CN107509757A - 一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，是集机械自动化、工艺标准化、控制数字化于一身的智能器械，利用它完成和面，不但节约了人力，节约了时间，降低了成本，而且有效的保证了食品健康，将传统和面工艺采用仿生机械手臂进行了还原，保证了传统面条的优质口感，而且该发明通过智能控制系统，成功的制作出软绵、筋道、糯弹三种口味面条，驱动机构与和面腔体组件连接在一起，用于驱动和面腔体组件转动，多个仿生搓揉机构围绕和面腔体组件分布，且仿生搓揉机构固定设置在机架上，且仿生搓揉机构的动力输出端与和面腔体组件接触能实现仿生搓揉动作，控制系统设置在机架，控制系统控制驱动机构和面腔体组件协同动作，实现360°仿生搓揉和面。

Description

一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术

技术领域

本发明一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，属于食品生产机械技术领域。

背景技术

目前和面机均是利用桨叶或轴承旋转的原理来搅拌面粉和水以完成和面，但是利用这种原理和面存在明显不足，主要表现为：

1、由于存在搅拌的方式，根据面的粘性，靠近搅拌轴承位置的部分会搅拌均匀，而远离搅拌轴承的部分由于粘性的作用导致不能充分搅拌，致使和面不能达到火候，导致面条无法加工，费时费料。

2、由于搅拌时，力度太大，和面过程中极易破坏面筋，导致加工出来的面条过于僵硬，从而造成食客咀嚼不动，更容易造成消化不良，或是过于柔软，面条下锅后，煮成面汤，最终导致口感不佳，并影响身体健康。

3、机械卫生性比较差，现有和面机采用外形不规则的花环或拨叉搅拌，往往造成棉絮粘在上面非常不易清理，如果长时间不去清理，会导致棉絮结痂、发酵、或霉变，轻则会导致痢疾，重则甚至会造成食物中毒。

4、现有和面技术局限性大，只有搅拌功能，不能算是和面工艺，采用手工和面之所以味道很好，是因为传统意义上的和面，是人用胳臂加手臂对面团进行搓揉，一是将面和均匀，二是给面团上筋，使面团非常筋道，具有非常好的口感，而目前的和面技术只是利用搅拌原理实现机械代替手工，而在和面质量上大打折扣。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，是集机械自动化、工艺标准化、控制数字化于一身的智能器械，利用它完成和面，不但节约了人力，节约了时间，降低了成本，而且有效的保证了食品健康，将传统和面工艺采用仿生机械手臂进行了还原，保证了传统面条的优质口感，而且该发明通过智能控制系统，成功的制作出软绵、筋道、糯弹三种口味面条，适合儿童、中年人、老年人等各类人群食用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，包括机架、驱动机构、和面腔体组件、仿生搓揉机构和控制系统，所述机架为半封闭式架构，所述驱动机构设置在机架上端，且所述驱动机构的动力输出端朝下，并与和面腔体组件连接在一起，用于驱动和面腔体组件转动，多个所述仿生搓揉机构围绕和面腔体组件分布，且所述仿生搓揉机构固定设置在机架上，且所述仿生搓揉机构的动力输出端与和面腔体组件接触能实现仿生搓揉动作，所述控制系统设置在机架，所述控制系统控制驱动机构和面腔体组件协同动作，实现360°仿生搓揉和面；

所述仿生搓揉机构的结构为：包括第一驱动电机、丝杠、滑块、仿生手臂、第二驱动电机和仿生手掌，所述第一驱动电机固定设置在机架的内侧壁上，所述第一驱动电机的输出端上连接有丝杠，所述滑块匹配套装在丝杠上，所述仿生手臂横向设置，且所述仿生手臂的一端连接在滑块上，所述仿生手臂的另一端连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端连接有仿生手掌，所述第一驱动电机和第二驱动电机配合使仿生手掌对面腔体组件作出仿生搓揉和面动作。

所述面腔体组件的结构为：包括胶囊型和面腔体、连接体和盖体，所述胶囊型和面腔体为食品级橡胶制作，且胶囊型和面腔体为上端开口结构，所述连接体环状结构，所述连接体的下端与胶囊型和面腔体上端匹配连接在一起，所述盖体匹配盖在连接体上，所述盖体的上端与驱动机构的输出端连接在一起。

