CN111053429A - 炒菜机 - Google Patents

Abstract

本发明是一种炒菜机，涉及机械装置领域。为解决在现有技术中炒菜机存在的很大程度上依赖人工、自动化程度低的问题以及调料添加种类单一的问题而设计。该炒菜机包括控制器、工具存放装置、运动机构、食材存放装置、食材投料装置、固体颗粒投料装置、固体块状投料装置、膏体投料装置、液体投料装置、人机交互界面、加热装置。烹饪过程中，机器可独立完成食材投放、调料投放，根据预设程序完成烹饪任务，可实现烹饪自动化，减少对人工的依赖，提高炒菜机自动化水平。

Description

炒菜机

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是一种炒菜机。

背景技术

目前市面上炒菜机的形式多样、功能繁多，总结起来，炒菜机主要存在以下问题：

烹饪过程中食材翻炒不均匀，导致食材受热不均、与调料混合不充分；依靠人工加入调料，需要使用者掌握烹饪知识，导致机器在使用时存在较大的局限；调料添加的种类单一，无法满足多种类型调料的添加需求；功能单一，只能完成简单烹饪任务，无法对食材进行多次加工。

因此，非常有必要设计一种炒菜机来改善上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种炒菜机，以缓解上述现有炒菜机技术中存在的问题。

所述炒菜机分以下几个装置：机架、工具存放装置、加热装置、人机交互界面、控制装置、投料装置、翻炒装置、排烟装置。

机架：支撑整个机器，所述其他装置安装在其上面。

工具存放装置：包括工具存放架、清洗工具和厨具。在未工作或者清洗工作结束后，所有工具存放在所述存放架上，各种工具存放位置固定。运动机构可以根据命令，运动到所需工具的存放位置，与所需工具配合，完成指定任务。厨具包括：用于烹饪的锅具、用于翻炒食材的锅铲以及勺子、锅盖等烹饪工具，厨具上均有配合头一与运动装置的末端执行器配合。清洗工具包括锅刷和清洁海绵，清洗工具安装有配合头一可以与运动装置的末端执行器配合，在运动机构的带动下，可完成清洗厨具、工作台等任务。工具存放架安装在机架上。

加热装置：整个机器的热源，为烹饪过程中提供热量。加热机构安装在所述锅具工作位置的下方，为锅具提供热量。

人机交互界面：使用者与控制系统交换信息的平台。使用者可通过人机界面将使用意图传达至控制装置、根据个人使用习惯修改烹饪参数，或依个人口味设置调料添加量，机器也可以通过人机交互界面将烹饪进程以动态形式显示出来。人机界面还可以通过蓝牙、局域网或者互联网接收使用者的烹饪意图。人机交互界面安装在机架上，安装高度、位置应符合人体工程学或者可以根据使用者的习惯，改变人机交互界面的位置。

控制装置: 可以通过人机交互界面接收使用者的意图，控制整个炒菜机的运行。在控制装置中存有控制程序，可按照预设程序，控制各个装置，使炒菜机完成各种动作。控制装置根据食材的重量，计算所需调料的种类及调料质量。烹饪过程无需人工干预。

投料装置包括食材投料装置和调料投料装置。其中食材投料装置包括：存放装置和投料装置。调料投料装置包括:固体颗粒投料装置、固体块状投料装置、膏体投料装置、液体投料装置。

存放装置可以用来存放所需烹饪的食材。在一个实施例中，存放装置由存放食材的料盒、用于移动料盒的移动机构和称重机构组成。移动机构可以将需要投放食材的料盒移动到投料装置处，投料装置将食材倒入所述锅具中，完成食材投料。称重机构可以称量食材总质量，所述控制装置可以根据食材总重量，计算各种调料的投放量，并规划烹饪过程。

投料装置用于抓取所述料盒并将料盒内食材倒入所述锅具中。投料装置包括抓取机构、翻转机构。抓取机构抓取料盒的执行器可以是电磁铁，也可以是夹具，不论何种类型执行器，料盒上均有机构与所述执行器配合，所述抓取机构应置于翻转机构上。翻转机构可将抓取到的料盒翻转，将食材倒入锅中。

固体颗粒投料装置可定量的向所述锅具中投放固体调料。固体颗粒投料装置包括固体颗粒调料存放罐和定量输出装置，其中固体颗粒调料存放罐存放如食用盐、鸡精、淀粉等固体颗粒或粉末状调料；定量输出装置输出固体颗粒调料，且每次输出的调料体积或质量是相同的。根据所投放食材的重量，控制定量输出装置输出调料的次数，得到对应重量的调料。

