专利名称：烧菜机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种代替人工烧菜的炒菜装置，尤其是具有计算机应用技术的智能化、信息化功能的烧菜机器人。
背景技术：
目前，公知的烧菜是由厨师或懂得一定做菜技艺的人员操作，根据已有菜谱和一些烧菜技艺，利用各种炒菜工具，配合各种动作，各种火候，添加主、辅物料，调味品等来做成各种口味，品色，香味的菜肴。但是，这种传统的手艺和所使用的工具不是人人都能上手操作的，操作上具有一定的局限性，落后性，也有一定的困难性，危险性，而且在操作此项工作中，烧菜所产生的油烟给操作者的心、身带来相当大的危害。
发明内容
为了克服和代替现有烧菜技术和工具的繁杂的手工操作和操作中的危害性，本发明的烧菜机器人，不仅集合了具有传统炒菜功能的一些厨具，而且具有模仿人类中枢思维的智能化控制系统的电脑，能方便地做出符合人们所需的各种口味、品色、香味的菜肴，不仅使人们能远离烧菜所产生的油烟的污染，防止吸入油烟气而导致疾病，而且能让人们有更多的时间来学习、休闲、工作。
本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是本机器人的形状是竖向柜形，其内部主要装置有带显示器，键盘的主计算机控制系统；底部左、右为储盆箱和储汤碗箱，箱前各有一扇可左右移动的储藏门，储盆、汤碗箱系统主要配置有，一个与主控制电脑相链接的单片微计算机控制系统，并控制着消毒杀菌器、拿盆、汤碗的机械手、运盆碗器、压力传感器温度传感器、信号开关，盆和汤碗的数量经安装在箱内中间的盆、碗固定架下的橡胶垫中的压力传感器，机械手悬臂下的触压式信号开关测得由显示器显示、报警；底部中间为控制电路装置板箱与清洗装置箱，箱内清洗、顶盆碗装置由与主控制电脑相链接的一个单片微计算机控制系统控制，由顶盆碗架，接水筒，电磁铁升降离合器，微型高压泵，喷水头，信号开关等组成清洗和顶盆碗装置，与箱后的升降器悬臂连接，用于清洗炒锅，顶升盆或汤碗到出菜口定位；柜的背部竖向装置一个吸、排油烟的处理装置，能自动吸、排柜内烟气，自行排放由油烟生成的油污；柜的正中央部位是一个开口球状电加热的炒锅及出菜装置，主要有温度传感器、气敏传感器，加热器，电机等，由一个与主控制电脑相链接的单片微计算机控制系统通过控制电路，实时控制电机，带动锅的旋转，倾翻，起搅拌，倒菜的作用，实时控制加热器的点火开关，接通与断开，起点火、加热及调节火候的作用；柜的左上部，也就是炒锅装置的上面位置，为上、下二层相对、可互为主、辅物料储存箱的十二个装有信号开关的主、辅物料储存箱及推入装置，箱底部有沥水隔层，经箱底的排水孔通过箱下转盘中的排水管至柜背的吸排油烟装置的排污口排出，隔层内装有传感器，由一个与主控电脑链接的单片计算机控制系统控制电机，经齿轮转动转盘上的物料储存箱，确定物料所在，带动推杆上的电磁铁与推入器接合，把箱内的物料推入锅中；物料箱上面，是十二种调味品储藏箱及加料装置，加料装置由信号开关，传感器、电机、电磁铁、液泵等组成，由一个与主控制电脑相链接的单片微计算机控制系统控制；柜的右上部为菜肴储存箱，装置有托盆、碗装置，保温加热器，温度、压力等传感器，烧好的菜肴装盆后，就能按设定的温度储放在此箱中。
本发明的机器人的上述硬件构成与特征，在软件控制上组成储存、运拿盆、汤碗装置控制系统；清洗、顶盆碗装置控制系统；点火、加热装置控制系统；搅拌、出菜装置控制系统；调味品储存、添加装置控制系统；主、辅物料储存添加装置控制系统；菜肴储存保温装置控制系统；辅助功能装置控制系统；每项装置控制系统各由一个高性能的单片微计算机系统组成控制系统，承担各自的作业功能及数量、压力、温度、流量、液位、比例、速度、报警等控制；它们之间的协调、管理作业由一个高性能的单片微计算机控制系统或兼容PC微机来完成并作为主控制系统的电脑，与各功能装置控制系统构成分布式的控制系统，并通过接口和调制解调器与网络连接。本发明的机器人工作原理如下。
首先在储盆箱和储汤碗箱中放置好相应数量、规格的日常家用瓷盆和瓷汤碗。当本发明的机器人开机工作时，主控制器开放中断，通过各种信号传感器，检测各功能装置，发现故障，调用故障中断服务处理程序，自动报警及显示提示故障原因；机器正常，会先语音提示一声请您点菜，同时显示器显示主控制画面，显示提示点菜菜单，及相应的烧菜功能提示，机器调整提示，口味微调提示，日期、时间提示，机器状态提示，这些功能提示对应相应的显示器屏幕上字符指令的控制程序。把要烧的菜肴的物料储放在相应的物料储存箱中，如主料和辅料需分时入锅的分别储存在上、下相对的上、下层物料储存箱中，按下物料储存箱中的主箱设定开关，电脑就会自动识别；以及在调味品储存箱中，存放好相应的调味品，如食油、食盐、糖、味精、生粉、料酒、酱油、米醋、香油、辣油等，就可根据口味的爱好，像在菜馆点菜一样，根据显示器屏幕显示的“点菜菜单”提示，移动光标进行点菜操作，或对菜谱、机器功能进行操作；选择点好所需的菜单后，还可调节风味，如熟度、咸度、甜度、酸度、鲜度、色度、芡度、辣度的调节，然后就可选择输入烧菜命令或设定定时烧菜；并可以通过网络进入主控制系统，远程控制操作。
