一种中药材终端浸润程度检测装置的制作方法

1.本发明涉及中药材加工技术领域，具体涉及一种中药材终端浸润程度检测装置。


背景技术：

2.中药材浸润程度检测技术是一种检测技术，中药材在进行正式的生产加工之前，为了使药材能够通过切割等方式变成最终入药的形态，需要对药材进行一个浸润软化(用洁净水浸泡药材)的过程，该技术实现对药材的浸润软化程度的评估，为实际生产提供一个标准。该技术目前都是采用人工，用肉眼去判定中药材掰断后是否存在硬芯的方式来判断中药材是否浸润完成，耗费大量的时间和精力，人为挑拣存在着一种主观性，药材是否浸润完成没有严格的标准，全凭主观臆断，这样就会存在误判的情况。
3.在申请号为cn202011407349.9的专利文件中公开了一种中药材终端浸润程度检测装置，包括用于支撑的机架装置，所述机架装置顶部安装有用于盛放中药材的上箱装置，所述上箱装置内安装有用于过滤水液和中药材的分离装置，所述上箱装置下方设置有用于盛放水液的下箱装置，所述上箱装置顶部安装有用于封闭所述上箱装置的箱盖装置。本发明通过固液分离的设置，利用重量变化检测中药材终端浸润程度，增加了检测的准确性；通过固液分离的设置，便于进行检测操作，增加了检测的便利性；通过拼装式的设置，便于拆装使用，增加了操作的便利性。
4.但是，其在实际的应用过程中仍存在检测精度不佳的不足，因为其仅仅通过测量药材浸泡前后的重量差来判断药材的浸润程度，然而这种测量方式的误差较大，因为在称量药材重量时药材表面会残留较多水份(这会对药材的重量测量造成不小的误差)。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种中药材终端浸润程度检测装置，包括检测筒，所述检测筒上设有检测组件；
7.所述检测组件包括定位单元、压力检测单元和超声波检测单元；
8.所述定位单元包括定位座、定位气囊、盖板、顶紧气囊和压板，所述定位座的上端呈锥形下凹状，并且所述定位座同轴式地设置在内筒内部的底壁上，所述定位气囊呈环形并设置定位座上端的表面，所述盖板转动连接在检测筒的筒口处，所述顶紧气囊设置盖板内侧的板面上，所述压板设置在顶紧气囊上并与盖板同轴；
9.所述压力检测单元包括压针、液压缸和液压伸缩杆，所述压针活动穿接在内筒底壁上的滑槽中，所述滑槽同轴式的贯穿的内筒，所述液压缸设置外筒内部的底壁上，所述液压伸缩杆设置在液压缸上，所述压针设置在液压伸缩杆的顶端；
10.所述超声波检测单元包括超声波发生器、超声波接收器、电控伸缩杆、第一电磁旋转座、第二电磁旋转座和压块，所述超声波发生器设置在液压伸缩杆的顶端并驱动压针的
针体产生震动，所述内筒的侧壁上对称地开设有一组径向通槽，所述径向通槽中均同轴式穿接有电控伸缩杆，所述电控伸缩杆的固定端固定在外筒的内侧壁上，所述第一电磁旋转座转动连接在电控伸缩杆的端部，所述第二电磁旋转座固定设置在第一电磁旋转座上，所述压块转动连接在第二电磁旋转座上并受其驱动旋转，所述超声波接收器设置在压块作用端的端部。
11.更进一步地，所述检测筒包括内筒和同轴式套接在外部的外筒，并且所述内筒的筒口与外筒的筒口之间处于封闭状态。
12.更进一步地，所述定位气囊和顶紧气囊分别由对应的微型气泵提供动力；
13.所述定位气囊和顶紧气囊的内部均设有气压传感器；
14.所述盖板由检测筒上对应的旋转电磁阀驱动旋转。
15.更进一步地，所述压板内侧的板面上设有柔性垫体，所述压板内侧板面的中部还设有与压针配合的针槽，所述针槽的内侧壁上对称地设有相互配合红外发射器、红外接收器。
16.更进一步地，所述第二电磁旋转座的旋转轴与第一电磁旋转座的旋转轴相互垂直，并且所述第一电磁旋转座和第二电磁旋转座上内置有角度传感器；所述压块作用端的端部呈穹顶状。
17.更进一步地，所述压块作用端的端部上还设有反馈组件，所述反馈组件包括压力感受条和距离传感器，所述压力感受条呈环形并完全包围超声波接收器，所述压块作用端端部处于超声波接收器和压力感受条之间的区域还对称地埋设有一组距离传感器。
