唐經(jīng)緯 匡珺潔 李美珍

摘要：隨著科技的發(fā)展，烹飪機器人已經(jīng)問世，但其智能識別稱量系統(tǒng)仍是其難點，本文旨在設計一種能智能識別調(diào)料種類，并能對相應調(diào)料進行稱量的簡單系統(tǒng)，其能有效解覺調(diào)料識別過程中調(diào)料屬性復雜而導致的辨識難度大和因大量使用傳感器而造成的制造成本過高等問題。

關鍵詞：烹飪機器人；調(diào)料識別；稱量

引言：

中餐聞名世界，在不少國家和地區(qū)都倍受青睞。然而放入調(diào)料的多少，全靠做飯者自己的把控了，沒有統(tǒng)一的標準。而生活中不會做飯的大有人在，隨著烹飪機器人的出現(xiàn)，得到很多人的追捧，然而機器人的調(diào)料智能識別稱量系統(tǒng)的設計問題，亟需解決。

1、調(diào)料智能識別稱量系統(tǒng)在烹飪機器人的進一步發(fā)展上有重要的作用。隨著自動化的不斷發(fā)展，以及人們對生活水平要求的不斷提高，智能烹飪機器人被大規(guī)模使用。但目前的智能烹飪機器人在調(diào)料的識別和稱量上面仍有很多的不足，比如為了識別某些特殊調(diào)料，而不得不使用很多的傳感器，不僅成本高，而且在廚房的特殊環(huán)境里面，使用壽命不高。因此，筆者針對此問題，設計了一套簡單的調(diào)料智能識別稱量系統(tǒng)。

2、調(diào)料識別稱量結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)

2.1識別功能

調(diào)料的性質(zhì)多種多樣，不能單純地使用顏色、濕度等常規(guī)物理量來識別，因此需要將每種調(diào)料專門地賦予另一種便于識別的屬性。

本設計將不同的調(diào)料分裝在不同的調(diào)料盒中，不同調(diào)料盒在與機架的接觸部位有不同的凹陷，機架上與調(diào)料盒接觸部位有四個輕觸開關。當調(diào)料盒放置在機架上時，機架上的輕觸開關會有部分被按下，調(diào)料盒放下時，輕觸開關的狀態(tài)代表著不同的調(diào)料，四個輕觸開關可出現(xiàn)16種不同的狀態(tài)，即可以識別16種不同的調(diào)料，當有更多種類的調(diào)料時，還可以增加輕觸開關的數(shù)目。

本產(chǎn)品使識別調(diào)料系統(tǒng)成模塊化，可以根據(jù)需要進行調(diào)料盒的增減以及調(diào)料數(shù)量的改變，而且可根據(jù)自己喜好進行設置，使其更加人性化。同時終端將記錄使用者的調(diào)料使用情況，進行學習，了解使用者的喜好，并可進行健康膳食的提醒。

2.2、稱量功能

調(diào)料識別完成后，需要將不同的調(diào)料稱量出來。因此采用絲桿螺母結(jié)構(gòu)，通過驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn)的步進電機上的編碼器記錄絲桿旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，判斷稱量盤所處位置，每次來回運轉(zhuǎn)過后的回程差可以被抵消，而且絲桿螺母機構(gòu)在快速運轉(zhuǎn)時，非常平穩(wěn)，不會出現(xiàn)調(diào)料灑出的情況；并通過絲桿螺母上的壓力傳感器，傳回數(shù)據(jù)至控制終端，調(diào)料質(zhì)量達到一定值后，關閉調(diào)料盒中的開關。開啟絲桿螺母上的電機，使凸輪旋轉(zhuǎn)，讓與絲桿螺母一條邊線鉸接的稱量盤傾斜，將調(diào)料倒入鍋中。

調(diào)料倒入鍋內(nèi)之后，對稱量盤自動進行清洗，電機反轉(zhuǎn)，稱量盤復位，壓力傳感器數(shù)據(jù)保存至終端之后，進行示數(shù)清零，一次稱量結(jié)束。本設計使調(diào)料的稱量準確，對稱量盤進行實時清洗，保證其口味的正宗，而且可以根據(jù)自己喜好隨時更改，同時保存的數(shù)據(jù)可以進行機器學習，更好的了解使用者的口味愛好，并可以推薦健康美味的膳食搭配。

3、系統(tǒng)控制

使用者給烹飪機器人下達烹飪命令，終端通過分析菜譜將所用調(diào)料進行分析整合，下達給智能識別稱量調(diào)料系統(tǒng)，智能識別出所需的調(diào)料和所用的重量，識別和稱量配對進行，將所有調(diào)料準備好，等待下一步指令；當需要加調(diào)料時，終端只需發(fā)出指令，就可將調(diào)料及時加入，加完之后，智能識別稱量調(diào)料系統(tǒng)復位。

4、整體結(jié)構(gòu)實現(xiàn)原理

調(diào)料盒放置在機架上，機架上有給調(diào)料盒內(nèi)部電機供電的接口，當機架上的輕觸開關被按下后，識別出調(diào)料的種類，并通過調(diào)料盒內(nèi)部的電機打開調(diào)料盒的出口，像稱量盤中添加調(diào)料，當絲桿螺母上的壓力傳感器傳回的數(shù)據(jù)達到相應值后，關閉調(diào)料盒出口，稱量盤傾倒調(diào)料。當完成第一個調(diào)料盒中調(diào)料的添加后，絲桿旋轉(zhuǎn)一定圈數(shù)，到達下一個調(diào)料盒正下方，重復上次動作，完成稱量后，需將稱量盤移回第一個調(diào)料盤正下方傾倒，依次完成五個調(diào)料盒中調(diào)料的稱量。

結(jié)論：

調(diào)料的智能識別稱量對于烹飪機器人的進一步發(fā)展極為重要，由于在調(diào)料上識別稱量上技術(shù)的欠缺，很多烹飪機器人都只能通過人工添加調(diào)料，或者單純地采用液態(tài)調(diào)料而限制了烹調(diào)菜品的種類。因此，筆者通過將調(diào)料的識別轉(zhuǎn)移到調(diào)料盒的識別上，極大地減輕了調(diào)料識別的難度，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。

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