炒的状态,与搅拌铲从L点向R点的翻炒状态是对等的,每一次翻炒既是一次搅拌过程,同时也是将上次翻炒推离中心区的原料重新推回中心区,形成完美配合。我们简称这种翻炒方法是“R-L”翻炒法。
如何让搅拌铲实现上述运动方式或翻炒?本发明实施例提出了四种基本方案。
第一种方案是搅拌铲整体运动。例如:
1、搅拌铲从锅体右边边缘区域紧贴锅体表面顺时针向锅体中心区域旋转运行,将锅体右边的食物推向锅体中心区域。到达中心区域后,搅拌铲向上抬起,使得搅拌铲横杆脱离食物。这样虽然搅拌铲继续顺时针旋转,但是却不会把食物继续向左方推动。
2、搅拌铲继续旋转到左边的边缘区域时,搅拌铲整体下行,使得搅拌铲重新紧贴锅体,然后搅拌铲逆时针旋转,将锅体左边的食物推向中心区域。之后,搅拌铲重新整体抬起,使得搅拌铲横杆脱离食物,这样当搅拌铲继续逆时针旋转时就不会把食物推离中心区域。当搅拌铲继续旋转到右边的边缘区域时,搅拌铲整体下行,使得搅拌铲重新紧贴锅体。
3、重复1、2两个步骤,就可以完成“翻炒”搅拌的效果。
设计搅拌铲的难点是避免油烟对搅拌铲电机等驱动器件和传动装置产生污染,以及体积小,结构精简,不影响锅盖功能。发明人之前重点公开了搅拌铲整体移动方案,本发明重点公开实现装置。
第二方案是搅拌铲竖杆能够伸缩。例如:
1、搅拌铲从锅体右边边缘区域紧贴锅体表面顺时针向锅体中心区域旋转运行,将锅体右边的食物推向锅体中心区域。到达中心区域后,搅拌铲竖杆收缩,使得竖杆变短,因此搅拌铲横杆离开锅体表面向上抬起,使得搅拌铲横杆脱离食物。这样虽然搅拌铲继续顺时针旋转,但是却不会把食物继续向前方推动。
2、搅拌铲继续旋转到左边的边缘区域时,搅拌铲竖杆伸长,使得搅拌铲横杆下行并重新紧贴锅体,然后搅拌铲逆时针旋转,将锅体左边的食物推向中心区域。这时,搅拌铲竖杆收缩,使得竖杆变短,搅拌铲横杆重新离开锅体表面后抬起,使得搅拌铲横杆脱离食物,这样当搅拌铲继续逆时针旋转时就不会把食物推离中心区域。当搅拌铲继续旋转到右边的边缘区域时,搅拌铲竖杆伸长,使得搅拌铲横杆下行并重新紧贴锅体。
3、重复1、2两个步骤,就可以完成“翻炒”搅拌的效果。
第三种方案是搅拌铲竖杆能够弯折。例如:
1、搅拌铲从锅体右边边缘区域紧贴锅体表面顺时针向锅体中心区域旋转运行,将锅体右边的食物推向锅体中心区域。到达中心区域后,搅拌铲竖杆弯折,使得竖杆变短,因此搅拌铲横杆离开锅体表面向上抬起,使得搅拌铲横杆脱离食物。这样虽然搅拌铲继续顺时针旋转,但是却不会把食物继续向前方推动。
2、搅拌铲继续旋转到左边的边缘区域时,搅拌铲竖杆由弯折重新伸直变长,使得搅拌铲横杆重新紧贴锅体,然后搅拌铲逆时针旋转,将锅体左边的食物推向中心区域。这时,搅拌铲竖杆收缩,使得竖杆变短,搅拌铲横杆重新离开锅体表面抬起,使得搅拌铲横杆脱离食物,这样当搅拌铲继续逆时针旋转时就不会把食物推离中心区域。当搅拌铲继续旋转到右边的边缘区域时,搅拌铲竖杆由弯折重新伸直变长,使得搅拌铲横杆下行并重新紧贴锅体。
3、重复1、2两个步骤,就可以完成“翻炒”搅拌的效果。
第四种方案是搅拌铲横杆能够旋转。例如:
1、搅拌铲横杆呈薄片状。搅拌铲从锅体右边边缘区域紧贴锅体表面顺时针向锅体中心区域旋转运行,将锅体右边的食物推向锅体中心区域。到达中心区域后,搅拌铲横杆旋转,形成横杆前端离开锅体表面向上抬起,使得搅拌铲横杆脱离食物。这样虽然搅拌铲继续顺时针旋转,但是却不会把食物继续向前方推动。
2、搅拌铲继续旋转到左边的边缘区域时,搅拌铲横杆旋转,使得搅拌铲横杆重新紧贴锅体,然后搅拌铲逆时针旋转,将锅体左边的食物推向中心区域。这时,搅拌铲横杆旋转,使得搅拌铲横杆重新离开锅体表面抬起,搅拌铲横杆脱离食物,这样当搅拌铲继续逆时针旋转时就不会把食物推离中心区域。当搅拌铲继续旋转到右边的边缘区域时,搅拌铲旋转回复原形,使得搅拌铲横杆下行并重新紧贴锅体。
3、重复1、2两个步骤,就可以完成“翻炒”搅拌的效果。
显然,为了完成以上功能,本发明的搅拌铲将不是一个简单的搅拌装置,它会比常规的搅拌装置要复杂多。为更好地描述起见,将本发明的复杂的搅拌铲称为搅拌铲模块或搅拌铲系统,搅拌铲系统可以包括搅拌铲和搅拌铲辅助模块(或搅拌铲驱动装置)两部分,其中,搅拌铲包括搅拌铲竖杆和搅拌铲横杆,包含具有电动功能机构的搅拌铲竖杆称为竖杆模块,包含具有电动功能机构的搅拌铲横杆称为横杆模块,此时,所述搅拌铲包括竖杆模块和横杆模块,此时,所述搅拌铲称为搅拌铲模块,搅拌铲和搅拌铲辅助模块关系紧密,有时并没有严格的界限(如同搅拌铲竖杆和搅拌铲横杆没有严格界限,或如同锅体加热区域也没有严格界限),但通常将无动力的部分称为搅拌铲,而驱动该搅拌铲的动力部分称为搅拌铲辅助模块。但在一些泛指的描述中,仍然用搅拌铲来代替搅拌铲模块或搅拌铲系统,以免啰嗦但并不会引起歧义,而且,当搅拌铲不包含搅拌铲辅助模块时,搅拌铲模块或搅拌铲系统也就退化为搅拌铲。
后面将以图6I为例进行具体解释。在详细叙述搅拌铲和驱动模块工作原理时,为了避免歧义,本发明有时用搅拌铲叶片、搅拌铲竖杆和搅拌铲横杆等来具体化锅体内的搅拌铲。
显然四种方案的各种组合也能达到实现翻炒的目的,例如第一、第二方案组合,第一、第三方案组合,第一、第四方案组合和第一、第二、第三、第四方案组合,等等。一个具体例子是第一、第三组合:搅拌铲整体运动结合搅拌铲竖杆折弯。搅拌铲也可以重复应用同一个方案,例如搅拌铲竖杆两次折弯。但为简单起见,本发明把搅拌铲多次折弯归纳到搅拌铲折弯。同理把搅拌铲多次整体移动归纳到整体移动;把搅拌铲叶片多次伸缩归纳到搅拌铲伸缩,把搅拌铲的多次旋转归纳到搅拌铲旋转。这些情况,本发明都已考虑到。
在后面可以看到搅拌铲横杆旋转和搅拌铲竖杆折弯可以归到同一类,两者并没有本质不同。因此本发明未加说明时把搅拌铲叶片横杆旋转归纳到搅拌铲叶片折弯,因此搅拌铲叶片折弯加搅拌铲叶片横杆旋转也作为搅拌铲多次折弯的范畴。
搅拌铲的叶片边缘可以安装耐高温的软性材料,这样使得搅拌铲与锅体之间更加贴合,且搅拌铲不易划伤锅体,留出一定的公差冗余。软性材料上可以交错地开几排锯齿,这样可以使得一部分液体能从锯齿间流过,但烹调原料不能通过,使得锅体表面保留一部分油脂,可起到润滑和散热作用。最常用的耐高温且无毒的软性材料是硅胶。
搅拌铲的冗余还可以通过允许竖杆或横杆或与横杆垂直的叶片能够进行一定程度的弹性弯曲来实现。
搅拌铲可以装在锅体上、锅盖上。或者安装在锅体/锅盖的外面,当需要时再转移到锅体内。一台烹调机能安装一个或多个搅拌铲,例如在锅体上安装两个正交的搅拌铲,或者在锅体和锅盖上分别安装搅拌铲。
本发明的方法与搅拌铲具体形状无关,例如搅拌铲竖杆伸缩可以推广到搅拌铲伸缩,搅拌铲竖杆折弯可以推广到搅拌铲折弯,搅拌铲横杆旋转也可以看作搅拌铲前端部分(靠近锅体的部分)旋转,这些都在本专利的保护范围。但是为了对本发明内容进行说明,必须选定一种具体的搅拌铲进行展示。特别地,配合本发明的智能烹调机中的一种搅拌铲,其原型为无弦的弯弓形状。搅拌铲截面线径较小,像“一根棒子形”形状,结构简单。但在背景技术一节中已经分析说明,直接使用这种搅拌铲是无法实现优良的翻炒功能的。根据本专利发明的翻炒方法,对搅拌铲进行革命性的突破创新,首次比较完美地解决了困扰智能烹调机的翻炒问题,对全世界范围智能烹调发展,都具有重大意义。本发明的搅拌铲既满足了智能烹调机翻炒要求又保留了一般搅拌铲简洁、小巧的特点的搅拌铲装置,有以下突出优点:
1、本发明搅拌铲及其烹调机工作时不容易藏污纳垢,便于清洗。
2、本发明搅拌铲的特征是其叶片横跨锅体表面,当搅拌铲贴着锅体旋转时,可将锅体内与搅拌铲接触的原料同时带动,因此效率高,搅拌铲的驱动机构简洁。
3、本发明搅拌铲仍然保留了搅拌铲简洁小巧的特点并可紧贴锅体表面,加上搅拌铲横截面线径可做得较小,因此即使搅拌铲在锅体内,也不会影响向锅体内投放烹调原料。
4、本发明搅拌铲可安装在锅体上或锅盖上,盖上锅盖依然能够工作,避免了锅盖的移开移回、搅拌铲的移出移进,使得整个烹调机结构大大简化。同时也避免了烹调油烟对搅拌铲附属驱动机构和锅盖附属驱动机构的污染。
5、本发明搅拌铲既能很好翻炒,还使得烹调锅的开口能够很大,便于投料。
6、本发明搅拌铲巧妙地结合烹调锅实现烹调原料盛出,充分发挥了搅拌铲与锅体的配合功能。
7、本发明搅拌铲在实现翻炒功能的前提下,仍然保留常规搅拌器杆状特性。因此可以将搅拌铲做成中空的形状并打上小孔,这样通过搅拌铲喷射水和气,达到清洗锅体等目的,或者将电饭煲内的淘米水排出烹调锅。在本发明原理讨论时可将搅拌铲看成一根线,在实际应用中搅拌铲可以做成中空的管道。
8、一种无弦的搅拌铲模块结构能够很好地兼顾投料和搅拌。
采用搅拌铲翻炒的方案,锅体的形状也会受到搅拌铲的约束,那就是锅体与搅拌铲绕轴线旋转所形成的包络面是相似的。当然实际锅体要考虑摩擦、加工公差和功能设计等因素,因此理论的锅体和实际的锅体会有一些局部不同,例如,在搅拌铲横杆前端安转柔性材料能够使得锅体形状略微偏离搅拌铲旋转包络线。这些都不影响本专利权益。
将本发明新型搅拌器配上锅体和锅盖可得到一种新型搅拌机,例如可作和面机和沙拉搅拌机。该搅拌机配上加热装置就是新型烹调锅,例如简单的炒菜锅、电饭煲、面包机、豆浆机、咖啡机等。该烹调锅配上分时投料装置、自动盛出装置、物联网识别装置、操作系统和互联网模块就成为智能烹调机。反过来,将这种智能烹调机看作全集,取其中的一些子集可分别构成搅拌机(如揉面机)、烹调锅、面包机等,在泛指的时候,这些也都可以简称为烹调机。本发明搅拌铲也可以用作清洗机,例如清洗蔬菜、衣物等。
本发明的新型搅拌器能够对锅体内食物进行部件完美的搅拌和翻炒,该新型搅拌器结合锅体则成为新型搅拌机,搅拌机的锅体安装加热装置就成为带翻炒功能的烹调锅,配合各种投料设备则称为智能烹调机。
锅体加热可以在底部安装电热丝加热或电磁炉感应线圈加热,加热体可以做成锅体底部曲面形状。锅盖上也能安装加热装置,甚至搅拌铲上也可安装加热装置。所述加热装置可以包括电加热装置或燃气加热装置,所述电加热装置与锅体曲面贴合或直接安装在锅体上。显然,除了电热丝和电磁炉等电加热装置以外,烹调机也能采用其他加热装置如光波加热、微波加热等。
盛出锅体内食物或者倒出洗锅水需要将锅体旋转大约90°~120°,借助食物本身的重力和搅拌铲的推动,食物从开口处落出锅体,盛在锅体下部的碗中。
以下为本发明的一些重点说明:
1、为了实现搅拌铲对锅体内食物进行完美搅拌和翻炒,搅拌铲模块绕模块转轴61旋转与搅拌铲整体移动应该由两个独立的驱动装置完成,只有这样才能获得搅拌与翻炒模式的全集,这是被称为“完美”搅拌和翻炒的原因。在一些实际的非完美驱动中,可能存在只有一个驱动装置来完成两个动作(搅拌铲模块绕模块转轴61旋转与搅拌铲整体移动)的结构,这样的翻炒模式一定是翻炒子集,无法进行完美搅拌与翻炒。同样道理,为了实现搅拌铲对锅体内食物进行完美搅拌和翻炒,搅拌铲模块绕模块转轴61旋转与搅拌铲竖杆伸缩应该由两个独立的驱动装置完成,搅拌铲模块绕模块转轴61旋转与搅拌铲竖杆折弯应该由两个独立的驱动装置完成,搅拌铲模块绕模块转轴61旋转与搅拌铲横杆旋转应该由两个独立的驱动装置完成。
2、本专利发明了一种解决烹调翻炒问题的方式,这种翻炒方式的实质是能够独立地控制搅拌铲前端在任何所需的位置与锅体接触或离开锅体,举例来说,本发明搅拌铲前端可以一直与锅体表面接触;也可以在需要的位置接触锅体,接触的时间长短也可以控制,然后再需要的位置离开锅体。搅拌铲与锅体的接触和离开基于烹调原料的数量、特性和烹制技术要求。搅拌铲前端在同样的位置接触锅体,在同样的位置离开锅体,但是搅拌铲旋转速率不一样或搅拌铲折竖杆弯(横杆旋转等)的速率不一样,搅拌铲前端的运动轨迹也不一样。在本发明之前的搅拌器虽然也能让搅拌器接触或离开锅体表面,但是接触点或离开点是不受控的,无论搅拌器旋转速率快或慢,搅拌器前端的轨迹是一样的。因此本发明的外面翻炒方式为寻找其它形式的搅拌器指明了方向,若其它形式的搅拌器采用了本发明的翻炒方法,也在本发明的保护范围。
3、本发明的权利要求针对的是搅拌铲对锅体的运动(锅体是静止的),这些运动也可以通过锅体相对搅拌铲运动来实现,两者本质是相同的,都在本发明保护范围。
4、本发明充分应用了重力原理,因此由搅拌铲6和搅拌铲辅助模块7 构成的外面翻炒搅拌铲系统,其搅拌铲模块旋转轴线61可以在0°~90°之间,效果好一些在0°~60°之间,但是本发明搅拌铲转轴优选水平方向。另一方面,一般地,虽然本发明锅体的开口平面可以在与搅拌铲模块转轴 61平行到垂直的范围,也就是0°~90°范围,但本发明锅体的开口平面也优选水平面或靠近水平面。
对比来看,目前已有的烹调机(带加热功能的搅拌机)其转轴位于垂直方向,这样搅拌铲旋转时就会把食物抛向锅体边缘,严重影响食物搅拌效果,并且搅拌铲只是划过锅体底部,并不能将烹调原料充分翻起来,因此搅拌效果差。
从原理来说,如果采用传统的搅拌器,其转轴在水平位置,如果此时锅体的开口平面也是水平的,这种搅拌机或烹调机还是无法正常工作,因为搅拌器工作时会把食物推到锅体外,因此只有本发明的烹调机才能用水平转轴的搅拌铲配水平面开口的烹调锅。
实际应用中搅拌铲模块转轴和锅体开口优选水平的,倾斜一点也无大碍,例如倾斜角度在30°内基本无区别,在30°~60°之间仍然能用。搅拌铲转轴大于60°作为搅拌效果逐步变差,等于90°时过渡到图2F和图 3B(θ=90°)情况。详细在图3A至图3F中说明。
5、本发明搅拌铲系统(包括搅拌铲和搅拌铲辅助模块)优选应用搅拌铲横杆(或搅拌铲叶片与搅拌铲模块转轴相对的部分)进行搅拌。
6、因为智能烹调机的是用及其替代人工做菜,如果烹调机不能解决模拟人工翻炒食物问题,该烹调机方案便不能成为一个较好的智能烹调机方案。也就是说模拟人工的翻炒,是实现智能烹调机的关键和核心问题。
需要特别说明的是,本发明人/权利人有关搅拌铲、烹调机的专利之间是互相关联的这样后续的改进专利可节省一些相同部分的叙述——特别是考虑到有多篇专利几乎同时申请的情况。
下面结合图例来说明本专利的具体实施方式。
先根据图1A、图1B简单说明通用型搅拌器及本发明实施例搅拌铲示意图。
如图1A为通用型搅拌器示意图。该搅拌器由转轴J1、叶片J2组成。为增加搅拌器旋转的稳定性,搅拌器转轴J1通常有两个转轴端子J1a、J1b,特殊场合下也可能只有一个。叶片J2安装在转轴J1上,转轴J1带动叶片 J2旋转,旋转轴线为J5。图1A实线显示一个叶片J2,通常搅拌器上可有多个叶片,如虚线所示的叶片J2v。
与搅拌器转轴J1对应的容器横截面(也就是与搅拌器轴线垂直的截面) 是圆形或圆形的一部分,搅拌器叶片J2的前端J3与搅拌器的容器贴合,因此,从搅拌器轴线J5到前端J3的距离就是搅拌器轴线J5到容器的距离,也是容器在该横截面的半径。搅拌器的长度横跨容器的两端,其边缘J4与容器的端面贴合。
图1B为本发明实施例搅拌铲示意图,它是图1A的简化:去掉了搅拌器中心部分转轴Q1及转轴附近叶片,只剩下两端的转轴端子Q1a、Q1b。残存的叶片Q2被分成3块,分别是左右两端的Q2a、Q2b,以及横向的叶片Q2c。有时为了形象起见,将搅拌铲左右两边的叶片Q2a、Q2b叫搅拌铲竖杆,横向的叶片Q2c叫搅拌铲横杆。左右两边的搅拌铲竖杆Q2a、Q2b 至少有一个存在,以支撑搅拌铲横杆Q2c。特殊情况下搅拌铲竖杆Q2a/Q2b 在中间,见后图6G和图6I。叶片前端Q3与锅体前端贴合;搅拌铲竖杆 Q2a、Q2b的外侧Q4a、Q4b与容器的两端面贴合。典型示意图中,搅拌铲横杆横跨锅体两侧。在非典型的应用中,可以是多个搅拌铲来覆盖锅体两侧(例如采用左右两个搅拌铲来覆盖锅体横截面)。
以下通过图2A、图2B、图2C、图2D、图2E和图2F说明搅拌铲的固有问题。
如图2A为搅拌铲6和烹调锅1所组成的“搅拌机”示意图。一般来说,搅拌铲包括转轴和叶片,叶片的前端与容器表面接触。参照图1A、图1B,搅拌铲6是无弦的弯弓形状,叶片由平行的竖杆612a、612b和叶片前端横杆613组成,两边有支撑转轴611a和611b(至少有一个支撑转轴611a或 611b),搅拌铲绕轴线61旋转。B点是锅体1底部中心点。显然,在实际应用中锅体1与搅拌铲6旋转产生的包络面相一致,两者互相贴合。横杆613 所在的区域是锅体的主要加热区。
图2A还显示,搅拌铲6与锅体接触的外边缘613a可以是非金属的,例如选用有弹性、耐高温、无毒的硅胶。其优点是可以降低相关部件(如搅拌铲6)的加工精度、降低搅拌铲6与锅体1之间的安装公差装配,同时获得搅拌铲6能与锅体1紧密、平顺接触的效果。
图2B是垂直于搅拌铲轴线61的剖面图。观察搅拌铲6从A点向B-C-D 顺时针旋转搅拌食物18。根据烹调要求,原料的加热区域主要在ABC之间,因此,要求在烹调搅拌过程中原料8应该保持在ABC之间的中间区域。而 CD和AF区域则为较远的边缘区域。
图2C可见,当搅拌铲6从A点向B点旋转过程中,搅拌铲6确实是将食物18推向中心区B点。但是当从B点向C点旋转时,却将食物从B 点推离中心区B点到C点。搅拌铲在C点时,由于其左右两边都会散落食物,因此无法通过搅拌铲6从C点反向旋转来化解将食物推离中心点的问题。图2C还显示即使锅体1截面为半圆形,采用搅拌铲还是无法正常工作。因为如果搅拌铲6在C点继续顺时针旋转到D点,虽然一些食物如18c可能会落入锅体1内,但另一部分食物如18a、18b会漏出锅外。搅拌铲将烹调食物推出了油水18w所在的区域,这对烹调是不利的。
图2D为了解决图2C原料溢出问题,将烹调锅的开口升高,从D点上移到S点,使得食物溢出问题有较大改善(但不能彻底解决),带来的新问题是烹调原料会沾留在从C、D、S点的区域,这使得烹调变得不理想。另外, S点的开口21较小,也使得烹调原料投入或倒出烹调锅内造成不便。还有一个问题是烹调锅体积变大了。
将锅体1上部扩大如何?图2E增加1xa1和1xa2的围边,希望将烹调锅的上部变大来解决溢出问题。由图2E可见,虽然可以解决溢出问题,但是原料被带到较高位置,且滞留原料181和182无法被搅拌铲6触及,因此原料181、182无法正常烹调,也无法被搅拌铲6拨动到菜盘中。
还有一些搅拌铲和烹调锅的种种组合和改进,但都会遇到以上所述搅拌铲结构带来的固有缺点的影响,在此不一一列举。由于这个原因,限制了搅拌铲在智能烹调机中的应用。可见采用搅拌铲的方案存在诸多难以协调的问题,称为搅拌铲的固有问题。