18.更进一步地，所述液压伸缩杆与压针连接处还设有压力传感器，所述内筒和外筒的筒身上还设有排液孔。
19.更进一步地，所述检测筒上还设有手柄，所述手柄上设有控制组件和交互组件；
20.所述控制组件包括设置于手柄内部容置腔中的控制器和电源模块；
21.所述交互组件包括设置在手柄表面的显示屏、按键模块、扬声器和充电接口。
22.更进一步地，所述容置腔中还设有无线模块，所述无线模块、检测组件、交互组件、微型气泵、气压传感器、旋转电磁阀、红外发射器、红外接收器、角度传感器、反馈组件和压力传感器均由电源模块且由控制器控制。
23.综合上述，与现有技术相比，本发明的优点和积极效果包括:
24.1、本发明通过在检测筒上增设检测组件，检测组件包括定位单元、压力检测单元和超声波检测单元；其中，定位单元包括定位座、定位气囊、盖板、顶紧气囊和压板，超声波检测单元包括超声波发生器、超声波接收器、电控伸缩杆、第一电磁旋转座、第二电磁旋转座和压块，压力检测单元包括压针、液压缸和液压伸缩杆的设计。
25.这样便可以通过定位单元将药材固定在检测筒中；然后通过压针对检测筒中的药材进行完全贯穿式地穿刺，并通过压力传感器实时监测压针穿刺过程中受到的阻力变化来判断药材的浸润程度(其原理是：药材根据其浸润程度的不同，压针在穿刺时所受到的阻力也是不同的)；然后通过超声波检测单元对药材进行检测(通过超声波发生器让压针产生震动，压针上的震动会同步传递给被穿刺的药材，然后通过超声波接收器来接收超声波，然后控制器对接收到的超声波信号进行分析比较)(其原理是：根据药材浸润程度的不同，超声波在药材内部传递过程中的损耗是不同的)从而来精确检测药材内部不同区域的浸润程
度。
26.这样可以达到有效地提升药材浸润程度精确性的效果。
27.2、本发明通过在检测筒上设置于手柄，手柄上设有控制组件和交互组件的设计。
28.这样使用者便可以通过手柄来手持或移动检测筒，同时还可以通过手柄上的控制组件和交互组件来让检测组件工作；从而达到令本发明产品实际应用时便利性的效果。
附图说明
29.图1为本发明第一视角下盖板旋闭时的直观图；
30.图2为本发明第二视角下盖板旋开且手柄经过部分剖视后的直观图；
31.图3为本发明第三视角下压板经过部分剖视后的直观图；
32.图4为本发明第四视角下检测筒的直观图；
33.图5为本发明第五视角下检测筒经过部分剖视后的直观图；
34.图6为图5中a区域的放大图；
35.图7为图5中b区域的放大图；
36.图中的标号分别代表：
37.1-检测筒；2-手柄；3-内筒；4-外筒；5-定位座；6-定位气囊；7-盖板；8-顶紧气囊；9-压板；10-压针；11-液压缸；12-液压伸缩杆；13-超声波发生器；14-超声波接收器；15-电控伸缩杆；16-第一电磁旋转座；17-第二电磁旋转座；18-压块；19-微型气泵；20-旋转电磁阀；21-柔性垫体；22-针槽；23-红外发射器；24-红外接收器；25-压力感受条；26-距离传感器；27-压力传感器；28-排液孔；29-容置腔；30-控制器；31-电源模块；32-显示屏；33-按键模块；34-扬声器；35-充电接口；36-无线模块。
具体实施方式
38.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
40.实施例
41.本实施例提供的一种中药材终端浸润程度检测装置，参照图1-7：包括检测筒1、手柄2、检测组件、交互组件和控制组件。
42.(一)
43.检测筒1包括内筒3和同轴式套接在外部的外筒4，并且内筒3的筒口与外筒4的筒口之间处于封闭状态。