当机器人的主控制电脑，接到指令后，会自动识别各种指令、信号的性质，把程序转到相应的功能模块执行。当接到点菜指令，调用显示系统储存器里的依据烧菜技艺、步骤、时间编制的所有烧菜菜单程序(作业调度控制程序)模块中的某一模块到程序贮存器特定的区域里对应“1--12”箱号编码为首地址的12个程序存贮区中暂存，等待执行。当接到“烧菜”指令后，CPU开始执行“1--12个箱号编码为首地址的存贮区里的程序，来管理、调度点火加热、物料添加、搅拌出菜、调味品添加、运拿盆或汤碗、菜肴储存、清洗顶盆碗、辅助功能等装置控制机构的作业，以完成烧菜任务；“菜单程序”通过调用串行通信程序模块，经总线发送作业控制信号点火、加热装置控制子系统，先接到主控制电脑发送来的作业控制指令信号数据，根据接收到的指令性质，经过识别确认，执行该子系统程序储存器中相应的以点火、开始、中间、尾部、熄火五个阶段与高、中、小、微四种火势组成多种火候模式的作业控制程序，经控制电路，实时控制继电器及双向可控硅来使电热器通电、截止，达到点火、加热、控温的效果；点火后，锅的温度经子系统上的温度传感器把信号实时反馈给主控制电脑，经特定的时间并经查询温度后，向调味品储存、添加装置控制子系统发出加食用油的作业指令，当调味品储存、添加装置控制子系统接到作业控制数据，根据指令数据的性质，执行该子系统程序储存器中相应的大、中、小、微四种油量添加模式的作业控制程序，经控制电路来控制油泵开启与关闭的时间流量过程，添加相应的油量，并反馈信号给主控制电脑；经一定时间且对比温度值，当测得锅中的油温达到一定的时候，就发出推菜入锅的指令信号，主、辅物料储存添加装置控制子系统收到推菜入锅的指令数据，识别确认数据性质，执行该子系统程序储存器中对应十二个储箱号的作业控制程序，经控制电路控制步进电动机的转动，经齿轮带动物料储存箱下的转盘，把转盘转动到相应位置，确认应推入锅的物料所在及储存箱位置，按需求实时开启、控制推菜电机，带动推杆，使推入器把储存箱里的主、辅物料推入炒锅中，并反馈信号给主控电脑；同时“菜单程序”向搅拌出菜装置控制子系统发出搅拌的指令信号，当搅拌、出菜装置控制子系统收到需要搅拌的指令数据，根据数据性质，执行该子系统程序储存器中以倾翻、旋转二种搅拌方式与始终、开始、中间、尾部四个时段组成的多种相应的搅拌作业控制程序，经控制电路实时控制锅倾翻电机和锅旋转电机，通过齿轮的作用，使炒锅来回按一定角度倾翻，并使锅旋转，起搅拌的作用；同时，“菜单程序”向调味品储存添加装置控制子系统，发出添加调味品的指令信号，当调味品储存添加装置控制子系统收到指令数据，识别确认指令数据性质，执行该子系统程序储存器中十二种调味品添加的相应的偏重、标准、清淡三种模式的作业控制程序，实时控制液泵开、停的时间过程，或电磁铁的动作次数，把液体的料酒、酱油、米醋、香油等，粉粒的盐、白糖、味精等，以及生粉水，调入锅内，起到调味，勾芡的作用；同时吸、排油烟装置控制系统，在气敏传感器的作用下，会实时吸、排油烟；当点火、加热装置控制子系统的作业控制程序，经过相应的加热时间过程，并由温度传感器测得相应温度信号后，停止加热的作业过程，并给主控制电脑反馈信号，主控制电脑检测到加热、推菜、调味、搅拌的各功能作业完成的信号后，确定烧菜过程完成；同时“菜单程序”向储、运拿盆、汤碗装置控制子系统，发出起盆或汤碗的指令信号，当储、运拿盆、汤碗装置控制子系统收到指令数据后，识别确认指令数据性质，执行该子系统程序储存器中起盆或起汤碗二种作业控制程序，经控制电路控制起动运盆碗器电机，在同步传动带的带动下，使运盆碗器从出菜口下运行到储盆箱或储汤碗箱的上端，并打开箱盖让出升降道口，同时开启升降器电机，带动螺杆，使拿盆碗机械手下降，如果盆碗检测器测到盆或汤碗已到储存数量的下限，就会自动报警，并在显示器屏幕上显示盆碗数，当机械手碰触到盆或汤碗后，停止下降，并启动抓盆器上的电磁铁通电动作，使抓手夹到盆或汤碗沿，同时抓手上的信号传感器在盆沿或汤碗沿的作用下，给该控制子系统反馈信号，使升降器电机反转，拿盆碗机械手上升，把盆或汤碗放到运盆碗器上，经运盆碗器上的信号传感器，开启电机使运盆碗器复位到出菜口下，把盆或汤碗运到出菜口，同时给清洗顶盆碗装置控制子系统发出顶盆碗的指令，该子系统接收到指令数据后，即执行顶盆碗的作业控制程序，经控制电路控制电磁铁动作，使顶盆碗架与升降器相接，使升降器电机开启，带动顶盆碗架上升顶盆或汤碗，并反馈盆或汤碗到位可以出菜的信号到系统总线上；搅拌出菜装置控制子系统收到可出菜指令信号后，根据指令数据的性质，执行出菜作业控制程序，开启锅倾翻电机，使摇臂转动炒锅倾翻，控制锅口朝下，开始倒菜，同时锅旋转电机开启，经齿轮的作用，使锅缓慢转动，使锅内的搅拌铲在锅壁内铲动刮落菜，启动出菜漏斗电机，使出菜铲在来回转动的出菜漏斗内壁起刮落菜作用，经过一定的时间过程，确认倒菜结束，反馈信号到系统总线上，让清洗顶盆碗装置控制子系统的顶盆碗作业复位后开始执行清洗作业控制程序，再控制升降器电机开启，使接水箱上升封接出菜漏斗下口，而接水箱中的喷射嘴进入炒锅内，启动高压水泵，喷水冲洗炒锅内壁，并经相应的时间过程停止冲洗，接水箱连同喷射嘴下降复位到清洗箱内，并反馈信号给搅拌出菜控制子系统，使锅的姿态复位到锅口朝上，完成清洗作业过程；同时，在顶盆碗复位下降过程中，已盛上菜肴的盆或汤碗也复位于运盆碗器上，使运盆碗器电机开启让同步传动带带动运盆碗器，把盛有菜肴的盆或汤碗送入菜肴储存箱下口