固体块状投料装置由筛选机构和称重机构组成，用于投放如八角、花椒等块状调料。块状调料存放于筛选机构中，由于块状调料不具有规则性，需采用筛选机构将块状调料进行筛选，避免调料互相堆叠、连接，使调料可独立输出。利用称重机构可计算输出调料质量或筛选机构所剩调料质量，当到达所需质量时，筛选机构停止工作。块状调料所需质量与食材投放质量相关。

膏体投料装置由膏体存放罐和膏体定量输出装置组成。膏体存放罐用于存放如蚝油、蜂蜜等凝固状调料。膏体定量输出组件由压力缸和执行器组成，膏体调料所需要的量与食材投放质量相关。需要投放调料时，执行器动作，将膏体调料抽入压力缸中， 待抽入膏体体积与所需体积一致时，执行器反向动作，将膏体挤出，投至所述锅具中。

液体调料投料装置用于投放液体调料，由液体调料罐和液体计量机构组成。液体调料罐用于存放如酱油、食用油等液体调料，液体计量机构可定量输出液体。控制机构控制液体计量机构的接通时间，进而控制液体调料的投放量。

清洗装置用于在烹饪结束后清洗炒菜机。清洗装置由清洗水箱、清洗管路、清洗喷头组成，清洗喷头又分为固定喷头和移动喷头。其中，移动喷头安装在运动装置上，随着运动装置动作，移动喷头可一边移动、一边工作，清洗范围扩大；固定喷头安装在所述机架上，清洗固定位置；清洗管路用于输送清洗用水或输送清洗剂。清洗机器时，运动装置配合头与清洁工具配合，带动清洗工具运动，完成清洗任务。

运动装置:负责带动所述锅具移动到指定位置完成翻炒、出菜、添加调料等动作；带动所述厨具完成辅助烹饪动作；带动所述清洗机构完成清洗任务等。运动装置由两个机械手臂构成，机械手臂灵活度高，两个机械手配合完成烹饪过程的动作。

排烟装置，安装在加热装置上方，用于吸收烹饪过程中产生的油烟、水蒸气等，吸收后做集中处理。

炒菜机可以实现以下功能:

准备工作：在烹饪任务开始前，使用者向指定的调料盒中加入调料。调料盒可以密封，有效防止调料板结、凝固、受潮，使调料在料盒内可长时间保存。当烹饪过程需要添加调料时，料盒端盖会暂时开启气孔，平衡内外气压，使调料可顺利流出。使用者通过人机交互界面将烹饪任务告知控制装置，并根据系统提示，将食材放至指定的存放装置。

烹饪工作：待使用者按下启动按钮；或使用者将食材事先放入指定容器，远程控制炒菜机在预定时间开始烹饪任务。机器自动称量食材重量，计算相关数据，并根据预先设定好的程序，控制各个装置配合工作。投料装置按照先后顺序，投放食材和各种所需的调料，运动装置负责带动锅具翻炒，完成烹饪动作。烹饪期间不需要人工干预，待烹饪结束时，运动装置将制作好的菜肴输出至指定容器中。

结束工作：在完成一次烹饪任务后，清洗装置将清洗剂加入到清洗水槽中，水和清洗剂充分混合后，通过清洗管道将清洗液送至各个喷头，清洗锅具、食材存放区的料盒、工作区等。

根据以上发明内容，可以提供一种炒菜机，根据使用者的指令，独立完成食材添加、调料添加，独立控制烹饪过程，各个装置合理配合，烹饪出美味的菜肴，并可以将烹饪过的菜肴放到指定容器中，整个烹饪过程无需人工干预，可实现烹饪过程自动化。

下面举一个例子来阐述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

附图1：炒菜机的俯视图

附图2：炒菜机的主视图

附图3：炒菜机主视图的轴侧图

附图4：洗装置示意图

附图5：固体颗粒投料装置示意图

附图6：图5轴侧图

附图7：固体颗粒存放装置示意图

附图8：固体颗粒存放机构示意图

附图9：输出填充机构示意图

附图10：固体颗粒输出机构示意图

附图11：固体块状投料装置示意图

附图12：固体块状筛选机构示意图

附图13：固体块状称量机构示意图

附图14：固体块状翻转机构示意图

附图15：固体块状输送机构示意图

附图16：膏体调料添加装置示意图

附图17：膏体调料存放装置示意图

附图18：膏体调料添加机构示意图

附图19：膏体移动机构示意图

附图20：液体调料投料装置示意图

附图21：投料装置示意图

附图22：料盒翻转机构示意图

附图23：存放装置示意图

附图24：料盒机构示意图

附图25：料盒支撑机构示意图

附图26：料盒输送机构示意图

附图27：运动装置示意图

具体实施例

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得其他实施例都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是术语 “中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作因此不能理解为对本发明的限制此外术语 “第一”、“第二”、 “第三”仅用于描述目的而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”广义理解。例如可以是固定连接也可以是可拆卸连接，或是一体连接、可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本 发明中的具体含义。

