1、烹飪機器人的用途是實現(xiàn)中餐烹飪,它通過一系列依時間先后順序連續(xù)執(zhí)行的機械動作來完成菜肴烹制,包括在合適的時間使用合適的烹調(diào)方法,以及在合適的時間添加合適的主料或輔料等。烹飪機器人的鍋具運動機構(gòu)是其最主要也是最復(fù)雜的機構(gòu),烹飪機器人主要通過它來實現(xiàn)諸如“炒”、“燒”等中餐烹調(diào)方法。設(shè)計鍋具運動機構(gòu)的機械動作即是設(shè)計機構(gòu)各關(guān)節(jié)的運動規(guī)律,從而使機構(gòu)的末端--鍋具能夠通過其運動實現(xiàn)給定烹調(diào)方法所規(guī)定的要求,然而由于鍋具運動機構(gòu)的自由度有限以及

2、鍋具運動空間的限制,鍋具運動機構(gòu)還無法直接模仿人手部動作,因此還不能從機器人逆運動學(xué)求解角度進行鍋具運動機構(gòu)的機械動作設(shè)計。
　　 本文研究的目的是通過示教的途徑利用示教者于真實的烹飪環(huán)境中產(chǎn)生的鍋具運動示教信息來設(shè)計鍋具運動機構(gòu)的機械動作,它的意義在于:1)機械動作設(shè)計是有依據(jù)的；2)鍋具運動示教信息承載有示教者的烹飪技藝；3)示教是一次完成的,它可以節(jié)約設(shè)計成本,特別是原材料成本；4)示教者可以對多種類型的鍋具運動機構(gòu)同時示

3、教。這一研究是作者在深期間以深圳市繁興科技有限公司生產(chǎn)的BS-A型烹飪機器人為示教對象并在該公司資助下完成的,所獲得的成果如下:
　　 1、設(shè)計了一種基于慣性技術(shù)和超聲波技術(shù)的鍋具運動位置和姿態(tài)測量裝置。該裝置在利用慣性技術(shù)測量鍋具運動過程中姿態(tài)變化時,并不采用目前應(yīng)用的諸如擴展卡爾曼算法等慣性傳感器和地磁傳感器數(shù)據(jù)融合算法,轉(zhuǎn)而采用REQUEST算法對慣性傳感器等數(shù)據(jù)進行融合,從而降低了加速度計因同時測量鍋具線加速度而造成的影

4、響；在利用超聲波技術(shù)測量鍋具運動過程中位置變化時,該裝置可以結(jié)合每一時刻測得的鍋具姿態(tài)得到該時刻鍋具上超聲波傳感器附近任意點相對于某一全局坐標(biāo)系的位置。
　　 2、設(shè)計了一種能夠準(zhǔn)確地識別出示教者示教過程中具有確定意圖的握有鍋具的手部動作的種類以及每種動作發(fā)生的起止時刻的方法。這一方法首先將上述識別過程轉(zhuǎn)化為在一條2維曲線上搜索代表待識別動作的曲線段(稱為曲線類型)的過程,而后將這條2維曲線分割為一系列的曲線片段與曲線類型進行比

5、較,這事實上已經(jīng)成為2維曲線識別問題。論文設(shè)計并比較了四種曲線識別方法,即基于曲線彎曲角特征和基于曲線對重心距離特征的模板匹配方法以及基于上述兩種特征的的模型匹配方法,其中所采用的模型為隱馬爾可夫模型,并且每種曲線特征采用了不同的隱馬爾可夫模型形式。實驗表明基于曲線對重心距離特征的模型匹配方法在識別精度上是最優(yōu)的,雖然其識別時間是最長的。
　　 3、提出了一種基于離散元的鍋具運動機構(gòu)的機械動作編制方法。這一方法以離散元作為工具建