KR102255065B1 - 무인 자동화 조리장치 - Google Patents

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KR102255065B1
KR102255065B1 KR1020200025516A KR20200025516A KR102255065B1 KR 102255065 B1 KR102255065 B1 KR 102255065B1 KR 1020200025516 A KR1020200025516 A KR 1020200025516A KR 20200025516 A KR20200025516 A KR 20200025516A KR 102255065 B1 KR102255065 B1 KR 102255065B1
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food
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김윤진
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주식회사 이니프레임
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치는 내부에 식품을 수용하는 복수 개의 용기를 냉동상태로 저장하는 냉동모듈; 사용자의 식품 선택 및 결제에 기초하여 상기 냉동모듈로부터 해당되는 용기를 전달받는 이송모듈; 및 상기 이송모듈에 의해 전달받은 용기를 가열하여 상기 용기 내의 식품을 조리하는 조리모듈;을 포함하고, 상기 조리모듈은, 알루미나 세라믹스로 형성되되 내부에 복수 개의 유로가 형성되어 전원 인가에 의하여 고열을 발생시키는 세라믹히터; 상기 세라믹히터의 상부에 회전 가능하도록 배치되는 팬; 및 상기 세라믹히터의 하부에 배치되는 근적외선 램프;를 포함한다.

Description

무인 자동화 조리장치{AN AUTOMATIC COOKING APPARATUS}
본 발명은 무인 자동화 조리장치에 관한 것으로, 구체적으로는 냉동식품 등의 즉석식품을 사용자가 선택 및 결제하고, 이를 자동으로 조리하여 사용자에게 제공할 수 있는 무인 자동화 조리장치에 관한 것이다.
키오스크(KIOSK)란 물품 및 서비스를 제공하는 소규모의 점포, 또는 공공장소에 설치되는 무인정보단말기를 의미한다.
이러한 키오스크의 자동화 수준은 높아지고, 키오스크가 대체할 수 있는 서비스의 범위도 넓어지고 있으며, 점점 다양한 분야에 키오스크가 광범위하게 도입됨에 따라 키오스크의 시장 규모 역시 급격히 증가하는 추세이다.
특히, 최근 1인가족이나 맞벌이 부부의 증가에 의하여 냉동식품 등의 즉석식품의 시장 또한 점차적으로 활성화되고 있는 상황으로, 이러한 즉석식품 분야에서의 키오스크 적용예 또한 늘어나고 있다.
그러나 종래에는 물품의 특성상 냉동보관을 필요한 즉석식품은 별도로 구매해야 하며, 구매한 다음 즉석식품 조리장치를 이용하여 조리 후 섭취해야 함에 따라 즉석식품을 이용함에 있어서, 소지자의 불편함이 있었으며, 공급자의 입장에서도 무인화가 어려워지는 문제점이 있었다.
한편, 하기 선행기술문헌은 찌개, 라면 및 우동 등 개별조리 식품을 단체급식에서 빠르고 정확하게 조리하기 위해 다수개의 버너들 사이로 냄비를 연속 이동시키며 조리하기 위한 식품 자동화 조리기를 개시하고 있으며, 본 발명의 기술적 요지를 개시하고 있지 않다.
대한민국 공개특허공보 제10-2011-0089923호
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
사용자가 희망하는 식품을 선택하고, 이에 대한 비용을 결제하고, 나아가 선택된 식품을 조리할 수 있는 무인 자동화 조리장치를 제공하는 것이다.
나아가 빠른 시간 내에 개선된 식감 및 맛을 구현할 수 있도록 냉동식품 등의 즉석식품을 조리할 수 있는 무인 자동화 조리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치는 내부에 식품을 수용하는 복수 개의 용기를 냉동상태로 저장하는 냉동모듈; 사용자의 식품 선택 및 결제에 기초하여 상기 냉동모듈로부터 해당되는 용기를 전달받는 이송모듈; 및 상기 이송모듈에 의해 전달받은 용기를 가열하여 상기 용기 내의 식품을 조리하는 조리모듈;을 포함하고, 상기 조리모듈은, 알루미나 세라믹스로 형성되되 내부에 복수 개의 유로가 형성되어 전원 인가에 의하여 고열을 발생시키는 세라믹히터; 상기 세라믹히터의 상부에 회전 가능하도록 배치되는 팬; 및 상기 세라믹히터의 하부에 배치되는 근적외선 램프;를 포함한다.
