CN107752728B - 人工翻炒仿真料理机器人及其翻炒料理方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了人工翻炒仿真料理机器人及其料理方法，包括锅体、异形锅铲、抵杆及驱动装置，抵杆和驱动装置分别与异形锅铲连接并配合驱动异型锅铲在第一翻炒进程和第二翻炒进程之间切换；第一翻炒进程中，异形锅铲的刃口与内壁保持贴合，并从其与内壁的切入点位置向锅体的锅底位置滑动，且异形锅铲的铲面与锅体的锅口平面的夹角逐步减小；第二翻炒进程中，异形锅铲与所述内壁不接触，且异形锅铲从锅底位置翻转到切入点位置。本专利结构简单，避免了锅铲刃口与锅内壁存在间隙时易出现卡料、碎料以及防止粘锅问题；并且在将物料铲起后，通过异形锅铲的翻转实现物料的翻炒，有效地模拟了人工翻炒时的动作，有利于使物料受热、混合更加均匀。

Description

人工翻炒仿真料理机器人及其翻炒料理方法

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，尤其是人工翻炒仿真料理机器人及其翻炒料理方法。

背景技术

炒是一种最广泛使用的烹调方法，现有的炒制作业往往是由炒制人员持锅铲对锅内的物料不断进行翻炒，从而避免物料粘锅及使物料分布均匀以实现均匀受热，快速炒熟，同时使调味料均匀分布于物料的各个区域。

而人工作业对于各种经营性餐饮场所而言，增加了人工成本，且劳动强度大，对炒制人员的要求高，另外，对于进行大份量炒制要求的场合，如食堂等，除了劳动强度的大大提高外，由于物料量较大，难以翻炒，这就导致炒制时间的增加，同时无法保证炒制品的味道。

因此越来越多的餐饮企业抓紧了对自动炒菜机器人的研究，如申请号为201720287960X的中国专利，其揭示了一种豌豆自动翻炒锅，采用卧式滚筒结构，通过锅体的不停转动使得豌豆不断转动受热，但是这种结构的翻炒锅仅能适用于豆类等易于翻滚的小颗粒物料的翻炒，在用于长条状、丝状、有叶菜品的炒制时，仍存在不能有效模拟人工翻炒的情况，从而导致该类菜品的炒制不适用的问题。

又如申请号为2015107885797的专利申请揭示的炒菜装置，通过锅体自转及位于锅体正中位置的搅拌器实现炒制，再如申请号为2016104921796提供的转轴结构的炒菜装置，其是通过搅拌杆的移动对锅内的物料进行搅拌，上述两种结构都不能有效地模拟人工炒制时的翻炒动作，并且在搅拌过程中，搅拌会使锅内的物料产生一定的离心力，从而可能使物料移出锅内，造成食材的浪费。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供人工翻炒仿真料理机器人及其翻炒料理方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

人工翻炒仿真料理机器人，包括锅体、异形锅铲、抵杆及驱动装置，所述抵杆和驱动装置分别与所述异形锅铲连接并配合驱动所述异型锅铲在第一翻炒进程和第二翻炒进程之间切换；

第一翻炒进程中，所述异形锅铲的刃口与所述锅体的内壁保持贴合，并从其与内壁的切入点位置向所述锅体的锅底位置滑动，且异形锅铲的铲面与所述锅体的锅口平面的夹角逐步减小；

第二翻炒进程中，所述异形锅铲与所述内壁不接触，且所述异形锅铲从锅底位置翻转到所述切入点位置。

优选的，所述的人工翻炒仿真料理机器人，其中：所述锅体设置于驱动其自转的旋转装置上。

优选的，所述的人工翻炒仿真料理机器人，其中：所述异形锅铲包括第一连杆、第二连杆及铲体，所述第一连杆与所述驱动装置连接且和第二连杆的夹角为钝角，所述铲体包括铲板以及位于铲板的刃口两侧的翻边及挡板，所述翻边及挡板均与铲板呈钝角布置且它们形成物料收容空间，所述翻边远离刃口的一端连接所述第二连杆，所述挡板的背面连接所述抵杆。

优选的，所述的人工翻炒仿真料理机器人，其中：所述第一连杆偏离所述锅体的中心点，且所述异形锅铲满足其刃口与内壁的切入点位置靠近所述锅体的顶边。

优选的，所述的人工翻炒仿真料理机器人，其中：所述挡板与铲板的夹角满足在所述第二翻炒进程中，所述铲板具有与锅体的锅口平面趋于平行的状态，且在此状态下能承接所述挡板上滑落的全部或部分物料。