将搅拌铲的轴线由水平变为垂直将如何?目前市场大本部分简易炒菜机都是这种结构,搅拌铲呈水平运动,图2F为示意图,包括:锅体1h,搅拌铲6h,绕垂直方向轴线TB旋转,烹调原料18。虽然锅体1h和搅拌铲 6h可以设计成各种形状,但是这种搅拌铲的最大问题是由于离心力,烹调原料18的趋势是远离轴线TB而聚集在锅体1h的外侧壁,因而搅拌效果不好。为避免离心力影响,锅体边缘通常很陡,一般是高压锅的形状,使得倒出食物困难。水平搅拌铲的另一个重大缺陷是无法把食物充分翻转起来,除了块状食物或食物较少,大部分食物或食物较多时都难以充分搅拌。
图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、图3F是滚筒式烹调锅食物粘留在锅体上的说明示意图,以及搅拌铲转轴与水平面角度、锅体开口与水平面存在倾斜角度时的说明示意图,以及锅盖投料器示意图。
图3A锅体为专利CN2448232滚筒形式的简化方案(锅体棱角处由圆弧过渡变成直角),但增加了锅体整体转轴21,以便于投放和倒出食物。锅体 1,搅拌铲6,锅体开口11放在侧面,搅拌铲6只有一个转轴611,旋转轴线61。这种形式的主要缺点如前所述有两点:1)食物183会粘留在锅体四周,2)倒入和盛出原料不方便。
如图3B,将锅体绕转轴21倾斜一个角度θ,这样可部分减少食物183 在锅体1侧面的粘留。缺点是仍有许多食物脱离加热区18w。
图3C为盛出食物方式,需要将锅体绕转轴21向下旋转角度φ,使得开口11倾斜向下来倒出食物。由于食物倒出的运动方向和搅拌铲旋转运动方向不是同一个方向,因此倒出食物时借不上搅拌铲的力。另外,为了将锅体内的食物倒出,锅体摆动角度远大于目前家庭使用的炒锅,因此会占用较多的工作空间。参考比对后面的图9。
可见上述方案仍然未能很好地解决家庭炒菜机中烹调原料的翻炒问题,搅拌铲的固有缺点依然存在,可见搅拌铲的痼疾很顽固。
后面将看到,应用本发明,可以解决图3A~图3C的搅拌问题(倒入/ 倒出食物的问题仍然存在),其示意图为图3D,此时搅拌铲系统由搅拌铲 6e和搅拌铲辅助装置7e组成,称为搅拌铲系统或搅拌铲模块。搅拌铲转轴 611e、其轴线61e、锅体1e开口11e、锅体倾斜转轴21e、锅体加热器101e。搅拌铲辅助装置7e使得由固体材料(也即无源装置)组成的搅拌铲获得了运动性能(也即有源装置),且该运动性能是独立的、受控的和可重复的。这是本发明的核心之一。
图3E和图3F对图3D和图2F作进一步改进,也就是搅拌铲转轴611 与水平面夹角为90°极限位置时的情况。图3E/3F中,锅体1,锅盖2。投料盒14k能够设置在锅盖2上,烹调原料放于投料盒14k中,需要投料时,打开投料盒下部的底板14k1,烹调原料落入锅体中。这种投料方式主要用于投放不规则烹调原料。当然,也能够投放诸如鸡蛋液等其它烹调原料。底板14K1也有各种方式,用底板打开方式作为代表。这种投料方式在专利号CN2448232和CN1364436中也有公开,但针对的搅拌铲不同。
图3E是搅拌铲在锅盖2上,搅拌铲转轴611a,搅拌铲竖杆612a1/612a2 和搅拌铲横杆613a。
图3F是搅拌铲在锅体1上,搅拌铲转轴611b,搅拌铲竖杆612b和搅拌铲横杆613b。图3F也是图3D中当搅拌铲转轴与水平垂直的情况。
显然,如图3E和图3F所示的搅拌铲都能够实现搅拌,但因为未能将烹调原料充分的带离锅体底部,因此搅拌的效果不理想。对比图6-图17的实施例,可知两者优劣。
此外便利性也变差。例如,图3E中,如果先将烹调原料投入锅体1,则由于搅拌铲竖杆612a2存在压在烹调原料上的可能,造成锅盖2合不严。此缺陷使得搅拌铲的便利性也相对变差。退而求其次的解决的办法是将投料盒14k设置在锅盖2上,合上锅盖2后再投料。图3F虽然不存在投料问题,但是存在锅体底部防漏水问题,同样造成便利性变差。
图3A-图3F例进一步解释了图2F,也即,以本发明搅拌铲为核心,可以选取不同的锅体、锅盖。所以本发明搅拌铲及其烹调锅可以用于图2A- 图2F、图3A-图3F及其它应用场景。简单地说,无论本发明搅拌铲转轴及其锅体开口面是水平、倾斜或垂直,本发明相关权利要求依然有效。搅拌铲转轴与锅盖开口面存在互相组合,例如水平—水平,倾斜—倾斜,水平—垂直,垂直—水平,垂直—垂直。但通常,本发明搅拌铲模块转轴/锅体开口平面选取水平位置。
图4A-4D为常见的直线运动装置和传动装置示意图。电机725驱动联轴器726旋转,带动蜗杆a旋转,带动移动端b直线运动。在实际应用场景中,可以用蜗杆a来实现搅拌铲竖杆上半部612x,用移动端b来实现搅拌铲竖杆下半部612y。移动端b的伸缩运动也就成为搅拌铲竖杆612的伸缩运动。
如图4A为蜗杆直线运动装置,移动端b有框架支撑,因此能够承受较大重力、运行稳定,但体积较大。图4B~图4D为伸缩杆直线运动装置,结构比较简洁但强度和稳定性不如图4A所示的蜗杆直线运动装置。
在图4B所示的伸缩杆直线运动装置中,驱动电机725a与蜗杆a在同一直线上。
在图4C所示的伸缩杆直线运动装置中,驱动电机725b与蜗杆a垂直,通过运动装置齿轮k1和k2进行运动传递。可见,能通过齿轮实现90°旋转转向。
在图4D所示的伸缩杆直线运动装置中,驱动电机725c与蜗杆a平行,通过皮带轮系统k3、k4和k5进行运动传递。为免灰尘侵扰,加外壳T1。皮带轮系统k3、k4和k5也可以换成齿轮传动(未画出)。通过图4B~图4D,说明驱动电机和蜗杆可以有正对、垂直和平行的驱动方式,运动传递可以通过齿轮、皮带系统。还有其它传递装置如链条、线缆、万向轴等,而且可以通过外罩进行防护。这些都在本发明包含范围。
图4E、图4F和图4G是采用多个直线运动装置构成的二维或三维移动的运动装置的结构示意图,直线运动装置M1的移动端b1,直线运动装置 M2的移动端b2,直线运动装置M3的移动端b3。不失一般性,如图4E,一个蜗杆直线移动装置M1位于X轴方向,另一个蜗杆直线运动装置M2 安装在运动装置M1的移动端b1上,并沿Z轴垂直放置。M2的移动端b2 也称为“终端移动端”,其运动平面为“X—Z”平面,显然与直角坐标的Y 轴垂直(未画出)。在图4F中,直线运动装置M2换成了伸缩杆。在本发明很多场合,搅拌铲转轴轴线垂直于“X—Z”平面,也即与Y轴平行。同样的方法来增加一个直线运动装置,可以构成一个“三维终端移动端”,如图4G所示,搅拌铲转轴沿Y轴方向,移动端b3称为三维直线运动装置的“终端移动端”。
图5A~图5C为本发明实施例提供的一种嵌套驱动机械结构。所述嵌套驱动机械结构包括:电机A通过传动装置驱动转轴C旋转和电机B旋转,电机B的转轴通过转轴C中心线;或者,电机A通过驱动电机B旋转带动转轴C旋转,电机B的转轴穿过转轴C的中心;或者,电机A驱动转轴C 旋转和电机B旋转,电机B穿过电机B的转轴中心和转轴C的中心。
在图5A所示的嵌套驱动机械结构中,驱动电机711驱动皮带轮7112、皮带7113和皮带轮7115(可以采用其它传动方式),带动“驱动转轴”7116 旋转,“驱动转轴”穿过隔板(常见为锅盖、锅体)121,带动转臂(垂臂或竖杆等)712旋转。
另一“嵌套电机”713通过固定装置7131与皮带轮7115同步旋转,该电机转轴7132则穿过皮带轮7115和“驱动转轴”7116,驱动转臂712中的皮带轮7134旋转,旋转轴为198。进一步通过皮带7135和皮带轮7136 带动转轴611(如搅拌铲转轴)旋转。转轴611g穿过转臂712的支撑外壳,驱动另一装置6123旋转。
图5B所示的嵌套驱动机械结构与图5A所示的嵌套驱动机械结构的不同之处是驱动方式,驱动电机711直接驱动“嵌套电机”713(通过联轴器 7114),带动固定装置7131旋转,进而带动转臂712旋转。“嵌套电机”的转轴7132旋转,带动转臂712中的转轴611g旋转。
图5C为另一种“嵌套驱动”方式。驱动电机711直接驱动固定装置7131 旋转,进而带动转臂712旋转。“嵌套电机”713的转轴7132穿过“驱动电机”711的转轴中心,带动转臂712中的转轴611g旋转。
在本发明所有场合,都能不加说明地应用图4A~图4G和图5A~图5C 所示的结构。
图6A至图6L为搅拌铲及烹调锅的工作原理说明示意图。图6A至图 6L中:烹调锅1,锅盖2,搅拌铲6。搅拌铲6绕其旋转轴线61运动。虽然本发明的方法与搅拌铲形状无关,但作为本发明翻炒方法的一种实现装置,还是需要一个具体化的搅拌铲进行说明。本发明的一种搅拌铲基本模型见图6B,其两端转轴分别为611a和611b,或者一些情况下只有一个转轴611a或611b,此时也往往统称为转轴611。搅拌铲转轴611旋转带动搅拌铲叶片旋转。搅拌铲叶片分成竖杆612和横杆613,且不失一般性在叙述和示意图中可将搅拌铲6当作左右对称的,因此与搅拌铲对应的锅体1和锅盖2也是左右对称的,锅体下部的中心点B,锅盖2上部的对称中心为T 点。不对称搅拌铲并不影响本发明的原理和权利要求。
图6A中搅拌铲6是抽象出来的模型,搅拌铲的竖杆612a/612b和横杆613都是紧贴锅体1的内表面,只是为了看清楚才将搅拌铲6和锅体1分开。
图6A至图6L中搅拌铲6的竖杆612a/612b和横杆613界限清楚,竖杆612a、612b垂直于轴线61,与竖杆612相对应的锅体侧面112a、112b 也就成为垂直面,这样烹调原料不会停留的锅体侧面,容易落入锅体底部 113;横杆613平行于轴线61,横跨锅体1的两端,能够一次性对所有的烹调原料进行搅拌,因此效率较高。因为搅拌铲横杆613与锅体底部113贴合,因此锅体1的底部剖面113也是一条直线。
图6A中锅盖2的高度比锅体1低,这可作为小型化设计的考虑。
图6A还显示不规则烹调原料的投料方式,不规则烹调原料142放在料盒141中,多连杆系统143旋转,将料盒141中的烹调原料倒入锅体1中。
图6B中竖杆612a/612b和横杆613界限不是很清楚。一般地,搅拌铲竖杆612a/612b可以是直线或曲线,但是其总体走向是远离搅拌铲旋转轴线的;搅拌铲横杆613也可以是直线或曲线,但总体走向是横向的。竖杆和横杆加起来横跨锅体1。从实际生活中看,烹调锅的食物主要聚集区和加热区域是在横杆613的范围,这个规律可大致确定竖杆和横杆的界限。竖杆和横杆交界点在锅体上的对应点为J点和K点,J点或K点与锅体转轴的交点连线的角度为β,在锅体1设计中,一般选择β大于60°,这样使得烹调原料不易停留在锅体侧面,而是滑向锅体底部B点附近的中心加热区。
图6B中锅盖2可以不同于图6A的普通锅盖2,而是作为锅体1的延伸。本发明图6B中这样构造锅体1、锅盖2和锅盖11:当搅拌铲6旋转一周,搅拌铲6前端形成一个封闭的包络面,而锅体1、锅盖2和锅盖11可分别取该包络面的一部分,并且当锅盖2、11盖上时,锅体1、锅盖2和锅盖11之间可以做到密封。锅体1、锅盖2和锅盖11可以一起绕搅拌铲旋转转轴轴线61旋转,锅盖2、锅盖11也可以单独打开。锅体1和锅盖2还可以绕其它轴线旋转,例如绕锅体转轴21旋转,锅体转轴21是水平方向并垂直于搅拌铲轴线61。这种锅体和锅盖构造打破了锅体和锅盖的界限,使得本发明在叙述时更加简洁,可以少画一些示意图。锅体的开口平面和搅拌铲转轴形成不同的组合,最典型的为锅体开口平面与搅拌铲转轴平行,或锅体开口平面与搅拌铲垂直。锅体开口平面与搅拌铲的其它情况处于平行和垂直之间,因此我们只考虑平行与垂直这两种差别最大的情况。可见,虽然本发明的重点是选用锅盖2,这样使得本发明烹调机具有更多的优点。但是其它各种形式的锅盖都在本专利的新型搅拌铲的保护范围。另外,锅体转轴21等也不影响本专利的新型搅拌铲的保护内容。
图6B还可见,当搅拌铲转轴611a/611b是向外的,以及搅拌铲模块通过搅拌铲模块两端或一端转轴固定或驱动时,搅拌铲模块为“无弦”的“弯弓型”,不论搅拌铲是在锅体上、锅盖上还是锅体外支撑。
图6C为垂直于搅拌铲轴线61并包含锅体中心点B和锅盖中心点T的横截面。烹调原料或简称食物18。对于以前的常规搅拌铲,其对应锅体1 的横截面为圆形或圆形的一部分。但与本发明新型搅拌铲对应的锅体横截面可以是其它形状,例如椭圆形。为简单起见,本发明以圆形横截面进行阐述。A和C分别是锅体上的两点,根据日常的经验,烹调锅加热区间和烹调原料主要集中在A和C之间。
图6C中锅盖2可以打开和盖上,其转轴20可以和搅拌铲转轴轴线61 平行。锅盖2n也能抬升向上打开。锅盖11位于搅拌铲6一端轴线位置,锅盖11打开后锅体便出现一个开口,烹调原料可以从这个开口进出锅体1,这也就是锅体侧面开口的情况。可见通过图6B,将侧面开口的特例包含进来了。
如前所述,锅盖2、11盖上时,虽然和锅体1之间能密封,但是搅拌铲6在搅拌时,仍然会使得烹调原料18粘留在锅盖2上,因此仍然不是一个完美的方案。
图6D显示,本发明的搅拌铲6的转轴611p和611q还可能是向内的,例如,可以依附锅盖2上或者依附在其它机构上,搅拌铲外向转轴的相关的设计可以照搬过去,这些都不影响本发明的适应性。
显然,如背景技术中所述,直接用图6A~图6D搅拌铲是无法实现完美翻炒的。解决方案是本发明的创新,例如发明新的搅拌铲和引入搅拌铲辅助模块等。其中,所述搅拌铲辅助模块还包括一个或一个以上直线运动装置,其基本型为三个直线运动装置串接组成,设定分别沿水平面X、Y和垂直Z方向运动,而Y轴是搅拌铲转轴轴线方向,其中一个直线运动装置安装在烹调机支架上或锅盖上或锅体上,另两个直线运动装置分别安装在前一个直线运动装置的移动端上,而最后一个直线运动装置的移动端通过垂臂与搅拌铲转轴连接;搅拌铲由驱动装置驱动旋转,最后一个直线运动装置的移动端带动搅拌铲整体平行移动。该垂臂方向不限,有一定长度或长度为零;和/或,驱动装置安装于最后一个直线运动装置的移动端上,通过机械传动装置跨过垂臂,驱动搅拌铲绕自身转轴旋转,或者,该驱动装置安装在垂臂与搅拌铲转轴连接端,就近驱动搅拌铲旋转;或者,当搅拌铲尺寸比锅体小,搅拌铲能够三维平移;或者,搅拌铲横跨锅体,此时只有两个直线移动装置,分别沿X和Z方向,最后一个直线运动装置的移动端在X—Z二维平面平移,该平面与搅拌铲转轴的轴线垂直;或者,只有水平或垂直运动,此时只需一个Y轴垂直直线移动装置或一个X轴水平直线移动装置。此外,在另一些实施例中,所述搅拌铲辅助模块还包括极坐标平移装置,所述极坐标平移装置包含动力装置,所述动力装置驱动垂臂的摆动或旋转运动,垂臂摆动或旋转的轴线与搅拌铲自身转轴轴线平行,该垂臂常见轴线位置在搅拌铲转轴轴线的正上方;垂臂摆动或旋转带动搅拌铲整体移动。其中,所述搅拌铲辅助模块的垂臂中间还能够折弯;或者,该垂臂还能够伸缩。所述动力装置在锅盖的外侧面或在锅体的外侧面,动力装置通过传动装置驱动垂臂转轴旋转,该转轴轴线与搅拌铲旋转轴线平行;该垂臂转轴穿过锅盖侧面或锅体侧面,驱动锅体内的垂臂摆动或旋转;搅拌铲旋转电机的转轴穿过所述垂臂转轴轴心,驱动所述垂臂中的传动装置,带动搅拌铲绕自身转轴旋转。
图6E和图6F为本发明搅拌铲框图,包含改进的搅拌铲6和搅拌铲辅助模块7。搅拌铲6中各个部件也可能升级到模块,分别为搅拌铲转轴模块 611、竖杆模块612a/612b和横杆模块613。不过为简单起见,有时我们去掉模块二字,仍然称直呼其名。例如,搅拌铲转轴模块仍然简称搅拌铲转轴。
在图6E中,搅拌铲转轴611a和611b是向外的,对应的搅拌铲辅助模块7通常在锅体1和锅盖2所包围空间的外面。搅拌铲6通过转轴611a和 611b与辅助模块7相连,辅助模块7驱动搅拌铲6绕轴线61旋转。本发明称旋转轴线61为搅拌铲模块(6,7)旋转轴线。竖杆612a/612b与横杆613 之间结合点分别为J1和K1。搅拌铲模块(6,7)可以安装在锅体上、锅盖上或烹调机上。
在图6F中,搅拌铲转轴611p和611q是向内的,本发明将搅拌铲辅助模块7通常能够安装在锅体1和锅盖2所包围空间的里面,例如安装在锅盖2上,这也是一种新颖、紧凑的结构。搅拌铲6通过转轴611a和611b 与辅助模块7相连,辅助模块7驱动搅拌铲6绕轴线61旋转。本发明称旋转轴线61为搅拌铲模块(6,7)旋转轴线。竖杆612a/612b与横杆613之间结合点分别为J1和K1。
在图6G中,搅拌铲6和搅拌铲转轴611c由搅拌铲辅助模块7固定和驱动,辅助模块7驱动搅拌铲6绕轴线61旋转,搅拌铲竖杆可视为从两边竖杆612a/612b移到了中间。本发明将搅拌铲辅助模块7通常能够安装在锅体1和锅盖2所包围空间的里面,例如安装在锅盖2上,同样,这也是一种新颖、紧凑的结构。本发明称旋转轴线61为搅拌铲模块(6,7)的旋转轴线。
图6H为图6F的一种实例示意图,搅拌铲辅助模块7与锅盖2相连,搅拌铲6通过转轴611p和611q与辅助模块7相连,辅助模块7驱动搅拌铲6绕轴线61旋转。显然,搅拌铲模块(6,7)还能绕锅体的垂直中心线 199旋转运动。
图6I为图6G的一种实例示意图,搅拌铲辅助模块7与锅盖2相连,搅拌铲6两端无内向转轴,搅拌铲辅助模块7直接驱动搅拌铲中间转轴611,使得搅拌铲6绕搅拌铲模块轴线61旋转,搅拌铲辅助模块7还同时使得搅拌铲模块完成翻炒,翻炒方式见图7A~图7D,也即搅拌铲整体移动、叶片伸缩、叶片旋转或叶片前端旋转(及其组合)。显然,搅拌铲模块还能绕锅体的垂直中心线199旋转运动。
图6J与图6F及图6I搅拌原理相似,搅拌铲辅助模块7与锅盖2相连,搅拌铲6包括搅拌铲转轴611、搅拌铲竖杆612和搅拌铲横杆613。搅拌铲竖杆612将搅拌铲转轴611和搅拌铲横杆613连接起来。搅拌铲辅助模块7 驱动搅拌铲中间转轴611,使得搅拌铲6绕搅拌铲模块轴线61旋转,搅拌铲辅助模块7还同时使得搅拌铲模块完成翻炒,翻炒方式见图7A~图7D,也即搅拌铲整体移动、叶片伸缩、叶片旋转或叶片前端旋转(及其组合)。显然,搅拌铲模块还能绕锅体的垂直中心线199作360°旋转运动,此时,搅拌铲6可以是不横跨锅体两端。
图6K与图6H及图6I搅拌原理相似,搅拌铲6包括搅拌铲转轴 611a/611b、搅拌铲竖杆612a/612b和搅拌铲横杆613。搅拌铲辅助模块7驱动搅拌铲转轴611a/611b,使得搅拌铲6绕搅拌铲模块轴线61旋转,搅拌铲辅助模块7还同时使得搅拌铲模块完成翻炒,翻炒方式见图7A~图7D,也即搅拌铲整体移动、叶片伸缩、叶片旋转或叶片前端旋转(及其组合)。搅拌铲6不横跨锅体两端,因此,搅拌铲模块须沿旋转轴线61左右平移运动,以实现无死角翻炒。为简化设计,可以将搅拌铲安装在锅盖2上。
从图6J和图6K实施例可见:
1、与搅拌铲配套的锅体1可以是半球形,图6A—图6I未选择半球形是为了将锅体的两个剖面进行区分,以及给出一个一般性的形状。搅拌铲绕轴线61旋转且还绕垂直轴线199(垂直轴线199:当锅体开口是水平时,即为与水平面垂直的轴线;或是与搅拌铲旋转轴线垂直的轴线,或是与锅体开口垂直的中心轴线)转动时,通常,锅体开口为圆形,锅体为半球体的一部分。
2、搅拌铲绕轴线61旋转过程中沿着搅拌铲轴线61平移,通常,锅体开口不是圆形,锅体也不为半球体。
3、搅拌铲实际使用时也并非一定要严格跨过锅体两端。有时,搅拌铲横杆未完全跨过搅拌铲两端,但通过搅拌铲绕垂直轴线199旋转或沿旋转轴线61平移,也可以完成无死角翻炒。但是,无论是从理论的严格分析,还是从提高搅拌铲每一次旋转的效率,即使搅拌铲绕垂直轴线199旋转,搅拌铲都应该横跨锅体两端。此时,只用在两个正交方向上交替翻炒,就可以获得非常完美的翻炒。因此,搅拌铲横跨锅体两端是将二维平面问题,变成一个一维问题(类似于将机器人模拟人手及视觉洗衣服,变为滚筒式洗衣机均匀盲洗),使得翻炒效率大大提高,同时翻炒难问题得以解决,搅拌铲模块设计得到简化。同时把炒菜的搅拌铲铲起和倒下食物的翻炒方式转换成搅拌方式(R—L翻炒法)但兼得铲起/倒下方式。再结合“弓型”搅拌铲、图7A~图7D中的搅拌器翻炒装置/方法以及匹配的锅体(锅体为搅拌铲旋转所形成的包络面,从而实现比较完美的翻炒。当搅拌铲横跨锅体两端,锅体取自搅拌铲一次旋转所形成的包络面即可,否则,锅体取自搅拌铲无死角旋转后形成的包络面)。
4、搅拌铲辅助模块自身也能够平移、伸缩、折弯、垂臂旋转和绕垂直轴旋转,使得搅拌铲完成翻炒的功能,。例如,电机71能够带动垂臂712 绕垂直轴线199旋转,电机72能够带动垂臂712绕水平轴198旋转,垂臂 712本身可以伸缩或中间折弯(或中间旋转,类似搅拌铲竖杆折弯/旋转)。电机71/72、垂臂712都属于搅拌铲辅助模块7。搅拌铲辅助模块7的这些特性最终都可以归到搅拌铲整体移动(平移和/或旋转)。搅拌铲6及搅拌铲辅助模块7还能够折叠放于锅盖内,例如水平电机72驱动垂臂712呈水平位置,搅拌铲辅助模块7驱动搅拌铲6呈水平位置。
5、搅拌铲通过搅拌铲辅助模块7安装在锅盖上最大的三个好处是:1、安装在锅盖2上能够省去搅拌铲模块支撑装置28,使得搅拌铲的设计简化。否则需要在烹调机上安装支撑装置28以便搅拌铲6和搅拌铲辅助模块“生根”。2、当搅锅盖盖上时,搅拌铲依然能够正常工作;锅盖部分打开时,搅拌铲也能够正常工作。我们这样来看待问题:搅拌铲6和搅拌铲辅助模块7要么安装在烹调机上,要么安装在锅盖上(或其它物体上),前者是一般情况,后者更具有创新性。因此,我们将前者视为缺省默认。可以注意,一个重要条件是锅体取自搅拌铲绕其转轴旋转所形成的包络面,搅拌铲横跨锅体。当搅拌铲明显未横跨锅体时,搅拌铲需绕垂直轴旋转。
6、显然,图6J和图6K形式的搅拌铲,如果搅拌铲不能横跨锅体两端,需要通过旋转来实现无死角翻炒,则安装在锅体上或安装在烹调机上实现起来的结构都非常臃肿,占用大量空间,而且易受污染的干扰。相对来说,安装在锅盖上简洁一些。不失一般性,本发明将其归到安装在锅盖的应用中,其权利要求相同。
7、理论上对于能够广泛烹饪的炒菜机一定需要锅体、锅盖。不排除用烟罩形式来取代锅盖,但我们仍将这种情形视为广义锅盖,搅拌铲也可以安装在广义锅盖上。也不排除不用锅盖也能烹饪一定数量的菜肴,但从普遍意义上,一个完备的炒菜机需要锅盖,包括各种广义形式的锅盖。
8、搅拌铲横跨锅体的严格长度与相对长度。搅拌铲横跨锅体的严格长度与锅体等宽。实际过程中,除了图6J和图6K这样搅拌铲绕垂直轴199 旋转和沿水平轴61平移之外,搅拌铲绕转轴61一次旋转和多次旋转扫过的区间相同,因此搅拌铲的相对长度应保证一次扫描即可扫过烹调区域。
9、以图6J为例说明搅拌铲,搅拌铲模块,搅拌铲辅助模块。
搅拌铲6绕其自身转轴611旋转,转轴中心轴线61,该轴线61称为搅拌铲6的旋转轴线。搅拌铲6包括转轴611、竖杆612和横杆613。
如需赋予搅拌铲6以翻炒功能,则需要搅拌铲辅助模块7。图6J例中,搅拌铲辅助模块7包括垂直旋转电机71,水平旋转电机72,垂臂712。搅拌铲=(搅拌铲6+搅拌铲辅助模块7),双方以搅拌铲转轴611为界。此时我们称轴线61为搅拌铲模块的旋转轴线。可见,轴线61称为搅拌铲轴线或搅拌铲模块的轴线并不会引起误解。同理,“搅拌铲绕搅拌铲模块轴线旋转”可以简称为“搅拌铲绕其轴线旋转”或“搅拌铲绕其转轴旋转”,也不会引起歧义,但后者叙述简单些。“采用图6J的搅拌铲进行翻炒”、“采用图 6J的搅拌铲模块进行翻炒”和“采用图6J中的搅拌铲6和搅拌铲辅助模块 7进行翻炒”这三句话意思相同,而第一句用“搅拌铲”来泛指“搅拌铲模块”或“搅拌铲6+搅拌铲辅助模块7”,并不会引起歧义,但更简洁。
从另一个角度讲,为了实现本发明的要求,搅拌铲6除了绕转轴611 旋转之外,搅拌铲竖杆和/或横杆需要具有电动功能,该电动功能也即有搅拌铲辅助模块实现。为了文字叙述方便起见,可以把具有电动能够的搅拌铲竖杆称为竖杆模块,也可以把具有电动功能的搅拌铲横杆称为横杆模块,此时的搅拌铲也称为搅拌铲模块。
图6L为图6A~图6K的扩展(图6L中未说明标号见图6A~图6K),也即将搅拌铲辅助模块7、搅拌铲转轴611:611a/611b、搅拌铲的竖杆 612:612a/612b作为一般形式的机械臂,带动搅拌铲横杆613(或横杆铲,见图12A~图12E)进行翻炒。
搅拌铲辅助模块7的作用,从某种角度讲,可以认为是使得简单的、没有动力的搅拌铲(或搅拌器)变成具有动力的、复杂的搅拌铲(或搅拌器),以实现复杂的功能如搅拌铲竖杆折弯。从另一个角度讲,对于复杂的搅拌铲,称为搅拌铲模块或仍然称简为搅拌铲,该搅拌铲模块中体积比较大的部件,尽可能在锅体外部或外部侧面,以减少占用锅体内的空间,或使得搅拌铲模块中一部分部件免受锅体的油烟污染,特别是使得电机这样的机电部件免受水汽和高温等不利因素的影响,同时,搅拌铲辅助模块使得搅拌铲模块瘦身之后,搅拌铲模块可以加外壳进行保护。
图6M是图6L的进一步说明,锅体1,锅盖2,机械臂由运动装置6111 和抓握装置6121组成,共同完成复杂的运动。其中,机械臂包含抓握装置或连接装置,能够握持锅铲铲柄6122,铲柄前端是锅铲的铲刀6131,铲柄最短可为零。
机械臂结合铲刀与搅拌铲模块是可以互相类比的,例如,机械臂中的运动装置6111能够退化为在图6A~图6K中的搅拌铲转轴611。机械臂6121 能够退化为图6A~图6K中的搅拌铲竖杆612,而搅拌铲铲柄6122与铲刀 6131则可以对应于搅拌铲横杆613,且铲柄6122的最小长度可以为零;或者,机械臂6121与铲柄6122结合起来,对应于图6A~图6K中的搅拌铲竖杆612,铲刀6131则对应搅拌铲横杆613(此时,一个实际的例子是,铲刀6131对应于后面图12的横杆铲613)。比较复杂的铲刀也称为铲刀模块,与横杆模块相对应。考虑到本发明机械臂的应用场景是烹调机,也可以类比竖杆/横杆类型的搅拌器铲和搅拌铲辅助模块,机械臂也可以具有辅助模块7,机械臂辅助模块7的作用和搅拌铲辅助模块一样,是使得机械臂和铲刀中体积比较大的部件,尽可能在锅体外部或外部侧面,以减少占用锅体内的空间,或使得机械臂/铲刀模块中一部分部件免受锅体的油烟污染,特别是使得电机这样的机电部件免受水汽和高温等不利因素的影响,同时,机械臂/铲刀模块的辅助模块使得搅拌铲模块瘦身之后,机械臂/铲刀模块可以加外壳进行保护。
当机械臂在锅体上或锅盖上时,机械臂结合搅拌铲可以完全等效于一种特殊形式的搅拌器。也就是机械臂6121及6122与铲刀6131,等同于图 6L中的竖杆612(包括612a/612b)、横杆613、竖杆与横杆的结合部件623 (包括623a/623b)。也即,图7:机械臂(6121+6122)+铲刀(6131)=图 6:竖杆(612)+横杆(613)+竖杆横杆结合部件(623)。而机械臂的第一个转动装置6111则可以与图6中搅拌铲的转轴611类比。这样,图7:机械臂(6121+6122)+铲刀(6131)+转动装置6111=图6:竖杆(612)+横杆(613)+竖杆横杆结合部件(623)+转轴611=图6:搅拌铲。因此,本发明叙述中可以不区分竖杆/横杆形成的搅拌铲或机械臂/铲刀形成的搅拌铲,也可以不区分竖杆/横杆的辅助模块或机械臂/铲刀的辅助模块。搅拌铲系统=搅拌铲辅助模块+搅拌铲模块(或搅拌铲)。
图6L中搅拌铲显然是在锅体上或锅盖上。图6M的机械臂结合铲刀,可以如图6L的搅拌铲在锅体/锅盖上,也可以推广到不在锅体上或锅盖上,例如在烹调机上或烹调机周围的物体上。而图7能够产生专利的权利要求,其来源包括将图6L的搅拌铲的特性移植到机械臂/铲刀,例如搅拌铲整体平移特性,锅体是搅拌铲翻炒所形成的包络面特性;包括搅拌铲的翻炒方法如“左-右翻炒法”。因为,现阶段采用机械臂结合视觉识别翻炒具有很高的难度,通过一些限定条件可以降低难度。例如将千差万别的烹调食物铲起来并将食物倒扣在锅体内的某个地方,同时,烹调机还要对倒扣的食物形状和分布进行识别,对现今的机器识别难度依然很高,而通过“左-右翻炒法”这简单很多,因为“左-右翻炒法”立足于搅拌,可以满足大部分食物的翻炒,但兼为未来的人工智能和视觉识别保留硬件准备。例如横杆铲既可作为未来的硬件准备,现阶段也可以部分使用:当搅拌铲从“左”往“右”翻炒,尚留一部分食物未被横杆铲铲起来,这些食物堆积在锅体的“右”边缘,但是没关系,“左-右翻炒法”中有一个从“右”到“左”的翻炒过程,这些堆积在锅体“右”边缘的食物将被铲起来或回到锅体中心附近或极少一部分带到锅体“左”边缘;重复使用“左-右翻炒法”,这些问题就都解决了;烹调过程中,每一块食物大部分时候都是在锅体中心位置附近打转,因此实现了比较完美的翻炒。
图6L和图6M中,搅拌铲翻炒所需的所有动力装置可以都在搅拌铲上,此时搅拌铲辅助模块为空,也即搅拌铲辅助模块不存在;或者,搅拌铲翻炒所需的所有动力装置都在搅拌铲辅助模块上,此时搅拌铲上无动力装置,搅拌铲辅助模块的驱动力则通过机械装置传递给搅拌铲;或者,搅拌铲翻炒所需的动力装置一部分在所述辅助模块上,一部分在搅拌铲上,例如,搅拌铲整体旋转的马达在搅拌铲辅助模块上,而搅拌铲横杆旋转则采用细小的杆状马达。这些,也是本发明烹调机的重点。
图6M也说明了本发明的专利诉求。用万能的机械臂与搅拌铲结合,结合人工视觉,当然能够完成烹调的翻炒,但是实现起来非常复杂,目前还难以实现、或成本太高、或稳定性不够、或造成机器体积太大等。正如目前的洗衣机或洗碗机都是无需视觉识别下的盲洗,炒菜机的第一步也是基于无视觉情况下的“盲炒”。本发明揭示出需要这样一些解决要素:
机械臂结合铲刀,可以归为为搅拌铲模块或简称搅拌铲;
需要两个以上独立可控的搅拌动作,使得搅拌铲与锅体接触的前端(例如本图的613)能够根据需要离开锅体表面或接触锅体表面;
采用左——右翻炒法减轻翻炒难度、避免食物缠绕和平稳翻炒食物;
机械臂在锅体上,或机械臂锅盖上,或锅盖闭合时机械臂能够在锅体内翻炒,这样可以使得烹调机翻炒结构更加紧凑、无油烟逸出和保持锅体内高温;
锅体包括搅拌铲旋转形成的包络面;
搅拌铲或搅拌铲横跨锅体,提高翻炒效率,免除视觉识别;或搅拌铲绕锅体中心轴旋转翻炒,以免除视觉识别;
将机械臂或搅拌铲模块与锅体或锅盖结合,将集中式结构变成分布式结构,减少机械臂/搅拌铲模块占用锅体内的体积,有利于防止水气进入机械臂/搅拌铲模块的各种关节,也避免污染,使之便于清洗。
图7A~图7D为本发明搅拌铲翻炒原理示意图。图7A~图7D中包括:烹调锅1,锅盖2,搅拌铲6及搅拌铲竖杆612、搅拌铲横杆613,搅拌铲旋转轴线61,烹调原料18,假定锅体1横截面为半圆形。锅体1的底部低点B,锅盖2的顶点T。
图7A为通过搅拌铲6整体移动实现翻炒的说明示意图,搅拌铲6的横杆613从右边缘R的A点紧贴锅体表面顺时针向锅体中心区域旋转,将锅体右边的烹调原料或食物18推向锅体中心区域B点附近。搅拌铲6继续旋转到达中心区域左边缘的C点,同时也将一部分烹调原料推到C点。此时搅拌铲整体向上抬起,其旋转轴线移到61a位置,并使得搅拌铲底横杆613 脱离食物到达足够高的D点,这样搅拌铲继续顺时针旋转时,烹调原料181 会留在C点不会被继续推向锅体左边缘L。然后搅拌铲6绕旋转轴线61a 继续顺时针旋转到左边缘L附近的E点,之后搅拌铲6整体移动使得轴线 61a与轴线61重合,搅拌铲6重新紧贴锅体1的F点。然后搅拌铲6以轴线61进行逆时针旋转,在G点接触到烹调原料181,继续逆时针旋转后到达C点。C点和A点是以锅体1的中心TB线段对等的,因此逆时针重复从A点出发的相似过程,就可以再次到达A点,完成一个翻炒循环。
图7A中,搅拌铲6从B点旋转到C点,然后搅拌铲6再整体移动到 D点。实际上搅拌铲6的整体移动和搅拌铲6绕自身旋转轴线61旋转可以是同时进行的,这样搅拌铲横杆613运动轨迹为一条平滑的曲线轨迹19。当然,搅拌铲6也可以从其它位置离开锅体,所形成的轨迹如191等。
图7B为搅拌铲6竖杆612伸缩实现翻炒的说明示意图,搅拌铲6从右边缘R的A点紧贴锅体1表面顺时针向锅体中心区域旋转,将锅体右边的食物18推向锅体中心区域B点附近。搅拌铲6继续旋转到达中心区域左边缘的C点,同时也将一部分烹调原料推到C点。此时搅拌铲竖杆612收缩,使得搅拌铲底横杆613脱离食物181到达足够高的D点,之后搅拌铲6继续顺时针旋转时,烹调原料181会留在C点而不会被继续推向锅体左边缘 L。然后搅拌铲6绕旋转轴线61继续顺时针旋转到左边缘L附近的E点,之后搅拌铲竖杆612伸展并逆时针旋转,使得搅拌铲横杆613重新紧贴锅体1的F点。然后搅拌铲6以轴线61继续逆时针旋转,在G点接触到烹调原料181,继续逆时针旋转后到达C点。C点和A点是以锅体1的中心TB 线段对等的,因此,逆时针重复从A点出发的相似过程,可以再次到达A 点,完成一个翻炒循环。
图7B中,搅拌铲6从B点旋转到C点,然后搅拌铲竖杆612收缩使得横杆613移动到D点。实际上搅拌铲竖杆612收缩和搅拌铲6绕自身轴线61旋转可以是同时进行的,这样搅拌铲横杆613运动轨迹为一条平滑的曲线轨迹19。当然,搅拌铲6也可以从其它位置离开锅体,所形成的轨迹如191等。
图7C为通过搅拌铲6竖杆612折弯实现翻炒的说明示意图,搅拌铲6 从右边缘R的A点紧贴锅体1表面顺时针向锅体中心区域旋转,将锅体右边的食物18推向锅体中心区域B点附近。搅拌铲6继续旋转到达中心区域左边缘L的C点,同时也将一部分烹调原料181推到C点。此时搅拌铲竖杆612折弯,使得搅拌铲底横杆613脱离食物181到达足够高的D点,这样搅拌铲继续顺时针旋转时,烹调原料181会留在C点而不会被继续推向锅体边缘L。然后搅拌铲6绕旋转轴线61继续顺时针旋转且搅拌铲竖杆612 逐步伸直,使得搅拌铲横杆613在左边缘L附近重新紧贴锅体1的F点。然后搅拌铲6以轴线61进行逆时针旋转,在G点接触到烹调原料181,继续逆时针旋转后到达C点。C点和A点是以锅体1的TB线段对等的,因此逆时针重复从A点出发的相似过程,就可以再次到达A点,完成一个翻炒循环。
图7C中,搅拌铲6从B点旋转到C点,然后搅拌铲竖杆612折弯,使得横杆613移动到D点。实际上搅拌铲竖杆612折弯和搅拌铲6绕自身轴线61旋转可以是同时进行的,这样搅拌铲横杆613运动轨迹为一条平滑的曲线轨迹19。
如果搅拌铲从A点旋转并且搅拌铲竖杆从A点就开始折叠弯曲,搅拌铲横杆613产生运动轨迹191。轨迹19a和191a则为搅拌铲6从C点逆时针旋转产生的轨迹。
图7C显示搅拌铲竖杆612向运动方向后方折弯,实际上也可以向运动方向前方折弯。竖杆612折弯点所形成的曲线轨迹600。
搅拌铲6的横杆可以是近似为半圆形,也可以是尖劈型(见图7D),搅拌铲横杆也可以是能够旋转的圆柱形,如停在锅体底部B点的搅拌铲横杆。
图7D是搅拌铲横杆旋转示意图。有了图7A~7C,图7D很容易理解。搅拌铲6绕轴线61旋转,搅拌铲6的横杆613可以做成类似锅铲形状,且可以绕转轴613g旋转。当横杆613旋转后,其前端离开锅体1表面;当横杆613恢复原形,其前端又贴近锅体1表面。这样搅拌铲6就可以进行翻炒。
图7D还展示了搅拌铲竖杆折弯与搅拌铲横杆旋转的组合。图7D中搅拌铲6的竖杆612可以如图7C一样折弯,折弯处的运动轨迹600。本发明将搅拌铲横杆旋转也看作搅拌铲竖杆折弯的特例,因此如图7A~图7D所示的实施例也可以看作搅拌铲的两次折弯。
图7D中,可见搅拌铲横杆可以是各种各样的尖劈型,且对于垂直面是对称的,但是这有别于目前人工普遍采用的搅拌铲,因为搅拌铲是非对称的。当然,非对称搅拌铲613f也完全可以用在本发明的烹调机中,只是回程搅拌和去程搅拌在软件设计上稍有调整。非对称搅拌铲613f能够用于图 12A~图12E的搅拌铲,例如图12E的搅拌铲横杆6133。
总结图7A~图7D还可见,本发明是利用重力使得烹调原料如水、油、菜等流向或落向锅体底部的加热区,因此工作时搅拌铲转轴的轴线原理上就选水平的,这样锅体底部、重力方向、加热区和搅拌铲横杆都是同一个指向。工作时搅拌铲转轴的轴线与水平面有一个夹角也是可以的,特别是夹角较小的时候,例如,夹角小于45度。作为炒菜机,虽然该夹角范围从 0°~90°,其翻炒的效果随角度的增大而降低。
图7A~图7D还可见,搅拌铲的四种运动可以单独或组合使用。例如,既可以搅拌铲整体移动,又可以搅拌铲竖杆折弯,或者搅拌铲整体移动加竖杆折弯。但为简单起见,有了搅拌铲竖杆折弯就无需搅拌铲整体移动;或有了搅拌铲整体移动,也无就需搅拌铲竖杆折弯。
图8是搅拌铲横杆613轨迹示意图,图8中包括:锅体1、锅盖2和搅拌铲转轴轴线61。当搅拌铲转轴或叶片固定时,无论搅拌铲以何种方式旋转,搅拌铲横杆的轨迹只有一个,那就是圆。本发明利用搅拌铲6整体移动、搅拌铲竖杆612伸缩和搅拌铲竖杆612折弯和搅拌铲横杆613旋转,就可以形成丰富的搅拌铲轨迹族,有无穷条,足够翻炒。这些轨迹的特征是:既是丰富的,又是可控的;既是可变的,又是可重复的。以搅拌铲6 折弯为例,当搅拌铲6以不同转动速率旋转、竖杆612在不同位置折弯、竖杆612的不同折弯速率以及竖杆612不同折弯程度,横杆613就可以产生不同的搅拌轨迹族19。此外,从图8也可见,锅体1的横截面也可以是其它形状,例如椭圆等。