所述驱动机构的结构为：包括第三驱动电机和曲轴，所述第三驱动电机竖直固定设置在机架上，所述曲轴位于第三驱动电机下方，所述曲轴的上端与第三驱动电机的输出端连接，所述曲轴的下端与盖体连接在一起。

所述控制系统的结构为：包括触摸操作屏、时间继电器、压力传感器、PLC单元、闭锁装置、驱动器和电源，所述触摸操作屏作为输入源与PLC单元电连接，所述驱动器与PLC单元电连接，用于控制闭锁装置、第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机动作，所述控制闭锁装置用于锁定第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机动作，所述压力传感器设置在仿生手掌上，用于采集仿生手掌搓揉胶囊型和面腔体的压力参数，并与PLC单元电连接，所述时间继电器与PLC单元电连接，用于计时，所述电源用于给各部件供电。

所述仿生搓揉机构的数量为三个，分别沿胶囊型和面腔体的左侧、右侧和下侧布置。

所述第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机均为伺服电机。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

1、本发明采用机械化和面技术不仅成功的实现了机械代替手工作业的目的，而大大节约了时间和人力劳动。

2、本发明的搓揉和面仿生手臂，成功替代人体手臂，对面团进行搓揉加工，实现了人体手工和面时，将面由外向内不断搓揉的效果，使面条更加筋道，口感及好。

3、本发明采用软橡胶胶囊内部盛放面团，仿生手臂在胶囊外部进行和面，实现了揉搓工具与面团的直接隔离，使和面在更加卫生清洁的环境下进行，保障了食用者的卫生。

4、本发明采用智能化控制，可根据和面的重量、预先达到的口感，设定搓揉和面的时间和力度，可完成不同柔软度和筋度口感的面团，适用于儿童、成年人、老年人等不同人群食用。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中控制系统的结构框架图。

图中：1为机架、2为驱动机构、21为第三驱动电机、22为曲轴、3为和面腔体组件、31为胶囊型和面腔体、32为连接体、33为盖体、4为仿生搓揉机构、41为第一驱动电机、42为丝杠、43为滑块、44为仿生手臂、45为第二驱动电机、46为仿生手掌、5为控制系统、51为触摸操作屏、52为时间继电器、53为压力传感器、54为PLC单元、55为闭锁装置、56为驱动器、57为电源。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，包括机架1、驱动机构2、和面腔体组件3、仿生搓揉机构4和控制系统5，所述机架1为半封闭式架构，所述驱动机构2设置在机架1上端，且所述驱动机构2的动力输出端朝下，并与和面腔体组件3连接在一起，用于驱动和面腔体组件3转动，多个所述仿生搓揉机构4围绕和面腔体组件3分布，且所述仿生搓揉机构4固定设置在机架1上，且所述仿生搓揉机构4的动力输出端与和面腔体组件3接触能实现仿生搓揉动作，所述控制系统5设置在机架1，所述控制系统5控制驱动机构2和面腔体组件3协同动作，实现360°仿生搓揉和面；

所述仿生搓揉机构4的结构为：包括第一驱动电机41、丝杠42、滑块43、仿生手臂44、第二驱动电机45和仿生手掌46，所述第一驱动电机41固定设置在机架1的内侧壁上，所述第一驱动电机41的输出端上连接有丝杠42，所述滑块43匹配套装在丝杠42上，所述仿生手臂44横向设置，且所述仿生手臂44的一端连接在滑块43上，所述仿生手臂44的另一端连接有第二驱动电机45，所述第二驱动电机45的输出端连接有仿生手掌46，所述第一驱动电机41和第二驱动电机45配合使仿生手掌46对面腔体组件3作出仿生搓揉和面动作。

所述面腔体组件3的结构为：包括胶囊型和面腔体31、连接体32和盖体33，所述胶囊型和面腔体31为食品级橡胶制作，且胶囊型和面腔体31为上端开口结构，所述连接体32环状结构，所述连接体32的下端与胶囊型和面腔体31上端匹配连接在一起，所述盖体33匹配盖在连接体32上，所述盖体33的上端与驱动机构2的输出端连接在一起。

所述驱动机构2的结构为：包括第三驱动电机21和曲轴22，所述第三驱动电机21竖直固定设置在机架1上，所述曲轴22位于第三驱动电机21下方，所述曲轴22的上端与第三驱动电机21的输出端连接，所述曲轴22的下端与盖体33连接在一起。

