一种自动烹饪设备装菜控制方法及其总成和随动出料机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动烹饪设备领域，更具体的说是一种能够自动将烹饪后的菜品从自动烹饪设备的锅体中转移至容器中的自动烹饪设备装菜控制方法及其总成和随动出料机构。
【背景技术】
[0002]自动烹饪设备是通过机器的方式替代人工实现菜品的烹饪，现有的多数自动烹饪设备基本上能够完成多种菜品的烹饪，如本案发明人申请的中国发明专利201210092930.5,201310321969.4和201310721163.4。开发自动烹饪设备的目的是为了能够取代人工，降低人力成本，提高烹饪效率，是一个完整的解决方案，而菜品的烹饪仅仅是其中一个环节。但现有的烹饪设备的研发主要精力是集中在如何使机器能够更加接近的模仿人工操作，使烹饪出来的菜品接近厨师的水准。对于烹饪完成后如何能够高效的实现出锅，现有技术中未有很好的实现方案。
[0003]现有设备对这一环节的处理大多是:简单的将烹饪完成的菜品倾倒入一个大盘子内，然后再人工装入所需容器。之所以用大盘子，主要因为菜品在锅内倒出的时候，机器无法像人工的方式一样控制其倒出的位置，所以采用大盘子可以防止在倾倒的过程中，菜品落到盘子之外。倒入大盘子后再通过人工的方式将其装入合适的容器内，用于上菜。如果一个厨房每天出300道菜就意味着，300个大盘子等待去清洗，这样做不仅没有提高效率反而浪费了水资源，人力资源，和食物(大盘子上一定会附着部分油脂和汤汁)。这种方式虽然简单，但是所带来的不便是会给厨房增加大量的清洗工作和水资源及食材的浪费，该工作是原有采用人工方式所不必须的，所以虽然自动烹饪设备能够减少烹饪的人工，但是却从另一方面导致人工的增加及浪费。
[0004]在现有的设备中，所减少的人工是厨师类专业性很强工作，所增加的是清洗类的不需要很强专业性的工作，所以从整体上来看，现有自动烹饪设备还是从一方面降低了人力成本。因此技术开发人员也没有十分关注如何对该工序的改进。但是该工序所导致的水资源及食材的浪费是无法避免的。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术中的缺陷，提供一种能够直接将烹饪后的菜品从锅内转移至合适的容器内，从而缩短整个烹饪的工序，提高效率，减少人工和水资源及食材的浪费的自动烹饪设备装菜控制方法及其总成和随动出料机构。
[0006]本发明通过以下技术方案实现上述目的。
[0007]本发明的原理是基于一种自动烹饪设备装菜控制方法，用于控制自动烹饪设备将在锅体内的菜品转移至容器内，具体是通过转动锅体将锅内菜品倒出，容器置于锅体下方用于盛接所倒出的菜品，并跟踪锅体的转动进行平移，使容器能够盛接连续倒出的菜品，直至完成菜品倾倒。相对于现有技术中的方法，本发明使容器跟踪食材从锅内倒出落入的位置，随着食材的倒出而移动，这样就克服了现有技术中在转动锅体倒出食材的过程中无法模拟人工操作时将食材倒入较小容器的缺陷，使菜品从锅内倒出后能够落入较小的容器中。该方法能够直接将要上菜的容器用于装菜，装菜完成后就可以直接采用该容器上菜。无需通过大盘子进行转移，减少了该步骤，从而减少了人工，也不会导致水资源及食材的浪费。另一方面，所述步骤的节省也可以实现从烹饪到上菜过程的无缝对接，进一步提高厨房的自动化程度。
[0008]所述方法具体包括以下步骤:
51.锅体位于出料工位时，使锅体的一侧边缘对准容器，容器初始工位位于锅体所述侧边缘的下方；
52.转动锅体，使锅内菜品从所述侧边缘倒出，进入容器；
53.容器跟踪锅体所述侧边缘的转动进行平移，使容器始终位于锅体所述侧边缘的下方；
54.锅体至少转动至菜品倾倒完成。
