一种适用于自动炒菜机的锅体装置的制作方法

本发明涉及烹饪设备制造领域，具体涉及一种适用于自动炒菜机的锅体装置。

背景技术：

中国的烹调文化博大精深、方式变化繁多，其中主要烹调技法包括炒、焖、炸、煮、蒸、煎、烤等，各种烹调方式的实质是被烹调物经过不同搭配以及各种预期火候后，烹调得到千变万化的具有不同风味效果的各种菜式。迄今为止，烹调仍然主要是一种以经验和手工为主的技艺，对操作人员技术的要求很高。

随着自动化技术的发展和人类对饮食自动化方面要求不断提高，多种多样的自动炒菜机已经出现并慢慢走入人们的生活，它可以完成部分炒菜任务，代替人们进行烹饪。现有的炒菜机可以完成上料、翻炒等功能，主要包括外罩、支架、炉灶和主机等功能部件，体积大，耗能多，结构复杂。但是现有技术中炒菜机的自动化程度不高，在自动洗锅、自动出菜等方面均无法完成。同时，现有技术中的炒菜锅一般是将加热线圈直接缠绕在锅具外侧，或者将加热线圈设置在支撑架上构成框架型加热体，从而造成加热线圈对锅具的加热不均匀、加热速度较慢、热效率低，无法达到高效节能的目的，且在锅具翻转或旋转过程中，加热线圈与锅具直接接触的方式容易造成加热线圈偏离原来的位置。

技术实现要素：

本发明提供了一种适用于自动炒菜机的锅体结构，解决了现有技术中炒菜机不能自动倒菜出锅、洗锅，不能精细化的控制搅拌以及食物搅拌不均匀、火候温度无法准确调控的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种适用于自动炒菜机的锅体装置，所述锅体装置包括支架、壳体、锅体组件、电磁加热机构和锅体翻转机构；所述支架用于固定整个锅体装置；

所述壳体上端开口，锅体组件包括锅体、搅拌叶片和搅拌叶控制装置，锅体固定安装在壳体的开口处使锅体外表面置于壳体内；所述搅拌叶控制装置连接搅拌叶片，搅拌叶片安装在锅体内，与锅体转动连接；

所述电磁加热机构包括电磁线圈、加热控制装置、温度传感器和温度开关，所述电磁线圈环绕锅体外表面，并受加热控制装置控制以对锅体加热；温度传感器连接加热控制装置用来监测锅体外表面温度，并将锅体外表面温度信息传输给加热控制装置；所述温度开关设置在电磁线圈上；

所述锅体翻转机构包括锅体翻转传动机构和锅体翻转控制机构，所述锅体翻转传动机构与锅体连接，锅体翻控制机构与锅体翻转传动机构连接，以使锅体到达相应的工位进行相应的操作。

进一步地，所述搅拌叶片横向形状与锅体内表面形状一致，所述搅拌叶片截面为等腰三角形，所述等腰三角形的顶角β满足其中h为锅体的高度，r为锅体内径，θ为经过搅拌右止点或左止点的锅体曲面切线与竖直方向的夹角。

进一步地，所述搅拌叶控制装置包括所述叶片连接单元和叶片驱动单元，所述叶片连接单元包括第一连接杆、第二连接杆、第一搅拌轴、第一搅拌轴承、第二搅拌轴和第二搅拌轴承，所述叶片驱动单元包括搅拌电机，所述第一连接杆两端分别连接搅拌叶片和第一搅拌轴，所述第二连接杆两端分别连接搅拌叶片和第二搅拌轴，所述第二搅拌轴连接搅拌电机。

进一步地，第二搅拌轴与搅拌电机转轴通过联轴器连接。

进一步地，所述锅体翻转传动机构包括翻转电机、翻转轴和传动皮带，所述翻转轴与所述锅体固定连接，所述翻转电机的转轴上固定连接第一同步轮，翻转轴上固定连接轴承，轴承固定套接在第二同步轮内，传送皮带套接在第一同步轮和第二同步轮上。