优选的，所述的人工翻炒仿真料理机器人，其中：所述挡板与铲板的夹角在100°-145°之间。

优选的，所述的人工翻炒仿真料理机器人，其中：所述驱动装置包括转架，所述转架可转动地设置于一转轴上，并通过其自身及位于其上的部件的重力及内壁对抵杆的反作用力绕所述转轴上下摆动，所述转架上设置有驱动模块，所述驱动模块连接所述第一连杆并驱动所述第一连杆以其轴线为自转轴自转。

优选的，所述的人工翻炒仿真料理机器人，其中：

在第一翻炒进程中，所述抵杆与所述内壁不接触，所述转架在其自身及位于其上的部件的重力作用下，绕所述转轴向下转动；

在第二翻炒进程中，所述抵杆的自由端与所述内壁抵靠，且内壁对所述抵杆的反作用力由小于所述转架自身及位于其上的部件的重力逐步转变为大于所述转架自身及位于其上的部件的重力后并保持。

人工翻炒仿真料理机器人的料理方法，包括如下步骤：

S1，提供上述任一的人工翻炒仿真料理机器人及物料；

S2，所述异形锅铲在抵杆和驱动装置的配合驱动下，在第一翻炒进程中，将位于其滑动路径上的物料铲起，并在第二翻炒进程中，使位于其上的物料翻转落回锅体中。

优选的，所述的人工翻炒仿真料理机器人的料理方法，其中：在S2步骤中，所述锅体配合所述异形锅铲同步转动。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本专利设计精巧，结构简单，通过驱动装置和抵杆配合，实现异形锅铲自转的同时上下移动，能够使异形锅铲在炒制过程中贴合锅体内壁进入到锅底位置，有效地将相应位置的物料铲起，避免了锅铲刃口与锅内壁存在间隙时易出现卡料、碎料的问题，同时能够有效避免滑动路径上的物料未被铲起导致粘锅的问题；并且在将物料铲起后，通过异形锅铲的翻转实现物料的翻炒，有效地模拟了人工翻炒时的动作，有利于使物料受热、混合更加均匀。

由于锅体为可转动结构，因此在翻炒进程中，能够不断切换异形锅铲与锅体的接触位置，从而实现不同区域的物料的翻炒，有利于进一步保证翻炒的均匀性和有效性，避免物料粘锅或局部翻炒，受热不均的问题。

通过对异形锅铲的形状设计，能够在翻炒进程中，使物料先从铲板翻转转移到挡板上，再从铲板上翻转进入锅内，通过物料的两次翻转，有效的实现物料的受热位置的改变，从而使得物料能够更加均匀的受热，提高炒制效率和最终的菜品质量。

由于异形锅铲的第一连杆偏离锅体圆心位置，因此能够有效保证进入时，锅铲的刃口与锅体内壁的接触位置贴近锅的顶边位置，从而能够避免铲料时与对较高位置的物料接触将菜切坏的问题；同时，也使得异形锅铲在翻转时，其位置能够靠近锅体的圆心，从而避免将物料带倒锅外，并且由于锅铲的形状和运动的结合，使得物料能够一直处于异形锅铲的遮蔽下，更加不易被抛洒出去。

本专利锅铲的上下变动利用驱动装置自身结构的重力及抵杆与锅体内壁的相互作用力实现，不需要额外的动力装置，有利于简化结构，降低设备成本，节约能源。

由于多种设计结合，能够有效的实现物料的重组混合，同时实现调味料的均匀分布，有利于获得更佳的菜肴口味。

附图说明

图1是本发明炒菜机器人的异形锅铲在切入点位置的结构示意图；

图2 是本发明炒菜机器人的异形锅铲在切入点位置时，刃口与锅体的内壁贴合及抵杆与内壁不接触的状态示意图；

图3是本发明炒菜机器人的异形锅铲在切入点与锅底位置之间的某一状态结构示意图；

图4是本发明炒菜机器人的异形锅铲从锅底位置开始向切入点位置转动时的主视图；

图5是本发明炒菜机器人的异形锅铲从锅底位置开始向切入点位置转动时的侧视图；

图6是本发明炒菜机器人的异形锅铲在第二翻炒进程中，在锅底位置与切入点位置之间的某一状态的结构示意图；

图７是本发明炒菜机器人的异形锅铲在第二翻炒进程中，在锅底位置与切入点位置之间的某一状态下，异形锅铲与锅体内壁不接触及抵杆与锅体的内壁抵靠的位置关系示意图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

