[發明專利]一種智能廚房的多功能自動切菜裝置和控制方法

有效

• 申請號: 201710217140.8
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN106938476B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 孫寧娜;張露
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B26D5/20
• 分類號: B26D5/20;B26D7/01;B26D7/06;B26D7/20;B26D7/26;B26D1/04
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1.一種智能廚房的多功能自動切菜裝置，其特征在于，包括送料機構(2)、切割機構(3)、切割角度自動調節機構和控制器；

所述送料機構(2)包括輸送平臺(5)、第一驅動單元和第一導軌組件；所述第一導軌組件固定在水平基座(1)上，所述輸送平臺(5)安裝在第一導軌組件上，所述第一驅動單元與所述輸送平臺(5)連接；所述第一驅動單元內設有第一編碼器；所述水平基座(1)固定傳感器，用于感應所述輸送平臺(5)上的物體是否到達切割位置；

所述切割機構(3)包括第二驅動單元、第二導軌組件、立柱、刀具(8)和連接支架(10)；所述立柱垂直固定在所述送料機構(2)輸送方向的末端的水平基座上；所述立柱上固定所述第二驅動單元和第二導軌組件；所述連接支架(10)與所述第二驅動單元連接，且安裝在第二導軌組件上；所述刀具(8)與連接支架(10)連接；所述第二驅動單元內設有第二編碼器；所述第二導軌組件上設有第一光電傳感器(11)，用于感應連接支架(10)；

所述切割角度自動調節機構包括砧板(7)和第三驅動單元；所述第三驅動單元通過支架固定在所述輸送平臺(5)底部；所述砧板(7)設在所述輸送平臺(5)上方，通過傳動軸(6)與第三驅動單元連接；所述第三驅動單元內設有第三編碼器；

所述控制器包括PLC，所述PLC與第一光電傳感器(11)、第一編碼器、第二編碼器、第三編碼器和傳感器連接。

2.根據權利要求1所述的智能廚房的多功能自動切菜裝置，其特征在于，還包括吸附機構，用于固定所述砧板(7)上的物體；所述吸附機構安裝在砧板(7)上。

3.根據權利要求2所述的智能廚房的多功能自動切菜裝置，其特征在于，所述吸附機構包括真空吸盤(9)和電磁閥；所述真空吸盤(9)嵌入所述砧板(7)內，所述電磁閥通過氣管與真空吸盤(9)連接，用于控制真空吸盤(9)啟停；所述電磁閥與PLC連接。

4.根據權利要求1所述的智能廚房的多功能自動切菜裝置，其特征在于，所述傳感器為對射式激光傳感器(4)。

5.根據權利要求1所述的智能廚房的多功能自動切菜裝置，其特征在于，所述第一驅動單元包括步進電機和第一絲桿輸送機，所述步進電機通過聯軸器與第一絲桿輸送機連接；所述第二驅動單元包括第二伺服電機和第二絲桿輸送機，所述第二伺服電機與第二絲桿輸送機連接。

6.根據權利要求1所述的智能廚房的多功能自動切菜裝置，其特征在于，第三驅動單元均包括第三伺服電機和減速機，所述第三伺服電機與減速機連接。

7.根據權利要求1所述的智能廚房的多功能自動切菜裝置，其特征在于，所述第一編碼器、第二編碼器、第三編碼器均為旋轉式光電編碼器。

8.一種根據權利要求1所述的智能廚房的多功能自動切菜裝置的控制方法，其特征在于，按照如下步驟：

S01：設切割的厚度為S，第一驅動單元前進距離為S需要的脈沖數n₁的計算公式為：

其中：Δθ₁為第一驅動單元步進電機的單個脈沖旋轉的角度，Δl₁為第一絲桿輸送機導程，即絲桿旋轉一圈所移動的距離；

S02：設切割的力度為F，第二驅動單元產生作用力為F時所需要的脈沖頻率f的計算公式為：

其中：Δθ₂為第二伺服電機的單個脈沖旋轉的角度，Δl₂為第二絲桿輸送機導程，即絲桿旋轉一圈所移動的距離；l₂為第一光電傳感器(11)到砧板(7)的距離；m為刀具的重量；

S03：設置切割角度為θ₃，第三驅動單元旋轉θ₃所需要的脈沖數n₃的計算公式為：

其中：N為第三伺服電機轉一圈所需要的脈沖數，i為減速箱的傳動比；

S04：輸入切割的厚度S、切割的力度F和切割角度θ₃，所述PLC根據輸入切割的厚度S、切割的力度F和切割角度θ₃分別由S01、S02和S03步驟的公式計算出第一驅動單元前進距離為S需要的脈沖數n₁、第二驅動單元產生作用力為F時所需要的脈沖頻率f和第三驅動單元旋轉θ₃所需要的脈沖數n₃；

S05：控制器通過第一光電傳感器(11)判斷是否感應連接支架(10)，當沒有感應，則第二驅動單元反轉，使連接支架(10)向上移動，直至第一光電傳感器(11)產生信號；

S06：當第一光電傳感器(11)有信號，在所述砧板(7)放置物體，控制器啟動吸附機構，并使電磁閥得電，真空吸盤(9)工作將物體吸附在砧板(7)上；

S07：判斷物體是否感應到對射式激光傳感器(4)，當沒有感應，則所述送料機構(2)的第一驅動單元啟動，使所述輸送平臺(5)帶動物體運動，直至物體感應到對射式激光傳感器(4)時停止；

S08：當對射式激光傳感器(4)感應到信號，當輸入切割角度為θ₃時，則啟動切割角度自動調節機構的第三驅動單元，第三編碼器計數脈沖數n₃，當脈沖數n₃到達S04步驟中計算值，第三驅動單元停止；

S09：啟動所述送料機構(2)的第一驅動單元，當第一編碼器的脈沖數n₁到達S04步驟中計算值，第一驅動單元停止；所述切割機構(3)的第二驅動單元啟動，當第二編碼器的脈沖頻率f達到S04步驟中計算值時，第二驅動單元反轉，當直至感應到第一光電傳感器(11)后，第二驅動單元停止；

S10：當對射式激光傳感器(4)有信號，重復S09步驟；當對射式激光傳感器(4)沒有信號，電磁閥失電，真空吸盤(9)破真空，取出切割好的物料。