本发明涉及食品加工烹饪机械领域,特别是涉及一种食品加工烹饪机。
背景技术:
食品加工烹饪机是人们生活中一种常用的机器,其食品烹饪质量和温度控制的准确度直接相关;现有的食品加工烹饪机,由于受到切削搅拌装置的位置限制,温度传感器探头只能设置在容器边缘,这就使得其探测到的温度信息只是容器边缘的温度信息,和容器底部中心位置的温度信息有较大的差距,使得温度控制的准确度不高;这也就是现有的具有食品糊加工功能的食品加工烹饪机,其说明书规定的食材比例中,水的比例特大,使得加工出的食品糊浓度低的重要原因,例如;某品牌的一款产品的说明书,规定纯米糊的用量,水量900-1100毫升时,干大米1/2杯,水量1100-1300毫升时,干大米4/5杯;这样的浓度对于很多食用者而言确实是太稀;但是如果机器使用者希望提高浓度在制糊时多加干食材,有引起食品烧焦的可能;要想制造较高浓度的食品糊,就必须提高温度控制的准确度,而且提高温度控制的准确度也有利于其它食品种类加工质量的提高;而提高温度探头的测量准确度,则是提高温度控制的准确度的必要条件及有效方法。
技术实现要素:
本发明的目的,是提供一种能够提高温度传感器探头的测量准确度,从而提高温度控制的准确度的优化传感食品加工烹饪机,同时也改善优化其控制功能,切削功能。
一种优化传感食品加工烹饪机,包括,机头、容器、加热装置、防溢装置、切削装置、电气控制装置;所述的电气控制装置包括中央控制器、缺水检测器、溢出检测器、温度传感器、食品制作切削控制器、食品制作加热控制器;温度传感器中或者包括有中心温度传感器;食品制作加热控制器中或者包括有智能温度控制模块组;切削装置中或者包括有反射式精细切削器,或者包括有对冲式精细切削器;图1为配置有中心温度传感器1的优化传感食品加工烹饪机的示意图,图中对容器2和切削装置的轴5进行了剖视,以显示温度传感器与切削装置的轴的相互关系,机头11由于其内部结构可以有多种形式,将在以后的图中剖视描述;当其加热方式包括底加热时,设置有一个中心温度传感器1(当然也可以有设置在其它位置的温度传感器或者其它传感器),所述的中心温度传感器1的探头位于中心温度传感器的底端,中心温度传感器1设置在容器2的中心区域,其最低点距容器底部距离≤6毫米;所述的中心温度传感器1外形为圆杆形,切削装置的最低点距底部距离>6毫米;中心温度传感器1的外圆柱面与切削装置的轴5的内圆柱面配合;切削装置的刀具组3或者是一把刀具,或者是二把以上的刀具组成的刀具组,或者是一个包括两组切削方向相反的刀具组的刀具组合;所述的刀具组包括一把以上的刀具,所述的刀具包括一条以上的刀刃;即,所述的刀具组包括由任意把具备任意个刀刃的刀具组成;具体内容将在说明书的下文中描述;为使图中标注简洁,凡是前面图中已经标注的零件或者结构,在后面图中继续出现的,沿用原标注,特此说明。
图2是图1的中心温度传感器与相关零部件关系的一种示意图,图中对机头11进行了局部剖视处理,以显示机头内部中心温度传感器与有关结构的相互关系;机头内动力主轴12与主动齿轮13同轴固定连接,上传动齿轮8与下传动齿轮6同轴固定连接,切削装置的刀具组3、切削装置的轴5与切削装置的轴齿轮16同轴固定连接,中心温度传感器穿过切削装置的轴5中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部,温度传感器1的外圆柱面与切削装置的轴5的内圆柱面的配合为动配合;动力从机头内传递到切削装置的刀具组3的传动步骤包括,机头内动力主轴12带动主动齿轮13同向转动,主动齿轮13传动上传动齿轮8反向转动,上传动齿轮8带动下传动齿轮6反向转动;下传动齿轮6传动切削装置的轴齿轮16同向转动,切削装置的轴齿轮16带动切削装置的轴5和切削装置的刀具组3同向转动;所述的同向是指和机头内动力主轴12的转动方向相同,所述的反向是指和机头内动力主轴12的转动方向相反,以下同;中心温度传感器1的引线15从上端面引出,沿着中支承板7的上表面走线至传动箱体9的中支承板7与右侧竖直内表面的连接处,再沿着右侧竖直内表面向上穿过传动箱体9顶板上的预制孔进入机头内上部空间与加工机的控制系统连接;所述的引线引出的方式包括采用电连接器的引出方式,所述的连接的方式包括采用电连接器的连接方式;传动箱体9为中心温度传感器及传动机构提供支承和保护,有利于加工机装配工艺的进行;当然其与机头之间必须设置防转防松结构,设置减少摩擦的措施,加工机还必须设置可靠的水密结构。
图3是一种配置有反射式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机的示意图,图中对容器2进行了局部剖视处理,以显示容器内反射式精细切削器的结构及其和中心温度传感器的相互关系;所述的反射式精细切削器包括反射器10和切削装置的刀具组3,反射器10与切削装置的刀具组3配合工作,加强切削效果;当整个装置按照切削装置的刀具组3的旋转轴线顺竖直方向的方式放置,且切削装置的刀具组3在其平行于旋转轴线方向的分作用力是竖直向上时,反射器配置于切削装置的刀具组3的上方,机头11的下方;切削装置的轴5穿过反射器10与切削装置的刀具组3连接,切削装置的轴5和反射器10之间的配合为动配合;中心温度传感器穿过切削装置的轴5中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部,切削装置的轴和中心温度传感器为动配合。
所述的反射器的形状或者是平面,或者是非平面曲面;反射器面对切削装置的刀具组3的表面是光滑表面。
