用于夹持烹饪器具的多轴机械手及自动烹饪机用烹饪器具的制作方法

本发明涉及自动烹饪设备技术领域，特别涉及一种用于夹持烹饪器具的多轴机械手及自动烹饪机用烹饪器具。

背景技术：

目前市面上的自动烹饪机的结构主要有以下三种：滚筒翻转式结构、桶式搅拌结构以及锅铲组合结构。其中，滚筒翻转式结构和桶式搅拌结构比较常见。滚筒翻转式和桶式搅拌结构的自动烹饪机单次加工的食物量较大，通常被用在餐馆、食堂等地方，由于其烹饪腔体积较大，不合适加工单人/几个人食用量的菜肴，难以应用于一般家庭。需要提前说明的是，本发明涉及的机械手以及烹饪器具与滚筒翻转式及桶式搅拌结构的自动烹饪机无关，故在此不对这两种结构的自动烹饪机作详细说明。

中餐的烹饪方式复杂多样，某些菜式在烹饪过程中需要经过焯水、油炸等步骤。锅铲组合结构的自动烹饪机虽然克服了前述两种自动烹饪机不适合加工单人/几个人食用量菜肴的缺陷，但其锅、铲均连接在机架上，无法与机架分离，也就是说，现有锅铲组合结构的自动烹饪机无法将炒锅从机架上移开，即炒菜机无法自动实现将锅内食物倾倒出来（包括将焯水后的食材从锅中倒出滤水、将油炸后食材从锅中倒出滤油以及将烹制好的食物从锅中倒出装盘），取出锅内的食物必须依靠人工操作。中国专利文献cn106037462a公开了一种典型的锅铲组合结构自动炒菜机，该自动炒菜机就无法实现焯水后滤水、油炸后滤油及将锅内食物倒出装盘的动作。当烹制某些肉类食物的时候，为保证肉质的嫩度，通常需要在肉片过油后将其先从锅中盛出来，然后往锅内加入其他食材继续烹饪，待其他食材将熟之时，再将肉片加入锅中，翻炒片刻后即可出锅。显然，采用上述文献公开的自动炒菜机烹制这类食物时，肉质的嫩度肯定是无法保证的，而且上述专利文献中采用炒锅与机架无法分离的结构也会使得洗锅非常不方便。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于夹持烹饪器具的机械手以及与该机械手配套的自动烹饪机用烹饪器具，上述烹饪器具与机架之间为可分离结构，通过机械手夹持烹饪器具移动和翻转可以实现在烹饪过程中将食材倾倒入食材烹制锅具中进行烹制以及将食材烹制锅具中的食物倾倒出来（例如将焯水/油炸后的食材原料倾倒出来滤水/滤油，当然也包括将烹制好的食物倒入食物盛放器具中装盘）。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种用于夹持烹饪器具的多轴机械手，包括夹爪、驱动所述夹爪开合的第一驱动装置以及驱动夹爪转动的第二驱动装置，所述夹爪包括用于夹持食物盛放器具的夹持平面以及用于夹持食材烹制锅具及滤水滤油器具手柄的弧形夹持面，所述夹持平面和弧形夹持面均从夹爪的前端往后延伸设置，所述弧形夹持面位于夹持平面下方且其顶端与夹持平面连接，所述夹持平面和/或弧形夹持面上设有用于防止食物盛放器具从夹爪间滑脱的第一定位结构，所述夹持平面和/或弧形夹持面上设有用于防止食材烹制锅具及滤水滤油器具的手柄在夹爪间转动以及从夹爪间滑脱的第二定位结构，所述夹爪合拢后，在所述夹爪的弧形夹持面间形成与食材烹制锅具及滤水滤油器具的手柄形状相适应的夹持腔。

其中，所述第一定位结构为定位凸起、定位凹槽、定位孔和定位销中的一种或从所述定位凸起、定位凹槽、定位孔和定位销中任选两种或两种以上组成的复合定位结构。

同样的，所述第二定位结构为定位凸起、定位凹槽、定位孔和定位销中的一种或从所述定位凸起、定位凹槽、定位孔和定位销中任选两种或两种以上组成的复合定位结构。

作为一种优选的结构，所述第一定位结构及第二定位结构为设置在夹持平面上的同一个条形槽，所述食物盛放器具上设有供夹持平面夹住的翻边，所述翻边外沿设有一圈往下凸起的筋条，所述食材烹制锅具及滤水滤油器具手柄的外周面上设有供夹持平面夹住的翼片，所述翼片的侧表面上也设有凸起的筋条，所述筋条与条形槽配合，从而对应防止所述翻边从夹爪间滑脱以及防止所述手柄在夹爪间转动和从夹爪间滑脱。