以下内容，以该发明中一个实施例举例说明该发明内容，助于理解，但并不表示本发明只限于以下内容。

所述炒菜机分以下几个装置：机架、工具存放装置、加热装置、人机交互界面、控制装置、投料装置、翻炒装置、排烟装置。

请参考附图1—3，机架为整个机构的支撑部件，由型材拼接而成。机架上的标号，其作用是示意其他装置安装在机架的大概位置。如水平位置表示为A、B、C等；竖直位置表示为a、b、c等；前后位置表示为1、2、3等。

加热装置11由热源机构和检测机构组成。在此实施例中，加热装置11应固定在机架上，热源机构安装在锅具下方，中心安装在机架的1dD；检测机构安装在机架的3aD处，其温度传感器与锅具中心在同一直线上。加热装置11为烹饪过程提供热量，本实施例中以电磁加热装置为例，在此不限制加热源方式，亦可采用燃气加热方式，或其他加热时不对食材产生副作用的加热方式。在其他实施例中，热源机构可以安装在为锅具提供给热量的合理位置。检测机构利用温度传感器检测锅内实时温度，此实例中采用红外非接触温度传感器。温度传感器不限于何种类型，其主要功能为检测锅内实时温度，并将信号转换成机器可以识别的信号。控制装置通过比较实际温度与控制器预设温度，控制加热装置通过的电流大小可以控制加热功率，进而控制加热温度，形成加热装置的负反馈调节。检测装置应安装在机架上，其位置应以正确、快速读出国内实时温度为准，且不干扰其他装置正常工作。

操作平台12安装在机架上，可将炒菜机操作部分分为上下两个独立的部分。操作平台上安装有运动装置、加热机构11、工具存放装置13。

工具存放装置13包括工具存放架和厨具、清洗工具。在本实施例中，工具存放架安装在操作平台上，工具存放机构水平安装位置为G-H，前后安装位置为1-2。工具存放机构13用于存放烹饪所需厨具以及清洗工具。厨具包括各种烹饪所用工具：锅具、锅盖、锅铲、勺子、半成品存放容器等，其具体种类按需存放。清洗工具包括锅刷、清洁头。厨具手柄处、工具手柄处均安装有配合头，该配合头可以与运动机构末端执行器相配合。各个工具存放在指定位置，烹饪过程中如需使用某个工具，运动机构可到达指定位置，运动机构末端执行器可与工具配合头配合，使工具固定在运动装置上，完成预期任务。

请参考附图4，清洗装置14由清洗水箱141、循环泵142、电磁阀143、清洗管路144、清洗软管145、清洗头146、清洗剂添加机构147组成。由于加热机构需要散热，可在加热机构中布置冷却水路，将清洗水箱中的水引到加热机构的冷却水路中循环，这样既可以节省散热风扇所需消耗电能；也可以加热清洗用水，使清洁效果更好。使用时，清洗剂添加机构147将洗涤剂加入到清洗水箱141中，电磁阀143配合工作，清洗泵142进入内循环工作模式，使水从清洗水箱141抽出再送入清洗水箱，将洗涤剂与清洗水充分混合。待洗涤剂与水充分混合后，循环泵142开始外循环工作模式，将清洗水通过清洗管路144送至各个清洗头146。清洗头146分固定清洗头和移动清洗头，固定清洗头安装在固定位置；移动清洗头安装在运动装置的机械手臂上，可随着运动装置动作，喷洒清洗水。且运动装置的末端执行器安装有清洗工具，实现清洗头边洒水、清洗工具边工作，使清洗更加彻底，没有清洁死角。

排烟装置15安装在加热机构上方，用于吸收烹饪过程中产生的油烟、水蒸气等，吸收后做集中处理。为充分展示其他装置的部件及安装位置，在附图中未将清洗装置展示出来，在此，排烟装置应按普通吸油烟机或排烟风扇理解。

投料装置可以分为固体颗粒投料装置21、固体块状投料装置22、膏体投料装置23、液体投料装置24、存放装置25、投料装置26。

请参考附图5—10，固体颗粒投料装置21包括固体颗粒存放装置211，输送装置一212，输出装置二213。固体颗粒投料装置21安装在机架上，其具体位置为竖直位置b、前后位置1-5、水平位置A。

固体颗粒输出装置211根据食材重量，输出对应质量的颗粒状或粉末状调料。固体颗粒输出装置211主要包括固体颗粒存放机构2111、输出填充机构2112、料盒挡板机构2113、固体颗粒输出机构2114。