；菜肴储存保温装置控制子系统接到储菜指令信号后，打开箱下进盆碗口的挡封盖和箱后面板的升降道口挡封板；并使储运拿盆碗控制子系统控制拿碗机械手上升，用托架，把盛有菜肴的盆或汤碗按序相应存放在可设定温度的菜肴储藏箱里，然后复位；菜肴储存、保温控制子系统，经托盆碗器上的信号开关确认菜肴的储存，执行挡封盖、板复位，执行相应的菜肴储存提示和保温加热作业控制程序，调整储存位置的信号，为下次储菜肴做准备，并给主控制电脑反馈储菜完成信号；当主控制电脑，接收到菜肴储存保温装置控制系统的储菜结束的反馈信号，确认出菜作业过程完成，确认一个点菜“菜单程序”的作业调度控制任务完成；开始执行下一个点菜菜单程序也就是下一个要做的菜，依据所点的菜单程序的性质，完成以上的全部调度作业过程；同时主控制电脑随时跟踪、追加点菜菜单程序的信息，并自动添加链接。这样当烧好所点全部菜单上的菜肴，机器人会自动复位待机，等待下一次的点菜和烧菜。
本发明的有益效果是，由电脑代替人工控制、操作炒菜工具，既安全、可靠、又清洁、健康；操作简单，即使不懂烧菜技艺，也能十分方便地命令机器人帮你烧出可口的合你口味的家常菜肴，并且能十分方便地、简单地输入或修改主控制电脑系统储存器中的菜单程序的一些时间数据、控制参数，就能方便地得到不同的菜单程序，可以烧出不同口味和品类的菜肴。本发明的烧菜机器人，不仅可完全代替目前家庭烧菜的人工操作，而且具有厨房的高度环保和集成化，智能化，信息化，网络化。
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是前视构造图。
图2是部份装置俯视构造图。
图3是部份装置后视构造图。
图4是部份装置左视构造图。
图5是图1中15、22、23的俯视构造图。
图6是图1中22、23的前视构造图。
图7是图1中19的前视构造图。
图8是图1中19的俯视构造图。
图9是图1中3的前视构造图。
图10是图1中3的俯视构造图。
图11是图1中4的西南等轴侧视图。
图12是图1中4的俯视构造图。
图13是图2中72、图4中109的前构造图。
图14是图13中109的俯视构造图。
图15是图2中45的开机显示的主控制画面。
图16是菜单程序作业调度的的流程图。
图17是图16的后续部份与图16相接。
图中1、电源控制面板，2、温度传感器，3、托盆(汤碗)器装置，4、物料储藏及推入装置，5、物料箱号定位认别器，6、锅旋转齿轮，7、锅旋转电机及转齿，8、主电加热器9、辅电加热器，10、锅定位转子，11、菜肴箱进盆(汤碗)口挡封装置，12、辅助出菜铲13、运盆器同步传动带，14、储碗箱盖及后升降道口挡封装置，15、拿碗机械手，16、盆、汤碗检测信号器，17、储汤碗箱，18、控制电路板箱，19、清洗顶盆装置箱，20、储盆箱，21、运盆器电机，22、拿盆机械手，23、运盆(汤碗)器，24、出菜漏斗转动齿轮，25、漏斗转动电机，26、出菜漏斗，27菜肴储藏箱，28、锅倾翻电机及摇臂，29、搅拌铲，30、炒锅，31、锅外壳，32、物料推入机械装置，33、物料推入电磁铁，34、液泵，35、暗藏式键盘，36、调味品箱上盖，37、调味品储藏箱，38、油烟机出风口，39、食油加入口，40、电源指示灯，41、电源开关，42、菜肴储存指示灯，43、盆，44、汤碗，45、俯视式液晶显示器，46、箱体锅装置隔板，47、箱体，48、进线空心管柄，49、锅口，50、物料入锅通道，51、储盆箱盖及后升降道口挡封装置，52、菜肴储藏箱后挡封板，53、顶盆碗架，54、油烟机油污排出管，55、油烟机风扇电机，56、食油储藏箱，57、进油管道，58、拿碗储菜升降器，59、清洗顶盆升降器，60、拿盆升降器，61、菜肴保温加热器，62、上控制电路板箱，63、菜肴储藏箱后升降道口挡封电磁铁，64、菜肴储藏箱进盆口挡封装置电机，65、转轴，66、进盆口挡封板，67、储碗箱盖及后升降道口挡封装置电磁铁，68、储盆箱盖及后升降道挡封装置电磁铁，69、调味品储藏箱液位探测器，70、物料储箱转盘，71、物料储箱，72、粉粒调味品储藏筒，73、粉粒调味品添加振动器，74、运盆器后滑块，75、储水箱，76、传动齿轮架，77、电机固定架，78、物料箱转动电机，79、箱体物料箱隔板挡封装置电机，80箱体物料箱隔板，81、上物料箱转动齿轮，82、电机主动齿轮，83、物料箱齿轮转动轴，84储水箱进水管，85、储水箱出水管，86、下物料箱转动齿轮，87、挡封板滑轮，88、箱体物料箱隔板挡封板，89、储盆箱后升降道口挡封板，90、储碗箱后升降道口挡封板，91、吸风扇叶子，92、显示器防护盖，93、固定弹簧，94、物料箱拉板，95、菜肴储藏箱进盆口挡封装置箱，96、箱体下隔板，97、喷水头，98、水管，99、清洗与顶盆离合电磁铁，100、移动储藏门，101、移动储藏门滑杠，102、清洗接水筒，103、压力传感器，104、盆、汤碗固定橡胶垫，105、高压清洗泵，106、升降器升降悬臂，107、箱体直隔板推入杆窗，108、加油泵，109、粉粒调味品添加装置，110、托盆固定支架，111、托臂杆，112、触针式信号开关，113、托盆(碗)橡胶垫，114、压敏电阻信号传感器，115、托臂杆转动轴，116、升降道口，117、信号开关触针挡板，118、顶盆架升降定位滑杠，119、信号开关触针