图6A~图6M、图7A~图7D以及图8所述的搅拌铲模块和锅体,可以组成一种新的搅拌机,将炒菜所用到的搅拌铲铲菜和翻菜,变成受控的搅拌。这种搅拌机和目前所有的搅拌机有本质不同。目前的搅拌机是随机搅拌,搅拌铲转轴是垂直或倾斜,本发明搅拌机也可以做到随机搅拌。在随机搅拌之外,本发明搅拌机可以做到受控的和丰富得多的搅拌,正如在背景技术中所分析的,这是实现能满足不同菜肴和份量要求的炒菜机的关键。从数学上分析,本发明是将一维搅拌函数变成二维搅拌函数,使得搅拌模式(曲线)接近无限丰富,而搅拌模式(曲线)是完全可控的(可选择的),因此,每一次搅拌都能选择最优搅拌,能够搅拌到“最痒处”,并保证油水及烹调原料始终处于锅体底部的凹陷加热区附近。本发明另一个较好的实例是和面,本发明使得模拟人工和面成为可能,此时搅拌铲横杆可能是圆形,最好是还能旋转,或者,搅拌铲横杆前端近似为半圆形(为描述简单起见,就称半圆形)。这些特性是目前搅拌机从未有过的。
图9是本发明新型锅体和盛出烹调菜肴示意图,B点为锅体1底部的标识点,图9中包括:锅体1s,搅拌铲6s,搅拌铲辅助模块7s,搅拌铲旋转轴线61s,搅拌铲横杆613s,食物18s。
如图9所示盛菜示意图,通过锅体1s旋转倾倒结合搅拌铲6s拨动食物来盛菜。当锅体1s倾斜90°左右,菜肴18s依靠惯性滑向锅体1s边缘,一部分菜肴直接落入碗具172s中,剩下的菜肴依靠搅拌铲6s、7s绕转轴 61s转动带动横杆613s拨动,就可以将菜肴18s装入碗具172s中。显然洗锅水也能通过这种方式倒掉。
显然,可以将食物炒熟后再将锅体1s移到空碗上倾倒盛出食物。或者将锅体转移到废水槽处将洗锅水倒掉。但本发明的盛出食物和倒洗锅水的方式要简便的多。锅体1s的加热源可是天然气、电炉或电磁炉。采用曲面形状的电磁炉,炉面与锅体1s底部贴合。
归纳图6A~图6M、图7A~图7D、图8以及图9可见,本发明搅拌铲模块包括搅拌铲辅助模块7和协同翻炒搅拌铲6(也简称搅拌铲6),搅拌铲辅助模块7驱动搅拌铲转轴611,使得协同搅拌铲6绕搅拌铲模块(6,7) 轴线61旋转。搅拌铲6叶片竖杆折弯时,在折弯处也有一个轴线。搅拌铲 6横杆旋转时,也有一个横杆旋转轴线。本发明实例中,搅拌铲6横跨锅体两端,而这些轴线之间是互相平行的。在实际实例中,由于实现本发明搅拌铲的复杂性,存在搅拌铲辅助模块与协同搅拌铲模块互相渗透的情况,两者之间的边界存在一定程度的不确定,正如搅拌铲竖杆和搅拌铲横杆在某种程度上也不是严格界定一样。
在本发明实施例中,驱动装置优选电机,包括两类功能电机:一种是驱动搅拌铲旋转的电机,简称为搅拌铲模块旋转电机;另一种是驱动搅拌铲协同完成翻炒功能,简称搅拌铲翻炒电机。搅拌铲翻炒电机根据翻炒方案不同可进一步细化命名,例如,搅拌铲整体移动电机、搅拌铲竖杆伸缩电机、搅拌铲竖杆折弯电机和搅拌铲横杆旋转电机。由此可见,本发明搅拌铲原理上有两种独立运作的电机,这是本发明的一个非常重要的特征。
本发明的另一个特征是搅拌铲转轴的轴线61优选水平方向,尽管本发明搅拌铲模块(6,7)旋转轴线61小角度倾斜时优点依然存在。本发明搅拌铲是对分析图1A、图1B缺点后进行的改进,也是发明人对以前所发表专利CN2448232和CN1364436的继承与改进,不但解决了搅拌铲的问题,解决了烹调锅不用旋转仍然能满足家庭烹调机翻炒要求的问题,同时锅盖的开口能够堂堂正正地向上方以及“弯弓型”搅拌铲安装在锅体或锅盖上,十分便于向锅体内投料。由于锅体不用旋转,便于安装锅盖。锅体内也没有凸起的搅拌条块,不但锅体简洁,且需要人工盛出食物时很利索。倒出食物时,搅拌铲还能够给力地帮忙。
归纳图6A~图6M、图7A~图7D、图8以及图9还可见,本发明搅拌铲模块还很方便和高效地盛出食物,这主要得益于本发明锅体是搅拌铲旋转的包络线使得搅拌铲前端形状与锅体高度贴合、锅体能够旋转且旋转时与搅拌铲不打架、搅拌铲横跨锅体两端使得盛出食物高效便捷等因素。
图10A是本发明整体移动搅拌铲采用圆片密封转轴孔洞示意图。图10A 中包括:锅体1、锅盖2、搅拌铲6、搅拌铲辅助模块7、搅拌铲转轴611 以及搅拌铲旋转轴线61。对于转轴611(611a和611b)向外的搅拌铲6,当搅拌铲6在翻炒时整体平移时,搅拌铲还能够绕锅体中心垂直轴旋转,搅拌铲转轴611会产生一个孔洞6111。为了防止锅体中的水汽从孔洞6111中逸出,可采用密封板6112。密封板6112通常为圆盘状,搅拌铲转轴611 从密封板6112中穿过,当搅拌铲6整体移动时,带动密封板6112移动,但密封板6112始终堵住孔洞6111。
同时,外部的水7P或气7F以及外部的电信号7V可以通过搅拌铲6 的转轴输入到搅拌铲内。水或气从搅拌铲上的喷口601a/601b喷出。电信号则可以驱动搅拌铲6内的机电部件,以及供给搅拌铲6中的加热部件。值得关注的是搅拌铲模块处的喷口601a/601b,该处的喷口比搅拌铲竖杆及横杆处的喷口601a更容易实现。或者,将搅拌铲左端转轴611b与搅拌铲断开,搅拌铲6仅仅由右端转轴611a驱动,此时,左端转轴611b成为旋转喷头,能够清洗搅拌铲、锅体和锅盖等。
从图10A也可以顺便解释什么叫搅拌铲在锅体上、锅盖上或烹调机上。图5a的搅拌铲6,当锅盖关闭或锅体上下左右平移运动几毫米,搅拌铲6 并不跟随运动,因此认为搅拌铲6不是固定在锅盖上或锅体上,而是支撑或“生根”在烹调机上的,因此称图10A的搅拌铲是安装在烹调机上。值得注意的是,虽然搅拌铲6“生根”在烹调机上,但是搅拌铲辅助模块7是在锅体之外,这样避免了搅拌铲辅助模块被锅体内食物和油烟污染,而且搅拌铲模块不影响锅盖2的开闭,这是本发明搅拌铲6横跨锅体两端所获得的两个突出优点。
图10B~图10D为安装多个搅拌铲的烹调机示意图和搅拌铲安装在不同部件上示意图,图10B~图10D中,包括:锅体1,锅盖2,搅拌铲6,搅拌铲辅助模块7。
图10B中锅体1上安装两个搅拌铲系统6a/7a和6b/7b,搅拌铲旋转轴线分别为61a和61b,图中旋转轴线61a与61b垂直。
图10C为另一种安装多个搅拌铲的烹调机示意图,图中,锅体1上安装搅拌铲系统6c/7c,锅盖2上安装搅拌铲系统6d/7d,两个搅拌铲的旋转轴线分别为61c和61d,图中旋转轴线61c与61d垂直。
图10D为另一种双搅拌铲示意图,搅拌铲系统6a、7a以及搅拌铲系统 6b、7b相对安置在锅体1或锅盖2上,两者旋转轴线61a重合。为了保证两个搅拌铲工作时“不打架”,可以采取一系列规避工作模式,例如让一个搅拌铲,例如6a,紧贴在锅体1边缘,当另一个搅拌铲,例如6b,运行到搅拌铲6a附近时,借助搅拌铲6b离开锅体1表面,也就避开与搅拌铲6a相撞,同时为搅拌铲6a进行搅拌提供了畅通的通路。
图10D还显示利用传动装置协调与同步不同的搅拌铲示意图,驱动电机713旋转,通过联轴器7130带动皮带7131转动,驱动搅拌铲6b转动;同时,驱动电机713还驱动转轴7132旋转,带动皮带7133转动,带动搅拌铲6旋转。显然,可以采用同样的方式驱动同一个搅拌铲6的左右转轴同步转动,还为竖杆提供了两端支撑,为竖杆折弯或横杆旋转提供了良好的基础。
和/或,刚性连接件7131、7132、7133支撑不同的搅拌铲或某一个搅拌铲左右两端各种对应的转轴,使得不同搅拌铲同步运动或使得搅拌铲左右两端对应的转轴同步运动。刚性连接件7131、7132和7133既可以如图所示在锅体/锅盖外面,也能够安装在锅体/锅盖内部。需要同步的转轴包括如垂臂的转轴、搅拌铲转轴,以及后面图16中的搅拌铲竖杆折弯转轴和搅拌铲横杆旋转转轴。
双搅拌铲有助于提高炒菜机搅拌的速度,以适应一些需要快速搅拌菜肴的烹调。显然,可以采用超过两个搅拌铲,这些搅拌铲可以是不同的组合,如搅拌铲在锅体上或锅盖上,搅拌铲旋转轴线平行或旋转轴线空间正交。本发明充分考虑了多个搅拌铲的不同组合,这些组合都在本发明保护范围。
显然,可以通过锅体的整体移动来达到搅拌铲整体移动的效果,本发明将这种相对运动归到搅拌铲整体移动范畴,其权利要求包含到搅拌铲整体移动中。
图11A~图11N为本发明实施例提供的搅拌铲整体移动翻炒装置的示意图。锅体1,锅盖2,搅拌铲6(包括搅拌铲转轴611,搅拌铲转轴轴线61,搅拌铲竖杆612,搅拌铲横杆613),搅拌铲辅助模块7(搅拌铲辅助模块7 未画出,参见图10A~图10D等,包括一个或者一个以上直线运动装置708 垂直电机710,水平电机711,垂臂712,搅拌铲驱动电机713,搅拌铲横杆驱动电机714。旋转接头与导电滑环7PFV,水泵7P,风扇7F和电信号 7V。
图11A为一种基本型搅拌铲整体移动翻炒装置,搅拌铲翻炒过程参见图7A。水平电机711a或711b在锅体对称垂直轴线之上,不失一般性,在搅拌铲中心轴线61正上方位置,且水平电机711a/711b轴线198a/198b与搅拌铲轴线61平行。水平电机711a/711b转轴通过垂臂712/712a/712b与搅拌铲6a/6b相连,带动搅拌铲6a/6b整体移动。水平电机711a的位置在锅体高度一半的位置附近,这样,垂臂的长度是搅拌铲竖杆长度的一半。实际中,可以取±30%的偏离之内。为减少垂臂藏污,可将垂臂变成圆盘712a1,称为盘式垂臂,而垂臂712a称为杆式垂臂。图11E中的垂臂712也有杆式和盘式两种形式。
水平电机711b的位置也可以在更高一些的位置,例如在靠近锅盖2的顶部位置。
图11B中支撑装置28用来支撑搅拌铲辅助模块,支撑装置安装在烹调机、锅盖2或锅体1上,锅体参见图6B,为扩展形式。图11B给出一种比图11A更复杂的搅拌铲整体移动方式,也即搅拌铲绕锅体中心垂直轴199 旋转。例如,垂直电机710带动水平电机711绕锅体中心轴199旋转,水平电机711带动垂臂712a/712b摆动,带动搅拌铲驱动电机713以及搅拌铲6移动,搅拌铲驱动电机713驱动搅拌铲转轴611旋转,带动搅拌铲6旋转。在搅拌铲转轴611处还可以安装电机,通过“嵌套驱动”方式,使得搅拌铲竖杆折弯(折弯轴线62)或横杆613旋转。竖杆612可以在横杆613中间,也可以在横杆两端(未画出,见图11C图11D)。
搅拌铲辅助模块的垂臂也能够做成伸缩型如垂臂上部712a固定,垂臂下部712b伸缩。或者,做成垂臂折弯型。此时还需要增加一个驱动电机。
考虑锅体开口向上的情况。可以看见,上述搅拌铲辅助模块中的各种电机都在锅体开口平面102以及锅体开口向上的柱面区域103,因此,都存在受到锅体油烟和高温的侵扰的问题。
在图11C中,搅拌铲绕锅体199中心旋转、垂臂712a/712b的折弯电机 7121和搅拌铲竖杆612在横杆613两边。显然,也可以使得折弯电机7121 驱动搅拌铲6旋转(未画出,见图11D示意图),以替代搅拌铲旋转电机 713,或保留电机713,采用“嵌套驱动”结构,使得电机713能够驱动搅拌铲横杆613旋转。
在图11D中,折弯电机7121通过传动装置7122及7123,带动搅拌铲 6旋转,说明搅拌铲驱动电机713可以在不同位置,或者,搅拌铲驱动电机 713仍然在搅拌铲转轴处,通过“嵌套驱动”带动搅拌铲横杆613旋转。或者,在搅拌铲另一端转轴处安装搅拌铲横杆驱动电机714,驱动搅拌铲横杆 613旋转。为使得竖杆612a和612b完全同步以及能够更好受力,可通过横跨锅体两端的传动装置7131同步传动和支撑竖杆612a/612b。通过锅体外的传动装置同步驱动和支撑搅拌铲左右两端竖杆或两个交替工作的搅拌铲见图10D。
显然,如前面所述,横杆旋转可以看成竖杆折弯的特例,因此能够驱动横杆613旋转,也一定能够驱动搅拌铲竖杆612折弯或旋转。横杆旋转可视为竖杆折弯的特殊情况。
图11A~图11D为示意图,展示搅拌铲整体移动的各种方案,但搅拌铲辅助模块的驱动电机都受到油烟及高温影响。
在图11E中,搅拌铲辅助模块的电机在锅体与锅盖形成的封闭面之外,大大减轻了油烟/高温对电机的影响。水平电机711通过传动装置 7112/7113/7115带动转轴7116旋转并带动垂臂712旋转,传动装置7115带动搅拌铲驱动电机713旋转,通过“嵌套驱动”,上述电机713的转轴7132 驱动垂臂712中传动装置7134/7135/7136,驱动搅拌铲转轴611旋转,带动搅拌铲6旋转。
参照图6B和图3A~图3D,锅体的锅盖11也能够选取在其它位置,例如在轴线位置,此时锅体为滚筒形。
还可以把垂臂712做成圆盘状(图11E垂臂712及虚线部分,参考图 11A的盘式垂臂712a1),减少拐弯抹角的产生,达到减少藏污纳垢的目的,同时增强垂臂的强度。
图11A~图11E中包含能够转动的垂臂712,称为极坐标平移装置。
图11F的搅拌铲辅助模块由直线移动装置组成,称为直角坐标平移装置,直线运动装置和直角坐标构成可以参考图4A~图4G,Y轴平行于搅拌铲转轴的轴线,X—Z平面垂直于Y轴。当搅拌铲横跨锅体两端,直线运动装置709通过垂臂712带动搅拌铲驱动电机713和搅拌铲6整体移动,同时,搅拌铲驱动电机713驱动搅拌铲转轴611,使得搅拌铲绕轴线61旋转。
垂臂712也可以长度为零。几种具体的实例示意图参见图10A以及图 11I、图11J和图11K。最简单的整体移动是只有水平X方向平移或垂直Z 方向平移,此时直线运动装置只有一个。完成图6K的翻炒需要采用Y轴线的平移,此时需要三个直线运动装置构成三维直角坐标平移装置。图11F 还可以参考图11A~图11E的各种变形的移动装置和使得横杆旋转的移动装置。
图11G说明搅拌铲尺度小于锅体尺度时,可以采取搅拌铲沿搅拌铲转轴轴线平移的方式实现翻炒,而锅体是搅拌铲旋转所形成的包络面当锅体1 不采用搅拌铲旋转的包络面,搅拌铲6a可能会出现与锅体1打架。或许,搅拌铲旋转一个角度θ不失为一个解决方案,也即搅拌铲系统绕锅体中心的水平轴线(或某一个水平轴线)逐步抬升/转动(或下转)一个角度θ(或称摆动/转动一个角度θ),中心水平轴线垂直于搅拌铲自身旋转轴线。
结合图11G和图6K的直线错位式翻炒法,可以得到一种新的翻炒法,称为“变形直线错位翻炒法”,也就是在直线错位翻炒时(见图11N的轨迹),搅拌铲缓缓转动一个角度θ,以适应弯曲的锅体曲面。
图11H为利用锅盖2进行翻炒示意图,锅盖2装置22,安装在直线垂直运动装置709上,依靠锅盖2抬起一个角度β和/或垂直运动装置709将锅盖上下运动,带动搅拌铲6整体运动。
直角坐标整体移动还可以与极坐标整体移动结合起来,例如,水平电机安置在直角坐标移动装置的终端移动端,带动垂臂绕轴线旋转。但是,这样的组合使得搅拌铲辅助模块太复杂,通常不做考虑。
图11I是直角坐标整体移动装置,在水平直线运动装置709a的移动端安装垂直轴线移动装置709b,电机713驱动搅拌铲旋转,电机714驱动搅拌铲横杆旋转。
一种驱动“横杆铲”613旋转实施例如下:电机714随搅拌铲6旋转及移动,该电机转轴7141通过齿轮7142带动竖杆612内齿轮6121旋转,进而通过万向轴6122带动万向轴传动装置6123旋转,最终带动“横杆铲” 613旋转。也可以采用“嵌套驱动”装置来完成上述功能,见图11K实施例。
图11I还展示通过旋转接头和导电滑环7PFV将水7P/气7F/电7V通入到搅拌铲6中,水气从搅拌铲喷口601喷出。
图11J是极坐标驱动装置,水平电机711和垂臂712驱动电机713以及搅拌铲6整体移动,电机713通过转轴611a驱动搅拌铲旋转。电机714还可以通过其转轴7141驱动搅拌铲转轴611b中的传动装置,带动搅拌铲横杆613旋转。水平电机711还可以安装在轴线移动装置709上,但这样通常会过于复杂,实用困难。但是这些都在本发明保护范围。
图11K以图11H为参考图,让锅盖2参与到搅拌铲辅助模块中,也即搅拌铲6安装在锅盖2上,并利用锅盖的转动和上下移动带动搅拌铲整体移动。一个方案是搅拌铲横杆613不旋转,搅拌铲由电机驱动旋转。明驱动电机713a可以是在与转轴611a垂直的方向,通过传动装置761a进行传动。这使得搅拌铲辅助模块横向尺寸变小。
另一种方案是搅拌铲驱动电机713b和横杆驱动电机714通过“嵌套驱动”,驱动搅拌铲6旋转和横杆613旋转。
图11K还显示了搅拌铲6由直线移动装置709进行整体移动。
图11L是搅拌铲在锅体两端来回翻炒轨迹示意图,分别与图10B、图 10C和图10D对应。图11L显示的是两个互相垂直的搅拌铲,搅拌铲旋转轴线61a和61b。结合“R—L翻炒法”,可实现大部分烹调所需的翻炒,加上搅拌铲横杆旋转,就可以满足全部翻炒需求。当旋转单一方向翻炒,搅拌铲通常要求横跨锅体两端;当选择两个垂直方向翻炒,复杂度提高,但翻炒效果更好,搅拌铲也无需横跨锅体两端。对于整体移动的搅拌铲,其转轴轴线是不断变化的,图11L中将轴线设置在中间位置仅是作为示例性说明。
图11M是搅拌铲在锅体两端来回翻炒且搅拌铲绕锅体中心垂直转轴旋转的轨迹示意图,结合“R—L翻炒法”或“左—右”翻炒法,可实现大部分烹调所需的翻炒。依据图11M和图11I~图11K,可见还有一种搅拌铲系统的运动方式,也就是搅拌铲辅助模块带动搅拌铲沿锅体开口平面作圆周运动,同时搅拌铲进行翻炒运动。这种翻炒法的核心仍然是“左—右”翻炒法,称为“错位左—右翻炒法”或“旋转错位左—右翻炒法”。“旋转错位左—右翻炒法”也存在一些小变种,例如往复翻炒是并不是严格通过锅体中心(如图11P2),而是略微偏离一些。或者去程翻炒,回程不翻炒,因为回程不翻炒,因此这种翻炒的效率低一些,而且需要旋转一周才能完成一遍翻炒;相比之下,往返都翻炒,只用旋转半周就可以翻炒一遍。这些小变形都在“旋转错位左—右翻炒法”的范围。
图11N是图11K情况下,搅拌铲在锅体两端翻炒且搅拌铲沿转轴轴线 61平移的轨迹示意图,结合“R—L翻炒法”,可实现大部分烹调所需的翻炒。对搅拌器整体平移,搅拌器转轴轴线61是不断变化的,图11L将轴线设置于中间位置仅是作为示例性说明。这种翻炒法的核心仍然是“左—右”翻炒法,也是“错位左—右翻炒法”的一种,称为“直线错位左—右翻炒法”。
图11O是图11G示意图中搅拌铲轨迹示意图,搅拌铲一边往复翻炒,一边偏移和倾斜,形成弧线翻炒轨迹,该轨迹与地球磁场相似,简称“地球磁场式左-右翻炒”。图11P1是图11L、图11M和图11N的补充,也就是将食物划散。大部分现有烹调机采用图2F的方式进行翻炒、搅拌和划散,这种方式是离心方式,将食物抛向锅体边缘。同时食物在搅拌铲的上方。图11P1是将搅拌铲置于食物上方,通过前后、左右、斜上/斜下、圆圈和一些随机运动,将食物划散。这种划散方式能够更好地控制食物的运动。
