CN107063904B - 一种仿咀嚼设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种仿咀嚼设备，为克服现有设备的运动部件为刚性的没有缓冲环节而易造成部件损坏的问题，其包括机架、仿生口腔、动力系统与测控系统；机架包括底座、上颌吊板；动力系统安装底座上，仿生口腔通过上颌吊杆螺栓吊装在上颌吊板的下方；仿生口腔的下颌复位左弹簧与下颌复位右弹簧的下端采用螺钉分别与底座连接；下颌复位左弹簧与下颌复位右弹簧的上端分别与仿生口腔的仿生下颌的左右两端连接，仿生口腔的施力右拉簧与施力左拉簧的下端和动力系统中的施力右摇臂与施力左摇臂连接；测控系统的参数采集部分中3个压力传感器安装在仿生口腔的上颌座和上牙床之间，测控系统的其它部分安装底座上；测控系统分别和仿生口腔与动力系统电线连接。

Description

一种仿咀嚼设备
技术领域
本发明涉及一种食品质地检测技术领域的装置，更确切地说,本发明涉及一种仿咀嚼设备。
背景技术
食品质地是评价食品品质的重要方面，目前对食品质地进行研究的方法主要有感官检验法和质构仪检测法，感官检验法凭借人类的口腔牙齿咀嚼判断食品质地品质，是人类认识食品质地品质的重要手段，但主观性较强。而质构仪法在一定程度上能够较为客观地对食品硬度、弹性等指标进行评价，但对咀嚼特性指标的评价还不尽人意。近年来开始有人研究新型咀嚼机器人。
中国专利公告(布)号为CN101915708A，公告(布)日为2010.12.15，发明名称为“一种食品物性仿生检测机器人及检测方法”，该方法通过六支球副一移动副一球副机构(SPS机构)灵活控制仿生口腔的下巴运动,可实现上下咬合、左右磨碎、门齿切断等多种动作,逼真的模拟口腔咀嚼动作；采用伺服电机控制伸缩杆的伸缩运动,可以准确的实现行程控制,提高了机器人动作的精确性；在咀嚼过程中可以注入模拟唾液,控制口腔温湿度,进一步真实的模仿人类的口腔环境。
中国专利公告(布)号为CN103610506A，公告(布)日为2014.03.05，发明名称为“一种具有仿生颖下领关节的冗余驱动咀嚼机器人”，该方法采用六条Pus支链模拟咀嚼肌肉对下颌的驱动,而且存在点接触高副结构，因此该发明采用的并联机构具有冗余驱动的特点。
人类咀嚼的特点为在夹持食物时咀嚼力基本不变，咀嚼食物时施加的咀嚼力逐渐变大，食物破碎时咀嚼力达到最大，食物破碎后咀嚼力马上减缓，调整后进行下一个咀嚼循环。上述咀嚼机器设备虽然可以模仿人类咀嚼的动作，但不能反映人类口腔咀嚼时的受力特点，除此之外，在咀嚼过程中，口腔运动部件是刚性的，没有缓冲环节，遇到不易破碎的食物，极易造成部件损坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服了现有仿咀嚼设备所有运动部件都是刚性的，没有缓冲环节，遇到不易破碎的食物，极易造成部件损坏的问题，提供了一种符合人类咀嚼特点的仿咀嚼设备。
为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的一种仿咀嚼设备包括机架、仿生口腔、动力系统与测控系统；
所述的机架包括底座、4个结构相同的支撑柱与上颌吊板；
所述的支撑柱为圆形等横截面的立柱，支撑柱的两端为加工有螺纹的螺杆段，支撑柱两螺杆段之间部分为圆形等横截面的光杆段，支撑柱光杆段的直径大于两端螺杆段的直径，支撑柱两端螺杆段的直径小于底座与上颌吊板四角处圆孔的直径，4根结构相同的支撑柱上端的螺杆段插入上颌吊板四角处的圆孔中并采用螺母固定连接，4根结构相同的支撑柱下端的螺杆段插入底座四角处的圆孔中并采用螺母固定连接；4根结构相同的支撑柱相互平行，4根结构相同的支撑柱同时垂直于底座与上颌吊板；
所述的动力系统还包括步进电机、曲柄、连杆、摇杆与转动轴；所述的步进电机安装在底座的右后处，曲柄的大端套装在步进电机的电机轴的右端，两者之间采用键连接，曲柄的小端采用销轴与连杆的一端转动连接，连杆的另一端与摇杆的小端转动连接，摇杆的大端套装在水平放置的转动轴的右端，两者之间为键连接，转动轴通过两个结构相同的支撑座安装在底座上，转动轴与电机轴的回转轴线平行；施力右摇臂与施力左摇臂的大端对称地套装在两个结构相同的支撑座之间的转动轴上，施力右摇臂与施力左摇臂和转动轴之间为键连接，施力右摇臂与施力左摇臂和摇杆之间的夹角皆为90度；
所述的仿生口腔包括仿生下颌、上颌吊杆螺栓、上颌座、上牙床、施力右拉簧、施力左拉簧、下颌复位左弹簧与下颌复位右弹簧；
所述的动力系统安装底座上，仿生口腔采用上颌吊杆螺栓吊装在上颌吊板的下方，下颌复位左弹簧与下颌复位右弹簧下端分别与底座连接；施力右拉簧与施力左拉簧下端和动力系统中的施力右摇臂与施力左摇臂连接；测控系统的参数采集部分中的3个结构相同的压力传感器分别安装在上颌座和上牙床之间的左右磨牙区和切牙区；测控系统分别和仿生口腔与动力系统电线连接。
技术方案中所述的仿生口腔包括仿生上颌、仿生舌头、两个结构相同的颞关节铰钉与调整腔盖；所述的仿生上颌安装在仿生下颌的上面，仿生上颌的后端与仿生下颌中的颞关节吊架配装并采用两个结构相同的颞关节铰钉从左右两侧将两者转动连接，仿生上颌中的上义齿与仿生下颌中的下义齿相对正，仿生舌头安装在仿生下颌中并通过其中的舌杆将两者连接，调整腔盖安装在仿生下颌的颞关节吊架、上颌座后端与下颌座后端的周围，形成一个仿生口腔环境控制腔。
技术方案中所述的仿生舌头包括舌基座和舌胶面与舌杆；所述的舌基座为拱形薄壁槽，槽底为平板，槽壁顶端设置成阶梯状止口，舌基座(40)的底部中心处设置有通孔，舌基座安装在下颌座与下牙床的中心处，舌基座的底部通孔与下颌座上的中心通孔对正，空心的舌杆的上端插入舌基座与下颌座的中心通孔内并采用螺母固定，舌胶面用热压或胶粘固定在舌基座(40)的阶梯状止口上。
