CN103004917B - 智能面包机及其称重控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能面包机，包括本体、上盖、面包桶及主控制器，本体底部设有底脚，面包机内设有与主控制器电连接的水泵、温度检测装置、加热装置及搅拌装置，主控制器包括连接搅拌装置的电机控制单元，还包括设置在本体底脚处的重量采集装置，用于采集面包机整机的重量信号；所述主控制器设有与重量采集装置电连接的重量计算单元、与水泵电连接的加水量计算单元、与加热装置电连接的发酵计算单元及加热计算单元；重量计算单元接收重量采集装置的重量信号，并计算加面粉前后的重量差，利用该重量差信号控制加水量计算单元、发酵计算单元及加热计算单元按设定程序求得对应的加水量、发酵时间、发酵温度、加热时间及加热温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种家电领域，具体的说是一种智能面包机及其称重控制方法。
背景技术
目前市面上的面包机，对于面包的制作重量设置了固定档位的重量选项(例如500g、750g等)，用户通过选择档位来确定想要制作面包的大小，面包机的主控制器内针对不同档位对应有相应的面包制作控制程序，因此这就要求用户按照所选择的档位对面粉量的要求加入固定重量的面粉。目前为了简化用户的加面粉操作，厂家一般设置了量杯，按照量杯刻度加入不同档位所要求的面粉量，但由于面粉的特性，不同的品牌的紧实度不同，因此同样刻度的面粉也存在较大的重量差别，而面包制作过程对面粉量配比的要求较高，因此面粉量的误差导致了面包制作的失败率较高。
为解决面粉重量添加的精准性，一些厂家对面包机进行改进，增加了面包机的称重功能，如在面包机上设置重量称或者重力传感器等装置来称量面粉重量，但这种结构是面包机与重量称的叠加，在重量称或者面包桶内加入面粉或其他食料，直至显示装置显示为所需重量为止，其对面粉等食料的重量要求仍然是按照面包机固定档位的要求所设定的，仅是将称重功能集成到面包机上，面包机不能按照用户任意加入的面粉量完成面包制作。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中存在的问题，而提供一种智能面包机及其称重控制方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种智能面包机，包括本体、上盖、面包桶及主控制器，本体底部设有底脚，面包机内设有与主控制器电连接的水泵、温度检测装置、加热装置及搅拌装置，主控制器包括连接搅拌装置的电机控制单元，还包括:设置在本体底脚处的重量采集装置，用于采集面包机整机的重量信号；所述主控制器设有与重量采集装置电连接的重量计算单元、与水泵电连接的加水量计算单元、与加热装置电连接的发酵计算单元及加热计算单元；重量计算单元接收重量采集装置的重量信号，并计算加任意克重面粉前后的重量差，利用该重量差信号控制加水量计算单元、发酵计算单元及加热计算单元按设定程序求得对应的加水量、发酵时间、发酵温度、加热时间及加热温度。
上述技术方案还可以通过以下技术措施进一步完善：
所述主控制器还包括流量计算单元及水泵控制单元，主控制器依据加水量计算单元的加水量结果控制流量计算单元及水泵控制单元的工作。
所述面包机包括温度控制装置，温度控制装置依据发酵计算单元的发酵温度计算结果、及温度检测装置的温度检测结果控制加热装置工作。所述温度控制装置与加热计算单元电连接，依据加热计算单元的加热温度计算结果、及温度检测装置的温度检测结果控制加热装置工作。所述温度控制装置为断路器，所述温度检测装置为热电偶。或者所述温度检测装置为温度传感器。所述重量采集装置为重力传感器。所述面包机的底脚处设置两个或两个以上重力传感器。
本发明智能面包机的称重控制方法，包括主控制器控制加水装置的供水阶段、驱动搅拌装置及控制加热装置的和面阶段、发酵阶段及烘焙阶段，其特征在于，还包括：重量采集装置对加入到面包桶内的任意克重面粉的重量信号采集、及重量计算单元计算加面粉前后的面包机整机的重量差的称重阶段；重量计算单元利用该重量差信号控制加水量计算单元、发酵计算单元及加热计算单元按设定程序求得对应的加水量、发酵时间、发酵温度、加热时间及加热温度的参数计算阶段；加水量计算单元、发酵计算单元及加热计算单元通过计算结果控制流量计算单元、水泵控制单元、发酵温度控制装置、加热装置工作的工作状态输出阶段。所述面包机还包括在和面阶段、发酵阶段及烘焙阶段，所述温度控制装置依据温度检测装置的检测结果控制加热装置的温度控制阶段。
