流体物料自动投放装置及自动/半自动烹调设备

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流体物料自动投放装置及自动/半自动烹调设备\n【技术领域】\n[0001] 本发明涉及一种流体物料自动投放装置以及带有这种流体物料自动投放装置的自动/半自动烹调设备。\n【背景技术】\n[0002] 烹饪中经常会用到一些流体物料。流体物料又包括两种，纯液态物料和固液混合物料。纯液态物料例如汤、醋、食用油等。固液混合物料例如将淀粉与水混合而成的芡料，以及一些用水混合稀释的酱料，如芝麻酱、花生酱等。通常，人们手工将这些物料在合适的时机投放入烹饪容器。但是手工投料往往效率低，而且带有很大的随意性，控制卫生比较不易，容易产生流体物料飞溅至烹调容器外造成浪费和污染。\n[0003] 中国专利申请02146787.0公开的炒菜设备中，设有7个液体调料瓶和投放液体调料的阀门，该阀门由主轴电机带动三根控制轴上安装的控制盘控制，可以达到预定的投放时机及投放数量。\n[0004] 中国专利申请02206871.6公开的炒菜设备中，包括一可转动的筒锅和装在其内、两端伸出的圆筒轴搅拌推进器，它的进料管轴贯穿圆筒轴和主、辅料布料器，管轴内有进液管穿入，进液管与管轴之间也形成进液管路，在圆筒轴上的每一个加液点位都开一组小孔用于液体料进入筒锅。该实用新型中物料投料装置是专门针对圆筒型锅体设计的，机械结构复杂，而且投放流体物料时不施加外部动力，流体物料中的一些固体芡料很容易堵塞投料孔；同时，该实用新型中物料投料装置没有真正的自动控制系统，如计算机的控制系统。\n[0005] 总之，现有技术的流体投料装置根本无法满足自动烹饪设备的要求，而且会影响烹调的菜肴质量。因此，有必要提供一种通过计算机、处理器或集成电路而投料实现真正自动控制的流体物料自动投放装置。\n【发明内容】\n[0006] 本发明的目的之一在于提供一种流体物料自动投放装置，该流体物料自动投放装置可以用于自动/半自动烹调设备，实现流体物料投放时机和数量的自动控制，并使流体物料均匀地分布在所需范围内。\n[0007] 为实现上述目的，本发明提供了一种如此的、可用于自动/半自动烹调设备的流体物料自动投放装置，其中，该烹调设备包括烹饪容器、加热装置、物料翻动装置以及总控制系统，流体物料自动投放装置包括控制器、执行元部件、用于将流体物料分布到烹饪容器内的物料分布机构以及用于储备流体物料以供投放的物料储存装置；控制器接受来自烹调设备总控制系统的命令，并发出指令给执行元部件，从而驱动物料分布机构将流体物料分布到烹饪容器内的所需位置上。\n[0008] 在本发明的流体物料自动投放装置中，通过操作自动/半自动烹调设备提供的人机交互系统、通过该设备的总控制系统运行烹调程序或烹调软件、和/或通过调节烹调程序或烹调软件的某些具体参数并在该设备的总控制系统中进行运行，而产生有关流体物料投放的指令(数据)，这些命令(数据)传输给流体物料自动投放装置的控制器，经控制器解析处理后，再发命令给执行元部件。其中，烹调程序或烹调软件可以存储在自动/半自动烹调设备中，也可以从外部调入，例如从配发给客户的光盘中调入，或从万维网、局域网上下载。\n[0009] 在本发明的流体物料自动投放装置中，其控制器可以是微控制器、微处理器或其他处理电路，优选是单独用于流体物料自动投放装置的控制器，以便日后进行故障检测和维护，也便于日后系统的升级和扩充。但该控制器也可以整合到自动/半自动烹调设备的总控制系统中、或烹调设备的其它控制系统中。\n[0010] 在本发明的流体物料自动投放装置中，执行元部件是接受控制器指令而驱动并控制被控对象的部件，例如可以是一个或一个以上的电机、电磁阀等和其附属装置如电机减速装置，也可以是其它的驱动被控对象的部件或机构；被控对象一般为物料分布机构或投放机构。