本发明揭示了人工翻炒仿真料理机器人，如附图1-7所示，包括锅体1，所述锅体1可以是各种常用的圆口锅，其设置于驱动其自转的旋转装置（图中未示出）上，所述旋转装置可以是已知的各种结构，如是在所述锅体1的底部中心点位置连接一电机，或是将锅体架设于一可自转的环形齿轮上，并由电机、主动齿轮、链条配合驱动所述环形齿轮旋转，此处旋转装置的具体结构为现有技术，在此不再赘述。

如附图1-7所示，所述人工翻炒仿真料理机器人还包括用于对锅体1内的物料进行翻炒的异形锅铲2，所述异型锅铲2由独特的驱动结构驱动同时进行自转及上下摆动，并在第一翻炒进程和第二翻炒进程之间切换；

第一翻炒进程中，所述异形锅铲2的刃口21与所述内壁11始终保持贴合，并从其与内壁11的切入点位置10向所述锅体1的锅底位置12滑动，且异形锅铲的铲面25（同下述的铲板242）与所述锅体1的锅口平面的夹角逐步减小；

第二翻炒进程中，所述异形锅铲2与所述内壁11不接触，且所述异形锅铲2从锅底位置12翻转到所述切入点位置10。

虽然上述的结构已能有效地模拟人工翻炒时的动作，但是为了获得更佳的翻炒效果，对所述异形锅铲2进行了特殊设计，具体来说，如附图6所示，所述异形锅铲2包括第一连杆22、第二连杆23及铲体24，它们可以一体成型，也可以是逐一焊接成的一体结构，详细来看所述第一连杆22的一端与所述驱动结构连接并由驱动结构驱动绕其轴线自转，其另一端连接所述第二连杆23的一端，且它们形成的夹角为钝角，所述第二连杆23的另一端连接所述铲体24。

由于在翻炒进程中，所述铲体24的形状对翻炒效果的影响巨大，因此，如附图6所示，优选所述铲体24包括近似扇形的铲板242，所述铲板242的刃口21两侧的侧边长度不同，并且用于连接所述第二连杆23的侧边的长度小于另一侧的长度，所述铲板242的刃口21两侧还分别形成有翻边241及挡板243，所述翻边241及挡板243均与铲板242呈钝角布置且它们共同形成物料收容空间，在第一翻炒进程中，能够使被铲起的物料大部分或全部限制于它们形成的物料收容空间中，避免在铲动过程中，物料掉落回锅中无法实现翻动。

所述翻边241远离刃口21的一端连接所述第二连杆23，并且所述第二连杆23整***于所述铲板24的右上侧，且其与所述铲板24的底边和翻边242的外侧边2411的夹角均为钝角。

如附图6所示，所述挡板243与铲板242的夹角a满足在所述第二翻炒进程中，所述铲板242具有与锅体的锅口平面趋于平行的状态，所述铲板242上的物料可全部或部分转移到所述挡板243上，即在所述第二翻炒进程中，所述铲板242及挡板243与锅口平面的相对状态持续变化，当所述铲板242由近似与锅口平面平行的状态转变为与锅口平面垂直的状态过程中，所述挡板243存在同步由与锅口平面呈夹角状态转变为近似与锅口平面平行的状态，从而能够使此过程中从所述铲板242上滑落的全部或部分物料滑入到所述挡板243的承载面上，并在异形锅铲2后续的翻动过程中，从挡板243翻转落入锅中；具体优选，所述挡板243与铲板242的夹角a在100°-145°之间。

并且，发明人研究发现，如果异形锅铲2的第一连杆22在锅口平面上的投影过锅体的中心点14时，此时，锅铲2在快速翻炒的过程中，尤其是在从锅底向上翻转的过程中，易将位于其上的物料抛洒到锅外，导致物料的浪费。

因此如附图1所示，优选，所述第一连杆22偏离所述锅体的中心点14，即常态下，所述第一连杆22在锅口平面上的投影为一个长方形，此长方形与第一连杆22延伸方向相同的两条边的虚拟延伸线20均位于所述锅体14的同一侧，且不过所述中心点14，由于第一连杆22偏离所述中心点，因此通过上述异形锅铲2的形状设置结合尺寸设计，便于使其刃口21与内壁11的切入点位置10尽量靠近所述锅体1的顶边13，从而避免低接触位置易铲坏物料的问题。

