烹饪器具的制作方法

本实用新型总地涉及烹饪器具领域。

背景技术：

现有的一些烹饪器具，诸如电饭煲、炒菜机等，有时会带有搅拌功能。烹饪器具的搅拌装置一般使用同步电机提供驱动力，其转速和转向是固定不变的。固定的转速和转向必然不能同时适应种类丰富的食材以及花样繁多的烹饪方式。在烹饪时，对于一些软质食物，转速相对过高，食物的外形容易被破坏，影响观感；而对于一些大块的食物，转速相对过低，并且转向固定，搅拌力度不够，食物不够入味，影响口感。严重降低了烹饪器具的用户体验。

因此，需要提供一种烹饪器具以至少部分地解决上述问题。

技术实现要素：

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本实用新型提供一种烹饪器具，其包括：

煲体，所述煲体中容纳有内锅；

盖体，所述盖体可开合地设置在所述煲体上，当所述盖体盖合在所述煲体上时，所述盖体与所述内锅之间形成烹饪空间；

搅拌装置，所述搅拌装置在所述盖体盖合时位于所述内锅中，并可相对于所述内锅旋转；

步进电机，所述步进电机用于为所述搅拌装置提供动力；以及

控制装置，所述控制装置电连接至所述步进电机，所述控制装置设置为控制所述步进电机的工作状态。

根据本实用新型的烹饪器具，其搅拌装置的驱动力由步进电机提供，从而可以对步进电机的转速和转向进行调节，使搅拌装置在搅拌时的转速和转向能够满足不同的食材以及不同的烹饪方式的要求，扩大烹饪器具对食材以及烹饪方式的适应范围。

可选地，所述控制装置设置为向所述步进电机发送驱动信号以控制所述步进电机的工作状态，所述驱动信号包括方向信号、时钟信号、半/全步信号、复位信号和使能信号中的一种或几种。由此，控制装置可以通过发送不同的信号指令对步进电机的启停、转速、转向以及运行方式进行调节，方便灵活。

可选地，所述控制装置通过电机驱动电路电连接至所述步进电机，所述电机驱动电路包括顺次连接的光电隔离芯片、环形分配器和H桥电机驱动芯片。由此，电机驱动电路能够对控制装置发送至步进电机的信号保护隔离，避免电磁干扰等，提高可靠性。

可选地，所述电机驱动电路还包括续流二极管以保护所述H桥电机驱动芯片。由此，续流二极管可以保护H桥电机驱动芯片免受感应电动势击穿，避免失效，提高可靠性。

可选地，所述烹饪器具还包括输入装置，所述输入装置用于设定所述烹饪器具的烹饪参数，所述烹饪参数包括所述步进电机的转速和/或所述烹饪空间内的温度和/或所述烹饪空间内的温升速度。由此，可以通过设定不同的烹饪参数以实现多种不同的烹饪方式，丰富烹饪的多样性。

可选地，所述输入装置为按键或触屏。由此，输入装置结构简单，容易生产制造，并且用户容易操作。

可选地，所述输入装置具有显示模块，所述显示模块用于显示所述烹饪参数。由此，用户可以方便地得知烹饪器具当前的烹饪参数。

可选地，所述控制装置设置为根据所述烹饪参数控制所述步进电机的工作状态。由此，可以有根据地调节步进电机的转速和转向。

可选地，所述烹饪器具包括用于加热所述烹饪空间的加热装置，所述控制装置电连接至所述加热装置，所述控制装置设置为根据所述烹饪参数控制所述加热装置的工作状态。由此，可以有根据地调节加热装置的加热功率和加热速度。

可选地，所述加热装置为发热丝加热装置或电磁加热装置。由此，加热装置结构简单，材料常见，容易生产制造。

可选地，所述控制装置设置为向所述加热装置发送加热信号以控制所述加热装置的工作状态，所述加热信号包括加热时间信号和/或加热功率信号。由此，控制装置可以通过发送不同的信号指令对加热装置的启停、功率以及运行方式进行调节，方便灵活。

可选地，所述烹饪器具还包括用于感测所述烹饪空间内的温度的测温装置，所述测温装置电连接至所述控制装置，所述控制装置设置为根据所述测温装置感测的温度控制所述步进电机和/或所述加热装置的工作状态。由此，可以根据食物的加热状态对步进电机和/或加热装置的工作状态进行调节。