所述控制系统5的结构为：包括触摸操作屏51、时间继电器52、压力传感器53、PLC单元54、闭锁装置55、驱动器56和电源57，所述触摸操作屏51作为输入源与PLC单元54电连接，所述驱动器56与PLC单元54电连接，用于控制闭锁装置55、第一驱动电机41、第二驱动电机45和第三驱动电机21动作，所述控制闭锁装置55用于锁定第一驱动电机41、第二驱动电机45和第三驱动电机21动作，所述压力传感器53设置在仿生手掌46上，用于采集仿生手掌46搓揉胶囊型和面腔体31的压力参数，并与PLC单元54电连接，所述时间继电器52与PLC单元54电连接，用于计时，所述电源57用于给各部件供电。

所述仿生搓揉机构4的数量为三个，分别沿胶囊型和面腔体31的左侧、右侧和下侧布置。

所述第一驱动电机41、第二驱动电机45和第三驱动电机21均为伺服电机。

下面结合具体实施例对本发明进行进一步的阐述。

本发明中胶囊型和面腔体31为面团的盛放容器，其与驱动机构2连接；所述驱动机构2能带动胶囊型和面腔体31转动，同时具有仿生揉面的功能，固定于机架1上；所述控制系统5的作用为控制驱动机构2和和面腔体组件3完成揉面动作，所述机架1用于固定和支撑驱动机构2、和面腔体组件3和仿生搓揉机构4，达到稳定运行的目的。

本发明中胶囊型和面腔体31为食品安全级别橡胶材料制成的容器，用于盛放面团，通过打开体盖33放入面粉和水。

通过第一驱动电机41正反旋转带动丝杆42做相同方向的运动，从而实现仿生手臂44沿丝杆42方向往复运动，最终实现仿生人体手臂“搓”的动作；仿生手掌46由第二驱动电机45驱动做旋转运动，最终实现仿生人体手掌“揉”的动作。

控制系统5的触摸操作屏51与时间继电器52、压力传感器53之间电连接，驱动器56与第一驱动电机41、第二驱动电机45和第三驱动电机21之间均电连接，PLC单元54、驱动器56和触摸操作屏51之间均电连接，所述触摸操作屏51作为输入端，经PLC单元54、驱动器56转换信号后控制第一驱动电机41、第二驱动电机45和第三驱动电机21工作。

所述机架1为半封闭式架构，作用整个结构的支撑。

本发明的工作原理：打开盖体33在胶囊型和面腔体31内倒入面粉和水，并盖好盖体33，在控制系统5的触摸操作屏51中，点击软绵、筋道或糯弹三种模式中的一种，这时时间继电器52根据预先设定的和面时间进行作业倒计时，压力传感器53也开启了及时感知揉面压力的功能，PLC单元54也收到了触摸操作屏51发出的指令，将控制信号进行处理后传输到驱动器56，驱动器56再将控制器信号传输过来的交流电信号转变为电机的角位移，第三驱动电机21快速转动，使面粉和水进行充分混合，初步形成均匀的小面团，接着左、右、下和面腔体组件3的第一驱动电机41开始带动仿生手臂44向胶囊型和面腔体31前进，当仿生手掌46接触到胶囊型和面腔体31时，第三驱动电机21停止带动胶囊型和面腔体31转动，仿生手掌46的第二驱动电机45开始转动，带动仿生手掌46进行转动，这时仿生手臂44通过对胶囊型和面腔体31挤压，实现仿生人力手臂“搓动”胶囊型和面腔体31内面团，仿生手掌46接触胶囊型和面腔体31后，通过“揉动”胶囊型和面腔体31实现仿生人手掌揉动面团，接着左、右、下的和面腔体组件3的第一驱动电机41向相反方向运行，待仿生手掌46脱离胶囊型和面腔体31表面时，第三驱动电机21驱动曲轴22转动30°，随后左、右、下的和面腔体组件3中的仿生手臂44继续向面团运行并对面团进行“搓揉”，这样反复操作，完成“搓揉”和面动作。

采用本发明和面不但节约了人力，节约了时间，降低了成本，而且有效的保证了食品健康，将传统和面工艺采用仿生机械手臂进行了还原，保证了传统面条的优质口感，而且该发明通过智能控制系统，成功的制作出软绵、筋道、糯弹三种口味面条，适合儿童、中年人、老年人等各类人群食用。