同时，由于所述异形锅铲2的尺寸是固定不变的，虽然铲体24在转动过程中会由于有一定的上下摆动而并不会完全以刃口21与锅体的内壁11在切入点位置时第一连杆22的位置为对称轴，但是其不同状态下第一连杆22的位置基本上不会偏离上述切入点位置时第一连杆22的位置太多，而将所述虚拟延长线20偏离锅体的中心点14后，铲体24在从锅底位置向上翻转的过程中，其距离锅体的中心点14的最大水平距离相对于所述第一连杆22过锅体的中心点14时，铲体24与锅体的中心点14的最大距离要缩短一些，因此铲体24在翻转过程中，更加靠近锅体的中心点14位置，而到锅口顶边13的水平距离相对增大，从而使物料不易抛洒出去。

并且，发明人还研究发明，如果异形锅铲2只有自转运动，那么当其刃口21与锅体1的内壁11接触后，由于锅体1的内壁11为向下的圆弧形，同时异形锅铲2的转动半径是固定的，因此异形锅铲2转动一定角度后，刃口21与对应区域锅体内壁的距离大于刚开始接触时的距离，此时，刃口21就会与锅体1的内壁分离，出现间隙，即刃口21在从切入点位置移动到锅底的过程中，不能全过程与锅体1的内壁11贴合，因此发明人研究发现将所述异形锅铲2的自转运动和上下摆动结合后，能够解决上述问题。

同时，发明人经长期的试验、研究和思考，得到了优选的驱动结构，如附图1-7所示，其包括抵杆3及驱动装置4，所述抵杆3和驱动装置4分别与所述异形锅铲2连接，具体来说，如附图6所示，所述抵杆3连接在所述挡板243的背面，且所述抵杆3的延伸方向与所述铲板242的底边2421近似平行。

如附图5、附图6所示，所述驱动装置4包括转架41，所述转架41可转动地设置于一转轴42上，并通过其自身及位于其上的部件的重力及内壁对抵杆的反作用力绕所述转轴42上下摆动，当然在所述转架41和转轴的连接点位置还可以设置有扭簧，来配合实现所述转架41的上下摆动，所述转架41上设置有驱动模块43，所述驱动模块43连接所述第一连杆22并驱动所述第一连杆22以其轴线为自转轴自转，所述驱动模块43可以是各种可行的结构，如是通过联轴器与第一连杆22连接的电机，或是通过齿轮、链条及电机组成的驱动结构，也可以是滚轮、皮带及电机组成的结构等，此处为已知技术，在此不再赘述。

并且为了给所述第一连杆22提供可靠的支撑，所述转架41上还固定有轴承（图中未示出），所述第一连杆22与所述轴承的内圈连接。

实际运行时，在第一翻炒进程中，如附图1、附图2所示，所述抵杆3与所述内壁11不接触，此时所述转架41在其自身及位于其上的部件的重力作用下，绕所述转轴42向下转动（图中为顺时针转动），即所述转架41向下摆动，从而驱动连接在其上的异形锅铲2逐步向下摆动，同时，在正常的异形锅铲2的自转运动的基础上，异形锅铲2的向下摆动的距离能够有效弥补其刃口21和对应区域内壁11之间的距离差，从而使所述异形锅铲2的刃口21始终与锅体内壁11贴合并滑动到所述锅体1的锅底。

由于转架41并没有额外的动力来源，但是其一直承受着重力作用，在没有其他动力的条件下，转架41只能保持向下摆动的状态而不会有向上转动的趋势，此时，抵杆3就发挥了相应的作用。

具体来说，在第二翻炒进程中，伴随着所述异形锅铲2的自转，所述抵杆3的位置也不断的变换，并且由不与所述锅体1的内壁11接触逐渐转变为其自由端与所述内壁11接触，如附图4-附图7所示，同时，所述内壁11对所述抵杆3产生反作用力。

在内壁11与所述抵杆3刚开始接触时，所述内壁11对所述抵杆3的反作用力小于所述转架41自身及位于其上的部件的重力，此时，所述转架41继续向下转动。

但是随着抵杆3的位置不断改变，所述内壁11对所述抵杆3的反作用力逐渐由小于所述转架41自身及位于其上的部件的重力逐步转变为大于所述转架41自身及位于其上的部件的重力并维持，此时，所述转架41在这一反作用力的作用下开始反方向转动（即向上转动），直到所述异形锅铲2的刃口再次与所述锅体1的内壁贴合时，所述抵杆3与锅体1的内壁不再接触，此时，转架41又在重力作用下转变为向下转动，从而不断的进行循环，并与所述异形锅铲2的自转运动结合实现不断的翻炒。本专利进一步揭示了上述人工翻炒仿真料理机器人的料理方法，包括如下步骤：