可选地，所述测温装置包括分别设置于所述烹饪空间的顶部和底部的温度传感器，以分别感测所述烹饪空间的顶部和底部的温度。由此，可以使测温装置对烹饪空间内温度的感测更加准确。

可选地，所述烹饪器具还包括减速装置，所述减速装置连接至所述步进电机。由此，减速装置可以减小步进电机的转速，从而提供更大的搅拌扭矩。

附图说明

本实用新型实施方式的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。在附图中，

图1为根据本实用新型一种优选实施方式的烹饪器具沿竖向的剖切示视图；

图2为图1所示的烹饪器具的控制过程示意图；

图3为图1所示的烹饪器具的电机驱动电路的示意图；

图4为图1所示的烹饪器具的步进电机的档位与转速的对应关系图；以及

图5为图1所示的烹饪器具的烹饪方式与对步进电机档位的对应关系图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本实用新型实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。

以下，参照附图对本实用新型的优选实施方式的烹饪器具进行说明。可以理解，根据本实用新型的烹饪器具可以为电饭煲、电压力锅或其他的烹饪器具，并且根据本实用新型的烹饪器具除具有煮米饭的功能以外，还可以具有煮粥、煲汤、炒菜等各种功能。

如图1所示，烹饪器具包括煲体10和盖体11。煲体10可以具有圆角长方体的形状，其设置有圆筒形状的内锅收纳部，内锅12可以自由地放入内锅收纳部或者从内锅收纳部取出，以方便对内锅12进行清洗。内锅12的上表面具有圆形开口，用于向内锅12中盛放待加热的材料，诸如米、汤等。煲体 10中设置有用于加热内锅12的加热装置(未示出)，加热装置可以为发热丝或者电磁加热装置。盖体11可以具有与煲体10基本上对应的形状，并且以可开合的方式连接至煲体10以起到盖合的作用。当盖体11盖合在煲体10上时，盖体11和内锅12之间构成烹饪空间。

如图1所示，烹饪器具还具有设置于内锅12内的搅拌装置20。搅拌装置20的搅拌功能主要由搅拌桨21实现。搅拌桨21具有沿竖直方向朝向内锅12的底部延伸的旋转轴，以及从旋转轴水平朝向内锅12的侧壁延伸的叶片。在进行烹饪时，搅拌桨21的叶片绕旋转轴旋转，对内锅12中的食材进行搅拌，可以使食材均匀地受热，当存在多种食材时，还可以使多种食材混合均匀，从而可以提升食物的口感，优化烹饪效果。搅拌桨21 进行搅拌时旋转运动的动力由设置于盖体11上的步进电机30提供。

如图1所示，搅拌装置20进一步地还包括传动轴22、传动帽23和支撑架24。传动帽23可旋转地设置在盖体11上，并且与步进电机30的输出轴啮合连接。支撑架24具有呈放射状向外延伸并且沿周向均匀布置的支撑臂(未示出)。支撑架24通过支撑臂的末端架设在内锅12的开口处。在支撑臂相交的位置处，也即支撑架24的中心位置，设置有沿轴向贯通的支撑轴孔(未示出)。传动轴22穿过支撑轴孔与搅拌桨21可拆卸地连接，支撑架24起到支撑作用。当盖体11盖合时，传动帽23与传动轴22啮合连接。此时，步进电机30的动力可以通过传动帽23与传动轴22传递至搅拌桨21进行搅拌操作。优选地，支撑架24设置为可拆卸地架设在内锅12 的开口处，由此，当不需要进行搅拌时，可以将搅拌桨21移开，不影响用户的操作。

一般地，对烹饪空间内的食物进行搅拌需要较大的扭矩，而步进电机 30在正常工作状态下具有较高的转速，相应地提供的扭矩较小。因此烹饪器具还设置有连接至步进电机30的减速装置(未示出)，将步进电机30 的转速控制在较低的预定范围之内，以提供足够的扭矩。比如，可以将步进电机30的转速控制在5r/min～60r/min之间，从而满足对大部分常见种类的食材进行搅拌所需的扭矩。