，120、顶盆电磁铁固定架，121、接合滑杠，122、顶盆架接合板，123、固定受力杠，124、清洗泵进水管，125、清洗泵出水管，126、运盆器托盆碗支架，127、运盆器前滑块，128、运盆器滑动杠杆，129、抓盆(碗)臂杆，130、抓盆(碗)夹，131、抓盆(碗)电磁铁，132、转动托盆板，133、托盆板固定转动轴，134、中心装置固定盘，135、抓盆拉线，136、复位弹簧137、托盆板复位弹簧，138、活轮，139、物料储箱及推入装置面板，140、物料推入箱滑杠141、物料推入箱，142、推入箱接合板，143、物料箱隔层沥水孔，144、无沥水孔物料箱，145、物料推入机械装置电机，146、放料筒上闸板，147、粉粒调味品放料储蓄筒，148、闸板连接活杠，149、放料筒滑轮，150、放料筒下闸板，151、固定连接板，152、固定螺母，153、电磁铁固定架，154、放料电磁铁，155、三角形光标。
具体实施例方式
在图1所示中，箱体(47)右上端，电源控制面板(1)中，电源开关(41)、电源指示灯(40)与220V交流电源相接。电源控制面板(1)下，箱体(47)右上部内，菜肴储藏箱(27)内安装托盆碗器装置(3)、温度传感器(2)、菜肴箱进盆(汤碗)口挡封装置(11)、菜肴保温加热器(61，见图2)，箱后升降道挡封板(52)；箱体(47)下部中，右边是储汤碗箱(17)，汤碗(44)，拿碗机械手(15)、盆汤碗检测信号器(16)、储碗箱盖及后升降道口挡封装置(14)；左边是储盆箱(20)，拿盆机械手(22)、盆(43)、盆汤碗检测信号器(16)、储盆箱盖及后升降道口挡封装置(51)；中间是清洗顶盆装置箱(19)，控制电路板箱(18)；在储盆箱(20)、清洗顶盆装置箱(19)、控制电路板箱(18)、储汤碗箱(17)上面横向装置运盆碗器(23)与固定在箱体隔板上的运盆器电机(21)、运盆器同步传动带(13)相连接。出菜要拿盆或汤碗时，利用盆(汤碗)叠放之间的空隙，拿盆机械手(22)或拿碗机械手(15)下降夹住一只盆或汤碗上升至已运行到储盆箱(20)或储汤碗箱(17)上口的运盆汤碗器(23)上放下，运盆碗器(23)再运至出菜漏斗(26)下口，由清洗顶盆装置箱(19)里的顶盆碗架(53)上升定位；出菜后，顶盆碗架(53)下降，将盛有菜肴的盆或汤碗复位到运盆碗器(23)，再运至菜肴储藏箱(27)下口，进盆碗口挡封装置(11)，菜肴储藏箱后挡封板(52)在计算机控制系统的控制下开启，打开升降道口，由拿碗机械手(15)上升送至托盆碗装置(3)上储存。储碗箱盖及后升降道口挡封装置(14)、储盆箱盖及后升降道口挡封装置(51)，通过电磁铁(67、68)可与运盆器同步传动带(13)下边两端上的一处相接；不出菜时，运盆碗器(23)停在出菜漏斗(26)下方，在出菜运盆或汤碗时往左或右，同步传动带(13)也带动储盆箱盖及后升降道口挡封装置(51)或储碗箱盖及后升降道口挡封装置(14)往右或左，让出升降道口，复位时，运行方向相反。
在图1所示中，箱体(47)正中部位，球状的开口锅分内、外二层，内层的炒锅(30)置于外层的二半合拢的绝缘隔热耐高温的锅外壳(31)中，一根截面为扇形的弧状金属搅拌铲(29)一端与锅外壳(31)上套于炒锅(30)上口(49)的连接套相连，一端向下附贴于炒锅(30)内壁过锅底，炒锅(30)旋转时，搅拌铲(29)就能在锅内从锅口(49)到锅底贴着锅壁搅动；锅旋转电机(7)经隔热连接转轴上的齿轮通过右边的空心管柄与炒锅(30)体上的旋转齿(6)相吻合，由于两者处于转轴中心处，炒锅(30)无论翻倾到何种角度，都能接合；主电加热器(8)、辅电加热器(9)、温度传感器(2)固定在锅外壳(31)内壁置于隔层中，锅定位转子(10)一端与炒锅(30)底固定，一端与锅外壳(31)底部相触，炒锅(30)旋转时或与锅外壳(31)翻转时起减阻、定位；锅倾翻电机及摇臂(28)与锅外壳(31)上的进线空心管柄(48)相连接，在电脑的实时控制下，电机带动摇臂(28)进线空心管柄(48)，使锅隔热外壳(31)、炒锅(30)按所需角度翻转。出菜漏斗(26)置于两箱体隔板中，漏斗转动电机(25)固定在箱体锅装置隔板(46)上，经传动齿轮(24)相对接；辅助出菜铲(12)一端固定于箱体锅装置隔板(46)上，一端经折转进入并贴于出菜漏斗(26)内壁，出菜时，因电机(25)带动出菜漏斗(26)来回转动而刮菜。
在图1所示中，箱体(47)的锅口(49)上面是物料入锅通道(50)、物料储藏及推入装置(4)、物料箱号定位器(5)、起离合用的物料推入电磁铁(33)、物料推入机电装置(32)、调味品储藏箱(37)，食油加入口(39)、液泵(34)、调味品箱上盖(36)；暗藏式键盘(35)、俯视式液晶显示器(45)作为主控制计算机的人机界面。
在图2所示中，有四个粉粒调味品储藏筒(72)，位于调味品储藏箱(37)中央，在四个粉粒调味品储藏筒(72)的中心，安装有一个添加振动器(73)；再如图4所示中，粉粒调味品储藏筒(72)、粉粒调味品添加装置(109)，通过底板下的固定弹簧(93)装置在调味品储藏箱(37)的底板上；添加粉粒调味品时，振动器经控制电路，在计算机的控制下振动，使四个粉粒调味品储藏筒(72)产生振动，辅助粉粒料下落。