固体颗粒存放机构2111用于存放固体颗粒调料或粉末状调料。固体颗粒存放机构2111由固体颗粒存放料盒21111、料盒端盖21112、端盖塞子21113组成。固体颗粒存放料盒漏斗状出料口为料盒下端，固体颗粒存放料盒上端为调料添加口，与料盒端盖21112配合，可以使料盒内形成密闭环境。在完成加料时，将料盒端盖21112与料盒安装好，可以避免调料长时间存放在料盒内而板结。固体颗粒存放料盒21111出料口与输出填充机构2112中转盒端盖配合。出料口下端输出管路有缺口，可与料盒挡板组件2113配合，控制调料输出。在添加调料时，可将料盒端盖21112上端盖塞子21113打开，保持气压平衡，使调料顺利输出。

输出填充机构2112作用是将固体颗粒输出机构2114中的量筒填满调料，保证量筒内每次输出的调料体积相同。输出填充机构2112包括固定架21121、中转盒端盖21122、调料中转盒21123、步进电机21124、挡板21125。固体颗粒存放机构2111固定在固定架21121；固定架21121安装在调料中转盒21123上；中转盒端盖21122安装在调料中转盒21123上；电机21124安装在调料中转盒21123下端面，输出轴与调料中转盒同心，可提供旋转动力，挡板21125安装在步进电机21124的输出轴上，可绕中心轴旋转。调料中转盒下端面开有小孔，与固体颗粒输出机构2114的量筒配合安装，调料可通过小孔流入量筒内。当挡板旋转时，调料输出到量筒内，将量筒填满。

料盒挡板机构2113安装在输出填充机构2112中转盒端盖上，其主要作用是控制固体颗粒存放机构2111中的调料输出到输出填充机构2112。料盒挡板机构2113由电磁铁和挡块组成。挡块与固体颗粒存放料盒2111出料口下端输出管路配合，通过电磁铁吸合或者释放，控制调料输出。

固体颗粒输出机构2114由电磁铁21141、量筒21142、上挡板21143、下挡板21144、连杆21145组成，其主要作用是每次输出固定体积的调料。上挡板21143、下挡板21144上平面与量筒21142上下两个缺口紧密配合。连杆21145上有三个孔，中间孔通过销钉与量筒21142的销孔配合，可绕量筒21142旋转；连杆21145两端的孔分别与上、下挡板的销孔配合，用销钉连接，使其可以旋转。电磁铁21141吸合时，上挡板21143打开，下挡板21144关闭，当输出填充机构2112的挡板划过时，可将量筒内下挡板以上空间填满。量筒内被填满调料后，当电磁铁释放，上挡板关闭，下挡板打开，上下挡板之间的调料掉出。由于两筒内上下挡板之间的体积一定，可根据体积质量公式求得单位体积的调料质量。

在其他实施例中，可以省略料盒挡板组件2113；可以加宽挡板，利用挡板堵住调料中转盒的孔，省略上挡板21143等在此不做详细说明。在其他实施例中，通过改变零件形状或其原理以输出固定体积调料为工作原理的机构等均属于本发明保护范围。

输出装置一212安装在固体颗粒存放装置211输出口的正下方，固定在机架上。输出装置一212由主动轮、从动轮、输送带、电机、输送装置一机架组成。电机安装在输送装置一机架，其输出轴连接主动轮；主动轮与从动轮安装在输送装置一机架上，输送带跨过两带轮。在其他实例输出装置一安装在其他可以接收调料的地方；输出装置一可以采用不同形式的输送带或者采用蛟龙等传输设备，在此不再赘述。

输出装置二213安装在输出装置一212输出端正下方，固定在机架上。输出装置二213由主动轮、从动轮、导向轮、裙边挡板输送带、电机、输送装置二机架组成。电机安装在输送装置二机架，输出轴连接主动轮；主动轮与从动轮安装在输送装置二机架上，输送带跨过两带轮。此实例可以采用不同形式的输送带或者采用蛟龙等传输设备，在此不再赘述。

在其他实施例中，输送装置一212，输出装置二213可以简化为一个机构，向所述锅具中加入固体调料；在其他实施例中，可省略输出填充组件2112或料盒挡板组件2113或固体颗粒输出机构2114中的一项或几项机构，同样可以构成等体积调料输出机构。在其他实施例中，可省略输出装置一、输出装置二，由调料输出机构直接将调料加入到锅中。

请参考附图11—15，固体块状投料装置22包括固体块状筛选机构221、固体块状称重机构222、固体块状翻转机构223、固体块状输送机构224组成，其作用是将块状、不规则的调料按照所需质量添加到所述锅具中。固体块状投料装置安装在机架上，在此实施例中，其具体安装位置为竖直位置a、水平位置2、前后位置2-5。

固体块状筛选机构221由振动盘2211和振动盘底座2212组成。固体块状调料存放在振动盘2211中。振动盘底座2212安装在振动盘2211外侧下表面。筛选机构工作时，振动盘底座产生逆时针旋转的力，将堆叠、交叉在一起的块状调料分开，使块状调料一个一个的独立输出，可有效防止调料堆叠而引起的投料过多。