作为本发明的另一方面，一种与上述多轴机械手配合使用的自动烹饪机用烹饪器具，包括用于烹饪食材的食材烹制锅具、滤水滤油器具和用于盛放食材和食物成品的食物盛放器具，所述食材烹制锅具、滤水滤油器具及食物盛放器具均可被上述多轴机械手夹持住；

所述食物盛放器具包括器皿本体，所述器皿本体顶端设有供多轴机械手的夹爪夹持的翻边，所述翻边上设有第一防脱结构，所述第一防脱结构的形状与夹爪上第一定位结构的形状相适应，所述夹爪夹住翻边后，所述第一防脱结构与第一定位结构配合，从而防止所述翻边从夹爪间滑脱；

所述食材烹制锅具及滤水滤油器具均包括可被多轴机械手的夹爪夹住的手柄，所述手柄上设有第二防脱结构，所述第二防脱结构的形状与夹爪上第二定位结构的形状相适应，所述夹爪夹住手柄后，所述第二防脱结构与第二定位结构配合，从而防止所述手柄在夹爪间转动和从夹爪间滑脱。

其中，所述第一防脱结构为一圈设置在翻边外沿且往下凸起的筋条，所述夹爪上的第一定位结构为设置在夹持平面上的条形槽。

优选的，所述手柄的外周面上设有供夹爪的夹持平面夹住的翼片，所述第二防脱结构为设置在翼片侧表面的筋条。

其中，所述手柄呈圆柱形或椭圆柱形。

本发明在多轴机械手的夹爪上设置夹持平面和弧形夹持面，并对应在食物盛放器具上设置翻边、在食材烹制锅具及滤水滤油器具上设置手柄，夹爪上的夹持平面可以夹住翻边，弧形夹持面之间形成的夹持腔可夹住手柄，夹爪上的第一定位结构与翻边上的第一防脱结构配合，使得食物盛放器具被夹爪夹住后不会从两个夹持平面之间滑脱，夹爪上的第二定位结构与手柄上的第二防脱结构配合，使得食材烹制锅具及滤水滤油器具被夹爪夹住后不会在两个弧形夹持面间发生转动和滑脱。当需要将食物盛放器具中的食材倒入食材烹制锅具中时，可以先通过夹爪上的夹持平面夹住食物盛放器具上的翻边，接着多轴机械手夹持食物盛放器具并移动至食材烹制锅具上方，第二驱动装置驱动夹爪旋转，夹爪带着食物盛放器具翻转，从而将食材倾倒入食材烹制锅具中；当需要将食材烹制锅具中的食物倒出到食物盛放器具中时，多轴机械手先移动至食材烹制锅具处，再通过夹爪上的弧形夹持面夹住食材烹制锅具手柄的外周面，之后多轴机械手带着食材烹制锅具移动至食物盛放器具上方，接着第二驱动装置驱动夹爪旋转，夹爪带着食材烹制锅具翻转，从而将食物倒出至食物盛放器具中（滤水、滤油动作与该过程类似，只是在后期多了将滤水滤油器具中的食材再倒入食材烹制锅具中翻炒的步骤，而将滤水滤油器具中的食材倒入食材烹制锅具中的步骤与前述将食材烹制锅具中的食物倒出到食物盛放器具中的步骤类似，在此不再赘述）。

综上所述，由于本发明中的烹饪器具与机架之间为可分离结构，并且本发明在机械手与烹饪器具之间设置了保证夹持稳定性的配合结构，自动烹饪机工作时只需通过多轴机械手夹持烹饪器具移动和翻转就可实现在烹饪过程中将食材倾倒入食材烹制锅具中进行烹制以及将食材烹制锅具中的食物倾倒出来（需要说明的是，自动烹饪机上多轴机械手的数量可以根据实际需要来确定）。这样的设计使得自动烹饪机能够实现更加复杂的烹饪方式，从而更好地保证菜肴品质。此外，由于本发明中食材烹制锅具未连接在机架上，也就是说实际使用时一台自动烹饪机可以配置多个食材烹制锅具和多个自动烹饪单元（自动烹饪单元仅指自动烹饪机中加热并完成食物烹制的部分，可以理解为燃气灶+炒菜机械手、电磁炉+炒菜机械手等炒菜装置），一道菜肴烹制完成后，可以通过机械手将烹制该菜肴的食材烹制锅具从自动烹饪单元上夹走并将其放置于刷锅区清洗（可通过自动刷锅装置清洗），同时机械手从烹饪器具放置架上抓持一个新的食材烹制锅具并将其放置到前述自动烹饪单元上，就可以立即开始下一道菜肴的烹制，这种烹饪器具与机架分离的结构设计既使得烹饪器具清洗更加方便，同时节省了刷锅等待的时间，能够在一定程度上提高烹饪效率。

