全自动多锅位烹饪装置的制作方法

本实用新型涉及机器人技术领域，尤其是一种全自动多锅位烹饪装置。

背景技术：

近年来，随着烹饪自动化商业需求日益增长，人们投入了大量人力、财力资源开展智能中式炒菜机器人的研究与开发。

申请号为03132182.8的实用新型专利公开一种解决方案是采用机器臂实现烹饪厨师的各种动作，采用机械臂从食材存储区抓取配好的食材，移至烹饪区，并倒入机械臂把握的烹饪锅中，同类的设计中，也有采用多自由度机械装置取代机械臂的低成本方案。但这是一种半自动的烹饪机器人，该系统设置了食材存储区，各类尚未烹饪的荤素食材需由顾客配好后，再由机械臂抓取，这样一来，无疑降低了烹饪的效率，增加了顾客的麻烦。

申请号为201110147659.6的实用新型专利公开的全自动烹饪机器人实用新型专利的关键内容包括：带固体计量器和称重传感器的固体配料盒子，翻炒食材的搅拌器，颠锅机构方案，加热器等，但其机构复杂，对机构动作的要求高，同时设备所占空间非常大，不利于投入量产。

申请号为200720002020.8的实用新型专利公开的全自动烹饪机器人系统涉及一体化的系统构成，该设备包含洗菜、切菜、洗碗、消毒、储藏保鲜等或子系统，及其相关的装置与机构，同样存在上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了全自动多锅位烹饪装置，通过设置在主框架结构体上的食材箱和中心烹饪系统的配合实现食材的取料，通过中心烹饪系统与若干辅助系统的配合实现烹饪的全自动化，同时具有结构紧凑、实施方便的优势。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种全自动多锅位烹饪装置，其特征在于：所述烹饪装置具有工作平台区，所述工作平台区内具有食材存储供给系统、烹饪锅灶系统、成品装盘系统和主框架结构体，所述食材存储供给系统和所述成品装盘系统分别设置在所述主框架结构体上，所述烹饪锅灶系统具有锅体和驱动机构，所述锅体上设置有加热装置，所述驱动机构驱动所述锅体移动实现所述锅体至所述食材存储供给系统的取料，所述加热装置对所述锅体加热实现对食材的烹饪，所述锅体至所述成品装盘系统的出菜。

所述主框架结构体为封闭框架体，所述烹饪锅灶系统设置在所述封闭框架体所围成的区域内部，所述驱动机构驱动所述锅体在所述封闭框架体所围成的区域内部转动、升降、伸缩；所述食材存储供给系统和所述成品装盘系统设置在所述封闭框架体上。

所述食材存储供给系统包括食材柜，所述食材柜上具有食材箱，所述食材箱的盒体内部为食材的存储空间，所述食材箱上具有食材出料口，所述食材箱为模块化的食材箱，所述食材柜模块化地安装在所述主框架结构体上。

所述烹饪装置具有辅助功能区，所述辅助功能区内具有辅助功能系统，所述辅助功能系统设置在所述主框架结构体上，所述辅助功能系统为辅助烹饪系统、清洗系统中的一种和两种的组合。

所述辅助烹饪系统包括锅体插座，所述锅体从所述驱动机构转移至所述锅体插座上，所述锅体的加热装置通过所述锅体插座连接供能。

在所述工作平台区的下方设置有辅助设备区，所述辅助设备区内具有配电柜、空气制冷机、空气压缩机、蒸汽发生器、油烟机、废物处理装置的一种或两种及两种以上的组合。

在所述主框架结构体的顶部设置有冷藏制冷系统，所述冷藏制冷系统对所述食材存储供给系统所存储的食材进行冷藏。

本实用新型的优点是：具有烹饪、炖煮、清洗、出菜等各种功能，实现全自动烹饪；可同时烹饪多道不同菜肴；使烹饪机器人整体所占空间显著缩小，结构紧凑，便于烹饪机器人的布局；减小锅体的移动行程和范围，降低了每道菜肴的烹饪时间；可变相简化烹饪机器人本体的机构，降低对其动作精度的要求；可根据对烹饪机器人的要求，快速、方便地改变模块体的种类、位置、数量，具有很强地可替换性；结构简单合理、外形美观大方，适于推广。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中烹饪锅灶系统的结构示意图；

