ES2948457A1

ES2948457A1 - Sistema de amasado adaptativo y metodo asociado

Info

Publication number: ES2948457A1
Application number: ES202230123A
Authority: ES
Inventors: Avila Cesar Orts; Avila Jose Orts
Original assignee: Cecotec Research and Development SL
Current assignee: Cecotec Research and Development SL
Priority date: 2022-02-16
Filing date: 2022-02-16
Publication date: 2023-09-12

Abstract

Sistema de amasado adaptativo, que comprende, al menos, una máquina amasadora que a su vez comprende, medios de amasado; un recipiente de mezclado; medios de detección de velocidad angular; una unidad de control; un motor eléctrico de potencia variable con al menos dos niveles distintos de RPM de trabajo; el cual comprende una unidad de control configurada para, al menos, en una operación de trabajo; a) realizar una lectura constante de la velocidad angular del motor eléctrico de potencia variable; b) convertir la velocidad angular a RPM; c) establecer un umbral de diferenciación y un RPM objetivo del motor eléctrico de potencia variable, y d) corregir la potencia o frecuencia de suministro de corriente enviada al motor eléctrico de potencia variable, en función de la lectura constante de la velocidad angular del motor eléctrico de potencia variable, durante la operación de trabajo.

Description

DESCRIPCIÓN

SISTEMA DE AMASADO ADAPTATIVO Y MÉTODO ASOCIADO

SECTOR DE LA TÉCNICA

Esta invención se refiere a las batidoras amasadoras, por las que se entiende el tipo de máquina de cocina accionada por motor que se utiliza para mezclar, o procesar de otro modo, los ingredientes en un cuenco mediante el movimiento accionado de una o más herramientas con vástago que dependen en el cuenco de una unidad de cabeza que lleva una salida de accionamiento orientada hacia abajo, accionada por el motor, a la que se ajustan el vástago, o los vástagos, de la herramienta, o las herramientas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad podemos observar una ausencia de un método de control adaptativo de la gestión del motor de mezclado para asegurar un nivel constante de energía transmitida a los productos que se pretende amasar. Existen productos con varios modos de funcionamiento para acoplarse lo máximo posible a distintas condiciones externas en cuanto a consumo energético o de forma que el usuario debe buscar el modo de funcionamiento óptimo para esa situación, siendo la selección manual y no adaptativa a las condiciones externas ni las del propio usuario.

A continuación, se presentan documentos relacionados con la presente invención que presentan ciertos inconvenientes que pretenden ser solucionados con nuestra propuesta:

En el documento CN209821640U "Control circuit of dough mixer” , se presenta un circuito de control para una amasadora. La máquina amasadora tiene la ventaja de que tiene funciones de control de la temperatura de amasado, de alarma de sobrecarga y de alarma de seguridad, y puede realizar la automatización del control; y la unidad de control del microordenador de un solo chip está conectada con el terminal de comunicación móvil a través del transceptor de comunicación y de la conexión inalámbrica WiFi, de modo que el funcionamiento de la amasadora puede supervisarse a distancia en tiempo real.

En este documento, se utiliza un sistema de control para poder realizar un seguimiento de los sistemas de seguridad de la amasadora, como puede ser sobrecalentamiento que puede producirse al tener demasiado tiempo encendido el motor. Además, es capaz de comunicar dichos problemas al usuario vía Wifi. No obstante, ninguno de los sistemas de control que se reivindican en este documento tiene por objeto realizar un control de la velocidad de giro del motor o del accesorio mezclador. Por tanto, con el sistema propuesto, debido a que se pretende emplear un microcontrolador, se puede hacer un seguimiento de los parámetros de seguridad mencionados y, además, del motor para proporcionar una mezcla óptima y homogénea en el menor tiempo posible.

Adicionalmente, en el documento CN104615013A "Intelligent control system of automatic dough mixer” , se revela un sistema de control inteligente de una amasadora automática. Un calentador y un motor de agitación están dispuestos en la amasadora automática. El sistema de control inteligente de la amasadora automática comprende un módulo controlador principal y un módulo de potencia. El sistema de control inteligente de la amasadora automática tiene las ventajas de poder detectar en tiempo real la cantidad de líquidos o sólidos añadida a la cubeta de mezclado, la temperatura que se proporciona a la mezcla y mostrarlo en una pantalla digital para que el usuario pueda conocer en todo momento los parámetros en los que está trabajando.