图11P2是图11M的修正形式之一,也即搅拌铲以略微偏离锅体中心的方式进行旋转翻炒,简称为“旋转偏心式左-右翻炒”。因为搅拌铲有一定宽度,因此,锅体中心处的食物也是能够被翻炒到。图11M还有一些小的修正,例如搅拌铲从一端向另一端翻炒,回程时不翻炒,只是单程翻炒,然后旋转一个角度再单程翻炒,只到翻炒一周。这些小的修改不改变图11M 的翻炒实质,都在图11M的权利要求范围。
图11P3是对图7(特别是图7D)和图11L、图11M、图11N和图11O 的补充说明,以竖杆折弯的搅拌铲系统(参考图12搅拌铲)为例,锅体1,搅拌铲系统6的转轴61,竖杆折弯转轴612h,横杆旋转转轴613h。初始时横杆铲6131位于锅体边缘向锅体中心运动,将食物181推向锅体中心,经过一段距离运行,搅拌铲6131a到达锅体中心附近,一部分食物182被装入搅拌铲6131a内,搅拌铲6131a继续前行,并且搅拌铲竖杆配合折弯使得搅拌铲逐步脱离锅体表面。此时,搅拌铲有三种翻倒食物的方式:
一是搅拌铲6131b作大幅度向后旋转,例如选择超过180°,将食物 182抛向后方(以运动方向为参考),或搅拌铲竖杆转轴612h大幅度转动,将食物182抛向后方。这种翻炒方式最符合人们对翻炒的直观想象,其优点是翻炒最彻底,翻炒后食物散播面积最大。其缺点是食物散播面积太大,具有较大不确定性,增加了后续翻炒不确定性,因此也就增加了后续翻炒的难度。同时,食物也容易缠绕在搅拌铲转轴613h上或缠绕在竖杆转轴612h 上。这种方式简称“后抛式”。
第二种翻炒是搅拌铲6131c向下倾斜,使得食物183向运动方向的前方倾倒,这样,锅体内食物大部分偏向锅体中心点左侧(运动方向前方),简称为“前抛式”。或者采用类似“滚雪球”的方式翻卷食物,简称为“滚雪球式”。下次做一次反向翻炒(如图11L),就可以使得大部分食物偏向锅体中心点右侧,待翻炒完成,将食物推到锅体中心点即可;或者,像图11M 那样做旋转式翻炒,这样,既能翻炒食物,又始终将食物停在锅体中心附近。
第三种翻炒是搅拌铲沿竖杆延伸方向转轴6z6旋转,将食物翻倒在锅体中。为了将食物翻倒在靠锅体中心一侧,搅拌铲可以采用图11P2中偏心的方式。参见图11P中的图示和说明。简称为“侧抛式”,典型应用如图11O。
搅拌铲既可以是非对称的,也即只有搅拌铲6131,也能够是对称的,也即还有搅拌铲6132,见图12说明。图11Q是对图11L、图11M、图11N、图11O,图11P1、图11P2、图11P3以及图6M的另一种机械结构实例示意图。锅体1。机械臂6结合搅拌铲613形成搅拌铲系统,其基座转轴(简称基座)611能够实现水平旋转,轴线6z1。机械臂由多段构成,以图11Q为例,机械臂由三段6121/6122/6123组成,其中第三段6123和搅拌铲铲刀613 相连。注意,搅拌铲613还能够绕其轴线6124旋转以翻倒食物,或在往复翻炒过程中不断以180°翻转调整搅拌铲613的姿态,使得铲刀613的正面与运动方向一致(需要说明的是,铲刀的背面与运动方向一致也是可以翻炒的)。
基座旋转一周或半周,即可完成对锅体内食物的全方位翻炒。
若搅拌铲系统转轴611位置固定不动或称为机械臂基座不动,则典型的锅体1为柱面,搅拌铲运动轨迹如图11L。若搅拌铲系统转轴611位置绕环形轨道611h运动,则典型的锅体1为碗状,搅拌铲运动轨迹如图11M。若搅拌铲系统转轴611位置沿直线运动,则典型的锅体1为柱状,搅拌铲运动轨迹如图11N或图11O。采用功能比较齐备的机械臂,例如本图11Q的六轴的机械臂,则机械臂基座不动也能够实现图11L~图11P的所有翻炒,锅体为柱状或碗状。相比之下,实现图11L则只需要三轴,难度大大降低。
翻炒的基础动作是“R-L翻炒法”或者称为“左-右翻炒法”(或将“R-L 翻炒法”称为“往-复翻炒法”),以及各种变形如“旋转错位左—右翻炒法”、“旋转偏心式左-右翻炒法”、“地球磁场式左-右翻炒法”以及“直线错位左—右翻炒法”,见图11L、图11M、图11N和图11O的翻炒模式。搅拌铲的翻炒还包含图11P1的划散和图11P2的偏心翻炒。显然,还可以采用以上翻炒方法的组合。
搅拌铲系统绕锅体平面作整体旋转运动或直线运动或一般的移动。搅拌铲系统还可以固定在一个圆环611d上,圆环下安装支撑轴承611e。圆环 611d作圆周运动,带动搅拌铲系统6作环状运动,可以采用齿轮611c与圆环上齿轮啮合,带动圆环611d旋转,从而带动机械臂6及搅拌铲613作环形旋转。圆环和锅体1的开口还能够进行无缝对接,成为锅体的一部分。所述圆环最少只用旋转180°,就可以完成图11M的整体旋转翻炒。当机械臂6绕锅体1圆周运动,还能够对锅体两端投料盒A1a/A1b进行翻炒。更一般地,可以设计运动机构,使得基座611能够锅体1周围移动,带动机械臂6整体移动,实现对锅体1、投料盒A1a/A1b的翻炒。为了充分利用机械臂6的潜能,可以将铲刀613、滤网A22之类的常用烹调用具放置在固定位置,机械臂前端有握持夹具或机械手,能够分别拾取所述常用烹调工具,工作范围能够到达锅体和/或投料盒,工作完成后将烹调工具放回原处。
通常,机械臂包含三截及三节以上运动臂,运动臂之间由关节连接。机械臂和运动臂能够旋转,例如,基座转轴611绕垂直轴线6z1旋转,带动整个机械臂6机械臂水平旋转,运动臂6121能够绕水平轴线6z2旋转,并带动后续运动臂绕运动臂伸展方向轴线6z3旋转,运动臂之间的连接关节6z4和6z5能够旋转,铲刀能够以伸展方向轴线6z6旋转。因此,多轴(如图例的6轴)机械臂通过旋转组合,使得机械臂底座611固定在某个位置,即可完成左-右翻炒或旋转错位式左-右翻炒或直线错位式左-右翻炒。此时,锅体及可以是圆柱体,也可以是碗状体。
从图11P也可以看出,搅拌铲613有两个互相垂直的旋转轴,一个是垂直手柄的旋转轴6z5,另一个是沿搅拌铲手柄方向的旋转轴6z6。
翻炒的基本动作依然是“R-L翻炒法”,也可称为左-右翻炒法或“往- 复翻炒法”,包括其变形“旋转错位R-L翻炒法”和“直线平移R-L翻炒法”。本发明的这些翻炒法,使得无需复杂的视觉识别即可实现良好的翻炒,如同无需视觉识别的洗衣机,从而较好地解决了复杂的翻炒问题。
以上所有翻炒方式都可以对食物进行划散。划散时,搅拌铲不必贴近锅体边缘无食物处,搅拌铲从食物上方逐渐接触到食物,然后进行左-右划散或随机运动划散即可。划散可以使得锅体内某一局部的食物更加均匀。
图12A~图12E是几种改进型搅拌铲示意图。
图12A是一种改进型搅拌铲的侧视图,搅拌铲6,搅拌铲转轴611a/611b,旋转轴线61,搅拌铲竖杆612,搅拌铲横杆613,竖杆和横杆分界点K1、 J1,搅拌铲喷口601。
搅拌铲6的横杆旋转或竖杆折弯还可以通过旋转装置605实现,当旋转装置605在横杆613上,可以带动横杆613绕对称轴线603旋转。当旋转装置605在竖杆612处,可以使得竖杆折弯或旋转(本发明将折弯和旋转视为同一概念),竖杆折弯或旋转的轴线603。当搅拌铲6左右对称时,对称轴线603与搅拌铲旋转轴线61平行。旋转装置605可以通过电动机或气动机直接驱动,电源或压缩空气从搅拌铲转轴611处的旋转接头导入。或者是通过搅拌铲转轴611传动进来的皮带轮或齿轮进行驱动,其原理参照图10的方案。在后续的说明中将看到,搅拌铲6的折弯可细分为搅拌铲竖杆612折弯和搅拌铲横杆613的旋转。为避免出现过多的组合,在一些没有特殊说明的场合,本发明将折弯和旋转可当作同一个概念,并将搅拌铲竖杆612折弯和搅拌铲横杆613的旋转都划分到搅拌铲竖杆折弯,因为搅拌铲横杆折弯或旋转可以当作竖杆折弯或旋转的特例。如果搅拌铲既有竖杆612折弯、又有横杆613旋转,则可当作搅拌铲竖杆612二次折弯或旋转。实际上搅拌铲横杆折弯或旋转可以出现在所有类型的搅拌铲中(例如搅拌铲整体移动加搅拌铲横杆旋转;搅拌铲竖杆伸缩加搅拌铲横杆旋转等),而且可以采用电机或气动机直接驱动。因为这个原因,所以在图7中单独进行说明,以示强调,表明这些方案都在本发明范围之内。由于搅拌铲的竖杆和搅拌铲横杆都属于搅拌铲叶片,因此搅拌铲竖杆折弯或旋转、搅拌横杆的旋转或折弯都可以归到搅拌铲叶片的折弯或旋转,包含多次折弯或旋转。搅拌铲叶片折弯或旋转除了完成翻炒这一重要功能外,还可以将粘连在搅拌铲叶片上的食物甩下来。
搅拌铲6外边缘安装软性材料666a,进一步,可将材料的边缘做成几排锯齿状,每排之间互相交错,使得烹调原料无法通过锯齿的缝隙,但是液态油水不会被搅拌铲6完全带走,保证锅体1表面湿润。
图12B和图12C是一种较大改进型搅拌铲的顶视图和侧视图,锅体1,搅拌铲转轴61。搅拌铲包括竖杆和横杆,在搅拌铲横杆处或横杆附近,加装类似搅拌铲状“横杆铲”。若搅拌铲竖杆在两端,其转轴为611a/611b,竖杆为612a/612b;若搅拌铲竖杆在中间,竖杆为612ab。搅拌铲的横杆换成“横杆铲”后,为形象以及区别起见,将这种搅拌铲称为“搅拌铲”。
从侧视图12C可见,“横杆铲”与竖杆交界处与竖杆近乎垂直,其角度类似“锄头”形状,并不需要很严格的角度。从顶视图12B可见,“搅拌铲”为拉宽的锅铲形状,中间包括一个薄片6131,两边有微微凸起的边棱6132 和微微凸起的中间弧形边棱6133。边棱或折边能汇聚食物以及提高“横杆铲”的强度。“搅拌铲”除了具备搅拌铲功能,兼具有类似搅拌铲的功能,能够将食物铲起来,横杆宽度增加了,可减少食物缠绕。特别是结合使用搅拌铲“R—L”翻炒法,烹调食物更不易缠绕在搅拌铲或“搅拌铲”上。“横杆铲”前端的P点类似于图7A中搅拌铲前端P点,依然可以完成“R —L翻炒法”,且因为“横杆铲”为薄片,翻炒效果更好。
“横杆铲”6131/6132可以做成以搅拌铲竖杆镜像对称的形式,如图12C 的虚线“横杆铲”6131/6132。
在竖杆上,例如竖杆的折弯处,可以安装具有一定回弹功能的转轴 612h。在“横杆铲”上也可以安装具有一定回弹功能的转轴613h。这样,可以消除加工/装配/操作公差,使得“横杆铲”前端可以贴合到锅体上而不至于卡住或损坏。或者采用一种偏向设计,将具有回弹功能的“横杆铲”的平衡位置从垂直于竖杆的位置向贴近锅体方向偏移一个θ角度,见图 12C。
类似于图12A,可以增加旋转装置605,驱动“横杆铲”旋转(或驱动竖杆折弯,结合图16)。驱动旋转范围大于180°,可将食物翻转过来,增加一种翻炒方式。“横杆铲”一般可实现360°旋转。驱动的动力既可以在“横杆铲”内(例如安装电机),也可以在竖杆中或通过竖杆传递,见图11A~图11N中各种方案,特别是采用“嵌套驱动”方案。增加了电驱动的“横杆铲”其转轴613h依然可以在转轴处增加回弹装置,或者“横杆铲”的转轴612h1在回弹装置613h附近。需要强调的是,本发明搅拌铲(或搅拌铲) 结合本发明的R—L翻炒方法就可以达到良好的烹饪翻炒效果,而不必非要搅拌铲横杆613能够翻转。横杆613翻转只是使得翻炒更加灵活,但难度与成本都会增加。
竖杆612a/612b既可以在“横杆铲”外侧(如图12C),也可以在内侧。可利用边棱6133起拒止作用:竖杆在内侧,将中间边棱6133(图12C)向后倾斜,当“横杆铲”旋转一定的角度后因边棱6133碰到竖杆612而不能继续旋转。为了限制“搅拌铲”活动范围,本领域技术人员结合本发明实施例,也可以安装其他拒止装置,此处不再细述。边棱向后倾斜还有助于增加“搅拌铲”的面积(在不影响投料的前提下),以及使得“搅拌铲”更容易被清洗。
总结图6~图12。传统的烹调使用搅拌铲,搅拌铲比锅体尺度小很多,搅拌铲与锅体也无形状上的严格对应关系。为了使达到均匀受热,首先要通过搅拌铲将食物翻过来,把下面加热的食物翻上去以避免食物烧糊,把上面未加热的食物翻下去,使得接触锅体加热。还要充分搅拌,把中间的食物与上下层食物进行混合。其次还要从锅的四面八方进行翻炒,保证每一处食物都能得到翻炒,并且把漏在锅体边缘的食物聚集到锅体中间。第三要将缠绕在搅拌铲上的食物弄下来。因此。这个过程非常复杂,需要借助视觉识别,采用机器视觉和机械装置来实现翻炒都非常困难,这也就是目前性能优良的家用智能烹调迟迟未能推出的根本原因。
从图6~图12还可见,首先,采用本发明搅拌铲和翻炒方法,对于大部分烹调,即可完成食物的翻炒而无需将食物底朝天完全翻过来,典型的翻炒的轨迹见图8,图8中“横杆铲”翻转角度小于180°。搅拌铲本身具有将食物搅拌均匀的特点,本发明的搅拌铲还可以保证搅拌时食物保持在锅体底部附近,且本发明搅拌的轨迹曲线十分丰富,保证搅拌均匀且能够满足不同烹调品种和份量的要求。其次,本发明可以将三维问题简化为一维问题,搅拌铲只作一来一去的搅拌,使得搅拌问题大大简化。第三,本发明的R—L搅拌方式无需将食物翻过来,可避免食物缠绕在搅拌铲上。第四,针对不同菜品和份量有专门的炒菜程序,实现优化翻炒。利用本专利可以实现不同形式的智能烹调机。
图12D、图12E和图12F中图12D“横杆铲”对搅拌铲竖杆对称,图 12E为“横杆铲”偏向一边,为非对称,图12F显示搅拌面6131的形状与锅体1的关系。图12D、图12E和图12F显示,搅拌铲边缘的曲线6131b: 6131b1/6131b2应该与锅体表面吻合,搅拌铲的铲面6131的曲线6131a也应该和锅体表面吻合,也就是与6131b:6131b1/6131b2吻合。当搅拌铲要铲起食物时,搅拌铲面6131须和锅体1的曲面吻合,当搅拌铲拨动食物进行,则需要用到搅拌铲的前边缘6131b:6131b1/6131b2与锅体接触。特别是对于图12E这样的非对称搅拌铲,当采用“左-右翻炒法”时,其回程须搅拌铲边缘6131b回拨食物,因此搅拌铲边缘6131b的曲线必须与锅体1 表面吻合。
还需要说明的是,根据图6L和图6M的概念扩展,搅拌铲的竖杆可以类比机械臂,“横杆铲”则可以类比为铲刀,在翻炒食物这个特殊场景,为避免机械臂占用太多的锅体空间,或者为尽量减少机械臂受锅体油烟污染的部件数量,或者为避免电机主要部件脆弱的部件不受潮热的影响,将机械臂一部分动力装置放在锅体之外污染不到的地方,因此机械臂也可以设立机械臂辅助模块。机械臂手握的铲刀,包括铲刀头和铲刀柄,铲刀柄的长度最短可以为零。
在本发明实施例中,所述搅拌铲包括搅拌铲竖杆和搅拌铲横杆,包含具有电动功能机构的搅拌铲竖杆称为竖杆模块,包含具有电动功能机构的搅拌铲横杆称为横杆模块,此时,所述搅拌铲包括竖杆模块和横杆模块,所述搅拌铲称为搅拌铲模块或简称搅拌铲,所述搅拌铲辅助模块用于完成翻炒功能;和/或,
所述机械臂握持铲刀,或者,所述机械臂与铲刀结合形成搅拌铲系统,机械臂中中还包括垂臂,垂臂的最小长度为零。
搅拌铲系统=搅拌铲辅助模块+搅拌铲=搅拌铲辅助模块+搅拌铲竖杆+ 搅拌铲横杆=机械臂+铲刀,因此,机械臂+铲刀=搅拌铲系统。当搅拌铲上附加电动装置后,搅拌铲和该电动装置和称为搅拌铲模块或复合搅拌铲。
图13是本发明搅拌铲系统组成烹调锅系统8的示意图,图13A为锅体开口平面与搅拌铲转轴平行情况,图13B为锅体开口平面与搅拌铲垂直的情况,锅体开口平面与搅拌铲的其它情况处于图13A和图13B之间,因此我们只有考虑这两种差别最大的情况。根据图2A~图2F的分析可知,图13A 明显优于图13B,因此以图13A示意图进行重点讨论,凡是通用的结论都适合图13B。
如图13A所示,包括:锅体1,锅盖2或锅盖11,锅盖2用于锅体开口平面平行于搅拌铲的情况,锅盖11用于锅体开口平面垂直于搅拌铲的情况,详细见图6B和图2A~图2F。搅拌铲6、7,搅拌铲6绕轴线61旋转。水泵(或水)7P,气泵(或气)7F,电信号7V,搅拌铲转轴611,锅体转轴103 和导电滑环104。搅拌铲喷口601。
水泵7P和气泵7F通过搅拌铲辅助模块7与锅体1进行水、气交换,为描述简单起见,也将7P和7F代表高温水和气。水7P和气7F通过搅拌铲辅助模块7与搅拌铲转轴611相通,并通过搅拌铲转轴611进入搅拌铲6,然后从一系列喷口601喷出。当然也可以逆向抽吸,也即流体从喷口601 吸入(如洗米水),然后经过搅拌铲6、搅拌铲转轴611和搅拌铲辅助模块7送出锅体1。
电信号7V包括电源和控制信号,通过搅拌铲辅助模块7到搅拌铲6。
锅体1底部安装有加热模块101。
锅盖2上有锅盖综合模块2s,包括:顶部加热模块2TH、流体原料投放模块3T、空气交换模块3f和旋转喷头31。
顶部加热模块2TH安装在锅盖2上,当加热选择发热管、光波、红外等辐射型热源时,烹调机兼有烧烤功能,有助于制作需要烧烤烹制的西餐。顶部加热模块2TH也包含微波加热器,提供一种新的加热方式。
一部分流体原料投放模块3T可放在锅盖2上,流体烹调原料可以由泵机投放到锅体1内。例如,流体投料口301、302、303、304可分别投放水、食用油脂、酱油、醋等流体。流体原料投放模块3T有旋转喷头31可以清洗锅体1、锅盖2和搅拌铲6、7。
空气交换模块3f可将锅体1、锅盖2内油烟排出或向锅体/锅盖内送入新鲜空气,刺破锅体/锅盖内泡沫以防止泡沫变大溢出。锅体内油烟经过空气交换模块3f抽取、过滤后排走或重新送入锅体内。旋转喷头31可以清洗锅体1和锅盖2内的所有部件,并能用多个旋转喷头31的方式自我清洗。有关旋转喷头31可参阅本发明的相关关联专利。
锅体1上安装喷口305,可以投放烹调原料,或者用于清洗搅拌铲,或者用于锅体内外空气交流,避免泡沫。
锅体上加装防溢水孔306,显然,防溢水孔需连接管道,以避免溢水乱流,通常是将溢水导向盛水槽或下水道或锅体外。在防溢水孔/管道上还需安装阀门以防炒菜机炒菜时或电饭煲煮饭时非正常泄漏,重点是防止气体的非正常泄漏。显然,锅体上可以加装多处防溢孔。
不规则的烹调原料142由多个投料机14进行投料,投料机14优选分列锅体1两侧,如14a和14b,但也可以选择在锅体1四周相邻放置。投料盒141开口向上,方便将烹调原料142放入投料盒141。投料盒141与多联杆143相连,通过多连杆143转动将投料盒141倒扣在锅体1内,使得投料盒141中的烹调原料142投入锅体1。不规则烹调原料也能够通过锅盖上的料盒14K投入锅体,参见图3E/图3F。
锅体1有旋转轴承103和导电滑环模块104,保证锅体1底部加热器 101的加热功率和控制信号102不受锅体1转动的影响。锅体1转动有多种方式,显然,可以利用电机直接驱动锅体,考虑到在驱动锅体旋转时为搅拌铲翻炒留出空间,还需要考虑其他驱动锅体方式,例如通过电机105驱动传动装置106(如齿轮),由传动装置106驱动锅体1转轴103,使得锅体1旋转。或者,由电机107驱动传动装置108(齿轮),传动装置108驱动锅体1上的传动装置109(如齿轮),从而带动锅体1旋转。类似的方法也适用于图2A~图2F的锅体驱动。