S1，提供上述的人工翻炒仿真料理机器人及物料（各种可行的石材，或需要人工手持铲子进行翻炒的物品），将物料等放置于所述锅体1中；

S2，根据不同物料的大小，设定驱动模块43的转速并按照设定的速度参数控制驱动模块43工作，从而所述异形锅铲2在抵杆3和驱动装置4的配合驱动下，在第一翻炒进程中，将位于其滑动路径上的物料铲起，并在第二翻炒进程中，使位于其上的物料翻转落回锅体中。

并且，在S2步骤中，所述锅体1在所述旋转装置的驱动下配合所述异形锅铲2同步转动，即当所述异形锅铲2的第一连杆22顺时针转动时，所述锅体1顺时针转动，反之亦然。

当然，本专利的料理机器人除了上述的必要结构外，要实现物料的炒制，还必须要有相应的对锅体进行加热的结构，此处可以是已知的各种可行的加热结构，其不是本专利的发明点，因此不再赘述。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.人工翻炒仿真料理机器人，其特征在于：包括锅体（1）、异形锅铲（2）、抵杆（3）及驱动装置（4），所述抵杆（3）和驱动装置（4）分别与所述异形锅铲（2）连接并配合驱动所述异形锅铲（2）在第一翻炒进程和第二翻炒进程之间切换；

第一翻炒进程中，所述异形锅铲（2）的刃口（21）与所述锅体（1）的内壁（11）保持贴合，并从其与所述内壁（11）的切入点位置（10）向所述锅体（1）的锅底位置（12）滑动，且异形锅铲的铲面（25）与所述锅体（1）的锅口平面的夹角逐步减小；

第二翻炒进程中，所述异形锅铲（2）与所述内壁（11）不接触，且所述异形锅铲（2）从锅底位置（12）翻转到切入点位置（10）；

所述异形锅铲（2）包括第一连杆（22）、第二连杆（23）及铲体（24），所述第一连杆（22）与所述驱动装置（4）连接且和第二连杆的夹角为钝角，所述铲体（24）包括铲板（242）以及位于铲板（242）的刃口（21）两侧的翻边（241）及挡板（243），所述翻边（241）及挡板（243）均与铲板（242）呈钝角布置且它们形成物料收容空间，所述翻边（241）远离刃口（21）的一端连接所述第二连杆（23），所述挡板（243）的背面连接所述抵杆（3）；所述驱动装置（4）包括转架（41），所述转架（41）可转动地设置于一转轴（42）上，并通过其自身及位于其上的部件的重力及内壁对抵杆的反作用力绕所述转轴（42）上下摆动，所述转架（41）上设置有驱动模块（43），所述驱动模块（43）连接所述第一连杆（22）并驱动所述第一连杆（22）以其轴线为自转轴自转；

在第一翻炒进程中，所述抵杆（3）与所述内壁(11)不接触，所述转架（41)在其自身及位于其上的部件的重力作用下，绕所述转轴（42）向下转动；

在第二翻炒进程中，所述抵杆（3）的自由端与所述内壁（11）抵靠，且内壁（11）对所述抵杆（3）的反作用力由小于所述转架（41）自身及位于其上的部件的重力逐步转变为大于所述转架（41）自身及位于其上的部件的重力后并保持。

2.根据权利要求1所述的人工翻炒仿真料理机器人，其特征在于：所述锅体（1）设置于驱动其自转的旋转装置上。

3.根据权利要求1所述的人工翻炒仿真料理机器人，其特征在于：所述第一连杆（22）偏离所述锅体的中心点（14），且所述异形锅铲（2）满足其刃口（21）与内壁（11）的切入点位置（10）贴近所述锅体（1）的顶边（13）。

4.根据权利要求1所述的人工翻炒仿真料理机器人，其特征在于：所述挡板（243）与铲板（242）的夹角满足在所述第二翻炒进程中，所述铲板（242）具有与锅体的锅口平面趋于平行的状态，且在此状态下能承接所述挡板（243）上滑落的全部或部分物料。

5.根据权利要求1所述的人工翻炒仿真料理机器人，其特征在于：所述挡板（243）与铲板（242）的夹角（a）在100°-145°之间。

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