一种一体化厨房机器人及其控制方法与流程

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种一体化厨房机器人及其控制方法。

背景技术：

厨房，是指可在内准备食物并进行烹饪的房间，其通常有的设备包括炉具(瓦斯炉、电炉、微波炉或烤箱)、流理台(洗碗槽或是洗碗机)等。

现有厨房的烹饪加工品质的好坏高度依赖厨师的技术水平，且厨师各有专长，只在自己擅长的领域能较好的发挥作用，不可能掌握所有菜肴的烹饪方法，要满足多样化的客户口味要求必然要配备较多的厨师，造成人力资源成本的上升。

在高度自动化的时代，大部分传统的行业正在被机器人所代替，虽然做饭是一种基本的生活技能，但是在科技发达的今天，大部分的菜肴制作可以通过自动化所代替，人类在过去的几十年里，就开始尝试利用科技代替部分烹饪手段或者烹饪方式，例如煎饼机器，烤箱，高压锅，到电饭煲等等，但是人们始终还需要进行主要的菜肴制作，但是众所周知，菜肴的制作是依赖菜谱来进行的，而菜谱则是固定的流程，这为编程控制提供了可能。互联网的高速发展也使得不同种类的菜肴可以得到分享与更新，随着手机的普及，通过手机上的软件进行操作也使生活变得更加便利，在多种技术结合下，让一体化厨房机器人成为可能，随着时代的发展，越来越多的家庭希望实现家务自动化，其中一部分原因是因为传统烹饪需要一定的学习时间与学习成本，另一部分原因是因为传统烹饪的效果取决于个人的经验，导致最终效果差强人意，所以在多方面技术的促进下，一体化厨房机器人成为时代的需要。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种一体化厨房机器人及其控制方法，以实现菜品自动烹饪的目的。

为达上述及其它目的，本发明提出一种一体化厨房机器人，包括柜体(100)，所述柜体(100)上设置有水池(1)、洗菜消毒装置(3)、自动下排风抽油烟机(9)、自动传料装置(11)以及人机交互设备(4)，所述水池(1)上方设置水龙头(2)，自动下排风油烟机(9)上设置自动翻炒锅装置(7)，自动翻炒锅装置(7)上方设置自动炊具铲(8)以及加料容器(6)，所述自动传料装置(11)临近设置于自动翻炒锅装置(7)，以将食材自动传送至自动翻炒锅装置(7)，所述自动传料装置(11)上设置有削切装置(5)，以对传送至其位置的食材进行削切，所述人机交互设备(4)，提供人机交互功能，以根据人机交互信息控制其他组件的工作。

优选地，所述自动翻炒锅装置(7)包括机械短臂(70)、支架(71)以及锅具(72)，所述支架(71)用于支撑锅具，所述机械短臂(70)设置于支架上，以于进行翻炒动作时手部闭合以夹紧所述锅具(72)，于不工作时处于张开状态以松开所述机械短臂(70)的手部。

优选地，所述自动炊具铲(8)由自动翻炒机械手构成，其采用串联结构，内部设有电机。

优选地，所述削切装置(5)包括切装置，所述切装置包括菜板(51)以及菜刀(52)，所述菜刀(52)通过长刀刃旋转装置(53)以将菜品加工成块状，所述菜板(51)设置于自动传料装置(11)上。

优选地，所述长刀刃旋转装置(53)的机械臂由串联机械臂构成，于工作空间覆盖整个菜板，并自由改变所述菜刀(52)的方向，所述菜板(51)下设有电动推杆，底部设有联动装置，所述联动装置与电动推杆相连。

优选地，所述削切装置(5)还包括绞装置，所述绞装置设置于自动传料装置(11)上，以于食材传送至对应位置时，通过电机带动刀具进行绞动，实现绞操作。

优选地，所述机器人还包括自动清洗装置(10)与储存柜(12)，其设置于柜体(100)内的容置空间内。

优选地，所述人机交互设备包括：

人机交互界面，用于提供人机交互界面以实现人机交互；

菜谱选定单元，用于提供并获取用户选定要进行自动烹饪的菜谱；

控制单元，用于于接收到削切启动信号时根据用户选定的菜谱生成削切控制信号至削切装置(5)以控制削切，于接收到烹饪启动信号时根据用户选定的菜谱生成烹饪控制信号至自动翻炒锅装置(7)、自动炊具铲(8)以及加料容器(6)，以实现菜品的自动烹饪。