与现有技术相比，采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
本发明由于在面包机本体上设有重量采集装置，主控制器设有重量计算单元，重量采集装置采集用户加入的任意量面粉前后的整机重量，由重量计算单元计算加面粉前后的重量差，并利用该重量差信号控制加水量计算单元、发酵计算单元及加热计算单元按设定程序求得对应的加水量、发酵时间、发酵温度、加热时间及加热温度，同时根据温度检测装置的信号反馈，通过温度控制装置控制加热装置工作，整个面包制作过程智能、便利，且加水量及温度控制准确。同时将重力传感器设置在本体的底脚上，结构简单、成本低廉、称重效果准确。
附图说明
图1为本发明面包机的整体结构示意图；
图2为图1的A部放大图；
图3为本发明面包机实施例一的原理框图；
图4为本发明面包机实施例一的实施方式流程图；
图5为本发明面包机实施例二的原理框图；
图6为本发明面包机实施例二的实施方式流程图；
图7为本发明面包机的称重控制电路的示意图。
附图标记说明：
1、本体；11、底脚；2、上盖；3、面包桶；4、主控制器；41、重量计算单元；42、加水量计算单元；43、流量计算单元；44、水泵控制单元；45、发酵计算单元；46、加热计算单元；47、电机控制单元；5、水泵；6、温度检测装置；7、加热装置；8、搅拌装置；9、重量采集装置；10、温度控制装置；20、电源模块；21、按键模块；22、显示模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例一：
如图1至图4，一种智能面包机，包括本体1、上盖2、面包桶3及主控制器4，本体1底部设有底脚11，面包机内设有与主控制器4电连接的水泵5、温度检测装置6、加热装置7及搅拌装置8，主控制器4包括连接搅拌装置8的电机控制单元47，所述面包机还包括设置在本体底脚11处的重量采集装置9，所述重量采集装置9用于采集面包机整机的重量信号，主控制器4设有与重量采集装置9电连接的重量计算单元41，重量计算单元41依据重量采集装置9的采集结果计算加面粉前后的重量差。所述重量采集装置9为重力传感器。如图2所示，本实施例中，在本体1其中一个底脚11上设置重力传感器，为提高重量检测的准确性，可在全部或部分底脚11上设置两个或两个以上重力传感器，多个重力传感器可以实现数据校正，提升了重量检测的准确性。重力传感器与主控制器4的重量计算单元41电连接，重力传感器将重量信号的检测结果输入至重量计算单元41，重量计算单元41将计算出面粉重量并将其代码化。本发明通过重力传感器对用户加入的任意量面粉重量进行信号采集，采集结果通过重量计算单元41计算并将结果其代码化，实现了面包机对加入的任意量的面粉重量的计算与代码过程。
所述主控制器4还包括加水量计算单元42，加水量计算单元42依据重量计算单元41的结果计算出加水量。加水量依据所加入的面粉重量及所制作的面包类型，可以根据加水量计算公式计算获得，W水＝k1×W面粉，k1为加水量系数，根据所制作的面包类型取不同的系数值，k1的取值范围为55%-70%，W面粉为面粉重量。所述主控制器4还包括流量计算单元43及水泵控制单元44，主控制器4依据加水量计算单元42的加水量结果控制流量计算单元43及水泵控制单元44的工作。流量计算单元43及水泵控制单元44进而控制水泵5进行加水操作。
所述主控制器4包括发酵计算单元45，发酵计算单元45依据重量计算单元41的结果计算出发酵时间及发酵温度。所述面包机包括温度控制装置10，温度控制装置10依据发酵计算单元45的发酵温度计算结果、及温度检测装置6的温度检测结果控制加热装置7工作。所述温度控制装置10为断路器，所述温度检测装置6为热电偶。热电偶通过检测面包桶3内的温度，反馈主控制器4的发酵计算单元45，发酵计算单元45通过对比检测温度与计算温度，当检测温度高于计算温度时，发酵计算单元45控制断路器短路，继而切断加热装置7，代温度降低后，断路器恢复导通，加热装置7继续加热，通过热电偶的检测结果与发酵温度计算结果的不断比对并控制加热装置通断，保证发酵温度。发酵温度通常控制在32℃-37℃，发酵计算单元45根据不同的面包要求计算对应的发酵温度。