进一步地，所述锅体翻转机构还包括皮带张紧轮，所述皮带张紧轮设置在传送带上。

进一步地，所述锅体翻转控制机构包括锅体位置信号采集装置、锅体位置信号控制装置，所述锅体位置信号控制装置分别连接锅体位置信号采集装置和锅体翻转传动机构；所述锅体位置信号采集装置用于实时采集锅体位置信号，锅体位置信号控制装置用于接收实时锅体位置信号并根据此信号生成锅体转动信息传输给锅体翻传动机构；所述锅体位置信号采集装置包括若干定位光栅和挡片，所述定位光栅固定设置在光栅固定板上，光栅固定板固定设置在支架上；所述挡片固定设置在挡片固定板上，挡片固定固定连接锅体。

进一步地，所述搅拌叶片外部设置一层耐高温食品级硅胶材料。

进一步地，所述壳体内设置若干散热风扇。

进一步地，所述锅体的锅口与壳体之间设置锅口密封圈

与现有技术相比，本发明提出的一种适用于自动炒菜机的锅体装置的有益效果在于：

(1)本发明的锅体装置通过对锅体的位控可实现炒菜、出菜、洗锅等自动烹饪过程中的多项功能；

(2)本发明采用电磁加热，应用磁场感应涡流加热原理，在锅具内形成半球立体环绕加热温场，加热迅速，热效率高，是一种高效节能烹饪装置；且实时监测电磁线圈内胆和锅体温度从而实时调控电磁线圈加热强度，更好的满足菜肴烹饪工艺中对火候的的精确控制。

(3)本发明的锅体搅拌装置采用与锅体内表面形状一致的搅拌棒作为翻炒食物的主体元件，食物搅拌更充分、食物不易粘锅，同时保证了炒菜锅的有效容积，克服了传统旋转搅拌方式食物搅拌不充分的技术问题。

(4)本发明的锅体搅拌装置的搅拌叶主体截面是根据锅体的实际形状(包括锅体的高度、锅体半径)来设计的，截面顶角角度的设计满足菜品能够从搅拌叶片上滑下滚落不结块，同时，菜品不会从锅口上方溢出。

附图说明

图1为适用于自动炒菜机的锅体结构示意图；

图2为搅拌叶的结构示意图；

图3为搅拌叶安装在锅体中的结构示意图；

图4为电磁加热机构结构示意图；

图5为搅拌叶安装在锅体中的使用状态分析图。

图中：1、壳体，2、锅体，3、搅拌叶片，4、电磁线圈，5、温度传感器，6、温度开关，7、第一连接杆，8、第二连接杆，9、第一搅拌轴，10、第一搅拌轴承，11、第二搅拌轴，12、第二搅拌轴承，13、搅拌电机，14、第一轴承座，15、第一轴承座固定板，16、第二轴承座固定板，17、第二轴承座，18、搅拌电机转轴，19、联轴器，20、翻转电机，21、第一同步轮，22、传送皮带，23、轴承，24、第二同步轮，25、皮带张紧轮，26、光栅固定板，27、挡片固定板，28、散热风扇，29、锅体的锅口，30、挡片，301-叶片主体，302-叶片安装部。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种适用于自动炒菜机的锅体装置，整个锅体装置安装在一固定支架上，锅体装置包括壳体1、锅体组件、电磁加热机构和锅体翻转机构。壳体1上端开口，锅体组件包括锅体2、搅拌叶片3和搅拌叶控制装置，锅体2固定安装在壳体1的开口处使锅体2外表面置于壳体1内；搅拌叶片3安装在锅体2内，与锅体2转动连接；搅拌叶控制装置为一搅拌电机13，搅拌电机连接搅拌叶片3，用来控制炒菜或菜品出锅时搅拌叶片在锅体内的翻炒。

本实施例中的电磁加热机构安装在壳体内部，用于对锅体进行控制加热。锅体的锅口29与壳体1之间设置锅口密封圈，可以避免散热，节约能耗。

锅体翻转机构包括锅体翻转传动机构和锅体翻转控制机构，其中锅体翻转传动机构与锅体2连接，锅体翻控制机构与锅体翻转传动机构连接，以使锅体2到达相应的工位进行相应的操作。本实施例中，锅体翻转传动机构包括翻转电机20、翻转轴(图中未画出)和传动皮带22，翻转轴与锅体2固定连接，锅体2固定安装在壳体1内；翻转电机20的转轴上固定连接第一同步轮21，翻转轴(图中未画出)上固定连接轴承23，轴承23固定套接在第二同步轮24内，传送皮带22套接在第一同步轮21和第二同步轮24上。在传送皮带22上还设置一皮带张紧轮25，用于根据皮带不同的松紧程度，自动调整张紧力，使传动系统稳定安全可靠。

