CN105689043A - 智能碾米机控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能碾米机控制系统及其控制方法，该系统包括智能终端、智能碾米机、服务器和互联网，智能终端用于通过互联网发送订单信号至服务器；服务器用于根据订单信号中的精度数据获取对应的调节信号，并将所述调节信号和重量数据通过工控机发送至单片机；单片机用于控制电机启动，使电机通过碾米轴转动带动稻米与碾米筛之间产生摩擦以得到脱皮后的白米粒；并用于根据调节信号通过第一步进电机通过驱动轴调节精度阀门沿碾米轴的轴向移动；称重传感器，用于检测下料器的重量，发送重量信号至单片机。通过第二步进电机控制精度阀门移动，从而自动调节碾米的精度，不再需要人工处理；根据订单需求可以自动打包相应重量的米粒，方便快捷。
Description
技术领域
本发明涉及大米加工技术领域，尤其涉及智能碾米机控制系统及其控制方法。
背景技术
我国是粮食大国，水稻就是一种产量极高的粮食作物。水稻被收割后，都必须经过打谷、晾干、碾白、抛光等步骤，才能便于贮存，也才能走进千家万户的饭桌上。碾米机是大米加工环节中不可或缺的一种设备，其主要用于将糙米碾白，将米粒与米糠分离，使大米具有更好的光洁度和亮度。目前市面上的碾米机主要通过操作人现场控制，不能控制碾米的精度以及不能根据客户需求碾制合适重量的米粒。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够控制碾米精度和米粒重量的智能碾米机控制系统及其控制方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
方案一：
智能碾米机控制系统，包括智能终端、智能碾米机、服务器和互联网，所述智能碾米机包括单片机、工控机、第一步进电机、驱动轴、电机、碾米轴、碾米筛、精度阀门和下料器；所述电机与碾米轴连接，所述碾米筛设在碾米轴的周圈，且碾米筛与碾米轴之间形成间隙；所述驱动轴的一端与第一步进电机连接，驱动轴的另一端与精度阀门连接；所述下料器上设有第二步进电机、丝杆、称重传感器和设在下料器的出料口的硅胶塞；所述智能终端通过互联网与服务器连接，服务器和单片机均与工控机连接，所述第一步进电机、电机、精度阀门、第二步进电机和称重传感器均与单片机连接；所述丝杆的一端与第二步进电机连接，丝杆的另一端与硅胶塞连接；
所述智能终端，用于通过互联网发送订单信号至服务器，该订单信号包括精度数据和重量数据；所述服务器，用于根据订单信号的精度数据获取对应的调节信号，并将所述调节信号和重量数据通过工控机发送至单片机；所述单片机，用于控制电机启动，使电机通过碾米轴转动带动稻米与碾米筛之间产生摩擦以得到脱皮后的白米粒，该脱皮后的白米粒下落至下料器内；并且用于根据调节信号通过第一步进电机通过驱动轴调节精度阀门沿碾米轴的轴向移动，以改变稻米与碾米筛之间的摩擦力；所述称重传感器，用于检测下料器的重量，发送重量信号至单片机，以使单片机根据该重量信号判断到白米粒重量等于重量数据时控制第二步进电机驱动丝杆转动。
优选的，所述驱动轴包括驱动轴本体和精度弹簧，所述驱动轴本体的一端与第一步进电机连接，驱动轴本体的另一端通过精度弹簧与精度阀门连接。
优选的，还包括一成型器，该成型器与下料器的出料口位置对应，所述成型器内设有用于收集来自下料器的白米粒的包装袋。
优选的，还包括装卷膜、发热管、封装模具、拉膜轮和送膜电机，所述发热管设置在封装模具上，所述发热管和送膜电机均与单片机连接，所述包装卷膜套设在成型器上；所述单片机用于控制送膜电机工作，以使送膜电机通过拉膜轮带动包装卷膜沿成型器的纵向方向向下运动，从而使包装卷膜输送至封装模具对应的位置，以及用于控制封装模具对包装卷膜分别进行横向、纵向加热以形成包装袋。
优选的，所述发热管包括纵封发热管和横封发热管，所述封装模具包括纵封模具和横封模具，所述纵封发热管设在纵封模具上，所述横封发热管设在横封模具上，所述单片机用于控制纵封模具对包装卷膜进行纵向加热，并控制横封模具对包装卷膜进行横向加热。
方案二：
智能碾米机控制方法，应用于权利要求1所述的智能碾米机控制系统，包括如下步骤：
步骤一：智能终端通过互联网发送订单信号至服务器，该订单信号包括精度数据和重量数据；
