CN1378113A - 自动烹饪系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能实现烹饪过程中加料、铲动、调温自动化的家用电器系统,它由烹饪机、计算机、排烟机构成,烹饪机为烹饪过程的执行机构,计算机作人机交互,排烟机将烟气从烹饪机内排出到室外。通过对烹饪软件开发环境的设置,可制作出满足烹饪要求的应用软件,使烹饪技术软件化。

Description

自动烹饪系统

本发明涉及一种能在烹饪过程中代替人工加料、铲动、调温的家用电器，它能将油烟从锅内直接排出到室外。目前，与烹饪有关的家用电器针对食物的加热进行控制，而对烹饪过程中的加料和铲动不进行控制；在油烟处理上，现有排烟家用电器只将出现在厨房空间的烟气排出室外，不能彻底解决厨房油烟污染并使入免受油烟危害。

本发明的目的是要提出一种能实现烹饪过程自动化的系统和装置，能进行配料的设定、控制食物及配料的装入、加热、铲动以及排烟、提示和等待人工干预、中止烹饪过程等。

本发明中的系统由烹饪机(下文中定义)、排烟机(下文中定义)、计算机及软件组成，烹饪机是烹饪过程的执行机构，在计算机的管理下完成烹饪过程；排烟机由风机、控制电路和外壳组成，由烹饪机控制，将烹饪机内的烟气排出到室外，运行时能在烹饪机内产生对外界大气的负压，加速液体配料的注入。

本节对计算机软件作说明，烹饪过程的控制方式分为定时控制和条件控制，定时控制以烹饪机开始启动为零时刻，对烹饪机的可控制部件设置开始运行、运行程度、结束运行的时刻；条件控制以检测值表达式为条件，设定烹饪机中可控制部件的目标状态。针对某一烹调过程的应用软件，在烹饪软件集成开发环境(IDE)中制作，IDE为应用软件设计提供装置图(烹饪机、排烟机)，包括所有可检测、可控制的图形单元。对可控制的图形单元双击鼠标左键，会弹出一个对话框，可选择控制方式、填写数值或表达式，完成烹饪过程所需可控制图形单元的设置，即制成应用软件。应用软件运行后，烹饪机启动前，可对某些图形单元的设置(如配料比例)进行修改，这些图形单元作了触敏设计(用鼠标左键单击该图形单元，会弹出一个对话框，对话框上有文字提示，并等待输入或选择)，改动后的应用软件可另外取名存盘。需要人工干预的烹饪过程，计算机能以语音、文字、图形单元闪烁提示使用者。

铲作为烹饪过程的运动器件，可进行三种运动：水平面转动、垂直面转动、自转约180度(以铲的中心线为轴)，前两种转动轴线的交点与锅面的球心重合(不重合度不致影响铲的运动效果)，转动由电机减速后实现。当铲在垂直面的转动位置达到铲的中心线与水平面平行时，以铲的中心线为轴产生约180度的自转，继续向上转动与固定件碰撞，接触信号被检测，铲在垂直面向相反方向转动，其结果表现为铲在垂直面作来回摆动。铲的以上三种运动以及与固定件的碰撞，能够达到人工烹饪时铲的动作效果。

烹饪机内设有多种检测功能，如气敏元件检测烟气情况、温度传感器检测锅面温度、闭合检查电路检测烹饪机的锅与盖是否闭合、应变片及电路检测食物和固体配料的重量、液面检测电路的输出值可计算出液体体积和流出量。烹饪机采用电磁方式对食物进行加热，烹饪机通过网线与计算机进行数据交换，烹饪机通过软管将烟气传输到排烟机，并通过导线控制排烟机的工作。