固体块状调料称重机构222由料仓2221、称重传感器2222、称重底座2223组成。固体块状调料称重机构222称量固体块状筛选机构221输出的调料质量，当调料质量达到所需质量时，固体块状筛选机构221停止工作。料仓2221、称重底座2223之间由称重传感器2222连接，称重传感器与料仓、称重底座之间为固定安装，以保证固体块状称重机构在翻转时不掉落。称重底座2223下方有与伸缩机构2231配合的安装孔。

固体块状翻转机构223由伸缩机构2231、侧翻底座2232组成，将称量的调料倒入所述锅具中。伸缩机构2231一侧连接侧翻底座2232，另一侧连接到固体块状称重机构222的称重底座下方。侧翻底座一侧的孔与调料称重机构的称重底座通过销钉连接。通过改变伸缩机构2231的长度，可改变称重底座与侧翻底座之间的角度，实现料盒侧翻。

固体块状输送机构224由输送机构支架2241、步进电机2242、丝杠2243、光轴2244、斜坡下料机构2245组成。固体块状输送机构224带动固体块状称重机构222和固体块状翻转机构223运动，当所需调料种类超过一种时，逐个调料称量，待所有调料称量完之后，运动至投料处，完成投料。步进电机2242固定安装在输送机构机架2241上；丝杠2243一端通过轴承与输送机构机架相连，另一端通过联轴器与步进电机2242输出轴连接，丝杠与光轴平行安装；光轴2244固定安装在输送机构机架上，两光轴平行安装；斜坡下料机构2245安装在侧翻机构223侧翻下料一侧的下方，固定安装在输送机构机架上，且有一定角度，确保调料顺利滑出。

具体工作实例：a固体块状.输送机构224带动固体块状称重机构222、固体块状翻转机构移动至所需调料的筛选机构出料口下方b.到达指定位置时，相应的固体块状筛选机构221开始工作，将块状调料有序输送至称重机构；c.当称重机构中块状调料的重量到达设定值时，固体块状筛选机构停止工作d. 固体块状输送机构带动称重机构移动至下一个所需调料的固体块状筛选装置下方，称重传感器清零，重复b-c步骤e.当称完所有所需块状调料时，固体块状输送机构带动称重机构移动至图中右侧，固体块状翻转机构223工作，将固体块状称重机构一侧举起，使调料通过斜坡下料机构滑至锅具中。

在其他实施例中，可以省略输送机构的步进电机2242、丝杠2243、光轴2244，加长斜坡下料机构2245，将称量过的调料直接加入锅中，在此不再详细说明。在其他实施例中，通过改变零件形状或其他更改形式，但是其原理是通过筛选机构筛选调料应属于本发明保护范围。

请参考附图16—19，膏体投料装置包括电磁阀231、压力缸232、膏体调料存放装置233、移动机构234组成，将膏体调料，如蚝油、蜂蜜等按需加入到锅中。

电磁阀231为三通电磁阀，通过执行器的动作，可以控制阀体内管路的通断。

压力缸232由筒体2321、活塞2322、推杆2323组成，用于吸入或推出膏体调料。筒体2321固定在机架上且一端与电磁阀连接。活塞2322采用橡胶或其他密封性较好的材料，大径与筒体内表面过盈配合，以保证密封性；活塞小径与推杆2323固定连接，通过推杆可以带动活塞在筒体做轴向移动。推杆一端与活塞连接，另一端通过轴承与丝杠配合，可以保证丝杠只将轴向运动传递给推杆，不将旋转运动传至推杆，进而使活塞在筒体内只做直线往复运动，不做旋转运动。

膏体调料存放装置233由膏体调料存放罐2331、存放罐端盖2332、端盖塞子2333组成。膏体调料存放罐2331中存放膏体调料，在加入膏体调料后，将存放罐端盖与膏体调料存放罐2331配合，保证存放罐的密封环境。当输出调料时，将端盖塞子2333打开，使内外大气压平衡，保证调料顺利流出。

移动机构234由步进电机2341、步进电机支架2342、光轴2343、固定螺母2344、支撑板2345、丝杠2346、轴承2347组成，用于带动所述活塞轴向运动。步进电机2341安装在步进电机支架2342上，为整个移动机构234的动力源。步进电机支架2342上侧的四个孔与步进电机配合，将步进电机固定；下侧两个孔安装在直线轴承上，直线轴承与光轴配合，直线轴承可沿光轴轴向方向运动，使支架在光轴上做直线运动时的摩擦力减小。光轴2343固定安装在支撑板上，两根光轴平行安装，安装距离与步进电机支架上的直线轴承距离相符。固定螺母2344固定安装在支撑板上。固定螺母可以与丝杠配合。当丝杠旋转时，由于固定螺母位置不变，则丝杠相对于固定螺母发生轴向移动。支撑板2345支撑整个凝固状添加装置。在其上安装有膏体调料存放罐233、压力缸232、光轴2343、固定螺母2344。丝杠2346一端通过联轴器与步进电机连接；另一端连接轴承，可与压力缸推杆连接，传递直线运动。丝杠安装在固定螺母上，当步进电机带动丝杠旋转时，固定螺母位置不发生变化，丝杠产生轴向位移，可带动推杆运动，进而可以是活塞产生相对于筒体的位移。

