家用電器、家用電器安排和烹飪系統的製作方法

2023-09-15 20:47:25

在恆定自動化的過程中，無線技術也越來越多地進入家庭環境中。具體而言，在廚房環境中，自動化烹飪程序變得越來越複雜，這也需要更複雜的傳感器技術以記錄烹飪過程並且控制烹飪參數。在使用感應灶具的環境中，線纜可能是不合適的，因為它們可以吸收感應能量並且發熱。另一方面，感應灶具的加熱區發出的高頻電磁波可以幹擾無線通信。從而，需要允許正確無線通信的解決方案，同時，對於操作者來說是可靠的並且可監督的。

文件de102012210846a1披露了家用電器的操作裝置。操作裝置被感應地聯接到供電單元，並且該操作單元可以將感應功率水平傳遞到該供電單元以便控制對該操作單元的功率供應。總之，披露了操作單元與供電單元之間用於感應能量的反饋控制。

未獲知其他相關的先前技術。

本發明是基於提高家用電器(例如廚房灶具)的可靠性的問題的，尤其是當無線傳感器用於控制烹飪過程的進展、相應地參數時。

這個問題是通過根據權利要求1所述的家用電器、根據權利要求9所述的家用電器安排、以及根據權利要求14所述的烹飪系統解決的。

在多項從屬權利要求中給出了本發明的進一步發展。

有利地，根據本發明的家用電器(例如廚房灶具)結合技術上簡單的解決方案以控制該灶具的正確操作和在該灶具處的傳感器信息的可用性。有益的是，根據本發明的解決方案不要求額外零件而只需要對現有零件進行修改。從而，與現有的解決方案相比，該解決方案是可靠的並且對製造而言不會更複雜，同時對該烹飪過程提供更好的信息和控制。

有益的是，根據本發明的實施例的家用電器(例如廚房灶具)的進一步發展，使用接收器中的放大器，該放大器提供放大因數作為信號強度信息的值。從而，可獲得接收信號的適當調節過程中要求的信息供進一步使用，並且不需要採取額外措施、相應地不需要提供傳感器。

有益的是，根據本發明的實施例的家用電器(例如廚房灶具)的進一步發展，存在電子電路，例如相應的控制器，該電子電路被適配成處理信號強度信息以產生指示信號。以此方式，在提供附加信息以保護烹飪過程的正確操作時，已經存在於先進的廚房灶具中用於控制烹飪功能和自動化烹飪程序的部件可供進一步用於為烤箱的顧客和操作者提供額外益處。

有利地，根據本發明的實施例的家用電器(例如廚房灶具)的進一步發展，指示器被構造成顯示器。以此方式，可以提供可見信息用於對廚房灶具和無線附接傳感器單元的正確操作進行監督。

有益的是，根據本發明的實施例的家用電器(例如廚房灶具)的進一步發展，專用天線配備有特定幾何特性，因為這種天線尤其適合可靠地用於廚房環境中，並且有益的是，這種天線可以是由金屬板技術上簡單製造的並且從而不會對廚房灶具造成高昂的額外費用。

有利地，根據本發明的實施例的家用電器(例如廚房灶具)的進一步發展，天線在ism頻帶(即工業、科學和醫學頻帶)的頻率範圍內(例如433.05mhz到434.79mhz、902mhz到928mhz、2.4ghz到2.5ghz)操作。其他頻率也是可想到的。在這個頻率範圍內，可靠的無線通信是可能的，尤其考慮到在感應灶具處的操作。

有利地，根據本發明的實施例的家用電器(例如廚房灶具)的進一步發展，各種指示是逐步可實施的，諸如指針計量器、條形顯示器或者數字顯示器。

有利地，根據本發明的實施例的家用電器(例如廚房灶具)是感應灶具和/或包括超外差接收器。以此方式，現代烹飪技術可以與可靠的接收器結合，同時允許容易地提供放大因數作為信號強度信息。烤箱、洗碗機、冰箱、洗衣機或者滾筒式乾衣機在這個上下文中也可以被認為是家用電器。

有利地，根據本發明的家用電器(例如烹飪裝置)包括根據本發明的廚房灶具以及通過無線通信線路聯接的傳感器裝置。以此方式，可以對該傳感器裝置的正確操作進行監督並且因而從整體上提高烹飪過程的可靠性，同時保護自動化烹飪程序的正確操作，這些自動烹飪程序可以使用傳感器裝置提供的傳感器信息。

有益的是，根據本發明的實施例的家用電器(例如烹飪裝置)的進一步發展，該傳感器裝置是溫度傳感器和/或風味傳感器。以此方式，有益的是，可以提高對特定飯菜的烹飪過程和自動化準備的控制，並且由於可靠性性得到提高，可以提供更好的烹飪結果。