图4是配置有对冲式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机的示意图,图中对容器进行了剖视处理,以显示容器内部结构,并对主刀具组26与主刀具组的轴23、副刀具组22与副刀具组的轴21进行了剖视处理,以显示它们之间以及中心温度传感器1之间的相互关系;由于对冲式精细切削器的传动机构包括多种方式,所以没有对机头11进行剖视;在图5、图6中将会对二种实施方式的机头进行剖视,以显示配置在机头11中的传动机构以及中心温度传感器1的二种具体结构;但是,必须说明的是,图5、图6描述的配置在机头11中的传动机构以及中心温度传感器1之间的具体结构仅仅是多种方式中的二种实施方式而已,并不是全部;所述的对冲式精细切削器,其切削刀具是一个包括两组切削方向相反的刀具组的刀具组合;所述的两组切削方向相反的刀具组分为主刀具组、副刀具组,主刀具组与副刀具组的切削方向相反;所述的刀具组通过结构上的设置,使得在旋转切削过程中不仅对物料产生圆周及其切线方向的作用力,而且对物料产生平行于旋转轴线方向的分作用力;所述的结构上的设置,包括刀刃的斜度、或者刀片的弯曲角度,或者其它结构方式;;其中,主刀具组对物料产生的平行于旋转轴线方向的分作用力的方向指向副刀具组的切削区,副刀具组对物料产生的平行于旋转轴线方向的分作用力的方向指向主刀具组的切削区;副刀具组的轴形状为长圆环状,和主刀具组的轴同轴,主刀具组的轴和副刀具组的轴为动配合;主刀具组的轴形状为长圆环状,和中心温度传感器同轴,中心温度传感器穿过主刀具组的轴23中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部,主刀具组的轴和中心温度传感器为动配合;主刀具组的轴与动力装置连接;动力装置传动主刀具组的轴转动带动主刀具组同向转动,并且通过传动机构传动副刀具组的轴和副刀具组反向转动;所述的主刀具组的轴与动力装置连接,包括或者是通过传动机构与动力装置连接(例如图5、图6中),或者是直接使用动力装置的转轴作为主刀具组的轴;所述的传动机构包括变向传动机构、或者变速传动机构、或者离合器机构,或者上述机构中两种以上机构的任意组合。
图5是图4中配置有对冲式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机的一种实施方式的示意图,图中对机头11进行了局部剖视处理,以显示对冲式精细切削器部分的结构;主刀具组26与主刀具组的轴23、主刀具组的轴齿轮19固定连接,主刀具组的轴23通过传动机构与动力装置连接;副刀具组22与副刀具组的轴21、副刀具组的轴齿轮20固定连接,副刀具组的轴22形状为长圆环状,和主刀具组的轴23同轴,副刀具组的轴22和主刀具组的轴23为动配合;主刀具组的轴23形状为长圆环状,和中心温度传感器1同轴,中心温度传感器穿过主刀具组的轴23中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部,主刀具组的轴23和中心温度传感器1为动配合;动力从机头内传递到切削装置的刀具组的传动步骤包括,机头内动力主轴12带动主动齿轮13同向转动,主动齿轮13传动上传动齿轮8反向转动,上传动齿轮8带动同轴的中传动齿轮17和下传动齿轮6反向转动,从此开始,动力分流为2路进行传递;第1路,中传动齿轮17传动中过桥齿轮18同向转动,中过桥齿轮18传动主刀具组的轴齿轮19反向转动,主刀具组的轴齿轮19带动主刀具组的轴23和主刀具组26反向转动;第2路,下传动齿轮6传动副刀具组的轴齿轮20同向转动,副刀具组的轴齿轮20带动副刀具组的轴21和副刀具组22同向转动;中心温度传感器1的引线15从上端面引出,沿着中支承板7的上表面走线至传动箱体9的中支承板7与右侧竖直内表面的连接处,再沿着右侧竖直内表面向上穿过传动箱体9顶板上的预制孔进入机头内上部空间与加工机的控制系统连接;传动箱体9为传动机构提供支承和保护,把整个传动机构集成为一个整体,有利于加工机装配工艺的进行;当然其与机头之间必须设置防转防松结构,设置减少摩擦的措施,加工机还必须设置可靠的水密结构。
图6是图4中配置有对冲式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机的又一种实施方式的示意图,图中对机头11进行了局部剖视处理,以显示对冲式精细切削器部分的结构;主刀具组26与主刀具组的轴23、主刀具组的轴齿轮19固定连接,主刀具组的轴齿轮19通过传动机构与动力装置连接;副刀具组22与副刀具组的轴21、内齿轮27固定连接,内齿轮27通过传动机构与动力装置连接;副刀具组的轴22形状为长圆环状,和主刀具组的轴23同轴,副刀具组的轴22和主刀具组的轴23为动配合;主刀具组的轴23形状为长圆环状,和中心温度传感器1同轴,中心温度传感器穿过主刀具组的轴23中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部,主刀具组的轴23和中心温度传感器1为动配合;动力从机头内传递到切削装置的刀具组的传动步骤包括,机头内动力主轴12带动主动齿轮13同向转动,主动齿轮13传动上传动齿轮8反向转动,上传动齿轮8带动同轴的下传动齿轮6反向转动,从此开始,动力分流为2路进行传递;第1路,下传动齿轮6传动主刀具组的轴齿轮19同向转动,主刀具组的轴齿轮19带动主刀具组的轴23和主刀具组26同向转动;第2路,下传动齿轮6传动内齿轮27反向转动,内齿轮带动副刀具组的轴21和副刀具组22反向转动;中心温度传感器1的引线15从上端面引出,沿着中支承板7的上表面走线至传动箱体9的中支承板7与右侧竖直内表面的连接处,再沿着右侧竖直内表面向上穿过传动箱体9顶板上的预制孔进入机头内上部空间与加工机的控制系统连接;传动箱体9为传动机构提供支承和保护,把整个传动机构集成为一个整体,有利于加工机装配工艺的进行;当然其与机头之间必须设置防转防松结构,加工机还必须设置减少摩擦的措施,设置可靠的水密结构。