En este caso, el sistema de control instalado en el aparato tiene el propósito de realizar mediciones de masa y temperatura mediante distintos tipos de sensores para poder llegar a tener un control de los parámetros fundamentales para el amasado en el aparato descrito. No obstante, igual que en el documento anterior la sensorización instalada en el aparato no ayuda a controlar la velocidad de giro del accesorio mezclador o del motor, para poder mantener un amasado constante, aunque el alimento a amasar aumente en consistencia. Por ello, con la solución que se plantea en el presente documento, es posible superar este inconveniente y poder mantener durante el periodo de amasado una velocidad de amasado constante.

Por otra parte, en el documento WO2007142539A1, "DOUGH MIXER AND METHOD FOR CONTROLLING A DOUGH MIXER” se describe una amasadora y un método de control de esta. Para ello, se mide la corriente absorbida por el motor. El valor de la corriente instantánea que consume el motor durante el proceso de mezclado se compara continuamente con un valor de corriente deseado. Si hay una desviación entre el valor de corriente instantáneo y el deseado, se varía la velocidad del motor para mantener el valor de corriente instantáneo proporcionado por el motor a un nivel sustancialmente constante durante todo el proceso de mezclado de la masa.

De esta manera, se pretende que el consumo de corriente se mantenga constante a lo largo del amasado, a pesar de que el nivel de consistencia de los productos aumente. A pesar de que se trata de una solución de control útil desde el punto de vista energético, a nivel de amasado se necesitará mayor tiempo para alcanzar unos resultados óptimos. Además, se está forzando al motor a trabajar con una corriente que, en caso de que la masa se volviera muy consistente, podría ser incapaz de mezclar. En nuestra invención, se pretende que haya una adaptación de corriente o voltaje de tal forma que el parámetro que se mantenga constante sean las revoluciones por minuto a las que gira el accesorio mezclador. Asegurando de esta manera una mezcla mucho más homogénea en un menor periodo de tiempo.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La propuesta que se presenta a continuación pretende superar los inconvenientes encontrados en el estado de la técnica. La presente invención, comprende una batidora amasadora que es capaz de realizar un control adaptativo en tiempo real respecto a la velocidad de giro del accesorio mezclador-amasador. Habitualmente, al amasar la velocidad de giro que es capaz de proporcionar el motor al accesorio, se reduce a medida que el espesor o la consistencia de la masa aumenta. Por tanto, parece interesante aumentar la tensión recibida por el motor cuando se produce este fenómeno. De esta manera, es posible mantener una velocidad de giro fija para cada uno de los niveles de velocidad. Con ello, se consiguen mezclas más homogéneas en un menor tiempo de amasado y, por tanto, de funcionamiento del aparato.

Para superar los inconvenientes encontrados en el estado de la técnica, la invención presenta una amasadora que comprende un motor eléctrico, un medio de control del motor, como por ejemplo una placa de control o PCB, un medio de detección de las RPM del accesorio o el motor de mezclado o de la fuerza electromotriz generada por el motor durante los periodos donde no le es aplicada tensión, un medio de accionamiento del motor, un accesorio mezclador, un bol de mezclado, un medio de transmisión de potencia del motor al accesorio; todo ello mediante sensores implementados en el producto que transmitan la información física o telemáticamente.

El conjunto de los elementos que componen el sistema, están programados con al menos un potenciómetro digital o analógico, que establece un voltaje suministrado al aparato en función de la disminución de revoluciones del accesorio y el nivel de funcionamiento elegido por el usuario. Cada nivel de funcionamiento del aparato tiene preestablecida una tensión de funcionamiento para el instante inicial de uso. A medida que aumenta la consistencia de la masa y disminuye la velocidad de giro, se aumentará la tensión o la potencia suministrada al motor para que el número de revoluciones por minuto a las que gira el accesorio mezclador sea constante.

