現代化智能廚房

摘 要：現代化智能廚房可以根據使用者的設定自動完成選取食材、清洗蔬菜、切菜、烹飪等一系列動作，并且在烹飪時能夠任意調節所需火候，在烹調過程中選擇恰當時機按照烹調技法所要求的順序依次投放各種食材、進行翻動和盛出等基本操作。現代化智能廚房具有自動化、標準化、工業化等多種優勢，在不遠的將來一定可以步入千家萬戶，使整個廚房工作變得更加輕松與簡單。

關鍵詞：智能；全自動；程序化；機械化

1 現代化智能廚房的設計背景及意義

如今，大部分“80、90后”不做飯，有的年輕人表示不做飯是因為太忙沒有時間做飯；有的年輕人表示不做飯是因為做飯時會沾到油煙，會影響皮膚，長皺紋，會加速衰老；而有的年輕人則表示在單位里忙了一天，回到家里再忙著做飯，真覺得非常勞累。因此有74.46%的年輕人會選擇到父母家蹭飯，有10%左右的年輕人會選擇叫外賣或到餐廳就餐。但是“80、90后”都喜歡獨立，到父母家蹭飯讓他們感到尷尬，可是到外面吃或者叫外賣不僅費錢，也存在衛生問題。經濟上的壓力，對衰老的恐懼、精力的不濟，使得如何吃飯成為了年輕人不容忽視的問題。

為了解決以上問題，我們設計出了現代化智能廚房。現代化智能廚房能夠將廚房這個“大容器”中的廚事操作活動全部濃縮在其中進行，從而將人們從煩雜的烹飪任務中解脫出來，只需使用者在手機或觸摸屏上選出喜歡的菜單，現代化智能廚房便可以自動實現從選擇食材到完成烹飪的全過程。現代化智能廚房可以將烹調物以炒、爆、煎、炸、蒸、溜等各種主要烹調技法加熱至預期火候狀態，輔以調味品，達到預期的甜、酸、苦、辣等口味和香、脆、酥、嫩等風味效果。既滿足了年輕人可以在家吃到可口飯菜的愿望，又替年輕人節省了很多外出就餐的費用，也消除了衛生方面的擔憂。

2 本設計的研究內容

本設計主要完成“現代化智能廚房”自動選擇食材、洗菜、切菜、烹飪等環節的設計。使“現代化智能廚房”具有如下功能：使用者把各種菜放入冰箱的指定分格中，通過觸摸屏（或手機遠程）設定菜單及炒菜時間。到達定時時間后，機械手從冰箱中逐次取出設定菜單所選食材（每次取一種）及調料，取出的菜品放入自動洗菜裝置中清洗，清洗完成后通過傳送帶送至懸空式菜刀處切成程序設定好的規格并落入保鮮盒中，由機械手送至灶臺指定位置。所有的菜品都洗完切好依次擺放好后，煤氣灶自動點燃，注油管向炒菜鍋中注入適量食油，食油加熱后先炒菜鍋中倒入蔥蒜，加熱攪拌后依次倒入各種蔬菜并合蓋攪拌、適時翻炒，炒完后倒入保鮮盒中由機械手端上餐桌。注水管向炒菜鍋中注入清水清洗菜鍋，菜鍋洗干凈后將臟水倒掉。

3 系統的總體結構

現代化智能廚房由四個工作站構成，分別是“選擇菜單工作站”、“自動選取食材工作站”、“自動洗菜/切菜工作站”、“自動烹飪工作站”。如圖1。

4 本設計用到的主要技術

“現代化智能廚房”用到的主要技術有：

觸摸屏應用技術：在本系統中的作用是完成本系統觸摸屏的編程以及觸摸屏與PLC的連接。

自動檢測技術：在本系統中的作用是對系統所用傳感器進行選型及安裝。

電機與拖動技術：在本系統中需要完成的任務是對各環節所使用的電動機進行速度調節及位置控制。

變頻器技術：在本系統中的作用是對系統中各環節使用到的電動機進行調速，使各電動機的運行速度與系統的整體運轉速度相匹配。

工業機器人應用技術：在本系統中的作用是為整個系統的研究開發與應用打下必要基礎。

液壓與氣動技術：在本系統中的作用是對炒菜環節注油管、注水管、臟水排出進行回路設計，并負責各工作站機械手臂伸出和收回的氣壓傳動控制。

電子技術： 在本系統中的作用是負責所有信號的濾波電路、放大電路、A/D轉換電路的設計。

電子線路CAD：在本系統中的作用是對已經設計好的濾波電路、放大電路、A/D轉換電路進行電腦制圖并設計相應的印制電路板。

電氣控制與PLC技術：在本系統中的作用是完成系統各環節每步動作的PLC程序設計。

信號分析與處理：在本系統中的作用是信號的濾波電路、放大電路、A/D轉換電路進行設計。

自動控制原理及系統：在本系統中的作用是對系統進行合理的調節，優化系統性能。

工控組態與現場總線技術： 在本系統中的作用是對系統的運行進行監控以及完成工作站之間的通訊設計。

5 現代化智能廚房設計方案

5.1 系統的硬件設計方案

現代化智能廚房中選擇“菜單工作站”、“自動選取食材工作站”、“自動洗菜/切菜工作站”的主要硬件由全自動冰箱、自動機械手、自動洗菜機、自動切菜機組成，自動烹飪工作站的核心結構是自動炒菜裝置，它是一個綜合性的自動裝置，由上/下加熱器、攪拌系統、濾汽裝置、油煙控制系統、控制機構、鼓氣裝置、內膽、外殼組成。當手機或觸摸屏向控制器PLC發出工作命令后，PLC控制系統中的各組成部分按部就班的工作。系統工作原理圖如圖2。

5.2 系統的軟件設計方案

整個系統的工作流程按如下步驟進行，如圖3。

6 結束語

在中國邁向現代化的進程中，健康、環保、便捷和高品位的生活理念越來越深入人心，日益成為人們追求向往的目標。現代化智能廚房是原始廚房的一場革命，它的誕生可以使人們的生活變得更加輕松而健康。

參考文獻

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作者簡介：趙慧嫻（1983-），女，山西省臨汾人，內蒙古機電職業技術學院電氣工程系專任教師，講師，碩士學位，研究方向：控制工程。