專利名稱：遠程控制型烹飪機器人的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一個遠程控制操作的烹飪機器人， 一種具備多重智能的家商兩用自動化裝置， 其智能化加熱控制達到無油煙無明火，具有顯著的節(jié)能環(huán)保效果。
技術背景
至今公知的烹飪機器人其智能化程度有限，不完全具備智能翻炒、智能加熱、智能調味、 人機交互及遠程操縱等功能，且系統(tǒng)龐大，結構復雜，成本高昂，不宜家庭應用。(例如申請 號為200710007835和CN01265826.X描述的烹飪機器人)。 一種適合于家庭使用的烹飪機器 人其智能化程度要高，操做應簡便靈活，體積小結構緊湊。
發(fā)明內容
本發(fā)明遠程控制方式是通過互連網或移動通信網實現(xiàn)的，控制距離與其通信網絡有效距 離相同。
本發(fā)明遠程控制功能是以遠程控制命令實現(xiàn)如下操作1、準確到位將備好的鮮菜盒準 確傳送到烹飪加熱的位址。2、正確烹炒正確調出該菜肴對應的烹飪程序完成該菜肴的自動 炒制。3、準確送出將炒好的熱菜盒傳送到保溫室保溫待用。4、重復操作重復上述操作 完成設定的4-8個菜肴的加工。
本發(fā)明采用小型臺式結構以個人電腦為控制主機的設計力圖使其結構簡單實用，充分利 用家庭電腦資源。
技術上采用標準化設計，如標準合、標準配菜盒、菜譜軟件均有標準化設計，可同時滿 足家庭和各類餐館應用。
本發(fā)明集智能加熱、智能翻炒、智能調味、人機交流及遠程操作等功能為一體，實現(xiàn)自動 加溫、減溫、加油、加水、加調料及翻炒等多項復雜操作的綜合自動化系統(tǒng)；在電腦控制下 替代廚師作業(yè)的一種烹飪機器人。該機器人能夠在程序控制下進行多種類型的菜肴制作，每 一種菜肴的口味和火候控制由事先編制好的程序來設定，程序控制具有穩(wěn)定性、 一致性和標 準化的特點，同時又具備按使用者的偏好進行口味調整的靈活性和個性化的特點，遠程控制 功能又令使用者在辦公室或路途中開啟家中的烹飪機器人，在你約定的時間烹飪好你所設定 飯菜。
本發(fā)明的技術要點是
智能加熱:可控電磁加熱器在程序控制下實現(xiàn)炒菜加熱溫度的升降、保持和停止.加熱過 程無明火、無油煙、無污染.加熱空間控制在直徑25cm高5cm的狹小范圍內，熱能集中，能量 損失很小,熱效率高,節(jié)能明顯。
智能翻炒:一只可以上升下降、正轉反轉的多指機械手在程序控制下,對菜肴進行均勻翻 炒.機械手可整體插拔，便于更換和清洗。
智能調味:固體調料是以加料機械手和旋轉調料倉互相配合在運動中將鹽、糖、味精、香 料粉等分時定量加入;液體調料是由微量泵從儲液瓶中將油、醬油、酒、醋、水等分時定量加 入.加入量和時間可固定標準量，又可隨意調整。
人機交流人機交互界面可實現(xiàn)對標準烹飪程序的修改,如對加熱時間、加熱溫度、調料 數(shù)量等的修改，從而為使用者提供了一個開發(fā)平臺，讓使用者按自己興趣愛好開發(fā)新菜肴品種,此功能也可用于烹飪初學者培訓。
遠程操作遠程操作系指通過移動通信(手機)或互連網遠距離啟動操作烹飪機器人，例 如在辦公室或路途中你可發(fā)信息給家中的烹飪機器人(Call Cooking),它就開始按你事先設 定的菜譜和備菜為你順序炒菜。
保鮮室:一個按你設定溫度的保鮮室按順序儲藏你所選好菜料,當烹飪機器人接到遠程指 令后，保鮮室內的菜料盒依次被傳送到加工位置進行烹飪加工.保鮮室可同時保存4-8盒鮮 菜.保鮮室體積為0. 025立方米。