在本实施方式中，步进电机30与搅拌装置20之间采用可分离的连接方式，可以确保开盖之后搅拌装置20保持静止，一方面可以防止由于搅拌装置20的运动使得内锅12中的食物溅出，避免给用户带来不必要的麻烦；另一方面可以避免用户误碰到旋转的搅拌装置20而受伤。然而可以理解，在其他实施方式中，也可以采用不可分离连接的方式而将步进电机30和搅拌装置一体地连接设置。本领域技术人员可以根据实际情况灵活地进行设计选择。

如图2所示的控制示意图中，烹饪器具还包括输入装置、控制装置、测温装置、电源转换装置等。控制装置分别与输入装置、测温装置以及步进电机30和加热装置电连接，其设置为根据来自输入装置和测温装置的信息控制步进电机30和加热装置的工作状态。电源转换装置用于把交流市电转换为控制装置、输入装置等功能性模块所需的稳定直流电源。电源转换装置至少提供两组直流电源，一组用于向逻辑电路供电的低压直流电源(3v～5v)，一组用于驱动步进电机30的高压直流电源(12v～24v)。

具体地，用户可以通过输入装置设定预定的烹饪参数。烹饪参数可以包括步进电机30的转速、烹饪空间内所需要加热的温度、温升的速度等。以转速为例，图4示出了步进电机30的不同档位与转速之间的对应关系，图5则示出了不同的烹饪方式与步进电机30的档位之间的对应关系。可以在烹饪器具出厂时，根据不同的烹饪方式(比如油炸、炒菜、煎烤、煲汤等)预先设定对应的烹饪参数并储存在烹饪器具内相应的功能模块中，用户通过输入装置选择具体的烹饪方式，烹饪器具则根据该烹饪方式对应的烹饪参数执行烹饪操作。烹饪器具还可以设置为用户通过输入装置对烹饪参数自定义，并以用户自定义的烹饪参数执行烹饪操作，从而丰富烹饪方式的多样性。比如，用户可以根据烹饪食材的软硬程度，对档位所对应的转速进行细分，选择一个适合当前烹饪食材的最佳转速。这两种设定烹饪参数的方式可以仅设置一种，也可以兼而有之。输入装置可以为按键或触屏的形式，并且可以具有显示模块(比如显示屏等)以向用户显示当前的烹饪操作对应的烹饪参数。

测温装置用于感测烹饪空间内的温度，以衡量当前对食物烹饪的程度，其与控制装置电连接，并将感测的温度结果发送至控制装置。测温装置可以为温度传感器或热敏电阻等。优选地，测温装置可以设置两组，分别感测烹饪空间底部和顶部的温度，通过加权平均获取烹饪空间内的温度水平，使得感测结果更加准确。

控制装置具体可以是设置在煲体10或盖体11上的电路板或微处理器等。控制装置根据烹饪参数以及烹饪空间的当前温度水平，计算得出所需的步进电机30的转速以及加热功率等，然后控制步进电机30和加热装置在相应的状态下工作。优选地，控制装置可以通过发送电信号的方式对步进电机30和加热装置的工作状态进行控制。

控制步进电机30的电信号可以称为驱动信号，其可以包括方向信号、时钟信号、半/全步信号、复位信号和使能信号等。其中，方向信号控制步进电机30的转向(正转或反转)，时钟信号通过频率的变化控制步进电机 30的转速，半/全步信号控制电机励磁方式(半步方式为8拍，全步方式为 4拍)，复位信号为低电平时输出的驱动信号恢复为初始状态，而使能信号为低电平时输出驱动信号都为低电平且电机停转。

控制发热装置的电信号可以称为加热信号，其可以包括加热功率信号、加热时间信号等。具体地，对于发热丝加热装置，加热时间信号可以为开关信号，通过控制发热丝加热装置启停控制加热时间，对于电磁加热装置，加热时间信号可以为脉冲信号，通过控制电磁加热装置的占空比控制加热时间。

优选地，如图2所示，控制装置可以通过驱动模块发送诸如驱动信号和加热信号的电信号，驱动模块可以对电信号进行保护，避免电磁干扰等，保证信号传输的准确性。特别地，对于步进电机30，驱动模块内可以包括用于传输驱动信号的电机驱动电路50。

