一种具有仿生压头组的鲜肉品质检测试验机的制作方法

本实用新型属肉品质检测技术领域，具体涉及一种基于仿生触觉的肉品新鲜度检测试验机。

背景技术：

肉品质量直接影响食物的口感和食用者的身体健康，目前普遍采用的肉品检测方法是感官检测方法，但存在主观性和片面性,结果不易量化等问题。而鲜肉品质的好坏决定了肉品的力学特性，通过试验机检测肉品的弹性力学特性来评价肉的新鲜度，具有测试速度快、无材料消耗、无污染等优点。然而传统试验机压头在试验中存在粘附肉品的问题，直接影响检测结果的准确性。

蚯蚓表面产生的电渗现象使其具有良好的防粘土的特性，根据这种特性，将蚯蚓电渗的作用机理应用到试验机压头设计中，解决压头在试验中存在粘附肉品的问题；同时，荷叶的上表面和下表面分布着大量微纳米尺寸乳突结构使其具有良好超疏水性和疏油性,将荷叶表面的微观结构应用到实验压头上，进一步解决粘附肉品的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于鲜肉弹性力学特性的试验机且解决压头在试验中存在粘附肉品的问题。该试验机根据蚯蚓表面产生的电渗现象具有良好的防粘土的特性设计仿生压头，使其在肉品和压头之间形成一层水膜从而达到防粘附的目的，同时仿生荷叶的上表面和下表面大量微纳米尺寸乳突结构设计使压头从结构方面降低粘附肉品的可能。

本实用新型由支脚组A、底座B、减速机构C、工作组件D、压头组件E、壳体F、计算机G组成，所述的支脚组A为可调节的4个支脚，4个支脚固接于底座B的底面四角；底座B为长方体，减速机构C中电动机14固接于壳体F内的凹槽1，轴Ⅰ7左端经轴承与壳体F内的轴承座Ⅰ2活动连接，轴Ⅱ9左端经轴承与壳体F内的轴承座Ⅱ3活动连接，轴Ⅱ9右端经轴承与壳体F内的轴承座Ⅲ4活动连接，减速机构C中轴Ⅲ11左端经轴承与壳体F内的轴承座Ⅳ5活动连接，轴Ⅲ11右端经轴承与壳体F内的轴承座Ⅴ6活动连接；压头组E的顶板24与工作组件D中滑块17的底部固接，工作组件D中弹簧16套于压头组E中顶板24的下部，顶板24的下部穿过工作组件D中滑筒18的通孔15；工作组件D中圆盘20的中心固接于减速机构C中轴Ⅲ11的近右端；压头组件E中顶板24的上端与工作组件D中滑块17的下端固接；电动机14由计算机G控制。

所述的减速机构C由轴Ⅰ7、齿轮Ⅰ8、轴Ⅱ9、齿轮Ⅱ10、轴Ⅲ11、齿轮Ⅳ12、齿轮Ⅲ13和电动机14组成，其中轴Ⅰ7、轴Ⅱ9和轴Ⅲ11自下而上平行设置；轴Ⅰ7近左端固接齿轮Ⅰ8，轴Ⅰ7右端与电动机14的输出轴固接；轴Ⅱ9近左端固接齿轮Ⅱ10，轴Ⅱ9近右端固接齿轮Ⅲ13；轴Ⅲ11近左端固接齿轮Ⅳ12，齿轮Ⅰ8与齿轮Ⅱ10啮合，齿轮Ⅲ13与齿轮Ⅳ12啮合。

所述的工作组件D由弹簧16、滑块17、滑筒18、连杆19和圆盘20组成，滑筒18、弹簧16、滑块17、连杆19和圆盘20自下而上顺序排列；连杆19下端与滑块17活动连接，连杆19上端与圆盘20近边缘活动连接；滑块17与滑筒18滑动连接，弹簧16置于滑筒18中，其底端由滑筒18底端限位，滑筒18底部设有通孔15；圆盘20的半径R1为15～20mm，厚为3～7mm；连杆19的长度L1为80～120mm，滑块7的长L2为15～25mm，宽L3为8～15mm，厚为4～8mm。

所述的压头组件E由正极接头26、负极接头29、压头主体22、传感器23和顶板24组成，压头主体22、传感器23和顶板24自下而上顺序排列，其中，压头主体22下端两侧分别设有槽Ⅰ21和槽Ⅱ25，传感器23上端固接顶板24，传感器23下端固接压头主体22上端；正极接头26经销Ⅰ27固接于槽Ⅰ21，负极接头29经销Ⅱ28固接于槽Ⅱ25；正极接头26和负极接头29的底面设有均布的正方体乳突31，正方体乳突31的边长L9为80～100um,二正方体乳突的间距为80～120um；压头主体22和传感器23均为圆柱体，二者的半径R2均为5mm；正极接头26和负极接头29均为螺旋状薄板，螺旋状薄板的厚度为1.5～2.0mm，宽度为0.8mm，起始半径为0mm，逆时针方向，终止角度为0deg，终止半径为5mm，转数为5。

本实用新型的工作过程和原理如下：将待测肉品置于试验底座，分别将正极接头26、负极接头29通过销Ⅰ27、销Ⅱ28接电源的正负极，电压约为20～50mv，启动试验机，通过计算机控制减速机构带动压头组以100～140mm/min的速度压入肉品3～5mm，传感器实时采集数据并传输到计算机，停留40～60s后，减速机构带动压头组以100～140mm/min的速度返回原位置，计算机根据传感器压入行程和返回行程的采集数据形成肉品的弹性力学特性曲线。压头表面由于电渗效应产生的水膜使压头组具有良好的防粘附的能力，同时，表面微结构也起到相同的效果，在压头组返回过程中，可以使压头组不粘附肉品。

