自动烹调机及其控制系统技术方案

一种自动烹调机的控制系统，其特征在于：所述的控制系统包括测量烹调火候的各种理／化参变量的传感器、处理器以及执行机构，所述的处理器根据自身或外来输入的烹调控制程序，对传感器的测量数据进行处理后，指令所述的执行机构进行各种烹调操作。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及烹调机械的领域，具体地说，涉及一种自动烹调机及其控制系统。
技术介绍
烹调技法尤其是中式烹调的技法变化繁多，其中主要烹调技法包括炒、爆、煎、炸、烧、蒸、溜、煮等，各种烹调技法的实质是采用各种加热方式使不同的被烹调物经过不同搭配以及各种预期火候状态后，烹调得到千变万化的具有不同口味特点和风味效果的各种菜式；从口味上有甜、酸、苦、辣、咸之分别，从风味上说有香、脆、酥、嫩之效果。迄今为止，烹调仍然主要是一种经验和手工为主的技艺，中国烹调技法尤其是这样，烹调技法之所以具有如此大的经验特性和难度，关键在于烹调的技法尤其是中国烹调技法，除了用料搭配具有特别的文化历史特色外，在其中起到担纲统率作用的还是各种烹调技法尤其是中国烹调技法对烹调火候独到的掌握与利用；因为，静态的用料搭配是很容易学到的，也很容易实现自动化，而动态的根据相应的火候时机投料、翻动、移出、冷却等却是非常难以掌握的技术，也难以总结，因此到目前为止，市场上还没有出现一种真正自动化的烹调机尤其是中式自动烹调机即全过程无须人手操作、自动实现各种主要烹调技法尤其是中式烹调技法、出品达到烹调技法要求、且品质稳定的装置。本专利技术人对“火候”进行了长期细致的琢摸分析，发现“火候“概念主要包括如下两大相关难点其一是加热强度与过程加热强度与过程是烹调火候概念的关键内容之一粗浅地讲，加热强度是加热温度/热量与加热时间的乘积效应，加热过程是温度/热量变化的速度或加速度以及阶段；在原、辅料相同的情况下，加热强度与过程恰到好处对于菜肴和其它烹调食品的质量起决定作用。加热强度与过程不当，“过火”或“欠火”，则不是老就是生。可以肯定地说，加热强度与过程是决定投料时机、实现多种烹调方法和不同风味的首要条件，加热强度与过程拿不准，投料时机不对，各种烹调技法无法实现，风味效果也无法达到，因而失去各种技法和风味的特色。加热强度与过程，是厨师火候火功的第一技术，也是最难掌握的技术，是衡量厨师技术水平的重要标准，也是自动烹调能否成功的关键。因此，若要实现自动烹调，首先需要解决的就是如何使自动烹调机能自动控制火候中的加热强度与过程。其二是火候时机与操作在控制火候中的加热强度与过程的基础上，响应加热强度与过程创造的时机进行各种烹调基本操作，即所谓的火候时机与操作的概念；火候时机与操作是实现主要烹调技法的另一关键方面，须使自动烹调机能够按照烹调技法和所烹调品种的要求进行各种烹调基本操作，例如按照烹调技法和所烹调品种的要求在正确的加热强度与过程创造的时机条件下按照正确顺序进行物料自动投放、以类似厨师通常使用的翻拌、小翻、大翻和划散等烹调基本翻动方式自动对被烹调物进行翻动，以及在烹调过程中按照烹调技法的要求自动盛出和再投放被烹调物料等。当然，要做好各种菜肴的烹调，还有许多问题要解决，但就一台烹调机而言，其主要须解决的问题就是以上的两大方面，上述两大问题解决好了，其他形形色色问题均能迎刃而解。根据上述深入分析得到的观点，我们研究下述的现有技术在制造全自动的烹调机问题上，有人曾提出在锅底或锅外壁安装温度传感器。例如中国国家知识产权局公告的第99224470.6号、名称为“微电脑控制炒锅”的技术专利，提出在锅体外壁上安装温度传感器。但由于热阻的存在、各物体的导热系数不同及传热过程滞后等原因，锅内被烹调物和传热介质的温度与锅外壁的温度不同，而且它们之间的因果变化关系也不一定是线性的。安装在锅体外壁上的温度传感器只能测量锅外壁的温度，并不能准确及时测量锅内被烹调物的温度。因而不能准确及时测定被烹调物的火候状态。一个典型的例子就是蒸，被蒸物品的温度与变化与锅外壁的温度和变化相差甚远。火候控制的控制对象是锅内被烹调物，而不是锅外壁。只有同时直接精确测量锅内被烹调物的温度才能达到准确及时判断和控制火候的目的。上述第98232677.7号专利提出用光电控制卡控制加料器工作电机和炒锅工作电机，驱动加料器按菜肴烹制程序时间依次将各配份菜、料包袋打开并将内中的菜、料等分送至锅内，并驱动炒锅沿锅面轴匀速旋转，使锅内菜料得以被充分翻炒和均匀受热。中国国家知识产权局公告的第98109123.7号、名称为“自动饭菜机”的专利技术专利，提出把电磁离合器、电磁阀、电饭锅、电机、总电源等开关接入程序控制器中，按照烹调需要编制程序，用琴键传递指令以控制整个烹调过程。根据上述我们对于“火候”概念的深入分析可以发现，这些控制方式所存在根本性的缺陷，都在于没有找到准确检测被烹调物火候状态的方法和精确有效控制火力的手段，物料投入和翻动等机构的动作方式和动作时机只能是按照主观静态设定的程序进行，没有动态地反映正确控制的核心因素——被烹调物的火候状态。因此，现有技术中的控制系统显然无法实现各种烹调技法对控制对象——被烹调物的火候状态进行动态精确控制的要求。