상기 냉동모듈, 이송모듈 및 조리모듈을 수용하는 케이스;를 더 포함하고, 상기 케이스의 외부 전면에는 터치 가능하도록 형성된 디스플레이와, 상기 사용자가 선택한 식품을 결제하기 위한 카드인식부와, 사용자가 보유한 인식코드를 인식하기 위한 코드인식부와, 상기 조리모듈에 의하여 조리가 완료된 식품을 토출하는 용기토출부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 케이스의 내부는 상부 및 하부로 구획되도록 형성되고, 상기 냉동모듈은 상기 케이스의 상부에 배치되고, 상기 케이스의 상부 바닥면 중심부에 배치되는 회전유닛; 상기 회전유닛의 회전에 기초하여 회전하는 용기거치부 회전축; 및 상기 용기거치부 회전축을 중심으로 방사형으로 형성되고, 복수 개의 용기를 적층하여 수용하도록 형성된 용기거치부;를 포함하고, 상기 케이스의 상부 바닥면 일측에는 상기 용기를 상기 케이스 하부로 배출하기 위한 배출공이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 케이스의 하부 일측 상단에는 상기 냉동모듈로부터 용기가 토출되는 용기토출부가 배치되고, 상기 케이스의 하부 타측 상단에는 상기 조리모듈이 배치되고, 상기 케이스의 하부의 바닥면에는 이송레일이 형성되고, 상기 이송모듈은 상기 이송레일을 따라 상기 케이스 하부의 일측 및 타측을 왕복하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 이송모듈은 상기 용기토출부로부터 용기를 전달받아 상기 이송레일을 따라 상기 케이스 하부의 타측으로 이동한 후 상기 용기를 상기 조리모듈의 하부에 전달하고, 상기 조리모듈에 의하여 상기 용기 내부에 수용된 식품의 조리가 완료되면 상기 이송모듈은 상기 용기를 상기 상품토출구로 전달하는 것이 바람직하다.
상기 이송모듈은, 하부에 상기 이송레일을 따라 이동하기 위한 동력을 생성하는 수평이동유닛이 배치되는 프레임; 상기 프레임과 상하 방향으로 이동 가능하도록 결합되되 상기 용기의 캡을 탈부착하기 위하여 배치되는 캡탈부착 유닛; 상기 프레임과 상하 방향으로 이동 가능하도록 결합되고 상기 용기의 몸체를 수용하도록 형성되고, 상기 몸체를 유동시키도록 구성된 틸트회전유닛; 조리가 완료된 상기 용기를 상기 상품토출구로 전달하도록 구성된 안내부;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치는 사용자로 하여금 상품을 선택할 수 있도록 구비된 디스플레이와, 결제를 위한 카드인식부 등을 구비하고, 나아가 내부에 선택된 식품을 조리할 수 있는 구성들을 구비함으로써 사용자의 편의를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
아울러, 식품을 조리하는 조리모듈에 세라믹히터, 팬 및 근적외선 램프를 포함하도록 구성함으로써 사용자에게 겉은 바삭하고 속은 촉촉한 식품을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치의 외형도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치의 내부도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치의 구성 중 이송모듈을 여러 각도에서 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치의 구성 중 조리모듈의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치의 구성 중 조리모듈의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 무인 자동화 조리장치는 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 케이스(100), 냉동모듈(200), 이송모듈(300) 및 조리모듈(400)을 포함하도록 구성된다.
케이스(100)는 내부에 냉동모듈(200), 이송모듈(300) 및 조리모듈(400)을 수용하는 구성으로, 외부에는 도 1에 도시된 바와 같이 디스플레이(110), 카드인식부(120), 코드인식부(130) 및 상품토출구(140)를 포함하도록 구성된다.
디스플레이(110)는 사용자의 터치 입력 가능한 터치 디스플레이인 것이 바람직하며, 디스플레이(110)에는 복수 개의 식품 리스트가 출력되는데, 사용자는 출력된 리스트 중 구입을 희망하는 상품을 터치입력을 통하여 선택할 수 있으며, 이후 결제를 위한 화면이 출력되면, 사용자는 해당 화면의 터치를 통하여 결제를 진행할 수 있게 된다.
