【正文】 由度的計(jì)算 由圖23不難看出，此機(jī)構(gòu)共有5個(gè)活動(dòng)構(gòu)件（即大帶輪V帶小帶輪推拉桿4與鍋鏟5），7個(gè)低副，沒有高副，故機(jī)構(gòu)的自由度為： 由此可以看出該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)，即只要電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，便可帶動(dòng)鍋鏟機(jī)械手運(yùn)動(dòng)。至于外觀設(shè)計(jì)，將在以后功能得到完善后，按照工業(yè)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)和審美的需要進(jìn)行改造。在中式烹調(diào)中，主要包括了42中烹調(diào)方法：炙、烤、烙、煎、炸、炒、熘、煮、蒸、勾芡等等。 檢測反饋裝置由檢測元件和相應(yīng)的電路組成，其作用是檢測速度、位移和溫度等。其組成框圖見圖21。自動(dòng)烹調(diào)的基本意義和目的就在于將被烹調(diào)物按照各種主要烹調(diào)技法加熱至預(yù)期火候狀態(tài)，達(dá)到預(yù)期口味和風(fēng)味效果。自動(dòng)烹調(diào)機(jī)的鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是通過機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)均勻翻炒，使鍋內(nèi)所有被烹調(diào)物均勻受熱的目的，同時(shí)保證鍋蓋翻轉(zhuǎn)十鍋蓋機(jī)構(gòu)和投料裝置不發(fā)生干涉。也正是由于中國烹飪操作的復(fù)雜性，并不是所有菜肴均能工業(yè)化、自動(dòng)化。要實(shí)現(xiàn)菜肴烹調(diào)自動(dòng)化，要滿足各類人群提出的不同口味菜肴的要求而進(jìn)行不同物料選取及連續(xù)烹調(diào)，保證現(xiàn)點(diǎn)現(xiàn)做及烹調(diào)水平穩(wěn)定，應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)烹調(diào)系統(tǒng)是可以 實(shí)現(xiàn)的。烹調(diào)工藝流程就符合這種特點(diǎn)。烹飪泛指食品（包括飲料）的制作生產(chǎn)；現(xiàn)代的烹調(diào)芝食品制作中的調(diào)和，即在材料的選取、配比、清洗、和切制等準(zhǔn)備階段已經(jīng)完成的基礎(chǔ)上，僅對材料進(jìn)行加熱、調(diào)和處理。那么什么是烹調(diào)？與烹飪又有何關(guān)系？怎樣實(shí)現(xiàn)烹調(diào)的自動(dòng)化？回答這些問題首先需要對烹調(diào)的概念有個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)。在今天的中國，作為西餐代表，“麥當(dāng)勞”和“肯德基”在快餐領(lǐng)域占領(lǐng)了非常大的市場，由于它們已經(jīng)使飲食快餐化，而且制作過程簡單、清潔，最重要的是實(shí)現(xiàn)了快餐的工業(yè)化，因而滿足了現(xiàn)代社會(huì)生活的要求。同時(shí)滿足鍋蓋翻轉(zhuǎn)與鍋蓋機(jī)構(gòu)和投料裝置不發(fā)生干涉，為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的商業(yè)化、實(shí)用化做好準(zhǔn)備。本人授權(quán)南昌航空工業(yè)學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度在烹飪自動(dòng)化帶來了方便和快捷的同時(shí)，隨著人們的生活水平的提高，飲食環(huán)境和飲食健康越來越被重視，然而絕大多數(shù)人只注重了中餐的色、香、味等表面屬性，對于真正重要的飲食安全和營養(yǎng)卻知直甚少，因而，自動(dòng)化烹飪系統(tǒng)為此提供了一個(gè)極好的解決辦法。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活節(jié)奏加快，中式烹飪也逐漸顯現(xiàn)出了它的缺點(diǎn)，即：選料考究、制作工藝復(fù)雜和制作環(huán)境不佳，使得烹飪費(fèi)時(shí)費(fèi)力且影響烹飪著的健康，從而制約了烹飪的發(fā)展。中式烹調(diào)的工程化改造決不否認(rèn)手工烹飪。烹飪自動(dòng)化的前提是標(biāo)準(zhǔn)化，也就是沒有標(biāo)準(zhǔn)化就沒有自動(dòng)化，標(biāo)準(zhǔn)化有利于將烹飪傳統(tǒng)技藝縱向傳給后人，橫向與世界各國交流；有利于加速烹飪學(xué)科建設(shè)，有利于 獲得知識(shí)產(chǎn)權(quán)，避免重復(fù)勞動(dòng)。本課題的具體要求主要包括：1. 自動(dòng)烹調(diào)機(jī)的鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)及尺寸滿足菜肴制作的要求。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。