工作实例：

进料时：当步进电机旋转时，电磁阀接通膏体存放罐与压力缸管路，步进电机顺时针旋转，步进电机远离固定螺母，相对于固定螺母产生轴向位移，同时可带动压力缸中活塞运动，膏体调料被吸入压力缸中；出料时：电磁阀接通输出端与压力缸管路，步进电机逆时针旋转，步进电机靠近固定螺母，膏体调料被挤出压力缸，完成投料。

请参考附图20，液体投料装置24由液体调料输出组件241和液体调料输送组件242组成，用于定量添加液体调料。

液体调料输出组件241包括液体调料存放罐2411、计量泵2412、存放罐端盖2413和端盖塞子2414。计量泵2412固定安装在液体调料存放罐2411下端计量泵固定架上。计量泵在单位时间内可输出固定体积的液体，通过控制计量泵接通时间，可得到预期体积的液体调料。液体调料存放罐2411中存放液体调料，在加入液体调料后，将存放罐端盖与液体调料存放罐2411配合，保证存放罐的密封环境。当输出调料时，将端盖塞子2414打开，使内外大气压平衡，保证调料顺利流出。

在其他实施例中，可通过流量计等液体计量机构和电磁阀配合，计量计量泵。

请参考图21—26，食材投料装置包括投料装置25和存放装置26组成。

投料装置25由投料机架251、电机252、投料曲柄253、投料连杆254、投料摇杆255、振动机构256、电磁铁257、限位开关258组成，用于将所需食材加入到锅具中。

步进电机252固定安装在投料机架251上，输出轴连接投料曲柄253。投料曲柄253一端固定安装在步进电机输出轴上，另一端通过销钉与投料连杆连接，两杆可绕销钉转动。投料连杆254另一端通过销钉与投料摇杆连接，两杆可绕销钉转动。投料摇杆255一端与投料连杆254连接；另一端通过销钉与投料机架251连接。所述投料曲柄、投料连杆、投料摇杆长度应符合实际工作要求；电机中心孔到投料摇杆的距离应满足曲柄摇杆机构的要求。振动机构256安装在投料摇杆靠近电磁铁的位置，其功能是使粘挂在料盒上的食材顺利倒出，避免食材投料不彻底。电磁铁257安装在投料摇杆上，三个电磁铁安装位置构成一个等腰三角形，这种方分布安装方式可有效防止料盒侧翻。限位开关258安装在三个电磁铁安装位置构成的三角形内，其主要作用是检测来菜盒是否被吸合。

具体实施例：a.摇杆处于水平位置，当料盒到达投料位置时，电磁铁接通电源，与菜盒吸合；同时振动机构接通电源。b.当限位开关被触发，确定电磁铁吸合料盒后，步进电机工作，使摇杆到达投料位置，将食材倒入所述锅具。c.等待一段时间，投料结束，切断振动机构电源。d.步进电机再次工作，带动摇杆回到水平位置。e.切断电磁铁电源，将料盒分离，完成一次投料。

在其他实施例中，步进电机可以换成普通电机，可通过连杆和限位开关配合确定翻转投料位置，在此不做详细说明。在其他实施例中，实现料盒反转的形式多样，在此不做详细说明。

存放装置26由料盒261、称重机构262、移动机构263组成。其功能是将需要投入锅具中的食材，输送至投料装置处。

料盒261由料盒2611和料盒底座2612组成。料盒2611安装在料盒底座2612上。料盒底座2612上有标准的连接扣，可根据用户需求组装各种型号的料盒。料盒底座有半圆形限位开关挡块，当所需投料的料盒到达投料位置时，挡块触发限位开关，移动机构停止工作。

在其他实施例中，挡块可以是其他形状或者可以通过非接触开关完成料盒的限位控制。

称重机构262由称重上挡板2621、称重传感器2622、称重下挡板2623、滑块2624、固定螺母2625组成。称重机构负责称量食材的重量，将重量信息传至控制装置。所得到的实际重量-预设料盒重量，即可得到食材重量。称重上挡板上表面有标准的安装扣，用于安装食材存放机构261；下表面与称重传感器固定安装。称重传感器2622固定安装在上、下挡板之间，共四个分布在下挡板的四个角的合理位置。滑块2624安装在下挡板上，在此实例中滑块共两个。固定螺母固定安装在下挡板上，固定螺母可以与移动机构的丝杠配合，其作用带动称重机构以上移动。