技术实现思路
针对现有技术的上述缺点，本专利技术所要解决的技术问题是要提供一种能够根据不同菜肴的要求，动态地设定加热强度与过程和协调控制各种操作系统，并能根据设定的加热强度与过程，动态地掌握好烹调火候时机进行相应操作的自动烹调机的控制系统及相应的自动烹调机。为此，本专利技术的技术解决方案包括一种自动烹调机的控制系统，其特征在于所述的控制系统包括测量烹调火候的各种理/化参变量的传感器、处理器以及执行机构，所述的处理器根据自身或外来输入的烹调控制程序，对传感器的测量数据进行处理后，指令所述的执行机构进行各种烹调操作。所述的控制系统包括火候控制分系统、投料控制分系统、物料翻动控制分系统；所述的控制系统还包括对所述的各控制分系统进行协调控制的中央协控模块，该中央协控模块与所述的各控制分系统构成集成式控制系统或/和相对独立的协调控制分系统。所述的中央协控模块、中央协控模块与所述的控制分系统之间、所述的各控制分系统内部的传感器、处理器以及相应的执行机构之间包括单环或/和多环、开环和/或闭环和/或半开环和/或半闭环的控制连接关系。所述的传感器与所述的处理器包括从属于或/和相对地从属于各控制分系统的分传感器、分处理器和从属于或/和相对地从属于中央协控模块的中央传感器、中央处理器。所述的火候控制分系统包括测量传热介质和/或被烹调物料和/或其执行机构以及烹调炉具的各种理/化参变量的火候系统传感器、火候处理器、加热强度调节器；火候处理器根据所属传感器的测量数值进行处理后向加热强度调节器发出调节指令；同时，其他的控制分系统在中央协控模块的协调控制下完成各自相应的配合操作。所述的控制系统还具有直接的前馈分系统，该前馈分系统是由包括环境参/变量传感器、初始物料参/变量传感器以及相关机件的参/变量传感器在内的前馈传感器与前馈预处理器相互连接组成，且该前馈预处理器也连接到所述的分系统输入/输出端口；所述的前馈预处理器根据各前馈传感器输入的参/变量的类型/性质，将各种即时参/变量的测量值或处理值输出到有关各控制分系统，对有关各控制分系统进行操作初始化。所述的中央协控模块具有接入局域网或国际互联网的通信端口或/和本地人机对话所需的端口界面，这种为本地人机对话的端口界面包括有线或/和无线数据显示器屏和输入键盘。所述的执行机构包括调节器与执行器；所述的调节器包括电气式、电磁式、机电一体式、机械传动式、液压式的调节器，所述的执本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动烹调机的控制系统，其特征在于所述的控制系统包括测量烹调火候的各种理/化参变量的传感器、处理器以及执行机构，所述的处理器根据自身或外来输入的烹调控制程序，对传感器的测量数据进行处理后，指令所述的执行机构进行各种烹调操作。2.如权利要求1所述的自动烹调机的控制系统，其特征在于所述的控制系统包括火候控制分系统、投料控制分系统、物料翻动控制分系统；所述的控制系统还包括对所述的各控制分系统进行协调控制的中央协控模块，该中央协控模块与所述的各控制分系统构成集成式控制系统或/和相对独立的协调控制分系统。3.如权利要求2所述的自动烹调机的控制系统，其特征在于所述的中央协控模块、中央协控模块与所述的控制分系统之间、所述的各控制分系统内部的传感器、处理器以及相应的执行机构之间包括单环或/和多环、开环和/或闭环和/或半开环和/或半闭环的控制连接关系。4.如权利要求3所述的自动烹调机的控制系统，其特征在于所述的传感器与所述的处理器包括从属于或/和相对地从属于各控制分系统的分传感器、分处理器和从属于或/和相对地从属于中央协控模块的中央传感器、中央处理器。5.如权利要求2所述的自动烹调机的控制系统，其特征在于所述的火候控制分系统包括测量传热介质和/或被烹调物料和/或其执行机构以及烹调炉具的各种理/化参变量的火候系统传感器、火候处理器、加热强度调节器；火候处理器根据所属传感器的测量数值进行处理后向加热强度调节器发出调节指令；同时，其他的控制分系统在中央协控模块的协调控制下完成各自相...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小勇，李伟光，刘水波，郭雨荣，黄文波，张锈娟，张金，董海平，
申请(专利权)人：深圳市爱可机器人技术有限公司，
类型：发明
国别省市：