本发明中智能控制系统为搓揉和面功能动作实现的自动化控制系统，能够制定软绵、筋道或糯弹三种模式的电机运动方案，实现不同力度、不同时长的搓揉和面方式，从而制作出三种独特口味的面条。在智能控制系统的触摸屏中，点击软绵、筋道或糯弹三种模式中的一种，这时时间继电器根据预先设定的和面时间进行作业倒计时，压力传感器也开启了及时感知揉面压力的功能，控制器也收到了触摸屏发出的指令，将控制信号进行处理后传输到驱动器，驱动器再将控制器信号传输过来的交流电信号转变为电机的角位移，从而实现控制搓揉和面仿生手臂的仿生胳臂和仿生手掌的动力电机运动。

上面结合附图对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，其特征在于，包括机架（1）、驱动机构（2）、和面腔体组件（3）、仿生搓揉机构（4）和控制系统（5），所述机架（1）为半封闭式架构，所述驱动机构（2）设置在机架（1）上端，且所述驱动机构（2）的动力输出端朝下，并与和面腔体组件（3）连接在一起，用于驱动和面腔体组件（3）转动，多个所述仿生搓揉机构（4）围绕和面腔体组件（3）分布，且所述仿生搓揉机构（4）固定设置在机架（1）上，且所述仿生搓揉机构（4）的动力输出端与和面腔体组件（3）接触能实现仿生搓揉动作，所述控制系统（5）设置在机架（1），所述控制系统（5）控制驱动机构（2）和面腔体组件（3）协同动作，实现360°仿生搓揉和面；

所述仿生搓揉机构（4）的结构为：包括第一驱动电机（41）、丝杠（42）、滑块（43）、仿生手臂（44）、第二驱动电机（45）和仿生手掌（46），所述第一驱动电机（41）固定设置在机架（1）的内侧壁上，所述第一驱动电机（41）的输出端上连接有丝杠（42），所述滑块（43）匹配套装在丝杠（42）上，所述仿生手臂（44）横向设置，且所述仿生手臂（44）的一端连接在滑块（43）上，所述仿生手臂（44）的另一端连接有第二驱动电机（45），所述第二驱动电机（45）的输出端连接有仿生手掌（46），所述第一驱动电机（41）和第二驱动电机（45）配合使仿生手掌（46）对面腔体组件（3）作出仿生搓揉和面动作。

2.根据权利要求1所述的一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，其特征在于，所述面腔体组件（3）的结构为：包括胶囊型和面腔体（31）、连接体（32）和盖体（33），所述胶囊型和面腔体（31）为食品级橡胶制作，且胶囊型和面腔体（31）为上端开口结构，所述连接体（32）环状结构，所述连接体（32）的下端与胶囊型和面腔体（31）上端匹配连接在一起，所述盖体（33）匹配盖在连接体（32）上，所述盖体（33）的上端与驱动机构（2）的输出端连接在一起。

3.根据权利要求2所述的一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，其特征在于，所述驱动机构（2）的结构为：包括第三驱动电机（21）和曲轴（22），所述第三驱动电机（21）竖直固定设置在机架（1）上，所述曲轴（22）位于第三驱动电机（21）下方，所述曲轴（22）的上端与第三驱动电机（21）的输出端连接，所述曲轴（22）的下端与盖体（33）连接在一起。

4.根据权利要求3所述的一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，其特征在于，所述控制系统（5）的结构为：包括触摸操作屏（51）、时间继电器（52）、压力传感器（53）、PLC单元（54）、闭锁装置（55）、驱动器（56）和电源（57），所述触摸操作屏（51）作为输入源与PLC单元（54）电连接，所述驱动器（56）与PLC单元（54）电连接，用于控制闭锁装置（55）、第一驱动电机（41）、第二驱动电机（45）和第三驱动电机（21）动作，所述控制闭锁装置（55）用于锁定第一驱动电机（41）、第二驱动电机（45）和第三驱动电机（21）动作，所述压力传感器（53）设置在仿生手掌（46）上，用于采集仿生手掌（46）搓揉胶囊型和面腔体（31）的压力参数，并与PLC单元（54）电连接，所述时间继电器（52）与PLC单元（54）电连接，用于计时，所述电源（57）用于给各部件供电。

5.根据权利要求4所述的一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，其特征在于，所述仿生搓揉机构（4）的数量为三个，分别沿胶囊型和面腔体（31）的左侧、右侧和下侧布置。

6.根据权利要求5所述的一种全智能控制360°仿生搓揉和面技术，其特征在于，所述第一驱动电机（41）、第二驱动电机（45）和第三驱动电机（21）均为伺服电机。