一种具有仿生压头的鲜肉品质检测试验机的制作方法

本发明属肉品质检测领域，具体涉及一种具有仿生压头的鲜肉品质检测试验机。

背景技术：

鲜肉品质直接影响着食用者的身体健康，目前普遍采用感官检测方法进行鲜肉品质检测，但存在主观性和片面性,结果不易量化等问题。鲜肉品质的好坏直接决定了肉品的力学特性，通过试验机测试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,对肉无损伤的优点，但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，且目前无专门用于鲜肉弹性力学特性的试验机。

荷叶的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自清洁效应,荷叶这种特殊性质被称为“荷叶效应”。根据“荷叶效应”的特性，将荷叶表面形貌结构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，将人类的多指检测鲜肉品质的行为融入到试验机压头设计中，基于以上设计具有仿生压头的鲜肉品质检测试验机。

技术实现要素：

本发明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。该试验机根据荷叶的表面分布着大量微纳米尺寸乳突结构具有良好超疏水性和自清洁效应设计仿生压头，使其具有良好的超疏水性和自清洁能力，同时仿生多指压头设计使压头更均匀准确地传递肉品的弹力，确保试验机结果的可靠性。

本发明由支脚组a、底座b、压头组c、限位组件d、竖梁e、试验压板1、取样环刀2和计算机3组成，其中：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，底座b后部设有凹槽24。

限位组件d的连接杆ⅰ17穿过竖梁e中前板5的竖槽ⅰ4与压头组c的横梁25后端固接，且连接杆ⅰ17两侧与竖槽ⅰ4的两侧面滑动连接。

限位组件d的限位动块15位于竖梁e中左板9的竖槽ⅱ10中，且限位动块15与竖槽ⅱ10两侧面滑动连接，限位组件d中丝杠23上端的轴承座19固接于竖梁e中顶板7的下面中心，限位组件d的固定块ⅰ12固接于竖梁e中左板9的竖槽ⅱ10的上端，限位组件d的固定块ⅱ18固接于竖梁e中左板9的竖槽ⅱ10的下端；限位组件d的电机11固接于底座b的凹槽24中；竖梁e的底端固接于底座b的凹槽24上方；试验压板1固接于底座b上面，且位于竖梁e中前板5的前面，压头组c的中心和试验压板1的中心在一条垂直线上。

电机11由计算机3控制。

所述的取样环刀2为圆环柱形，其外圆直径为80-160mm，高度为80-100mm，壁厚为2-5mm，底部倒角为10°-20°。

所述的压头组c由横梁25、传感器26、连接头ⅰ27、连接头ⅱ28、螺栓螺母组f和压头杆组g组成，且横梁25、传感器26、连接头ⅰ27、连接头ⅱ28和压头杆组g自上而下排列；螺栓螺母组f包括4对螺栓螺母；压头杆组g包括4个圆柱体压头杆，圆柱体半径r2＝15-30mm、高度h2＝50-70mm，压头杆底端设有按同心圆环排列的半球形乳突30，半球形乳突30的半径r5＝20um，相邻两个同心圆环的间距l2＝50-60um，同一圆环的相邻两乳突间圆弧长度为l1＝50-60um；传感器26为圆柱体；连接头ⅰ27为圆柱体，其同心圆上均布4个通孔；连接头ⅱ28为圆柱体，其同心圆上均布4个通孔29，与连接头ⅰ27的4个通孔上下对应排列；传感器26上端与横梁25底面固接，传感器26下端与连接头ⅰ27上面固接，连接头ⅰ27经螺栓螺母组f与连接头ⅱ28固接，压头杆组g的四个压头杆上端固接于连接头ⅱ28下面，且与四个通孔29错位90°排列。

所述的限位组件d由电机11、固定块ⅰ12、下限位块13、导杆14、限位动块15、上限位块16、连接杆ⅰ17、固定块ⅱ18、轴承座19、轴承20、传动螺母21、连接杆ⅱ22和丝杠23组成，其中：丝杠23底端与电机11的输出轴固接，丝杠23上端经轴承20与轴承座19活动连接；传动螺母21与丝杠23中部螺纹连接；传动螺母21前面固接连接杆ⅰ17；限位动块15右端经连接杆ⅱ22与传动螺母21左面固接；限位动块15左端与导杆14中部活动连接；导杆14上部固接上限位块16，导杆14下部固接下限位块13；导杆14上端固接固定块ⅱ18，导杆14下端固接固定块ⅰ12。

所述的竖梁e为空心长方体，由前板5、后板8、左板9、右板6和顶板7组成，其中前板5上设有竖槽ⅰ4，左板9上设有竖槽ⅱ10。

本发明的工作过程和原理如下：将待测肉品用同一规格的取样环刀取样并置于试验压板，启动试验机，通过计算机控制横梁带动压头杆组压入肉品，传感器实时采集数据并传输到计算机，当压头杆组压入一定距离后，横梁带动压头杆组返回原位置，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。上限位块、限位动块和下限位块限定了压头的最大行程，起到保护作用。压头杆组顶端分布的半球形乳突使压头杆组具有良好的超疏水性和自清洁能力，在压头杆组返回过程中，可以使压头杆组不粘附肉品，仿生多指压头杆组使压头杆组更均匀准确地传递肉品的弹力，确保试验机结果的可靠性。