從縱向看，任何一種產(chǎn)品生產(chǎn)的原始狀態(tài)均是手工操作，隨著生產(chǎn)力懂得發(fā)展，一部分才轉(zhuǎn)向半機(jī)械化和機(jī)械化，從橫向看，發(fā)達(dá)國家的產(chǎn)品的機(jī)械化、自動(dòng)化較高，表現(xiàn)在食品加工上，一方面形成了現(xiàn)代工業(yè)化意義上的快餐行業(yè)，另一方面由于廚房機(jī)械自動(dòng)化程度提高而向人們提供加工品、半加工品的比重較大。同時(shí)，自動(dòng)化的品種和手工操作的品種在品質(zhì)上總有差別的。這兩個(gè)問題是本課題要解決的問題。對本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。其次，在第三章中完成了鍋定位方案的確定，實(shí)現(xiàn)了鍋旋轉(zhuǎn)和鍋蓋翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且以虛擬設(shè)計(jì)軟件SolidWorks作為開發(fā)平臺(tái)，繪制出模型圖。 Positioning Signature of Supervisor：1 緒論1．1國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢中國是一個(gè)有上下五千年歷史的文明古國，同樣也有著悠久的飲食文化，從原始人的茹毛飲血到今天發(fā)展成為魯、粵、川、淮揚(yáng)四大菜系，人們?yōu)榱俗龀鲞@些各式各樣的飯菜，也發(fā)明了各種烹調(diào)工具和方法。與東方人的飲食方式不同，西方人飲食方式簡單，制作的工藝流程也很簡單，可以說，他們的大量勞動(dòng)已經(jīng)被各種機(jī)器設(shè)備所代替。烹調(diào)的出現(xiàn)，使人們的飲食具有了超出果腹而滿足享受的意義。原料加成品的形態(tài)對于工藝機(jī)器的結(jié)構(gòu)具有一定的影響。這些設(shè)備都或多或少涉及到烹調(diào)的自動(dòng)化，而它們的功能單一，自動(dòng)化程度底，沒有實(shí)現(xiàn)集成化和智能化的功能，只是現(xiàn)有烹調(diào)設(shè)備的一個(gè)補(bǔ)充和輔助，嚴(yán)格上說仍不能算是自動(dòng)烹調(diào)機(jī)器，與食品業(yè)自動(dòng)化相比，明顯存在著自動(dòng)化程度布告的缺點(diǎn)。本課題研究的就是在無需人工干預(yù)的烹飪中烹飪機(jī)的鍋定位及鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。另一方面，從歷史看，無論社會(huì)文明發(fā)展到何種程度，手工操作的烹飪技法創(chuàng)造仍有很大餓需求，不可能也不必要全部自動(dòng)化，可以肯定地說，自動(dòng)化的產(chǎn)品永遠(yuǎn)不可達(dá)到手工操作的水平，手工技藝終將有很大的市場需求?？刂蒲b置采用PC加運(yùn)動(dòng)控制卡的結(jié)構(gòu)來構(gòu)件，以保證研究開發(fā)的速度和成功率，減少開發(fā)強(qiáng)度。描繪了一個(gè)實(shí)用化及自動(dòng)化的理想系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)菜肴和其它烹調(diào)食品的自動(dòng)烹調(diào)，但是也僅限于概念研究，并沒有去具體實(shí)現(xiàn)，不過對本文的研究具有很好的參考價(jià)值。包括進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元（主要有速度控制和位置控制）、進(jìn)給電機(jī)、鍋蓋翻轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)和鍋旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)單元等。（3）采用高效傳動(dòng)件。同時(shí)需要一個(gè)機(jī)架作為支撐載體將這些結(jié)構(gòu)結(jié)合為一個(gè)整體。其工作原理是電動(dòng)機(jī)主軸安裝在大帶輪1上，電動(dòng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)大帶輪旋轉(zhuǎn)，從而通過V帶2也帶動(dòng)小帶輪3運(yùn)動(dòng)起來，大、小帶輪均安裝在電機(jī)安裝板上。 2) 機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算：由圖24不難看出，此機(jī)構(gòu)共有3個(gè)活動(dòng)構(gòu)件（即電動(dòng)機(jī)小齒輪大齒輪3）4個(gè)低副，故機(jī)構(gòu)的自由度為 由此可以看出該機(jī)構(gòu)具有確定的運(yùn)動(dòng)，即只要電動(dòng)機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)，便可帶動(dòng)鍋旋轉(zhuǎn)。