图3为本实用新型中食材箱的结构示意图；

图4为本实用新型中辅助烹饪区的结构示意图；

图5为本实用新型的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-5所示，图中标记1-37分别表示为：底柜1、餐盘抓手2、主框架结构体3、冷气通道4、食材箱5、食材柜6、中心烹饪系统7、餐盘8、餐盘存储箱9、出餐通道10、食材柜卡扣11、餐盘传动带12、食材箱卡扣13、食材出料口14、冷气管路15、冷藏制冷系统16、下内环转动盘17、下外环转动盘18、电磁加热灶19、烹饪锅体20、外环纵向电控滑轨21、内环纵向电控滑轨22、径向电控滑轨23、伺服电机基座24、锅柄插拔接头25、锅柄插头26、锅柄27、轴柄28、伺服电机29、上内环转动盘30、上外环转动盘31、中心轴32、冷气进口33、辅助烹饪区34、辅助烹饪锅柄插座35、洗锅水喷头36、导流器37。

实施例：如图1所示，本实施例中的全自动智能多锅位烹饪装置包括底柜1，底柜1用于支撑设置在其上方的主框架结构体3，同时其柜体内部可设置配电柜、空气制冷机、空气压缩机、蒸汽发生器、油烟机及废物处理装置等辅助设备。

主框架结构体3所处的区域为工作平台区。主框架结构体3为封闭式的结构体，其截面呈多边形，参见图5。如图1所示，在主框架结构体3的每一条较长侧边处均设置有作为食材存储供给系统的食材柜6，食材柜6沿主框架结构体3的高度方向布置。食材柜6与主框架结构体3之间通过食材柜卡扣11构成可拆卸式的连接固定；当食材柜6内的食材用尽或需要在主框架结构体3的该位置处设置辅助功能模块体来替换食材柜6时，可以将食材柜6从主框架结构体3上拆下，从而完成食材的补给或功能的替换。

如图1所示，每个食材柜6均由四个食材箱5组合构成，食材箱5用于存储食材。四个食材箱5在高度方向上叠置，并通过食材箱卡扣13与食材柜6的框架连接固定从而形成一体。在使用时，首先将食材箱5与食材柜6的框架通过食材箱卡扣13相连接固定，之后再将具有食材箱5的食材柜6通过食材柜卡扣11与主框架结构体3相连接固定。如图4所示，每个食材箱5上均开设有若干食材出料口14，存储在食材箱5内的食材可通过食材出料口14出料。

如图1所示，在主框架结构体3所围成的封闭区域中心处设置有中心烹饪系统7，中心烹饪系统7为烹饪操作的具体执行部件。如图2所示，中心烹饪系统7包括位于下方的下内环转动盘17和下外环转动盘18，两者之间可构成相对转动；在下内环转动盘17和下外环转动盘18的上方的对应位置设置有上内环转动盘30和上外环转动盘31，上内环转动盘30和上外环转动盘31之间亦可构成相对转动，下内、外环转动盘17、18，上内、外环转动盘30、31的转动可由中心轴32驱动控制。下内环转动盘17与上内环转动盘30之间通过对称布置的两组内环纵向电控滑轨22构成连接，下外环转动盘18与上外环转动盘31之间通过对称布置的两组外环纵向电控滑轨21构成连接。在每组内环纵向电控滑轨22和外环纵向电控滑轨21上分别设置有径向电控滑轨23，径向电控滑轨23可在各自的纵向电控滑轨上进行纵向（竖直方向）上的移动。径向电控滑轨23上设置有伺服电机基座24，伺服电机基座24可在径向电控滑轨23上滑移，伺服电机基座24上固定设置有伺服电机29，伺服电机29的轴柄28（驱动轴）通过锅柄插拔结构25与烹饪锅体20的锅柄27构成适配连接，从而完成烹饪锅体20的固定，同时通过伺服电机基座24在径向电控滑轨23上的滑移实现烹饪锅体20径向（水平方向）内的伸缩。在烹饪锅体20上还设置有锅柄插头26，锅柄插头26位于锅柄27的另一侧，用于烹饪锅体20的传递之用。