技术方案中所述的仿生上颌包括上颌座、上牙床、上义齿、橡胶垫片、不锈钢垫片与4个结构相同的上颌吊杆螺栓；所述的上义齿包括14颗单个上义齿，单个上义齿顶部为牙冠，根部为牙桩，牙冠用钛合金制造，牙桩用钢质材料制作，牙桩的根部设置有便于与上牙床上的14个小沉孔螺纹连接的螺钉；所述的上义齿安装在上牙床上，两者之间为螺纹连接，由上至下地将橡胶垫片不锈钢垫片与安装有上义齿的上牙床依次放置在上颌座的底面上，上颌座、橡胶垫片、不锈钢垫片与上牙床依次接触连接，然后采用螺钉固定连接，4个结构相同的上颌吊杆螺栓的下端采用螺母固定在上颌座的后端。
技术方案中所述的上颌座为铝材质的板式结构件，上颌座的后端形状为凸字形板，前端形状为半圆形板，凸字形板与半圆形板中间段采用等腰梯形板过渡连接；在上颌座的凸字形板的后部左右对称地加工有用于将仿生上颌固定在上颌吊板之上的四个螺孔，在上颌座的凸字形板的前部位置加工有两个用于和上牙床连接的通孔，在上颌座的等腰梯形板与半圆形板底面的中间处设置一个左右对称的前窄后宽的三角形的拱形凹槽，拱形凹槽的后槽边的槽底处设置有用于穿出压力传感器引线的通孔，上颌座的等腰梯形板与半圆形板的槽壁的底面上即左右磨牙和切牙对应的位置设置有三个用于安装3个结构相同的压电式的压力传感器的圆盲孔，三个圆盲孔的深度与拱形凹槽的深度相同，三个圆盲孔的孔底的中心位置加工有螺纹通孔，上颌座后部的左右侧壁上设置有后高前低的用于实现上颌座与下颌座之间的位置调整的长凹槽。
技术方案中所述的仿生下颌还包括颞关节吊架、颞关节调整杆、右钢丝绳、下义齿、下牙床、下颌座、下颌板、左钢丝绳、下颌罩与2个结构相同的上弹簧挂钩；所述的下牙床采用螺钉固定在下颌座上，下义齿采用螺钉安装在下牙床上，下颌罩的下端采用螺钉固定在下颌座的前中部，下颌罩和下义齿与下牙床之间形成的空间使用食品级硅胶填充；下颌板采用螺钉固定在下颌座的底面上，2个结构相同的上弹簧挂钩安装在下颌板两端的螺孔内，右钢丝绳与左钢丝绳的一端和下颌板上的右半圆耳座与左半圆耳座链接，右钢丝绳与左钢丝绳的另一端和施力右拉簧与施力左拉簧上端链接，下颌复位左弹簧与下颌复位右弹簧的上端和2个结构相同的上弹簧挂钩连接；颞关节吊架通过其中的2个结构相同的下颌连接杆下端的上通孔采用螺栓与2个结构相同的颞关节调整杆一端的圆通孔连接，2个结构相同的颞关节调整杆另一端的长通孔采用螺栓与下颌座中后部的两侧连接，2个结构相同的下颌连接杆下部的下通孔用螺栓与下颌座后端的U形槽的两槽壁上的通孔连接。
技术方案中所述的测控系统包括力学参数采集部分、口腔环境测控部分、咀嚼参数控制部分、仿生舌头控制部分和主控计算机；
所述的主控计算机包括计算机与数据采集卡，计算机与数据采集卡之间采用USB2.0接口通过USB线连接；
所述的力学参数采集部分包括3个型号为CL-YD-301的压力传感器与型号为YE5850的电荷放大器；3个压力传感器输出端子由双头L5STYV-2低噪声电缆连接在电荷放大器的PE输入端子上，电荷放大器输出端子采用双头BNC 50Ω输出电缆与数据采集卡的模拟量输入通道接口连接；
所述的口腔环境测控部分包括口腔唾液分泌控制部分和口腔温湿度控制部分；
所述的口腔温湿度控制部分中的温度传感器与湿度传感器均安装在仿生口腔的后部环境调整腔内，温度传感器与湿度传感器的输出电缆和数据采集卡的模拟量输入通道接口连接；主控计算机的数据通讯接口与蠕动泵数据通讯接口通过RS232数据线连接，加热器、加湿器的控制接口通过电缆连接到多功能数据采集控制卡的开关量控制接口上；
所述的咀嚼参数控制部分包括步进电机控制器与步进电机驱动器，数据采集卡与步进电机驱动器之间用屏蔽双绞电缆线连接；
所述的仿生舌头控制部分包括电磁阀、1号中间继电器与2号中间继电器；电磁阀、1号继电器、2号继电器输入控制回路均连接在多功能数据采集控制卡的控制端口。
与现有技术相比本发明的有益效果是：
1.本发明所述的仿咀嚼设备通过四支弹簧组成的四弹簧施力结构可以模拟口腔咀嚼时切咬、杵压、研磨各种运动。四弹簧施力结构配合舌头块的升降运动可以模拟食物在口腔内的搅动作用。四弹簧施力结构比其他类型咀嚼设备更接近人类口腔咀嚼时的施力特点。
2.本发明所述的仿咀嚼设备由于采用了仿生口腔连通口腔环境调整腔的结构和超声波加湿器、热风式加热器控制温湿度及唾液控制自动化的方案，完全可以实现人类口腔环境的模拟。使食品质地检测更具科学性和客观性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
图1为本发明所述的一种仿咀嚼设备结构组成的主视图；
图2为本发明所述的一种仿咀嚼设备结构组成的右视图；
图3为本发明所述的一种仿咀嚼设备中的仿生上颌结构组成的轴测投影视图；
图4为本发明所述的一种仿咀嚼设备中的仿生下颌结构组成的轴测投影视图；
图5为本发明所述的一种仿咀嚼设备中的仿生下颌的调整腔盖结构组成的轴测投影视图；
图6为本发明所述的一种仿咀嚼设备中的测控系统结构组成示意框图；
图7为本发明所述的一种仿咀嚼设备的仿咀嚼下颌运动的四弹簧施力机构结构组成的主视图；
图8为本发明所述的一种仿咀嚼设备的仿生上颌压力传感器安装位置的分解式轴测投影视图；
图9-a为本发明所述的一种仿咀嚼设备的仿咀嚼下颌及舌头结构组成的主视图；
图9-b为本发明所述的一种仿咀嚼设备的舌基座与舌胶面止口连接结构放大示意图；
图10为本发明所述的一种仿咀嚼设备中的舌头充气控制系统结构组成示意框图；