\n[0011] 本发明的流体物料自动投放装置可以采用开环控制的方式，此时，控制器只是根据烹调程序的运行结果，通过执行元部件对物料分布机构进行控制，控制器对执行结果不检测；但本发明的流体物料自动投放装置也完全可以采用闭环控制或者半闭环控制的方式。例如，流体物料自动投放装置进一步包括测量元件，该测量元件将测量结果反馈给控制器，并用于控制执行元部件的下一步动作，此种控制可以更快、更准的达到预期投料结果。\n[0012] 当然，采用上述的测量元件，可以是模拟式的或数字式的，模拟式的是将要测量的指标用连续的值表现出来，这需要控制器或其附属电路有A/D转换和处理能力，数字式的则可能需要考虑数据的传输途径和解析协议。对于本发明而言，测量元件可以是流量传感器、重量传感器、液位传感器、色差传感器、视觉传感器或其它类型的能够通过一定转换反映流体物料的流量或重量的传感器，例如电位器。\n[0013] 上述流体物料自动投放装置中，物料分布机构包括分布器，该分布器可以是单管、管束、喷头、设有分布漏孔的筒体、设有分布漏孔的管道、设有分布漏孔的球头等等。喷头的具体形态可设计为类似于淋浴喷头、挤压喷雾器的喷头等样式。喷头可以是一个，也可以是两个或者多个。每个喷头可以具有两个或两个以上喷射孔，优选三个或三个以上的喷射孔。\n物料分布机构还可以包括开关阀和/或产生液压的装置。产生液压的装置可以是泵、可作往复运动的阀杆/活塞、或者物料分布机构自身产生形变缩小体积的装置。当然，将物料分布机构打开，流体物料受重力的作用也可自动产生液压；此处产生液压的装置是指通过该装置的某种运动而产生压力的装置。物料分布机构的构造并非仅限于这几种，只要是能产生喷淋效果的装置，均属于本发明范围内。物料分布机构将流体物料以喷淋的方式在所需范围内分散洒开。该“范围”是可控的，根据菜肴烹饪工艺的需要，通过调整物料分布机构中分布器的内部形状及结构、其相对烹调容器的高度、流体物料的喷淋速度，及物料分布机构运作时对流体物料输出的液压等因素，可改变物料的分布范围。\n[0014] 此外，物料分布机构可以进行移动式分布或喷淋。所谓移动式分布，既包括该流体物料自动投放装置移动至各个不同位置，然后于该处进行物料投放，也包括该流体物料自动投放装置在移动过程的同时进行连续位置的物料投放，还包括前述喷头可相对物料分布机构转动、摆动或者伸缩。\n[0015] 上述流体物料自动投放装置中，可以进一步包括用于从物料储存装置中获取流体物料、并将该流体物料输送至物料分布机构的物料获取机构。物料获取机构可包括传输管道、开关、阀门、泵、传动装置等等，或者也可用一种容器来作为转移部分，该容器具有吸取、盛出、投放、和/或排放等功能。物料获取机构负责将流体物料由流体物料储存装置转移至物料分布机构，转移的量及转移时刻由烹调菜肴的相关烹调方案所决定，由烹调设备的总控制系统给出至流体物料自动投放装置的控制器。\n[0016] 流体物料储存装置可以是油箱、储料罐、流体物料包装等，也可以是诸如自来水管、油供应管等供应系统，它通常具有较大的储量，或者可以多次/连续地供应流体物料。\n流体物料储存装置可以位于自动/半自动烹调设备系统外部，其中的流体物料通过各种传输手段和设备被引入自动/半自动烹调设备系统内部；也可以位于自动/半自动烹调设备系统内部。\n[0017] 上述流体物料自动投放装置中，流体物料储存装置、物料获取机构、物料分布机构可以是各自分开的，也可以是某些部分或整体整合在一起的。例如，流体物料储存装置可以与物料获取机构结合在一起；又例如，物料获取机构也可同时具有喷淋流体物料的功能，即将物料获取机构与物料分布机构结合在一起。而且，物料储存装置、物料获取机构、物料分布机构，既可以是单套，也可以是两套或两套以上。