炒菜機(jī)關(guān)鍵機(jī)構(gòu)研究與設(shè)計(jì)

1、摘要目前，食品工業(yè)逐漸發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)。本文以提高烹飪自動(dòng)化水平為目標(biāo)設(shè)計(jì)一種全自動(dòng)炒菜機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)炒菜和遠(yuǎn)程控制炒菜，模擬名廚制作出美味可口的菜肴。論文對(duì)炒菜機(jī)的實(shí)現(xiàn)方案和設(shè)計(jì)過(guò)程做了深入的分析，重點(diǎn)研究了炒菜機(jī)工具及鍋具兩關(guān)鍵機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與控制等問(wèn)題。在研究當(dāng)前國(guó)內(nèi)外炒菜設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，提出自動(dòng)炒菜機(jī)的技術(shù)要求。結(jié)合炒菜工藝將人工炒菜動(dòng)作進(jìn)行分解并研究實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作的機(jī)構(gòu)，對(duì)每一種機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析比較，確定合

2、理的實(shí)現(xiàn)方案。針對(duì)選定的設(shè)計(jì)方案建立數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)特性可視化仿真程序，通過(guò)改變機(jī)構(gòu)相關(guān)特征參數(shù)，分析其運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，根據(jù)分析結(jié)果優(yōu)選設(shè)計(jì)方案。運(yùn)用Solidwks軟件，對(duì)方案進(jìn)行建模、仿真，得到其位移、速度、加速度等動(dòng)力學(xué)特征參數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化篩選，為試驗(yàn)樣機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。采用模塊化的編程思想，設(shè)計(jì)炒菜機(jī)控制程序。將每一種炒菜動(dòng)作封裝為單個(gè)模塊，便于PC機(jī)和PLC聯(lián)合控制。重點(diǎn)研究了基于模塊化思想的炒菜機(jī)控

3、制程序的開(kāi)發(fā)問(wèn)題。1緒論緒論1.1課題概述課題概述1.1.1課題來(lái)源課題來(lái)源應(yīng)深圳繁興科技有限公司委托，研制能夠自動(dòng)烹調(diào)部分中式菜肴，達(dá)到中式烹調(diào)技法要求的自動(dòng)炒菜機(jī)。1.1.2研發(fā)背景研發(fā)背景烹飪，就是將被烹調(diào)物以炒、爆、煎、炸、燒、蒸、溜等各種主要烹調(diào)技法加熱至預(yù)期火候狀態(tài)，輔以調(diào)味品，達(dá)到預(yù)期的甜、酸、苦、辣等口味和香、脆、酥、嫩等風(fēng)味效果。烹飪的開(kāi)始也就是人類文明的開(kāi)始。勞動(dòng)人民在長(zhǎng)期的生活實(shí)踐過(guò)程中，細(xì)心觀察、不斷總結(jié)，積累了

4、豐富的經(jīng)驗(yàn)，使中國(guó)烹飪?cè)谠系倪x擇、烹飪方法以及菜肴的色、香、味、形等方面都帶有鮮明的中國(guó)特色。烹飪的目的是為滿足各類人群的飲食和健康需要，為人們提供營(yíng)養(yǎng)、衛(wèi)生、富有風(fēng)味特色和品種多樣的食品。實(shí)現(xiàn)這—過(guò)程的一個(gè)重要條件是烹飪器具及相關(guān)設(shè)備。智能烹飪機(jī)能夠?qū)N房這個(gè)“大容器”中的廚事操作活動(dòng)全部濃縮在其中進(jìn)行，從而將人們從煩雜的烹飪?nèi)蝿?wù)中解脫出來(lái)，輕松便捷地獲得有著隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，食品工業(yè)逐漸發(fā)展成為一個(gè)很大的產(chǎn)業(yè)，為人們提供先進(jìn)

5、的自動(dòng)化食品機(jī)械。目前世界上還沒(méi)有一種實(shí)用的能完成中式菜肴制作的自動(dòng)烹調(diào)設(shè)備問(wèn)世，無(wú)論在家庭和飯店，中式菜肴的烹制都主要靠人工來(lái)完成，用自動(dòng)烹調(diào)設(shè)備烹制中式菜肴還基本上是空白。市場(chǎng)上炒菜機(jī)大多功能少、自動(dòng)化程度不夠高。出現(xiàn)這類現(xiàn)象的主要原因是設(shè)計(jì)者缺乏對(duì)烹飪技術(shù)和烹飪工藝全面而深刻的掌握以及現(xiàn)有的技術(shù)還不足以克服自動(dòng)烹飪的關(guān)鍵問(wèn)題或難點(diǎn)。目前，以西餐為主的國(guó)家已經(jīng)有很多食品自動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械，如皮薩餅、奶酪、漢堡、薯?xiàng)l、沙拉、雞塊、肉排等自動(dòng)

6、生產(chǎn)線。在國(guó)內(nèi)，電磁爐，微波爐，光波爐，電飯煲，電烤箱等烹飪輔助器件在人們?nèi)粘Ｉ钪卸己艹Ｒ?jiàn)[47]。但這些工具，均不具備智能炒菜功能，在現(xiàn)有技術(shù)中，廚房里使用的各種機(jī)器僅能代替人的部分工作，大量的烹飪工作仍需要人們手工完成。查閱了國(guó)內(nèi)大量的專利，下面是市面上現(xiàn)有的一些炒菜機(jī)，大致分為三類。1)簡(jiǎn)單攪拌型該類產(chǎn)品采取工具攪拌的方式加工菜肴，鍋具不動(dòng)或很少運(yùn)動(dòng)。通過(guò)改進(jìn)普通工具的形狀或運(yùn)動(dòng)方式，采用機(jī)器人技術(shù)，控制調(diào)節(jié)機(jī)器手各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，

7、使其能完成類似于人工炒菜的動(dòng)作，例如聚攏，擠壓等。這類設(shè)備的鍋具基本上都做成桶狀，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單地旋轉(zhuǎn)晃動(dòng)從而使菜在鍋里旋轉(zhuǎn)翻滾。雖然它們?cè)诠ぞ哌\(yùn)動(dòng)上做了改進(jìn)，能夠炒制某類菜肴，但是鍋具動(dòng)作過(guò)于簡(jiǎn)單，采用旋轉(zhuǎn)攪拌只能炒制塊狀小顆粒且不易破碎的菜肴。圖11所示單頭偏心攪拌炒鍋，電機(jī)帶動(dòng)工具在鍋內(nèi)旋轉(zhuǎn)，工具采用偏心固定在曲柄上，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋內(nèi)物料的攪伴。圖12中工具的軸向與其旋轉(zhuǎn)方向成一定角度，從而在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中達(dá)到偏心的效果，利用工具

8、在公轉(zhuǎn)的同時(shí)自轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生對(duì)鍋內(nèi)物料的攪拌。圖13所示多頭偏心攪拌炒鍋采用蒸汽加熱，具有四只攪拌頭對(duì)物料進(jìn)行更充分、更均勻的攪拌，無(wú)需人工炒制，鍋體可以傾斜，方便出入料，還可以根據(jù)客戶需要配制溫度傳感器對(duì)加熱溫度和加熱狀態(tài)進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控。圖14是多頭燃?xì)鈹嚢璩村?，該產(chǎn)品采用天然氣、液化氣或管道煤氣等燃?xì)饧訜?，利用四只攪拌頭在鍋內(nèi)自由伸縮，對(duì)物料進(jìn)行充分、均勻的攪拌，無(wú)需人工參與，鍋體可傾，出入物料方便。根據(jù)需求還可配制智能的溫度傳感器進(jìn)行