图中：1.底座，2.步进电机，3.支撑柱，4.上颌吊板，5.电机轴，6.曲柄，7.连杆，8.颞关节吊架，9.颞关节铰钉，10.上颌吊杆螺栓，11.颞关节调整杆，12.右定滑轮，13.右钢丝绳，14.上颌座，15.上牙床，16.仿生舌头，17.舌杆，18.上义齿，19.下义齿，20.下牙床，21.下颌座，22.下颌板，23.施力右拉簧，24.摇杆，25.转动轴，26施力右摇臂，27.下颌复位右弹簧，28.左定滑轮，29.左钢丝绳，30.施力左拉簧，31.施力左摇臂，32.下颌复位左弹簧,33.下颌连接杆,34.下颌罩,35.上弹簧挂钩,36.调整腔盖,37.压力传感器,38.橡胶垫片,39不锈钢垫片,40.舌基座,41.舌胶面,42.下弹簧挂钩。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的描述：
参阅图1与图8，本发明所述的一种仿咀嚼设备包括机架、仿生口腔、动力系统与测控系统四个部分。
参阅图1与图2，所述的机架包括底座1、上颌吊板4、4个结构相同的支撑柱3、右定滑轮12、左定滑轮28与2个结构相同的下弹簧挂钩42。
所述的底座1为正方形20mm厚铁板，四角处开有4个圆通孔，用于固定4个结构相同的支撑柱3。在底座1前部的长方形的四个顶点处设置有四个圆通孔，长方形长边平行底座1的前边，4个圆孔用于固定安装转动轴25的轴承座。在底座1中后部右侧的长方形的四个顶点处设置有4个圆通孔，长方形的短边平行底座1的前边，4个圆孔用于连接固定步进电机2的支架。在底座1的中部中心线两侧开有两个螺纹通孔，螺纹通孔中心连线平行底座1的前边，两个螺纹通孔用于连接2个结构相同的下弹簧挂钩42，2个结构相同的下弹簧挂钩42用于连接下颌复位左弹簧32和下颌复位右弹簧27。
所述的上颌吊板4为正方形10mm厚铁板，四角处设置有4个圆通孔，用于固定4个结构相同的支撑柱3，上颌吊板4四角处的4个圆通孔与底座1四角处的4个圆通孔对正。在上颌吊板4前部的中间处设置有在等腰梯形四个顶点分布的4个通孔，等腰梯形以与上颌吊板4前边的中垂线为对称线，等腰梯形短边朝前，采用上颌吊杆螺栓10把仿生口腔固定在上颌吊板4的4个通孔上。上颌吊板4的前部以与底座1前边的中垂线为对称线对称地设置有两个长槽即右边长槽与左边长槽，右边长槽与左边长槽的对称中线相互平行，右边长槽与左边长槽可使右钢丝绳13和左钢丝绳29通过。在即右边长槽与左边长槽两侧分别对称设置有两个通孔，分别用于固定安装有右定滑轮12和左定滑轮28的右轴承座与左轴承座。
所述的支撑柱3为等横截面是圆形的立柱，支撑柱3的两端为加工有螺纹的螺杆段，支撑柱3两螺杆段之间部分为等横截面是圆的光杆段，螺杆段的直径小于底座1与上颌吊板4的四角处圆孔的直径，支撑柱3的光杆段的直径大于底座1与上颌吊板4的四角处圆孔的直径，4根结构相同的支撑柱3下端的螺杆段插入底座1四角处的圆孔中并采用螺母固定连接，4根结构相同的支撑柱3上端的螺杆段插入上颌吊板4四角处的圆孔中并采用螺母固定连接；4根结构相同的支撑柱3相互平行，并同时垂直于底座1与上颌吊板4。
所述的仿生口腔包括仿生上颌、仿生下颌、仿生舌头16、颞关节铰钉9与调整腔盖36。
参阅图3与图8，所述的仿生上颌包括上颌座14、上牙床15、上义齿18、橡胶垫片38、不锈钢垫片39、上颌吊杆螺栓10。
所述的上颌座14为厚度15mm的铝材质的板式结构件，上颌座14的末(后)端形状为凸字形板，前端形状为半圆形板，凸字形板与半圆形板中间段采用等腰梯形板过渡连接。在上颌座14的凸字形板的中下部左右对称地加工有四个螺孔，四个螺孔用于将仿生上颌固定在上颌吊板4之上。在上颌座14的凸字形板的前部位置加工有两个通孔，用于上颌座14与上牙床15连接。在上颌座14的等腰梯形板与半圆形板底面的中间处设置一个左右对称的前窄后宽的三角形的拱形凹槽，拱形凹槽的后槽边的槽底处设置有用于穿出压力传感器引线的通孔。上颌座14的等腰梯形板与半圆形板的槽壁的底面上即左右磨牙和切牙对应的位置设置有三个圆盲孔，三个圆盲孔的深度与拱形凹槽的深度相同，用于安装3个结构相同的压电式的压力传感器37。三个圆盲孔中心位置加工有螺纹通孔，配合螺钉可用于调节压力传感器37的预紧力。上颌座14后部侧面开有后高前低的长凹槽，用于实现上颌座14与下颌座21之间的位置调整。
所述上牙床15，厚度为10mm，上牙床15的形状和上颌座14的凸字形板的前部、等腰梯形板与半圆形板的结构形状相同，上牙床15的中间处设置有和上颌座14上的拱形凹槽形状相同的三角形的拱形通孔。拱形通孔的前端和左右两边的槽壁的底面上设置有14个小沉孔，小沉孔的底端设置有内螺纹，用于安装14颗结构相同的单个上义齿。上牙床15后端设置有两个螺纹孔，两个螺纹孔和上颌座14的凸字形板前部位置的两个通孔对正，两个螺纹孔用于上颌座14与上牙床15连接。
所述的上义齿18包括14颗单个上义齿，单个上义齿顶部为牙冠，根部为牙桩，牙冠用钛合金制造，牙桩用钢质材料制作，牙桩的根部设置有螺钉，便于与上牙床15上的14个小沉孔螺纹连接。
所述的橡胶垫片38厚度为1mm，橡胶垫片38周边的结构形状与上牙床15的结构形状一致，后部设有2个通孔，位置与上牙床15后端设置的两个螺纹孔一致，用于与上牙床15连接。橡胶垫片38的中间位置设置有一个通孔，可使唾液胶管通过。在和上颌座14上的三个圆盲孔对正的位置处设置有3个小通孔，便于3个结构相同的压力传感器37的触头由小通孔中探出，保持压力传感器37的触头与不锈钢垫片的接触。
