仿人齒頜運循環(huán)食品機械特性檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]食品機械特性與其品質(zhì)間有著密切的聯(lián)系，目前，評價食品機械特性的主要方法是儀器評定法，通過質(zhì)構(gòu)儀模擬人口腔的咀嚼動作，對食物進行兩次咀嚼壓縮，質(zhì)構(gòu)儀雖然能夠用于評價食品的機械特性，但在運動形式上，與人類咀嚼運動存在很大的差別，人類咀嚼動作是通過下頌向下及向左右兩個方向運動共同完成的，而質(zhì)構(gòu)儀在試驗過程中僅對物料施加垂直方向的作用力，鑒于質(zhì)構(gòu)儀并不能準確的反映食品的機械特性，本發(fā)明專利提出了一種仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是基于人類咀嚼動作，提供一種仿人類咀嚼頌運循環(huán)動作實現(xiàn)食品機械特性檢測的仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置。
[0004]本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置，包括支架、仿生下頌、仿生牙齒、仿生上頌、固定頂桿、轉(zhuǎn)軸、套筒、步進電機和轉(zhuǎn)體，所述步進電機安裝在支架的頂部，所述步進電機的輸出軸的運動傳遞到轉(zhuǎn)軸上，由轉(zhuǎn)軸帶動仿生上頌轉(zhuǎn)動，所述套筒固定在支架上，所述仿生下頌固定連接在套筒上，所述轉(zhuǎn)軸穿過仿生下頌與仿生上頌連接，所述仿生牙齒安裝在仿生上頌上，所述固定頂桿固定在仿生下頌上，所述轉(zhuǎn)體與轉(zhuǎn)軸固定連接，所述轉(zhuǎn)體上端與固定頂桿下端接觸。
[0005]所述轉(zhuǎn)體的下端連接有仿咀嚼肌彈簧。
[0006]所述仿生牙齒上連接有傳感器。
[0007]所述支架底部安裝有橡膠墊片。
[0008]本發(fā)明一種仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置，結(jié)構(gòu)巧妙簡單，成本低，測量準確性高，符合食品機械的要求，能夠用于測量食品的機械特性。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明一種仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明一種仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖中:1、橡膠墊片；2、支架；3、仿生下頌；4、仿生牙齒；5、仿生上頌；6、固定頂桿；7、轉(zhuǎn)軸；8、套筒；9、步進電機；10、轉(zhuǎn)體；11、仿咀嚼肌彈簧；12、軸承。
【具體實施方式】
[0012]如圖1和圖2所示，仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置，包括支架2、仿生下頌
3、仿生牙齒4、仿生上頌5、固定頂桿6、轉(zhuǎn)軸7、套筒8、步進電機9和轉(zhuǎn)體10，步進電機9安裝在支架2的頂部，步進電機9的輸出軸的運動傳遞到轉(zhuǎn)軸7上，由轉(zhuǎn)軸7帶動仿生上頌5轉(zhuǎn)動，套筒8固定在支架2上，仿生下頌3固定連接在套筒8上，轉(zhuǎn)軸7穿過仿生下頌3與仿生上頌5連接，仿生牙齒4安裝在仿生上頌5上，固定頂桿6固定在仿生下頌3上，轉(zhuǎn)體10與轉(zhuǎn)軸7固定連接，轉(zhuǎn)體10上端與固定頂桿6下端接觸，轉(zhuǎn)體10的下端連接有仿咀嚼肌彈簧11，套8上安裝有軸承12，在支架2底部安裝彈性好的橡膠墊片1，削減裝置的振動，仿生上頌回轉(zhuǎn)運動是在步進電機、轉(zhuǎn)軸、套筒、防轉(zhuǎn)墊共同作用下完成的，通過鍵連接的方式，步進電機帶動固定在轉(zhuǎn)軸上端的仿生上頌轉(zhuǎn)動，對物料施加水平方向的磨削力。