\n[0018] 上述流体物料自动投放装置中，如果投放的是固液混合物料，则该流体物料自动投放装置中还可以进一步设置有搅拌装置。搅拌装置包括搅拌部件和驱动部件，当然两者也可以是整合成一体的。搅拌装置可以是叶轮式装置，也可以是搅拌杆式装置，也可以是震荡器等等。驱动部件可采用电机或其他。利用驱动部件带动搅拌部件做转动、震荡、和/或其他形式的运动，以使固液混合物料混合均匀，且不产生沉淀。\n[0019] 上述流体物料自动投放装置中，流体物料储存装置、物料获取机构、物料分布机构，三者之中至少有一者附带有计量装置，或者是本身就具有计量的功能，用以计量所转移或者喷淋的流体物料的量。该计量装置可大体分为计量质量的装置、计量体积的装置、计量时间的装置及其他。计量质量的装置如电子秤。计量体积的装置如液位计，液位计通过流体物料涨落的位置来感知流体物料的纵深，从而间接得知流体物料的体积；也可以是流量计；\n此外，物料获取机构或物料分布机构也可根据自身的容积来计量其中所储存的流体物料的量。计量时间的装置如计时器。实际运用中，计量装置并不限于以上几种，只要是能够起到流体物计量或间接计量作用的装置，均应当落入本申请所述的范围之内。\n[0020] 本发明的另一目的在于提供一种自动/半自动烹调设备，该自动/半自动烹调设备能够实现流体物料投放时机和数量的自动控制，并使流体物料均匀地分布在所需范围内。\n[0021] 为实现这一目的，本发明提供了一种自动/半自动烹调设备，该自动/半自动烹调设备包括烹饪容器、加热装置、物料翻动装置以及总控制系统，并进一步设置有上述的流体物料自动投放装置，其中，烹调设备的总控制系统运行烹调程序或烹调软件，流体物料自动投放装置的控制器根据该总控制系统的运行结果，通过流体物料自动投放装置的执行元部件驱动并控制流体物料自动投放装置的物料分布机构。\n[0022] 优选地，上述自动/半自动烹调设备的总控制系统进一步设置有人-机交互系统。\n该人-机交互系统负责将人的意图传输给总控制系统，并将执行过程或结果告诉使用者，具体机器的实现工作则交给总控制系统和流体物料自动投放部份执行，这样可以帮助烹调设备实现分层控制，即帮助烹调设备实现上层的用户控制和底层的执行元部件控制。\n[0023] 一般地，从硬件上看，人-机交互系统包括输入手段，例如触摸屏、键盘和/鼠标、声控等；如果采用键盘和/或鼠标等作为输入手段，还可以进一步设置显示手段或提示手段；而从软件上看，人-机交互系统还要包括人-机交互接口，该人-机交互接口将用户通过输入手段输入的命令进行处理，并传递给总控制系统的操作系统。例如，用户通过输入手段输入的命令可以是调出某一烹调程序或烹调软件，也可以包括一些具体条件，而这些具体条件也对烹调程序或烹调软件的运行结果有直接影响。烹调程序或烹调软件在操作系统中运行，其运行结果以指令的形式传递给流体物料自动投放装置的控制器，该控制器通过执行元部件如电极控制物料分布机构，在合适的时机释放一定量的流体物料至烹饪容器内。如果流体物料自动投放装置采用闭环控制，则需要采集测量元件(例如各种传感器、电位器等)检测到的相应信息反馈至控制器。\n[0024] 本发明的有益效果是：采用本发明带有流体物料自动投放装置的自动/半自动烹调设备，流体物料得以实现自动投放，效率高，且更加卫生和方便。此外，通过喷淋及移动式喷淋的方式，流体物料不仅可以均匀地分布在所需范围内，且因为喷淋时通常会产生较大的速度和压强，使得在投放固液混合物料时，该固液混合物料中的固体成分不易沉积在物料输出部位，造成日久堵塞。并且，当调料来源部分安装有搅拌装置后，可以使得固液混合物料混合得更为均匀，且防止固体沉淀的产生。\n[0025] 下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明，但本发明不局限于这些实施例，任何在本发明基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求书中所要求保护的范围。