Los parámetros que tiene en cuenta este algoritmo para definir el límite de corriente en cada momento son:

• Revoluciones por minuto o fuerza electromotriz generada por el motor durante los periodos donde no le es aplicada tensión, en tiempo real • Voltaje proporcionado al motor en tiempo real

• Nivel de velocidad escogido por el usuario. En función de este nivel, se establecerán unos parámetros base de voltaje proporcionado y RPM asociadas a la función de amasado que ofrece dicho nivel.

Es necesario tener en cuenta ambos parámetros debido a que, el medio de control debe realizar una comparación entre las revoluciones por minuto establecidas para el nivel de velocidad escogido por el usuario y las revoluciones por minuto que se leen en cada instante mediante el sensor de detección de vueltas instalado en el interior del aparato o un circuito analógico o digital que interprete la caída de tensión en la fuerza electromotriz generada por el motor cuando no se le aplica tensión, la cual es proporcional a la velocidad rotacional del mismo. De esta manera, el sistema es capaz de, en función de la diferencia entre ambos datos, adaptar la tensión o la potencia aplicada al motor para que la velocidad de amasado que ha sido programada para cada nivel de velocidad sea constante independientemente de la consistencia del alimento que se esté amasando en cada momento.

Las revoluciones asociadas a cada nivel de velocidad serán conocidas e invariables, y la forma de medir las revoluciones por minuto en tiempo real mientras se está amasando puede tener varios métodos de realización. Entre ellos se encuentran: • Mediante la instalación de un sensor encoder. Se trata de un dispositivo que es capaz de detectar la cantidad de revoluciones por minuto a las que gira un objeto. En este caso, es responsable de contar o reproducir a partir del movimiento rotacional de su eje, convirtiendo los movimientos rotacionales o desplazamientos lineales en impulsos eléctricos de onda cuadrada o senoidal, generando una cantidad de pulsos por rotación precisa a lo largo de su rotación.

• Mediante la instalación de un tacómetro. Se trata de un dispositivo que mide la velocidad de rotación de un objeto. Para ello, necesita estar unido a un eje de rotación, por lo que en este caso sería necesario que estuviese conectado al mismo eje que proporciona la rotación necesaria al accesorio mezclador. De esta forma sería capaz de medir en tiempo real la cantidad de revoluciones por minuto a la que está girando dicho accesorio.

• Mediante la medición de la fuerza electromotriz que retorna del motor. El motor funciona casi continuamente con corriente que ingresa a los devanados. Ocasionalmente, y durante un período de tiempo muy corto, el proceso se invierte. El circuito de accionamiento deja de suministrar corriente y se permite que los devanados floten eléctricamente. La inercia en el sistema del motor lo mantiene girando y se toma una medida del voltaje del motor / generador girando. El voltaje observado cuando el motor está girando es directamente proporcional a su velocidad de rotación y las propiedades físicas del motor.

Es importante tener definida una lógica de funcionamiento debido a que la capacidad del aparato de adaptarse a diferentes situaciones debe ser coherente en todo momento. Es decir, en el caso de que la amasadora se encuentre funcionando en un nivel constante con una consistencia considerable de la masa dentro del bol, se estará suministrando un nivel de tensión superior al previamente preestablecido para el nivel de velocidad en el que está trabajando el aparato. Por tanto, en el caso de que la consistencia sea tal que se esté suministrando mayor tensión de la que se estaría suministrando si se estuviera trabajando en el siguiente nivel de velocidad, al cambiar al siguiente nivel no se volvería a bajar la tensión hasta la preestablecida para el mismo. En este caso, en primera instancia se realiza una comparación entre la tensión que se está suministrando y la que se supone que debería suministrarse para el nivel actual. Si la tensión suministrada es inferior que la preestablecida, se aumenta hasta el valor preestablecido y, posteriormente, se produce la adaptación en función de la consistencia. Por otro lado, en el caso de que la tensión que se está suministrando sea superior a la preestablecida para ese nivel en el momento del cambio, en lugar de bajar hasta esta tensión preestablecida, se mantendrá constante la tensión y se aumentará gradualmente hasta alcanzar las RPM que deben ser alcanzadas para el nivel de funcionamiento.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1. Vista del conjunto amasadora.