44.因为将药材放入检测筒1中进行浸润程度检测过程中，药材上会有一部分的水分(包括药材表面残留的水，和压针10在穿刺药材过程中流出的水)会流到内筒3中并积聚，因此为了能够将这些水分及时的排出，就需要在内筒3和外筒4的筒身上开设有排液孔28(在本实施例中，内筒3和外筒4上排液孔28均设置在其底壁上)。
45.(二)
46.检测组件设置在检测筒1上，检测组件包括定位单元、压力检测单元和超声波检测单元。
47.(二-一)
48.定位单元包括定位座5、定位气囊6、盖板7、顶紧气囊8和压板9，定位座5的上端呈锥形下凹状(这样可以将药材稳定的放置在定位座5上)，并且定位座5同轴式地设置在内筒3内部的底壁上，定位气囊6呈环形并设置定位座5上端的表面【由于药材的表面并不是完全规则的，因此为了提升药材放置在定位座5上的稳定性和安全性(是指药材不会与定位座5之间产生摩擦损伤)，就需要在定位座5上设置定位气囊6】，盖板7转动连接在检测筒1的筒口处，顶紧气囊8设置盖板7内侧的板面上，压板9设置在顶紧气囊8上并与盖板7同轴。
49.值得注意的是：定位气囊6和顶紧气囊8分别由对应的微型气泵19提供动力，并且定位气囊6和顶紧气囊8的内部还均设有气压传感器。这样控制器30便可以通过气压传感器来间接式地判断定位气囊6、顶紧气囊8对药材所施加的力的大小，从而让控制器30能够精确地将药材固定在检测筒1中，从而便于压针10对药材的穿刺工作。
50.值得注意的是：盖板7由检测筒1上对应的旋转电磁阀20驱动旋转。压板9内侧的板面上设有柔性垫体21，
51.值得注意的是：为了获得压针10在穿刺药材时所受的阻力，就需要在液压伸缩杆12与压针10连接处设有压力传感器27。
52.值得注意的是：顶紧气囊8在充气和放气时，其是严格沿着盖板7的轴向上进行伸缩的。
53.值得注意的是：压板9内侧板面的中部还设有与压针10配合的针槽22，针槽22的内侧壁上对称地设有相互配合红外发射器23、红外接收器24，这样控制器30便可以通过红外接收器24和红外发射器23的配合，从而判断压针10是否进入针槽22中而间接式地判断压针10是否对药材进行完全贯穿式的穿刺。
54.(二-二)
55.压力检测单元包括压针10、液压缸11和液压伸缩杆12，压针10活动穿接在内筒3底壁上的滑槽中，滑槽同轴式的贯穿的内筒3，液压缸11设置外筒4内部的底壁上，液压伸缩杆12设置在液压缸11上，压针10设置在液压伸缩杆12的顶端。其中，液压缸11的作用在于为液压伸缩杆12的伸缩运动提供动力。
56.(二-三)
57.超声波检测单元包括超声波发生器13、超声波接收器14、电控伸缩杆15、第一电磁旋转座16、第二电磁旋转座17和压块18，超声波发生器13设置在液压伸缩杆12的顶端并驱动压针10的针体产生震动，内筒3的侧壁上对称地开设有一组径向通槽，径向通槽中均同轴式穿接有电控伸缩杆15，电控伸缩杆15的固定端固定在外筒4的内侧壁上，第一电磁旋转座16转动连接在电控伸缩杆15的端部，第二电磁旋转座17固定设置在第一电磁旋转座16上，压块18转动连接在第二电磁旋转座17上并受其驱动旋转，超声波接收器14设置在压块18作用端的端部。
58.值得注意的是：第二电磁旋转座17的旋转轴与第一电磁旋转座16的旋转轴相互垂直，这样可以使得压块18作用端的端部具有广泛的空间朝向，从而使得压块18在将药材顶
紧时，压块18作用端的端部是正对其与药材的接触面，即压块18上的超声波接收器14是正对接触面。
59.值得注意的是：第一电磁旋转座16和第二电磁旋转座17上内置有角度传感器，这样控制器30便可以在角度传感器的配合下精确地指令第一电磁旋转座16、第二电磁旋转座17上的驱动轴旋转指定角度。
60.值得注意的是：压块18作用端的端部呈穹顶状，这样可以使得压块18作用端的端部是圆滑的，从而避免因有锐利的棱边而对药材本体造成损伤。
61.(二-四)
62.压块18作用端的端部上还设有反馈组件，反馈组件包括压力感受条25和距离传感器26，压力感受条25呈环形并完全包围超声波接收器14，压块18作用端端部处于超声波接收器14和压力感受条25之间的区域还对称地埋设有一组距离传感器26。