카드인식부(120)는 상품의 결제를 위한 신용카드 및 체크카드 등을 인식하기 위한 구성이며, 코드인식부(130)는 QR 코드 및 바코드 등을 인식하기 위한 구성이며, 상품토출구(140)는 후술할 조리모듈(400)에 의하여 조리가 완료된 상품을 케이스(100) 외부로 토출하는 구성이다.
또한 케이스(100)의 전면 중 디스플레이(110)의 상부에는 특정 상품이나 상점 등을 홍보하기 위한 광고미디어를 출력하기 위한 광고창(150)을 구비할 수도 있을 것이다.
한편 케이스(100)의 내부는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상부 및 하부로 구획되어 있는데, 이러한 케이스(100)의 상부에는 냉동모듈(200)이 배치된다.
냉동모듈(200)은 내부에 식품을 수용하는 복수 개의 용기(10)를 냉동상태로 저장하는 구성으로, 내부에는 냉동모듈(200) 내부 온도를 모니터링하기 위한 온도센서가 배치되는 것이 바람직하다.
이러한 냉동모듈(200)은 회전유닛(230), 용기거치부 회전축(220) 및 용기거치부(210)를 포함하도록 구성된다.
회전유닛(230)은 케이스(100)의 상부 바닥면 중심부에 배치되고, 전원인가에 의하여 회전하는 모터이며, 용기거치부 회전축(220)은 회전유닛(230)과 연결되어 회전유닛(230)의 회전에 기초하여 함께 회전하는 구성이다.
용기거치부(210)는 용기거치부 회전축(220)을 중심으로 방사형으로 형성되는데, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 복수 개의 용기를 적층하여 수용할 수 있도록 형성된다.
이러한 용기거치부(210)는 일렬로 형성된 복수 개의 단위열을 포함하도록 구성되는데, 각각의 단위열에는 상호 다른 종류의 식품들을 수용하는 용기(10)가 적층된다.
또한, 냉동모듈(200)이 배치된 케이스(100) 내부의 상부 바닥면 일측에는 용기(10)가 케이스(100) 내부의 하부로 배출하기 위한 배출공이 형성되며, 사용자가 디스플레이(110) 입력을 통하여 특정 식품을 선택할 경우 회전유닛(230)의 회전에 의하여 해당 용기(10)를 적층하고 있는 단위열이 상기 배출공과 대응되는 위치로 이동하게 된다.
한편, 케이스(100) 내부의 하부에는 바닥면에는 하부 일측 및 타측 사이의 이송모듈(300)의 이동을 위한 이송레일(160)이 형성되고, 하부 일측 상단 및 타측 상단에는 각각 용기토출부(170) 및 조리모듈(400)이 배치된다.
특히 용기토출부(170)는 상술한 케이스(100) 상부 바닥면의 배출공과 연결되며, 이를 통하여 사용자가 선택한 식품을 수용하는 용기(10)가 냉동모듈(200)로부터 이송모듈(300)로 전달된다.
이송모듈(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 먼저 하단 일측에 위치하여 용기토출부(170)로부터 용기(10)를 전달받은 후 이송레일(160)을 따라 하단 타측으로 이동함으로써 도 3에 도시된 바와 같이 용기(10)를 조리모듈(400)로 전달한다.
이러한 이송모듈(300)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 프레임(310), 캡탈부착 유닛(320), 틸트회전유닛(330) 및 안내부(340)를 포함하도록 구성된다.
프레임(310)은 하부에 이송레일(160)을 따라 이동하기 위한 동력을 생성하는 수평이동유닛(350)이 배치되는 구성이고, 후술할 캡탈부착 유닛(320), 틸트회전유닛(330) 및 안내부(340)를 지지하는 구성이다.
캡탈부착 유닛(320)은 용기(10)의 캡을 제거하거나 또는 부착하기 위하여 마련된 구성으로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 제1 탈부착부(321) 및 제2 탈부착부(322)를 포함한다.
제1 탈부착부(321)는 프레임(310)과 상하 방향으로 이동 가능하도록 결합되는 구성이고, 제2 탈부착부(322)는 제1 탈부착부(321)와 회전 가능하도록 결합되는 구성이다.
특히 제2 탈부착부(322)에는 진공을 이용하여 용기(10)의 캡을 흡착할 수 있는 흡착수단이 배치되고, 이를 통하여 용기(10)의 몸체로부터 캡을 분리할 수도 있고 결합할 수도 있게 된다.