图13B,如前面所述,是图13A中采用锅盖11的情况(参考图6B和图2A~图2F),给出图13B是为了更加直观。锅体1连同搅拌铲6和搅拌铲辅助模块7能够绕锅体转轴21转动。搅拌铲绕轴线61旋转。支撑物102 一端安装在烹调机上,一端支撑轴承212,转轴21安装在轴承212内,其轴线211。可选择地,水泵7P、气泵7F和电信号7V可以通过转轴21与锅体/搅拌铲相通。如专利号CN2448232和CN1364436中所述,锅体还可以旋转,这也在本发明保护之列。锅盖2上的综合系统2s和投料装置14k、投料装置14a/14b都与图13A相同。锅体绕转轴21旋转,开口朝上时可以投料,开口朝下时可以盛菜,锅体倾斜时可以炒菜。
图14A、图14B是本发明智能烹调机组成及布局示意图。烹调机包括:烹调锅系统8、控制系统9和盛菜辅助系统17。
图14A为是本发明智能烹调机顶面示意图。锅盖2上有锅盖综合单元 2s。多个不规则烹调原料投料机14a、14b、14c分列在锅体两侧和前端。不规则烹调原料投料机14可以有多个,主要可投放诸如肉类、蔬菜类、瓜果类、面食类等烹调食材,或者半固态半液体食材如酱料,甚至包括高汤之类食材,但水、酱油、醋、食用油等常用标准化液态食材通常采用其它更便捷的方式投放。不规则烹调原料投料机14的概念可以扩展,也即范围扩充到向烹调锅1中投放食材(通常不包括水、酱油、食用油等标准化流体) 的投料机。
锅盖2优选向后打开,也可以侧开。
在烹调机前端是操作单元9,该单元包括物联网条码、二维码或电子标签识别单元91和手持式物联网条码、二维码或电子标签识别器92,能够识别菜肴的名称或编码,显示窗口93能够显示烹调的状况和进程,显示内容 95所示例子,例如显示烹调菜名“西蓝花炒虾仁”。
按键94代表各种手动操作,例如烹调机电源的开闭、读取菜肴编码、加热启动和停止,加热时长和加热功率大小、开闭锅盖、分时投料、按不同频率和幅度的搅拌铲翻炒、过滤食物、盛出食物、洗锅、倒出锅体内废水和排出残渣,等等。此处仅仅以按键作为各类手工操作的代表,其它如操作杆、转盘,都可以当作手动控制的工具,只要是通过手动操作,可以完成菜肴的烹制就行。考虑到烹调机在一段时间内与可能与家庭中的普通炒锅并存,此时,用户有四个选择:采用智能烹调机自动做菜、采用传统的炒锅做菜、用智能烹调机的锅体人工做菜(智能烹调机相当于电磁炉和电磁炉炒锅)以及通过手动按钮操作智能烹调机做菜。为了便于手工操作炒菜,在锅盖上设置观察窗口2w。
其它如微电脑中央处理器MCU,负责智能控制工作。互联网接入模块 internet,使得烹调机能够通过无线或有线接入到互联网中。
图14B是由本发明烹调锅为核心组成的智能烹调机正面示意图。图14A 中引入了图11A的烹调锅系统8:锅体1底部有加热模块101,锅盖2上有锅盖综合单元2s,投料装置14k,搅拌铲6和7能对锅体1内烹调原料进行翻炒,水7P、气7F和电信号7V通过搅拌铲辅助模块7送到搅拌铲6,不规则烹调原料投放装置14b、14a等优选分列烹调机左右两侧,也可以在锅体1周边相邻放置。锅体1上有加热器101。驱动电机105或107分别通过传动机构106、108驱动锅体转轴103、109,使得锅体1旋转。导电滑环 104能够将电信号传递到锅体1。锅盖2根据需要进行打开或关闭。搅拌铲 6结合搅拌铲辅助单元7形成新型搅拌铲,能够翻炒食物。
盛菜系统17可参照图9:通过锅体1倾斜,并结合搅拌铲6推送将食物倒出。其下漏斗形汇聚板171使得食物聚拢落入下面的碗具172。碗具172放在碗具载台(或称为腕托)173上并与滑台174相连,滑台由蜗杆175 驱动。盛菜完毕,滑台174向前运动,带动载台173将盛好菜肴的碗具172 送出。
盛水盒或盛水槽或储水槽或废水槽176用来盛接、过滤和排走废水或洗锅水,这些废水可以通过倾倒锅体的方式倒出,或者是不慎从盛菜系统的碗具中漏出的,或者是其它途径来的废水。盛水槽底部漏斗形状1171可将废水汇聚到滤网1772以便滤除较大颗粒,并通过排水口177排走。排水口可以垂直向下,也可以是横向方向。一些细节可参考厨房洗菜盆或洗碗机的设计,例如滤网可做成筒状并便于拉出来倒出垃圾。
图15为一种新型烹调机,主要用作复杂形式的炒菜机、电饭煲、面包机、豆浆机等。烹调机由锅体1、锅盖2、顶部加热系统2TH、本发明搅拌铲6、本发明搅拌铲辅助模块7、加热器101、米或面粉投料机10、锅盖料盒投料机14k,各种复杂形式投料机14、底部漏喷系统508、顶部旋喷系统 3和锅体侧面旋喷系统4组成。有关底部漏喷系统508、顶部旋喷系统3、锅体侧面旋喷系统4和“米/面粉投料机”10,可参见本发明人相关专利。水7P、气7F和电信号7V可通过搅拌铲辅助模块7抵达搅拌铲6,其中水 7P、气7F和搅拌铲6喷口601相通,可以完成锅体1内外的水、气交换。
各种形式的投料机14具有不同的形式,例如投放不规则食物时采用图 13A、图13B和图14A、图14B中提到的料盒加多连杆投放系统14a、14b,或简称料盒系统。
图15新型烹调机作为电饭煲时,投米机10可自动将米投放到锅体1 中,搅拌铲6和辅助搅拌铲模块7可完成洗米,底部漏喷系统508可以将米洗净并排走洗米水,在加热器101煮饭过程中,搅拌铲6可以进行搅拌以增加米饭口感。最后搅拌铲6、底部漏喷系统508、顶部旋喷系统3和侧面旋喷系统4可以共同将锅体1和锅盖2以及清洗系统本身清洗干净。
图15新型烹调机作为面包机时,投面机10可自动将面粉投放到锅体1 中,搅拌铲6和辅助搅拌铲模块7可完成和面,底部加热器101和顶部加热系统2TH可烘烤面包。最后搅拌铲6、底部漏喷系统508、顶部旋喷系统 3和侧面旋喷系统4可以共同将锅体1和锅盖2以及清洗系统本身清洗干净。
有关底部漏喷系统508、顶部旋喷系统3和侧面旋喷系统4可参阅本发明相关关联专利。
图16A~图16F为本发明实施例提供的另一种搅拌铲整体移动翻炒装置示意图。锅体1,锅盖2,搅拌铲6,包括搅拌铲转轴611,搅拌铲转轴轴线61,搅拌铲竖杆612(包括杆状竖杆上杆612ag、杆状竖杆下杆612bg,盘状竖杆上杆612ap、盘状竖杆下杆612bp,竖杆折弯轴线62),搅拌铲横杆613,搅拌铲喷口601。搅拌铲辅助模块,包括搅拌铲驱动电机731,搅拌铲竖杆折弯电机/横杆驱动电机735,搅拌铲竖杆伸缩电机725,横杆驱动电机733,进行传动装置(皮带传动和蜗杆传动),旋转接头与导电滑环7pfc。加热装置101。水泵7P、风扇7F和电信号7V。
图16A为一种基本型搅拌铲竖杆折弯翻炒装置,称为搅拌铲杆状竖杆折弯装置,因为搅拌铲的竖杆的上杆原理上为杆的形状。该搅拌铲的翻炒过程参见图7C。搅拌铲驱动电机731a/731b旋转,通过皮带传动装置 732a/732b、733a/733b、734a/734b,驱动搅拌铲6的转轴611a/611b旋转,带动搅拌铲6绕自身转轴61旋转。搅拌铲6的竖杆在轴线62a处折弯,将搅拌铲竖杆分成上下两部分,上部分称为搅拌铲竖杆上杆612ag1/612ag2和搅拌铲竖杆下杆612bg1/612bg2。搅拌铲横杆613。
搅拌铲驱动电机631a/631b在驱动搅拌铲转轴611a/611b旋转时,通过连接装置611af/611bf带动搅拌铲折弯电机735a/735b绕搅拌铲轴线61同步旋转。折弯电机735a/735b的转轴旋转,带动传动装置如转轴736a/736b、 737a/737b、738a/738b旋转(该传动装置736a/736b、737a/737b、738a/738b 在搅拌铲转轴611a/611b和搅拌铲竖杆612ag1/612ag2内部),进而带动搅拌铲竖杆转轴639a/639b旋转,最终带动搅拌铲竖杆下杆612bg1/612bg2和搅拌铲横杆613旋转。图16A中,机械传动装置736a/736b为转轴,穿过皮带轮734a/734b,传动装置736a、737a、738a组成皮带传动系统,传动装置 736b、737b、738b组成螺杆传动系统。
通过连接装置611af/611bf带动搅拌铲折弯电机735a/735b绕搅拌铲轴线61同步旋转,可以使得搅拌铲竖杆折弯变得容易控制,缺点是折弯电机 735a/735b跟随旋转。同步旋转并非必须,但控制复杂度和精确度大大提高,例如,此时,当搅拌铲旋转而无需搅拌铲竖杆折弯时,搅拌铲折弯电机转轴可以通过伴随搅拌铲转轴旋转来抵消搅拌铲旋转带来的影响。
参考图5A~图5C可见,图16A中搅拌铲6绕自身转轴旋转和搅拌铲竖杆折弯为“嵌套结构”,折弯传动装置(例如折弯转轴736)在搅拌铲转轴611内。同理,也可以实现另一种结构,也就是搅拌铲转轴611在折弯装置736之内(该结构未画出)。通过图10D可知,搅拌铲6绕自身转轴旋转和搅拌铲竖杆折弯也可以用非“嵌套结构”实现,也就是在搅拌铲A转轴处,使用搅拌铲驱动电机驱动搅拌铲一端(为叙述方便称为A端)的转轴旋转,利用同步驱动装置,同步驱动搅拌铲另一端(为叙述方便称为B 端)的转轴旋转,然后通过搅拌铲B端转轴,驱动搅拌铲竖杆折弯。显然,也可以在搅拌铲A端,通过“嵌套结构”和同步驱动装置,驱动搅拌铲旋转和竖杆折弯,然后在搅拌铲B端,驱动搅拌铲横杆旋转。这些,将在后续进行说明。
有一个小细节。图16A的右边,搅拌铲竖杆上杆612ag1和搅拌铲竖杆下杆612bg1在一条直线上,此时,搅拌铲竖杆下杆612bg1的折弯角度难以达到360°。图16A的左边,搅拌铲竖杆上杆612ag2和搅拌铲竖杆下杆 612bg2错开,此时,搅拌铲竖杆下杆612bg2的折弯角度可达360°。为此,锅体或锅盖鼓出了一块720。搅拌铲竖杆错开结构,为搅拌铲竖杆上杆演变为盘状奠定基础(尽管搅拌铲竖杆在直线上时搅拌铲竖杆上杆也能够变成盘状,但更加剧限制搅拌铲竖杆下杆的活动范围)。
图16B为搅拌铲喷水或喷气示意图。搅拌铲绕自身转轴旋转和搅拌铲竖杆折弯的原理与图16A完全相同。搅拌铲驱动电机731b旋转,通过皮带传动装置732b、733b、734b,驱动搅拌铲转轴611b旋转,带动搅拌铲绕自身转轴61旋转。搅拌铲竖杆在轴线62b处折弯,将搅拌铲竖杆分成上下两部分,上部分称为搅拌铲竖杆上杆612ag2和搅拌铲竖杆下杆612bg2。
搅拌铲驱动电机631b在驱动搅拌铲转轴611b旋转时,通过连接装置带动搅拌铲折弯电机735b绕搅拌铲轴线61同步旋转。折弯电机735b的转轴旋转,带动传动装置如转轴736b、737b、738b旋转(该传动装置736b、 737b、738b在搅拌铲转轴611b和搅拌铲竖杆612ag2内部),进而带动搅拌铲竖杆转轴639b旋转,最终带动搅拌铲竖杆下杆612bg2和搅拌铲横杆旋转。图16B中,机械传动装置736b为转轴,穿过皮带轮734b,传动装置 736b、737b、738b组成皮带传动系统。
喷水7P、喷气7F和电信号7V通过旋转接头及导电滑环740b接入到折弯电机735b的转轴轴线中,然后再通过搅拌铲转轴处的旋转接头及导电滑环742b、连接导管和导电线743b(连接导管743b可以是硬导管)传输到折弯转轴处的旋转接头及导电滑环744b,送入到搅拌铲的下部竖管612bg2和横杆中,水气从喷口601喷出。电信号7V的一个作用是将搅拌铲上的温度传感器测量的信息传递给烹调机。
图16B还显示,可以将搅拌铲竖杆的上杆612ag2扩展成圆盘形768b,使得杆状竖杆变成盘状竖杆。搅拌铲竖杆的上杆612ag2绕搅拌铲转轴61 旋转一周所形成的圆也就是圆盘的直径。通常,杆状竖杆的上杆与下杆在一条直线上,而盘状竖杆的上杆与下杆是错开的。盘状竖杆的优点是增加搅拌铲辅助模块安装的空间,增加搅拌铲的强度,使得搅拌铲竖杆下杆能够360°旋转以及消除杆状竖杆的卫生死角。注意:盘状竖杆是针对竖杆上杆而言,与竖杆下杆无关。护板720b起到防止锅体内水气外溢的作用。
图16C是将图16A和图16B的杆状竖杆扩展成盘状竖杆示意图。搅拌铲绕自身转轴旋转和搅拌铲竖杆折弯的原理与图16A和图16B完全相同。搅拌铲驱动电机731b旋转,通过皮带传动装置732b、733b、734b,驱动搅拌铲转轴611b旋转,带动盘状竖杆612ap2/768b旋转,从而带动搅拌铲绕自身转轴61旋转。搅拌铲竖杆在轴线62c处折弯,将搅拌铲竖杆分成上下两部分,上部分称为搅拌铲盘状竖杆上杆612ap2和搅拌铲竖杆下杆612bp2。
搅拌铲驱动电机631b在驱动搅拌铲转轴611b旋转时,通过连接装置 736b带动搅拌铲折弯电机735b绕搅拌铲轴线61同步旋转。折弯电机735b 的转轴旋转,带动传动装置如转轴736b、737b、738b旋转(该传动装置736b、 737b、738b在搅拌铲转轴611b和搅拌铲竖杆612ap2内部),进而带动搅拌铲竖杆转轴639b旋转,最终带动搅拌铲竖杆下杆612bp2和搅拌铲横杆旋转。图16B中,机械传动装置736b为转轴,穿过皮带轮734b,传动装置736b、737b、738b组成皮带传动系统。护板720起到防止锅体内水气外溢的作用。
图16D和图16C不同之处在于,通过驱动竖杆转轴739b内的传动装置 7731和竖杆612bp2内的传动装置7732,来驱动横杆613旋转。图16D的其余部分与图16C相同,不赘述。结合图16C和图16B,可以在锅体一端应用图16C使得搅拌铲竖杆折弯,在锅体的另一端使得搅拌铲横杆旋转。另外,为便于配合横杆旋转,因此锅体1和搅拌铲竖杆613bp2图例不是弯曲的,而选择平面形状。此时竖杆折弯电机735b也变为横杆旋转电机771b。
图16E和图16C与图16C基本相同,只是增加了一点,也就是通过横杆旋转电机771b,驱动竖杆转轴739b内的传动装置7731和竖杆612bp2内传动装置7732,最终驱动横杆613旋转。图16E的其余部分与图16C相同,不赘述。在图16E的图例中,选择通过硬连接装置772b,带动横杆旋转电机731B随搅拌铲竖杆折弯转轴739b旋转。图16E能够使得搅拌铲整体旋转、搅拌铲竖杆折弯和搅拌铲横杆旋转。另外,为便于配合横杆旋转,锅体1和搅拌铲竖杆613bp2图例不是弯曲的,而选择平面形状。选择柔性传动装置,则仍然能够采用弯曲的搅拌铲竖杆和弯曲的锅体侧面。显然,为实现横杆613旋转,还能够把微型横杆旋转电机771b置于搅拌铲竖杆转轴中的传动装置7731中或置于折弯竖杆612bp2的传动装置7732中或置于横杆613中。同理并参考下图16F和图16G,可以看到,能够将微型搅拌铲折弯电机置于搅拌铲“竖杆的上杆”内,驱动搅拌铲竖杆下杆旋转,实现搅拌铲竖杆折弯;或者,将微型搅拌铲折弯电机置于搅拌铲“竖杆的下杆”内,驱动搅拌铲竖杆下杆旋转,实现搅拌铲竖杆折弯;或者,将微型搅拌铲折弯电机置于搅拌铲横杆内,驱动搅拌铲竖杆下杆旋转,实现搅拌铲竖杆折弯。
图16C、图16D和图16E都采用了图5A、图5B和图5C的嵌套驱动结构。
在图16A~图16E的图例中,搅拌铲竖杆折弯电机随搅拌铲转轴转动,搅拌铲竖杆折弯电机的转轴轴线与搅拌铲旋转轴线重合。搅拌铲横杆旋转电机随搅拌铲和搅拌铲折弯转轴转动,搅拌铲横杆旋转电机的转轴轴线与搅拌铲竖杆折弯的转轴轴线重合。本发明的这些技术可以用于所有智能烹调机的翻炒机械结构中。
比较图16C、图16D、图16E和图16A、图16B,可以看做是以分布式盘式机械臂替代了集中式“杆式”机械臂的实例。
图16F和图16G显示一种新的盘式竖杆结构,也就是搅拌铲折弯电机直接在安装在竖杆圆盘612ap内,驱动搅拌铲竖杆下杆折弯/旋转。
如图16F或图16G的右边所示,搅拌铲驱动电机731d通过转轴611d 驱动盘状竖杆上杆612ap1旋转,带动搅拌铲6旋转。导电滑环79将输入电信号791和输出电信号792连通,输出电信号连接搅拌铲折弯电机735d。折弯电机735d通过转轴739d,驱动搅拌铲竖杆下杆612bp1旋转。
如图16F或图16G的左边所示,搅拌铲驱动电机731e通过转轴611e 驱动盘状竖杆上杆612ap2旋转,带动搅拌铲6旋转。折弯电机735e跟随圆盘612ap2旋转,并通过皮带系统732e、733e、734e以及转轴739e,驱动搅拌铲竖杆下杆612bp2旋转。
图16F右端还显示,锅盖11(或锅体开口)还可以在搅拌铲6的轴线上,或者说锅盖11在锅体1的侧面(见图3A~图3D)。
护板720起到防止锅体内水气外溢的作用。
搅拌铲横杆旋转视为竖杆折弯的特殊情况,因此图16A~图16G的所有机械结构也能够实现搅拌铲横杆旋转。
或者,左端的搅拌铲辅助模块驱动搅拌铲6旋转和竖杆折弯,右端的电机735d则通过机械传导装置驱动横杆613旋转,实现搅拌铲竖杆折弯和横杆旋转。搅拌铲6左右两端转轴611d/611e则参考图10D的方式同步驱动。搅拌铲横杆旋转也能够通过横杆处长型电机6131进行旋转。
或者,如图16G左边,竖杆折弯电机741e和搅拌铲驱动电机731e组成“嵌套结构”,竖杆折弯电机741e随折弯转轴739旋转,其转轴深入到转轴739内,通过机械传动装置,带动竖杆下杆折弯或横杆613旋转。
需要强调的是,之所以采用盘式竖杆,是因为电机体积比较大。如果采用微型电机(辅助以非原理性器件如减速器、制动器等),则图16F和图 16G也能够用于杆式“竖杆的上杆”。结合图16D、图16E和图16F、图16G,本领域技术人员很容易推广得到,将微型电机(如笔状电机)置于搅拌铲“竖杆的下杆”,也能够实现搅拌铲竖杆下杆旋转,实现搅拌铲竖杆折弯。例如,参考图16G,在搅拌铲6a的“竖杆的下杆”中安装笔状微型电机(参见图12的搅拌铲以及搅拌铲横杆中的机电装置605),能够实现搅拌铲竖杆折弯。在搅拌铲横杆中安装微型电机实现搅拌铲竖杆折弯,理论上也是可行的。参考图16F和图16G,在横杆或横杆铲613内安装两个电机6131,一个电机使得搅拌铲竖杆612bp1/612bp2折弯,一个电机使得搅拌铲竖杆横杆/横杆铲613旋转。横杆/横杆铲内电机的电源和控制信号则通过搅拌铲竖杆传入。综上所述,采用图16A~图16G的结构,可以实现搅拌铲竖杆折弯或/和横杆旋转。