有利地，根據本發明的實施例的家用電器(例如烹飪裝置)的進一步發展，該傳感器裝置包括感應能量的接收器，如以此方式，當感應灶具用於烹飪時，不需要單獨電源、尤其是蓄電池。

有利地，根據本發明的實施例的家用電器(例如烹飪裝置)的進一步發展，該傳感器裝置本身還包括用於指示無線通信線路的正確操作的指示器。以此方式，例如當操作者攪拌食物或者使用鍋具時，他可以直接被告知通信狀況，例如可以提供綠色發光二極體或者可以使用振動致動器警告使用者檢查進一步的信息或者控制傳感器裝置在灶具上的正確定位。

有利地，根據本發明的烹飪系統提供簡單的解決方案以告知使用者在廚房灶具與傳感器裝置之間的無線通信線路的正確操作。以此方式，實施和製造起來是相對簡單的，同時，適配本廚房灶具的努力有限。

有益的是，根據本發明的烹飪系統的實施例的進一步發展，該傳感器裝置還允許指示存在微弱的無線通信，由此能夠立即警告使用者檢查所有的烹飪參數。

隨後，基於這些附圖中所示的多個實例來進一步說明本發明，在附圖中：

圖1示出了天線的側視圖；

圖2示出了天線的俯視圖；

圖3示出了廚房電器的示意性表示；

圖4示出了烹飪裝置的實例；

圖5示出了信號強度信息的指示的實例；

圖6示出了一種類型的天線；並且

圖7示出了另一種類型的天線。

如圖1所示，可以有益地形成本發明的實施例的一部分的天線裝置100包括由左側形狀130和右側形狀120組成的成型部分。在此，天線裝置100在其最寬部分處測量為優選地約100mm、更優選地102mm並且最優選地101.5mm。

這些成型部分具有彎曲，下面的圖2中更近距離地示出了該彎曲。左側成型部分130和右側成型部分120是由包括舌片160的狹縫分開的，該舌片連接至同軸饋電器155。優選地，該狹縫具有的總寬度約為20mm、更優選地24mm並且最優選地23mm。有益的是，舌片160用於進一步適配天線裝置100的發射特性。因此，在天線裝置100的不同實施例中，舌片160可以具有不同的比例。

在天線本體較短的設計中，舌片160在狹縫內終止。根據這個結構的天線本體的總長度約為160mm、更優選地156mm並且最優選地158.5mm。相應地，該共振部分的長度約為145mm、更優選地141mm並且最優選地143.5mm。有益的是，舌片160具有的長度約為60mm、更優選地64mm並且最優選地62mm。優選地，該舌片從其外端向內包括向下朝向接地平面105伸出的臺階。優選地，這個臺階用於為同軸饋電器附接連接件。有益的是，該臺階從舌片160的水平向下延伸約5mm、優選地5.5mm，具有的長度約為8mm、優選地8.5mm並且與舌片160的寬度相符。另一方面，不含臺階的此實施例中的舌片的長度從而約為51.5mm、更優選地55.5mm並且最優選地53.5mm。在左側成型部分130與右側成型部分120之間的這個位置，在此有益地提供了藉助於同軸電纜的饋電。左側成型部分130由絕緣間隔件150有益地支撐，並且右側成型部分120由絕緣間隔件140有益地支撐。接地平面105與共振結構之間的距離約為14mm、更優選地10mm並且最優選地12mm。

在天線本體較長的另一個天線中，舌片160在狹縫之外終止。根據這個構造的天線本體的總長度約為173mm、更優選地169mm並且最優選地171.5mm。相應地，該共振部分的長度約為158mm、更優選地154mm並且最優選地156.5mm。有益的是，舌片160在此具有的長度約為86.5mm、更優選地90.5mm並且最優選地88.5mm。優選地，該舌片從其外端向內包括向下朝向接地平面105伸出的臺階。優選地，這個臺階用於為同軸饋電器附接連接件。有益的是，該臺階從舌片160的水平向下延伸約5mm、優選地5.5mm，具有的長度約為8mm、優選地8.5mm並且與舌片160的寬度相符。另一方面，不含臺階的此結構中的舌片的長度從而約為78mm、更優選地82mm並且最優選地80mm。

進一步地，梯形形狀110可以被識別，該梯形形狀從狹縫的末端延伸至位於緊鄰天線裝置100的左端的矩形部分170處的臺階。有益的是，在兩個天線構造中，梯形形狀110具有的長度約為64.8mm、更優選地88.8mm並且最優選地66.8mm。