所述的中心温度传感器还可以有另一种设置方式,是把中心温度传感器与切削装置的轴合并为一个共同体,形成一个中心温度传感器兼轴的装置;图7是中心温度传感器兼作切削装置的轴的示意图,图中的中心温度传感器兼轴31,在切削装置是一组刀具的情况下,是中心温度传感器与切削装置的轴的共同体,例如图1、图2、图3中的中心温度传感器1和切削装置的轴5的共同体;在切削装置是对冲式精细切削器,其切削刀具是一个包括两组切削方向相反的刀具组的刀具组合的情况下,是中心温度传感器和主刀具组的轴的共同体,例如图4、图5、图6中的中心温度传感器1与主刀具组的轴23的共同体;图8是图7的a-a剖面图,即中心温度传感器兼轴31的顶部设置的导电滑环的剖面图,导电滑环的中心圆柱体状的导体36为第1电极,围绕中心圆柱体36的第2圆环为绝缘层(图中用方格填充线表示绝缘物),围绕第2圆环绝缘层的第3圆环的导体是第2电极32,围绕第3圆环第2电极的第4圆环是绝缘层,围绕第4圆环绝缘层的外层圆环是中心温度传感器兼轴31的外壳33;安装在中支承板7上的导电支架37上设置有电刷35,电刷35上的导电区、绝缘区与导电滑环上的完全对应;导电支架37可以绕轴38转动,通过弹簧39保持电刷与导电滑环有合适的接触压力;中心温度传感器兼轴31的顶部设置的导电滑环与导电支架37的电刷连接,电刷与导电支架的引线连接,导电支架37的引线沿着中支承板7的上表面走线至传动箱体9的中支承板7与右侧竖直内表面的连接处,再沿着右侧竖直内表面向上穿过传动箱体9顶板上的预制孔进入机头内上部空间与食品加工烹饪机的控制系统连接;鉴于食品加工烹饪机的很多工作模式是在切削时不加热,因此一种优选的实施方式是,对导电支架37进行控制,使得在切削工作状态时,电刷与导电滑环脱离接触;在非切削工作状态时,电刷与导电滑环保持接触;例如,在中支承板7上对应导电支架37的尾部34的位置设置电磁铁,尾部34上设置衔铁,在切削工作状态时,电磁铁得电吸引衔铁,使电刷与导电滑环脱离接触;在非切削工作状态时,电磁铁失电释放衔铁,使电刷与导电滑环保持接触;图9是图7中的电刷与导电滑环脱离接触时的状态示意图;中心温度传感器兼轴的装置安装在食品加工烹饪机上的情况,见实施例6及图14。
所述的对冲式精细切削器,其主刀具组与副刀具组的一种优选结构是,两个刀具组在垂直于旋转轴线的平面内的投影的最大尺寸不相等,所述的在垂直于旋转轴线的平面内的投影的最大尺寸是指投影上距离旋转轴线最远的点到旋转轴线之间的距离;其中在垂直于旋转轴线的平面内的投影的最大尺寸较大的刀具组的刀刃的投影为非线性曲线,刃口在曲线的凹面方向;这样就使得其刀刃的切削方向在投影平面上的投影指向投影曲线的曲率圆所在的方向;也即,刀刃上某点的切削方向在投影平面上的投影指向投影曲线在该点的曲率圆所在的方向;(通俗地说,就是刀刃的切削方向指向曲线的曲率圆所在的一边的区域);图10是主刀具组与副刀具组的一种优选结构示意图,显示的是刀具组91和刀具组92在垂直于旋转轴线的平面内的投影,如果是俯视图,刀具组91在上方,刀具组92在下方;如果是仰视图,刀具组91在下方,刀具组92在上方;刀具组91和刀具组92在垂直于旋转轴线的平面内的投影的最大尺寸不相等,刀具组91在垂直于旋转轴线的平面内的投影的最大尺寸较大,其刀刃93的刃口在曲线的凹面方向,即刀刃93的切削方向指向凹曲线的曲率圆所在的方向(例如指向曲率圆心或者其附近);图中,刀刃93的某点(箭头95根部的点)的切削方向在投影平面上的投影为图中箭头95指向的方向。
所述的主刀具组与副刀具组,其中在垂直于旋转轴线的平面内的投影的最大尺寸较大的刀具组的转速低于在垂直于旋转轴线的平面内的投影的最大尺寸较小的刀具组。
在提高温度传感器探头的测量准确度的同时,优化温度控制的方法,可以取得相得益彰的效果,更好地提高温度控制的准确度;智能温度控制模块组就是一种优化的温度控制方法;图11是智能温度控制模块组的预加热步骤组控制步骤流程图,图12是智能温度控制模块组的中继加热步骤组控制步骤流程图,图13是智能温度控制模块组的熬煮加热步骤组控制步骤流程图,所述的智能温度控制模块组的一种温度控制方法包括:(括号【】中的文字是注释)
步骤101,输入参数σ、δ、l、k、tm至对应的存储装置;
步骤102,用全功率p加热;
步骤103,每隔一个微分时间段检测一次温度值tn,(n=1,2,3…);【所述的检测其检测结果均转换为数字信息,以下同】;
步骤104,通过运算装置进行运算:tm-tn-k*tm→an;【计算目标温度tm与实测温度的tn及k倍目标温度tm之间的差an,并存入该数据的存储装置an中】
步骤105,通过比较装置把an与0进行比较:an>0?,如果是、跳转至步骤103,如果否、转向步骤106;【an>0?即目标温度tm与实测温度tn的差是否大于k*tm?如果是、跳转至步骤103继续检测,如果否、转向步骤106,停止加热;】
步骤106,停止加热,并把停止加热时刻的即时温度值ta存入该数据的存储装置ta中;
步骤107,每隔一个微分时间段检测一次温度值ta+q;【这里ta+q是tn在步骤106结束以后~步骤110之间的变量值,现在用一个具体数值举例说明,a是步骤106结束时的n的值,例如步骤106结束时的n的值是160,此时的即时温度值ta就是t160,步骤106的最后1个微分时间段,就是从步骤103开始的第160个微分时间段;则ta+q就是t160+q,步骤107的第1个微分时间段,就是从步骤103开始的第161个微分时间段;从步骤106结束~步骤110这样标注,是为了读者易于理解,易于把停止加热时的即时温度值ta与停止加热后的温度最高值ta+q区分开来】
步骤108,通过运算装置进行运算:ta+q-ta+q-1→bq;【停止加热后,测量、计算实测温度ta+q是否在上升】