\n【附图说明】\n[0026] 图1是本发明的自动烹调机示意图；\n[0027] 图2是实施例2中流体物料分布机构的示意图；\n[0028] 图3是实施例2中流体物料储存装置的示意图；\n[0029] 图4是实施例3中流体物料储存装置的示意图；\n[0030] 图5、图6是实施例4中流体物料自动投放装置的状态示意图；\n[0031] 图7、图8是实施例5中的伸缩装置的状态示意图；\n[0032] 图9是实施例6中转动装置的示意图；\n[0033] 图10是实施例7中流体物料投放装置的示意图。\n【具体实施方式】\n[0034] 实施例1\n[0035] 本发明中的自动烹调机如图1所示，包括烹饪容器1、加热装置2、物料翻动装置3、流体物料自动投放装置4和总控制系统，均设置在自动烹调机整机的内部，流体物料自动投放装置4包括物料储存装置、物料分布机构、电机、电位器以及控制器，设置在烹饪容器1的一侧，其物料分布机构可运动至烹饪容器1的上方实施投料；此外，还包括人-机交互系统5，设有触摸屏，置于自动烹调机整机的外部，通过电缆与整机连接。\n[0036] 在自动烹调机的总控制系统的控制下，当按照事先设定的烹调程序或经用户修改后的烹调程序需要投放流体物料时，总控制系统产生有关流体物料投放的指令，该指令传送给流体物料自动投放装置4的控制器；另一方面，电位器测量物料储存装置中流体物料的信息并将测量结果反馈至控制器，控制器经处理后发指令给电机，驱动物料分布机构运动到烹饪容器1的上方，并使物料储存装置释放所需量的流体物料，均匀分布至烹饪容器1内；同时，控制器将根据电位器测量到的流体物料投放数量和范围信息，通过人-机交互系统5反馈给用户。\n[0037] 实施例2\n[0038] 本实施例中的流体物料投放装置如图2、3所示，其中图2是流体物料分布机构的示意图，图3是流体物料储存装置的示意图。图2中，电机座602上分别安装有电机102、电位器202、齿条303和针筒701。其中，电机102的输出轴上套有齿轮302，由电机102带动其转动。齿条303嵌于电机座602的滑槽中，与齿轮302相啮合，并伴随齿轮302的顺/逆时针转动下降或上升。电位器通过测量齿轮302的旋转，来间接测得齿条303的移动及位置，并反馈信号给自动/半自动烹调设备的上位控制系统，再由上位控制系统来指挥电机102的工作，如此控制齿条303的运动。齿条303的末端固定连接有带有卡槽的活塞连块801，与针筒701相匹配的活塞802上端固定于活塞连块801的卡槽中，下端可在针筒701的空腔内随活塞连块801及齿条303一起上下滑动。针筒701固定于电机座602之上，其下方末端设置有多个喷射孔。\n[0039] 电机座601上分别安装有电机101、电位器201和转轴401。其中，转轴401的一端固定套于电机101的输出轴，另一端则与电机座601经由滚动轴承相连接，可由电机101带动其绕滚动轴承的中心线转动。齿轮301固定套于转轴401上，可随其同步旋转。电位器201通过测量齿轮301的运动及位置，反馈信号给自动/半自动烹调设备的上位控制系统，再由上位控制系统来指挥电机101的工作，如此控制转轴401的转动。电机座602通过手臂501与转轴401固定连接，可绕转轴401同步转动。\n[0040] 如图3所示，储存容器901内嵌于容器座603内，储存容器901上方匹配设置带孔\n904的容器盖902，容器座603固定于齿条304之上，并由直线电机103驱动其升降。\n[0041] 本实施例将流体物料自动投放装置的物料分布机构及物料获取机构合二为一。