Figura 2. Esquema del método asociado para el control adaptativo del funcionamiento de la amasadora.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

En una realización preferente, la presente invención plantea un aparato eléctrico utilizado en las tareas domésticas, para el procesado de alimentos, más concretamente una batidora amasadora que comprende al menos:

Un cuerpo (1), que comprende a su vez, al menos:

• un recipiente de mezclado (2);

• un anclaje para el reciente de mezclado (3);

• accesorios de amasado o mezclado (4);

• un motor eléctrico de potencia variable (5);

• un medio de transmisión de movimiento con al menos un engranaje (6);

• un medio de medición de velocidad angular (7);

• una tapa (8);

• medios de conexión eléctrica directa o indirecta;

• medios de control electrónicos, PCB (9);

• medios de accionamiento del motor o un control de niveles de funcionamiento (10)

La invención hace referencia a una batidora amasadora. Las batidoras amasadoras están compuestas por: un cuerpo (1), que comprende un motor eléctrico (5), medios de control electrónicos (9) de los parámetros de funcionamiento del motor, como puede ser una tarjeta de circuito impreso (PCB), medios de selección de velocidad (10), elementos de mezclado (4) como gancho o varillas acoplados en sendos ejes de giro situados en la cara inferior del brazo de la amasadora (parte superior del cuerpo (1)), un sistema de transmisión del giro del motor (6) y un recipiente donde se realiza la mezcla o bol de mezclado (2).

La parte superior del cuerpo puede abatirse gracias a la existencia de un mecanismo situado en la parte vertical del cuerpo (1). Esto permite un fácil acceso para el cambio de los accesorios y/o acoplamiento del bol.

En el interior de la parte superior del cuerpo (1) se encuentra el motor eléctrico (5) y el sistema de transmisión (6) compuesto por un tornillo sin fin ligado al eje de giro del motor eléctrico (5) y que transmite el movimiento de este a un engranaje perpendicular al tornillo sin fin. Además, con tal de realizar un control adaptativo del giro del accesorio de amasado (4), es necesario instalar también en esta zona un sensor de medición de velocidad angular o de voltaje generado por el motor (7) que transmitirá la información en tiempo real al sistema de procesamiento o medios de control electrónicos (9), para que realice un control activo del funcionamiento del aparato. De esta manera, se consigue un amasado homogéneo y rápido.

En la imagen de la Fig.1 se pueden apreciar las partes fundamentales de la amasadora para la realización de la presente invención. En primer lugar, se puede observar un cuerpo principal (1) en cuya parte superior se aloja un motor eléctrico (5), un mecanismo de transmisión de movimiento (6) formado por al menos un engranaje y al menos un sensor de velocidad angular o voltaje que produce el motor (7). Para cubrir toda esta zona, se requiere una tapa (8) dentro de la que se alojan los elementos previamente mencionados. Además, se tiene un bol de mezclado (2), en el que se introducen los alimentos para ser mezclados o amasados, que se acopla al cuerpo principal (1) mediante una base de acoplamiento (3). Para ejecutar un correcto mezclado de los alimentos introducidos, se necesita al menos un elemento mezclador (4) que se aloja a la parte superior del cuerpo principal (1), al mecanismo de transmisión de movimiento (6) y que transmite este movimiento rotacional a los alimentos que se sitúan en el interior del bol de mezclado (2). Adicionalmente, se requiere una serie de sistemas de control para realizar el control adaptativo reivindicado, entre los cuales se pueden observar un medio de control del motor o PCB (9) y un medio de accionamiento del motor o selector de niveles (10).

En la imagen de la Fig.2 se muestra un diagrama de flujo que describe el control adaptativo del motor para poder mantener una velocidad angular constante en el accesorio de mezcla. Este consiste en una sucesión de acciones que debe seguir el sistema de control para llevar a cabo el control adaptativo anteriormente mencionado.

Para mantener constantes las RPM, debe comprobarse si se está girando a las RPM establecidas para el nivel de funcionamiento escogido por el usuario, en caso de que no sea así, el sistema deberá saber si se está girando a más o a menos. Si es más, se reduce el voltaje suministrado o la potencia al motor para disminuir la velocidad angular y alcanzar las revoluciones específicas del nivel de funcionamiento descrito. En caso de ser menor, se aumenta el voltaje suministrado o la potencia al motor para alcanzar las revoluciones establecidas.