移动机构263由电机2631、滑块导轨2632、投料位置限位开关2633、极限位置限位开关2634、底座2635、丝杠2636组成。

电机2631固定安装在底座上，其输出轴通过联轴器与丝杠连接。通过步进电机旋转，可带动丝杠运动，将旋转运动转换成直线运动带动称重机构运动。滑块导轨2632固定安装在底座上。滑块导轨与称重机构的滑块配合，减少滑块运动时的阻力。投料位置限位开关2633固定安装在底座上。料盒到达投料位置时，料盒下端挡块可触发限位开关。限位开关2633位置安装具体以料盒底座正中心与翻转机构摇杆中心对应时，正好触发限位开关的位置。

极限位置限位开关2634安装在底座的一侧。当料盒底座触发极限位置限位开关时，电机停止运动。丝杠2636一端与步进电机连接，另一端通过轴承安装在底座上。

在其他实施例中，移动机构可以有链条、皮带或其他多种形式的直线运动机构组成，在此不做详细说明。

具体实施例：a.需要投料时，移动机构263开始工作，带动称重机构262、料盒261移动。b.当第一个料盒触碰投料位置限位开关2633时，此时翻转机构25中的电磁铁257通电，吸合料盒后，限位开关258触发。c.限位开关258触发时，电机252工作，带动摇杆到达预设位置，完成第一料盒投料，关闭振动机构256。d.当第一料盒投料完成时，翻转机构摇杆回到水平位置，关闭电磁铁257。完成一个料盒的投料任务，以此类推，依次完成第二个料盒、第三个料盒等的投料，直至触发极限限位开关，移动机构停止工作，完成所有投料。

运动装置由翻炒机构31、辅助烹饪机构32、翻炒基座33组成。

翻炒机构由机械手臂311、末端执行器一312和末端执行器二313组成。翻炒机构用于带动锅具完成翻炒动作、带动锅具运动至指定调料输出位置完成调料添加、配合辅助翻炒机构完成食材的二次投料、烹饪结束时将烹饪好的菜输出至指定位置、完成清洗任务等。在机械手臂基座下方安装有滑块，滑块可以与滑轨配合，使机械手臂可以相对于机架运动。机械手臂末端装有末端执行器一312，末端执行器二313。末端执行器一为安装有电磁铁或者卡扣的配合头，使其可以与厨具或清洗工具配合，翻炒机构末端执行器一般与锅具连接。末端执行器二为仿生手型执行器，可完成抓取物品等多种运动。

辅助烹饪机构由机械手臂321及其末端执行器一322、清洗机构323、末端执行器二324组成。在机械手臂基座下方安装有滑块，滑块可以与滑轨配合，使机械手臂可以相对于机架运动。机械手臂末端装有末端执行器一321和末端执行器二324，末端执行器为安装有电磁铁或者卡扣的配合头，使其可以与厨具配合。末端执行器一322与锅铲或者勺子配合，翻炒机构和辅助烹饪机构同时运动，使翻炒更加均匀；末端执行器与半成品容器配合时，可以存放经过加工后的半成品或将半成品倒入锅具中。清洗机构的清洗管路安装在机械臂末端，通过设定机械手臂的活动轨迹，同时末端执行器一可带动清洗工具做旋转运动，使清洗更加彻底。末端执行器二为仿生手型执行器，可完成抓取物品等多种运动。

翻炒基座33由滑块331、滑轨332、底座333、丝杠334、步进电机335组成。翻炒机构和辅助翻炒机构安装在同一组滑轨上，两个机构采用独立的移动机构，使其相对于机架发生移动。

翻炒基座33的两根滑轨332固定安装在底座333上。滑块331与滑轨配合，安装面安装在机械手基座上，每个机械手基座安装四个滑块，横向纵向各两个。每个机械手配有一个固定螺母，与丝杠配合，使机械手臂相对于机架移动；丝杠一端与对应的步进电机通过联轴器配合，另一端通过轴承与底座安装。两个步进电机335安装在底座的步进电机支架上，与丝杠连接，为机械手移动提供动力。

控制装置4固定安装机架上，在此实施例中控制装置安装在液体投料机构下方，控制系统下位机为PLC。控制系统由电箱、PLC、伺服驱动器、继电器、步进控制器等电气控制设备组成。PLC可以通过开关量、模拟量或者通过组网通信的方式控制其他设备，使炒菜机完成预期工作。

人机交互界面5由悬臂控制箱和工业电脑组成。其主要作用是使用者通过工业电脑可将烹饪任务告知控制系统；显示烹饪任务的进程。

应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依 然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进 行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (10)