保溫室烹飪加工完成的菜肴被自動傳送到一個可設定溫度的保溫室儲藏，其體積為 0. 025立方米。
數(shù)據(jù)庫:在計算機存儲器內可儲存大量菜譜加工程序，其程序可分為標準加工程序、自定 義加工程序、分類加工程序、專家系統(tǒng)序等。
專家系統(tǒng):按菜系分類的名廚烹飪程序系列,如魯、川、粵菜系的經典工藝流程程序系列， 及營養(yǎng)師對菜看營養(yǎng)分析的專家系統(tǒng)。
烹飪機器人主體是一個小型臺式機械結構,臺式機械結構由電機、微量泵、加熱裝置、翻 炒機械手、加料裝置、接口電路構成一個整體結構；整體結構是通過平臺和門式支架將翻炒 機械手、加料機械手、旋轉調料倉、加液裝置、電磁加熱器，接口電路、液晶顯示器連成一 體，再由電纜與電腦連接構成一個完整的機電一體化裝置；該機電一體化裝置與控制軟件一 起組成烹飪機器人系統(tǒng)。
菜肴制作程序存貯于電腦的程序庫中，這些程序可以從屏幕顯示的菜單中選擇調出，菜 單程序庫是菜肴制作應用程序的集合，是一種標準化的軟件資源。
本發(fā)明設計的標準合、標準配菜合是一種專用部件，成為一種標準接口，標準盒是一個 導磁金屬制作的圓形防銹炒鍋，尺寸、形狀、材質定標設計，與它在機器人中的工作位置適 配，它既是炒鍋又是配菜儲藏盒，可在家庭、餐館、超市、配菜公司之間周轉使用。按菜肴 制作程序表的要求將菜料裝入標準合后稱標準配菜盒，標準配菜盒是本發(fā)明設計的一種應用 標準接口。標準配菜盒可由家庭中的備菜人、餐館中的配菜員或配菜公司按程序表格內容要 求裝制。在烹飪機器人普及到一定量時，每個標準配菜盒的菜料內容、數(shù)量、質量統(tǒng)一定標 并貼有條形碼，烹飪機器人依據(jù)條形碼自動調出該種菜肴的加工程序。標準配菜盒保鮮儲藏 可進入市場流通。標準盒、標準配菜盒為本發(fā)明產品所通用，也可為其類型烹飪機器人選用。
將四(或八)個標準配菜盒置于保鮮室內，并設定烹飪機器人處于待命狀態(tài),你就可以外出, 你只要在就餐前30分鐘以手機或網絡發(fā)一個指令給家的中烹飪機器人，它就開始啟動并按程 序自動完成四(或八)個菜肴的炒制并順次地放入保溫室內保溫.待你回來享用。
本發(fā)明的另外兩種實用方式是機器人餐廳和數(shù)字配菜業(yè)，機器人餐廳是以烹飪機器人 為廚師的餐廳服務業(yè)或快餐工廠。烹飪機器人的網絡功能設計為烹飪機器人網上遠程操作和 機器人餐廳連鎖店作業(yè)提供了一種技術途徑。數(shù)字配菜業(yè)是因家庭及餐館對標準配菜盒的需 求增長而建立的標準配菜盒生產業(yè)。機器人餐廳和數(shù)字配菜業(yè)都是伴隨機器人的發(fā)展而產生 和發(fā)展的相關產業(yè)。
本發(fā)明的技術方案是
本發(fā)明通過互連網或移動通信網實現(xiàn)控制命令的傳輸，控制距離與該公用通信網絡的有效距離相同。
本發(fā)明由三大技術部分構成機械結構、自動控制系統(tǒng)、控制軟件。
機械結構是烹飪機器人的主體，主體結構安裝在一個40公分X46公分的平臺上，由一
個高53公分門式支架支撐構成一個整體結構；所述臺式機械結構包括翻炒機械手、加料機
械手、旋轉調料倉、加液裝置、加熱裝置；門式支架的左右兩個立柱垂直固定于平臺上，上
固定橫梁、中固定橫梁與兩個立柱垂直橫向緊固連接于兩個立柱內側；升降橫梁位于上、中 固定橫梁之間運動；所說翻炒機械手固定于升降橫梁上并隨之同步運動；所說加料機械手、 旋轉調料倉固定于中固定橫梁上。