图16A~图16E中,搅拌铲旋转电机带动搅拌铲整体旋转,折弯电机 735a/735b采用嵌套结构,也就是从搅拌铲转轴中穿过,驱动搅拌铲竖杆折弯。从后续图16F和图16G,还可以看到,竖杆折弯电机735b能够随搅拌铲“竖杆的上杆”转动,并驱动搅拌铲“竖杆的下杆”折弯。我们称这种技术为随动结构,如折弯电机随搅拌铲(或搅拌铲转轴)转动,或竖杆折弯电机随搅拌铲“竖杆的上杆”转动。随动结构使得运动控制算法大大简化。非随动结构甚至逆随动结构(如搅拌铲旋转电机随搅拌铲竖杆折弯电机转动)的控制算法则比较复杂。本发明利用搅拌铲和搅拌铲辅助模块,实现机械臂结合锅铲(或搅拌铲)的功能。对智能烹调机而言,其隐含的限制条件之一是在实现翻炒功能的同时,使得搅拌铲在锅体内的尺寸尽量小。以机械臂为例,影响机械臂的体积的主要因素是电机、减速器和联轴器等机电器件的尺寸。机械臂长度越长,机械臂也要求越粗。机械臂移动范围越大,智能烹调机的体积越大,移动的定位精度也越低。同时锅体内的高温温度、水气和油污对机械臂中电机等部件的影响也很大。因此,应尽量将电机安排在锅体之外。本发明的嵌套结构和随动结构,使得搅拌铲在锅体内体积变得精简,翻炒算法复杂度降低,并能够将一些比较大的部件安排在锅体之外,同时运动部件的长度降低使得搅拌铲竖杆体积小、强度高,搅拌铲的定位精度较高。
图16F和图16G实例显示,对于竖杆折弯,除了采用图16A~图16E 的嵌套结构,还可以采用折弯电机随搅拌铲“竖杆的上杆”转动,并驱动搅拌铲竖“竖杆的下杆”折弯。图16F和图16G还可以借鉴用以说明其它竖杆折弯形式和横杆旋转形式。比如,将图16E、图16F和图16E结合起来,实现搅拌铲整体旋转、折弯电机随搅拌铲“竖杆的上杆”转动并驱动竖杆折弯、横杆电机随搅拌铲竖杆转动并驱动横杆旋转。本发明的各种技术,如嵌套驱动结构、电机随动(竖杆折弯电机随搅拌铲转动、横杆旋转电机随搅拌铲竖杆折弯转动)、嵌入式电机结构(竖杆折弯电机/横杆旋转电机嵌入到搅拌器转轴或竖杆或横杆中)、左右同步技术,这些技术技术的组合,联合实现搅拌铲旋转、竖杆折弯和横杆旋转,并能够用于图1~图15 的应用场合,限于篇幅,这些技术组合未做图例一一穷尽。
显然,将竖杆612中的进行传动装置换成伸缩杆,就可以形成一种新的翻炒方式,也即搅拌铲绕自身转轴旋转且搅拌铲竖杆能够受控伸缩,见下图16H。
图16H为采用“嵌套结构”的搅拌铲竖杆伸缩示意图。搅拌铲驱动电机721通过皮带机械传动装置722、723、724驱动转轴611旋转,带动竖杆上杆612as、下杆612bs旋转和横杆613旋转,从而带动搅拌铲6旋转。
折弯电机725跟随转轴611和竖杆612as旋转,伸缩电机625的转轴626穿过皮带轮724,通过伸缩杆系统727、728、729以及730,驱动搅拌铲竖杆下杆612bs伸缩。
显然,可以通过图10D的同步装置,同步搅拌铲6左右两端的运动。
图16H的锅体形状与图16A~图16G形式上不同,但都是搅拌铲旋转所形成的包络面,因此图16A~图16H中锅体形状都仅是示意图。
图16I既可以看作是搅拌铲整体旋转和搅拌铲横杆折弯翻炒食物的直接说明,也可以看作是图16A中搅拌铲竖杆折弯点恰好下移到横杆转轴处的说明,也可以看作是图16E的简化(也就是图16E去掉竖杆折弯)。
图16I中,搅拌铲整体旋转电机731b旋转,带动皮带轮732b旋转并带动皮带733b转动,驱动皮带轮734b旋转,带动搅拌铲转轴611b旋转,最终驱动搅拌铲竖杆612b和搅拌器横杆613绕搅拌铲旋转轴线61旋转。
同时,搅拌铲转轴611b也带动搅拌铲横杆折弯驱动电机735b同步旋转。当需要搅拌铲横杆折弯时,搅拌铲横杆折弯驱动电机735b的转轴736b 旋转,电机转轴736b穿过皮带轮734b,驱动搅拌铲转轴内的水平齿轮7731 旋转,进而带动搅拌铲竖杆612b中的垂直齿轮7732旋转,进而带动搅拌铲横杆齿轮7734旋转,最终带动搅拌铲横杆613旋转。
图16I中,搅拌铲6包括搅拌铲转轴611b、搅拌铲竖杆612b和搅拌铲横杆613,而搅拌铲模块包括搅拌铲转轴611b、搅拌铲竖杆612b和传动装置7732、搅拌铲横杆613和转轴7734。搅拌铲竖杆612b和传动装置7732 构成竖杆模块,搅拌铲横杆613和转轴7734构成横杆模块。搅拌铲辅助模块包括横杆折弯电机735b、横杆折弯电机转轴736b、传动装置7731、传动装置7732和传动装置7734。
图16J是与图16E的对比示意图,用以说明搅拌铲辅助模块和搅拌铲,以及说明搅拌铲模块(机械臂加铲刀)。锅体1,锅盖2。图16J与图16I 功能,都是搅拌铲竖杆模块(也可以称为机械臂)折弯和搅拌铲横杆模块 (也可以称为包含电动装置的铲刀)旋转,但是实现方式有不同。图16J 中搅拌铲整体旋转电机731b带动搅拌铲模块转轴611b绕水平轴线61旋转,搅拌铲竖杆上杆612ap2,搅拌铲竖杆下杆612bp2中有竖杆折弯电机735b,该电机转轴736b旋转,带动搅拌铲竖杆下杆612bp2折弯。同理,搅拌铲横杆613中有横杆折弯电机771b,该电机771b的转轴771b1旋转,带动搅拌铲横杆613旋转。
图16J中,搅拌铲竖杆下杆612bp2中有电机735b,两者共同构成竖杆下杆模块;搅拌铲横杆613中有电机771b,两者共同构成搅拌铲横杆模块。竖杆折弯电机735b和横杆旋转电机771b都属于搅拌铲辅助模块。从另一个角度讲,可以将图16J中的搅拌铲模块:612ap2、(612bp2+735b)、(613+771b) 看作机械臂结合铲刀。
可见,搅拌铲辅助模块、搅拌铲和搅拌铲模块三者之间相关联。搅拌铲模块包括搅拌铲和一部分搅拌铲辅助模块,例如搅拌铲模块包括搅拌铲和机械传动装置,如图16E;或者,搅拌铲模块包括搅拌铲、机械传动装置和横杆电机,如图16F;或者,极端的情况,搅拌铲模块包括搅拌铲和全部辅助模块,如图16J。或者,搅拌铲系统不在锅体上或锅盖上,而是安装在烹调机的其他位置上,此时,通过“左-右翻炒法”或“变形左-右翻炒法” (如图11L~图11P2)进行翻炒,锅体包含搅拌铲系统翻炒所形成的包络面。
因此,归纳地说,搅拌铲系统包括搅拌铲和搅拌铲辅助模块,搅拌铲包括搅拌铲竖杆和搅拌铲横杆,包含具有电动功能结构的搅拌铲竖杆称为竖杆模块或者机械臂,而包含具有电动功能结构的搅拌铲横杆称为横杆模块或者铲刀,竖杆模块和横杆模块构成搅拌铲模块(或者,机械臂加铲刀的结合)。搅拌铲系统安装在锅体上或锅盖上或烹调机的其他位置上,锅体是搅拌铲运动所形成的包络面;或者,搅拌铲系统包括图11L~图11P2的翻炒模式。
图17为本发明机械臂加搅拌铲(器)、搅拌铲(器)及搅拌铲(器) 辅助模块说明图,也是对图6L和图6M的进一步说明,也就是机械臂和锅铲、搅拌铲(器)及搅拌铲(器)辅助模块是同一个装置的不同表述方式。
进一步地,为了解决现有智能烹调机盛菜不便,占用空间较大的问题,本发明实施例还提供了一种拼板结构的锅体,将该拼板结构的锅体应用于上述烹调机,能够为盛菜提供极大的便利。
图18是本发明实施例提供的智能烹调机的一种拼板结构锅体的结构示意图,在本实施例中,锅体1包括主体部11和拼板1a,即锅体=主体部+ 拼板,因此主体部11为锅体1去掉拼板1a后剩余的部分。以主体部的视角看,主体部11设置有开口111,拼板1a与该开口111适配,并且拼板1a 活动安装于该开口111处;当拼板1a闭合该开口111时,拼板1a与主体部11完整拼接成该锅体1;当拼板1a打开该开口111时,可使得锅体1内的食物从该开口111落出。此外,为使得锅体内实物能够顺利落出,拼板通常安装在锅体底部,也就是所述开口111通常设置于主体部11的底部,不加区分时,实物从所述开口落出和实物从锅体底部落出,这两种描述相同。
在该锅体中,包括两块拼板(双拼板):第一拼板1a和第二拼板1b,第一拼板1a和第二拼板1b分别绕转动轴1za、1zb旋转,可使得开口111 打开,食物落入下方的碗具172中。为使得食物落出锅体受控,在锅体双拼板1a、1b的两侧安装侧面辅助板1w,当双拼板1a、1b(即:第一拼板 1a和第二拼板1b)打开开口111时,侧面辅助板1w与双拼板1a、1b围合形成引导通道以约束从开口111下落的食物。其中,需说明的是,在本实施例中,由于拼板的数量包括两个,双拼板1a、1b打开开口111时,由双拼板1a、1b和侧面辅助板1w即可围合形成引导通道,达到约束从开口111 下落的食物的效果,从而可以进一步减少辅助板的数量(即,可以省略端面辅助板)。
拼板的结合处除了可以安装密封条等密封装置,还可在拼板结合处安装拼板辅助板1wp1和1wp2,以进一步约束食物下落。该拼板辅助板 1wp1/1wp2可选用弹性材料,使得拼板辅助板既能够约束食物下落,有不会影响拼板的闭合。
图18实施例为拼板1a/1b旋转来打开锅体底部开口111。显然,拼板 1a/1b也能够分别左右平移来打开锅体底部开口111,见图19。
图19是本发明实施例提供的智能烹调机的第二种拼板结构锅体的结构示意图,在如图16所示的锅体中,采用拼板移动方式(平移方式)打开或闭合开口111。搅拌器(或机械臂结合锅铲)6。锅体1包括主体部11和拼板1ay、1by主体部11的底部设置有开口111,开口111与拼板1ay、1by 适配。拼板1ay、1by通过平移,能够打开或关闭开口111。拼板1ay、1by移动打开时,锅体内食物通过开口111落入锅体下的碗中。为约束食物下落,在主体部开口111的外周设立辅助板1wg。为更好约束食物,还能在拼板1ay、1by的结合处安装拼板辅助板1wp。
普遍地,拼板以及拼板辅助板在转动/移动过程中,可以始终与设置于开口外周的辅助板(也可以称为侧面辅助板)紧密接触。为避免水汽从接触处的细小缝隙中逸出,可以采用橡胶密封条或类似汽车气缸中所使用的金属密封条。
还需说明的是,在本发明实施例中以单拼板结构和双拼板结构为例进行了详细说明。在实际应用中,锅体也可以包括更多数量的拼板,和/或,更多或更少数量的辅助板。
再者,以上所描述的本发明不同实施例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结合。
从搅拌器的观点出发,传统的搅拌器,只有一种非独立运动,本发明扩展到两个或两个以上的独立运动。要实现两个及以上的独立运动,搅拌器的一些关节点需要从固化变成可运动,所谓搅拌器辅助模块,也就是使得搅拌器的关节点从固定变成可运动。此时,搅拌器已经不是简单的搅拌器了,称为搅拌器模块。例如,搅拌器竖杆本来是一个简单的棍子,当竖杆能够独立折弯并加上竖杆折弯模块,则搅拌器竖杆变成搅拌器竖杆模块。注意,有时候为简洁起见,见“模块”二字取消。如同不管是白马、黑马、蒙古马、欧洲马,有时统称为马,如问“家里有几匹马?”另一方面,从机械臂的观点出发,搅拌器加上搅拌器辅助模块的功能,完全可以通过机械臂加铲刀来实现。因此两者是同一个东西。但目前用机械臂实现完美翻炒并不容易实现,而机械臂模拟本发明搅拌器模块就能实现一种行之有效的翻炒。这就涉及搅拌器的特点,如锅体是搅拌器旋转形成的包络面,这种情况对图11L和图11N非常明显,对图11M也是成立,锅体也是搅拌器整体旋转和搅拌器绕自身转轴旋转形成的包络面。通常,在运动方向,包络面设计尽量平滑,没有曲率突然变化很大的奇异点,以方便搅拌铲运动。还有一个细微处,在机械臂结合锅铲,通常锅铲的刀口在机械臂延伸的方向(如图11M),但机械臂结合锅铲来模拟搅拌器运行,锅铲刀口的方向很多时候是与机械臂延伸方向是垂直的(如图11L和图11N)。此外,将锅盖上后,机械臂和锅铲在锅体内,能够实现高温翻炒,这也是本发明机械臂的重要点。
采用“左—右翻炒法”是使得翻炒难度进一步降低的重要举措,使得搅拌铲在很多情况下,无需通过将锅体内食物铲起并抛向运动方向的后方,而仅仅是通过比较简单的搅拌混合方式,就能够实现翻炒。同时,也基本不用机器视觉来判断实行复杂的翻炒,只用将搅拌铲在锅体边缘无食物处,然后向锅体中心运动即可。同时,大大减少了食物缠绕在搅拌铲上的现象。
从理论说,锅体为搅拌铲翻炒形成的包络面,实际的工程实用中,锅体与搅拌铲翻炒的包络面存在些小偏差也是可以接受的,但这些也都在本发明的权利要求范畴。从理论说,本发明针对搅拌铲横跨锅体两端的分析及要求,在实际工程实用中也可能不用严格满足,但这些也都在本发明的权利要求范畴。
需要说明的是,本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例,但是,本发明可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例,这些实施例不作为对本发明内容的额外限制,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本发明说明书记载的范围;进一步地,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。本发明人/权利人的专利互为关联,以便专利叙述更加简洁,避免重复。
Claims (48)
1.一种智能烹调机的搅拌器翻炒装置,包括搅拌铲系统,其特征在于,
搅拌铲系统包括搅拌铲辅助模块和搅拌铲,所述搅拌铲辅助模块与所述搅拌铲协作能够实现两个或两个以上独立的运动模式来翻炒智能烹调机锅体内食物,运动模式的最终合成结果包括使得所述搅拌铲的前端在需要的位置离开锅体表面和在需要的位置贴近锅体表面,锅体包含所述搅拌铲的前端翻炒形成的包络面;
和/或,
搅拌铲系统翻炒或搅拌烹调原料,其中,包含采用“左-右翻炒法”或“旋转错位式左-右翻炒法”或“旋转偏心式左-右翻炒法”或“直线错位式左-右翻炒法”或“变形直线错位式左-右翻炒法”或“地球磁场式左-右翻炒法”来翻炒烹调机锅体内食物。
2.根据权利要求1所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,所述搅拌铲包括搅拌铲竖杆和搅拌铲横杆,包含具有电动功能机构的搅拌铲竖杆称为竖杆模块,包含具有电动功能机构的搅拌铲横杆称为横杆模块,所述搅拌铲辅助模块用于协助搅拌铲实现翻炒;
和/或,所述搅拌铲辅助模块中还包括垂臂。
3.根据权利要求1或2所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,所述搅拌铲辅助模块与搅拌铲,协作进行受控运动来完成烹调机食物的翻炒,所述受控运动包括:
搅拌铲整体运动和搅拌铲绕其自身转轴旋转运动;或者,搅拌铲系统围绕锅体圆周运动并按所述翻炒法进行翻炒;
其中,搅拌铲整体运动包括平移或旋转,或者平移或旋转的重复和/或组合。
4.根据权利要求1-3任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,所述搅拌铲辅助模块带动搅拌铲整体运动并驱动搅拌铲绕其转轴旋转运动;
和/或,搅拌铲能够遍历锅体,或者,搅拌铲能够遍历锅体开口的垂直投影区域;
和/或,锅体包括搅拌铲采用“左-右翻炒法”或“旋转错位式左-右翻炒法”或“旋转偏心式左-右翻炒法”或“直线错位式左-右翻炒法”或“变形直线错位式左-右翻炒法”或“地球磁场式左-右翻炒法”形成的包络面;
和/或,搅拌铲的铲面和搅拌铲的前端边缘形状与锅体吻合;
和/或,搅拌铲绕自身转轴旋转和搅拌铲整体移动分别是独立可控的;
和/或,搅拌铲安装在烹调机支架上或锅体上或锅盖上或绕锅体/投料盒移动的基座上;
和/或,搅拌铲整体运动包括搅拌铲三维平移运动或旋转运动;
和/或,搅拌铲整体移动时搅拌铲竖杆还能够受控折弯;
和/或,搅拌铲竖杆能够受控伸缩;
和/或,当搅拌铲尺度明显小于锅体且搅拌铲整体只有上下及水平整体运动且竖杆模块安装在锅体内,搅拌铲横杆能够受控旋转;
和/或,搅拌铲绕锅体垂直中心线旋转;
和/或,搅拌铲系统绕锅体开口平面作圆周运动或沿锅体旁整体平移运动;
和/或,搅拌铲沿自身旋转轴线平移运动;
和/或,搅拌铲系统绕垂直于自身旋转轴线的某个水平轴线或锅体中心水平轴线作角度抬升和角度下转运动,使搅拌铲的前端始终与锅体曲面吻合;
和/或,锅盖盖上时,搅拌铲依然能够对锅体内食物进行翻炒,也就是搅拌铲能够位于锅体和锅盖包围的空间内。
5.根据权利要求1-4任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,锅体主体为搅拌铲的前端运动所形成的包络面;
和/或,搅拌铲横跨锅体两端;
和/或,搅拌铲的转轴穿过锅体开口向上的投影柱面并向外延伸,使得搅拌铲辅助不受锅体油烟的影响;
和/或,搅拌铲辅助在所述烹调机锅体上或锅盖上。
6.根据权利要求1-5任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,所述搅拌铲系统包括一个或一个以上直线运动装置,其基本型为三个直线运动装置串接组成,设定分别沿水平面X、Y和垂直Z方向运动,而Y轴是搅拌铲转轴轴线方向,其中一个直线运动装置安装在烹调机支架上或锅盖上或锅体上,另两个直线运动装置分别安装在前一个直线运动装置的移动端上,而最后一个直线运动装置的移动端通过垂臂与搅拌铲转轴连接;搅拌铲由驱动装置驱动旋转,最后一个直线运动装置的移动端带动搅拌铲整体平行移动。
7.根据权利要求6所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,该垂臂方向不限,有一定长度或长度为零;
和/或,驱动装置安装于最后一个直线运动装置的移动端上,通过机械传动装置跨过垂臂,驱动搅拌铲绕自身转轴旋转,或者,该驱动装置安装在垂臂与搅拌铲转轴连接端,就近驱动搅拌铲旋转;
或者,当搅拌铲尺寸比锅体小,搅拌铲能够三维平移;或者,搅拌铲横跨锅体,此时只有两个直线移动装置,分别沿X和Z方向,最后一个直线运动装置的移动端在X—Z二维平面平移,该平面与搅拌铲转轴的轴线垂直;或者,只有水平或垂直运动,此时只需一个Y轴垂直直线移动装置或一个X轴水平直线移动装置。
8.根据权利要求6所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,该垂臂还能够伸缩,带动搅拌铲整体移动,或者,该垂臂还能够摆动或旋转或从中间折弯,摆动或旋转或折弯的轴线与搅拌铲平行。
9.根据权利要求1-5任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,
所述搅拌铲系统还包括极坐标平移装置,所述极坐标平移装置包含动力装置,所述动力装置驱动垂臂的摆动或旋转运动,垂臂摆动或旋转的轴线与搅拌铲自身的转轴轴线平行,该垂臂常见轴线位置在搅拌铲转轴轴线的正上方;垂臂摆动或旋转带动搅拌铲整体移动。