依附上述结构，烹饪锅体20的移动可分为以下三种：

1）转动：烹饪锅体20通过下内环转动盘17、下外环转动盘18、上内环转动盘30以及上外环转动盘31的旋转实现独立或整体的转动；其中独立转动指的是设置在下内环转动盘17和上内环转动盘30之间的两个烹饪锅体20可相较于设置在下外环转动盘18和上外环转动盘31之间的两个烹饪锅体20产生相对转动，即内环不转，外环转或者内环转，外环不转，独立旋转角度为360°除以烹饪锅体20的数量；而整体转动指的是，设置在下内环转动盘17和上内环转动盘30之间的两个烹饪锅体20以及设置在下外环转动盘18和上外环转动盘31之间的两个烹饪锅体20同时转动。无论独立或整体转动都需要通过对中心烹饪系统7的程控设计来考虑烹饪锅体20之间的占位问题，避免内环纵向电控滑轨22和外环纵向电控滑轨21之间发生触碰导致装置破坏，提高动作的协调性。

结合图1所示，烹饪锅体20旋转是为了对应位于其四周的食材柜6，由于食材柜6的各食材箱5所存储的食材种类不同的，因此当烹饪装置得到烹饪某道菜肴的指令时，该道菜肴的食材并不总是位于烹饪锅体20当前位置所面对的食材箱6内，同时该道菜肴的多种食材一般也分布在不同位置的食材箱5中，此时中心烹饪系统7便可通过上述机构驱动烹饪锅体20转动，从而使烹饪锅体20可对准待取食材所对应的食材柜6。

2）升降：烹饪锅体20可在各自的内环纵向电控滑轨22和外环纵向电控滑轨21上进行纵向移动，这种纵向移动是相互独立的，即每个烹饪锅体20均可独立地在其纵向电控滑轨22上进行纵向移动。

结合图1所示，当烹饪锅体20经过转动到达存储其待取食材的食材柜6的对应位置时，由于食材柜6由四个叠置的食材箱5组成，存储待取食材的食材箱5的高度并不总是与烹饪锅体20的当前高度所对应，此时中心烹饪系统7便通过纵向电控滑轨驱动烹饪锅体20升降，从而使烹饪锅体20可对准待取食材所对应的食材箱5。

3）伸缩：烹饪锅体20可通过伺服电机基座24在径向电控滑轨23的滑移实现径向伸缩，这种伸缩动作也是相互独立的，即每个烹饪锅体20均可独立地通过对应的径向电控滑轨23实现径向伸缩。

结合图1所示，当烹饪锅体20经过转动和升降已对准待取食材所对应的食材箱5时，烹饪锅体20与食材箱5之间还存有一定距离，为了完成取料动作，中心烹饪系统7便可通过驱动径向电控滑轨23带动伺服电机基座24滑移，从而带动烹饪锅体20伸缩，从而使烹饪锅体20可对准食材箱5的食材出料口14。

此时，食材箱5的出料的方式可包括食材箱5的推送、烹饪锅体20的进入或者两者的相结合，其中食材箱5的推送指的是，食材经过食材箱5内所设置的推送结构从食材出料口14处推送至烹饪锅体20之中，此时烹饪锅体20无需径向移动，烹饪锅体20的进入指的是，烹饪锅体20径向移动至食材箱5的食材出料口14处，食材经过食材箱5内所设置的推送结构从食材出料口14处推送至烹饪锅体20中，此时烹饪锅体20需要径向移动，而两者的相结合即为上述方案的结合，即烹饪锅体20移动一部分距离，推送机构推送一部分距离。