所述的不锈钢垫片39周边的结构形状与橡胶垫片38相同，厚度为1mm，后部设有2个通孔，位置与上牙床15后端设置的两个螺纹孔一致，用于与上牙床15连接。不锈钢垫片39的中间位置开有一个通孔，可使唾液胶管通过。
所述的上颌吊杆螺栓10为全螺纹螺栓，通过与螺母配合使用，可将仿生上颌吊装在上颌吊板4上。
参阅图4，所述的仿生下颌包括颞关节吊架8、颞关节调整杆11、右钢丝绳13、下义齿19、下牙床20、下颌座21、下颌板22、施力右弹簧23、下颌复位右弹簧27、左钢丝绳29、施力左弹簧30、下颌复位左弹簧32、下颌罩34与上弹簧挂钩35。
所述的下颌座21前端与中间段周边的结构形状与上颌座14前端与中间段周边的结构形状一致，下颌座21的后部为矩形板。矩形板后端中部去除一个小矩形立方体，矩形板后端形成了叉形即U形槽。U形槽的两槽壁的外侧分别切除小矩形立方体，以使U形槽左右外廓尺寸与颞关节吊架8两端尺寸配合一致。U形槽的两槽壁上设置有弧形长孔，可将颞关节铰钉9头置于其中，以便调整仿生上颌与仿生下颌之间的位置。下颌座21后端的矩形板与中间段的等腰梯形板相连接位置竖直地设置有两个用于和下牙床20连接的通孔。下颌座21的等腰梯形板与半圆形板的中心位置设置有用于安装舌杆17的中心通孔。下颌座21中心通孔周围的底面上均布四个用以连接下颌板22的螺孔。下颌座21中后部两侧水平地设置有两个用于和颞关节调整杆11连接的螺纹孔。
所述的下牙床20为厚度是10mm的铝材质的板式结构件，下牙床20的外形和下颌座21前端、中间段与后端周边的结构形状相同，下牙床20的中间处设置有呈三角形的拱形通孔。拱形通孔的前端和左右两边的孔壁的顶端面上设置有14个小沉孔，小沉孔的底端设置有内螺纹，用于安装14颗单个下义齿。下牙床20后端设置开有两个螺纹孔，用于连接下颌座21与下牙床20。
所述的下义齿19包括有14颗单个下义齿，单个下义齿顶部为牙冠，根部为牙桩，牙冠用钛合金制造，牙桩用钢质材料制作，根部设有螺钉，便于与下牙床20连接。
所述的颞关节吊架8由U字形架、右圆柱形端头、左圆柱形端头与两个结构相同的下颌连接杆33组成。U字形架纵截面呈U字形，横截面为矩形，U字形架底部两端的中心处设置有2个通孔，右圆柱形端头与左圆柱形端头安装在U字形架的两顶端处，2个通孔中心线和右圆柱形端头与左圆柱形端头螺孔的中心线垂直相交；右圆柱形端头与左圆柱形端头的回转轴线共线，且与U字形架的横截面垂直，右圆柱形端头与左圆柱形端头的回转轴线上设置有螺纹通孔，用于颞关节铰钉9的调整使用；两个结构相同的下颌连接杆33通过其螺杆段安装在U字形架底部两端的2个通孔中，并采用上下螺母固定连接。
所述的两个结构相同的下颌连接杆33上端是圆柱状的设置有外螺纹的螺杆段，下端为偏矩形的长方体段，在长方体段的大矩形平面上设置有两个通孔即上通孔与下通孔，上端圆柱状的螺杆段与螺母配合使用，可固定下颌连接杆33，下端的上通孔与下通孔的轴线和右圆柱形端头与左圆柱形端头的回转轴线平行且与颞关节吊架8的横截面垂直。下颌连接杆33下部的上通孔采用螺栓与颞关节调整杆11上的圆通孔连接，下颌连接杆33下部的下孔用螺栓与下颌座21后端的U形槽的两槽壁上的通孔连接。
所述的颞关节调整杆11是矩形长条形板类结构件，在垂直于大矩形平面上，一端开有圆通孔，另一端开有长通孔，可用于调整下颌座21与颞关节吊架8之间的夹角。
所述的下颌板22由横梁、右半圆耳座与左半圆耳座组成；左半圆耳座与右半圆耳座对称地位于横梁的左右两端，左半圆耳座与右半圆耳座垂直于横梁，两端耳座上设置有分别用于连接右钢丝绳13和左钢丝绳29的通孔；下颌板22纵断面呈凹字形，横断面为扁矩形，横梁的中心处为正方形平板，正方形平板的两侧为对称的长方形平板，三者处于同一平面内，正方形板四角位置均布四个用于连接下颌座21的通孔。横梁的两长方形平板上设置有螺纹通孔，螺纹通孔可连接上弹簧挂钩35。
所述的弹簧挂钩35左右两个相同，均为圆柱体形结构件，弹簧挂钩35的上端为螺杆段，下端的光杆段的左右两侧设置有相互平行的平面，垂直平面设置有一通孔，分别用于挂接下颌复位右弹簧27和下颌复位左弹簧32。
所述的下颌复位右弹簧27和下颌复位左弹簧32均为半圆钩头圆柱左旋拉伸簧，弹簧参数完全相同。
所述的施力右弹簧23和施力左弹簧30均为半圆钩头圆柱左旋拉伸簧，弹簧参数完全相同。
所述的左钢丝绳29、右钢丝绳13均为超细不锈钢多股钢丝绳。
所述的下颌罩34为柔软度适中的硅胶材料制作，呈拱形薄壁状，左右两侧高前端中间低，便于放置食品材料，下颌罩34的下端用螺钉固定在下颌座21的前中部。仿生口腔前部用硅胶板封闭形成密闭口腔。下颌罩34与下义齿19和下牙床20之间形成的空间使用食品级硅胶填充，以防咀嚼时存留过多食物。
参阅图9，所述的仿生舌头16包括舌基座40和舌胶面41以及舌杆17。
所述的舌基座40为拱形薄壁槽，槽底为平面，槽上端顶部加工成阶梯状止口，舌块基座40的底部中心处设置有通孔，舌块基座40安装在下颌座21与下牙床20的中心处，舌块基座40的底部通孔与下颌座21上的中心通孔对正，用热压或胶粘，把材料为食品级硅胶球状皮膜的舌胶面41固定在舌基座40止口上。端头带外螺纹的空心的螺纹舌杆17可插入舌基座40底部与下颌座21中心处的通孔中并采用螺母固定连接在下颌座21与舌基座40上。舌基座40与舌胶面41形成一个密闭的充气舌腔空间，通过空心的舌杆17与外界压缩空气连通。仿生舌头16位于安装有下义齿19的下牙床20的中心处,舌杆17的中心孔用于输入压缩空气。当仿生口腔处于张开状态时，仿生舌头16内部空腔充满压缩空气，舌基座40上表面的高弹性软橡胶的舌胶面41在压缩空气的作用下向外膨胀而凸起呈馒头状，而当仿生口腔开始闭合时，仿生舌头16内部的压缩空气排出，舌腔内部无压力，在外界压力的作用下，仿生舌头16的舌胶面41呈凹字状，仿生舌头16的舌胶面41的这种起伏变化，可使仿生口腔咀嚼的食物改变姿势和位置，从而提高咀嚼的效果。