在图3所示中，拿碗储菜升降器(58)、拿盆升降器(60)通过升降悬臂(106)与拿碗机械手(15)、拿盆机械手(22)相接。
在图4所示中，盆汤碗检测信号器(16)固定安装在升降器升降悬臂(106)下；清洗顶盆升降器(59)通过升降悬臂(106)与清洗接水筒(102)、顶盆碗架(53)相接。
在图5所示中，运盆碗器托盆碗支架(126)上前滑块(127)、后滑块(74)分别置于前、后二条滑动杠杆(128)的滑槽内，前滑块(127)过滑槽与同步传动带(13)连接，二条滑动杠杆(128)的二端平行固定在出菜漏斗下的两侧箱体壁及支架上；转动托盆板(132)一端水平悬空，一端连在托盆碗支架(126)的支杠中的开缺处，托盆板复位弹簧(137)一端连在托盆碗支架(126)上，一端横压在转动托盆板(132)上。控制计算机通过控制电路控制机械手在拿着盆或汤碗的上升过程中，盆或汤碗沿抬起转动托盆板(132)，并压触安装在运盆碗器托盆碗支架(126)上的信号传感器触针，通过连接电路发信号给控制计算机；升到指定高度，托盆板(132)在弹簧的作用下复位，同时计算机控制拿盆机械手(22)或拿碗机械手(15)的升降器(58或60)下降一些，把盆或汤碗放到转动托盆板(132)上，再控制拿盆(或碗)机械手上升让道，并控制运盆碗器电机(21)、通过同步传动带(13)把盆(43)或汤碗(44)运至出菜漏斗(26)下出菜并在出菜后运至菜肴储存箱下口储菜肴。
在图5、图6所示中，拿盆(拿碗)机械手(22与15)主要有中心装置固定盘(134)从四个角伸出四个抓盆碗臂杆(129)，臂杆前端装套着安装有信号传感器的抓盆碗夹(130)，通过抓盆拉线(135)、活轮(138见图6)与中心装置固定盘(134)上的抓盆碗电磁铁(131)相连，在抓盆碗夹(130)前的臂杆上装套有复位弹簧(136)，抓盆碗臂杆(129)下面与盆或汤碗沿相触的区域装有压敏电阻传感器，升降器上的升降悬臂(106)从其中一臂杆下面与中心装置固定盘(134)相固接；拿碗机械手(15)的中心装置固定盘(134)上还装有储菜肴用的托架(见图1中的15所示)；拿盆或汤碗时，在计算机的控制下，升降器上的升降悬臂(106)带动拿盆或拿汤碗机械手下降，使抓盆碗臂杆(129)下面的压敏电阻传感器与盆或汤碗沿相触通过连接电路给控制计算机信号，控制抓盆碗电磁铁(131)牵引抓盆拉线(135)拉动抓盆碗夹(130)往中心装置固定盘(134)移动，夹住盆或汤碗沿，而抓盆碗夹(130)里的信号传感器在盆碗沿的受力下，通过连接电路给控制计算机信号，表示盆(43)或汤碗(44)已拿住，并控制升降器(58或59)上升到指定高度，控制抓盆碗电磁铁(131)关闭，抓盆碗夹(130)在复位弹簧(136)的作用下复位，放盆(43)或汤碗(44)到运盆汤碗器(23)上。
在图7所示中，顶盆碗架(53)及架体上升降定位滑杠(118)，内置附贴于清洗顶盆装置箱(19)，信号开关触针(119)装在架体上的升降定位滑杠(118)顶端中，清洗与顶盆离合电磁铁(99)固定在顶盆碗架(53)上的顶盆电磁铁固定架(120)上，接合滑杠(121)一端与电磁铁(99)的吸铁蕊相连接，一端置于顶盆碗架(53)上的顶盆架接合板(122)的滑孔内；固定受力杠(123)的一端与升降器上的升降悬臂(106)相固接(见图4)，清洗接水箱(102)、水管(98)上的喷水头(97)，都固定在受力杠(123)上。
在图7、图8所示中，在计算机的控制下，顶盆碗时，清洗与顶盆离合电磁铁(99)送接合滑杠(121)与顶盆架接合板(122)接合，清洗顶盆升降器(59)上的升降悬臂(106)带动固定受力杠(123)上的清洗接水箱(102)、水管(98)上的喷水头(97)上升，在接合滑杠(121)的阻挡下，固定受力杠(123)托起顶盆碗架(53)上升，使升降定位滑杠(118)上的信号开关触针(119)与清洗顶盆装置箱体(19)内壁的挡板(117)相触，通过电路给计算机控制信号清洗时，因清洗与顶盆电磁铁(99)复位，接合滑杠(121)回收，让出了顶盆架接合板(122)间的上升通道，升降器(59)带动固定受力杠(123)上升，使喷水头(97)上升，进入出菜漏斗(26)中的锅口(49)朝下的炒锅(30)内，而清洗接水箱(102)升至箱体锅装置隔板(46)底面，接封住出菜漏斗(26)的下口，并触压安装在箱体锅装置隔板(46)底面的信号传感器，通过连接电路向控制计算机发清洗信号，清洗污水通过清洗接水箱(102)下的伸缩软水管排出。
在图9所示中，压敏电阻信号传感器(114)装在托盆碗橡胶垫(113)中，连在托臂杆(111)上的一端，托臂杆转动轴(115)把托臂杆(111)与托盆固定支架(110)相连接，并固定在菜肴储藏箱(27)壁上(见图1)。
在图10所示中，储菜肴时，计算机控制着拿盆或拿碗机械手把盛有菜肴的盆或汤碗在菜肴储藏箱(27)里上升，托臂杆(111)被托起，当触着在电路上逻辑级联最高级别的触针式信号开关(112)，确定盆或汤碗到位，托臂杆(111)此时已下落复位，计算机控制着拿碗机械手(15)往下复位，而盛有菜肴的盆或汤碗却被放到托臂杆(111)的橡胶垫(113)上托住，压敏电阻信号传感器(114)受盛有菜肴的盆或汤碗的压力，通过电路传信号给计算机，确定这一级托盆架装置(3)已存菜肴，开启下一级触针式信号开关(112)的电通路。