优选地，所述人机交互设备还包括通信模块，用于通过互联网获取所需菜谱或与移动终端通信以从移动终端获取菜谱。

为达到上述目的，本发明还提供一种一体化厨房机器人的控制方法，包括如下步骤：

步骤s1，于菜品洗好后，通过人机交互设备获取用户选定的所要进行自动烹饪的菜谱；

步骤s2，将菜品放置于自动传料装置进行传动，于接收到削切启动信号时根据用户选定的菜谱生成削切控制信号至削切装置以控制削切；

步骤s3，于接收到烹饪启动信号时根据用户选定的菜谱生成烹饪控制信号至自动翻炒锅装置、自动炊具铲以及加料容器，以控制其根据菜谱实现菜品的自动烹饪。

与现有技术相比，本发明一种一体化厨房机器人及其控制方法通过柜体(100)，并柜体100上设置有水池(1)、洗菜消毒装置(3)、自动下排风抽油烟机(9)、自动传料装置(11)，水池(1)上方设置水龙头(2)，自动下排风油烟机(9)上设置自动翻炒锅装置(7)，自动翻炒锅装置(7)上方设置自动炊具铲(8)以及加料容器(6)，于柜体100内的容置空间内设置自动清洗装置(10)以及储存柜(12)，并利用人机交互设备的人机交互实现菜品自动烹饪的目的。

附图说明

图1为本发明一种一体化厨房机器人的立体结构图；

图2为本发明一种一体化厨房机器人的侧视图；

图3为本发明具体实施例中人机交互设备的系统结构图；

图4为本发明具体实施例中洗菜消毒装置的结构示意图；

图5为本发明具体实施例中自动炊具装置的整体图；

图6为本发明具体实施例中自动炊具装置的局部图；

图7为本发明具体实施例中自动炊具装置下方机械臂的结构图；

图8为本发明具体实施例中自动炊具装置上方机械臂的结构图；

图9为本发明具体实施例中削切装置与自动传料装置的结构图；

图10为本发明具体实施例中人机交互设备的主界面示意图；

图11为本发明具体实施例的系统工作方式示意图；

图12为本发明一种一体化厨房机器人的控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种一体化厨房机器人的立体结构图，图2为本发明一种一体化厨房机器人的侧视图。如图1及图2所示，本发明一种一体化厨房机器人，包括柜体100，柜体100上设置有水池(1)、洗菜消毒装置(3)、自动下排风抽油烟机(9)、自动传料装置(11)，水池(1)上方设置水龙头(2)，自动下排风油烟机(9)上设置自动翻炒锅装置(7)，自动翻炒锅装置(7)上方设置自动炊具铲(8)以及加料容器(6)，自动炊具铲(8)与加料容器(6)可设置于柜体(100)的背板上，自动传料装置11临近设置于自动翻炒锅装置(7)，以将食材自动传送至自动翻炒锅装置(7)以实现烹饪，自动传料装置(11)上设置有削切装置(5)，以对传送至其位置的食材进行削切。

为实现菜品的自动化烹饪，本发明之一体化厨房机器人还包括人机交互设备(4)，提供人机交互功能，以根据人机交互信息控制其他组件的工作。如图3所示，具体地，人机交互设备(4)包括：

人机交互界面401，用于提供人机交互界面以实现人机交互。

菜谱选定单元402，用于提供并获取用户选定要进行自动烹饪的菜谱。在本发明具体实施例中，人机交互设备可提供用户内置的常见菜谱以供选择，即人机交互设备中预先存储有一些常见的菜谱，当用户预选择菜谱进行制作时，则提供用户予以选择；

控制单元403，用于于接收到削切启动信号时根据用户选定的菜谱生成削切控制信号至削切装置(5)以控制削切，于接收到烹饪启动信号时根据用户选定的菜谱生成烹饪控制信号至自动翻炒锅装置(7)、自动炊具铲(8)以及加料容器(6)，以实现菜品的自动烹饪。在本发明具体实施例中，削切启动信号可以通过用户主动产生，即通过于人机交互设备上设置一削切启动信号的按键，当菜品通过传送装置传送至菜板位置时，按下该按键即可产生削切启动信号，控制单元403则根据选择的菜谱生成削切控制信号至削切装置，通过机器视觉技术，结合菜谱要求，控制横向刀与纵向刀的运动进行切割，例如根据菜谱要求控制菜品切成片状还是块状，每块的长度等等，当然削切启动信号也可以通过于削切装置(5)端设置监测单元实现，当监测单元监测到菜品到达菜板时，反馈一削切启动信号至控制单元403，则由控制单元403根据选择的菜谱生成削切控制信号至削切装置控制其削切。烹饪启动信号一般根据用户主动产生，但不以此为限。