所述的仿生上颌与安装有仿生舌头16的仿生下颌通过颞关节铰钉9连结组成仿生口腔。
参阅图4及图5，所述的调整腔盖36为上、下、左、右与后侧由薄铁板构成的壳体式结构件，可把颞关节吊架、上颌座后部、下颌座后部即U形槽形成的空间封闭起来，形成一个仿生口腔环境控制腔。
所述的仿生口腔通过上颌吊杆螺栓10吊装固定在上颌吊板4的下方，仿生口腔位置高度在上颌吊板4的下方可调。
右钢丝绳13和左钢丝绳29一端分别与下颌板22耳座上的通孔连接，另一端分别绕过右定滑轮12与左定滑轮28与施力右弹簧23和施力左弹簧30一端的挂钩连在一起。而施力右弹簧23和施力左弹簧30的另一端的挂钩分别与施力右摇臂26和施力左摇臂31上的通孔连接。
下颌复位左弹簧32与下颌复位右弹簧27一端分别与仿生下颌上的下颌板22两长方形平板上的上弹簧挂钩35连接，下颌复位左弹簧32与下颌复位右弹簧27另一端通过螺钉分别与底座1上的下弹簧挂钩42连接。
施力左拉簧30、施力右拉簧23、下颌复位左弹簧32与下颌复位右弹簧27和仿生下颌与底座1构成了四弹簧施力结构，可实现与人类咀嚼相似的施力特点。
所述的动力系统包括步进电机2、曲柄6、连杆7、摇杆24、转动轴25、施力右摇臂26与施力左摇臂31。
所述的步进电机2为三相步进电机，整体呈由字形旋转体，前端面为一正方形固定安装铁板，固定安装铁板的四角处设置有通孔。电机轴5在步进电机2前端面伸出。步进电机2用支架固定在底座1上，所述的支架横截面为L形，支架的垂直支撑壁呈正方形平板，垂直支撑壁的四角处设置有通孔，垂直支撑壁上的4个通孔的位置与步进电机2前端的固定安装铁板上的4个通孔的位置相对正，采用螺栓将步进电机2固定在支架的垂直支撑壁上。支架的安装底板呈矩形平板，安装底板的四角处设置有4个通孔，安装底板上的4个通孔位置与底座1上的4个安装孔位置相对正。
所述的曲柄6为L形杆件，由圆环体与柄杆组成，柄杆为由大半径圆柱、等腰梯形与小半径圆柱组成的平板杆类结构件，柄杆的两端分别设置有圆孔，两圆通孔的轴线和大半径圆柱与小半径圆柱轴线共线并平行，圆环体设置在柄杆的大半径圆柱端，圆环体的轴线与大半径圆柱的轴线共线，圆环体的内径与大半径圆柱端圆孔的内径相等，圆环体的内孔壁上设置有键槽，圆环体的内孔与大半径圆柱端的圆孔和电机轴5配合使用，小半径圆柱端的圆孔用于与连杆7上的通孔铰接。
所述连杆7为中间呈矩形板件与两端半圆柱的铁板杆类结构件，两端开有小通孔，小通孔轴线与铁板条大平面垂直，一端与曲柄6上的小孔铰接，另一端与摇杆24上的小通孔铰接。
所述的摇杆24为与曲柄6的形状类似的平板杆类结构件，即整体形状和结构与曲柄6相似，只不过连杆7的长度略长于曲柄6柄杆的长度。摇杆24的大端的圆环体中心设置为带键槽通孔，摇杆24的小端设置有一个小通孔，用于与连杆7上的另一端小通孔铰接。
所述转动轴25为三直径阶梯钢轴，轴中部两侧可分别安装施力右摇臂26和施力左摇臂31，阶梯轴中部安装施力右摇臂26和施力左摇臂31的外侧可分别安装滚动轴承座。转动轴25的右端轴头与摇杆24的大端即设置有键槽的通孔配合连接。
所述施力右摇臂26和施力左摇臂31形状和结构均相同，施力右摇臂26和施力左摇臂31与曲柄6结构形状相似，施力右摇臂26和施力左摇臂31的长度比曲柄6的柄杆长略短。
所述曲柄6、连杆7、摇杆24、施力右摇臂26、施力左摇臂31、底座1构成了曲柄摇杆机构。
所述的步进电机2安装在底座1的右后处，曲柄6的大端套装在步进电机2的电机轴5的右端头，两者之间采用键连接，曲柄6的小端采用销轴与连杆7的一端转动连接，连杆7的另一端与摇杆24的小端转动连接，摇杆24的大端套装在水平放置的转动轴25的右端，两者之间为键连接，转动轴25通过两个结构相同的支撑座安装在底座1上，转动轴25与步进电机2的电机轴5的回转轴线平行；施力右摇臂26与施力左摇臂31的大端对称地套装在两个结构相同的支撑座之间的转动轴25上，施力右摇臂26与施力左摇臂31和转动轴25之间为键连接,施力右摇臂26或施力左摇臂31和摇杆24之间的夹角皆为90度；施力右摇臂26与施力左摇臂31的小端依次和施力右拉簧23与施力左拉簧30的下端连接。
所述的步进电机2带动曲柄6旋转，通过连杆7带动摇杆24摆动，同时带动与摇杆24同轴并成90°安装的施力左摇臂31与施力右摇臂26旋转，施力左摇臂31与施力右摇臂26分别拉动施力左拉簧30与施力右拉簧23使其发生形变产生弹簧力，拉动左钢丝绳29与右钢丝绳13，左钢丝绳29与右钢丝绳13所承受的拉力经左定滑轮28与右定滑轮12换向拉动仿生下颌绕a点旋转，使仿生上颌的上义齿18与仿生下颌的下义齿19构成的咀嚼副完成咀嚼动作。当施力左摇臂31与施力右摇臂26处于最低位置时，施力左拉簧30与施力右拉簧23拉伸变形量最大，所能提供的咀嚼力也最大，而当施力左摇臂31与施力右摇臂26处于最高位置时，施力左拉簧30与施力右拉簧23变形量最小，所能提供的拉力也最小。仿生下颌在下颌复位左弹簧32与下颌复位右弹簧27作用下，绕a点转动，使仿生下颌的下义齿19和仿生上颌的上义齿18处于非接触状态，仿生口腔处于张开状态。
所述的测控系统包括力学参数采集部分、口腔环境测控部分、咀嚼参数控制部分、仿生舌头控制部分和主控计算机。