在所述旋轉調料倉不同方向上，安裝有按等相位差轉動的接收器、發(fā)送器；在門式支架 左立柱對應高度上安裝有固定發(fā)送器、接收器，旋轉調料倉內裝有各種調料瓶及與該調料瓶 相對應的接收或發(fā)送器。
所述翻炒機械手的旋轉電機固定于門式支架的升降橫梁上，旋轉臂和彈性手指連成一體， 在驅動電機帶動下同步旋轉，在升降電機帶動下同步升降，彈性手指之間有固定的相位差， 其長度首尾相接，形狀為刀型及指形。
所述加料機械手形狀為鳥喙狀，頭部圓椎體的上半部開口。
輔助結構是保鮮箱和保溫箱各一只置于主體結構兩側。
自動控制系統(tǒng)由電腦和控制電路構成，電腦通過接口電路、1/0接口板控制翻炒機械手、 加料機械手、旋轉調料倉、加液裝置、加熱裝置等按程序工作。
控制程序由C語言編成，它控制烹飪機器人各部件有序動作，并由始至終地完成菜肴的 炒制。程序操作設有一個人機交互界面，操作界面設有若干可調參數(shù)，改變參數(shù)即可改變菜 肴的種類和口味。通過參數(shù)調整可改變調味料的種類、數(shù)量、加熱溫度、加熱時間而形成某 種菜肴炒制程序稱為應用程序，這些應用程序的集合構成應用程序庫，應用程序庫以菜單形 式在屏幕上顯示供選擇、調用、或修改。
保鮮箱由半導體制冷元件控制箱內溫度，以保持菜料新鮮，保溫箱由可控加熱模片按設定 溫度保溫。
用戶的遠程操作有兩種方式,從互連網網絡接口進入本系統(tǒng)、以移動終端(手機)啟動操作 軟件。
本發(fā)明的有益效果是
烹飪機器人是對傳統(tǒng)烹飪技術的一種革命，它不但替代了人的炊事勞動，更重要的是它 將菜肴加工制作程序化、標準化、簡單化；并可以借助于程序化的靈活性和個性化特點，創(chuàng) 造出更多種形式的菜肴。
遠程控制功能使人們在遠離廚房的情況下遙控家中的烹飪機器人為你備好飯菜，這是人 類生活方式大改變，是社會生活的進步，是傳統(tǒng)廚房的革命.
在實現(xiàn)中國傳統(tǒng)食文化的數(shù)字化的同時，以媒介方式(如光碟，網絡等)為中國傳統(tǒng)食 文化的保存、復制、傳播、開發(fā)提供了前所未有技術途徑。
本發(fā)明的臺式設計，結構緊湊、體積小、重量輕，僅占用O. 5平米廚臺，與家庭電腦直 接插接方便靈活操作簡單，適合家庭應用和普及，當以條形碼控制時則完全無須人員操作。本發(fā)明更大的有益效果是標準盒、標準配菜盒，它為烹飪機器人的產業(yè)化提供一種工業(yè) 標準接口。同時它還將創(chuàng)造兩種新型產業(yè)數(shù)字餐廳和數(shù)字配菜業(yè)。
本發(fā)明為中國的食文化流傳提供了技術方法和途徑，從而可使中國的食文化轉化為規(guī)范 固定的行態(tài)和自主知識產權。
本發(fā)明的智能加熱控制方法,解決了加熱時熱量擴散和煙氣產生的大問題，因此本發(fā)明無 油煙無明火，節(jié)能環(huán)保效果顯著。
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明 圖l是遠程控制型烹飪機器人整體結構圖 圖2是烹飪機器人主體結構圖 圖3是保鮮室結構圖 圖4是保溫室結構圖 圖5是翻炒機械手結構圖 . 圖6是加料機械手結構圖 圖7是旋轉調料倉俯視圖 圖8是旋轉調料倉剖視圖A-A 圖9是旋轉調料倉剖視圖B-B


圖10是加液裝置結構圖 圖ll是控制系統(tǒng)電路圖
圖12是加料識別電路圖
圖13是控制程序流程圖
在