步骤109,通过比较装置把bq与0进行比较:bq>0?,如果是、跳转至步骤107,如果否、转向步骤110;(【如果是、即停止加热后温度还在上升时,跳转至步骤107进行检测;如果否、即停止加热后温度不再上升时,转向步骤110】)
步骤110,通过运算装置进行运算:ta+q-ta→g,并把得到的g值存储入存储装置g中;【计算热惯性值g=停止加热后的温度最高值ta+q-停止加热时的即时温度值ta】
步骤111,通过运算装置进行运算:σ/g→k1;【计算中继加热时的热惯性系数k1】
步骤112,转入下一步骤组;【具体的下一步骤组由主程序确定,不同的主程序有不同的下一步骤组,例如实施例1和实施例2就有所不同】
步骤121,用全功率的k1倍:k1*p加热;
步骤122,每隔一个微分时间段检测一次温度值tn;
步骤123,通过运算装置进行运算:tm-tn→dn;【计算目标温度与现有温度的差值dn】
步骤124,通过比较装置把dn与0进行比较:dn>0?,如果是、跳转至步骤步骤122,如果否、转向步骤125;【比较目标温度与现有温度的差值dn>0?】
步骤125,停止加热;
步骤126,通过运算装置进行运算:δ/g→k2;【计算熬煮热惯性系数k2】
步骤127,转入下一步骤组;
步骤131,检测是否有时间到信号:时间到?如果否,转向步骤132;如果是,跳转至步骤136;
步骤132,用全功率的k2倍:k2*p加热一个微分时间段;
步骤133,检测温度值tn;
步骤134,通过运算器进行运算:tm-tn→fn;
步骤135,通过比较器把fn与0进行比较:fn>0?,如果是、跳转至步骤131,如果否、跳转至步骤133;【计算熬煮阶段目标温度与现有温度的差值fn>0?即目标温度是否高于现有温度,如果是、则检测是否有时间到信号?否,则用功率k2*p加热一个微分时间段】
步骤136,转入下一控制步骤组;
其中步骤101~步骤111属于预加热步骤组,步骤121~步骤127属于中继加热步骤组,步骤131~136属于熬煮加热步骤组;
其中σ是允许的超调量、δ是允许的稳态误差、l是一个微分时间段的时长、k是预加热时的热惯性系数,上述数据根据理论推导结合历史数据分析并经实验的验证确定,预先置入对应的存储装置中;tm是目标温度值,tm的值在食品加工烹饪机通电初始化后通过气压传感器实测环境的大气压经中央控制器的气压沸点换算模块确定;tm的值确定后,同时确定熬煮的时间,熬煮的时间随tm值而变化,tm值越小,熬煮的时间越长;所述的传感器包括数字气压传感器,例如ms5561c;
所述的时间到信号,是由各加工步骤组的计时分步骤组发来,有的食品加工烹饪机食物糊控制程序在中继加热步骤组之后还有一次中继切削步骤组,然后是初熬煮加热步骤组,然后是主切削步骤组,然后才是主熬煮步骤组,其初熬煮加热步骤组和主熬煮步骤组中均有计时分步骤组并行运行以控制该步骤组的总加热时间;(例如实施例2);
步骤110是根据实测数据计算热惯性,所述的热惯性,是指被加热物质在加热元件停止加热时刻的即时温度和停止加热后的最高温度之间的差值,例如某食品加工烹饪机在某次制作食物糊时在加热元件停止加热时刻的即时温度为92℃,停止加热后的最高温度为97℃,则这一次制作食物糊时的热惯性为(97℃-92℃=)5℃。
所述的通过控制装置控制电热元件以功率k1*p加热或者k2*p加热的方法,包括,中央控制单元(例如嵌入式系统或者单片机控制系统)根据pn=anpen的数据采用pwm方式控制占空比而使电热元件工作符合要求,或者通过控制可控硅元件的导通角的方式控制电热元件工作符合要求,或者通过控制过零触发可控硅的占空比控制电热元件工作符合要求,或者通过控制继电器的通断占空比控制电热元件工作符合要求,所述的继电器包括固态继电器、或者电磁继电器。
本发明对温度检测的准确度进行了优化,为提高温度控制的准确度提供了必要条件;并且在温度控制方法方面也进行了优化,加热系统是一个惯性系统,热惯性,是影响温度控制超调量和稳态精度的关键因素;加热元件的实际功率及热容量,被加热物质的热容量,被加热物质与所处环境的热交换条件都会对热惯性的大小产生影响;其中,最大的变量是加热元件的实际功率,根据gb12325的规定市电供电电压允许在±10%范围变化,即加工机输入端电压会在198v~242v范围变化;根据gb4706的规定,电热元件的允许额定功率误差为+5%~-10%,即在额定工作电压条件下,电热元件的实际额定功率(额定电压下的实际功率)在标称额定功率的+5%~-10%范围变化;而在电压-10%、实际额定功率-10%的情况下,其实际功率为电压+10%、实际额定功率+5%的情况时的+57%;被加热物质中食物糊的实际质量也是一个较大的变量,某品牌的一款产品的说明书,规定纯米糊的用量,水量900-1100毫升时,干大米1/2杯,水量1100-1300毫升时,干大米4/5杯;最少时为水量900毫升、干大米1/2杯,最多时为水量1300毫升、干大米4/5杯,最多时的水量是最少时水量的1.44倍,最多时的干大米量是最少时干大米量的1.60倍;被加热物质与所处环境的热交换条件也是一个变量,环境温度、湿度、空气流通状况,不同的食品加工烹饪机,在不同的地点和不同的时间遇到的条件是不同的,例如冬天和夏天,环境温度可能相差几十度;这就是现有技术的食品加工烹饪机,制作的食物糊浓度上不去的技术瓶颈;当然可以通过对这些变量进行实测,并据实测数据进行补偿;但是这样做,硬件要增加较大成本,软件也要增加较多工作量;实际上,不管变量有多少、不管变量如何变化,它们共同作用的结果可以体现在热惯性这个关键参数上;本发明只是对软件进行了改进,实测食物烹饪过程中的热惯性,以及根据这个热惯性确定合理的控制步骤,就突破了这个技术瓶颈;取得提高控制质量、提高加工效率的有益效果。