所述的主控计算机包括计算机与数据采集卡，数据采集卡选用型号为USB-4716的多功能数据采集卡，计算机与数据采集卡之间采用USB2.0接口通过USB线连接。
所述的力学参数采集部分包括3个型号为CL-YD-301的压电式压力传感器37和型号为YE5850的电荷放大器。3个压电式传感器分别安装在仿生上颌的上颌座14和上牙床15之间的左右磨牙区和切牙处。3个压力传感器输出端子由双头L5STYV-2低噪声电缆连接在电荷放大器的PE输入端子上。电荷放大器输出端子由双头BNC 50Ω输出电缆连接到USB-4716多功能数据采集控制卡的模拟量输入通道接口上。
所述的口腔环境测控部分包括口腔唾液分泌控制部分和口腔温湿度控制部分。
所述的口腔唾液分泌部分由人造唾液瓶、唾液输送硅胶管与蠕动泵组成。
所述的人工唾液瓶为人工唾液储存容器，唾液输送硅胶管一端通过唾液瓶盖上的圆孔插入人工唾液瓶内，另一端通过仿生上颌的上颌座中部的通孔进入仿生口腔顶部。主控计算机的数据通讯接口与蠕动泵数据通讯接口通过RS232数据线连接，唾液输送硅胶管中部安装在蠕动泵的旋转头外边缘压槽内，唾液在蠕动泵旋转头的作用下通过唾液输送硅胶管持续进入仿生口腔之中，唾液流量可以通过调整蠕动泵转速来控制。
所述的口腔温湿度控制部分由热风式加热器、热风管、变径管接头、加湿管、温湿三通接头、仿生口腔后部环境调整腔、超声波加湿器、温度传感器与湿度传感器组成。
耐高温的热风管为塑料材质，热风管的一端通过变径管接头连接热风式加热器的出风口，另一端穿过调整腔盖36右侧通孔进入仿生口腔后部环境调整腔。塑料材质的加湿管一端连接在GL-2168型超声波加湿器出口上，另一端通过温湿三通接头连接到热风管靠近仿生口腔后部环境调整腔部位。温度传感器和湿度传感器均安置在仿生口腔后部环境调整腔内，其输出电缆连接到测控系统主控计算机USB-4716多功能数据采集控制卡的模拟量输入通道接口上。加热器、加湿器的控制接口通过电缆连接到多功能数据采集控制卡的开关量控制接口上。
热风式加热器的风扇把经加热器加热的外部空气经过热风管道送到与仿生口腔连通的后部环境调整腔，当温度达到设定高值时，加热器关闭，温度下降，当温度降到设定低值时，加热器开启，温度上升，如此循环，达到口腔温度控制的目的。温度传感器安装在仿生口腔后部的环境调整腔内。
超声波加湿器输出的湿空气经管道进入热风管道后，在热风的携持下，进入与仿生口腔连通的后部环境调整腔，当湿度达到设定高值时，超声波加湿器关闭，湿度下降，当湿度降到设定低值时，超声波加湿器开启，湿度上升，如此循环，达到口腔湿度控制的目的。湿度传感器安装在仿生口腔后部的环境调整腔内。
所述的咀嚼参数控制部分主要包括步进电机驱动器和步进电机控制器，选用基于DPS控制的开环三相步进电机控制器作为步进电机驱动器，采用多功能的数据采集卡作为步进电机控制器，多功能的数据采集卡与步进电机驱动器之间用屏蔽双绞电缆线连接，步进电机与步进电机驱动器之间用四芯电缆连接，控制指令经主控计算机发出后通过多功能数据采集控制卡进入步进电机输入口，使得步进电机按照接受指令运转，步进电机的转动经咀嚼设备动力系统的曲柄摇杆机构的作用转变为转动轴25的摆动，从而带动施力右摇臂26和施力左摇臂31转动，同时通过施力(左)右弹簧和左(右)弹簧拉动仿生下颌绕a点旋转，形成仿生口腔的开与合。
所述的仿生舌头控制部分包括充气泵、抽气泵、电磁阀、12V直流电源、24V直流电源、220V交流电源、1号中间继电器和2号中间继电器。
充气泵选用YF520型充气泵，抽气泵选用SNBS-088型电动气泵，电磁阀选用3V210-08型二位三通电磁阀。充气泵的出气口通过胶管连接到电磁阀的进气口上，抽气泵的进气口通过耐压胶管连接在电磁阀排气口上。而电磁阀出气口由一个变径管接头通过耐压胶管连接在仿生舌头空心舌杆上。
电磁阀、1号继电器、2号继电器输入控制回路均连接在多功能数据采集控制卡的控制端口。充气泵由12V直流电源供电，抽气泵由220V交流电源供电，二位三通电磁阀由24V直流电源供电，1号中间继电器的输出回路与电源供电连接，非通电时排气口与出气口连通，通电时进气口与出气口连通，充气泵、抽气泵和电磁阀的开关均由多功能数据采集控制卡根据主控计算机指令控制2号中间继电器的输出回路与抽气泵的供电线路连接。
当主控计算机发出接通电磁阀电源指令时，多功能的数据采集卡控制端口开关量输出，接通二位三通电磁阀电路，使二位三通电磁阀的进气口与出气口连通，同时通过1号继电器启动充气泵，充气泵产生的高压气体可通过二位三通电磁阀和空心的舌杆17进入舌腔，舌腔内的高压气体使舌胶面41凸起，推动食物滚动，滑落至磨牙区。当主控计算机发出断开电磁阀电源指令时，多功能的数据采集卡控制端口中断开关量输出，断开二位三通电磁阀电路，使二位三通电磁阀的排气口与出气口连通，同时，多功能的数据采集卡通过2号中间继电器启动抽气泵，使抽气泵把舌腔内的气体通过二位三通电磁阀和空心的舌杆17抽出，使舌胶面41形成凹面，便于舌上食物向凹面中心滚动改变姿态。这样的舌胶面41上下变化，可提高咀嚼效果。
本发明提供的是依据仿生机械的原理模拟人类咀嚼活动的机器装置，可以通过仿咀嚼设备测量食品在咀嚼过程中的质地评价参数，据此进行的食品质地评价分析可以取得更加接近人类实际感官的效果，为食品的质地评价提供一种更加客观的方法；
利用所述的一种仿咀嚼设备进行食品质地检测的方法，包括如下步骤：
1.主控计算机测控参数设置，测控参数包括：
1)咀嚼运动方式：
步进咀嚼：咀嚼速率、最大转角、转动方向、咀嚼次数；
往复咀嚼：咀嚼速率，最大转角、转动方向、咀嚼次数；
圆周咀嚼：咀嚼速率，转动方向、咀嚼次数。
2)唾液流量：单位时间的唾液流量。