在图11、图12所示中，物料储存箱及推入装置有上、下二层，箱上安装有主、辅料设定开关，上下连箱设定开关，设定开关与计算机控制电路相连接；有沥水孔的物料储箱(71)、无沥水孔的物料储箱(144)底部还有沥水隔层，隔层中装有由计算机控制的传感器，固定在物料储箱转盘(70)上，通过转盘底部的转轮固装在物料箱拉板(94)上面，物料储箱及推入装置面板(139)固装在物料箱拉板(94)前端上，放置于箱体物料箱隔板(80)上，拉动拉板(94)可从箱体中往前拉出一半用于放入物料；物料推入箱(141)为前面板为等弧形，后面板后固定一离合板(142)，没有底面和上面的箱体，两侧面后上端各连接一滑杠(140)，附贴内置于物料储箱(71、144)里，通过物料推入电磁铁(33)可与推动杆相接；物料储箱转盘(70)边上的转齿与上、下物料箱转动齿轮(81、86)相吻合，控制计算机通过控制电路控制物料箱转动电机(78)带动转盘(70)旋转、定位、选菜，物料推入装置电机(145)经齿轮使推动杆推动物料推入箱(141)，把物料储箱(71、144)里的物料往入锅通道(50)推出落入炒锅(30)。
在图13所示中，粉粒调味品储藏筒(72)下口连接添加装置(109)。
在图14所示中，放料储蓄筒(147)与粉粒调味品储藏筒(72)下口相接；放料筒上闸板(146)一端经下与闸板连接活杠(148)相连接，一端置在放料储蓄筒(147)上端筒里壁；放料筒下闸板(150)一端闸在放料储蓄筒(147)下端的筒里壁封住筒口，一端也与闸板连接活杠(148)相连接；放料电磁铁(154)通过固定连接板(151)、固定螺母(152)与闸板连接活杠(148)的一端固接，放料筒活轮(149)固定于筒壁，内置于闸板连接活杠(148)的滑槽中。控制计算机通过控制电路控制放料电磁铁(154)动作，使下闸板(150)向放料储蓄筒(147)外运动，打开放料筒下口，且使上闸板(146)向放料储蓄筒(147)内闸，封住放料筒上口与粉粒调味品储藏筒(72)的空间，使放料储蓄筒(147)内的粉粒调味品下落于锅(30)中，而粉粒调味品储藏筒(72)里的粉粒调味品不落至放料储蓄筒(147)内；放料电磁铁(154)复位时，下闸板(150)向放料筒内闸封住筒口，不使粉粒调味品下落，而上闸板(146)往筒外开闸，使粉粒调味品储藏筒(72)里的调味品下落到放料储蓄筒(147)内。控制计算机通过控制电路控制放料电磁铁(154)的动作及次数以达到控制量度。
在图15所示中，是图1中液晶显示器(45)在开机工作时，主控制电脑显示的主画面。三角形(155)为屏幕指示光标，初始指向“主控制”字符；当把三角形(155)光标指向“菜谱”，可进入“菜谱”显示页，进行修改、删除、创建、输入菜单(程序)的操作。右上角是日期时间显示区域。“箱号”下“1--12”为对应图11中上、下二层的物料储箱(71)的编号，箱号右边是点菜菜单名称显示区域。点菜时，使三角形(155)光标指向“1--12”中的任一编号，表示当前物料储箱对应的程序贮藏区首地址，确定后，三角形(155)光标自动跳到“红烧 爆炒 烩汤”三个菜目种类处，指向“红烧”，表示当前菜目，也可选择使三角形(155)光标移动指向“爆炒”或“烩汤”；三个菜目种类底下的“1--12”表示序列号1到12，右边是菜单名称显示区域，确定菜目种类后，三角形(155)光标自动跳到序列号1前，名称显示区，先显示当前菜目种类的分类菜目单，进入后会显示终级的点菜菜目单的先前1--12的名称，也可移动三角形(155)光标使显示区域顺序显示出序列号12以后的名称；如确定后，三角形(155)光标自动跳转到箱号显示区的当前物料储箱号前，而箱号右边的点菜菜单名称显示区，则显示出所选择的菜目单名称，表示已在特定的程序贮存区域的当前指定的首地址的贮存区存贮了作业调度的菜单程序，点好了一个菜，可以进入烧菜工作状态、或移动三角形(155)光标继续点菜或修改取消所点菜目单；当所点的菜目单的菜烧好后，则箱号右边的菜目单名称自动消隐。
在图15所示中，显示主画面的底部是定时烧菜的时间设定、口味微调、机器调整的辅助功能区域和机器工作状态提示显示区域。移动三角形(155)光标指向“定时”时，可进入定时烧菜功能，可设定24小时内定时控制，自动进入烧菜工作。移动三角形(155)光标指向“口味微调”，可进入口味微调显示画面，调整“熟度、油度、甜度、咸度、鲜度、酸度色度、辣度、芡度”。移动三角形(155)光标指向“机器调整”，可进入机器调整显示画面，调整“清洗效果、菜肴保温、物料保鲜、搅拌功能、消毒杀菌”等功能。“机器状态指示”显示区域，在开机通电时，机器人自检系统如测得正常，显示“正常”两字；在正常烧菜工作状态下，显示“正在烧菜、请稍候”字样；在检测到任何故障时，三角形(155)光标自动跳到“机器状态指示”显示区，指向所显示的故障提示，故障消除后，自动跳回到主画面指向“主控制”，重回正常工作状态，继续烧菜任务。