圖1和圖2中，1.遠程控制接收器，2.翻炒機械手升降電機，3.液料緩沖槽，4.翻 炒機械手旋轉電機，5.加料機械手，6.升降橫梁，7.旋轉調料倉，8.加料機械手驅動電 機，9.翻炒機械手，10.標準合(炒鍋)，11.液體調料加料泵組，12.電磁加熱器，13.支 撐平臺，14.保鮮室，15.保溫室，16.門形支架，17 .定滑輪，18.牽引輪，19.牽引索， 20.滑塊，21.顯示器，22.接口電路，23.操做鍵盤，24.鼠標器，25.翻炒機械手母指， 26.翻炒機械手轉動臂，27.翻炒機械手小指，28.翻炒機械手第三指，29.翻炒機械手第 二指，30.加料漏斗。
在圖6中、
圖10中，31.固定橫梁，32.液料瓶，33.進液管，34.升液管，35微量泵， 36.出油管，37.密封接口， 38.出液管，39.不銹鋼盒體。
具體實施方式
圖l、圖2、圖3、圖4中，遠程控制接收器(l)接收到移動通信終端(手機)信號或網絡信號 后立即轉換為計算機的輸入信號，此信號激發(fā)計算機啟動程序,烹飪機器人開始工作，保鮮室 (14)開始工作，圖3中升降電機(14-5)驅動導軌(14-4)下降，當標準盒(14-1)觸及(14-3) 時，標準盒(14-1)在電機(14-3)帶動下右移至主機加熱位并開始執(zhí)行烹飪程序.烹飪程 序完成后標準盒(14-1)自動右移進入保溫室內(15)當其觸及(15-2)時電機(15-5)將 其提升一個盒位，當?shù)诙€標準盒的烹飪程序完成后，圖4中導軌(15-4)再次提升一個盒位， 如此循環(huán)直到烹飪程序全部完成，保溫室內存放4個或8個熱菜盒待餐，程序結束。
圖5中，翻炒機械手的升降電機(2)固定于門形支架橫梁(16)下方，定滑輪(17)固
6定于門形支架立柱上端左右各一只。牽引輪(18)導向滑塊(20)由牽引索(19)連成一體 構成升降裝置，升降橫梁(6)將翻炒機械手旋轉電機(4)、導向滑塊(20)、翻炒機械手(9) 固定在一起，在牽引索(19)牽引下同步升降。翻炒機械手(9)由轉動臂(26)及四個翻炒 指(25)、 (27)、 (28)、 (29)構成，四個翻炒指均由O. 6毫米厚彈性不修鋼片成型。在本實用 新型實施例中，翻炒機械手在驅動電機驅動下可進行正反旋轉，升降運動，四個翻炒指可覆 蓋鍋內全部菜物，并翻攪均勻。
圖6為加料機械手，圖7為旋轉調料倉說明如下。
圖6中，與遠程控制接收器(1)相連的驅動電機及主軸在程序控制下將旋轉調料倉轉至 加料機械手(5)的下方，加料機械手(5)為鳥喙狀結構，在加料指令控制下，加料機械手 驅動電機(8)將鳥喙狀手(5)插入調料合(7)中取料，然后旋轉90度將調料投入料斗(30) 落入鍋內。
圖7、 8、 9為旋轉調料倉的俯視圖和剖視圖。
圖7中，Tl、 T2、 T3、 T4分別為鹽、味、糖、香四個調料瓶，Dl、 D2、 D3、 D4分別為該四 個調料瓶的識別電路板，Ll、 L2、 L3、 L4分別為四種調料請求信號發(fā)射管，這四個加料請求 信號只能在旋轉調料倉轉動中被處于同一高度的R1、 R2、 R3、 R4接收器所接收，其對應關系 是固定的，既Ll- Rl、 L2- R2、 L3- R3、 L4- R4;當對應關系找到時，L0i(i-1、 2、 3、 4) 發(fā)出確認信號并被RO接收，此信號令旋轉調料倉立刻停轉并開始加料，加料機械手準確地伸 入對應的調料瓶內取料，取料數(shù)量由程序給定。
圖10為加液裝置，說明如下。
