[發明專利]一種智能廚房烹飪系統

在審

• 申請號: 202010531387.9
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111728467A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 李華軍;趙紹云;余善恩;楊文東
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: A47J27/00
• 分類號: A47J27/00;A47J36/00;A47J36/24;A47J43/044;A47J43/07;A47J47/01;A47J47/16;B25J11/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

1.一種智能廚房烹飪系統，包括機械臂、多種烹飪廚具、食材盒、鍋體、操作臺、控制系統、調味器；其特征在于：所述的機械臂、多種烹飪廚具、食材盒、鍋體、控制系統、調味器均放置在操作臺上；機械臂用于自主更換烹飪廚具、夾取食材盒和調味器，實現不同的烹飪與操作；鍋體位于機械臂下方，在烹飪過程中對進行食材加熱以及旋轉；食材盒用于盛放烹飪食材，按照不同種類設置多個食材盒分開放置食材；控制系統與機械臂、鍋體、調味器電連接，用于控制機械臂的移動、更換烹飪廚具、控制鍋體的旋轉與加熱、調節調味器中各調味品的比例；同時控制系統還能實現系統與用戶之間的人機交互，獲取食材種類信息、烹飪菜譜、烹飪流程信息；

所述的控制系統包括通用STM32控制芯片、WIFI模塊、觸摸顯示器、驅動電源、外部存儲器、電機驅動電路、電流轉換芯片GP8102、加熱驅動電路；驅動電源用于為其余各模塊/電路供電；WIFI模塊，觸摸顯示器，外部存儲器與STM32通過總線相連；STM32控制芯片用于處理數據、存取信息、生成PWM控制信號、生成時序信號；觸摸顯示器用于完成人機交互，提供人機交互屏幕與按鍵；WIFI模塊用于網絡信息的下載與上傳；外部存儲器用于存取菜譜程序以及其他信息；電流轉換芯片GP8102用于將PWM信號轉化為標準4～20mA控制信號，用于控制調味器中微型控制閥門的開度；加熱驅動電路用于將PWM控制信號轉換為特定大功率輸出，控制鍋體中加熱電絲的加熱功率；

所述的機械臂為五自由度機械臂，包括底座、第一臂桿、第二臂桿、第三臂桿、第四臂桿和伺服電機組；第一臂桿、第二臂桿、第三臂桿、第四臂桿順次連接后，通過第一臂桿與底座固定在墻壁上，第四臂桿末端為工作端用于更換烹飪廚具、夾取食材盒和調味器；第三臂桿內置舵機，在底座、第一臂桿、第二臂桿內均設置有伺服電機組，控制系統對伺服電機組中不同位置的電機輸出脈沖信號，調整電機的旋轉角度，控制第三臂桿到達指定位置，同時通過調整第三臂桿內置舵機從而控制第四臂桿進行小幅度轉動，完成指定的操作過程；

所述的鍋體包括電機齒輪、伺服電機、承重滾珠、加熱電絲、鍋、鍋體底座；鍋設置在鍋體底座中部，鍋外圍設置有鍋口齒輪；電機齒輪設置在鍋體底座上與鍋口齒輪嚙合，電機齒輪與伺服電機相連；鍋體底座與鍋之間設置承重滾珠；鍋體底座內部鍋下方設置加熱電絲；控制系統控制加熱電絲輸入功率，控制鍋內部溫度；控制系統發出可調頻率方波，控制伺服電機轉速，控制鍋的旋轉；

所述的調味器包括多個調味罐、輸送管道、微型電動閥和調味盒；輸送管道一端分別與各個調料罐底部出料口連接，另一端通向調味盒中；在各個調料罐底部出料口均設置微型電動閥；控制系統輸出控制信號，分別控制不同調味罐的微型電動閥開閉時間，完成調味。

2.如權利要求1所述的一種智能廚房烹飪系統，其特征在于：所述的烹飪廚具、食材盒以及調味器中特定位置均裝有永磁鐵。

3.如權利要求1所述的一種智能廚房烹飪系統，其特征在于：所述的第四臂桿工作端包括結構外殼、電磁線圈、銜鐵、固定隔板，銜鐵通過固定隔板固定在結構外殼內，銜鐵外表面設置電磁線圈，用于更換烹飪廚具、夾取食材盒和調味盒。

4.利用權利要求1所述的智能廚房烹飪系統進行的烹飪方法，其特征在于：具體包括下述步驟：

步驟一、用戶將菜品食材洗凈放置在食材盒，在觸摸顯示器中確定烹飪流程，烹飪流程包括各步驟需使用的烹飪廚具和預設烹飪時間；

步驟二、控制系統按照通過觸摸顯示器選定的烹飪流程控制機械臂工作端抓取食材盒將食材放入鍋體內后，將食材盒放回原位；機械臂工作端抓取所需烹飪廚具，控制系統控制鍋體加熱與旋轉，同時控制調味器中微型電動閥調配調料；

步驟三、機械臂工作端使用烹飪廚具翻炒、攪拌食材，控制系統控制鍋體加熱食材至預設烹飪時間；機械臂工作端將烹飪廚具放回原位；

步驟四、機械臂工作端抓取調味盒將混合好的調味料放入鍋體內進行調味；機械臂工作端將調味盒返回原位后，抓取所需烹飪廚具再次進行攪拌，控制系統控制鍋體加熱食材至預設烹飪時間；

步驟五、烹飪結束，機械臂工作端通過對應烹飪廚具將菜品出鍋裝盤；

步驟六、控制系統、機械臂、鍋位、調味器復位。

5.如權利要求4所述的烹飪方法，其特征在于：所述的控制系統控制機械臂工作端至每個永磁鐵上方，控制電磁線圈通電，使銜鐵產生磁性，吸取永磁鐵至方形卡槽內固定；執行烹飪操作結束后，控制系統控制機械臂至永磁鐵原本位置上方，控制電磁線圈反向通電，銜鐵產生反向磁性，推動永磁鐵離開卡槽，釋放永磁鐵至原來位置，完成多種烹飪廚具、食材盒、調味盒的安裝與拆卸。