当烹饪锅体20完成取料之后，如图2所示，设置在烹饪锅体20底部作为加热装置的电磁加热灶19开始工作，对烹饪锅体20进行加热，从而完成菜肴的烹饪。电磁加热灶19的启动可通过在锅柄插拔接头25内设置供能装置来实现，即在锅柄插拔接头25内设置供能接头，当烹饪锅体25固定在锅柄插拔接头25上时，该供能接头与电磁加热灶19构成电通，从而为其供电，使其可对烹饪锅体20进行加热。

菜肴在烹饪时所需的液体、固体、胶体等各种调味料均可设置在食材箱5中，亦或是设置额外的调味料供给装置来实现调味料的供给。

如图2所示，烹饪锅体20与伺服电机29的轴柄28相连接，伺服电机29的作用是驱动轴柄28转动从而带动烹饪锅体20转动以模拟翻炒动作。具体而言，1）伺服电机29所驱动的轴柄28可以实现正向和反向的旋转（分别对应烹饪锅体20的顺时针和逆时针），以实现正向和反向的颠锅。以先进行正向颠锅为例，伺服电机29驱动轴柄28正转，轴柄28带动烹饪锅体20旋转，轴柄28从转动角速度为0的静止状态（初始状态）逐渐增速到最大转动角速度值，此时，盛放在烹饪锅体20内的食材随着烹饪锅体20的转动而在锅体底面上发生移动。在锅柄28达到最大转动角速度值之后再逐步减速到转动角速度为0的静止状态，在该静止状态时，烹饪锅体20处于最大转动角度同时处于静止的倾斜状态，但锅体1内的食材会由于惯性作用继续朝着烹饪锅体20的转动方向继续移动并离开锅体底面一定高度，而后在重力的影响下掉入烹饪锅体20之中，正向颠锅动作完成。

2）伺服电机29驱动轴柄28反转，使烹饪锅体20产生逆时针的转动，从而实现反向颠锅。反向颠锅的原理与正向颠锅相同，故不再赘述。

3）以此往复，轴柄28重复交替地进行正转和反转，烹饪锅体20重复交替地进行顺时针转动和逆时针转动，直至食材得到充分翻炒。

当烹饪锅体20完成菜肴的烹饪后，如图1所示，在主框架结构体3上设置有作为成品装盘系统的餐盘抓手2，在主框架结构体3的一侧设置有出餐通道10，出餐通道10的对应位置上设置有餐盘存储箱9，餐盘存储箱9内具有若干餐盘8，当当前餐盘8被使用后，餐盘存储箱9可通过升降或其他的驱动方式驱动下一餐盘8到位，以供餐盘抓手2进行下一次抓取。餐盘抓手2在主框架结构体3上可转动，按图1所示其转动方向为逆时针转动，在其从餐盘存储箱9的位置抓取餐盘8之后逆时针转动至中心烹饪系统7的位置，中心烹饪系统7通过轴柄28驱动烹饪锅体20倾斜将烹饪完成的菜肴倾倒至餐盘8之中，完成之后，餐盘抓手2继续逆时针转动至餐盘传送带12处，餐盘传送带12持续启动，已将盛放有菜肴的餐盘8输送到出餐口。

如图4所示，在主框架结构体3的底部位置还设置有辅助烹饪区34，辅助烹饪区34用于特殊的烹饪要求，尤其是针对于炖、煮、熬等多种需要长时间才能完成的烹饪。在辅助烹饪区34内设置有若干辅助烹饪锅柄插座35，辅助烹饪锅柄插座35与烹饪锅体20的锅柄插头26相连接，从而完成烹饪锅体20自中心烹饪系统7至辅助烹饪区34的传递。锅柄插头26驱动设置在烹饪锅体20底部的电磁加热灶19开始工作，烹饪锅体20开始完成长时间烹饪。