以下将结合附图对发明作进一步的描述，图1是本发明的系统配置和接线简图；图2是本发明中烹饪机的外型图，图2(a)为烹饪机的正视图，图2(b)为烹饪机的俯视图；图3(a)是本发明中烹饪机的内部剖视图，图3(b)烹饪机开盖时的俯视图；图4是本发明中铲的限位和锅与盖的闭合检查原理图；图5是铲的安装简图，图5(a)为仰视图，图5(b)为正视图，图5(c)为左视图；图6是铲的过水平位置检测原理图；图7是电机及电磁炉控制原理图；图8是向旋转件供电原理图，图8(a)为正视图，图8(b)为轴的剖面图，图8(c)为俯视图；图9是盛液器工作原理图，图9(a)为正视图，图9(b)为俯视图，图9(c)、9(d)为左视图，图9(c)为盛液器的塞子处于关闭状态，图9(d)为盛液器的塞子处于开启状态；图10是盛液器液面检测原理图；图11是装入器工作原理图，图11(a)为装入器位置简图，图11(b)为装入器的底板处于关闭状态的工作原理图，图11(c)为装入器的底板处于开启状态的工作原理图。

系统配置和接线简图见图1，系统由烹饪机(1)、排烟机(2)、计算机(3)及软件组成，烹饪机(1)的外型见图2，由上半部的盖体(4)(见图3(b))、下半部的锅体(5)(见图3(b))及控制盒(6)(见图2(b))组成，盖体(4)包括装入器(9)(见图1，下文中定义)、气敏元件(19)(见图1)、铲(10)、驱动机构(11)、排气管(13)(见图2(a))、限位圈(39)(见图3(a))、上支架(14)(见图2(a))等；锅体(5)包括锅(17)(见图3(a))、温度传感器(20)、加热炉(12)等；控制盒(6)内装有盛液器(8)(见图3(a))(下文中定义)、控制器(7)(下文中定义)、放大电路模块。如图3(b)需要开盖时，将盖体(4)水平转动。上、下支架(14、15)间有限制转动范围的槽(58)(见图2(a))和滚动轴承(31)(见图3(a))，其内有走线孔(18)。排烟机(2)的进气孔通过软管(51)(见图1)与烹饪机(1)的排气管(13)(见图2(a))相接，其控制线与烹饪机(1)的排烟机控制插座(36)相接。计算机(3)通过网线(49)(见图1)与烹饪机(1)的网线插座(37)(见图2(a))相接。

以下对烹饪机(1)的主要部件进行定义和描述：

1)控制器(7)由微处理器、输入、输出及数据通信电路构成，微处理器接收来自计算机(3)的数据，并按这些数据的含意组成控制程序，控制烹饪机(1)和排烟机(2)的工作，将烹饪机(1)的状况(检测值)发送给计算机(3)。由于加热炉(12)采用电磁加热方式，应对控制器(7)采取防电磁干扰措施。

2)铲(10)及驱动装置(11)用于铲动食物，使之受热均匀，并与配料混合。如图4，铲向上运动接触到限位圈(39)，接触信号输出到控制器(7)，如需继续铲动，控制器(7)向驱动铲(10)作垂直面转动的电机发出反转指令；如需中止铲动，则使铲(10)保持在此位置，便于开盖。如图5(c)，在使铲(10)作垂直面转动的转轴(40)上，设置铲(10)的自转驱动机构(43)，如图5(a)，能以铲的中心线为轴转动(如图5(c))，设挡柱(77)(阻挡铲运动的柱状金属物)限制转动角度，使铲(10)转过约180度。采用弹簧(32)和轴(29)缓冲铲(10)与限位圈(39)的碰撞(如图4)。如图6的球腔(41)能检测铲(10)过水平位置(铲的中心线与水平面平行)，设绝缘层(46)、金属小球(42)，内壁(45)导电，当铲(10)越过水平位置时，金属小球(42)从球腔(41)的一端滚到另一端，如图6(a)到图6(b)，因金属小球(42)导电，使电路接通，控制器(7)获得接通信号。图7中，控制器(7)通过半导体功率模块(61)对电机(60)和加热炉(12)进行控制。使铲(10)作垂直面转动的电机，处于在水平面作旋转运动的坐标系中，存在向旋转件供电的问题，图8是一种解决方法，如图8(a)将电源由轴承座(69)送到轴(73、74)上，轴承座(69)内设绝缘层(68)，隔离两电极；如图8(b)，轴内设绝缘层(70)，火线由滚动轴承1(71)接到内轴(73)，零线由滚动轴承2(72)接到外轴(74)。