现有食品加工烹饪机的切削刀具,切削方向为一个方向,当切削刀具启动切削后继续对物料颗粒进行切削时,如果切削刀具刀刃的速度为v1,物料颗粒的与切削刀具刀刃的速度方向相同的分速度为v2,由于它们速度方向相同,则它们之间的相对速度的绝对值为∣v1∣-∣v2∣,这种情况可以形象地描述为“物料颗粒在前面跑、切削刀具在后面追”;切削刀具消耗的能量中,相当一部分成为了减弱切削效果的负能量;反射式精细切削器,通过设置反射器,迎面正对物料流预期流出的方向,使一部分离开切削区的物料颗粒的运动方向,从离开主切削刀具的方向改变为撞向主切削刀具的方向,提高了切削的相对速度值,使一部分减弱切削效果的负能量转化为加强切削效果的正能量;对冲式精细切削器,通过设置与主刀具组切削方向相反的副刀具组,将使得与主刀具组发生碰撞的物料颗粒的与主切削刀具刀刃的速度方向相同的分速度增强,与副刀具组发生碰撞的物料颗粒的与副切削刀具刀刃的速度方向相同的分速度增强,设主刀具组刀刃的速度为v1,与主刀具组刀刃的速度同向的物料颗粒的分速度为v2,副刀具组刀刃的速度为v3,与副刀具组刀刃的速度同向的物料颗粒的分速度为v4;由于主刀具组对物料产生的平行于旋转轴线方向的分作用力指向副刀具组的切削区,副刀具组对物料产生的平行于旋转轴线方向的分作用力指向主刀具组的切削区;因此,与副刀具组刀刃的速度同向的物料颗粒会趋向于主刀具组的切削区,主刀具组刀刃和与副刀具组刀刃的速度同向的物料颗粒之间的相对速度的绝对值为∣v1∣+∣v4∣;与主刀具组刀刃的速度同向的物料颗粒会趋向于副刀具组的切削区,副刀具组刀刃和与主刀具组刀刃的速度同向的物料颗粒之间的相对速度的绝对值为∣v3∣+∣v2∣;这样就把减弱切削效果的负能量转化为加强切削效果的正能量,从而提高了能量的利用效率和切削效率、切削质量;综合本段和上段所述,可见本发明能够取得节约能量,提高效率和质量的有益效果。
附图说明
图1为配置有中心温度传感器的优化传感食品加工烹饪机的示意图。
图2是图1的中心温度传感器与相关零部件关系的一种示意图。
图3是一种配置有反射式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机的示意图。
图4是配置有对冲式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机的示意图.
图5是图4中配置有对冲式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机的一种实施方式的示意图。
图6是图4中配置有对冲式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机的又一种实施方式的示意图。
图7是图5中配置有对冲式精细切削器的加工机的又一种实施方式的示意图。
图8是图7的a-a剖面图。
图9是图7中的电刷与导电滑环脱离接触时的状态示意图。
图10是主刀具组与副刀具组的一种优选结构示意图。
图11是智能温度控制模块组的预加热步骤组控制步骤流程图。
图12是智能温度控制模块组的中继加热步骤组控制步骤流程图。
图13是智能温度控制模块组的熬煮加热步骤组控制步骤流程图。
图14是实施例6的示意图。
具体实施方式
实施例1,一种配置有中心温度传感器的优化传感食品加工烹饪机;图1、图2也为实施例1的示意图,其结构及工作原理见[0004]段、[0005]段及图1、图2所述;机头内动力主轴12与主动齿轮13同轴固定连接,上传动齿轮8与下传动齿轮6同轴固定连接,切削装置的刀具组3、切削装置的轴5与切削装置的轴齿轮16同轴固定连接,中心温度传感器穿过切削装置的轴5中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部;动力从机头内传递到切削装置的刀具组3的传动步骤包括,机头内动力主轴12带动主动齿轮13同向转动,主动齿轮13传动上传动齿轮8反向转动,上传动齿轮8带动下传动齿轮6反向转动;下传动齿轮6传动切削装置的轴齿轮16同向转动,切削装置的轴齿轮16带动切削装置的轴5和切削装置的刀具组3同向转动。
实施例2,一种配置有反射式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机;图3也为实施例2的示意图,其结构及工作原理见[0004]段、[0006]段及图3所述;反射器10与切削装置的刀具组3配合工作,加强切削效果;当整个装置按照切削装置的刀具组3的旋转轴线顺竖直方向的方式放置,且切削装置的刀具组3在其平行于旋转轴线方向的分作用力是竖直向上时,反射器配置于切削装置的刀具组3的上方,机头11的下方;切削装置的轴5穿过反射器10与切削装置的刀具组3连接,切削装置的轴5和反射器10之间的配合为动配合;中心温度传感器穿过切削装置的轴5中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部,切削装置的轴和中心温度传感器为动配合。
实施例3,一种配置有对冲式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机;图4也为实施例2的示意图,其结构及工作原理见[0004]段、[0008]段及图4所述;所述的对冲式精细切削器,其切削刀具是一个包括两组切削方向相反的刀具组的刀具组合;所述的两组切削方向相反的刀具组分为主刀具组、副刀具组,主刀具组与副刀具组的切削方向相反;所述的刀具组在旋转切削过程中不仅对物料产生圆周及其切线方向的作用力,而且通过刀刃的斜度、或者刀片的弯曲角度或者其它结构方式对物料产生平行于旋转轴线方向的分作用力;其中,主刀具组对物料产生的平行于旋转轴线方向的分作用力的方向指向副刀具组的切削区,副刀具组对物料产生的平行于旋转轴线方向的分作用力的方向指向主刀具组的切削区;副刀具组的轴形状为长圆环状,和主刀具组的轴同轴,主刀具组的轴和副刀具组的轴为动配合;主刀具组的轴形状为长圆环状,和中心温度传感器同轴,中心温度传感器穿过主刀具组的轴23中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部,主刀具组的轴和中心温度传感器为动配合;主刀具组的轴与动力装置连接;动力装置传动主刀具组的轴转动带动主刀具组同向转动,并且通过传动机构传动副刀具组的轴和副刀具组反向转动。