附图说明

图1为采用本发明中多轴机械手和烹饪器具的自动烹饪机的整体结构示意图；

图2为多轴机械手的一种优选结构示意图；

图3为多轴机械手的另一种优选结构示意图；

图4为食物盛放器具的一种优选结构示意图；

图5为食物盛放器具的另一种优选结构示意图；

图6为图5所示食物盛放器具的俯视结构示意图；

图7为图6中a-a方向的剖视图；

图8为翼片与夹持平面配合导正食材烹制锅具的过程示意图；

图9为筋条与条形槽配合导正食材烹制锅具的过程示意图；

图中：

1——夹爪2——食物盛放器具

3——食材烹制锅具4——滤水滤油器具

1a——夹持平面1b——弧形夹持面

1c——夹持腔1d——定位凹槽

1e——条形槽2a——翻边

2b——筋条2c——器皿本体

2d——凸块3a——手柄

3a1——翼片。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的创新之处主要在于：1、烹饪器具（包括多个食材烹制锅具3、多个食物盛放容器2及至少一个滤水滤油器具4）均采用与机架分离的设计，通过配套的机械手夹持并移动相应的烹饪器具，实现食材在各烹饪器具间转移，使得自动烹饪机可以完成更复杂的烹饪方式，从而保证烹饪出来的菜肴口感和品质。基于这样的设计，可以实现一个外围辅助单元给多个自动烹饪单元（自动烹饪单元仅指自动烹饪机中加热并完成食物烹制的部分，可以理解为燃气灶+炒菜机械手、电磁炉+炒菜机械手等炒菜装置）提供辅助服务（例如一个自动刷锅单元可以给多个自动烹饪单元用到的食材烹制锅具3提供清洗服务，又比如可以通过一个自动送料单元给多个自动烹饪单元提供食材），从而实现将多个自动烹饪单元与外围辅助单元并联起来。除此之外，上述烹饪器具还可以在人工烹饪时使用，例如当自动烹饪机用户需要烹制某些无程序菜品（“无程序菜品”是指自动烹饪机的控制器中无该菜品的烹饪控制程序），可以由人工操作来完成烹饪（现有的自动烹饪机由于将炒锅连接在机架上，只能通过程序控制来完成菜肴的烹制，无法用于人工烹饪）。2、机械手与各烹饪器具夹持部位之间配合结构（即定位防脱结构）的设计，在保证可靠性的同时，尽可能让配合结构更简单、统一，并且保证该配合结构的通用性（即尽量让一种配合结构可以适用于食材烹制锅具3、食物盛放容器2及滤水滤油器具4这三种不同器具与夹爪1的夹持配合）。

为了便于本领域技术人员更清楚地理解本发明的构思，下面结合实施例和附图来对其作详细说明。

见图2-7所示，一种用于夹持烹饪器具的多轴机械手，包括夹爪1、驱动所述夹爪1开合的第一驱动装置以及驱动夹爪1转动的第二驱动装置，夹爪1包括用于夹持食物盛放器具2的夹持平面1a以及用于夹持食材烹制锅具3及滤水滤油器具4的手柄3a的弧形夹持面1b，夹持平面1a和弧形夹持面1b均从夹爪1的前端往后延伸设置，弧形夹持面1b位于夹持平面1a下方且其顶端与夹持平面1a连接，夹持平面1a和/或弧形夹持面1b上设有用于防止食物盛放器具2从夹爪1间滑脱的第一定位结构，夹持平面1a和/或弧形夹持面1b上还设有用于防止食材烹制锅具3及滤水滤油器具4的手柄3a在夹爪1间转动以及从夹爪1间滑脱的第二定位结构，夹爪1合拢后，在夹爪1的弧形夹持面1b间形成与食材烹制锅具3及滤水滤油器具4的手柄3a形状相适应的夹持腔1c。图1示出了采用上述多轴机械手和烹饪器具的自动烹饪机的整体结构示意图，需要说明的是，基于简化表述的考虑，虽然在图1中机械手的数量为一个，但实际应用时可以根据具体情况来设定机械手的数量，同样的，图1中自动烹饪单元（或者说炒菜装置）的数量仅为一个，实际应用时，自动烹饪单元的数量可以是多个。

