家用台式烹饪机器人
专利汇可以提供家用台式烹饪机器人专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且家用台式烹饪 机器人 是一种能炒菜的家用小型机器人，利用家用电脑对其进行控制实现多种类型的菜肴自动制作，口味和火候由程序设定，多种烹饪程序存贮于电脑中。它由机械结构、控制 电路 、操作 软件 构成，主要部件是：翻炒机械手、加料机械手、旋转调料仓、加液装置、加热装置及标准配菜盒。所说台式机械结构是安装在一个平台上，再由一个 门 式 支架 支撑 构成一个整体结构；加料 请求 信号 发射器安装在门式支架左立柱上，加热装置位于平台中心，炒锅置于加热装置上，翻炒机械手下方。翻炒机械手有转动臂和四个弹性“ 手指 ”，加料机械手自动识别转动调料仓中的固体调料并定量取出投入锅内。加液装置将液态调料定时定量加入锅内。加热装置以电磁加热方式对锅体进行可控加热。标准盒、标准配菜盒是特殊设计的标准化配件，多终端及网络连接设计创造出一种烹饪机器人餐馆模式——数字餐厅；标准盒、标准配菜盒的设计创造出一种配菜模式——数字配菜业。，下面是家用台式烹饪机器人专利的具体信息内容。
1.一种家用台式烹饪机器人，由机械装置及自动控制系统组成，其特征是：台式机械结构和家用电脑构成一种小型家用台式烹饪机器人，所说台式机械结构是安装在一个平台上，再由一个门式支架支撑构成一个整体结构；所说台式机械结构包括：翻炒机械手、加料机械手、旋转调料仓、加液装置、加热装置；所说台式机械结构的连接方式是：门式支架的左右两个立柱垂直固定于平台上，上固定横梁、中固定横梁与两个立柱垂直横向紧固连接于两个立柱内侧；升降横梁位于上、中固定横梁之间运动；所说台式机械结构的升降横梁的运动机构是：其驱动电机固定于上固定横梁上并与牵引轮同轴相连，升降横梁由牵引轮、牵引索牵引以滑块为导向沿门式支架左右两个立柱的内槽上下滑动；所说翻炒机械手固定于升降横梁上并随之同步运动；所说加料机械手、旋转调料仓固定于中固定横梁上，加料机械手鸟喙状结构与加料机械手驱动电机轴相连，可正反转动；旋转调料仓以固定于中固定横梁上的轴承为支点旋转，加料请求信号发射器安装在门式支架左立柱上并同步控制旋转调料仓停转和加料机械手起动；所说加液装置组装于液体调料加料泵组盒内并固定于门式支架右立柱外侧；所说加热装置位于平台中心，门式支架的底层；所说标准盒既炒锅置于加热装置上，翻炒机械手下方；所说台式机械结构的电机、微量泵、加热装置由导线与接口电路相连而获得电能和控制指令，接口电路以电缆与电脑的I/O接口板相连；所说家用电脑控制电路是在家用电脑总线槽内插入一块I/O接口板并以电缆与接口电路相连而形成家用电脑控制电路；整体结构是通过平台和门式支架将翻炒机械手、加料机械手、旋转调料仓、加液装置、加热装置，接口电路、液晶显示器连成一体，再由电缆连接构成一个完整的机电一体化装置；该机电一体化装置与控制软件包一起构成家用台式烹饪机器人。
2.根据权利要求1所述的家用台式烹饪机器人，其特征是：旋转调料仓的转动停止与加料机械手起动以非接触耦合控制实现调料种类自动识别，在旋转调料仓不同方向上，按等相位差安装转动的接收/发送器，在门式支架左立柱对应高度上安装固定发送/接收器，旋转调料仓内装各种调料瓶及与该调料瓶相对应的接收/发送器，接收器在收到加料请求信号同时发出反馈信号给接口电路，接口电路控制旋转调料仓停转并起动加料机械手加料。
3.根据权利要求1所述的家用台式烹饪机器人，其特征是：翻炒机械手的旋转电机固定于门式支架的升降横梁上，旋转臂和弹性手指连成一体，在驱动电机带动下同步旋转，在升降电机带动下同步升降，弹性手指之间有适当相位差，其长度首尾相接。
4.根据权利要求1所述的家用台式烹饪机器人，其特征是：鸟喙状加料机械手由防锈材料卷曲而成，头部圆椎体上半部开口；鸟喙状加料机械手的转动范围由限位开关控制。