锅体翻转控制机构包括锅体位置信号采集装置、锅体位置信号控制装置，锅体位置信号控制装置分别连接锅体位置信号采集装置和锅体翻转传动机构，锅体位置信号采集装置用于实时采集锅体位置信号，锅体位置信号控制装置用于接收实时锅体位置信号并根据此信号生成锅体转动信息传输给锅体翻传动机构，本实施例中，锅体位置信号控制装置为一信号控制板。由于在烹饪过程中，根据功能锅体会转动到不同的位置，比如接菜、出锅、洗锅的位置和角度均不一样，所以本实施例中锅体位置信号采集装置包括6个定位光栅和1个挡片，每个定位光栅对应一个锅体位置，其中6个定位光栅均固定设置在光栅固定板26上，光栅固定板26固定设置在锅体支架上，当锅体转动时，光栅固定板和光栅均保持固定；1个挡片30固定设置在挡片固定板27上，挡片固定27固定连接锅体2的翻转轴上，当锅体转动时，挡片固定板27也随之转动。因此，当锅体转动到一定的位置，挡片就会阻挡并触发该位置对应的定位光栅，锅体位置信号控制装置就会接收到触发信息，并通过控制锅体翻传动机构从而停止锅体旋转。

如图2所示，本实施例中，搅拌叶片3包括叶片主体301和两个叶片安装部302，叶片安装部302设置在叶片主体301两端，叶片安装部302为一螺纹孔。如图3所示，搅拌叶控制装置包括叶片连接单元和叶片驱动单元，所述叶片连接单元包括第一连接杆7、第二连接杆8、第一搅拌轴9、第一搅拌轴承10、第二搅拌轴11和第二搅拌轴承12，第一搅拌轴9安装在第一搅拌轴承10上，第一搅拌轴承10安装在第一轴承座14上，第一轴承座14安装在第一轴承座固定板15上，整个第一轴承座固定板15安装在锅体2上；同样，第二搅拌轴11安装在第二搅拌轴承12上，第二搅拌轴承12安装在第二轴承座17上，第二轴承座17安装在第二轴承座固定板16上，整个第二轴承座固定板16安装在锅体2上。第一连接杆7两端分别连接叶片安装部102和第一搅拌轴9，第二连接杆8两端分别连接叶片安装部102和第二搅拌轴11。本实施例中，叶片驱动单元包括搅拌电机13，第二搅拌轴11通过联轴器19与搅拌电机转轴18连接。

如图4所示，本实施例中的电磁加热机构包括电磁线圈4、加热控制装置、温度传感器5和温度开关6，所述电磁线圈4环绕锅体2外表面，并受所述加热控制装置控制以对锅体2加热；温度传感器5连接加热控制装置用来监测锅体外表面温度，并将锅体外表面温度信息传输给加热控制装置；所述温度开关6设置在电磁线圈4上，用于实时监控电磁线圈4内胆的温度，当电磁线圈4内胆的温度超过我们设定的安全温度阈值时，电磁线圈加热过程将会终止。壳体1内部设置散热风扇28，用来降低壳体1内的环境温度。

本实施例的搅拌叶片3包括叶片主体301和叶片安装部302，其中叶片主体301横向形状与锅体2内表面形状一致(二者均为相吻合的弧形结构)，叶片主体301截面为等腰三角形，等腰三角形的顶角β满足其中h为锅体的高度，r为锅体内径，θ为经过搅拌右止点或左止点的锅体曲面切线与竖直方向的夹角；叶片安装部302连接在叶片主体301两端，叶片安装部302和叶片主体301可以是一体化成型，也可以是可拆卸连接。