与上述多轴机械手配套使用的烹饪器具采用以下结构：见图2-5所示，一种自动烹饪机用烹饪器具，包括用于烹饪食材的食材烹制锅具3、滤水滤油器具4和用于盛放食材和食物成品的食物盛放器具2，上述食材烹制锅具3、滤水滤油器具4及食物盛放器具2均可被前述多轴机械手夹持住；

食物盛放器具2包括器皿本体2c，器皿本体2c顶端设有供多轴机械手的夹爪1夹持的翻边2a，翻边2a上设有第一防脱结构；

食材烹制锅具3及滤水滤油器具4均包括可被多轴机械手的夹爪1夹住的手柄3a，手柄3a上设有第二防脱结构。

需要说明的是，在本发明中，多轴机械手夹爪1上的第一定位结构和第二定位结构可以但不限于以下结构，例如可以是定位凸起、定位凹槽1d、定位孔和定位销中的一种或从前述定位凸起、定位凹槽1d、定位孔和定位销中任选两种或两种以上组成的复合定位结构。对应地，翻边2a上第一防脱结构的形状应当与夹爪1上第一定位结构的形状相适应，夹爪1夹住翻边后，第一防脱结构与第一定位结构配合，从而防止翻边2a从夹爪1间滑脱；同样的，手柄3a上的第二防脱结构的形状应当与夹爪1上第二定位结构的形状相适应，当夹爪1夹住手柄3a后，第二防脱结构与第二定位结构配合，从而防止手柄3a在夹爪1间转动和从夹爪1间滑脱。优选的，夹爪1上的第一定位结构和第二定位结构可以采用图中所示的同一定位凹槽1d，而第一防脱结构和第二防脱结构分别为设置在翻边2a上表面及手柄3a外周面上的凸块2d，这样设计可以让机械手与各烹饪器具夹持部位之间的配合结构更简单、统一，更具通用性。

上述实施例在多轴机械手的夹爪1上设置夹持平面1a和弧形夹持面1b，并对应在食物盛放器具2上设置翻边2a、在食材烹制锅具3及滤水滤油器具4上设置手柄3a，夹爪1上的夹持平面1a可以夹住翻边2a，弧形夹持面1b之间形成的夹持腔1c可夹住手柄3a，夹爪1上的第一定位结构与翻边2a上的第一防脱结构配合，使得食物盛放器具2被夹爪1夹住后不会从两个夹持平面1a之间滑脱，夹爪1上的第二定位结构与手柄3a上的第二防脱结构配合，使得食材烹制锅具3及滤水滤油器具4被夹爪1夹住后不会在两个弧形夹持面1b间发生转动和滑脱。当需要将食物盛放器具2中的食材倒入食材烹制锅具3中时，可以先通过夹爪1上的夹持平面1a夹住食物盛放器具2上的翻边2a，接着多轴机械手夹持食物盛放器具2并移动至食材烹制锅具3上方，第二驱动装置驱动夹爪1旋转，夹爪1带着食物盛放器具2翻转，从而将食材倾倒入食材烹制锅具3中；当需要将食材烹制锅具3中的食物倒出到食物盛放器具2中时，多轴机械手先移动至食材烹制锅具3处，再通过夹爪1上的弧形夹持面1b夹住食材烹制锅具3的手柄3a的外周面，之后多轴机械手带着食材烹制锅具3移动至食物盛放器具2上方，接着第二驱动装置驱动夹爪1旋转，夹爪1带着食材烹制锅具3翻转，从而将食物倒出至食物盛放器具2中（滤水、滤油动作与该过程类似，只是在后期多了将滤水滤油器具4中的食材再倒入食材烹制锅具3中翻炒的步骤，而将滤水滤油器具4中的食材倒入食材烹制锅具3中的步骤与前述将食材烹制锅具3中的食物倒出到食物盛放器具2中的步骤类似，在此不再赘述）。