步骤二：服务器根据订单信号的精度数据获取对应的调节信号，并将所述调节信号和重量数据通过工控机发送至单片机；
步骤三：单片机控制电机启动，使电机通过碾米轴转动带动稻米与碾米筛之间产生摩擦以得到脱皮后的白米粒，同时单片机根据调节信号通过第一步进电机通过驱动轴调节精度阀门沿碾米轴的轴向移动，以改变稻米与碾米筛之间的摩擦力；脱皮后的白米粒下落至下料器内；
步骤四：称重传感器检测下料器的重量，并发送重量信号至单片机；
步骤五：单片机根据重量信号判断白米粒重量是否等于重量数据，若是，则控制第二步进电机驱动丝杆转动，以带动硅胶塞远离下料器的出料口，否则重复步骤五。
优选的，所述驱动轴包括驱动轴本体和精度弹簧，所述驱动轴本体的一端与第一步进电机连接，驱动轴本体的另一端通过精度弹簧与精度阀门连接。
相比现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明通过第二步进电机控制精度阀门移动，改变稻米与碾米筛之间的摩擦力，从而自动调节碾米的精度，不再需要人工处理；根据订单需求可以自动打包相应重量的米粒，简单快捷。
附图说明
图1为本发明的智能碾米机控制系统的模块结构图；
图2为本发明的智能碾米机的局部结构示意图；
图3为本发明的智能碾米机控制方法的流程图。
其中，100、第一步进电机；101、驱动轴；102、电机；103、碾米轴；104、碾米筛；105、精度阀门；106、碾白室；107、下料器；108、第二步进电机；109、丝杆；110、出料口；111、硅胶塞；112、称重传感器；113、成型器；114、纵封模具；115、横封模具；116、送膜电机；117、拉膜轮。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
参见图1和图2，本发明提供一种智能碾米机控制系统，包括智能终端、智能碾米机、服务器和互联网，所述智能碾米机包括单片机、工控机、第一步进电机100、驱动轴101、电机102、碾米轴103、碾米筛104、精度阀门105、碾白室106和下料器107。所述电机102、碾米轴103、碾米筛104均位于碾白室106内。其中，智能终端可以是手机、电脑等，能够通过互联网与服务器取得联系，进行下单。智能终端下单主要包括米粒的重量、还有稻米的碾米精度。
其中，电机102与碾米轴103连接，碾米筛104设在碾米轴103的周圈，且碾米筛104与碾米轴103之间形成间隙；驱动轴101的一端与第一步进电机100连接，驱动轴101的另一端与精度阀门105连接；下料器107上设有第二步进电机108、丝杆109、设在下料器107的出料口110的硅胶塞111和称重传感器112；智能终端通过互联网与服务器连接，服务器和单片机均与工控机连接，第一步进电机100、电机102、精度阀门105、第二步进电机108和称重传感器112均与单片机连接；丝杆109的一端与第二步进电机108连接，丝杆109的另一端与硅胶塞111连接。
在此需要说明的是，智能碾米机不仅仅包括上述的器件，还有一些常规结构，例如进料器，该进料器将外部进来的稻谷输入进碾白室106，在碾白室106对稻米进行碾米操作。
智能终端，用于通过互联网发送订单信号至服务器；服务器，用于根据订单信号中的精度数据获取对应的调节信号，并将所述调节信号和重量数据通过工控机发送至单片机；所述单片机，用于控制电机102启动，使电机102通过碾米轴103转动带动稻米与碾米筛104之间产生摩擦以得到脱皮后的白米粒，该脱皮后的白米粒下落至下料器107内；并且用于根据调节信号通过第一步进电机100通过驱动轴101调节精度阀门105沿碾米轴103的轴向移动，以改变稻米与碾米筛104之间的摩擦力；所述称重传感器112，用于检测下料器107的重量，发送重量信号至单片机，以使单片机根据该重量信号判断到白米粒重量等于重量数据时控制第二步进电机108驱动丝杆转动。