如图4所示，在辅助烹饪区34的下方还设置有洗锅水喷头36，当烹饪锅体20完成烹饪后，烹饪锅体20自中心烹饪系统7至辅助烹饪区34完成传递，此时辅助烹饪锅柄插座35开始转动，以使烹饪锅体20的锅底朝向洗锅水喷头36，洗锅水喷头36朝烹饪锅体20喷射洗锅水，从而完成洗锅。为了收集已使用的洗锅水，在烹饪锅体20的面积范围内，开设洗锅水收集口。

为了保证食材箱5内的食材新鲜度，结合图1和图5所示，在主框架结构体3的上方设置有冷藏制冷系统16，在主框架结构体3的相邻两较长边之间安装导流器37，导流器37上开设有冷气管路15，冷气管路15与冷藏制冷系统16相连通。如图3所示，在食材箱5的侧面开设有冷气进口33，导流器37的冷气管路15又与冷气进口33相连通。因此，冷藏制冷系统16所释放的冷气可经由导流器37的冷气管路从冷气进口33处进入到食材箱5之中，从而实现了食材箱5内所存储的食材的保鲜。

实施例二：本实施例相较于实施例一的不同之处在于：主框架结构体3不为封闭式结构体，也就是说，其截面不封闭。此时，需要对中心烹饪系统7的移动行程进行相应设计，须要保证被中心烹饪系统7所驱动的烹饪锅体20可从设置在主框架结构体3上的食材箱5内取料即可。

上述实施例在具体实施时：可将各部件设置为模块化，具体包括：

1）食材箱5的模块化，每个食材箱5的结构、尺寸统一，相互之间可以替换，当食材箱5损坏时，可方便地替换新的食材箱5。而当需要放入新食材或补给食材时，可以将空的食材箱5从食材柜6上拆下，再向其内部放入新食材或进行食材的补给，也可以直接将已置放新食材或补给好食材的食材箱5装入该食材柜6上的对应空位上，以提高替换速度，减少对中心烹饪系统7的影响。

2）食材柜6的模块化，每个食材柜6的结构、尺寸统一，均与主框架结构体3上的安装位的结构、尺寸相吻合适配。每个食材柜6上用于安装食材箱5的安装位的结构、尺寸统一，与食材箱5的结构、尺寸相吻合适配。与食材箱5同理，在替换时，可采用两种方式来进行。

3）辅助功能系统的模块化，每个辅助功能系统均制作成模块体的形式，即与主框架结构体3上的安装位的结构、尺寸相吻合适配，使得使用者可以根据实际需要来布置辅助功能系统的位置，例如，将餐盘抓手2布置在临近于餐厅出菜窗口的位置或者便于顾客提货的位置。当需要在主框架结构体3上集成新的辅助功能系统时，只需要将与其布置位置对应的食材柜6从主框架结构体3拆下即可，而当该主框架结构体3的该位置为空闲位置时，只需要将新的辅助功能系统模块体直接安装到主框架结构体3上即可。

烹饪锅体20的数量可根据需要进行设计，以满足同时、大量烹饪各种不同菜肴的需要。

食材箱5的体积大小，可根据实际的需要进行设计。每个食材柜6中所叠置的食材箱5的数量，可根据所需烹饪的食材种类进行增减，但须保证其本身的柜体高度应与主框架结构体3的高度相吻合适配。

食材箱5的食材出料口14的数量可根据食材的种类设置。当一个食材箱5内存储一种食材时，可以仅设置一个食材出料口14。当一个食材箱5内存储若干不同种的食材时，可以通过隔断将食材箱5的箱体内腔分隔为若干存储空间，每个存储空间内存储一种食材，然后每个存储空间对应地在食材箱5上开设食材出料口14，即一个食材箱5内的每种食材均具有一个或一个以上独立的食材出料口14。针对上述一个食材箱5内存储若干不同种食材的情况，也可以共用同一个食材出料口14。

烹饪装置可配合控制器来使用，控制器控制各个部件的工作状态以及工作参数，例如中心烹饪系统7中各驱动机构的移动动作以及移动量。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，如：各功能设备的位置布局、各功能设备的具体结构组成等，故在此不一一赘述。