同樣，可以識別接地平面105。緊鄰該接地平面的是接地連接部分165和矩形部分170。該矩形部分具有高度190並且該接地連接部分具有寬度182。

有益的是，寬度182約為13mm、更優選地17mm並且最優選地15mm。

有益的是，高度190約為10mm、更優選地14mm並且最優選地12mm。

如所描繪的，梯形形狀110在進入矩形部分170的彎頭190處終止。

圖2示出了有益地形成本發明的實施例中的一部分的天線裝置的俯視圖200，該天線裝置例如基本上類似於心形。在此，還可以看到在成型部分下面的接地平面105。進一步地，圖2描繪了絕緣間隔件225和215的頂端，這些絕緣間隔件分別將右側成型部分120和左側成型部分130與接地平面105進行機械連接。此外，左側成型部分130具有彎曲255並且右側成型部分120具有彎曲250。有益的是，這個彎曲被實施成橢圓形截面。該彎曲可以與約為48.75mm、優選地52.75mm、最優選地至50.75mm的半徑相符。橢圓形提供了關於天線裝置的共振部分的寬度改變的良好變化，並且從而允許了寬帶發射和接收特性。

此外，在附圖中示出了梯形形狀110。如可以看到的，接地連接部分165分別由其螺釘230和235固定至接地平面105。就所希望的發射/接受特性方面而言，天線裝置在其左端、彎頭190處具有合適的寬度290。

有益的是，寬度290約為52mm、更優選地56mm並且最優選地54mm。

有利的是，接地連接部分165的寬度對應於彎頭的寬度290。不過，其可以更小，約為32mm、更優選地36mm並且最優選地34mm。

進一步地，可以看到，通過在舌片160處的同軸電纜210提供饋電器155。天線裝置的狹縫可以被提供成左狹縫275和右狹縫270的形式。然而，這兩個狹縫還可以被看成是被舌片160分開的一個狹縫。優選地，在較短的天線裝置的結構中，該狹縫具有的長度284約為74.7mm、更優選地78.7mm並且最優選地76.7mm。

有利的是，在較長的天線裝置的實施例中，該狹縫具有的長度284約為78mm、更優選地82mm並且最優選地80mm，並且分別具有寬度280、282，這些寬度對於左狹縫275和右狹縫270可以是不同的。有益的是，左側寬度280加上右側寬度282一起約為21mm、更優選地25mm並且最優選地23mm。優選地，舌片的寬度286被適配於發射頻率並且測量約為3.8mm、更優選地5.8mm並且最優選地4.8mm，因此總體上約為5mm。

總之，天線設計是技術上簡單的、易於製造的並且提供寬帶特性。

對應的天線可以優選地被設計成用於在ism頻帶(即工業、科學和醫學頻帶)的頻率範圍內(例如433.05mhz-434.79mhz、902mhz-928mhz、2.4ghz-2.5ghz)進行發射/接收。其他頻率範圍也是可想到的。具體地，頻率通常與wi-fi通信或無線lan相關。

就其尺寸方面而言，還可以容易用於與家用器具、尤其是廚房器具(如灶具)結合以便與可以結合家用器具、對應地廚房灶具結合使用的傳感器進行通信。例如由左側成型部分130、右側成型部分120以及梯形成型部分110組成的橢圓錐形共振金屬板允許增加天線裝置的天線帶寬，並且因此準許例如在灶具與無線傳感器之間進行通信。

如圖3所示，根據本發明的實施例的廚房設備300具有天線裝置100、烹飪容器310。進一步有益的是，通過能夠與天線裝置100進行無線360通信的烹飪傳感器350使該廚房設備完整。這有益地提供了最小構型，以便將傳感器應用適配在廚房環境中，並且尤其使以便使用傳感器改善烹飪結果並且由一般消費者來控制烹飪結果。

如圖4所示，根據本發明400的實施例的烹飪裝置有益地包括感應灶具300、傳感器裝置350、烹飪鍋具310以及無線通信線路360。進一步地，示出的是呈感應線圈430、440、450和460形式並且與之關聯的烹飪區。同樣在這種情況下，示出的是兩個天線410和420。這些天線優選地在ism頻帶中操作並且可以在限定的這個工業、科學和醫學頻帶(例如從330.06mhz至334.79mhz、以及902mhz至928mhz、同時從2.4ghz至2.5ghz頻率範圍)的頻率範圍內進行發射/接收。當然，其他頻率範圍也是可想到的。有益的是，該天線也可以被設計成在wi-fi頻帶的頻率內操作，因為這是通常可供使用的技術、廣泛使用的且可靠的。因此，在家用環境中實施這種技術不是過度複雜的。

具體地，在發射電磁波的感應線圈存在時並且在感應烹飪時，為了烹飪和在無線通信電路360上使用電磁波的目的，必須滿足在感應線圈發射的電磁波之間沒有產生幹擾的條件。

進一步地，包括接收器485，也示出了指示器480，該指示器也可以是聲響指示器或簡單led或者例如具有手柄的、示出接手的信號強度的計量器，該手柄呈充電棒(barcharge)或者七段數字顯示器(sevensegmentdigitsdisplay)的形式。也可以存在控制器，該控制器可以從接收器有益地接收呈放大因數形式的信號強度信息並且將其處理成在指示器480上指示的信號強度信息。