所述主控制器4包括加热计算单46，加热计算单元46依据重量计算单元41的结果计算出加热时间及加热温度，并通过温度控制装置10及温度检测装置6的结果控制加热装置7工作。在烘焙阶段，不同的面粉重量对应的加热时间不同，因此，加热计算单46根据重量计算单元41的代码化信息计算加热时间，加热时间具备一个基本烘烤时间，继而根据所加入的不同面粉量以一定系数比例增加相应的时间，可以用对应的公式：T加热＝T+k2×W面粉，T为基本烘烤时间，W面粉为面粉重量，k2为加热系数，加热系数根据不同面包机的加热效率的不同而采用不同的值，加热时间根据不同面包种类控制在50-70min。对于加热温度的计算，根据所制作面包的种类也有所不同，通常加热温度控制在140℃-190℃之间。对于加热温度的控制，加热计算单元46通过对比热电偶的检测温度与计算温度，当检测温度高于计算温度时，加热计算单元46控制断路器短路，继而切断加热装置7，代温度降低后，断路器恢复导通，加热装置7继续加热，通过热电偶的检测结果与加热温度计算结果的不断比对并控制加热装置通断，保证加热温度。
本发明智能面包机的称重控制方法，包括主控制器控制加水装置的供水阶段、驱动搅拌装置及控制加热装置的和面阶段、发酵阶段及烘焙阶段，还包括重力传感器对加入到面包桶内的任意克重面粉的称重阶段；主控制器依据重量计算单元的面粉重量计算结果控制加水量计算单元、发酵计算单元及加热计算单元计算相应的工作状态的参数计算阶段；主控制器通过各计算单元的计算结果控制流量计算单元、水泵控制单元、发酵温度控制装置、加热装置工作的工作状态输出阶段。所述面包机还包括在和面阶段、发酵阶段及烘焙阶段，所述温度控制装置依据温度检测装置的检测结果控制加热装置的温度控制阶段。
如图7所示的面包机控制电路，包括主控制器4、重量采集装置9、温度检测装置6、水泵5的控制电路部分、搅拌装置8的控制电路部分、加热装置7的控制电路部分、电源模块20、按键模块21及显示模块22。本发明的面包机工作原理是：如图7，面包机接通电源，电源模块20将市电降压转换，变为主控制的所需电源VDD，用户通过按键模块21输入所需要制作的面包类型(如发式面包、普通面包等)，选择结果可以通过显示模块22进行显示，用户加入任意克重面粉，面粉的添加量根据面包桶的大小有所限制(如50g-2000g)，启动面包机的制作，如图3至图4，首先重量采集装置9对所加入的面粉重量信号进行采集，本发明采用重力传感器进行重量信号采集，重力传感器由于面粉重量所产生的位移生成不同电位差信号，并将该信号传入主控制器4的重量计算单元41，重量计算单元41计算出面粉重量并其代码化，完成面粉重量的称重，其后加水量计算单元42、发酵计算单元45、加热计算单46根据重量计算单元41的结果计算出对应的加水量、发酵时间、发酵温度、加热时间及加热温度，完成参数计算；流量计算单元43及水泵控制单元44依据加水量计算单元42的加水量结果控制水泵5进行加水操作；电机控制单元47控制搅拌装置8进行和面操作；发酵计算单元45及加热计算单46将计算结果输出至加热装置7，并对加热装置7的工作状态进行控制，温度控制装置6依据温度检测装置10的检测结果控制发酵阶段及烘焙阶段中加热装置7的工作状态，烘焙阶段完成后，面包制作结束。
本发明由于在面包机本体1上设有重量采集装置9，主控制器4设有重量计算单元41，重量采集装置9对用户加入的任意量面粉重量进行整机重量信号采集，采集结果通过重量计算单元41计算加面粉前后重量差，并利用该重量差信号控制加水量计算单元42、发酵计算单元45及加热计算单元46按设定程序求得对应的加水量、发酵时间、发酵温度、加热时间及加热温度，同时根据温度检测装置6的信号反馈，通过温控器控制加热装置7工作，整个面包制作过程智能、便利，且加水量及温度控制准确。同时将重力传感器设置在本体的底脚上，结构简单、成本低廉、称重效果准确。
实施例二：