5.根据权利要求1所述的家用台式烹饪机器人，其特征是：在门式支架右立柱外侧固定一个盒体，将微量泵、出液管、升液管组装于盒体内并使升液管与缓冲槽相连，微量泵与接口电路以电缆相连获得电能和控制指令。
家用台式烹饪机器人
技术领域
背景技术
发明内容
：本实用新型采用台式结构及以家用电脑为主机的设计，力图使其结构简单实用，技术上采用标准化设计，如标准合、标准配菜盒的设计，可同时满足家庭和餐馆应用。
本实用新型的技术要点是：一种能自动加温、减温、加油、加水、加调料及翻炒等多项复杂操作的机械装置，在电脑控制下替代家庭中人的烹饪操作及餐馆中厨师作业的一种台式烹饪机器人。该机器人能够在程序控制下进行多种类型的菜肴制作，每一种菜肴的口味和火候控制由事先编制好的程序来设定，程序编制参考厨师和美食者的经验编成。因此，每一种菜肴加工，就对应一个固定的控制程序，它保证菜肴加工制作的稳定性和一致性，同时又具有按品尝者的偏好进行调整的灵活性。
台式机械结构和家用电脑构成一种小型家用台式烹饪机器人，所说台式机械结构是安装在一个平台上，再由一个门式支架支撑构成一个整体结构；所说台式机械结构包括：翻炒机械手、加料机械手、旋转调料仓、加液装置、加热装置；所说台式机械结构的连接方式是：门式支架的左右两个立柱垂直固定于平台上，上固定横梁、中固定横梁与两个立柱垂直横向紧固连接于两个立柱内侧；升降横梁位于上、中固定横梁之间运动；所说台式机械结构的升降横梁的运动机构是：其驱动电机固定于上固定横梁上并与牵引轮同轴相连，升降横梁由牵引轮、牵引索牵引以滑块为导向沿门式支架左右两个立柱的内槽上下滑动；所说翻炒机械手固定于升降横梁上并随之同步运动；所说加料机械手、旋转调料仓固定于中固定横梁上，加料机械手鸟喙状结构与加料机械手驱动电机轴相连，可正反转动；旋转加料仓以固定于中固定横梁上的轴承为支点旋转，加料请求信号发射器安装在门式支架左立柱上并同步控制旋转调料仓停转和加料机械手起动；所说加液装置组装于液体调料加料泵组盒内并固定于门式支架右立柱外侧；所说加热装置位于平台中心，门式支架的底层；所说标准盒既炒锅置于加热装置上，翻炒机械手下方；所说台式机械结构的电机、微量泵、加热装置由导线与接口电路相连而获得电能和控制指令，接口电路以电缆与电脑的I/O接口板相连；所说家用电脑控制电路是在家用电脑总线槽内插入一块I/O接口板并以电缆与接口电路相连而形成家用电脑控制电路；整体结构是通过平台和门式支架将翻炒机械手、加料机械手、旋转调料仓、加液装置、加热装置，接口电路、液晶显示器连成一体，再由电缆连接构成一个完整的机电一体化装置；该机电一体化装置与控制软件包一起构成家用台式烹饪机器人。
菜肴制作程序存贮于电脑的菜肴程序库中，这些程序可以从屏幕显示的菜单中选择调出，菜肴程序库是菜肴制作应用程序的集合，是一种标准化的资源可为本实用新型或其它类型烹饪机器人应用。
本实用新型设计的标准合、标准配菜合是一种专用部件，成为本实用新型的标准接口，标准盒是一个导磁金属制作的圆形防锈炒锅，尺寸、形状、材质定标设计，与它在机器人中的工作位置适配，它既是炒锅又是配菜储藏盒，可在家庭、餐馆、超市、配菜公司之间周转使用。按菜肴制作程序表的要求将菜料装入标准合后称标准配菜盒，标准配菜盒是本实用新型设计的一种应用标准接口。标准配菜盒可由家庭中的备菜人、餐馆中的配菜员或配菜公司按程序表格内容要求装制，标准配菜盒可分为主料标准配菜盒、辅料标准配菜盒。在烹饪机器人普及到一定量时，每个标准配菜盒的菜料内容、数量、质量统一定标并贴有条形码，烹饪机器人依据条形码自动调出该种菜肴的加工程序。标准配菜盒保鲜储藏可进入市场流通。标准盒、标准配菜盒为本实用新型所通用，也可为其类型烹饪机器人选用。