輸入鍵470也被描述成允許輸入烹飪參數以控制廚房灶具300，例如啟動烹飪區430至460中的一個特定烹飪區，或者例如通過也激活傳感器與廚房灶具之間的無線通信線路開始自動話烹飪程序，以便監督特定烹飪參數(諸如溫度)，或者在該傳感器配備有味道傳感器時接收關於食物味道的信息，以便進一步允許對有待準備的食物適當調味並且控制結果。

傳感器裝置350可以配備有線圈以便接收烹飪區430-460發出的感應能量並且允許以此方式對傳感器進行能量供應。另一方面，傳感器可以配備有發射器/接收器以便通過無線通信線路360傳遞信息，相應地接收來自廚房灶具的控制器465的控制信息。具體地，傳感器裝置350也可以配備有指示器，諸如燈、聲學指示器或振動裝置，以便指示需要關於有待準備的食物的行動或者為了指示無線通信線路有些問題和例如有區別地定位該傳感器，以便改善無線通信線路。

使用根據本發明的例如優選實施例的烹飪裝置允許以方便的方式適當地監督該烹飪裝置的操作，同時，提高自動化烹飪過程的可靠性，例如通過廚房灶具對烹飪參數的監督，因為可以快速識別出故障並且可以通過使用者採取具有正確效果的對策以確保正確的操作。接收器485可以例如根據超外差原則來操作，例如指示使用自動化增益控制動態地放大中間放大階段，該放大因數作為無線通信線路上的所接收的信號強度的值。

如圖5所示，可以用不同形式實施所接收的信號強度的指示。在此，示出了若干替代方案500。例如，具有指針525的經典儀器520可以指示所接收的信號強度。另一方面，可以使用通過呈現不同長度的條棒指示無線信號的接收信號強度的條形圖。在此，示出了短條棒530、長條棒532、中型條棒534以及長條棒536以指示按引用數字的序列的更低或更高的接收信號強度。另一方面，也可以給出呈七段顯示形式的信號強度信息。因而，例如，根據用於顯示信息的段元素的數量，可以示出0與100之間的任何值。在最大接收信號強度方面，也可以給出百分比指示。進一步地，可以使用其他光學或音響裝置以告知使用者廚房灶具的無線通信線路的正確信息。

如圖6所示，可以有益地形成根據本發明的實施例的一部分的天線裝置600包括導向器630、反射器610和散熱器620，零件之間的距離可以與天線600的接收/發射的波長λ有關。散熱器與發射器640之間的距離可以是0.25λ；並且散熱器與導向器650之間的距離可以是0.13λ。任何其他關係是可想到的。在現有技術中，這種安排也被稱為八木-宇田天線。

如圖7所示，可以有益地形成根據本發明的實施例的一部分的另外的天線裝置700包括發射器/接收器710、左臂730和右臂720，這些臂的長度可以與天線700的接收/發射的波長λ有關。兩個天線臂的長度750一起可以例如相當於0.5λ的總長度；可以想到適應諸如天線設計的特徵的、與波長的任何其他關係。可以進一步描述與天線700相關聯的電場740。在現有技術中，這種天線又被稱為八木-宇田天線。

從以上描述中清楚的是任何合適天線或天線的組合可以無限制地用於實施本發明。

參考符號清單

100天線裝置的側視圖

130左側成型部分

120右側成型部分

155饋電器

150左側絕緣間隔件

140右側絕緣間隔件

160舌片

110梯形部分

165接地連接部分

170矩形部分

106接地平面

200天線裝置的俯視圖

255左側彎曲

250右側彎曲

215絕緣間隔件的頂部

225絕緣間隔件的頂部

210同軸饋電電纜

270右狹縫

275左狹縫

284狹縫的長度

288舌片的長度

286舌片的寬度

280左狹縫的寬度

282右狹縫的寬度

235在接地連接部分處的螺釘

230在接地連接部分處用於與接地平面105連接的螺釘

240成型部分的左端

290成型部分的左端的寬度

300廚房設備

310蒸煮容器

350傳感器

360無線通信

410，420天線

430，440，

450，460感應烹飪區

470輸入鍵

480指示器

485接收器

475控制器

400烹飪裝置

500指示器

505，508，

510七段顯示

520，525具有指針指示器的儀器

530，532，

534，536條形圖指示

600八木-宇田天線

610反射器

620散熱器

630導向器

6400.25λ

6500.13λ

700偶極天線

710發射器

720，730天線右臂和天線左臂

740電場

7500.5λ