优选地，人机交互设备(4)还包括通信模块404，用于通过互联网获取所需菜谱或与移动终端通信以从移动终端获取菜谱。在本发明具体实施例中，通信模块404可以为wifi模块，也就是说，除了人机交互设备(4)中预先存储的本地菜谱外，用户也可以选择从互联网获取需要的菜谱，例如通过互联网下载应用互联网新型菜肴制作方法，或者与手机通信，通过手机app上下载或者自行控制菜谱。

在本发明具体实施例中，本发明一体化厨房机器人的水池(1)与水龙头(2)采用优选不锈钢材质，于水池(1)的底部设置一层金属过滤网，水池(1)与冷热水管相连，可为用户提供冷热水，该水池(1)内置温度传感器与温度控制器与人机交互设备(4)连接，以实现对温度的监测与控制，即通过人机交互设备的显示器或手机app为用户提供该菜品最合适的温度，让食材达到最适合的温度，利于做出的菜品达到更完美的口味。

在本发明具体实施例中，如图4所示，洗菜消毒装置(3)采用圆柱体结构，其外部外壳可由透明玻璃制成，可以让客户更加直观的观察清洗的效果与清洗的过程，内部由一个可绕中心轴旋转的带有网眼的塑料壳构成，可由优质树脂材料制成，保证在高速旋转时，转子的阻尼尽可能比较小，将能源消耗降到最低，同时，由于自身质量比较小，即使发生脱扣也不会造成外壳的破裂。洗菜消毒装置(3)的盖子内置臭氧制造器，通过电化学反应将氧气转化成微量臭氧，在保证的臭氧的功能性的同时不会对用户的身体健康造成过多的伤害。洗菜消毒装置(3)也与人机交互设备(4)连接，其也受人机交互设备的控制，用户可以根据自己的实际需求与清洗效果自行决定洗菜的次数，与是否加入臭氧消毒以控制洗菜消毒装置(3)，这样将控制权完全交给用户，为用户尽可能的节省时间与体力消耗，保护用户的手部健康，解放用户的家务劳动。

图5为本发明具体实施例中自动炊具装置的整体图，图6为本发明具体实施例中自动炊具装置的局部图，图7为本发明具体实施例中自动炊具装置下方机械臂的结构图，图8为本发明具体实施例中自动炊具装置上方机械臂的结构图。在本发明具体实施例中，自动炊具装置包括自动翻炒锅装置(7)以及自动炊具铲(8)，其连接人机交互设备(4)，以根据人机交互设备(4)的烹饪控制信号执行相应的动作，自动翻炒锅装置(7)由固定的大功率机械短臂(70)、支架(71)以及锅具(72)构成，所述支架(71)用于支撑锅具，机械短臂(70)设置于支架上，成半圆型，机械短臂(70)的手部端部采用圆管型可闭合设计，圆管型装置外部采用不锈钢材质，内部由软橡胶构成，当进行翻炒动作时，将自动闭合机械短臂(70)手部，夹紧锅具(72)把手，当自动翻炒锅装置(7)不工作的时候锅具(72)立于支架上，机械短臂(70)将处于张开状态，即松开机械短臂(70)手部利于用户随时拿取锅具(72)进行自主操作。自动炊具铲(8)由自动翻炒机械手构成，其采用串联结构，内部设有电机，以模拟人的翻炒动作，完成指定翻炒动作。