综上所述，由于上述实施例中的烹饪器具与机架之间为可分离结构，并且其在机械手与烹饪器具之间设置了保证夹持稳定性的配合结构，自动烹饪机工作时只需通过多轴机械手夹持对应烹饪器具移动和翻转就可实现在烹饪过程中将食材倾倒入食材烹制锅具3中进行烹制以及将食材烹制锅具3中的食物倾倒出来。这样的设计使得自动烹饪机能够实现更加复杂的烹饪方式，从而更好地保证菜肴品质。此外，由于食材烹制锅具3未连接在机架上，也就是说实际使用时一台自动烹饪机可以配置多个食材烹制锅具3及多个自动烹饪单元，一道菜肴烹制完成后，可以通过机械手将烹制该菜肴的食材烹制锅具3从自动烹饪单元上夹走并将其放置于刷锅区清洗（可通过自动刷锅装置清洗），同时机械手从烹饪器具放置架上抓持一个新的食材烹制锅具3并将其放置到前述自动烹饪单元上，就可以立即开始下一道菜肴的烹制，这种烹饪器具与机架分离的结构设计既使得烹饪器具清洗更加方便，同时节省了刷锅等待的时间，能够在一定程度上提高烹饪效率。

作为在前述实施例基础上更优选的实施方案，如图2-7所示，前述第一定位结构及第二定位结构为设置在夹持平面1a上的同一个条形槽1e，翻边2a外沿设有一圈往下凸起的筋条2b（即第一防脱结构），食材烹制锅具3及滤水滤油器具4的手柄3a的外周面上设有供夹持平面1a夹住的翼片3a1，翼片3a1的侧表面上也设有凸起的筋条2b（即第二防脱结构），筋条2b与条形槽1e配合，从而对应防止翻边2a从夹爪1间滑脱以及防止手柄3a在夹爪间1转动和从夹爪1间滑脱。其中，手柄3a可以为圆柱形或椭圆柱形。

首先，在翻边2a外沿设置一圈往下凸起的筋条2b作为第一防脱结构至少有以下好处：第一防脱结构不会阻挡食物盛放器具2中的食材倾倒出来，且在倾倒食材时不易出现第一防脱结构与翻边2a结合处残留食材汁液的情况，后续食物盛放器具2更易清洗。

其次，在手柄3a外周面上设置翼片3a1，再在翼片3a1侧表面上设置凸起的筋条2b作为第二防脱结构至少有以下好处：1、当食材烹制锅具3偏斜时（由于食材烹制锅具3是通过机械手放置的，而且在自动烹饪单元上会设置定位结构，故一般不会出现这种情况，但随着使用时间的增长，定位结构出现磨损，食物烹制过程中，在锅铲或者食材翻炒装置的搅拌作用下，就有可能出现食材烹制锅具3偏斜的情况），翼片3a1可以起到导正的作用，图8示出了夹爪1夹持食材烹制锅具3的手柄3a的过程，在图8中，夹爪1的夹持平面1a会先碰触到偏斜的翼片3a1，随着夹爪1的合拢，夹持平面1a推抵翼片3a1，从而带动手柄3a转动，使得食材烹制锅具3回正，最终夹爪1的夹持平面1a分别夹住翼片3a1的两侧面。2、翼片3a1侧表面上设置的筋条2b与翻边2a的筋条2b均可与条形槽1e配合，同样达到了简化机械手与各烹饪器具夹持部位之间的配合结构的目的，进一步地，可以将条形槽1e设计成一个开口宽度大于筋条2b宽度的弧形槽，这样在夹爪1夹持翼片3a1的过程中，该弧形槽还可以起到在手柄3a轴线方向上导正的作用，见图9所示，在被夹爪1夹住之前，食材烹制锅具3纵向（轴线方向）发生了少量偏移（若偏移量过大将无法导正），随着夹爪1的合拢，筋条2b的顶端进入弧形槽中且其一条侧边抵靠住弧形槽壁，在夹爪1的夹持力作用下，筋条2b会顺着弧形槽壁滑向槽底（该过程即为纵向导正食材烹制锅具3的过程），当筋条2b到达弧形槽中间且其顶端两条侧边均抵靠住弧形槽壁时，筋条2b再也无法纵向移动，此时夹持平面1a分别抵靠住翼片3a1的两侧面，从而牢牢夹住手柄3a。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。