3)口腔温度：温度上限，温度下限。
4)口腔湿度：湿度上限，湿度下限。
2.预热口腔环境控制条件：使温度、湿度、唾液流量达到预设值，稳定保持。
3.摄入食品物料：将待测食物置入仿生口腔适当牙齿位置。
4.启动主控计算机检测模块：测量咀嚼时牙齿部位承受的咀嚼力。
5.保存检测数据：主控计算机记录检测力学数据，保存至数据文件。
6.数据分析：主要分析硬度、脆性、内聚性、弹性、回复性、咀嚼性6个指标。
实施例：
1.主控计算机测控参数设置，测控参数设置为：
咀嚼运动方式设置为圆周咀嚼，咀嚼速率为68rpm，转动方向为顺时针，咀嚼次数为10次。唾液流量为3mL/min，温度上限为40℃，温度上限为36℃，相对湿度上限为70％，相对湿度下限为50％。
2.预热口腔环境控制条件：使温度、湿度、唾液流量达到预设值，稳定保持。
3.摄入食品物料：将待测的胡萝卜、花生、苹果、榨菜、火腿肠、面包等6种食物分批分次分别置入仿生口腔右侧磨牙位置。利用所述的一种仿咀嚼设备对胡萝卜、咀嚼花生、火腿肠、苹果、面包与榨菜6种食品进行检测，每个样品重复测试5次；
4.启动主控计算机检测模块：测量咀嚼时右侧磨牙位置的压力信号数据；
5.保存检测数据：主控计算机记录所测力学数据，并保存至数据文件；
6.数据分析：主要分析硬度、脆性、内聚性、弹性、回复性、咀嚼性6个指标。
食品质地数据分析参数定义为
硬度Y＝a，
a—第一次压缩达到的最大峰值；N
脆性C＝b，
b—第一次压缩过程中压力曲线(所受压力与时间的关系曲线)出现的第一个明显的峰值；N
弹性T＝ΔL，ΔL—第一次压缩结束后物料回复的变形量；m
内聚性N＝S2/S1，，
S1—第一次压缩压力曲线下所包含的面积；N〃m
S2—第二次压缩压力曲线下所包含的面积；N〃m
咀嚼性J＝Y×N×T，N
回复性H＝S4/S3，
S3—第一次压缩达到峰值前压力曲线下所包含的面积；N〃m
S4—第一次压缩达到峰值后压力曲线下所包含的面积；N〃m
根据上述质地参数定义和采集的试验数据，经方差分析和多重比较胡萝卜、花生、苹果、榨菜、火腿肠、面包6种食物样品的硬度、脆性、弹性、内聚性、咀嚼性、回复性等6种质地试验数据分析结果如表1。
表1 6种食品质地试验数据方差分析和多重比较
注：数值表示形式为平均值±标准差。表中同一列的a、b、c、d、e、f表示通过Duncan检测法在0.05水平上有显著性差异，P＜0.05表示有显著性。
从表1可知，通过对采集的6种不同食物样品的信号数据分析，发现不同食物样品的硬度、脆性、弹性、内聚性、咀嚼性、回复性等6个质地特性均有差异性。总体而言，根据收集的信号数据能很好地区分不同质地的食物。

Claims (7)

1.一种仿咀嚼设备，其特征在于，所述的一种仿咀嚼设备包括机架、仿生口腔、动力系统与测控系统；
所述的机架包括底座(1)、4个结构相同的支撑柱(3)与上颌吊板(4)；
所述的支撑柱(3)为圆形等横截面的立柱，支撑柱(3)的两端为加工有螺纹的螺杆段，支撑柱(3)两螺杆段之间部分为圆形等横截面的光杆段，支撑柱(3)光杆段的直径大于两端螺杆段的直径，支撑柱(3)两端螺杆段的直径小于底座(1)与上颌吊板(4)四角处圆孔的直径，4根结构相同的支撑柱(3)上端的螺杆段插入上颌吊板(4)四角处的圆孔中并采用螺母固定连接，4根结构相同的支撑柱(3)下端的螺杆段插入底座(1)四角处的圆孔中并采用螺母固定连接；4根结构相同的支撑柱(3)相互平行，4根结构相同的支撑柱(3)同时垂直于底座(1)与上颌吊板(4)；
所述的动力系统还包括步进电机(2)、曲柄(6)、连杆(7)、摇杆(24)与转动轴(25)；
所述的步进电机(2)安装在底座(1)的右后处，曲柄(6)的大端套装在步进电机(2)的电机轴(5)的右端，两者之间采用键连接，曲柄(6)的小端采用销轴与连杆(7)的一端转动连接，连杆(7)的另一端与摇杆(24)的小端转动连接，摇杆(24)的大端套装在水平放置的转动轴(25)的右端，两者之间为键连接，转动轴(25)通过两个结构相同的支撑座安装在底座(1)上，转动轴(25)与电机轴(5)的回转轴线平行；施力右摇臂(26)与施力左摇臂(31)的大端对称地套装在两个结构相同的支撑座之间的转动轴(25)上，施力右摇臂(26)与施力左摇臂(31)和转动轴(25)之间为键连接，施力右摇臂(26)与施力左摇臂(31)和摇杆(24)之间的夹角皆为90度；
所述的仿生口腔包括仿生下颌、上颌吊杆螺栓(10)、上颌座(14)、上牙床(15)、施力右拉簧(23)、施力左拉簧(30)、下颌复位左弹簧(32)与下颌复位右弹簧(27)；
所述的动力系统安装底座(1)上，仿生口腔采用上颌吊杆螺栓(10)吊装在上颌吊板(4)的下方，下颌复位左弹簧(32)与下颌复位右弹簧(27)下端分别与底座(1)连接；施力右拉簧(23)与施力左拉簧(30)下端和动力系统中的施力右摇臂(26)与施力左摇臂(31)连接；测控系统的参数采集部分中的3个结构相同的压力传感器(37)分别安装在上颌座和上牙床之间的左右磨牙区和切牙区；测控系统分别和仿生口腔与动力系统电线连接。
2.按照权利要求1所述的一种仿咀嚼设备，其特征在于，所述的仿生口腔还包括仿生上颌、仿生舌头(16)、两个结构相同的颞关节铰钉(9)与调整腔盖(36)；
所述的仿生上颌安装在仿生下颌的上面，仿生上颌的后端与仿生下颌中的颞关节吊架(8)配装并采用两个结构相同的颞关节铰钉(9)从左右两侧将两者转动连接，仿生上颌中的上义齿(18)与仿生下颌中的下义齿(19)相对正，仿生舌头(16)安装在仿生下颌中并通过其中的舌杆(17)将两者连接，调整腔盖(36)安装在仿生下颌的颞关节吊架(8)、上颌座后端与下颌座后端的周围，形成一个仿生口腔环境控制腔。