工作时，针筒701及其连带部件在手臂501的带动下，移至储存容器901的上方，且正对准孔\n904，储存容器901在直线电机103的作用下上升，直至针筒701插入孔904中、并到达可将流体物料吸取的深度位置。活塞802在针筒701内腔向上运动，流体物料经过针筒701下方末端所设置的喷射孔被吸入针筒701的空腔。待吸取流体物料完毕，储存容器901在直线电机103的作用下下降，针筒701及其连带部件在手臂501的带动下，转移至菜肴烹饪工艺中所要求的位置，活塞802在针筒701内腔向下运动，流体物料经过针筒701下方末端所设置的多个喷射孔被排除，并呈散射状分布在一定范围内。可实现定点投放，也可实现移动式投放。\n[0042] 本实施例中，改变针筒701下方末端喷射孔的个数、形状、大小、布局，或者调节电机102的转速借以调节活塞802的运动速度，或者调节电机101的运行借以控制物料分布机构的位置和运动轨迹、速度，均可控制流体物料按所需的范围或分布方式进行投放。并且，由于活塞802推动时能产生较大冲击力，能将固液混合物料中的易附着于针筒701内壁上的固体沉淀随液体喷出，从而防止针筒701的堵塞，也便于清洗。\n[0043] 实施例3\n[0044] 本实施例在实施例2的基础上，增设有搅拌装置于储存容器中。如图4所示，安置于容器盖902上的电机104带动位于储存容器901内部的搅拌器903旋转。\n[0045] 本实施例中可避免固液混合物料的不均匀或发生沉淀。\n[0046] 实施例4\n[0047] 本实施例中的流体物料投放装置如图5、6所示，分别是其档板的开、合状态，包括一储存容器901，其底部穿孔，孔上设一档板；在储存容器901的下端还设置一活塞装置\n803，该活塞装置803上设一管道与储存容器901的底部孔相连通。当活塞回抽的时候，活塞内腔的气压减小，使得储存容器901底部的档板掀开，流体物料从储存容器901的底部孔流入活塞内腔；当活塞往前推的时候，活塞内腔的压力促使储存容器901底部的档板盖上，活塞内腔的流体物料从活塞装置803的前端喷射出去。\n[0048] 实施例5\n[0049] 本实施例与实施例2的不同之处是在齿轮齿条传动机构和活塞机构之间增设一四连杆的伸缩机构，该伸缩机构如图7、8所示。齿条303的末端与四连杆机构的铰接点相连，四连杆机构另一相对的铰接点与带卡槽的活塞连块801相连，四连杆机构、活塞连块\n801和针筒701均设置在同一直线形滑槽上。当投放流体物料时，四连杆机构可以上下伸缩，并带动针筒701在滑槽导轨内上下移动，故可改变针筒701的喷射孔与烹饪容器1的相对位置，从而可改变流体物料喷淋的范围。\n[0050] 实施例6\n[0051] 本实施例在实施例2的基础上，在齿轮齿条传动机构的齿条303的末端增设一圆形转盘，如图9所示。该圆形转盘的外径小于烹饪容器1的锅口平面内径，而活塞机构的活塞连块801连接到圆形转盘的偏心位置，故可带动针筒701绕圆形转盘的圆心转动，从而改变流体物料在烹饪容器1内的喷淋范围。\n[0052] 实施例7\n[0053] 本实施例如图10所示，流体物料自动投放装置包括上头大、下头小、横截面呈倒“凸”字型的储存容器901，储存容器901的下半部分带有刻度线，在储存容器901的底部有一柔性管道703接出，管道703上设有阀门402，用于控制管道703的通断，管道703的顶端有一喷头702，喷头702可相对于柔性管道703转动。此外，该投放装置还包括一机械臂\n502，用于夹持和移动喷头702。\n[0054] 本实施例中的储存容器901安装于烹饪容器的上方，利用流体物料自身的重量产生液压，或者可设置液压泵从储存容器901中抽取流体物料。当需要投放流体物料时，机械臂502可将喷头702移到需要投料的任何位置和高度，阀门402随即打开，实施投料。\n[0055] 此外，储存容器901可移至合适的位置和高度实施投料也包括在本实施例的范围内。