2）詳細(xì)闡述說明自動(dòng)烹調(diào)機(jī)的基本工作原理，并且對烹調(diào)機(jī)本體的各部分機(jī)構(gòu)（包括鍋鏟機(jī)械手、鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等）分別進(jìn)行分析。虛擬設(shè)計(jì)主要是開發(fā)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，建立產(chǎn)品的數(shù)字模型，用于整個(gè)企業(yè)的各個(gè)部門。有限元分析是用來檢驗(yàn)產(chǎn)品可靠性和性能的，它可以預(yù)測復(fù)雜零部件的應(yīng)力、變形、溫度等。SolidWorks與其它三維軟件相比，具有以下顯著的特點(diǎn)： （1）生動(dòng)的人性化用戶交互界面。并提供了孔選擇和插入標(biāo)準(zhǔn)螺栓，增加螺母墊片的“智能零件”和“智能裝配”功能。Photoworks插件提供了方便易用的、最佳品質(zhì)的渲染功能，可有效地展示概念設(shè)計(jì)，減少樣機(jī)的制作費(fèi)用。因此，良好的裝配設(shè)計(jì)和裝配性能，對保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低產(chǎn)品成本和提高市場競爭力具有十分重要的意義。這種設(shè)計(jì)過程充分利用計(jì)算機(jī)的優(yōu)良性能，最大限度地發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)潛力，最大限度地減少設(shè)計(jì)實(shí)施階段不必要的重復(fù)工作。設(shè)齒輪轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)鍋轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為60r/min，即n從=60r/min 設(shè)齒輪轉(zhuǎn)盤的直徑D從=200mm，則由公式 有： （31）齒輪轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)鍋旋轉(zhuǎn)所需要的功率Pw由公式： （32）取圓柱齒輪傳動(dòng)效率 η=故電動(dòng)機(jī)輸出功率 （33）所以，鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)選擇直流電動(dòng)機(jī)，采用直流電壓24V，參數(shù)說明見下表31： 表31 直流電機(jī)的基本參數(shù) Characteristic of direct current motivation parameter額定功率（kw）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）電動(dòng)機(jī)質(zhì)量（kg）額定電壓（V）125024由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可知?jiǎng)育X輪的轉(zhuǎn)速 n主=250r/min，則： （34）由參考文獻(xiàn)[20]查得圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍 i=3～6可知以上計(jì)算的傳動(dòng)比屬于該范圍，所以，電動(dòng)機(jī)選擇合適。中等或中等以下尺寸要求較高的齒輪常選用鍛造毛坯，可選擇鍛鋼制作。 ⑶ 材料選擇。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。這個(gè)問題主要是靠鍋蓋翻動(dòng)的杠桿設(shè)計(jì)來解決。由于鍋蓋重量較輕，且該翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速很慢，與軸承配合的電動(dòng)機(jī)的直徑為20mm，故選擇角接觸球軸承7204C，它可以同時(shí)承受徑向載荷及軸向載荷，也可以單獨(dú)承受軸向載荷。 2．完成了鍋定位方案及鍋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，能實(shí)現(xiàn)均勻翻炒，使鍋內(nèi)所有被烹調(diào)物均勻受熱。 1．首先是控制方面的問題，系統(tǒng)控制該選用什么樣的方案還需要深入研究； 2．在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行模塊化一體設(shè)計(jì)，在外觀設(shè)計(jì)時(shí)確保使用的方便性與安全性； 3．系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用要滿足可靠、平穩(wěn)和安靜的要求； 4．功能上具有聯(lián)網(wǎng)功能、自學(xué)習(xí)功能、可以自動(dòng)清潔。因此我要向劉文光老師表達(dá)我衷心的感謝！與此同時(shí)，還有很多的朋友和同學(xué)的關(guān)心、幫助讓我的學(xué)習(xí)生活得意順利進(jìn)行，在此一并表示誠摯的謝意！