摘 要：現(xiàn)代化智能廚房可以根據(jù)使用者的設(shè)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(diào)節(jié)所需火候，在烹調(diào)過程中選擇恰當(dāng)時機(jī)按照烹調(diào)技法所要求的順序依次投放各種食材、進(jìn)行翻動和盛出等基本操作。現(xiàn)代化智能廚房具有自動化、標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化等多種優(yōu)勢，在不遠(yuǎn)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(guān)鍵詞：智能；全自動；程序化；機(jī)械化

1 現(xiàn)代化智能廚房的設(shè)計(jì)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?yàn)樘]有時間做飯；有的年輕人表示不做飯是因?yàn)樽鲲垥r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(dú)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(fèi)錢，也存在衛(wèi)生問題。經(jīng)濟(jì)上的壓力，對衰老的恐懼、精力的不濟(jì)，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(shè)計(jì)出了現(xiàn)代化智能廚房?，F(xiàn)代化智能廚房能夠?qū)N房這個“大容器”中的廚事操作活動全部濃縮在其中進(jìn)行，從而將人們從煩雜的烹飪?nèi)蝿?wù)中解脫出來，只需使用者在手機(jī)或觸摸屏上選出喜歡的菜單，現(xiàn)代化智能廚房便可以自動實(shí)現(xiàn)從選擇食材到完成烹飪的全過程?，F(xiàn)代化智能廚房可以將烹調(diào)物以炒、爆、煎、炸、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。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(jié)省了很多外出就餐的費(fèi)用，也消除了衛(wèi)生方面的擔(dān)憂。

2 本設(shè)計(jì)的研究內(nèi)容

本設(shè)計(jì)主要完成“現(xiàn)代化智能廚房”自動選擇食材、洗菜、切菜、烹飪等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。使“現(xiàn)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(jī)遠(yuǎn)程）設(shè)定菜單及炒菜時間。到達(dá)定時時間后，機(jī)械手從冰箱中逐次取出設(shè)定菜單所選食材（每次取一種）及調(diào)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(shè)定好的規(guī)格并落入保鮮盒中，由機(jī)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(diǎn)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(jī)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(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

現(xiàn)代化智能廚房由四個工作站構(gòu)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(shè)計(jì)用到的主要技術(shù)

“現(xiàn)代化智能廚房”用到的主要技術(shù)有：

觸摸屏應(yīng)用技術(shù)：在本系統(tǒng)中的作用是完成本系統(tǒng)觸摸屏的編程以及觸摸屏與PLC的連接。

自動檢測技術(shù)：在本系統(tǒng)中的作用是對系統(tǒng)所用傳感器進(jìn)行選型及安裝。

電機(jī)與拖動技術(shù)：在本系統(tǒng)中需要完成的任務(wù)是對各環(huán)節(jié)所使用的電動機(jī)進(jìn)行速度調(diào)節(jié)及位置控制。

變頻器技術(shù)：在本系統(tǒng)中的作用是對系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)使用到的電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速，使各電動機(jī)的運(yùn)行速度與系統(tǒng)的整體運(yùn)轉(zhuǎn)速度相匹配。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)：在本系統(tǒng)中的作用是為整個系統(tǒng)的研究開發(fā)與應(yīng)用打下必要基礎(chǔ)。

液壓與氣動技術(shù)：在本系統(tǒng)中的作用是對炒菜環(huán)節(jié)注油管、注水管、臟水排出進(jìn)行回路設(shè)計(jì)，并負(fù)責(zé)各工作站機(jī)械手臂伸出和收回的氣壓傳動控制。

電子技術(shù)： 在本系統(tǒng)中的作用是負(fù)責(zé)所有信號的濾波電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)。

電子線路CAD：在本系統(tǒng)中的作用是對已經(jīng)設(shè)計(jì)好的濾波電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行電腦制圖并設(shè)計(jì)相應(yīng)的印制電路板。

電氣控制與PLC技術(shù)：在本系統(tǒng)中的作用是完成系統(tǒng)各環(huán)節(jié)每步動作的PLC程序設(shè)計(jì)。

信號分析與處理：在本系統(tǒng)中的作用是信號的濾波電路、放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。

自動控制原理及系統(tǒng)：在本系統(tǒng)中的作用是對系統(tǒng)進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)，優(yōu)化系統(tǒng)性能。

工控組態(tài)與現(xiàn)場總線技術(shù)： 在本系統(tǒng)中的作用是對系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控以及完成工作站之間的通訊設(shè)計(jì)。

5 現(xiàn)代化智能廚房設(shè)計(jì)方案

5.1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案

現(xiàn)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(jī)械手、自動洗菜機(jī)、自動切菜機(jī)組成，自動烹飪工作站的核心結(jié)構(gòu)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(tǒng)、濾汽裝置、油煙控制系統(tǒng)、控制機(jī)構(gòu)、鼓氣裝置、內(nèi)膽、外殼組成。當(dāng)手機(jī)或觸摸屏向控制器PLC發(fā)出工作命令后，PLC控制系統(tǒng)中的各組成部分按部就班的工作。系統(tǒng)工作原理圖如圖2。

5.2 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案

整個系統(tǒng)的工作流程按如下步驟進(jìn)行，如圖3。

6 結(jié)束語

在中國邁向現(xiàn)代化的進(jìn)程中，健康、環(huán)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(biāo)?，F(xiàn)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。

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作者簡介：趙慧嫻（1983-），女，山西省臨汾人，內(nèi)蒙古機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣工程系專任教師，講師，碩士學(xué)位，研究方向：控制工程。