틸트회전유닛(330)은 용기(10)의 몸체를 수용하도록 형성되고, 프레임(310)과 상하 방향으로 이동 가능하도록 결합되는 구성으로, 특히 내부에 수용된 용기(10)를 상하 또는 좌우 방향으로 유동시키기 위한 구동수단이 부착된다.
안내부(340)는 조리가 완료된 용기(10)를 케이스(100) 전면의 상품토출구(140)로 전달하는 구성으로, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상품토출구(140) 측으로 하향 경사지도록 구성된다.
이하 상술한 이송모듈(300)의 각 구성의 설명에 기초하여 이송모듈(300)의 동작에 대하여 설명하도록 한다.
먼저 이송모듈(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 최초 케이스(100) 내부 하부의 일측에 위치하여 용기토출부(170)로부터 전달받은 용기(10)를 틸트회전유닛(330)에 전달한다.
이후 캡탈부착 유닛(320), 구체적으로 제2 탈부착부(322)는 틸트회전유닛(330)에 수용된 용기(10)의 캡 상부와 접촉하도록 이동하고, 흡착부를 통해 공기를 빨아들임과 동시에 제1 탈부착부(321)를 상측 방향으로 이동시켜 용기(10)로부터 캡을 분리시킨다.
이후 제2 탈부착부(322)는 캡을 부착한채로 용기(10) 상부와 중첩되지 않는 영역으로 회전 이동하며, 이후 수평이동유닛(350)이 구동되어 이송모듈(300)이 도 3에 도시된 바와 같이 케이스(100) 내부 하부의 타측으로 이동한다.
다음으로 틸트회전유닛(330)이 상측 방향으로 이동하여 캡이 제거된 용기(10)를 조리모듈(400)로 전달하게 되고, 조리모듈(400)이 용기(10) 내부의 식품을 조리하는 동안 틸트회전유닛(330)의 구동에 의하여 용기(10) 내부의 식품을 유동시킨다.
조리모듈(400)에 의하여 용기(10) 내부의 식품의 조리가 완료된 경우 틸트회전유닛(330)의 하측 방향으로 이동하고, 이후 제2 탈부착부(322)가 용기(10) 상부로 회전 이동한 후 용기(10) 상부에 캡을 결합시킨다.
한편, 틸트회전유닛(330)의 내측, 구체적으로 용기(10)를 수용부 내측에는 용기(10)를 선택적으로 고정하기 위한 고정수단이 마련될 수 있으며, 제2 탈부착부(322)에 의한 캡의 탈부착시에는 고정수단에 의하여 용기(10)가 틸트회전유닛(330) 내부에 견고히 안착될 수 있다.
이후 제1 탈부착부(321)가 상측 방향으로 이동하여 캡이 결합된 용기(10)를 틸트회전유닛(330)으로부터 들어올리고, 제2 탈부착부(322)는 캡이 결합된 상태의 용기(10)를 안내부(340) 쪽으로 회전이동시킨 후 흡착부의 구동을 중단함으로써 용기(10)를 안내부(340)로 전달하며, 이후 용기(10)는 안내부(340)를 따라 상품토출구(140)로 전달된다.
조리모듈(400)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 세라믹히터(410), 팬(420) 및 근적외선 램프(440)를 포함하도록 구성된다.
세라믹히터(410)는 알루미나 세라믹스로 형성되되 내부에 복수 개의 유로가 형성되어 전원 인가에 의하여 고열을 발생시키는 기능을 수행한다.
세라믹히터(410)를 구성하는 알루미나 세라믹스는 기능성 알루미나로, 1600도의 고온에서도 안정적인 내열성을 가지며, 전기절연저항이 높고 열, 산/알칼리에 강하며, 다이아몬드, C-BN, B4C, SiC 다음으로 단단한 특성을 가지고 있는 소재이다.
따라서 이러한 알루미나 세라믹스는 내화재, 애자, 점화플러그, IC 기판, IC 패키지, 연삭연마재, 내열내약품, 자기 등 다양한 용도로 사용되고 있으며, 인체에 무해하여 인체 골격이식용 생체 바이오 소재까지 광범위하게 사용되고 있는 소재이다.
팬(420)은 세라믹히터(410)의 상부에 회전 가능하도록 배치되는 구성으로, 팬(420)은 별도로 구비된 팬 구동모터(430)의 구동에 의하여 회전하게 된다.