本发明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结构示意图

图2为具有仿生压头的鲜肉品质检测试验机的正视图

图3为具有仿生压头的鲜肉品质检测试验机的左视图

图4为竖梁的结构示意图

图5为限位组件的结构示意图

图6为试验机拆去竖梁的结构示意图

图7为图2中a-a截面示意图

图8为图3中b-b截面示意图

图9为压头组的正视图

图10为压头杆组的剖视图

图11为压头杆组的仰视图

图12为图10中a所指的放大图

图13为图11中b所指的放大图

图14为取样环刀的主视图

图15为取样环刀的俯视图

其中：a.支脚组b.底座c.压头组d.限位组件e.竖梁f.螺栓螺母组g.压头杆组1.试验压板2.取样环刀3.计算机4.竖槽ⅰ5.前板6.右板7.顶板8.后板9.左板10.竖槽ⅱ11.电机12.固定块ⅰ13.下限位块14.导杆15.限位动块16.上限位块17.连接杆ⅰ18.固定块ⅱ19.轴承座20.轴承21.传动螺母22.连接杆ⅱ23.丝杠24.凹槽25.横梁26.传感器27.连接头ⅰ28.连接头ⅱ29.通孔30.乳突

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细叙述：

如图1-3所示，本发明由支脚组a、底座b、压头组c、限位组件d、竖梁e、试验压板1、取样环刀2和计算机3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，相邻两个长度方向间距为160-360mm，宽度方向间距为260-560mm。

所述的试验压板1为长100-200mm、宽80-160mm、高20-30mm的长方体,且在宽度方向上试验压板1的前边缘距离底座b的前边缘40-80mm,固接于底座b顶部，且试验压板1的后边缘距离限位组件d中前板5的前边缘20-40mm，压头组c的中心和试验压板1的中心在一条垂直线上。

如图4所示，所述的限位组件d为长120-240mm、宽120-240mm、高500-800mm的空心长方体，在长度方向上限位组件d的右边缘距离底座b的右边缘40-80mm，限位组件d由前板5、后板8、左板9、右板6和顶板7组成，其中前板5上设有竖槽ⅰ4，左板9上设有竖槽ⅱ10；所述的竖槽ⅰ4位于限位组件d长度方向的中心，槽宽20-40mm，槽高400-600mm，槽顶距离顶板7下端面50-100mm；所述的竖槽ⅱ10位于限位组件d宽度方向的中心，槽宽10-20mm，槽高400-600mm，槽顶距离顶板7下端面50-100mm。

如图5-6所示，所述的底座b为长200-400mm、宽300-600mm、高150-300mm的长方体，后部为边长为100-200mm的方形凹槽24。所述的限位组件d的连接杆ⅰ17穿过竖梁e中前板5的竖槽ⅰ4与压头组c的横梁25后端固接，且连接杆ⅰ17两侧与竖槽ⅰ4的两侧面滑动连接；限位组件d的限位动块15位于竖梁e中左板9的竖槽ⅱ10中，且限位动块15与竖槽ⅱ10两侧面滑动连接；限位组件d中丝杠23上端的轴承座19固接于竖梁e中顶板7的下面中心；限位组件d的固定块ⅰ12固接于竖梁e中左板9的竖槽ⅱ10的上端5-10mm处；限位组件d的固定块ⅱ18固接于竖梁e中左板9的竖槽ⅱ10的下端5-10mm处；限位组件d的电机11固接于底座b的凹槽24中；所述的电机11固接于底座b的凹槽24中，电机11的转速及转向由计算机3控制。所述的限位组件d由电机11、固定块ⅰ12、下限位块13、导杆14、限位动块15、上限位块16、连接杆ⅰ17、固定块ⅱ18、轴承座19、轴承20、传动螺母21、连接杆ⅱ22和丝杠23组成，丝杠23底端与电机11的输出轴固接，丝杠23上端经轴承20与轴承座19活动连接；传动螺母21与丝杠23中部螺纹连接；传动螺母21前面固接连接杆ⅰ17；限位动块15右端经连接杆ⅱ22与传动螺母21左面固接；限位动块15左端与导杆14中部活动连接；导杆14上部固接上限位块16，导杆14下部固接下限位块13；导杆14上端固接固定块ⅱ18，导杆14下端固接固定块ⅰ12。

如图7-9所示，所述的压头组c由横梁25、传感器26、连接头ⅰ27、连接头ⅱ28、螺栓螺母组f和压头杆组g组成，且横梁25、传感器26、连接头ⅰ27、连接头ⅱ28和压头杆组g自上而下排列；所述的横梁25为长100-200mm、宽100-200mm、高40-60mm的长方体,且在宽度方向上横梁25的后边缘紧贴限位组件d的前边缘；所述的传感器26为半径20-40mm高度30-50mm的圆柱体，传感器26上端与横梁25底面固接，传感器26下端与连接头ⅰ27上面固接，连接头ⅰ27经4对螺栓螺母组f与连接头ⅱ28固接，压头杆组g的四个压头杆上端固接于连接头ⅱ28下面；所述的连接头ⅰ27为半径40-80mm、高度10-20mm的圆柱体，在其半径30-60mm的同心圆上均布着4个半径5-10mm的通孔；所述的连接头ⅱ28为半径r1＝40-80mm，高度h1＝10-20mm的圆柱体，在其半径r4＝30-60mm的同心圆上均布着4个半径r3＝5-10mm的通孔29。限位组件d的底端固接于底座b的凹槽24上方。

如图10-11所示，所述的压头杆组g包括4个圆柱体压头杆，圆柱体半径r2＝15-30mm、高度h2＝50-70mm，压头杆组g的4个压头杆上端固接于连接头ⅱ28四个通孔29的同一同心圆上，且与四个通孔29错位90°排列；

如图12-13所示，压头杆底端设有按同心圆环排列的半球形乳突30，半球形乳突30的半径r5＝20um，相邻两个同心圆环的间距l2＝50-60um，同一圆环的相邻两乳突间圆弧长度为l1＝50-60um；

如图14-15所示，所述的取样环刀2为圆环柱形，其外圆直径为80-160mm，高度为80-100mm，壁厚为2-5mm，底部倒角为10°-20°。