[0009]锅体在移动的过程中保持平移，防止其内烹饪完成的菜品溢出，到了出料工位上的时候，停止平移，并使锅体的一侧边缘对准容器，容器初始工位位于锅体所述侧边缘的下方。所述侧边缘为菜品倒出的一侧，一般锅体的开口为圆形，转动倾斜倒出菜品时，锅体的弧面能够保持正向上食材集中在较小的区域内，只要控制好转动的速度，便可以保证在正向上不会倒到容器外面去。锅体的转动是绕固定轴转动的，从侧向上看所述侧边缘将会划出一个较大的弧线，所以要保证菜品在侧向上也不会倒到容器外面去，容器就要跟踪锅体所述侧边缘的转动进行平移。只要容器平移与锅体的转动同步，就可以使容器始终位于锅体所述侧边缘的下方，这样在侧向上菜品也就不会倒到容器之外。上述菜品倾倒完成并不是指将锅内所有的菜品全部倒出，对于粘度较大的菜品，经常会残留部分菜品在锅体内，这可以通过锅内的其他机构将其推出，依然残留的少量菜品直接进入锅体清洗环节清洗即可。
[0010]从侧向上看，所述锅体的侧边缘基本上集中在一个点上，而容器为一条线，理论上只需所述点不超出所述线就可以保证锅内倒出的菜品不会落到容器外侧，当然由于菜品落下时会散开，所以最好是保持所述锅体的侧边缘对准容器的中部位置。基于该原理，针对步骤S3，本发明设计了三种容器跟踪锅体所述侧边缘的转动进行平移的方式:第一种是容器沿直线平移轨迹向前平移，这是最简单的方式，所述侧边缘一开始与容器距离较大，然后逐渐变小；第二种是容器沿倾斜直线平移轨迹向下、向前平移，所述侧边缘开始与容器距离较大，然后逐渐变小，然后又变大；第三种是容器沿弧形平移轨迹向下、向前平移。当然无论是那种方式，均应保持容器在上述平移的过程中不会干涉锅体的转动。
[0011]考虑到落下的菜品在容器内的堆积，菜品随容器移动，一般来说堆积起来的菜品也不能干涉锅体的转动，否则菜品就有可能受到锅体外侧面的污染。菜品从锅内倒出的过程是一开始量较少，然后慢慢的增加，最后又逐渐减少。结合上述三种容器跟踪锅体所述侧边缘的转动进行平移的方式，本发明在此优选第三种:所述步骤S3为容器沿弧形平移轨迹平移。所述弧形平移轨迹可以选择与所述侧边缘扫过的轨迹相平行的圆弧形轨迹，这样在倒出菜品的过程中保持所述侧边缘与容器距离不变。还可以对该弧形平移轨迹进行优化，使在步骤S2~S4的过程中，锅体所述侧边缘与容器的垂直距离呈由小变大再由大变小的变化规律。这样，正好匹配菜品倒出量的变化规律，能够在避免菜品干涉锅体转动的前提下，缩小设备的体积。
[0012]当然，在不考虑设备所占用空间大小的前提下，上述第一和第二种容器平移的方式也是可以实现的，只要保持足够大的距离，则能够防止菜品被干涉锅体转动，但考虑到菜品落下散开的情况和容器的大小问题，在所述在步骤S2~S4的过程中，锅体所述侧边缘与容器的垂直距离保持在5~30cm之间，不应过大也不应过小。根据多次试验所获得的数据，具有最佳的普适性的范围在8~20cm之间，该范围同样适用于上述第三种容器的平移方式。另外为保证菜品落入容器后的均匀性，不会导致部分太集中，部分又太分散，上述第三种方式中，对弧形平移轨迹进行优化后，锅体所述侧边缘与容器的垂直距离的变化幅度不超过15cm，根据多次试验所获得的数据，具有最佳的普适性的范围是变化幅度不超过5cm。
[0013]在自动烹饪的过程中，经常会采用搅拌或翻锅的方式使菜品得以充分加热，受热均匀，所以一般烹饪完毕后菜品都较为均匀的分布在锅体的底部。如上所述，在倒出菜品时候，虽然可以利用锅体的弧面来集中菜品从正面倒出，但如果菜品在锅内过于分散，则不易于集中，在倾倒的过程中容易导致菜品掉落到容器之外。为了避免该情况，一般采用减缓锅体在出料过程中转动的速度，使锅内的菜品能够有充分的时间进行集中，但这又会导致自动烹饪过程的效率下降。为克服该难题，本发明所述步骤Si中锅体平移至出料工位时使其先具有一初始下倾角度。