在碾白室106中的操作原理为现有技术，其中，碾米筛104是现有结构，在碾米筛104上面设有多个用于剥离稻米种皮的筛孔，参见图2，以图2为示例，碾米轴103的右端是进米处，左端是出米处，稻米从右边进来，经过碾米轴103转动带动从右往左前进，并且在前进过程中，稻米不断与碾米筛104摩擦，筛孔从而将稻米的种皮剥离。在碾米轴103的左端，精度阀门105与碾米轴103之间具有排出米粒的缝隙。根据精度需求不同对应精度阀门105作用于出米处的压力不同，第一步进电机100转动驱动轴101调节精度阀门105对出米处的压力，从而调节稻米在碾白室106的受径向挤压的力，径向挤压力越大，稻米与稻米，稻米与碾米筛104之间的摩擦力就越大。例如，精度要求高的，则控制第一步进电机100转动驱动轴101往右移动，增加对精度阀门105的压力，使得精度阀门105与出米处之间的压力增大，也就是使得稻米在碾白室106的压力增大，从而稻米与碾米筛104的摩擦力加大，提高了碾米精度。
订单信号包括重量数据和精度数据，在服务器中存储有与精度数据所对应的精度阀门所需移动的位置，也就是调节信号，可以建立表格形成一一对应的关系，当接收到客户的订单时，就能够立即知道所对应的调节信号，单片机就能够迅速控制第一步进电机100转动。
在单片机内，已经事先得知下料器107自身的重量，称重传感器112检测的是下料器107以及在下料器107中的白米粒悬浮时的共同的重量，单片机根据该重量信号能够得知共同的重量，减去下料器107自身的重量，得到白米粒的重量，当达到需求时，发送控制信号至第二步进电机108，第二步进电机108通过丝杆109带动硅胶塞111远离下料器107的出料口110，使得白米粒进入智能碾米机的另一个机构中对白米粒进行打包收集。
驱动轴101包括驱动轴本体和精度弹簧，所述驱动轴本体的一端与第一步进电机100连接，驱动轴本体的另一端通过精度弹簧105与精度阀门105连接。
还包括一成型器113，该成型器113与下料器107的出料口110位置对应，所述成型器113内设有用于收集来自下料器107的白米粒的包装袋。本发明的成型器113是用于收集白米粒并进行打包。还包括装卷膜、发热管、封装模具、拉膜轮和送膜电机，所述发热管设置在封装模具上，所述发热管和送膜电机均与单片机连接，所述包装卷膜套设在成型器上；所述单片机用于控制送膜电机116工作，以使送膜电机通过拉膜轮117带动包装卷膜沿成型器的纵向方向向下运动，从而使包装卷膜输送至封装模具对应的位置，以及用于控制封装模具对包装卷膜分别进行横向、纵向加热以形成包装袋。其中，发热管包括纵封发热管和横封发热管，所述封装模具包括纵封模具114和横封模具115，所述纵封发热管设在纵封模具114上，所述横封发热光设在横封模具115上，所述单片机用于控制纵封模具114对包装卷膜进行纵向加热，并控制横封模具115对包装卷膜进行横向加热。本实施例的送膜电机116也采用步进电机，由于采用了步进电机作为送膜电机116，因此可以通过单片机对送膜电机116每一次的拉膜量进行设置，从而可以省去用于检测包装卷膜输送量(即长度检测)的器件(如接近开关等)的安装。
在收集白米粒之前，先通过送膜电机116对包装卷膜输送至成型器的相应位置，然后进行横向和纵向的封装处理，以得到一个开口的包装袋。当单片机根据重量信号判断白米粒重量等于重量数据时，第二步进电机驱动丝杆转动，以带动硅胶塞远离下料器的出料口，从而使下料器内的白米粒全部落入包装袋中，，最后再控制横封模具对包装袋的开口再进行封装，最后从本发明的出口输出，可直接提供给用户。
通过本发明的装置，能够实现称重、包装、自动售卖的功能。
另一方面，本发明还提供一种智能碾米机控制方法，参见图3，该控制方法应用于智能碾米机控制系统，包括如下步骤：
S1：智能终端通过互联网发送订单信号至服务器，所述订单信号包括精度数据和重量数据；
S2：服务器根据订单信号中的精度数据获取对应的调节信号，并将所述调节信号和重量数据通过工控机发送至单片机；
S3：单片机控制电机启动，使电机通过碾米轴转动带动稻米与碾米筛之间产生摩擦以得到脱皮后的白米粒，同时单片机根据调节信号通过第一步进电机通过驱动轴调节精度阀门沿碾米轴的轴向移动，以改变稻米与碾米筛之间的摩擦力；脱皮后的白米粒下落至下料器内；
S4：称重传感器检测下料器的重量，并发送重量信号至单片机；
S5：单片机根据重量信号判断白米粒重量是否等于重量数据，若是，则控制第二步进电机驱动丝杆转动，以带动硅胶塞远离下料器的出料口，否则重复步骤S5。
本发明所提供的智能碾米机控制方法原理参见智能碾米机控制系统的原理描述部分，在此不再赘述。
同样的，驱动轴包括驱动轴本体和精度弹簧，所述驱动轴本体的一端与第一步进电机连接，驱动轴本体的另一端通过精度弹簧与精度阀门连接。