圖10中，加液裝置由5個相同結構組成，用以完成五種液體調料油、醬油、醋、酒、水的 加入。以其中加油裝置為例說明，其余類同。加油裝置由加油微量泵(35)、儲油瓶(32)、 進油管(33)、升油管(34)、出油管(36)、密封接口 (37)等組成，控制程序啟動加油微量 泵(35)，將油從儲油瓶(32)經進油管(33)、升油管(34)泵入油緩沖槽(3),油從緩沖 槽(3)經出油管(36)靠重力導入鍋內完成加油，加油量由程序確定。其他四個加液裝置以 同樣方式將液料泵入緩沖槽(3)經出液管(38)導入鍋內，完成加液。圖中(37)為泵(35) 與升油管(34)的密封接口共5只，緩沖槽(3)分左右兩室以便油液分開。上述5個相同結構 組裝于一個不銹鋼盒體(39)內。
圖ll為控制系統(tǒng)圖，說明如下。
圖11中，自動控制主機選商用PC機或工業(yè)PC機，選PCI總線I/0接口板，實現(xiàn)對24通道開 關量輸出和8通道開關量輸入的控制。鍵盤(23)、鼠標(24)、液晶顯示屏(21)組成人機交 互界面，以實現(xiàn)對菜單的選擇、修改、調試等功能。網絡接口實現(xiàn)上網功能，以便使烹飪機 器人能利用網絡遠程操作、在線烹飪、網上交流、上傳和下載菜單及數(shù)字餐廳連鎖店控制等。
圖12為加料識別電路圖，說明如下。
圖12中，任何一只加料請求信號接通(自動或手動)，會使發(fā)射管L1一L4中之一導通發(fā)射 信號，當旋轉料倉識別電路Di接收到此信號時，停止旋轉調料倉(7)旋轉并啟動加料機械手 (5)執(zhí)行加料。
圖13為控制程序流程圖，說明如下。
圖13中， 一個通用菜肴加工程序以流程圖表示，每一個菜肴加工程序都是由此流程圖編 寫的,通用程序經參數(shù)調整并整固定后形成的菜肴加工程序既為應用程序，應用程序存儲于電 腦程序庫中，通過屏幕可調用。這里的參數(shù)是指調料種類、調料數(shù)量、加熱溫度、加熱時間
7在本發(fā)明的實施例中，臺式機械結構安裝在一個40公分X46公分的平臺上，由一個高 53公分門式支架支撐構成一個整體結構；臺式機械結構包括翻炒機械手、加料機械手、旋 轉調料倉、加液裝置、加熱裝置，接口電路；主機臺式結構的左側為保鮮室(14)與主機以 電纜連接，由主機控制工作；主機臺式結構的右側為保溫室(15)與主機以電纜連接，由主 機控制工作；臺式機械結構的連接方式是門式支架的左右兩個立柱垂直固定于平臺上；上 固定橫梁、中固定橫梁與兩個立柱垂直，橫向緊固連接于兩個立柱內側；升降橫梁位于上、 中固定橫梁之間運動；臺式機械結構的升降橫梁的運動機構是其驅動電機固定于上固定橫 梁上并與牽引輪同軸相連，升降橫梁由牽引輪、牽引索牽引，以滑塊為導向沿門式支架左右 兩個立柱的內槽上下滑動；翻炒機械手固定于升降橫梁上并隨之同步運動；加料機械手、旋 轉調料倉固定于中固定橫梁上，加料機械手鳥喙狀結構與加料機械手驅動電機軸相連，可正 負90度轉動；旋轉調料倉以固定于中固定橫梁上的軸承為支點勻速旋轉，加料請求信號發(fā)射 器安裝在門式支架左立柱上，加料請求信號同步控制旋轉調料倉停止和加料機械手啟動；加 液裝置共5套組裝于一個金屬盒內并固定于門式支架右立柱外側；加熱裝置位于平臺中心， 門式支架的底層；臺式機械結構中的四個電機、五只微量泵、加熱裝置由纜線與接口電路相 連而獲得電能和控制指令，接口電路以電纜與電腦的I/O接口板相連，I/O接口板插入家用 電腦總線槽內，從而形家用電腦控制系統(tǒng)。
實施例2，通過
