[實用新型]一種仿生柔性切餅機構

有效

• 申請號: 201720764870.5
• 申請日: 2017-06-28
• 公開（公告）號: CN207058673U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 張智泓;李瑩;賴慶輝;王曉陽;張廣凱;張兆國;佟金;曹秀龍;于慶旭;高旭航
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B26D1/15
• 分類號: B26D1/15;B26D5/18;B26D3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種仿生柔性切餅機構，屬于機械食品加工技術領域。

背景技術

切餅是將從機器碾壓輥中碾壓成薄皮的面，經傳送帶的傳輸，在傳送帶上將其切成一定尺寸的圓形，即面餅的形狀。切餅是食品生產中得重要環節，餅的需求量大，該環節要求切餅速度與傳送帶速度相似，切餅時切餅器與面皮之間的粘連的現象盡量小。但人工手動切餅的方式效率低，切餅器與面皮之間的粘連得嚴重，手臂運動容易疲勞，速度慢，餅的成品率低，人工成本過高。采用自動切餅機構減少勞動力，消除手臂勞累程度，加快切餅速度，并且降低了切餅器與面皮之間的粘連程度，增大了產品數量，產品質量也有所提高。在機械化的時代里，自動機械已經得到了廣泛的應用。

雖然自動化機械工作時有諸多優點，但是機械損壞，定期維修，操作人員不熟悉機械的工作方式，緊急情況時對機器本身造成的損壞等都是技術上的解決難題。因此，如何降低機械使用的損壞率，加強工作人員對機械的定期維修周期，監督操作人員定期學習新的機械使用方法，減少緊急情況的發生和發生后處理時對機械本身的傷害的減少的問題是自動化機械工作時的重要注意事項。此外，隨著科技的不斷進步，對各種自動化機械的工作性能及其使用壽命都提出了更高的要求。

仿生學以蘊含于生物與自然中的特征或形態為藍本，借助于現代技術手段，對其進行模仿，實現特定的技術功能或目標。這是由于生物體經過35億年的漫長進化，形成了自身的優化的特殊形狀和結構，使其適應環境的變遷得以生存和繁衍。在實踐中發現，許多人類發展中的科技難題都能從生物和自然中找到圓滿解答，運用仿生學原理解決工程實際問題已經成為當今世界科學技術發展的一大進步，現代仿生學的研究與應用幾乎已經滲透到工業生產的各個領域。

然而，目前公知的具有仿生幾何結構的切餅機構還很少，盡管有優異的工作效果，但在實際運用中發現，單一仿生其動物自身的單個優化特點還很難實現其特定的技術功能或目標。針對上述問題需要加大對自然界動物特性的研究，并且使性能優異的特點融入仿生機械中。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種仿生柔性切餅機構，連桿架具有仿生手臂運動的仿生柔性切餅機構，用于克服現有切餅器與面皮之間的粘連現象，勞動力大的問題；本實用新型以具有較強咀嚼減阻能力的螽斯和手臂為仿生原型，進行抽象和簡化，對切餅盤的刀片和連架桿進行仿生幾何結構設計，以達到降低切餅器與面皮之間的粘連和減少勞動力，靈活運動現象的目標，并降低仿生幾何結構切餅機構中的加工成本。

本實用新型采用的技術方案是：一種仿生柔性切餅機構，包括切餅盤1、彈簧2、彈簧連桿3、連架4、桿A5、桿B6、桿C7、銷釘Ⅰ8、銷釘Ⅱ9；所述的切餅盤1為圓盤形且其上端分別與兩根彈簧連桿3連接，彈簧2套在彈簧連桿3上，兩根彈簧連桿3均與連架4連接，連架4與桿A5的一端鉸鏈連接，桿A5的另一端與桿B6的一端鉸鏈連接，桿B6的另一端通過銷釘Ⅱ9固定且可以銷釘Ⅱ9為圓心做旋轉運動，桿C7為驅動桿，一端可繞下方端點做旋轉運動，另一端通過銷釘Ⅰ8連接在桿A5上，切餅盤1的圓盤下端面刃口均勻布滿刀片圓角三角形，所述刀片圓角三角形為仿生螽斯上顎鋸齒幾何結構。

具體地，所述的仿生螽斯上顎鋸齒幾何結構的齒尖角β為30°至120°；齒背角α為15°至60°；齒喉角γ為15°至60°；齒高H為5 mm至30 mm；所述齒尖角β為AC邊與AB邊夾角，齒背角α為AC邊與OA的延長線的夾角，齒喉角γ為OA的延長線與AB邊的夾角，齒高H為點A與BC邊的距離；其中，點A為仿生螽斯上顎鋸齒幾何結構頂角的頂點，點B為仿生螽斯上顎鋸齒幾何結構右上角的頂點，點C為仿生螽斯上顎鋸齒幾何結構左上角的頂點，點O為齒尖角β的垂線上的一點。

齒尖角β是反映鋸齒強度的角度，齒尖角小則鋸齒銳利，對面皮的鋸切較為流暢且粘連小。但如齒尖角過小，鋸齒結構減阻性能降低，切餅器工作過程中若遇到太過柔軟的面皮不容易切斷；齒尖角增大，鋸齒堅固，但若過大，則切削阻力大、消耗動力大、鋸切不流暢。綜合考慮以上因素，具有仿生鋸齒幾何結構的切餅盤齒尖角設置為30°至120°。

齒背角α是鋸齒的另一個基本角度，它直接影響齒背與落點的摩擦力的大小。齒背角增大，齒尖角則相應減小，這樣的鋸齒銳利，鋸切流暢；而若齒背過小，齒尖角相應過大，鋸齒在鋸切過程中，其背部所受切料的壓力也隨之增大，由此產生的摩擦力也將隨之增大，同時增加動力消耗。綜合考慮以上因素，具有仿生鋸齒幾何結構的切餅器齒背角設置為15°至60°。