근적외선 램프(440)는 세라믹히터(410)의 하부에 배치되는 구성으로, 0.75㎛ 내지 3㎛ 파장대역의 근적외선을 조사하는 기능을 수행한다.
햇빛이나 발열체로부터 방출되는 적외선은 일반적으로 가시광선이나 자외선에 비하여 강한 열작용을 지니고 있어서 공업용이나 의료용으로 많이 이용되고 있으며, 특히 근적외선은 전자스펙트럼을 포함하여 열작용 이외에 사진작용, 광전작용, 형광작용과 소독이나 멸균, 관절 및 근육 치료에도 많이 활용되고 있다.
이러한 조리모듈(400)의 동작을 설명해보면, 먼저 세라믹히터(410)에 전원을 인가함으로써 고온의 환경을 생성한 후 팬 구동모터(430)의 동작에 의하여 팬(420)을 회전시키면, 팬(420)에 의하여 고온의 열풍이 열풍이송로(450)를 통해 용기(10)로 전달된다.
이러한 고온의 열풍에 의하여 용기(10) 내부의 냉동식품의 해동과정에서 발생하는 습기를 제거할 뿐만 아니라 냉동식품의 겉 표면을 바삭하게 조리할 수 있게 된다.
이 과정에서 근적외선 램프가 점등되어 용기(10) 내부의 냉동식품에 조사되는데 근적외선의 높은 침투력과 뛰어난 열전도율에 의하여 용기(10) 내부의 냉동식품을 속안에서부터 빠른 시간 내에 해동할 수 있게 된다.
한편, 용기(10)의 본체 내부에는 상술한 열풍 및 근적외선을 통하여 대류풍 및 복사열이 발생하게 되며, 나아가 상술한 틸트회전유닛(330)의 구동에 의하여 용기(10) 내부의 식품을 지속적으로 유동시켜 줌으로써 조리의 효율성을 극대화할 수 있다.
아울러 용기(10)의 내측은 용기 내부의 열손실을 방지하기 위하여 특수 세라믹 코팅 처리되는 것이 바람직하며, 조리모듈(400)의 측면에는 냉각팬을 설치할 수 있으며, 이를 통하여 조리가 완료된 용기(10)의 외부를 신속하게 냉각시킴으로써 사용자의 화상 발생을 방지할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 케이스
200: 냉동모듈
300: 이송모듈
400: 조리모듈

Claims (3)

  1. 내부에 식품을 수용하는 복수 개의 용기를 냉동상태로 저장하는 냉동모듈;
    사용자의 식품 선택 및 결제에 기초하여 상기 냉동모듈로부터 해당되는 용기를 전달받는 이송모듈; 및
    상기 이송모듈에 의해 전달받은 용기를 가열하여 상기 용기 내의 식품을 조리하는 조리모듈;
    을 포함하고, 상기 조리모듈은,
    알루미나 세라믹스로 형성되되 내부에 복수 개의 유로가 형성되어 전원 인가에 의하여 고열을 발생시키는 세라믹히터;
    상기 세라믹히터의 상부에 회전 가능하도록 배치되는 팬 및
    상기 세라믹히터의 하부에 배치되는 근적외선 램프를 포함하여 이루어지되,
    상기 냉동모듈, 이송모듈 및 조리모듈을 수용하는 케이스를 더 포함하고,
    상기 케이스의 외부 전면에는 터치 가능하도록 형성된 디스플레이와, 상기 사용자가 선택한 식품을 결제하기 위한 카드인식부와, 사용자가 보유한 인식코드를 인식하기 위한 코드인식부와, 상기 조리모듈에 의하여 조리가 완료된 식품을 토출하는 용기토출부를 포함하며,
    상기 케이스의 내부는 상부 및 하부로 구획되도록 형성되고,
    상기 냉동모듈은 상기 케이스의 상부에 배치되고,
    상기 케이스의 하부 일측 상단에는 상기 냉동모듈로부터 용기가 토출되는 용기토출부가 배치되고, 상기 케이스의 하부 타측 상단에는 상기 조리모듈이 배치되고,
    상기 케이스의 하부의 바닥면에는 이송레일이 형성되고,
    상기 이송모듈은 상기 이송레일을 따라 상기 케이스 하부의 일측 및 타측을 왕복하도록 구성되는 무인 자동화 조리장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
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