本实用新型引伸出另外两种实用方式是：数字餐厅和数字配菜业，数字餐厅是以烹饪机器人为生产主机的餐厅服务业或工厂，消费者可在数字餐厅里自炊自乐。本实用新型的多终端设计及网络功能设计为烹饪机器人网上远程操作和数字餐厅连锁店作业提供了一种技术途径。数字配菜业是因家庭及餐馆对标准配菜盒的需求增长而建立的标准配菜盒生产业。数字餐厅和数字配菜业都是顺应烹饪机器人的发展而产生和发展的。
本实用新型的技术方案是：在本实用新型由三大技术部分构成：机械结构、自动控制系统、控制程序。
机械结构是家用台式烹饪机器人的主体，台式机械结构安装在一个40公分×46公分的平台上，由一个高53公分门式支架支撑构成一个整体结构；台式机械结构包括：翻炒机械手、加料机械手、旋转调料仓、加液装置、加热装置；台式机械结构的连接方式是：门式支架的左右两个立柱垂直固定于平台上；上固定横梁、中固定横梁与两个立柱垂直横向紧固连接于两个立柱内侧；升降横梁位于上、中固定横梁之间运动；台式机械结构的升降横梁的运动机构是：其驱动电机固定于上固定横梁上并与牵引轮同轴相连，升降横梁由牵引轮、牵引索牵引，以滑块为导向沿门式支架左右两个立柱的内槽上下滑动；翻炒机械手固定于升降横梁上并随之同步运动；加料机械手、旋转调料仓固定于中固定横梁上，加料机械手鸟喙状结构与加料机械手驱动电机轴相连，可正负90度转动；旋转调料仓以固定于中固定横梁上的轴承为支点匀速旋转，加料请求信号发射器安装在门式支架左立柱上，加料请求信号同步控制旋转调料仓停止和加料机械手起动；加液装置共5套组装于一个金属盒内并固定于门式支架右立柱外侧；加热装置位于平台中心，门式支架的底层；台式机械结构中的4个电机、5只微量泵、加热装置由缆线与接口电路相连而获得电能和控制指令。
自动控制系统，接口电路以电缆与电脑的I/O接口板相连，I/O接口板插入家用电脑总线槽内，从而形成家用电脑控制电路；通过平台和门式支架将翻炒机械手、加料机械手、旋转调料仓、加液装置、加热装置，接口电路、液晶显示器连成一体，再以各种电缆相连构成一个完整的机电一体化装置。
控制程序由C++语言编成，它控制烹饪机器人各部件有序动作，并由始至终地完成菜肴的炒制。主程序是一个通用流程，设有若干可调参数，改变参数即可改变菜肴的种类和口味。通过参数调整改变调料种类、数量、加热温度、加热时间而形成某种菜肴炒制程序称为应用程序，这些应用程序的集合构成应用程序库，应用程序库以菜单形式在屏幕上显示供选择、调用、或修改形成新的菜肴炒制程序。
标准盒是家用台式烹饪机器人的炒锅又是储藏盒，其尺寸、形状、材质定标设计，可反复使用；标准配菜盒按程序要求将菜料装于标准盒内，可分为主料标准配菜盒、辅料标准配菜盒；标准盒、标准配菜盒是为家用台式烹饪机器人特殊设计的标准化辅件，它成为一种标准接口为家用台式烹饪机器人所通用或为其它类型的烹饪机器人所选用。
本实用新型的有益效果是：家用台式烹饪机器人是对传统烹饪作业的一种革命，它不但替代了人的炊事劳动，更重要的是它将菜肴加工制作程序化、标准化、简单化；并可以借助于程序化的灵活性创造出更多种形式的菜肴。
本实用新型结构紧凑、体积小、重量轻与普通电脑接口方便灵活操作简单，当以条形码控制时无须人员操作。
本实用新型更大的有益效果是标准盒、标准配菜盒，它为烹饪机器人的产业化提供一种工业标准接口。同时它还将创造两种新型产业：数字餐厅和数字配菜业。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是家用台式烹饪机器人整体结构图。
图2是立式烹饪机器人整体结构图。
图3是翻炒机械手结构图。
图4是加料机械手结构图。
图5是旋转调料仓俯视图。
图6是旋转调料仓A-A视图。
图7是旋转调料仓B-B视图。
图8是加液装置结构图。
图9是控制系统电路图。
图10是加料识别电路图。
图11是控制程序流程图。