在图16、图17所示中，当执行图15中“烧菜”字符指令时，主控制电脑控制器开始执行开放中断；调用串行口通信程序，用于与子系统进行接收和发送指令、数据；首先查询物料储存箱定位器有否复位信号，如没有复位信号，说明物料储存箱拉出在外没关闭或信号传感器等电路故障，转向调用执行故障示警显示程序；有物料储存箱在位信号，即执行下一指令依次从高优先级开始查询有无物料信号；本箱号对应首地址中的程序数据贮存区有否“点菜”存入信号；比较显示器屏幕光标值与本箱号值相等否；如储箱中有物料，已“点菜”，又同烧菜指令字符相对应，即执行从串行口向物料储存添加装置控制系统发送物料确认定位指令数据，图中箱位进0表示步进电机不动作，进1表示步进电机正转带动转盘旋转一个储存箱位置，进2表示步进电机正转带动转盘旋转二个储存箱位置，进3表示步进电机正转带动转盘旋转三个储存箱位置，退1表示步进电机反转带动转盘旋转一个储存箱位置，退2表示步进电机反转带动转盘旋转二个储存箱位置；物料确认后，开始从贮存区读入菜谱控制参数，设置定时计数器的参数开始减1运算；发点火加热指令数据；开始查对计数时间，没有到则等待，如到了时间A，表示热锅的时间到了，进行执行下一条指令，发加油指令数据；查对计数时间到B否，没到等待，到了表示油热了；则查询物料性质信号，有主、辅物料之分的，判断主物料在上箱还是下箱，没有主、辅的，则查询点菜的物料在上箱或下箱，确认物料位置后，查询温度信号，检测加热器的工作状态，如点菜的物料在上箱，还要查询是否有物料上下连箱的信号；然后执行发送开启上物料推入器或是开启下物料推入器或者是同时开启上下物料推入器的指令数据；接下来查询物料是否入锅的信号，没有信号表示推入器装置有故障，转向执行故障示警显示程序，有信号，则发送开始搅拌的指令数据；查对计数时间到C否；没有到等待，到了发送锅姿态调整指令数据，让搅拌时锅口朝上；发送第一次调味指令数据，放入调味品；再查对计数时间到D否，时间到则查询辅物料信号，有辅物料，开启推入器，放入辅料；查询辅料入锅状态，发送搅拌指令数据，然后调整锅姿态；没有辅物料的，则发送再调味的指令数据，发送调味搅拌指令数据；发送物料储存箱复位的指令数据，使箱位回复到原来位置；查对定时计数时间E到了否，没到等待，到了时间则查询温度信号值，如在上述的计数时间E内没有到达设定的温度值，表示加热器有问题，则转调用故障示警显示程序，如到了设定的信号值，则表示菜肴已烧熟完成烧菜过程；发送起盆或起汤碗的指令数据；发出停止加热进行出菜的指令数据；然后查询检测出菜状态、菜肴储存状态，如在出菜与菜肴储存的过程中发现问题，则调用故障示警显示程序，如正常表示这一菜单程序已执行完毕，返回。
权利要求
1.一种烧菜机器人，在长方形的柜形箱体中，计算机分布式实时数字控制装置系统，物料储藏箱，调味品储藏箱，炒锅，出菜漏斗，油烟机，清洗箱，储盆碗箱与机械装置，机电设备，传感器，加热器有序连接组合，其特征是在柜中间有一锅装置，锅的一半置于出菜漏斗中；锅后柜背至顶端装置一个吸排油烟机；锅上面装置物料储存箱及推入装置；物料储箱上面是调味品储藏箱，箱中间是粉粒调味品储箱及添加装置；调味品箱的左边，后是储水箱，前是健盘，显示器，显示器面朝上位于柜上端面板；锅的右侧是菜肴储存箱，箱内装置六只托盆碗器，前面是一扇储藏门，箱后是机电装置，控制电路箱；菜肴箱的下部是汤碗储存箱，从汤碗储存箱往左水平并列装置有控制电路箱、清洗箱，清洗箱口与出菜漏斗口相对，内置顶盆碗架，高压泵，接水箱和清洗喷水头与箱后的升降器相接、盆储存箱位于柜的最左边；在盆箱和汤碗箱与出菜漏斗和菜肴箱之间装置一个运盆碗的运盆碗器；储盆箱，储汤碗箱的前面各有一扇可左右移动的储藏门，箱后是各自的机械手的升降器，机械手从盆、碗箱后面板的升降道口伸进置于箱内上端。
2.根据权利要求1所述的烧菜机器人，其特征是球状的开口锅，分内、外二层，外层为绝缘隔热耐高温的罩壳，内层为炒锅；定位转子一端与炒锅底固定连接，一端与外层罩壳底内壁相接触，外层罩壳上口与带搅拌铲的连接套相连接，连接套贴壁套于炒锅上口；搅拌铲为一根截面扇形的弧状金属棒，附贴于炒锅内壁，一端与连接套相连，另一端向下过炒锅底；外层罩壳的左右相对穿壁固接空心管柄，左边的管柄与电机上的摇臂相固接，右边的管柄置于柜隔板的支架中；炒锅的外壁中装套齿轮，与经右边空心管柄伸进的电机转轴上的齿轮相吻合；炒锅与外壳间的外壳内壁上固定主、辅环状加热器，温度传感器；控制线路经左边的空心管柄出同固定在柜体隔板上的电机控制线一起与计算机控制装置系统的控制电路相连。
3.根据权利要求1所述的烧菜机器人，其特征是锅体的一半置于出菜漏斗中，出菜漏斗置于柜体的两隔板间，下端外壁装套一齿轮，与固定在隔板上的电机的转轴上的齿轮相接合，出菜搅拌铲一端与柜隔板固接，一端折弯贴于出菜漏斗内壁。
4.根据权利要求1所述的烧菜机器人，其特征是运盆碗器包括二条滑杠的两端平行固定在出菜漏斗下的两侧柜壁和支架上，正方形滑架的后滑块置在后滑杠的滑槽中，前滑块过前滑杠的滑槽与同步传动带相固接；微型接触式信号器装在托板上，托板一端水平悬空，一端安装在正方形滑架的四条支杠中间开缺处，弹簧一端固定在支架上，一端压在托板上。
5.根据权利要求1所述的烧菜机器人，其特征是菜肴箱里的托盆碗器由正方形的固定支架的四条支杠的正中杠体上，各水平连着一悬臂；悬臂另一端上面装套着橡胶垫，橡胶垫上装着一微型接触式信号开关。