Por otra parte, si se produce un aumento de nivel, la lógica de funcionamiento debe ser coherente. Es decir, si se ha aumentado la tensión suministrada al motor hasta un valor superior al que está preestablecido para el siguiente nivel para alcanzar el nivel de revoluciones base, en el caso de subir hasta ese nivel no se disminuirá la tensión a la previamente establecida. En este caso, se mantendrá constante la que se está suministrando y se aumentará gradualmente hasta alcanzar la velocidad angular a la que se supone que se debe trabajar en ese nivel de funcionamiento. Una vez alcanzada esta velocidad, se vuelve a activar el control adaptativo descrito en el párrafo anterior.

En otra realización preferente, el sistema de amasado adaptativo, que comprende, al menos, una máquina amasadora que a su vez comprende, medios de amasado; un recipiente de mezclado; medios de detección de velocidad angular; una unidad de control; y un motor eléctrico de potencia variable con al menos dos niveles distintos de RPM de trabajo; con al menos su unidad de control configurada para, al menos, en una operación de trabajo: a) Realizar una lectura constante de la velocidad angular del motor eléctrico de potencia variable; b) Convertir la velocidad angular a RPM; c) Establecer un umbral de diferenciación y un RPM objetivo del motor eléctrico de potencia variable; d) Corregir la potencia o frecuencia de suministro de corriente enviada al motor eléctrico de potencia variable, en función de la lectura constante de la velocidad angular del motor eléctrico de potencia variable, durante la operación de trabajo;

En otra realización preferente, el sistema de amasado adaptativo comprende, al menos, una máquina amasadora con al menos medios de amasado, un recipiente de mezclado, medios de detección de la fuerza electromotriz generada por el motor eléctrico de potencia variable en intervalos donde no se le suministra corriente, una unidad de control, y un motor eléctrico de potencia variable con al menos dos niveles distintos de RPM de trabajo; en donde la unidad de control está configurada para, al menos, en una operación de trabajo:

- Realizar una lectura por intervalos de la fuerza electromotriz del motor eléctrico de potencia variable;

- Convertir la fuerza electromotriz generada por el motor a RPM de referencia;

- Establecer un umbral de diferenciación y un RPM objetivo del motor eléctrico de potencia variable,

- Corregir la frecuencia de suministro de corriente enviada al motor eléctrico de potencia variable, en función de la lectura por intervalos de la fuerza electromotriz del motor eléctrico de potencia variable, durante la operación de trabajo;

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de amasado adaptativo, que comprende, al menos,

- una máquina amasadora que a su vez comprende,

- medios de amasado;

- un recipiente de mezclado;

- medios de detección de velocidad angular;

- una unidad de control; y,

- un motor eléctrico de potencia variable con al menos dos niveles distintos de RPM de trabajo;

Caracterizado por comprender una unidad de control configurada para, al menos, en una operación de trabajo:

- Realizar una lectura constante de la velocidad angular del motor eléctrico de potencia variable;

- Convertir la velocidad angular a RPM;

- Corregir la potencia o frecuencia de suministro de corriente enviada al motor eléctrico de potencia variable, en función de la lectura constante de la velocidad angular del motor eléctrico de potencia variable, durante la operación de trabajo;

2. Método para máquina amasadora de la reivindicación anterior, caracterizado por comprender, al menos, los siguientes pasos;

- Lectura constante de la velocidad angular del motor eléctrico de potencia variable;

- Convertir la velocidad angular a RPM;

3. Sistema de amasado adaptativo, que comprende, al menos,

- una máquina amasadora que a su vez comprende,

- medios de amasado;

- un recipiente de mezclado;

- medios de detección de la fuerza electromotriz generada por el motor eléctrico de potencia variable en intervalos donde no se le suministra corriente;

- una unidad de control; y,

- Convertir la fuerza electromotriz generada por el motor a RPM de referencia;

4. Método para máquina amasadora de la reivindicación 3, caracterizado por comprender, los siguientes pasos;

- Lectura por intervalos de la fuerza electromotriz del motor eléctrico de potencia variable;

- Convertir la fuerza electromotriz generada por el motor a RPM de referencia;