图9为本发明具体实施例中削切装置与自动传料装置的结构图。在本发明具体实施例中，削切装置(5)连接人机交互设备(4)，其包括至少切装置，其中切装置由菜板(51)以及菜刀(52)组成，菜刀(52)为矩形刀，其通过1个长度约在20cm的长刀刃旋转装置(53)可将菜品加工成块状，菜板(51)设置于自动传料装置(11)上，该长刀刃旋转装置(53)的机械臂由串联机械臂构成，工作空间覆盖整个菜板，同时可自由改变菜刀的方向。菜板(51)下设有3个电动推杆，底部设有联动装置，该联动装置与电动推杆相连。自动传料装置(11)由设置有联动斜坡(110)的传送带(111)形成，当启动自动传料装置时将自动开启联动斜坡，便于传送菜品，切菜时首先传送带(111)将摆放整齐的菜品肉类等食材传送至菜板(51)，结合菜谱要求，控制横向刀与纵向刀的运动进行切割。较佳地，削切装置(5)还包括绞装置，绞装置主要通过电机带动刀具进行绞动，最终完成绞操作。

本发明之一体化厨房机器人，其加料容器(6)可以为多个，加料容器(6)为一小型的铝合金材料制成的容器，可通过一加料管将调料加入到锅具(72)内，加料容器(6)可通过人机交互设备的控制单元的控制来实现加料。自动下排风抽油烟机(9)采用优选的铝合金材料，其排风方式采用下排风方式，将最大程度的吸收油滴，同时向下排风的方式将避免油滴影响到上方的机械手臂，减少硬件的损失。

优选地，本发明之一体化厨房机器人还包括自动清洗装置(10)，其可设置于柜体100内的容置空间内，以用于对饭后的餐具进行自动清洗。自动清洗装置(10)均采用优选的，铝合金材质，自动清洗装置(1)为铁柜形状，内有支架可将碗盘间隔放入，自动清洗装置(10)的左右上下四个面将有高压水柱进行清洗，完成清洗利用紫外线消毒装置进行消毒烘干。

优选第，本发明之一体化厨房机器人还包括储存柜(12)，其设置于柜体100内的容置空间内，以供用户进行储物。

在本发明具体实施例中，该一体化厨房机器人，其人机交互设备的硬件装置由一块显示器，小型处理器以及互联网模块构成，该装置内置操作系统，可以实现三个基本功能，储存网络下载与内置菜谱代码，用户可以直接编辑操控机器人的代码库函数，可将机器人实现互联网化。

图10为本发明具体实施例中人机交互设备的主界面示意图，图11为本发明具体实施例的系统工作方式示意图。在本发明具体实施例中，该人机交互设备的软件主界面分为四个图标部分，如图10所示，分别为本地菜谱a，互联网与手机app社交b，自定义菜谱c与设置d，本地菜谱用来保存系统内置菜谱与网络下载菜谱，在此界面支持本地搜索功能，用户只需要点击显示屏即可；互联网功能则是利用该机器内置wifi装置与网络连接进而介入网络，互联网功能支持在线搜索用户想要制作的菜谱，互联网功能会向用户推进官方统计评价最好，使用次数最多，好友使用次数最多，外国异域风情菜谱，给用户全新的最佳的菜系推荐，增加用户的饮食多样化，由于一体化厨房机器人带有搅拌机，互联网功能进行推荐菜谱同时会推荐相搭配的果汁奶昔，供用户选择；手机app为一体化厨房机器人的一个互联网软件，手机作为新时代人类不可缺少的电器，手机的社交功能成为它迅速普及的原因之一。手机app主要有两个作用，第一作为用户最常用的遥控器，第二可以将用户的独家菜谱与实际效果图通过几款主流的社交软件分享给身边的人，在便利他人的同时，满足用户的创造乐趣。用户可通过手机app联网搜索选择在线菜谱，然后机器人的互联网设备可接受指令，进行烹饪，手机app支持提前预定时间功能，用户可提前预定时间，机器人将在制定时间自主启动进行操作，手机app还支持互联网装置的自我定义功能，用户可通过手机上app自主定制菜谱，机器人互联网端将接收到信号，进行自主烹饪。手机app分享功能分为两个部分，第一部分为引用他人的菜谱部分，如果引用由同款app分享的菜谱机器可通过识别功能进行识别，最终自动生成菜谱，如果通过其他方式的分享，则需要利用自定义模式手动输入；第二部分为分享他人，手机app可与主流社交软件合作，直接跳转至社交软件进行分享。自定义菜谱程序主要由机器人官方提前内置的做法进行排序，设置时长等操作完成，最后的设置功能提供该显示器装置互联网wifi信号，字体大小等基本设置选项。