实施例4,一种配置有图5所示的对冲式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机;图5也为实施例4的示意图,其结构及工作原理见[0004]段、[0009]段及图5所述;主刀具组26与主刀具组的轴23、主刀具组的轴齿轮19固定连接,主刀具组的轴23通过传动机构与动力装置连接;副刀具组22与副刀具组的轴21、副刀具组的轴齿轮20固定连接,副刀具组的轴22形状为长圆环状,和主刀具组的轴23同轴,副刀具组的轴22和主刀具组的轴23为动配合;主刀具组的轴23形状为长圆环状,和中心温度传感器1同轴,中心温度传感器穿过主刀具组的轴23中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部,主刀具组的轴23和中心温度传感器1为动配合;动力从机头内传递到切削装置的刀具组的传动步骤包括,机头内动力主轴12带动主动齿轮13同向转动,主动齿轮13传动上传动齿轮8反向转动,上传动齿轮8带动同轴的中传动齿轮17和下传动齿轮6反向转动,从此开始,动力分流为2路进行传递;第1路,中传动齿轮17传动中过桥齿轮18同向转动,中过桥齿轮18传动主刀具组的轴齿轮19反向转动,主刀具组的轴齿轮19带动主刀具组的轴23和主刀具组26反向转动;第2路,下传动齿轮6传动副刀具组的轴齿轮20同向转动,副刀具组的轴齿轮20带动副刀具组的轴21和副刀具组22同向转动;中心温度传感器1的引线15从上端面引出,沿着中支承板7的上表面走线至传动箱体9的中支承板7与右侧竖直内表面的连接处,再沿着右侧竖直内表面向上穿过传动箱体9顶板上的预制孔进入机头内上部空间与加工机的控制系统连接。
实施例5,一种配置有图6所示的对冲式精细切削器的优化传感食品加工烹饪机;图6也为实施例5的示意图,其结构及工作原理见[0010]段及图6所述;主刀具组26与主刀具组的轴23、主刀具组的轴齿轮19固定连接,主刀具组的轴齿轮19通过传动机构与动力装置连接;副刀具组22与副刀具组的轴21、内齿轮27固定连接,内齿轮27通过传动机构与动力装置连接;副刀具组的轴22形状为长圆环状,和主刀具组的轴23同轴,副刀具组的轴22和主刀具组的轴23为动配合;主刀具组的轴23形状为长圆环状,和中心温度传感器1同轴,中心温度传感器穿过主刀具组的轴23中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部,主刀具组的轴23和中心温度传感器1为动配合;动力从机头内传递到切削装置的刀具组的传动步骤包括,机头内动力主轴12带动主动齿轮13同向转动,主动齿轮13传动上传动齿轮8反向转动,上传动齿轮8带动同轴的下传动齿轮6反向转动,从此开始,动力分流为2路进行传递;第1路,下传动齿轮6传动主刀具组的轴齿轮19同向转动,主刀具组的轴齿轮19带动主刀具组的轴23和主刀具组26同向转动;第2路,下传动齿轮6传动内齿轮27反向转动,内齿轮带动副刀具组的轴21和副刀具组22反向转动。
实施例6,一种配置有中心温度传感器兼切削装置的轴31的优化传感食品加工烹饪机;图14是实施例6的示意图,图中,中心温度传感器兼切削装置的轴31代换了原图6中的中心温度传感器1和主刀具组的轴23,其结构及工作原理见[0010]段、[0011]段及图7、图8、图9所述;主刀具组26与中心温度传感器兼切削装置的轴31、主刀具组的轴齿轮19固定连接,主刀具组的轴齿轮19通过传动机构与动力装置连接;副刀具组22与副刀具组的轴21、内齿轮27固定连接,内齿轮27通过传动机构与动力装置连接;副刀具组的轴22形状为长圆环状,和中心温度传感器兼切削装置的轴31同轴,中心温度传感器兼切削装置的轴31穿过副刀具组的轴21中间的通道把探头部位伸出至容器2的中心区域底部,中心温度传感器兼切削装置的轴31和副刀具组的轴21为动配合;动力从机头内传递到切削装置的刀具组的传动步骤包括,机头内动力主轴12带动主动齿轮13同向转动,主动齿轮13传动上传动齿轮8反向转动,上传动齿轮8带动同轴的下传动齿轮6反向转动,从此开始,动力分流为2路进行传递;第1路,下传动齿轮6传动主刀具组的轴齿轮19同向转动,主刀具组的轴齿轮19带动中心温度传感器兼切削装置的轴31和主刀具组26同向转动;第2路,下传动齿轮6传动内齿轮27反向转动,内齿轮带动副刀具组的轴21和副刀具组22反向转动;中心温度传感器兼切削装置的轴31上端部的导电滑环与导电支架37的电刷连接,导电支架37的引线从尾部引出,沿着中支承板7的上表面走线至传动箱体9的中支承板7与右侧竖直内表面的连接处,再沿着右侧竖直内表面向上穿过传动箱体9顶板上的预制孔进入机头内上部空间与加工机的控制系统连接;传动箱体9为传动机构提供支承和保护,把整个传动机构集成为一个整体,有利于加工机装配工艺的进行;当然其与机头之间必须设置防转防松结构,设置减少摩擦的措施,加工机还必须设置可靠的水密结构。
实施例7,仿照实施例6的方法,用中心温度传感器兼切削装置的轴31依次代换图1、图2中的中心温度传感器1和切削装置的轴5的组合,就得到实施例7,其结构及工作原理见[0004]段、[0005]段、[0011]段及图1、图2、图7、图8、图9所述。