在图1和图2中，1.旋转调料仓驱动电机和主轴，2.翻炒机械手升降电机，3.液料缓冲槽，4.翻炒机械手旋转电机，5.加料机械手，6.升降横梁，7.旋转调料仓，8.加料机械手驱动电机，9.翻炒机械手，10.标准合(炒锅)，11.液体调料加料泵组，12.电磁加热器，13.支撑平台，14.主控制箱，15.支撑地脚，16.门形支架，17.定滑轮，18.牵引轮，19.牵引索，20.滑块，21.显示器，22.接口电路，23.操做键盘，24.鼠标器，25.翻炒机械手母指，26.翻炒机械手转动臂，27.翻炒机械手小指，28.翻炒机械手第三指，29.翻炒机械手第二指，30.加料漏斗。
在图8中，32.液料瓶，33.进液管，34.升液管，35微量泵，36.出油管，37.密封接口，38.出液管，39.不锈钢盒体。
具体实施方式
图4为加料机械手，说明如下。
图4中，旋转调料仓的驱动电机及主轴(1)，在程序控制下将旋转调料仓转至加料机械手(5)的下方，加料机械手(5)为鸟喙状结构，在加料指令控制下，加料机械手驱动电机(8)将鸟喙状手(5)插入调料合(7)中取料，然后旋转90度将调料投入料斗(30)落入锅内。
图5为旋转调料仓的俯视图。
图5中，T1、T2、T3、T4分别为盐、味、糖、香四个调料瓶。
图6为旋转调料仓A-A视图。
图7为旋转调料仓B-B视图。图6、7中D1、D2、D3、D4分别为该四个调料瓶的识别电路板，L1、L2、L3、L4分别为四种调料请求信号发射管，这四个加料请求信号只能在旋转调料仓转动中被处于同一高度R1、R2、R3、R4接收器所接收，其对应关系是固定的，既L1-R1、L2-R2、L3-R3、L4-R4；当对应关系找到时，L0i(i＝1、2、3、4)发出确认信号并被R0接收，此信号令旋转调料仓立刻停转并开始加料，加料机械手准确地伸入对应的调料瓶内取料，取料次数由程序给定。
图8为加液装置，说明如下。
图8中，加液装置由5个相同结构组成，用以完成五种液体调料油、酱油、醋、酒、水的加入。以其中加油装置为例说明，其余类同。加油装置由加油微量泵(35)、储油瓶(32)、进油管(33)、升油管(34)、出油管(36)、密封接口(37)等组成，控制程序启动加油微量泵(35)，将油从储油瓶(32)经进油管(33)、升油管(34)泵入油缓冲槽(3)，油从缓冲槽(3)经出油管(36)靠重力导入锅内完成加油，加油量由程序控制微量泵工作时间确定。其他四个加液装置以同样方式将液料泵入缓冲槽(3)经出液管(38)导入锅内，完成加液。图中(37)为泵(35)与升油管(34)的密封接口共5只，缓冲槽(3)分左右两室以便油液分开。上述5个相同结构组装于一个不锈钢盒体(39)内。
图9为控制系统图，说明如下。
图9中，自动控制主机(14)选用家用PC机或工业PC主板，选PCI总线I/O接口板，实现对24通道开关量输出和8通道开关量输入的控制。键盘(23)、鼠标(24)、液晶显示屏(21)组成人机交互界面，以实现对菜单的选择、修改、调试等功能。网络接口实现上网功能，以便使烹饪机器人能在网上操作、在线烹饪、网上交流、征集菜单及数字餐厅连锁店控制等。
图10为加料识别电路图，说明如下。
图10中，任何一只加料请求按键接通(自动或手动)，会使发射管L1-L4中之一导通发射信号，当旋转料仓处于同一高度识别电路Di上之接收管接收到此信号时，Di电路上L0i导通并发射同頻信号被R0接收，R0使控制电路之继电器J动作，停止旋转调料仓(7)旋转并启动加料机械手(5)。
图11为控制程序流程图，说明如下。
图11中，一个通用菜肴加工程序以流程图表示，每一个菜肴加工程序都是由此流程图编写的，通用程序经参数调整并固定后形成的菜肴加工程序既为应用程序，应用程序存储于电脑程序库中，通过屏幕可调用。这里的参数是指调料种类、调料数量、加热温度、加热时间。应用程序按图11流程图编写，可用C语言或其它语言均可。