附錄Design of Friction Measurement System Introduction The design of friction measurement for welding wires follows the same rationale as any systematic experimental design [8]. Generally, the friction testing devices have several features in mon:(a) they provide a means to fix or support the two bodies for which friction data are desired,(b)they provide a means to move the bodies relative to one another in a controlled fashion,(c)they provide a means to apply a normal force, and (d) they provide a means to measure or infer the magnitude friction force, which opposes relative motion[2]. Within those broad requirements, friction measurement needs careful consideration of the way how friction data are acquired. Czichos has provided a detailed discussion of designing friction experiment in particular [8]. There are some factors involved in friction measurement design summarized in Table Table Important factors involved in designing friction measurement [2]Factor ConsiderationsPurpose of friction testing Simulation。 method of data recording。 preliminary screening Type of motion Can affect the value of friction measuredMacrocontact geometry Conformal。由此，自動(dòng)烹調(diào)機(jī)的發(fā)展實(shí)際就是一種用于烹飪的機(jī)器人系統(tǒng)，他的未來發(fā)展是機(jī)器人與信息家電的結(jié)合物，為人類的生活增添別樣的“酸甜苦辣”。 4．本課題研究了烹調(diào)的自動(dòng)化，在虛擬設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用下完成了各機(jī)構(gòu)零部件的繪制并將各零部件進(jìn)行裝配。3．6 小結(jié) 在前一章介紹基本理論、基本方法的基礎(chǔ)上，本章實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的參數(shù)化虛擬設(shè)計(jì)，完成了以下幾個(gè)方面： 1．完成了鍋定位方案的確定，實(shí)現(xiàn)了鍋旋轉(zhuǎn)和鍋蓋翻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并且以虛擬設(shè)計(jì)軟件SolidWorks作為設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)符合人的思維習(xí)慣，三維模型形象直觀。 圖33 鍋蓋翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)模型Fig. 33 The cover overturn mechanism電動(dòng)機(jī)的主軸通過聯(lián)軸器與另外一根軸連接穿過杠桿固定在安裝板上，軸的另一端套過滾動(dòng)軸承也固定在安裝板上。5．驗(yàn)算 （330） ，合適。 ⑷開式齒輪傳動(dòng)，由于齒輪主要為磨損失效，為使齒輪不致過小，故小齒輪不宜選用過多的齒數(shù)，一般可取Z1=17～20。③金屬制的軟齒面齒輪，配對兩齒面的硬度差應(yīng)保持為30～50HBS或更多。因此，對齒輪材料性能的基本要求為：齒面要硬，齒芯要韌。3．3 鍋定位的工作原理由于鍋鏟機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)限制在一個(gè)平面內(nèi)，顯然不能達(dá)到均勻翻炒，使鍋內(nèi)所有被烹調(diào)物均勻受熱的目的。隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，特別是實(shí)體造型功能和特征造型技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計(jì)者可以方便地設(shè)計(jì)出各種形狀的零件。本研究選取SolidWorks作為虛擬設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)，也正是基于以上幾個(gè)方面：他提供的特征管理樹可以使設(shè)計(jì)者對零部件的結(jié)構(gòu)特征有全面的了解。