10.根据权利要求9所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,所述搅拌铲辅助的垂臂中间还能够折弯;或者,该垂臂还能够伸缩;所述动力装置在锅盖的外侧面或在锅体的外侧面,动力装置通过传动装置驱动垂臂转轴旋转,该转轴轴线与搅拌铲的旋转轴线平行;该垂臂转轴穿过锅盖侧面或锅体侧面,驱动锅体内的垂臂摆动或旋转;搅拌铲旋转电机的转轴穿过所述垂臂转轴轴心,驱动所述垂臂中的传动装置,带动搅拌铲绕自身转轴旋转。
11.根据权利要求1-10任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,搅拌铲系统绕锅体平面作整体旋转运动,和/或,搅拌铲系统固定在一个圆环上,圆环作圆周运动,和/或,通过齿轮带动所述圆环进行圆周运动,和/或,所述圆环与锅体无缝对接,成为锅体的一部分;或者,搅拌铲系统在锅体旁进行整体移动;
和/或,竖杆模块包含多段运动臂,运动臂之间由关节连接,和/或,竖杆模块能够绕垂直轴水平旋转,和/或,运动臂能够绕其伸展轴线旋转,和/或,横杆具有两个互相垂直的旋转轴,和/或,竖杆模块通过关节的旋转,使得竖杆模块底座不动即可完成左-右翻炒或旋转错位式左-右翻炒或直线错位式左-右翻炒和将搅拌铲压在食物上的随机运动划散,和/或,竖杆模块的底座能够做圆环或直线运动之外的移动;
和/或,铲刀、滤网、汤勺之类的常用烹调用具放置在固定位置,竖杆模块前端有握持夹具或机械手,能够分别拾取所述常用烹调工具,工作范围能够到达锅体和/或投料盒,工作完成后将烹调工具放回原处。
12.根据权利要求1-5任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,所述搅拌铲辅助与搅拌铲,协作进行受控运动来完成烹调机食物的翻炒,所述受控运动,还包括:
搅拌铲绕其自身转轴旋转和搅拌铲竖杆折弯,搅拌铲竖杆以折弯处分界,分为“竖杆上杆”和“竖杆下杆”,“竖杆上杆”与搅拌铲转轴相接,“竖杆下杆”与搅拌铲横杆相接,搅拌铲折弯包含“竖杆上杆”为杆状和“竖杆上杆”为圆盘状两种折弯装置,分别称为搅拌铲竖杆的“杆式折弯”或搅拌铲竖杆的“盘式折弯”;
和/或,搅拌铲横杆能够受控旋转。
13.根据权利要求12所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,搅拌铲辅助驱动搅拌铲绕其转轴旋转运动,并带动搅拌铲竖杆折弯;
和/或,搅拌铲绕自身转轴旋转和搅拌铲竖杆折弯分别是独立可控的;
和/或,搅拌铲安装在烹调机支架上和/或安装在烹调机锅盖上或安装在锅体上。
14.根据权利要求13所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,锅体主体为搅拌铲的前端运动所形成的包络面;和/或,搅拌铲横跨锅体两端;和/或,搅拌铲的转轴穿过锅体开口向上的投影柱面并向外延伸,使得搅拌铲辅助不受锅体油烟的影响。
15.根据权利要求12-14任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,所述搅拌器翻炒装置包括:搅拌铲整体旋转驱动电机、搅拌铲竖杆折弯电机和/或搅拌铲横杆旋转电机,
和/或,搅拌铲整体旋转电机驱动搅拌铲绕自身转轴旋转,并带动搅拌铲竖杆折弯电机跟随旋转和/或搅拌铲横杆旋转电机跟随转动,
和/或,搅拌铲竖杆折弯电机,带动竖杆折弯,或者,搅拌铲竖杆折弯电机,带动“竖杆的下杆”的转轴转动,并带动搅拌铲横杆旋转电机跟随该转轴转动,和/或,搅拌铲横杆旋转电机,带动搅拌铲横杆旋转,
和/或,该搅拌铲竖杆折弯电机的转轴和传动装置,通过搅拌铲转轴和“竖杆上杆”的内部,带动搅拌铲“竖杆的下杆”旋转,完成搅拌铲竖杆折弯;或者,搅拌铲竖杆折弯电机在搅拌铲“竖杆的上杆”内,通过传动装置驱动搅拌铲“竖杆的下杆”旋转,完成搅拌铲竖杆折弯;或者,搅拌铲竖杆折弯电机在搅拌铲“竖杆的下杆”内,通过传动装置驱动搅拌铲“竖杆的下杆”旋转,完成搅拌铲竖杆折弯;或者,搅拌铲竖杆折弯电机在搅拌铲横杆内,通过传动装置驱动搅拌铲“竖杆的下杆”旋转,完成搅拌铲竖杆折弯,
和/或,搅拌铲整体旋转电机旋转,带动搅拌铲转轴旋转,最终驱动搅拌铲整体绕搅拌铲自身旋转轴线旋转,同时,搅拌铲转轴也带动搅拌铲横杆折弯驱动电机同步旋转,横杆旋转电机的转轴在搅拌铲转轴内,当需要搅拌铲横杆折弯时,搅拌铲横杆折弯电机的转轴旋转,通过搅拌铲转轴内的机械传动装置、搅拌铲竖杆内的机械传动装置,最终驱动搅拌铲横杆旋转,
和/或,该搅拌铲横杆旋转电机的转轴及传动装置,通过搅拌铲竖杆转轴和“竖杆的下杆”的内部,最后完成搅拌铲横杆旋转;或者,微型搅拌铲横杆旋转电机放于搅拌铲竖杆转轴内并通过折弯竖杆内的传动装置来驱动搅拌铲横杆旋转;或者,微型搅拌铲横杆旋转电机放于搅拌铲竖杆内并通过竖杆内的传动装置来驱动搅拌铲横杆旋转;或者,微型搅拌铲横杆旋转电机放于搅拌铲横杆内并直接驱动搅拌铲横杆旋转。
16.根据权利要求15所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,
所述搅拌铲折弯电机和所述搅拌铲驱动电机采用嵌套驱动结构,折弯电机通过机械传动装置,带动搅拌铲竖杆折弯,
和/或,所述搅拌铲折弯电机和所述搅拌铲驱动电机采用随动结构,也即折弯电机随搅拌铲的旋转而转动,折弯电机通过机械传动装置带动搅拌铲竖杆折弯,
和/或,横杆旋转电机采用随动结构和/或嵌套驱动结构组合,包括横杆旋转电机随搅拌铲整体运动,和/或横杆旋转电机随搅拌铲折弯转轴转动,和/或横杆旋转电机与竖杆折弯转轴嵌套驱动,和/或横杆电机随竖杆转动,横杆旋转电机通过机械传动装置,驱动横杆旋转。
17.根据权利要求12-16任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,搅拌铲横杆旋转为搅拌铲竖杆折弯点在搅拌铲的横杆转轴处的搅拌铲竖杆折弯。
18.根据权利要求1或2所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,所述搅拌铲辅助模块与搅拌铲,协作进行受控运动来完成烹调机食物的翻炒,所述受控运动,包括:搅拌铲绕其自身转轴旋转和搅拌铲竖杆伸缩。
19.根据权利要求16-18任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,按照搅拌铲整体运动、搅拌铲旋转、搅拌铲竖杆折弯/搅拌铲竖杆伸缩、搅拌铲横杆旋转次序,采用嵌套驱动结构和随动结构的组合,实现搅拌铲的各种翻炒形式。
20.根据权利要求19所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,将搅拌铲整体运动、搅拌铲旋转、搅拌铲竖杆折弯/搅拌铲竖杆伸缩、搅拌铲横杆旋转进行不同组合,分别在搅拌铲两端实现。
21.根据权利要求1-20任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,通过同步传动装置,使得不同搅拌铲协调旋转或移动;和/或使得同一搅拌铲两端各个对应转轴同步转动和/或同步支撑;和/或,通过同步支撑装置,使得不同的搅拌铲同步移动或同一搅拌铲的左右转轴同步移动。
22.根据权利要求21所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,同步传动装置/同步支撑装置除了能够安装在锅体/锅盖外部,也能够安装在锅体/锅盖内部,和/或,采用横跨锅体两端的搅拌铲作为同步传动装置/同步支撑装置。
23.根据权利要求22所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,所述传动装置为皮带轮系统,所述搅拌铲横跨锅体左右两侧,在锅体的右侧,驱动电机的旋转,旋转轴线与搅拌铲转轴平行,通过皮带轮系统带动右端转轴旋转;该驱动电机同时驱动传动转轴旋转,传动转轴从锅体右侧横跨到锅体左侧,带动锅体左侧的皮带轮系统,带动锅体左侧的搅拌铲转轴同步旋转;皮带轮系统也能够对应换成蜗杆系统。
24.一种烹调机,包括如权利要1-23任一项所述的搅拌器翻炒装置,其特征在于,利用锅盖完成一部分搅拌铲辅助的功能,锅盖能够上下移动和/或绕锅盖转轴转动,带动搅拌铲整体移动或带动锅盖上的直角坐标平移装置或极坐标平移装置。
25.根据权利要24所述的烹调机,其特征在于,
搅拌铲整体平移时,搅拌铲还能够绕锅体中心垂直轴旋转;
和/或,搅拌铲竖杆能够折弯或竖杆伸缩和/或搅拌铲横杆能够旋转;
和/或,搅拌铲的竖杆折弯或竖杆伸缩和/或搅拌铲横杆旋转时,搅拌铲辅助中的垂臂可以简化到长度为零。
26.根据权利要25所述的烹调机,其特征在于,锅体/锅盖合围的包围面上有孔洞或槽孔,允许传动装置穿过该孔洞或槽孔,驱动锅体内搅拌铲旋转和移动。
27.根据权利要求24-26任一项所述的烹调机,其特征在于,搅拌铲横跨锅体两端或比锅体尺度小;和/或,在搅拌铲横杆或接近横杆的竖杆处,加装横杆铲;
和/或,横杆铲与竖杆交界处与竖杆近乎垂直,使得搅拌铲从侧面看为锄头形状;横杆铲从顶视为拉宽的锅铲形状,中间包括一个薄片;
和/或,两边有微微凸起的边棱和微微凸起的中间弧形边棱;
和/或,横杆铲对搅拌铲竖杆呈镜像对称;
和/或,在竖杆上安装具有回弹功能的转轴;
和/或,在横杆铲转轴处,安装具有回弹功能的转轴;
和/或,搅拌铲内安装旋转装置,驱动横杆铲旋转,驱动的动力在搅拌铲内或在竖杆中或通过竖杆中的传动装置传递;
和/或,在所述竖杆回弹装置和横杆铲之间安装转轴,驱动横杆铲绕该装置旋转实现翻炒,
和/或,该转轴与横杆铲转轴重合,使得横杆铲既能被传动装置驱动,又具有回弹功能;
和/或,将具有回弹功能的搅拌铲的平衡位置从垂直于竖杆的位置向贴近锅体方向偏移一个角度;
和/或,安装拒止装置限制搅拌铲活动范围,
和/或,倾斜边棱与竖杆形成拒止结构,
和/或,搅拌铲中间边棱倾斜。
28.根据权利要求24-27任一项所述的烹调机,其特征在于,采用管道设计,将所述搅拌铲辅助中的各种暴露在锅体油烟里的机械传动装置包括齿轮、皮带与皮带轮、链条、万向轴和转轴,都密封安装在管道内,以避免油烟水气的污染;和/或,将垂臂制成圆盘状,以减少藏污纳垢。
29.根据权利要求24-28所述的烹调机,其特征在于,烹调机锅体底部有加热装置,所述加热装置包括电加热装置或燃气加热装置,所述电加热装置与锅体曲面贴合或直接安装在锅体上。
30.根据权利要求24-29任一项所述的烹调机,其特征在于,烹调机锅体开口面是水平的或与水平面夹角为0~90°,和/或,锅体转轴处安装导电滑环,使得锅体转动时,电信号能够畅通地从锅体转轴处送到锅体底部的加热装置,而不会受到锅体转动的影响,和/或,锅体的锅盖向后方打开。
31.根据权利要求24-30任一项所述的烹调机,其特征在于,所述搅拌铲转轴是水平的或与水平面夹角为0~90°,和/或,当搅拌铲安装在锅体上时,搅拌铲转轴处安装旋转接头,使得外部的水、气/汽能通过该旋转接头送到搅拌铲中,而不会受到搅拌铲的转动的影响,搅拌铲转轴处/搅拌铲竖杆/搅拌铲横杆有喷口;和/或,搅拌铲上安装导电滑环,使得烹调机的电信号能够与搅拌铲竖杆/横杆的电子器件互相连通,和/或,在锅体的搅拌铲一端转轴处安装旋转喷头。
32.根据权利要求30或31所述的烹调机,其特征在于,搅拌铲与锅体开口平面形成不同的组合,包括:锅体开口平面平行于搅拌铲转轴,此时锅体转轴与搅拌铲转轴一致;或者,锅体开口平面垂直于搅拌铲转轴,此时锅体转轴与搅拌铲转轴垂直。
33.根据权利要求32所述的烹调机,其特征在于,烹调机锅体绕其转轴旋转,使得锅体倾斜,结合搅拌铲旋转和/或利用烹调原料自身的重量,将菜肴、烹调原料或废水废渣送出锅体。
34.根据权利要求32所述的烹调机,其特征在于,所述烹调机包括一种不规则烹调原料投料装置,不规则烹调原料放在投料盒中,投料盒与多连杆装置相连,多连杆装置转动,带动投料盒迅速转动,并将投料盒开口倒向锅体开口,将投料盒中的不规则烹调原料投入锅体中;和/或,多个不规则烹调原料投料装置的位置选择在锅体的一侧和/或左右两侧和/或前方。
35.根据权利要求32所述的烹调机,其特征在于,所述烹调机包括一种不规则烹调原料投料装置,投料装置的投料盒位于锅盖内,所述烹调原料放置在投料盒中,需要投料时,投料盒底部打开,将所述烹调原料投入锅体中。
36.根据权利要求32所述的烹调机,其特征在于,所述烹调机还包括颗粒及粉末状烹调原料投料装置。
37.根据权利要求32所述的烹调机,其特征在于,锅盖和/或锅体上安装投入液态食材的开口,和/或搅拌铲/锅体/锅盖上安装喷头用以清洗锅体、锅盖和搅拌铲,和/或锅盖上安装加热装置形成顶部加热,和/或锅盖上安装通风/过滤装置,为锅体内补充新鲜空气,防止泡沫形成及变大,或将锅体/锅盖内的油烟抽走/过滤。
38.根据权利要求32所述的烹调机,其特征在于,在锅体底部安装底部漏喷装置,底部漏喷装置用于搅磨食物、过滤食物、排出食物废渣、或清洗锅体、锅盖、搅拌铲本身及锅体锅盖包围内的所有装置;和/或,锅体安装侧壁旋喷装置,和/或,锅盖安装顶部旋喷装置。
39.根据权利要求32所述的烹调机,其特征在于,烹调机锅体下有食物汇集漏斗,能够把锅体中出来的食物汇集起来,并使食物从较小的孔中漏出到漏斗下面的碗具中。
40.根据权利要求32所述的烹调机,其特征在于,锅体底部安装盛菜装置,盛菜装置上有碗托,能够放置碗具,并带动所放碗具内外运动;当碗托运动到烹调机之外,取走碗托上的碗具或在空的碗托上放置盛菜的碗具;当碗具被该运动装置运送到锅体底下,使得碗具盛接锅体中炒好的食材,盛好食材后碗具能够被碗托送出烹调机,以方便拾取炒好的菜肴,和/或,锅体转动倒菜,并结合搅拌铲的拨动,将菜肴倒入碗托上的碗具内。
41.根据权利要求32所述的烹调机,其特征在于,锅体下有盛水盒和盛菜装置;和/或,盛水盒盛接从锅体倒出或落出的废水和废渣,废水废渣进入过滤装置,废水从盛水盒上的开口排走;和/或,锅体转动倒水,并结合搅拌铲的拨动,将锅体内废水和废渣倒入废水槽内;和/或,盛菜装置用于盛接菜肴,盛水盒位于盛菜装置之下;和/或,盛接锅体废水时,盛菜装置的碗托不在锅体底部区域,且锅体与盛水槽之间无遮挡物,避免妨碍废水进入盛水槽。
42.根据权利要求32所述的烹调机,其特征在于,所述烹调机安装手动控制系统,使得人工能够操控烹调机进行炒菜,包括烹调机的启动和停止、控制加热功率大小和启停、开闭锅盖、分时投放烹调原料、不同速率和幅度的搅拌铲翻炒、盛出食物、洗锅、倒出锅体内废水,通过人工手动操作,完成炒菜的全过程;和/或,锅盖上安装透明观察口,以观察手动翻炒情况。
43.根据权利要求24所述的烹调机,其特征在于,锅体包括主体部和拼板,所述主体部的底部设置有开口,所述拼板与所述开口适配,并且所述拼板安装于所述开口处;
当所述拼板闭合所述开口时,所述拼板与所述主体部完整拼接成所述锅体;当所述拼板打开所述开口时,可使得所述锅体内的食物从所述开口落出;
所述拼板可相对所述主体部转动或平移或转动与平移的组合,当所述拼板相对所述主体部转动或平移或转动加平移时,可使所述拼板闭合或者打开所述开口。
44.根据权利要求43所述的烹调机,其特征在于,所述锅体还包括辅助板,所述辅助板设置于所述开口的外周和/或所述拼板的结合处,用以约束从所述开口下落的食物,或防止水汽逸出。
45.根据权利要求44所述的烹调机,其特征在于,所述辅助板包括侧面辅助板,当所述拼板打开所述开口时,所述拼板与所述侧面辅助板共同约束从所述开口下落的食物,并且,所述拼板始终与所述侧面辅助板紧密接触;
或,所述辅助板包括侧面辅助板和拼板辅助板,所述侧面辅助板设置于所述开口的外周,所述拼板辅助板设置于所述拼板的结合处,当所述拼板打开所述开口时,所述拼板、所述侧面辅助板和所述拼板辅助板共同约束从所述开口下落的食物,并且,所述拼板和/或所述拼板辅助板始终与所述侧面辅助板紧密接触。
46.一种智能烹调机的“左-右”翻炒烹调方法,应用于如权利要求24-43任一项所述的烹调机,所述烹调机包括搅拌铲系统和锅体,其特征在于,所述方法包括:搅拌铲旋转,搅拌铲的前端在锅体右端边缘附近贴着锅体向锅体中心区域旋转,将烹调原料搅拌并推向中心区域,到达锅体中心区附近时搅拌铲的前端逐步脱离锅体表面,同时将搅拌铲上的烹调食物向上逐步带离锅体表面,之后,将食物翻倒放下,搅拌铲继续旋转可以到达锅体的左端边缘附近;然后,和/或,搅拌铲在锅体的左端边缘附近贴上锅体,并从左端朝锅体中心区域旋转,到达锅体中心区附近时搅拌铲前端逐步脱离锅体表面,将食物翻倒方向,搅拌铲继续旋转可以到达锅体的右端边缘附近。
47.根据权利要求46所述的烹调方法,其特征在于,通过搅拌铲翻炒食物,
和/或,通过竖杆折弯和/或搅拌铲横杆旋转,使得搅拌铲的前端向下,将食物向运动方向前方倾倒放下,称为“前抛式”,或将“前抛式”演变成“滚雪球式”;和/或,通过竖杆折弯和/或搅拌铲横杆大幅旋转,使得搅拌铲横杆的前端向后方旋转,将食物向运动方向后方倾倒放下,称为“后抛式”;和/或,搅拌铲横杆以搅拌铲竖杆延伸方向的轴线旋转,将食物翻倒放下,称为“侧抛式”,
和/或,搅拌铲左-右翻炒时,去程翻炒回程不翻炒,或回程将食物带到锅体中心附近;
和/或,搅拌铲放于食物上,通过上下、左右、斜上/斜下以及随机方向和轨迹的方式划散食物,
和/或,搅拌铲只作来回翻炒,和/或,搅拌铲只作来回翻炒,但翻炒路径除了经过锅体中心,还有偏离锅体中心的路径,称为“地球磁场式左-右翻炒”,和/或,搅拌铲一边翻炒一边平移称为“直线错位式左-右翻炒法”,和/或,搅拌铲一边翻炒一边直线错位且一边绕水平轴线缓慢转动使得搅拌铲贴合弯曲的锅体,称为“变形直线错位式左-右翻炒法”,和/或,搅拌铲一边翻炒一边绕锅体中心旋转称为“旋转错位式左-右翻炒法”,和/或,搅拌铲一边翻炒一边绕锅体中心旋转,且搅拌铲采用略微偏离锅体中心的方式,称为“旋转偏心式左-右翻炒法”。
48.根据权利要求46所述的烹调方法,其特征在于,搅拌铲向“左”端的翻炒次数与向“右”端的翻炒次数大体相等;
和/或,当搅拌铲左-右翻炒通过锅体中心或中心附近,则搅拌铲向运动方向的前方或后方翻倒食物,或者,当搅拌铲左-右翻炒偏离锅体中心时,则搅拌铲向运动方向的一侧并指向锅体中心方向翻倒食物;
和/或,搅拌铲从食物上方下降到接触食物,然后进行左-右运动或随机运动,将局部的食物划散。
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