全自动煮饭机器人研究及产品开发

项目负责人：付正庭

项目联系人：付正庭  342197651@qq.com

项目组成员：杨保民、潘典国、周忠宝、何新华、周亚、雷俊、区达理、邓家华、杨应彬等

单位：广东美的生活电器制造有限公司

项目背景及研究意义

取米、洗米与煮饭是烹饪米饭的三个主要部分。传统电饭煲只能实现单一的“煮食”功能，用户在使用电饭煲时，需要提前取米、洗米，这使得搭载于电饭煲上的远程操控等智能化功能，受到很大的使用限制。将取米、洗米与煮饭三大功能相结合，将自动米水配比、智能调节米饭口感等功能集成于饭煲，并结合智能物联网技术，实现整个煮饭过程的全自动化，简化用户煮饭步骤，节省烹饪时间，是项目研究的主要目的。

项目介绍

基于用户在煮饭流程中的操作，对米从米箱到内锅中的各步骤进行智能自动化研究，高容积率米仓、米量自动识别、互易式双螺旋风力推送下米、破泡激振流态化自动水洗米等技术成果，实现了储米、量米、送米、洗米、下米和精准加水等功能的全自动化。在智能化方面，研究不同米种在吸水、沸腾时间及火力大小等多个参数下形成的不同米饭烹饪曲线；米种图像识别技术可根据米种的不同进行相应米水配比；烹饪自学习技术可根据用户的口感反馈（口感偏软或偏硬），在下次煮饭时通过增减水量实现口感智能调节；结合多段IH加热技术，让内锅底部和侧面交替大功率加热实现米粒充分翻滚，提升米饭烹饪效果；搭载语音交互系统、App远程控制等智能互联技术的应用，提高产品人机交互性。产品结构剖面如图1所示。

图1 产品结构剖面图 

项目优势

（1）研究双螺杆下料高积率储米仓结构，分析影响螺杆送米流量的旋转角速度、直径、凹槽深度和宽度等参数，结合定量容杯，实现大米均匀精准量取，经第三方检测，量米平均偏差仅0.31%，稳定度达到98.52%，优于人工量米。

（2）研究神经网络深度学习的米种智能识别技术，针对各种大米进行拍照训练构建数据模型，使用时通过米仓上的摄像头进行图片比对并得出米种信息，目前已实现5大产区14类大米的识别。结合不同米种的米水配比、米饭烹饪曲线、口感调节等技术功能，提升米饭烹饪效果，多项参数明显提升。经第三方检测，米饭膨胀率达到233%、粘性达到642.89 g.s、挥发香气达到0.0724 μg/g。

（3）研究风力输送大米到洗米仓，确定了满足米粒输运工作要求的管道风速、米粒运输临界速度，为风机选型和风机的风速控制提供依据；同时设计半椭球体配合进出口大倒角的半梭式容杯实现送米自动化。

（4）基于破泡激振的流态化理论，研究高效气泡振动水洗米方案，设计带进气流道和排水流道的双层洗米盒结构，以及风力推动、刮米器刮米和水冲刷三个方案结合的下米方案，实现洗米更干净、杯壁不残留米。经第三方检测2次洗米浊度（NTU）为56.2，优于工业标准洗米2次的浊度。

项目成果

项目实现饭煲取米、洗米、煮饭的自动化操作，相比传统饭煲，改善了用户量米、加水等一系列人为因素对煮饭的影响，提升米饭烹饪效果。储米及量米送米系统、洗米及下米系统、智能识别系统等已形成从技术研发到专利发明、标准制定、软硬件平台开发的一整套体系。在全自动等多项技术方面申请海内外发明专利，整个系统布局100多项专利，已有半数以上获得授权。