智能家用自动炒菜机设计

李子林 王玉勤 刁赛 曾植意 李瑞琪

摘 要：随着时代快速发展和生活节奏加快，出现了炒菜难、没时间做饭等一系列问题。本文围绕智能家居建设，设计了一种智能家用自动炒菜机。炒菜机通过互联网的连接，获取大量可行的菜谱以及炒菜方案，通过装置的智能调控，进行智能炒菜。所设计的炒菜机不需要人为过多的参与，解放了人类的双手，节省了时间，减少了资源的浪费，提升了生活品质。

关键词：智能;炒菜机;自动;家用

随着人民物质生活水平的不断提高，层出不穷的菜品充实着人们的生活，但由于社会不断的发展，生活节奏的逐渐加快，大部分人不愿花费时间去做饭[1-3]。根据相关数据显示，有44%的年轻人一周做饭时间不到2天，43%的消费者每周去餐厅消费5次，甚至有19%的人从不在家中做饭。针对上述现象，外卖等一系列符合当下年轻人生活方式的消费品应运而生，但外卖不仅价格贵，且乱象丛生的外卖当中各种商家的食品安全质量也很难得到保证。对于上述问题，本文设计的智能家用自动炒菜机，根据菜谱数据信息，放入相应食材，实现在炒菜机内部自动控制装置的调控下，对各种所需菜品进行制作，方便简洁，无需人工过多干涉，节约了时间和资源，达到提升生活品质的

目的。

1 智能家用自动炒菜机装置结构简介

智能家用自动炒菜机主要由工作调控装置、食材调料添加装置以及外部加热控制装置三部分组成，如图1所示。工作调控装置由齿轮传动机构、带传动机构、固体调料添加机构和控制结构所组成，传动机构带动搅拌装置对食材进行制作，并添加相应固体调味料。食材调料添加装置由丝杆传动机构、食材推进机构、液体调料添加机构以及智能控制机构组成，通过丝杆的转动带动螺旋机构升降和推进机构移动，达到将食材自动运送到炒菜锅中的目的。通过调节内部智能控制丝杆的转动速度，控制食材的加入顺序及速度，控制相关液体调料的添加时间与用量，保证装置运行的合理性，提升菜品质量。

2 智能家用自动炒菜机装置工作原理

智能家用自动炒菜机装置利用自动化控制的方式，免去了人工的参与，节约了时间与资源，并且提高了菜品的可制作性，在操作者放入相关食材以及调料后，通过装置上的液晶显示屏调控相关参数，放下搅拌装置。开始制作后，根据内部传感器对加热温度等相关参数进行调控，装置通过食品调料添加部分控制，对食材进行逐一添加。搅拌装置速度通过智能化控制，使食材均匀受热;同时对调料的添加时间进行智能控制以达到控制添加量的目的。

3 工作调控装置结构设计

工作调控装置，主要用于控制搅拌机构旋转以及对固体调料的添加，由壳体支架、带轮传动机构、搅拌机构、固体调料添加机构等部分组成[4]，如图2所示。

3.1 壳体支架结构设计

壳体支架主要由下部金属支架和上部塑料盖板组成，其中最上层的盖板可以自由开闭，便于调料的添加和机器内部相关零件的维修和更换[5]。下部金属支架主要作用是承载固体调料添加机构以及相关控制模块，金属支架底板开口运用铰链机构，起到添加相关调料以及安全防尘的作用。

3.2 带轮传动机构结构设计

采用带轮传动机构可以实现做菜自动化、无人化和智能化[6]。带轮传动机构运用伺服电机进行带动，根据控制模块的内部相关设定，驱动伺服电机转动，在锥齿轮的配合下，通过带轮转动带动传送带进行运转。设定相关参数控制转动速度以及停留位置，从而使固体调料盒精准停留在出料口。利用内部计算调控停留时间，精准把控调料加入时间，实现对调料加入量的精确控制。带轮传动机构如图3所示。

3.3 搅拌机构结构设计

装置运行过程中，为了实现食材的均匀受热，搅拌装置可以设置不同的转速，通过伺服电机驱动锥齿轮运转，带动搅拌装置旋转。在控制模块的控制下，根据不同食材调节转速，使食材均匀受热，搅拌棒由一根直线杆和一根弧线杆组成，便于食材的制作，免去了人为手动翻炒的过程，搅拌装置如图4

所示。

4 食材调料添加装置结构设计

食材调料添加装置由壳体、丝杆传动机构、推进机构、液体食材调料添加口、控制模块组成，主要作用于对食材的放置和根据食材烧制顺序自动加入相应食材、纯净水和相关液体调料，其如图5所示。食材调料添加装置从上到下，首先是食材添加盒，通过伺服电机带动丝杆转动，控制模块智能控制不同食材盒。根据内部参数设定，实现不同时间、不同速率下降，精准到达出料位置。通过伺服电机带动丝杆转动，在控制模块作用下，使推进板准确从固体食材添加口推出相应食材。液体调料和纯净水盒在后盖板打开后，由外部人为加入相关调料与纯净水。固体食材添加口采用铰链连接，便于活动，提升了装置的稳定性，降低了加入食材的难度，并起到一定的防尘作用。

3-食材调料添加部分 24-推进机构 25-推送板 26-食材盒 27-丝杆 28-液体调料和纯净水盒29-控制模块

5 外部加热控制装置结构设计

炒菜机外部加热控制装置由壳体、炒菜锅、加热底座构成，如图6所示。利用内部智能控制模块设定相关温度，通过压力传感器反馈于控制系统，增加了使用的安全性，提升了制作菜品的效率与口感。同时，也可通过人为操作外部控制屏对相关参数进行设定，加大了自制菜品的可研发性。炒菜锅由不锈钢制成，平底结构有利于均匀受热和搅拌。

6 结论

（一）本文设计的智能家用自动炒菜机，通过内部智能自动化控制，对各种所需菜品进行快速制作，简单方便，无需人工调控，节省了時间，提高了食材的口感。

（二）结合现今较为成熟的电子控制技术，通过装置的智能调控以及外部控制，便于研发相关菜品，提升菜品的可制作数量与可制作性，提升了生活品质。

参考文献：

[1]时强胜，刘世豪，陈世平.基于CAD和PLC协同的智能炒菜机设计[J].食品工业，2018，260（5）：252-256.

[2]吴春诚，王梁梁.一种新型环保自动炒菜机的设计[J].集成电路应用，2019，36（4）：87-88.

[3]廖义德，祝俊，邹军军，等.智能炒菜机颠锅机构研究[J].常熟理工学院学报，2014（2）：91-94.

[4]韦巍.智能控制技术[M].北京：机械工业出版社，2004.

[5]汤蕴璆，史乃.电机学[M].北京：机械工业出版社，2001.

[6]濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2013.

通讯作者

基金项目：省级大学生创新创业项目“智能家用自动炒菜机”（项目编号：S201910380061）;安徽省基层教研室示范项目“机械设计制造及其自动化教研室”（项目编号：2018jyssf032）;安徽省“六卓越、一拔尖”卓越人才培养创新项目“机械设计制造及其自动化卓越工程师教育培养计划”（项目编号：2018zygc031）;巢湖学院校级虚拟仿真实验教学中心项目“数控加工虚拟仿真实验教学中心”（项目编号：ch18xnfz02）;巢湖学院校级特色专业项目“机械设计制造及其自动化”（项目编号：ch17tszy01）。