1.本发明设计一种炒菜机 包括机架、工具存放装置、加热装置、人机交互界面、控制装置、投料装置、运动装置、清洗装置、排烟装置； 机架，为整个机器的支撑部件，下文所述各种装置安装在机架上； 工具存放机构：包括工具存放架、清洗用具和烹饪所需厨具，如：锅具、锅铲、锅盖等；厨具、清洗用具上有第一配合头，可与机械手臂末端执行器配合； 加热装置：为烹饪过程提供热量； 人机交互界面：使用者与机器交换信息的媒介，可将使用者意图告知机器，机器也可以将各种信息告知使用者，如烹饪过程可以通过动态形式显示出来、将调料剩余量等信息通过人机界面传达给使用者； 控制装置，控制整个机器的工作，包括规划烹饪过程、控制调料按需输出、控制食材投放、控制运动机构轨迹速度、控制清洗机器等；投料装置，可向所述锅具中添加材料，包括食材投料装置、调料投料装置；调料机构又分固体颗粒投料装置、固体块状投料装置、液体投料装置、膏体投料装置； 运动机构为整个机器的执行部件，可以带动所属锅具完成翻炒、出菜、添加调料等动作；带动所述厨具完成辅助烹饪动作；带动清洗头完成清洗任务； 清洗装置可以清洗炒菜机的操作平台、厨具等； 排烟装置可以收集烹饪过程中产生的油烟，并且集中处理。

2.根据权利要求1所述，加热装置置于所述锅具下方或其所处位置能合理为锅具提供烹饪过程中所需要的热量；加热装置应具有测温功能，控制装置能够将实时温度与设定温度进行比较，并做出相应动作；加热装置应为电磁加热、燃气燃烧加热或不对食物产生副作用的加热方式。

3.根据权利要求1所述，食材投料装置由存放装置、食材称重装置和投料装置组成；所述存放机构，由料盒和附件组成，料盒可存放各种待烹饪食材，附件可将装有食材的料盒移动至投料机构处；食材称重机构置于存放机构下方，可计算存放机构食材的质量，并将数据传送至控制系统；投料机构，可将所需食材在指定时间倒入锅中时工作，投料机构中有辅助投料机构，可解决因食材与料盒粘连而导致投料不充分的问题，将料盒内食材彻底倒入锅中；其中，存放装置、食材称重装置可以组合成一个装置。

4.根据权利要求1所述，固体颗粒投料装置由固体颗粒存放机构和定量输出机构组成；固体颗粒存放机构用于存放粉末状调料或小颗粒调料；定量输出机构可在单位时间输出固定体积的调料，根据食材重量，控制系统控制定量输出机构输出工作时间，可得到预期的调料质量。

5.根据权利要求1所述，固体块状投料机构由筛选机构、块状调料称重机构组成；筛选机构将块状调料进行筛选，避免块状调料互相堆叠、连接，使调料可独立输出；块状调料称重机构安装在筛选机构下方，可承接筛选机构输出的调料；块状调料称重机构可称量块状调料质量，将已经称量好的调料加入所述锅具中。

6.根据权利要求1所述，液体投料装置由液体调料存放罐和液体计量机构组成；液体调料存放罐中存放液体调料，计量泵可以在单位时间内输出定量的液体，通过控制计量泵接通时间，即可控制液体调料的投放量。

7.根据权利要求1所述，膏体投料机构由膏体调料存放罐、压力缸、执行器组成，压力缸与膏体调料存放罐相连；当需要添加调料时，执行器动作，将膏体调料抽入所述压力缸中；待抽入膏体体积与所需体积一致时，执行器反向动作，将膏体挤出，投至所述锅具中；通过控制执行器移动距离，即可控制调料用量。

8.根据权利要求1所述，运动装置由第一机械手臂、第二机械臂构成；进一步的，两个机械手臂上安装有末端执行器一、末端执行器二，可用于夹持物品或可与厨具、清洗工具配合；第一机械手臂为翻炒机构，与所述锅具配合，完成烹饪所需各种动作；第二机械手臂为辅助翻炒机构，可与厨具配合，辅助所述翻炒机构完成烹饪任务；清洗工具可通过末端执行器二与机械手臂配合，机械手臂上安装有清洗管道、清洗头，可在烹饪任务结束时，清洗机器。

9.根据权利要求1所述，人机交互界面可以将使用者的控制要求传达至控制装置；人机交互界面可以连接蓝牙、局域网、互联网，可实现使用者远程控制炒菜机，也可将炒菜机参数、烹饪过程等信息通过人机交互界面传达给使用者。

10.根据权利要求4-7所述，在调料存放机构中，有用于检测调料剩余量的传感器，当调料剩余量低于设定值时报警，告知使用者及时添加调料。

Images