63.这样控制器30便可以通过距离传感器26来测量压块18与药材表面之间的距离(抑或是控制器30可以在第一电磁旋转座16和第二电磁旋转座17的配合下通过距离传感器26扫描药材在检测筒1中的空间形状)，从而确定该压块18所在电控伸缩杆15的伸缩量，同时确定第一电磁旋转座16和第二电磁旋转座17各自的旋转量，从而让超声波接收器14正对药材的表面。此外，压力感受条25的作用为：向控制器30反馈压块18对药材表面所施加的压力大小，从而方便控制器30对电控伸缩杆15的伸缩量进行微调，同时控制器30也可以通过压力感受条25的数据反馈来确定超声波接收器14是否正对药材的表面(并确定对第一电磁旋转座16、第二电磁旋转座17的旋转量进行微调的数值)。
64.(三)
65.手柄2设置在检测筒1的外侧壁上，并且控制组件和交互组件均设置在手柄2上，这样使用者便可以通过手柄2来握持和携带本发明产品。
66.(三-一)
67.控制组件包括设置于手柄2内部容置腔29中的控制器30(在本实施例中，控制器30采用plc控制器)、电源模块31(在本实施例中，电源模块31采用可充电的锂电池)和无线模块36(这样控制器30便可以通过无线模块36与外界智能设备进行信息交互)。
68.(三-二)
69.交互组件包括设置在手柄2表面的显示屏32(显示的内容包括但不限于：电源模块31的电量，检测组件的工作模式和进程，药材浸润程度的检测结果等等)、按键模块33、扬声器34(播报的语音提示包括但不限于：电源模块31的电量，检测组件的工作模式和进程，药材浸润程度的检测结果等等)和充电接口35(这样使用者还可以通过充电接口35来向plc控制器30进行数据交换)
70.(四)
71.本发明在实际应用过程中的原理和步骤如下：
72.第一步，使用者通过按键模块33指令旋转电磁阀20将盖板7从检测筒1的筒口处旋开。
73.第二步，使用者将药材放入检测筒1中的定位座5上；然后使用者通过按键模块33指令微型气泵19将定位气囊6鼓起指定的程度，从而使得药材立在定位座5上。
74.第三步，使用者通过按键模块33指令旋转电磁阀20将重新将盖板7旋盖在检测筒1
的筒口上。
75.第四步，使用者通过按键模块33指令检测组件启动。
76.第五步，控制器30在距离传感器26和压力感受条25的配合下，指令电控伸缩杆15、第一电磁旋转座16和第二电磁旋转座17动作，从而使得压块18作用端的端部正对式地顶住药材的表面。
77.第六步，控制器30指令微型气泵19将顶紧气囊8鼓起指定的程度，从而使得压板9将药材稳稳地固定在定位座5上。
78.第七步，控制器30指令液压缸11驱动液压伸缩杆12以指定速度伸长，从而使得压针10对药材进行穿刺；在此过程中，控制器30通过压力传感器27实时监测压针10所受阻力的大小和变化。
79.第八步，当压针10的顶端进入针槽22中时，红外发射器23发出的信号被压针10阻挡住，从而使得红外接收器24接收不到信号，控制器30此时判定压针10已经对药材进行了完全的穿刺。
80.第九步，控制器30指令超声波发生器13启动，从而迫使压针10的针体上产生震动，同时控制器30通过超声波接收器14接收超声波信号。
81.第十步，控制器30根据上述第七步中，压力传感器27监测到的数据进行分析判断处理，从而初步判断药材的浸润程度。同时控制器30还将对各个超声波接收器14上接收到的超声波信号进行分析判断处理，从而精确地获得药材浸润程度。
82.第十一步，控制器30指令显示屏32和扬声器34输出上述第十步的检测结果。
83.第十二步，使用者依次重复上述第一步～第十一步，从而对下一个待检药材进行检测。
84.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。