初始下倾角度的作用是先让锅内菜品能够集中在锅体的前半部分，防止菜品过于分散，不便于倒出。一般烹饪后的锅体移动至出料工位前具有一段运动距离，在该过程中，可以逐步倾斜锅体，使所述侧边缘向下倾斜，使锅内的菜品在重力和锅体的弧形侧壁的共同作用下逐步集中到锅体的前半部分，到了出料工位便可以实现快速倾倒，且不会导致菜品掉落到容器外侧。所述初始下倾角度可以根据烹饪不同的菜品设置不同的角度，粘度大的菜品角度较大，粘度小的菜品角度较小，一般控制在与水平方向呈5~45°之间。也可以采用一普适性的固定角度，多次试验所获得的数据，对于大多数菜品，最佳的普适性的初始下倾角度在15~25°之间,角度太小不利于锅内菜品的集中，角度太大锅内采品名1易&出。
[0014]在一般的连续的烹饪作业的过程中，菜品的烹饪是一个连续作业的过程，一道菜在完成了上述菜品的出料后，还需要能够快速的更换新的容器，用于盛装下一道菜，所以本发明还包括取出盛有菜品容器并置入空的新容器的步骤S5，具体包括以下步骤:
551.将容器移动至取菜工位；
552.人工取出容器并置入新容器；
553.将新容器移动至所述容器初始工位。
[0015]如上述方法所述，当菜品倾倒完成后，所述容器依然是置于锅体所述侧边缘的正下方，在该位置上不便于取菜，所以本发明方法要求自动烹饪设备将完成出料后的容器自动移动至便于取拿的取菜工位，该工位还应能够快速、方便的置入新容器，从而保证自动烹饪设备的连续作业，提高效率。
[0016]为了能够快速的将完成出料后的容器从上述不便取拿的位置移动出来，所述步骤S51具体为完成菜品倾倒后将容器沿一直线平移轨迹侧向平移至取菜工位。直线移动的方式是最为直接且快速的，有利于提高整体效率。另外，根据上述方法所述，所述容器均为多数需要向下移动，即使是沿直线平移轨迹向前平移的方式也需要将容器置于不会干涉锅体转动的下面，由此可见，容器的位置设置得比较低。为了方便人工取拿，S51具体为完成菜品倾倒后将容器沿一直线平移轨迹侧向平移，同时向上平移至初始工位或高于初始工位的取菜工位。即所述取菜工位与初始工位重合或高于初始工位，一般由于初始工位的位置也不高，为了方便人工的操作，优选取菜工位高于初始工位。
[0017]为了优化自动烹饪设备的空间利用率，所述直线平移轨迹方向垂直于所述弧形平移轨迹所在面。这样相当于容器从设备的侧面弹出，有利于缩小设备的整体体积。当然在某些情况下，为了便于操作，如当有多部自动烹饪设备同时工作，同时出菜的时候，所述直线平移轨迹方向也可以平行于所述弧形平移轨迹所在面。
[0018]放入新容器后，所述步骤S53具体为沿S51的移动轨迹逆向移动新容器至所述容器初始工位为止，为下一道菜的出料做好准备。所述逆向移动包括沿上述直线平移轨迹逆侧向平移，如取菜工位的高度高于所述出料工位，还包括把新容器下降到初始位置的逆向移动。
[0019]锅体的轮换有多种方式，如本案发明人已经申请的中国发明专利201210092930.5和201310721163.4，为了提高结构的稳定性，所述步骤SI中锅体沿一弧形轮换轨迹平移至出料工位，并在平移的过程保持锅体内食材不溢出。为了在烹饪完成后，为了使得锅体能够平稳的移动到出料工位，特别是在具有一定初始下倾角度的情况下，能够保证运动的平稳性，在锅体沿一弧形轮换轨迹平移的过程中，通过固定在锅体上的滑块与一平移的直线型滑槽相配合保持锅体在平移的过程中与水平方向角度不变。虽然采用上述现有技术中的其他方式也可以保持其平稳移动，但滑块与一平移的直线型滑槽相配合具有结构更加简单，控制更为方便，灵活等优点。
[0020]具体来说，直线型滑槽倾斜设置，所述滑块在锅体沿弧形轮换轨迹平移时进入所述直线型滑槽前端，滑块移动至直线型滑槽末端或滑出直线型滑槽末端时开始所述转动锅体，使锅内菜品从所述侧边缘倒出。当