在本发明中，当用户对烹饪不知所措，拿不出主意的时候，由于本发明中包含手机app，用户可直接打开手机app在上面直接浏览，手机app后台采用大数据与自主学习算法，将针对用户的日常选择菜系与浏览记录个性化地推荐适合用户的菜系，如果用户对操作系统针对性的菜谱不感兴趣，同时由于该手机app与主流社交软件向适应链接，用户也可通过该软件了解朋友的推荐菜系，进行品尝。

本发明由于基于互联网功能，系统后台将会不断挖掘完善用户流量最大的菜谱，通过专业的测试给出专业的菜谱，当用户确定之后，系统会生成完整的菜谱的指南推荐，其包括选材的方法，洗菜时最适合的温度等用户需要自己需动手完成的详细指导，当用户手机确定以后，一体化厨房机器人会进入准备状态。如果用户在家中或手机app出现问题时进行操作，可以通过机器人自带的人机交互设备(显示屏)进行选择，其界面处理效果与推荐与手机app大体相似，用户同样可以通过显示器进行选择决定。

当需要进行菜要烹饪时，首先将菜肴进行清洗后放入具有臭氧的洗菜消毒装置(3)，启动洗菜消毒装置(3)后，该装置自动旋转并释放清水与臭氧，于清洗结束后，将洗好的菜取出，放置于自动传料装置(11)，自动传料装置(11)通过传送带将按菜顺序放入菜板上，启动一体化机器人，机器人将通过机器视觉技术，根据选择的菜谱自动调整削切装置(5)的位置，控制电机进行切菜处理，当一项菜品切好后，根据菜谱进行自动加料，同时控制自动翻炒锅装置(7)以及自动炊具铲(8)进行炒菜翻炒动作，当前期准备充足后再通过传送带将菜品倒入锅中，进行翻炒动作时，下方机械短臂会自动夹紧锅具把手进行翻炒颠勺等动作，，最终完成翻炒。当用户享用完毕时，将碗盘进行表面去异物处理后放入自动清洗装置，最终完成清洗消毒操作。

图12为本发明一种一体化厨房机器人的控制方法的步骤流程图。如图12所示，本发明一种一体化厨房机器人的控制方法，包括如下步骤：

步骤s1，于菜品洗好后，通过人机交互设备获取用户选定的所要进行自动烹饪的菜谱。在本发明中，人机交互设备可提供若干内置的常见菜谱，也可通过通信模块从互联网或用户的移动终端(例如手机)获取菜谱。

步骤s2，将菜品放置于自动传料装置进行传动，于接收到削切启动信号时根据用户选定的菜谱生成削切控制信号至削切装置以控制削切。在本发明具体实施例中，削切启动信号可以通过用户主动产生，即通过于人机交互设备上设置一削切启动信号的按键，当菜品通过传送装置传送至菜板位置时，按下该按键即可产生削切启动信号，控制单元则根据选择的菜谱生成削切控制信号至削切装置，通过机器视觉技术，结合菜谱要求，控制横向刀与纵向刀的运动进行切割，例如根据菜谱要求控制菜品切成片状还是块状，每块的长度等等，当然削切启动信号也可以通过于削切装置设置监测单元实现，当监测单元监测到菜品到达菜板时，反馈一削切启动信号至控制单元，则由控制单元根据选择的菜谱生成削切控制信号至削切装置控制其削切。

步骤s3，于接收到烹饪启动信号时根据用户选定的菜谱生成烹饪控制信号至自动翻炒锅装置、自动炊具铲以及加料容器，以控制其根据菜谱实现菜品的自动烹饪。在本发明具体实施例中，该烹饪启动信号一般根据用户主动产生，但本发明不以此为限。

优选地，于步骤s3后，还包括如下步骤：

将碗盘进行表面去异物处理后放入自动清洗装置，利用自动清洗装置最终完成清洗消毒操作。

综上所述，本发明一种一体化厨房机器人及其控制方法通过柜体(100)，并柜体100上设置有水池(1)、洗菜消毒装置(3)、自动下排风抽油烟机(9)、自动传料装置(11)，水池(1)上方设置水龙头(2)，自动下排风油烟机(9)上设置自动翻炒锅装置(7)，自动翻炒锅装置(7)上方设置自动炊具铲(8)以及加料容器(6)，于柜体100内的容置空间内设置自动清洗装置(10)以及储存柜(12)，并利用人机交互设备的人机交互实现菜品自动烹饪的目的。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。