实施例8,仿照实施例6的方法,用中心温度传感器兼切削装置的轴31依次代换图3中的中心温度传感器1和切削装置的轴5的组合,就得到实施例8,其结构及工作原理见[0004]段、[0006]段、[0011]段及图3、图7、图8、图9所述。
实施例9,仿照实施例6的方法,用中心温度传感器兼切削装置的轴31代换图4中的中心温度传感器1与主刀具组的轴23的组合,就得到实施例9;其结构及工作原理见[0004]段、[0008]段、[0011]段及图4、图7、图8、图9所述。
实施例10,仿照实施例6的方法,用中心温度传感器兼切削装置的轴31代换图5中的中心温度传感器1与主刀具组的轴23的组合,就得到实施例10;其结构及工作原理见[0004]段、[0009]段、[0011]段及图5、图7、图8、图9所述。
实施例11,图11、图12、图13也为实施例1的示意图,该食品加工烹饪机控制程序中的食物糊加工程序原为,步骤组1、预加热:加热6分钟停2秒,中途若有碰针(液位泡沫接触防溢针),则停加热2秒后转入下一程序;步骤组2、预切削:电动机转20秒停6秒;步骤组3、持续加热到碰针停20秒,碰针2次转入下一程序;步骤组4、主切削:电动机转35秒停10秒,循环3次;步骤组5、熬煮:加热3秒停7秒,中途若有碰针,则停20秒,10个循环后电动机转10秒停6秒;步骤组6、步骤组5循环13次后,转向步骤组7;步骤组7,停止加工,发出工作完成提示信号;其安全保护,例如液位过高、液位过低,溢出碰针均设置中断保护;此款食品加工烹饪机,说明书上规定加工糊类食物时干食材的用量是1量杯,达到下水位线的容量为1100毫升、达到上水位线的容量为1300毫升,制作出的食物糊的浓度甚低;因此采用智能温度控制模块组对食物糊加工程序进行优化;步骤组1调用智能温度控制模块组的预加热步骤组代替;步骤组3调用智能温度控制模块组的中继加热步骤组代替;步骤组5、步骤组6调用智能温度控制模块组的熬煮加热步骤组代替并记为步骤组5;原步骤组7标记为步骤组6;现在,用一些具体的工作条件下的工作过程说明优化后的工作情况;
某型号食品加工烹饪机机器加热额定功率p=800w,设置σ=4(℃),δ=2(℃),l=3(s),k=0.1,这些数据预先存储进相应的存储装置中;在某地某一次开机初始化后,中央控制器读取气压传感器实测环境的大气压数据经中央控制器的气压沸点换算模块确定tm=100(℃),并根据tm=100确定步骤组5的定时为600s;在用户选择启动食物糊功能后,控制程序调用优化后的食物糊程序控制食品加工烹饪机加工食物糊:
步骤组1,预加热步骤组:
步骤101,输入参数σ=4、δ=2、l=3、k=0.1、tm=100至对应的存储装置;
步骤102,用全功率p=800w加热;
步骤103,每隔一个微分时间段检测一次温度值tn,(n=1,2,3…);
步骤104,通过运算装置进行运算:tm-tn-k*tm=100-tn-10→an;
步骤105,通过比较装置把an与0进行比较:an>0?,如果是、跳转至步骤103,如果否、转向步骤106;
步骤106,停止加热,并把停止加热时刻的即时温度值ta=90存入该数据的存储装置ta中;(步骤106结束时的n的值是200,此时的即时温度值ta=90就是t200)
步骤107,每隔一个微分时间段检测一次温度值ta+q;(步骤106结束时的n的值是200,此时的ta+q就是t200+q)
步骤108,通过运算装置进行运算:ta+q-ta+q-1→bq;
步骤109,通过比较装置把bq与0进行比较:bq>0?,如果是、跳转至步骤107,如果否、转向步骤110;(当q=30时,bq=0,此时实测ta+q=95)
步骤110,通过运算装置进行运算:ta+q-ta=95-90=5→g,并把得到的g值(g=5)存储入存储装置g中;
步骤111,通过运算装置进行运算:σ/g=4/5=0.8→k1;【计算超调热惯性系数k1】
步骤112,转入下一步骤组;
步骤组2,预切削:
电动机转20秒停6秒;然后转向下一步骤组;
步骤组3,中继加热步骤组:
步骤121,用全功率的k1倍:k1*p=640w加热;
步骤122,每隔一个微分时间段检测一次温度值tn;
步骤123,通过运算装置进行运算:tm–tn=100-tn→dn;
步骤124,通过比较装置把dn与0进行比较:dn>0?,如果是、跳转至步骤步骤122,如果否、转向步骤125;
步骤125,停止加热;
步骤126,通过运算装置进行运算:δ/g=2/5=0.4→k2;【计算熬煮热惯性系数k1】
步骤127,转入下一步骤组;
步骤组4,主切削:
电动机转35秒停10秒,循环3次;然后转向下一步骤组;
步骤组5,熬煮加热步骤组:
步骤131,检测是否有时间到信号:时间到?如果否,转向步骤132;如果是,跳转至步骤136;
步骤132,用全功率的k2倍:k2*p=320w加热一个微分时间段;
步骤133,检测温度值tn;
步骤134,通过运算器进行运算:tm–tn=100-tn→fn;
步骤135,通过比较器把fn与0进行比较:fn>0?,如果是、跳转至步骤131,如果否、跳转至步骤133;
步骤136,转入下一控制步骤组;
步骤组6,停止加工,发出工作完成提示信号;
另一同型号食品加工烹饪机在另一某地某一次开机初始化后,中央控制器读取气压传感器实测环境的大气压数据经中央控制器的气压沸点换算模块确定tm=97(℃),并根据tm=97确定步骤组5的定时为630s;在用户选择启动食物糊功能后,控制程序调用优化后的食物糊程序控制食品加工烹饪机加工食物糊:
步骤组1,预加热步骤组:
步骤101,输入参数σ=4、δ=2、l=3、k=0.1、tm=97至对应的存储装置;
步骤102,用全功率p=800w加热;
步骤103,每隔一个微分时间段检测一次温度值tn,(n=1,2,3…);
