一种基于压电传感器反馈控制的糍粑初加工装置及方法

本发明属于压电传感器研究和糍粑加工两种，具体涉及一种基于压电传感器反馈控制的糍粑初加工装置及方法。

背景技术：

1、糍粑是一种中国传统美食，以其独特的香糯口感和文化意义，在南方地区尤其是浙江、湖南、贵州、重庆和四川等地备受青睐。它由糯米经过蒸煮、捣烂等一系列手工工艺精心制作而成，不仅口感细腻、富有弹性，而且富含营养，常在节日庆典中作为招待客人的美食。

2、然而，糍粑的传统手工制作工艺相当繁琐，尤其是捣打糯米的环节，劳动强度大，效率低下。这一过程需要工人反复挥动沉重的棒槌，不仅耗费体力，而且难以保持产品一致性。随着现代生活节奏的加快，传统手工制作方式已经难以满足市场需求，同时也给从事这一劳动的工人带来了巨大的身体负担。

3、尽管机械化、自动化生产已成为现代工业的发展趋势，但糍粑的自动化生产却面临诸多难题。首先，糍粑的质地和口感对捣打的力度、速度和均匀性有着极高的要求，这对机械装置的设计提出了苛刻的条件。其次，糯米的粘性和弹性特性使得其在加工过程中容易出现粘附、结块等问题，给自动化控制带来了挑战。此外，糍粑作为一种传统食品，消费者对其风味和外观有着特定的期待，自动化生产还需确保产品能够保持传统手工制作的独特风味和质感。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于压电传感器反馈控制的糍粑初加工装置及方法。

2、第一方面，本发明提供一种基于压电传感器反馈控制的糍粑初加工装置，其包括机架，以及安装在机架上的进料机构、周转锤打机构和出料机构。所述的进料机构包括定量输出组件、输送组件和辅助出料组件。输送组件用于将定量输出组件输出的糯米输送至周转锤打机构。所述的输送组件包括带式输送机和第一压电传感器。第一压电传感器用于检测输送组件上输送的糯米的重量。

3、所述的周转锤打机构包括外框架、捶打容器、转盘、捶打驱动组件、中心定轴、齿轮盘和多个捶打执行组件。轴线竖直设置的中心定轴固定在外框架上。中心定轴的底端与转盘转动连接。齿轮盘位于转盘的下方，并与转盘同轴固定。所述的齿轮盘由捶打驱动组件驱动旋转。所述的捶打容器固定在机架上，且顶部开口位于齿轮盘的正下方。

4、所述的捶打执行组件包括定锥齿轮、动锥齿轮、连杆和捶打柱。定锥齿轮同轴固定在转轴上。动锥齿轮转动连接在转盘上。动锥齿轮与定锥齿轮啮合。齿轮盘上开设有与捶打执行组件中的捶打柱位置对应的导向孔。捶打柱与齿轮盘上对应的导向孔滑动连接。捶打柱的顶端同轴固定有延伸杆。连杆的一端与动锥齿轮上的偏心位置转动连接。连杆的另一端与延伸杆的顶端转动连接。

5、所述的出料机构包括第二液压缸、捶打底部封板、承接容器、承载盘和第二压电传感器。捶打底部封板设置在捶打容器的底部，且能够捶打容器从捶打容器侧壁的插槽拔出。所述的捶打底部封板由第二液压缸驱动进行滑动。承接容器的顶部开口位于捶打容器的底部开口的正下方。所述的承载盘设置在承接容器的内腔底部；承载盘与承接容器的内腔底面之间安装有第二压电传感器。

6、作为优选，所述的定量输出组件包括第一液压缸、漏斗、定量供料平台、推送盒体。定量供料平台安装在机架上。输送组件的输入端位于定量供料平台的顶面输出端的正下方。所述的定量供料平台的顶面上设置有轨道槽。推送盒体的底部与轨道槽滑动连接。漏斗间隔固定在定量供料平台顶面的输出端的上方。推送盒体位于漏斗与定量供料平台的顶面之间。所述的推送盒体分为依次相连的阻挡段和糯米承载段。阻挡段位于糯米承载段远离输送组件的一侧。阻挡段的顶部为封闭平面，并与漏斗的底部输出口的高度相匹配；糯米承载段中设有糯米定量腔室。糯米定量腔室的顶部和底部均设有开口。