圖1、圖2中遠程控制單元(1)接收遠程指令(手機或網絡)后啟動烹 飪程序，將事先置于保鮮箱內的標準鮮菜盒依次調出并置于加熱烹飪位址上烹飪，烹飪完成 后自動送入保溫室保溫待用.此處所稱標準盒即為一個固定尺寸和形狀的不銹鋼盒體，既是 裝鮮菜的儲藏盒，又是一個能在烹飪機器人中運行和被加熱的炒鍋，完成烹飪后它被傳送到 保溫室內保持其熱量。
實施例l、 2均已證明本發(fā)明具備特別節(jié)能與環(huán)保的特性，本發(fā)明的可控電磁加熱方法， 使熱場控制在盒體之內(直徑25公分，高5公分)使其熱能充分用于菜料加熱，熱擴散很少， 即便是靠近熱源的機體部分也保持與室溫相近的溫度；本發(fā)明的加熱溫度，控制在食用油汽 化點以下，故此在加熱翻炒中不產生油煙和有害物擴散，沒有污染環(huán)境和有害人身的氣體排 放。
實施例l、 2的控制程序由〔++語言編成，它控制烹飪機器人各部件有序動作，并由始 至終地完成菜肴的炒制。主程序是一個通用流程，設有若干可調參數(shù)，改變參數(shù)即可改變菜 肴的種類和口味。通過參數(shù)調整改變調料種類、數(shù)量、加熱溫度和時間而形成某種菜肴炒制 程序稱為應用程序，這些應用程序的集合構成應用程序庫，應用程序庫以菜單形式在屏幕上 顯示供選擇、調用、或修改形成新的菜肴炒制程序。
權利要求1、一種遠程控制型烹飪機器人，其特征是包括臺式機械結構，所述臺式機械結構安裝在一個主體平臺上，再由一個門式支架支撐構成一個整體結構；所述臺式機械結構包括翻炒機械手、加料機械手、旋轉調料倉、加液裝置、加熱裝置，門式支架的左右兩個立柱垂直固定于平臺上，上固定橫梁、中固定橫梁與兩個立柱垂直橫向緊固連接于兩個立柱內側；升降橫梁位于上、中固定橫梁之間運動；所說翻炒機械手固定于升降橫梁上并隨之同步運動；所說加料機械手、旋轉調料倉固定于中固定橫梁上。
2、 如權利要求1所述的一種遠程控制型烹飪機器人，其特征是在所述旋轉調料倉不同方向上，安裝有按等相位差轉動的接收器、發(fā)送器；在門式支架左立柱對應高度上安裝有固定發(fā)送器、接收器，旋轉調料倉內裝有各種調料瓶及與該調料瓶相對應的接收或發(fā)送器。
3、 如權利要求1或2所述的烹飪機器人，其特征是所述翻炒機械手的旋轉電機固定于門式支架的升降橫梁上，旋轉臂和彈性手指連成一體，在驅動電機帶動下同步旋轉，在升降電機帶動下同步升降，彈性手指之間有固定的相位差，其長度首尾相接，形狀為刀型及指形。
4、 如權利要求1或2所述的一種遠程控制型烹飪機器人，其特征是所述加料機械手形狀為鳥喙狀，頭部圓椎體的上半部開口。
專利摘要遠程控制型烹飪機器人是通過互連網或移動通信網實現(xiàn)遠距離操作的烹飪機器人。它是一個具有多種智能會炒菜的家/商兩用小型烹飪機器人，利用個人電腦對其進行控制實現(xiàn)多種類型的菜肴自動制作，口味和火候由程序設定，多種烹飪程序存貯于電腦中。它由機械結構、控制電路、軟件系統(tǒng)構成。主要部件是翻炒機械手、加料機械手、旋轉調料倉、加液裝置、加熱裝置、保鮮室、保溫室及標準配菜盒。加料機械手自動識別轉動調料倉中的固體調料并定量取出投入鍋內。加液裝置將液態(tài)調料定時定量加入鍋內。智能加熱裝置對鍋體進行可控加熱，因而無油煙無明火熱能擴散小，節(jié)能環(huán)保效果顯著。
文檔編號A47J27/00GK201404047SQ20082012254
公開日2010年2月17日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權日2008年9月18日
發(fā)明者劉長發(fā) 申請人:劉長發(fā)