本实施例与实施例一的区别在于，所述电机控制单元47与温度检测装置6电连接，温度检测装置6在和面阶段对面包桶3内的温度进行检测，并控制加热装置7的工作，以保证和面阶段的温度保证在28℃-32℃；并且本实施例中，温度检测装置6为温度传感器，采用温度传感器可以取代温度控制装置10，温度传感器在和面阶段、发酵阶段及烘焙阶段对面包桶的温度进行检测，并将检测信号反馈至相应的电机控制单元47、发酵计算单元45及加热计算单元46，各单元对比检测温度与计算温度控制加热装置7的工作。利用温度传感器代替热电偶与断路器，电路结构简单，且非简单通断电路，可控制加热装置7的输出功率，控制过程更加智能、准确。本是实施例在面包机的底脚处设置两个或两个以上重力传感器，通过多个重力传感器的采集数据的校准，提升了采集信号的准确性。
本发明由于在面包机本体1上设有重量采集装置9，主控制器4设有重量计算单元41，重量采集装置9对用户加入的任意量面粉重量进行整机重量信号采集，采集结果通过重量计算单元41计算加面粉前后重量差，并利用该重量差信号控制加水量计算单元42、发酵计算单元45及加热计算单元46按设定程序求得对应的加水量、发酵时间、发酵温度、加热时间及加热温度，同时根据温度检测装置6的信号反馈，通过温控器控制加热装置7工作，整个面包制作过程智能、便利，且加水量及温度控制准确。同时将重力传感器设置在本体的底脚上，结构简单、成本低廉、称重效果准确。
上述实施方式仅是本发明的优化实施方式，不是本发明的全部实施例，根据本发明的原理，本领域技术人员可以作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。
Claims (10)
1.一种智能面包机，包括本体、上盖、面包桶及主控制器，本体底部设有底脚，面包机内设有与主控制器电连接的水泵、温度检测装置、加热装置及搅拌装置，主控制器包括连接搅拌装置的电机控制单元，其特征在于，还包括:
设置在本体底脚处的重量采集装置，用于采集面包机整机的重量信号；
所述主控制器设有与重量采集装置电连接的重量计算单元、与水泵电连接的加水量计算单元、与加热装置电连接的发酵计算单元及加热计算单元；
重量计算单元接收重量采集装置的重量信号，并计算加任意克重面粉前后的重量差，利用该重量差信号控制加水量计算单元、发酵计算单元及加热计算单元按设定程序求得对应的加水量、发酵时间、发酵温度、加热时间及加热温度。
2.根据权利要求1所述的面包机，其特征在于，所述主控制器还包括流量计算单元及水泵控制单元，主控制器依据加水量计算单元的加水量结果控制流量计算单元及水泵控制单元的工作。
3.根据权利要求1所述的面包机，其特征在于，所述面包机包括温度控制装置，温度控制装置依据发酵计算单元的发酵温度计算结果、及温度检测装置的温度检测结果控制加热装置工作。
4.根据权利要求3所述的面包机，其特征在于，所述温度控制装置与加热计算单元电连接，依据加热计算单元的加热温度计算结果、及温度检测装置的温度检测结果控制加热装置工作。
5.根据权利要求3所述的面包机，其特征在于，所述温度控制装置为断路器，所述温度检测装置为热电偶。
6.根据权利要求1所述的面包机，其特征在于，所述温度检测装置为温度传感器。
7.根据权利要求1所述的面包机，其特征在于，所述重量采集装置为重力传感器。
8.根据权利要求7所述的面包机，其特征在于，所述面包机的底脚处设置两个或两个以上重力传感器。
9.一种智能面包机的称重控制方法，包括主控制器控制加水装置的供水阶段、驱动搅拌装置及控制加热装置的和面阶段、发酵阶段及烘焙阶段，其特征在于，还包括：重量采集装置对加入到面包桶内的任意克重面粉的重量信号采集、及重量计算单元计算加面粉前后的面包机整机的重量差的称重阶段；重量计算单元利用该重量差信号控制加水量计算单元、发酵计算单元及加热计算单元按设定程序求得对应的加水量、发酵时间、发酵温度、加热时间及加热温度的参数计算阶段；加水量计算单元、发酵计算单元及加热计算单元通过计算结果控制流量计算单元、水泵控制单元、发酵温度控制装置、加热装置工作的工作状态输出阶段。
10.根据权利要求9所述的称重控制方法，其特征在于，所述面包机还包括在和面阶段、发酵阶段及烘焙阶段，所述温度控制装置依据温度检测装置的检测结果控制加热装置的温度控制阶段。
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