3)盛液器(8)是盛放液体配料(包括水)的可控制容器。见图9，它由器皿(21)、塞子(22)、电磁铁(23)、拉线(24)、导管(25)和图10中的浮盘(27)、电阻丝(28)、放大器(53)构成。如图9(c)，控制器(7)输出低电平时，塞子(22)落下将导管(25)口堵住；如图9(d))，控制器(7)输出高电平时，线圈(54)得电励磁，使铁心(56)与衔铁(55)吸合，拉线(24)拉起塞子(22)，液体由塞子(22)上的槽(26)流向导管(25)。器皿(21)内有液位检测装置，见图10，浮盘(27)的两小孔(62)间可导电，浮盘(27)质量不均，在液体(59)中微倾，使电阻丝(28)与浮盘(27)密贴，电阻丝(28)阻值的变化反映液面的变化，经放大器(53)转变为电信号输出到控制器(7)，可由容器截面积计算出液体(59)的体积、流出量。

4)装入器(9)是入锅前，暂时存放食物或固体配料的可控制容器。见图11，烹饪机(1)的盖体(4)内可有多个装入器(9)，每个装入器(9)由控制器(7)单独控制，图11(a)是装入器(9)的一种布置方式。如图11(b)，控制器(7)输出高电平时，线圈(64)得电励磁，铁心(66)与衔铁(65)吸合，使底板(16)处于水平位置，关闭装入器(9)底板(16)；如图11(c)，控制器(7)输出低电平时，线圈(64)失电，因重力作用，铁心(66)与衔铁(65)分开，底板(16)处于垂直位置，食物或固体配料落入锅中。底板(16)上贴有应变片(30)，可检测食物重量，经放大器(63)转变为电信号输出到控制器(7)。

5)密闭检测，如图4上部的盖体(4)与下部的锅体(5)间设绝缘层(76)，闭合开关(52)关上时，检测电路导通；闭合开关(52)开启时，检测电路断开；通断信号输出到控制器(7)。

本发明提出了一种适用于自动化烹饪的系统和装置，凭借软件的灵活性，使烹饪过程满足个性化的需求，实现烹饪技术软件化。

Claims (9)

1.由烹饪机(1)、排烟机(2)、计算机(3)组成的系统。其特征是计算机(3)作人机交互，烹饪机(1)执行烹饪任务，排烟机(2)将烟气从烹饪机(1)内排出室外，实现烹饪过程自动化。

2.根据权利要求1所述的系统，其软件特征是以烹饪软件集成开发环境为基础构造应用软件，使用定时控制和条件控制，对最终用户可更改的设置作触敏设计。

3.根据权利要求1所述的系统，烹饪机(1)的特征是一个由控制器(7)、铲(10)及驱动机构(11)、盛液器(8)、装入器(9)、加热炉(12)、锅(17)为主要部件组成的装置，控制器(7)管理烹饪过程，铲(10)及驱动机构(11)执行铲动过程，盛液器(8)盛放液体并控制其定量注入锅(17)中，装入器(9)盛放并将固体食物及配料装入锅(17)中。

4.根据权利要求3所述的装置，铲动过程的特征是水平面转动、垂直面转动、以铲(10)中心线为轴的自转组合而成；采用球腔(41)检测铲(10)中心线越过水平位置。

5.根据权利要求4所述的装置，对旋转件供电的特征是使用轴承(71、72)传导电流，绝缘层(68、70)隔离不同电极。

6.根据权利要求3所述的装置，盛液器(8)的特征是采用电磁方式控制液体流出量，采用电阻值变化检测液体流出量。

7.根据权利要求3所述的装置，装入器(9)的特征是采用电磁方式控制底板(16)开与关，采用应变片(30)检测重量。

8.根据权利要求3所述的装置，烹饪机(1)的结构特征是盖体(4)为可旋转体，装入器(9)位于盖体(4)内。

9.根据权利要求2所述的烹饪软件集成开发环境，其特征是环境内包括自动烹饪系统中所有可设置的图形单元、控制方式、表示方式。

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