6.一种小型机械手，包括计算机控制系统，微电机，电磁铁，微型接触式去抖动信号开关，其特征是在升降器的升降悬臂上连接一个圆形托盘，从托盘的四个角伸出四个臂杆，电磁铁固定在托盘中心，电磁铁固定架上可连接一个托架；臂杆下部装置微型接触式信号开关，臂杆前端装套L形托板，L形托板的托面上涂有一层防滑胶，在托板的竖直支力面中装有微型接触式信号开关；弹簧装在臂杆顶端与L形托板之间，拉线一端与L形托板上端相连，一端经滑轮与电磁铁的吸铁蕊相连接。
7.一种小型的物料储存箱及推出装置，在方形的箱体中分上、下二层，每层各包括在一方形的中间有圆孔的滑板上，转轮，圆边带转齿的中间有圆孔的圆形转盘，长方形储藏箱，与由计算机控制的电机、信号开关、传感器、电磁铁、推动杆相结合，其特征是在上、下的滑板上面连着圆边带转齿的中间有圆孔的圆形转盘，转盘上沿中心等弦固定六个没有前面板和顶面板的底部有隔层的储存外箱，隔层中间安装一红外线传感器；外箱内贴壁放置另一个没有顶面板和底面板的内箱，在内箱后面板外壁固定有离合板，离合板下面安装一接触式信号器，内箱的前面板挡封于外箱的前口；内箱两侧面后上端各固定一滑杠，置在外箱的两侧面上端的滑槽中；推动杆上的电磁铁从外箱后面板窗口伸进与内箱后的离合板相接。
8.一种小型的粉粒物料储存添加装置，包括计算机控制装置系统，圆形漏斗状储藏箱，圆柱状的储存筒，闸板，电磁铁，接触式信号开关，传感器，连接滑杠，其特征是在圆形漏斗状储藏箱下口内，安装一个压力传感器；储藏箱下，对口接一个圆柱状的小储存筒；在储存筒的上、下口各装置一闸板，上、下闸板的一端平行、并上下对齐置在筒里壁，上闸板的另外一端与装在筒外壁一侧滑轮上的连接滑杠的一端连接，连接滑杠的另一端与下闸板的另一端和装有接触式信号开关的连接板的一端相接连；连接板的另一端与电磁铁的吸铁蕊相连接，电磁铁固定在筒外的另一侧壁上。
9.一种实现权利要求1的作业调度的计算机控制方法，包括用于通常的计算机控制的操作系统，用于通常的计算机网络信息传输、交换的方法，用于工控装置的计算机实时数字控制的方法，利用显示器屏幕上的字符进行光标控制的方法，利用上、下位机间的分布式控制系统的串行通信进行指令数据信息交换，其特征在于采用以下步骤将用于执行调度“作业调度”的主作业调度任务的控制程序存入主控制计算机控制系统的程序存储器，将用于执行作业任务的子作业调度的控制程序和执行具体作业任务的控制程序存入相应的子计算机控制系统的程序存储器，组成分布式的计算机控制系统；启动该计算机系统工作，将欲执行烧菜任务的“作业调度”菜单程序存入该计算机系统的主控制计算机的储存器中；当执行显示器屏幕上“菜谱”字符指令时，系统中主计算机同执行通常的“编辑”字符命令的功能相同；当执行显示器屏幕上箱号“1——12”字符指令时，主计算机处理器执行操作，在程序贮存器特定区域中指定一程序存贮区的首地址；当执行显示器屏幕上“红烧、爆炒、烩汤”字符指令时，主计算机执行显示出储存器中菜单程序的储存地址及名称的字符；当执行显示器屏幕上显示出的名称及地址序列号字符指令时，主计算机执行操作，把所显示的该字符对应的储存器中的菜单程序模块调入程序贮存器特定区域中当前指定地址的存贮区，并显示出该模块的名称字符；当执行显示器屏幕上“烧菜”字符指令时，主计算机处理器即在程序贮存器特定区域中顺环执行，以当前所指定地址程序存贮区开始执行程序，只有在外部强制中断下中止顺环执行；当执行显示器屏幕上“口味微调”字符指令时，主计算机处理器执行操作对程序贮存器特定区域中的所指定的存贮区的程序数据进行显示编辑；当执行显示器屏幕上“机器调整”字符指令时，主计算机执行调用串行通信程序对各装置控制子系统的计算机的控制程序数据进行显示修改。
10.根据权利要求9所述的一种实现权利要求1的计算机控制的作业调度方法，其特征是执行显示器屏幕上“烧菜”字符指令程序时，包括下列步骤开放中断；调用串行口通信模块；开始查询状态；发送确定物料所在箱位指令；装入菜谱控制参数表；设置菜谱时间定时计数器进行减1运算；发送点火加热指令数据；开始查对计数时间；发送加油指令数据；第二次查对计数时间；查询主、辅物料；查询物料所在箱号；查询温度信号值；发送物料入锅指令数据；物料入锅状态查询；发送搅拌指令数据；再查对计数时间值；发送锅姿态调整指令数据；发送调味指令数据；再次查对计数时间值；查对辅物料所在；发送辅物料入锅指令数据；辅物料入锅状态查询；再次发送搅拌指令数据；再次发送锅姿态调整指令数据；发送再调味指令数据；发送物料储存箱复位指令数据；查对计数时间值；再次查询温度信号值；发送起盆或汤碗指令数据；发送停止加热出菜指令数据；监测出菜过程；查询菜肴储存信号；返回。
全文摘要
一种能代替人工的烧菜机器人。它是在一个长方形的柜形箱体中，有序地集合储藏、运拿盆碗装置，炒锅及搅拌装置，物料储藏添加装置，调味品储藏添加装置，出菜、储存菜肴装置，清洗吸排油烟装置，以及计算机控制系统装置，各装置经各种传感器通过连接控制电路，由电脑代替人工进行智能控制、操作炒菜工具，既安全、可靠，又清洁、健康；会自动选择物料入锅，点火加热，实时调节火候，实时翻炒、搅拌；自动调味，勾芡；自动选择拿盆或拿汤碗，倒菜出锅装盆，并保温储存菜肴；自动实时吸排油烟，清洗，消毒，杀菌。通过机器人的主控制电脑系统中的显示器，键盘，或经网络远程控制机器人。
文档编号G06F9/30GK1545020SQ200310108648
公开日2004年11月10日 申请日期2003年11月17日 优先权日2003年11月17日
发明者洪明杰 申请人:洪明杰