步骤104,通过运算装置进行运算:tm-tn-k*tm=97-tn-9.7→an;
步骤105,通过比较装置把an与0进行比较:an>0?,如果是、跳转至步骤103,如果否、转向步骤106;
步骤106,停止加热,并把停止加热时刻的即时温度值ta=87.3存入该数据的存储装置ta中;(步骤106结束时的n的值是190,此时的即时温度值ta=87.3就是t190)
步骤107,每隔一个微分时间段检测一次温度值ta+q;(步骤106结束时的n的值是190,此时的ta+q就是t190+q)
步骤108,通过运算装置进行运算:ta+q-ta+q-1→bq;
步骤109,通过比较装置把bq与0进行比较:bq>0?,如果是、跳转至步骤107,如果否、转向步骤110;(当q=32时,bq=0,此时实测ta+q=92.4)
步骤110,通过运算装置进行运算:ta+q-ta=92.4-87.3=5.1→g,并把得到的g值(g=5)存储入存储装置g中;
步骤111,通过运算装置进行运算:σ/g=4/5.1=0.78→k1;【计算超调热惯性系数k1】
步骤112,转入下一步骤组;
步骤组2,预切削:
电动机转20秒停6秒;然后转向下一步骤组;
步骤组3,中继加热步骤组:
步骤121,用全功率的k1倍:k1*p=624w加热;
步骤122,每隔一个微分时间段检测一次温度值tn;
步骤123,通过运算装置进行运算:tm–tn=97-tn→dn;
步骤124,通过比较装置把dn与0进行比较:dn>0?,如果是、跳转至步骤步骤122,如果否、转向步骤125;
步骤125,停止加热;
步骤126,通过运算装置进行运算:δ/g=2/5.1=0.39→k2;【计算熬煮热惯性系数k1】
步骤127,转入下一步骤组;
步骤组4,主切削:
电动机转35秒停10秒,循环3次;然后转向下一步骤组;
步骤组5,熬煮加热步骤组:
步骤131,检测是否有时间到信号:时间到?如果否,转向步骤132;如果是,跳转至步骤136;
步骤132,用全功率的k2倍:k2*p=312w加热一个微分时间段;
步骤133,检测温度值tn;
步骤134,通过运算器进行运算:tm–tn=97-tn→fn;
步骤135,通过比较器把fn与0进行比较:fn>0?,如果是、跳转至步骤131,如果否、跳转至步骤133;
步骤136,转入下一控制步骤组;
步骤组6:
停止加工,发出工作完成提示信号。
实施例12,图1~图3也为实施例2的示意图,该加工机控制程序中的食物糊加工程序原为,步骤组1、预加热:加热6分钟停2秒,中途若有碰针,则停加热2秒后转入下一程序;步骤组2、预切削:电动机转20秒停5秒,转向下一步骤组;步骤组3、持续加热到碰针停20秒,转向下一步骤组;步骤组4、中继切削:电动机转35秒停10秒,转向下一步骤组;步骤组5、初熬煮:加热3秒停8秒,碰针,停20秒,循环2次,转向下一步骤组;步骤组6、主切削,电机转25秒停5秒循环4次,然后转向下一步骤组;步骤组7,主熬煮,加热3秒停10秒,若有碰针,停20秒,然后继续加热3秒停10秒,定时540秒,转向下一步骤组;步骤组8,停止加工,发出工作完成提示信号;此款加工机的说明书上规定加工糊类食物时干食材的用量是1量杯,达到下水位线的容量为1100毫升、达到上水位线的容量为1300毫升,制作出的食物糊的浓度甚低;因此采用智能温度控制模块甲对食物糊加工程序进行优化;该破壁机控制程序中的食物糊加工程序优化后为,步骤组1、预加热:调用智能温度控制模块甲的预加热步骤组加热,中途若有碰针,则停加热2秒后转入下一程序;步骤组2、预切削:电动机转20秒停5秒,转向下一步骤组;步骤组3、调用智能温度控制模块甲的中继加热步骤组加热,到碰针停20秒,转向下一步骤组;步骤组4、中继切削:电动机转35秒停10秒,转向下一步骤组;步骤组5、初熬煮:调用智能温度控制模块甲的熬煮加热步骤组加热,碰针,停20秒,循环2次,转向下一步骤组;步骤组6、主切削,电机转25秒停5秒循环4次,然后转向下一步骤组;步骤组7,主熬煮,调用智能温度控制模块甲的熬煮加热步骤组加热,若有碰针,停20秒,然后继续调用智能温度控制模块甲的熬煮加热步骤组加热,定时540秒,转向下一步骤组;步骤组8,停止加工,发出工作完成提示信号。
实施例13,实施例1和实施例11的结合形成实施例3。
实施例14,实施例2和实施例11的结合形成实施例14。
实施例15,实施例3和实施例11的结合形成实施例15。
实施例16,实施例4和实施例11的结合形成实施例16。
实施例17,实施例5和实施例11的结合形成实施例17。
实施例18,实施例6和实施例11的结合形成实施例18。
实施例19,实施例7和实施例11的结合形成实施例19。
实施例20,实施例8和实施例11的结合形成实施例20。
实施例21,实施例9和实施例11的结合形成实施例21。
实施例22,实施例10和实施例11的结合形成实施例22
实施例23,实施例1和实施例12的结合形成实施例23。
实施例24,实施例2和实施例12的结合形成实施例24。
实施例25,实施例3和实施例12的结合形成实施例25。
实施例26,实施例4和实施例12的结合形成实施例26。
实施例27,实施例5和实施例12的结合形成实施例27。
实施例28,实施例6和实施例12的结合形成实施例28。
实施例29,实施例7和实施例12的结合形成实施例29。
实施例30,实施例8和实施例12的结合形成实施例30。
实施例31,实施例9和实施例12的结合形成实施例31。
实施例32,实施例10和实施例12的结合形成实施例32。
为利于读者理解本发明,本说明书举例描述了一些具体结构和数据,这些都是为了说明而非限定,在本发明权利要求的基本思想范围内所做的各种改变、替换和更改所产生的全部或部分等同物,都在本发明权利要求的保护范围内。