本实用新型在工作状态下能准确形成肉品的弹性力学特性曲线，特殊的压头设计可以解决压头在试验中存在粘附肉品的问题，可实现肉品新鲜度的准确检测，且检测过程简单快捷。

附图说明

图1为具有仿生压头的鲜肉品质检测试验机的剖视图

图2为具有仿生压头的鲜肉品质检测试验机的外观立体图

图3为壳体的示意图

图4为减速机构的结构示意图

图5为工作组件的结构示意图

图6为工作组件的标记图

图7为压头组件的结构示意图

图8为工作组件和压头组件外观的仰视图

图9为正极接头、负极接头和压头主体的位置关系图

图10为正极接头和负极接头的结构示意图

图11为压头主体底面结构示意图

图12为图10中a区域的放大图

其中：A.支脚组 B.底座 C.减速机构 D.工作组件 E.压头组件 F.壳体 G.计算机 1.凹槽 2.轴承座Ⅰ 3.轴承座Ⅱ 4.轴承座Ⅲ 5.轴承座Ⅳ 6.轴承座Ⅴ 7.轴Ⅰ 8.齿轮Ⅰ 9.轴Ⅱ 10.齿轮Ⅱ 11.轴Ⅲ 12.齿轮Ⅳ 13.齿轮Ⅲ 14.电动机 15.通孔 16.弹簧 17.滑块 18.滑筒 19.连杆 20.圆盘 21.槽Ⅰ 22.压头主体 23.传感器 24.顶板 25.槽Ⅱ 26.正极接头 27.销Ⅰ 28.销Ⅱ 29.负极接头 30.绝缘突起 31.乳突

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的阐述：

如图1-图3所示，本实用新型由支脚组A、底座B、减速机构C、工作组件D、压头组件E、壳体F、计算机G组成，所述的支脚组A为可调节的4个支脚，4个支脚固接于底座B的底面四角；底座B为长方体，减速机构C中电动机14固接于壳体F内的凹槽1，轴Ⅰ7左端经轴承与壳体F内的轴承座Ⅰ2活动连接，轴Ⅱ9左端经轴承与壳体F内的轴承座Ⅱ3活动连接，轴Ⅱ9右端经轴承与壳体F内的轴承座Ⅲ4活动连接，减速机构C中轴Ⅲ11左端经轴承与壳体F内的轴承座Ⅳ5活动连接，轴Ⅲ11右端经轴承与壳体F内的轴承座Ⅴ6活动连接；压头组E的顶板24与工作组件D中滑块17的底部固接，工作组件D中弹簧16套于压头组E中顶板24的下部，顶板24的下部穿过工作组件D中滑筒18的通孔15；工作组件D中圆盘20的中心固接于减速机构C中轴Ⅲ11的近右端；压头组件E中顶板24的上端与工作组件D中滑块17的下端固接；电动机14由计算机G控制。

如图4所示，所述的减速机构C由轴Ⅰ7、齿轮Ⅰ8、轴Ⅱ9、齿轮Ⅱ10、轴Ⅲ11、齿轮Ⅳ12、齿轮Ⅲ13和电动机14组成，其中轴Ⅰ7、轴Ⅱ9和轴Ⅲ11自下而上平行设置；轴Ⅰ7近左端固接齿轮Ⅰ8，轴Ⅰ7右端与电动机14的输出轴固接；轴Ⅱ9近左端固接齿轮Ⅱ10，轴Ⅱ9近右端固接齿轮Ⅲ13；轴Ⅲ11近左端固接齿轮Ⅳ12，齿轮Ⅰ8与齿轮Ⅱ10啮合，齿轮Ⅲ13与齿轮Ⅳ12啮合。

如图5、6所示，所述的工作组件D由弹簧16、滑块17、滑筒18、连杆19和圆盘20组成，滑筒18、弹簧16、滑块17、连杆19和圆盘20自下而上顺序排列；连杆19下端与滑块17活动连接，连杆19上端与圆盘20近边缘活动连接；滑块17与滑筒18滑动连接，弹簧16置于滑筒18中，其底端由滑筒18底端限位，滑筒18底部设有通孔15；圆盘20的半径R1为15～20mm，厚为3～7mm；连杆19的长度L1为80～120mm，滑块7的长L2为15～25mm，宽L3为8～15mm，厚为4～8mm。

如图7-图12所示，所述的压头组件E由正极接头26、负极接头29、压头主体22、传感器23和顶板24组成，压头主体22、传感器23和顶板24自下而上顺序排列，其中，压头主体22下端两侧分别设有槽Ⅰ21和槽Ⅱ25，传感器23上端固接顶板24，传感器23下端固接压头主体22上端；正极接头26经销Ⅰ27固接于槽Ⅰ21，负极接头29经销Ⅱ28固接于槽Ⅱ25；正极接头26和负极接头29的底面设有均布的正方体乳突31，正方体乳突31的边长L9为80～100um,二正方体乳突的间距为80～120um；压头主体22和传感器23均为圆柱体，二者的半径R2均为5mm；正极接头26和负极接头29均为螺旋状薄板，螺旋状薄板的厚度为1.5～2.0mm，宽度为0.8mm，起始半径为0mm，逆时针方向，终止角度为0deg，终止半径为5mm，转数为5。