自动烹饪机器人的外部组成部分有盖锅系统,锅具运动机构,搅拌机构,投料机构。控制系统包括外部中断和内部中断。
盖锅系统是自动烹饪机器人的重要组成部分,能够实现简单方便的盖锅、起盖等一系列简单操作。盖锅机构安装在搅拌系统上,此方案是根据日常生活的习惯设计出来的,锅盖通过板和丝杠上的螺母相连接,通过电机带动丝杠旋转,实现螺母的上下移动,从而实现锅盖的上下移动,
锅具运动机构:实现锅具的水平移动和翻转
(a)锅具水平移动部分
锅具水平移动是机器人的基础部分,锅具翻转机构也要安置在上面。锅具水平移动机构承载的机器人总量为60㎏。此设计是通过电机带动曲柄摇杆机构,从而实现锅具的水平移动功能。
(b)锅具翻转部分
锅具翻转部分完全置于锅具水平移动导轨之上。为使设计的简洁,锅具翻转采用联轴器使电机与锅具旋转轴直接连接,这样通过电机带动轴转动,实现了锅具的翻转。
搅拌机构:搅拌过程分为两个部分,一是通过电机带动齿轮旋转,齿轮带动齿条从而实现搅拌的纵向移动。二是通过电机带动主轴旋转从而实现搅拌这一功能。
投料机构:实现料盒水平移动和翻转。
通过电机带动丝杠的旋转,使螺母副在丝杠上水平来回移动,料盒固定在螺母副上,这就实现了料盒水平移动。料盒的翻转则是通过电机带动主轴的旋转来实现的。
内部中断系统设计
直流电机的转动主要是给电机各绕组按一定的时间间隔连续不断地按规律通入电流,步进电机才会旋转,时间间隔越短,速度就越快。在这个系统中,这个时间间隔是用定时器重复中断一定次数产生的,即调节时间间隔就是调节定时器的中断次数,因而在定时器中断程序中,要做的工作主要是判断电机的运行方向、发下一个脉冲,以及保存当前的各种状态。
外部中断系统设计
外部中断所要完成的工作是根据按键次数,改变速度值存储区中的数据(该数据为定时器的中断次数),这样就改变了直流电机的输出脉冲频率,也就是改变了电机的转速。速度增加按钮S2为INT0中断,其程序流程为原数据,当值等于7时,不改变原数值返回,小于7时,数据加1后返回;速度减少按钮S3,当原数据不为0,减1保存数据,原数据为0则保持不变。在此设计中,对烹饪机器人的重要组成部分进行了大量的计算,得出该设计的可行性,并从中选择更为优良的方案,进行改进设计,对机构的各个环节进行优化。在对开题报告阶段的设计思路进行总结分析后,选择合适的材料,对使用材料的受力进行分析校核。并对设计中的标准件进行计算和强度校核。在刚度足够的情况下,完成烹饪机器人的自由移动和作业。
利用三维建模软件inventor建立实体模型,运用软件对实际建模得到的传动机构进行受力分析,对传动结构进行优化设计。目的是为了提高设计效率,缩短整个机构的设计周期,在满足实际需要的前提下降低设计成本,具有很高的经济价值。我国的烹饪机器人研究起步较晚但成果还是比较突出,相信在相关研究人员的共同努力下,我国的烹饪机器人行业必将会迎来更加灿烂辉煌的明天。