如图3所示，电机驱动电路50包括光电隔离芯片51、环形分配器52 和H桥电机驱动芯片53。其中光电隔离芯片51对经过电机驱动电路50 的驱动信号进行隔离，防止驱动步进电机30的高压大电流信号对低压端驱动信号产生干扰，提高系统可靠性。环形分配器52接收光电隔离芯片51 发过来的方向、时钟、半/全步、复位和使能等驱动信号，按规律输出驱动步进电机30励磁绕组的各相导通和截止的相脉冲信号，脉冲频率决定步进电机30的转速，各相脉冲时序决定步进电机30的转向。H桥电机驱动芯片53接收环形分配器52发送的TTL脉冲信号，转换为直接驱动步进电机 30的高电压大电流信号。H桥电机驱动芯片53内部带有保护电路，防止上下桥同时导通，发生短路而烧坏芯片。进一步地，电机驱动电路50还包括续流二极管54用于保护H桥电机驱动芯片53，防止H桥电机驱动芯片 53被电机绕组关断过程中产生感应电动势击穿。

下面通过一个具体的操作实例对根据本实用新型的烹饪器具的工作方式进行详细说明。

比如，用户需要完成一次“炒菜”功能，首先需要安装搅拌装置20。具体操作为，将传动轴22穿过支撑架24的支撑轴孔并连接搅拌桨21，再将支撑架24通过支撑臂架设在内锅12开口的边沿上，放入需要烹饪的食材，盖合盖体11。此时传动轴22与盖体11上的传动帽23对齐并互相啮合，搅拌装置20安装完成并与步进电机30连接。

将烹饪器具接通电源，电源转换装置将交流市电转为5V和24V两组稳定直流电源，5V电源提供给控制装置、输入装置等的逻辑电路，24V电源用于驱动步进电机30。

通过输入装置选择菜谱“炒菜”，若需要调整加热时间和温度，可以通过输入装置的自定义菜单键调节。完成之后，按下启动键，烹饪开始。

控制装置首先根据测温装置反馈的烹饪空间底部和顶部的温度，判断是否需要对烹饪空间进行预热。如果需要预热，启动预热程序后，控制装置发出加热信号开启加热装置，此时步进电机30不启动。

当测温装置反馈的温度升高到预热的温度值，控制装置通过驱动模块的电机驱动电路50产生控制步进电机30转动的各相驱动信号。具体地，控制装置根据计算得到电机使能、转速和方向等参数，并通过控制装置的I/O端口输出方向、时钟、半/全步、复位和使能等驱动信号到驱动模块。驱动模块接收这些驱动信号，经过光电隔离芯片51、环形分配器52和H桥电机驱动芯片53，生成步进电机30的两相励磁驱动信号A1-A2和B1-B2，连接到步进电机30的4个电机绕组端子。优选半步励磁方式，这种驱动方式电机运行平稳，噪声小。其各相通电顺序为A1->A2、A1->A2&B1->B2、B1->B2、 A2->A1&B1->B2、A2->A1、A2->A1&B2->B1、B2->B1和A1->A2&B2->B1 共八拍。若需要电机反转，只要按反序通电即可。电机转速可以通过公式 n＝(60*f)/(Z*N*R)计算，其中f是脉冲频率，Z是转子齿数，N是拍数，R是减速装置的减速比。此处，选择Z＝50、N＝8、R＝12:1，如果需要转速n在10 r/min～60r/min之间，可以计算出脉冲频率f在0.8kHz～4.8kHz之间，从而以此输出驱动信号。

随着烹饪进行，控制装置还可以根据烹饪所持续的时间、烹饪空间内的温度水平判断当前的烹饪状态。如果临近烹饪结束，不需要继续加热和搅拌时，或者仅需要保温或减弱搅拌力度，控制装置可以通过改变加热信号和驱动信号以使加热装置和步进电机30的工作状态满足要求，直至烹饪结束。

以上对根据本实用新型的烹饪器具的工作过程进行了介绍。可见，由于搅拌装置的驱动力由步进电机提供，因而可以对步进电机的转速和转向进行调节，使搅拌装置在搅拌时的转速和转向能够满足不同的食材以及不同的烹饪方式的要求，扩大烹饪器具对食材以及烹饪方式的适应范围，丰富烹饪的多样性。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。