3.按照权利要求2所述的一种仿咀嚼设备，其特征在于，所述的仿生舌头(16)包括舌基座(40)和舌胶面(41)与舌杆(17)；
所述的舌基座(40)为拱形薄壁槽，槽底为平板，槽壁顶端设置成阶梯状止口，舌基座(40)的槽底中心处设置有通孔，舌基座(40)安装在下颌座(21)与下牙床(20)的中心处，舌基座(40)的槽底通孔与下颌座(21)上的中心通孔对正，空心的舌杆(17)的上端插入舌基座(40)与下颌座(21)的中心通孔内并采用螺母固定，舌胶面(41)采用热压或胶粘固定在舌基座(40)的阶梯状止口上。
4.按照权利要求2所述的一种仿咀嚼设备，其特征在于，所述的仿生上颌包括上颌座(14)、上牙床(15)、上义齿(18)、橡胶垫片(38)、不锈钢垫片(39)与4个结构相同的上颌吊杆螺栓(10)；
所述的上义齿(18)包括14颗单个上义齿，单个上义齿顶部为牙冠，根部为牙桩，牙冠用钛合金制造，牙桩用钢质材料制作，牙桩的根部设置有便于与上牙床(15)上的14个小沉孔螺纹连接的螺钉；
所述的上义齿(18)安装在上牙床(15)上，两者之间为螺纹连接，由上至下地将橡胶垫片(38)、不锈钢垫片(39)与安装有上义齿(18)的上牙床(15)依次放置在上颌座(14)的底面上，上颌座(14)、橡胶垫片(38)、不锈钢垫片(39)与上牙床(15)依次接触连接，然后采用螺钉固定连接，4个结构相同的上颌吊杆螺栓(10)的下端采用螺母固定在上颌座(14)的后端。
5.按照权利要求4所述的一种仿咀嚼设备，其特征在于，所述的上颌座(14)为铝材质的板式结构件，上颌座(14)的后端形状为凸字形板，前端形状为半圆形板，凸字形板与半圆形板中间段采用等腰梯形板过渡连接；在上颌座(14)的凸字形板的后部左右对称地加工有用于将仿生上颌固定在上颌吊板(4)之上的四个螺孔，在上颌座(14)的凸字形板的前部位置加工有两个用于和上牙床(15)连接的通孔，在上颌座(14)的等腰梯形板与半圆形板底面的中间处设置一个左右对称的前窄后宽的三角形的拱形凹槽，拱形凹槽的后槽边的槽底处设置有用于穿出压力传感器引线的通孔，上颌座(14)的等腰梯形板与半圆形板的槽壁的底面上即左右磨牙和切牙对应的位置设置有三个用于安装3个结构相同的压电式的压力传感器(37)的圆盲孔，三个圆盲孔的深度与拱形凹槽的深度相同，三个圆盲孔的孔底的中心位置加工有螺纹通孔，上颌座(14)后部的左右侧壁上设置有后高前低的用于实现上颌座(14)与下颌座(21)之间的位置调整的长凹槽。
6.按照权利要求1或2所述的一种仿咀嚼设备，其特征在于，所述的仿生下颌还包括颞关节吊架(8)、颞关节调整杆(11)、右钢丝绳(13)、下义齿(19)、下牙床(20)、下颌座(21)、下颌板(22)、左钢丝绳(29)、下颌罩(34)与2个结构相同的上弹簧挂钩(35)；
所述的下牙床(20)采用螺钉固定在下颌座(21)上，下义齿(19)采用螺钉安装在下牙床(20)上，下颌罩(34)的下端采用螺钉固定在下颌座(21)的前中部，下颌罩(34)和下义齿(19)与下牙床(20)之间形成的空间使用食品级硅胶填充；下颌板(22)采用螺钉固定在下颌座(21)的底面上，2个结构相同的上弹簧挂钩(35)安装在下颌板(22)两端的螺孔内，右钢丝绳(13)与左钢丝绳(29)的一端和下颌板(22)上的右半圆耳座与左半圆耳座链接，右钢丝绳(13)与左钢丝绳(29)的另一端和施力右拉簧(23)与施力左拉簧(30)上端链接，下颌复位左弹簧(32)与下颌复位右弹簧(27)的上端和2个结构相同的上弹簧挂钩(35)连接；颞关节吊架(8)通过其中的2个结构相同的下颌连接杆(33)下端的上通孔采用螺栓与2个结构相同的颞关节调整杆(11)一端的圆通孔连接，2个结构相同的颞关节调整杆(11)另一端的长通孔采用螺栓与下颌座(21)中后部的两侧连接，2个结构相同的下颌连接杆(33)下部的下通孔用螺栓与下颌座(21)后端的U形槽的两槽壁上的通孔连接。
7.按照权利要求1所述的一种仿咀嚼设备，其特征在于，所述的测控系统包括力学参数采集部分、口腔环境测控部分、咀嚼参数控制部分、仿生舌头控制部分和主控计算机；
所述的主控计算机包括计算机与数据采集卡，计算机与数据采集卡之间采用USB2.0接口通过USB线连接；
所述的力学参数采集部分包括3个型号为CL-YD-301的压力传感器(37)与型号为YE5850的电荷放大器；3个压力传感器输出端子由双头L5 STYV-2低噪声电缆连接在电荷放大器的PE输入端子上，电荷放大器输出端子采用双头BNC50Ω输出电缆与数据采集卡的模拟量输入通道接口连接；
所述的口腔环境测控部分包括口腔唾液分泌控制部分和口腔温湿度控制部分；
所述的口腔温湿度控制部分中的温度传感器与湿度传感器均安装在仿生口腔的后部环境调整腔内，温度传感器与湿度传感器的输出电缆和数据采集卡的模拟量输入通道接口连接；主控计算机的数据通讯接口与蠕动泵数据通讯接口通过RS232数据线连接，加热器、加湿器的控制接口通过电缆连接到多功能数据采集控制卡的开关量控制接口上；
所述的咀嚼参数控制部分包括步进电机控制器与步进电机驱动器，数据采集卡与步进电机驱动器之间用屏蔽双绞电缆线连接；
所述的仿生舌头控制部分包括电磁阀、1号中间继电器与2号中间继电器；电磁阀、1号继电器、2号继电器输入控制回路均连接在多功能数据采集控制卡的控制端口。
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