由于叶片主体301横向形状与锅体2内表面形状一致，二者均为弧形结构，叶片主体301半径与锅体的内径相同，即叶片主体301与锅体2内表面没有间隙，因此颗粒较小的菜品更适合使用本实施例中的搅拌叶装置翻炒。对于颗粒较大的菜品，叶片主体301与锅体2内表面之间可以设置间隙，即搅拌叶装置的半径小于锅体的内径，间隙厚度均匀一致，针对不同的菜品，间隙可设置为1～30mm。

如图5所示，h为锅体的高度，r为锅体内径，b位置为菜品左翻转点，c位置为搅拌中间点，d位置为菜品右翻转点，f位置为锅口，o位置为叶片旋转中心点；a位置为搅拌左止点，e位置为搅拌右止点，θ为经过搅拌右止点或左止点的锅体曲面切线与竖直方向的夹角，β为叶片主体截面等腰三角形的顶角。本实施例中锅体的参数为h＝145mm，r＝99.5mm，θ＝10°。

当搅拌叶片从a位置搅拌左止点逆时针转动时，会推动锅体内的菜品向右滑动至d位置菜品右翻转点，在d位置叶片右侧边水平，当叶片继续向右旋转时，菜品重心会向左偏转，把此处作为菜品向左翻转的临界点；类似的，b位置为菜品左翻转点。近似的将b位置菜品左翻转点和d位置菜品右翻转点之间的部分作为叶片搅拌过程中菜品累积区域，为了避免在叶片搅拌过程中将b位置和d位置之间的菜品推至f位置锅口上方而溢出，因此有以下数学关系：

α+β/2＝90°

将上述公式整理得等腰三角形的顶角β满足：

将本实施例中锅体的参数代入上式得

β≥102.2°

即，搅拌叶片两侧面夹角β≧102.2°时，叶片搅拌过程中将b位置和d位置之间的菜品推至锅口f位置时，可以保证菜品不会从锅口溢出。但是叶片宽度一定的情况下，β越大叶片高度会降低，从而减小了搅拌叶片的扫动范围，影响搅拌效果，本实施例中取β＝105°。

根据受力分析，在取β＝105°情况下，当搅拌叶片转动至e位置搅拌右止点时，可以计算得搅拌叶片右侧面与竖直方向的夹角为47.5°，验证cot47.5°等于0.916远大于菜品与硅胶叶片之间在食用油润滑下的静摩擦系数，即菜品能够从搅拌叶片上滑下滚落，保证菜不会糊在锅口，且可实现菜品在锅中搅拌更均匀，进一步地，针对肉丝、细面条等菜品，搅拌叶片截面顶角角度的设计可以使菜品从搅拌叶片上滑下滚落不结块。

本实施例中，在叶片主体301外部还设置一层耐高温食品级硅胶材料，使搅拌叶装置可以在250℃高温环境中长期使用，延长使用寿命。搅拌叶片的硬度为85度，可以保证足够的强度搅拌菜品且有一定的弹性缓冲，以免搅拌叶片刮伤锅体内表面涂层或者卡顿。

工作原理：

炒菜机工作时，缠绕在锅体2外表面的电磁线圈4开始给锅体2加热，当倒菜机构将菜品倒入锅内，搅拌电机13开始工作，通过安装在第二轴承座17上的第二搅拌轴11带动搅拌叶片3旋转搅拌菜品。与此同时，安装在壳体1内的散热风扇28也在工作，降低壳体1内的环境温度，而安装在温度探头固定座上的温度传感器5将实时测量出锅体2外表面的温度并反馈给温控系统。安装在电磁线圈4内胆上的温控开关6也实时的监控电磁线圈4内胆的温度，当电磁线圈4内胆的温度超过我们设定的安全温度阈值时，电磁线圈4加热过程将会终止。

当菜品炒制好了后，锅体翻转传动机构将通过同步轮和传送皮带22带动的锅体组件开始翻转，锅体翻转控制机构通过光栅与信号控制板控制锅体机构翻转至出菜位置，此时搅拌电机13带动搅拌叶片3旋转，将炒制好的菜品推入盛放器皿中，完成炒菜过程。采用类似的方法，本发明的锅体装置还可以完成接菜、洗锅等过程。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。