通过本实施例的描述可以知道，传统大米是从稻谷生产基地--粮仓--加工--米商--批发商--零售商--消费者手中，传统大米可能要经过很多次转手才能到达客户手中，经过多次转手的时间长达数月，虽然大米的保质期比较长，但是大米的营养会有很大损耗，然而，本发明的智能碾米机，可以现碾现售鲜米，鲜米包括：现碾精白米，现碾胚芽米，现碾糙米。让人们天天都能吃到新鲜的大米。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.智能碾米机控制系统，其特征在于，包括智能终端、智能碾米机、服务器和互联网，所述智能碾米机包括单片机、工控机、第一步进电机、驱动轴、电机、碾米轴、碾米筛、精度阀门和下料器；所述电机与碾米轴连接，所述碾米筛设在碾米轴的周圈，且碾米筛与碾米轴之间形成间隙；所述驱动轴的一端与第一步进电机连接，驱动轴的另一端与精度阀门连接；所述下料器上设有第二步进电机、丝杆、称重传感器和设在下料器的出料口的硅胶塞；所述智能终端通过互联网与服务器连接，服务器和单片机均与工控机连接，所述第一步进电机、电机、精度阀门、第二步进电机和称重传感器均与单片机连接；所述丝杆的一端与第二步进电机连接，丝杆的另一端与硅胶塞连接；
所述智能终端，用于通过互联网发送订单信号至服务器，该订单信号包括精度数据和重量数据；所述服务器，用于根据订单信号中的精度数据获取对应的调节信号，并将所述调节信号和重量数据通过工控机发送至单片机；所述单片机，用于控制电机启动，使电机通过碾米轴转动带动稻米与碾米筛之间产生摩擦以得到脱皮后的白米粒，该脱皮后的白米粒下落至下料器内；并且用于根据调节信号通过第一步进电机通过驱动轴调节精度阀门沿碾米轴的轴向移动，以改变稻米与碾米筛之间的摩擦力；所述称重传感器，用于检测下料器的重量，发送重量信号至单片机，以使单片机根据该重量信号判断到白米粒重量等于重量数据时控制第二步进电机驱动丝杆转动。
2.如权利要求1所述的智能碾米机控制系统，其特征在于，所述驱动轴包括驱动轴本体和精度弹簧，所述驱动轴本体的一端与第一步进电机连接，驱动轴本体的另一端通过精度弹簧与精度阀门连接。
3.如权利要求1所述的智能碾米机控制系统，其特征在于，还包括一成型器，该成型器与下料器的出料口位置对应，所述成型器内设有用于收集来自下料器的白米粒的包装袋。
4.如权利要求3所述的智能碾米机控制系统，其特征在于，还包括包装卷膜、发热管、封装模具、拉膜轮和送膜电机，所述发热管设置在封装模具上，所述发热管和送膜电机均与单片机连接，所述包装卷膜套设在成型器上；所述单片机用于控制送膜电机工作，以使送膜电机通过拉膜轮带动包装卷膜沿成型器的纵向方向向下运动，从而使包装卷膜输送至封装模具对应的位置，以及用于控制封装模具对包装卷膜分别进行横向、纵向加热以形成包装袋。
5.如权利要求4所述的智能碾米机控制系统，其特征在于，所述发热管包括纵封发热管和横封发热管，所述封装模具包括纵封模具和横封模具，所述纵封发热管设在纵封模具上，所述横封发热管设在横封模具上，所述单片机用于控制纵封模具对包装卷膜进行纵向加热，并控制横封模具对包装卷膜进行横向加热。
6.智能碾米机控制方法，应用于权利要求1所述的智能碾米机控制系统，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：智能终端通过互联网发送订单信号至服务器，所述订单信号包括精度数据和重量数据；
步骤二：服务器根据订单信号中的精度数据获取对应的调节信号，并将所述调节信号和重量数据通过工控机发送至单片机；
步骤三：单片机控制电机启动，使电机通过碾米轴转动带动稻米与碾米筛之间产生摩擦以得到脱皮后的白米粒，同时单片机根据调节信号通过第一步进电机通过驱动轴调节精度阀门沿碾米轴的轴向移动，以改变稻米与碾米筛之间的摩擦力；脱皮后的白米粒下落至下料器内；
步骤四：称重传感器检测下料器的重量，并发送重量信号至单片机；
步骤五：单片机根据重量信号判断白米粒重量是否等于重量数据，若是，则控制第二步进电机驱动丝杆转动，以带动硅胶塞远离下料器的出料口，否则重复步骤五。
7.如权利要求6所述的智能碾米机控制方法，其特征在于，所述驱动轴包括驱动轴本体和精度弹簧，所述驱动轴本体的一端与第一步进电机连接，驱动轴本体的另一端通过精度弹簧与精度阀门连接。
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