[0013]仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置，支架對整個檢測裝置起固定與支撐作用，由步進電機通過轉(zhuǎn)軸帶動仿生上頌做回轉(zhuǎn)運動，模擬人咀嚼過程頌運循環(huán)動作中分解出的牙齒磨細食物的動作，仿咀嚼肌彈簧，使得仿生上頌回轉(zhuǎn)運動同時實現(xiàn)垂直方向的運動，模擬人咀嚼過程中牙齒壓碎食物的動作，利用逆向重構(gòu)和3D打印技術(shù)構(gòu)建高仿形度的仿生牙齒，保證裝置的檢測更接近人類咀嚼，選用質(zhì)量輕、穩(wěn)定性好的工業(yè)鋁型材做為支架材料，通過直角連接座連成圖1中所示支架，同時考慮到裝置在運行過程中會有輕微振動，在支架底部安裝彈性好的橡膠墊片1，削減裝置的振動，在支架頂部，固定電機支撐板，并用內(nèi)六角螺栓將電機安裝在支撐板上，通過鍵連接的方式，將步進電機輸出軸的運動傳遞到轉(zhuǎn)軸上，由轉(zhuǎn)軸帶動仿生上頌轉(zhuǎn)動，通過控制電機轉(zhuǎn)速，使仿生上頌回轉(zhuǎn)運動速度與人咀嚼的速度相似，將套筒固定在電機支撐板上，仿生下頌通過螺栓連接固定在套同上，其在咀嚼過程中是不運動的，相當于人的上頌骨，轉(zhuǎn)體通過焊接的方法固定在轉(zhuǎn)軸上，固定頂桿通過螺栓連接的方法固定在仿生下頌上，為了保證轉(zhuǎn)動過程中轉(zhuǎn)體與固定頂桿之間能夠緊密接觸，在轉(zhuǎn)體下端增加最大負載為20kg的彈簧，相當于人咀嚼過程中的咀嚼肌，牽動仿生上頌上下運動，為使機構(gòu)能用于測量多種食品的機械特性，將固定頂桿至仿生下頌底端的距離設(shè)計為可調(diào)節(jié)的，通過改變仿生上下頌之間的距離，調(diào)節(jié)仿咀嚼肌彈簧的壓縮量，從而使裝置滿足柔性化的特點，仿生牙齒構(gòu)用逆向重構(gòu)方法構(gòu)建，根據(jù)健康牙齒的形態(tài)數(shù)據(jù)利用逆向工程軟件構(gòu)建牙齒的三維模型，對得到的模型利用有限元分析的方法進行優(yōu)化，避免咬合過程中的應(yīng)力集中，對優(yōu)化得到的牙齒模型通過3D打印輸出，加工制成的仿生牙齒與傳感器用雙頭螺栓連接，傳感器用內(nèi)六角螺栓固定在仿生上頌，為了保證測量的準確性，每顆仿生牙齒均有一個傳感器與其連接，并且各個傳感器之間相互獨立，保證能夠準確的測量出咀嚼過程中每顆牙齒的咬合力，該發(fā)明結(jié)構(gòu)巧妙簡單，成本低，測量準確性高，符合食品機械的要求，能夠用于測量食品的機械特性。
【主權(quán)項】
1.一種仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置，其特征在于:包括支架、仿生下頌、仿生牙齒、仿生上頌、固定頂桿、轉(zhuǎn)軸、套筒、步進電機和轉(zhuǎn)體，所述步進電機安裝在支架的頂部，所述步進電機的輸出軸的運動傳遞到轉(zhuǎn)軸上，由轉(zhuǎn)軸帶動仿生上頌轉(zhuǎn)動，所述套筒固定在支架上，所述仿生下頌固定連接在套筒上，所述轉(zhuǎn)軸穿過仿生下頌與仿生上頌連接，所述仿生牙齒安裝在仿生上頌上，所述固定頂桿固定在仿生下頌上，所述轉(zhuǎn)體與轉(zhuǎn)軸固定連接，所述轉(zhuǎn)體上端與固定頂桿下端接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)體的下端連接有仿咀嚼肌彈簧。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置，其特征在于:所述仿生牙齒上連接有傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種仿人齒頌運循環(huán)食品機械特性檢測裝置，其特征在于:所述支架底部安裝有橡膠墊片。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種仿人齒頜運循環(huán)食品機械特性檢測裝置，包括支架、仿生下頜、仿生牙齒、仿生上頜、固定頂桿、轉(zhuǎn)軸、套筒、步進電機和轉(zhuǎn)體，步進電機安裝在支架的頂部，步進電機的輸出軸的運動傳遞到轉(zhuǎn)軸上，由轉(zhuǎn)軸帶動仿生上頜轉(zhuǎn)動，套筒固定在支架上，所述仿生下頜固定連接在套筒上，轉(zhuǎn)軸穿過仿生下頜與仿生上頜連接，仿生牙齒安裝在仿生上頜上，固定頂桿固定在仿生下頜上，轉(zhuǎn)體與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)體上端與固定頂桿下端接觸。本發(fā)明仿人齒頜運循環(huán)食品機械特性檢測裝置，結(jié)構(gòu)巧妙簡單，成本低，測量準確性高，符合食品機械的要求，能夠用于測量食品的機械特性。
【IPC分類】G01N19/00
【公開號】CN105259105
【申請?zhí)枴緾N201510659554
【發(fā)明人】王慧慧, 馬沁怡, 鄭元松, 呂艷, 張旭, 張鵬, 楊繼新, 陶學恒, 王明偉
【申請人】大連工業(yè)大學
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月14日