在本实用新型的实施例中，台式机械结构安装在一个40公分×46公分的平台上，由一个高53公分门式支架支撑构成一个整体结构；台式机械结构包括：翻炒机械手、加料机械手、旋转调料仓、加液装置、加热装置，接口电路；台式机械结构的连接方式是：门式支架的左右两个立柱垂直固定于平台上；上固定横梁、中固定横梁与两个立柱垂直，横向紧固连接于两个立柱内侧；升降横梁位于上、中固定横梁之间运动；台式机械结构的升降横梁的运动机构是：其驱动电机固定于上固定横梁上并与牵引轮同轴相连，升降横梁由牵引轮、牵引索牵引，以滑块为导向沿门式支架左右两个立柱的内槽上下滑动；翻炒机械手固定于升降横梁上并随之同步运动；加料机械手、旋转调料仓固定于中固定横梁上，加料机械手鸟喙状结构与加料机械手驱动电机轴相连，可正负90度转动；旋转调料仓以固定于中固定横梁上的轴承为支点匀速旋转，加料请求信号发射器安装在门式支架左立柱上，加料请求信号同步控制旋转调料仓停止和加料机械手起动；加液装置共5套组装于一个金属盒内并固定于门式支架右立柱外侧；加热装置位于平台中心，门式支架的底层；台式机械结构中的4个电机、5只微量泵、加热装置由缆线与接口电路相连而获得电能和控制指令，接口电路以电缆与电脑的I/O接口板相连，I/O接口板插入家用电脑总线槽内，从而形家用电脑控制电路；实施例1通过平台和门式支架将翻炒机械手、加料机械手、旋转调料仓、加液装置、加热装置，接口电路、液晶显示器、电缆连成一体构成一个完整的机电一体化装置。
控制程序由C++语言编成，它控制烹饪机器人各部件有序动作，并由始至终地完成菜肴的炒制。主程序是一个通用流程，设有若干可调参数，改变参数即可改变菜肴的种类和口味。通过参数调整改变调料种类、数量、加热温度和时间而形成某种菜肴炒制程序称为应用程序，这些应用程序的集合构成应用程序库，应用程序库以菜单形式在屏幕上显示供选择、调用、或修改形成新的菜肴炒制程序。
本实用新型另一种实施例，将电脑主机与台式结构连成一体，下部安装两只固定的支撑脚，既形成一个立式结构的烹饪机器人，其身高为140cm.可供餐厅使用，餐厅可采用一台电脑控制多台烹饪机器人的多终端方式或网络连接的连锁店工作方式。
结合附图说明具体实施方式，在图1平台(13)上安装一个门形支架(16)，门形支架(16)为U型铝合金型材，将翻炒机械手之升降电机(2)固定于门形支架横梁下侧，按图2翻炒机械手之结构图将滑轮(17)两只分别固定于门形支架(16)左右两个立柱顶端的槽内，其他部件按图2所示安装。加料机械手按图4所示安装，将固定横梁(31)固定于门形支架(16)中部，将旋转调料仓驱动电机(1)主轴的下轴承固定于横梁(31)上，加料手驱动电机(8)、加料漏斗(30)也固定于此横梁(31)上，加料机械手(5)由厚0.6mm不锈钢板按图中形状制成直径20毫米圆管，头部卷曲成鸟喙状，上半部开口。加料手驱动电机为12伏直流电机。转角90度由限位开关控制。旋转调料仓(7)与旋转调料仓驱动电机(1)主轴同轴紧固连接。调料合T1、T2、T3、T4四个对应位置上安装四个识别电路D1、D2、D3、D4，并使其上的接收器R1、R2、R3、R4分别与四种调料请求信号发射管L1、L2、L3、L4旋转中高度一致，L0i(i＝1、2、3、4)与R0旋转中高度一致，L1、L2、L3、L4、R0固定于门形支架(16)左立柱上，高度与R1、R2、R3、R4、L0i适配调整。在图1平台(13)上，门形支架(16)右立柱外侧安装液体调料加料泵组(11)，(11)为一整体结构固定于不锈钢盒体(39)内，按图8所示安装。立式结构在图2平台(13)下部安装主控制箱(14)，主控制箱(14)承载平台(13)并由电缆与(13)上的显示器(21)、接口电路(22)、键盘(23)、鼠标(24)相连接。主控制箱(14)与支撑地脚(15)为非紧固连接，便于拆运。
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