7、所述的推送盒体由第一液压缸驱动，且具有两个工作位置，分别为接收位置和输出位置。推送盒体处于接收位置时，糯米定量腔室的顶部开口位于漏斗下方。推送盒体处于输出位置时，糯米定量腔室的底部开口处于输送组件的上方；同时，阻挡段位于漏斗下方，阻挡漏斗中的糯米漏出。

8、作为优选，所述的进料机构还包括辅助出料组件；所述的辅助出料组件用于将定量输出组件上粘附的糯米推送至输送组件。所述的辅助出料组件包括安装架、辅助液压缸和辅助推板。安装架固定在机架上。推出杆朝下的辅助液压缸安装在安装架顶部。辅助推板与辅助液压缸的推出杆的底端固定。辅助推板的形状与糯米定量腔室的横截面相匹配。辅助推板位于在输出位置的推送盒体的糯米定量腔室的正上方。

9、作为优选，所述的出料机构还包括推送输出组件。所述的推送输出组件包括第三液压缸和出料推送盘。齿轮盘上开设有中心孔。第三液压缸固定在转盘的底面中心位置，且推出杆竖直朝下设置。第三液压缸的推出杆穿过齿轮盘的中心孔，并与出料推送盘的中心位置固定。出料推送盘的外轮廓与捶打容器的内腔横截面形状相匹配。出料推送盘上开设有与各捶打柱分别位置对应、尺寸匹配的刮落孔。

10、作为优选，所述的周转锤打机构还包括两根引导柱；两根引导柱均穿过齿轮盘，且顶端均与转盘的底面固定。其中一根引导柱与转盘底面靠近边缘的位置连接。另一根引导柱与转盘底面靠近中心的位置连接。靠近转盘边缘的引导柱的侧面底部设置有倾斜朝向捶打容器内腔中心的第一引导斜面；靠近转盘中心的引导柱的侧面底部设置有倾斜朝向捶打容器内腔边缘的第二引导斜面。

11、作为优选，各捶打执行组件中的定锥齿轮沿着中心定轴的轴线依次排列，且直径由上至下依次减小。三个动锥齿轮的直径相等。

12、作为优选，所述的外框架上安装有多个支承组件。支承组件包括支承架和滚轴。支承架固定在外框架上。滚轴转动连接在支承架的顶面。滚轴的轴线与转盘的轴线垂直相交。转盘的底面边缘处与各滚轴接触。

13、作为优选，所述的外框架包括顶板和多根立柱。多根立柱的底端均固定在机架上。多根立柱的顶端与顶板底面的不同边缘位置分别固定。中心定轴的顶端与顶板的中部固定。

14、作为优选，带式输送机包括等高设置的两个滚筒，以及连接两个滚筒的输送带。第一压电传感器通过第一承载盘与机架固定。第一压电传感器位于输送带的上层直线输送部分的下方。支撑在第一压电传感器上的承载盘与输送带的上层直线输送部分的保持水平的下表面接触。

15、作为优选，所述的捶打驱动组件包括捶打驱动电机和主动齿轮。捶打驱动电机固定在机架上。主动齿轮与捶打驱动电机的输出轴固定。主动齿轮与齿轮盘外圆周上的轮齿啮合。

16、作为优选，所述的捶打底部封板的边缘处卡入捶打容器内侧壁上的卡槽，以便于捶打底部封板承受锤击力。

17、第二方面，本发明提供一种糍粑初加方法，其采用前述的糍粑初加工装置。该糍粑初加方法包括以下步骤：

18、步骤一、将蒸熟的糯米放置在漏斗内。第一液压缸驱动推送盒体由接收位置移动至输出位置；推送盒体的糯米定量腔室中的糯米落入输送组件。第一压电传感器检测输送组件上承载的糯米的重量。若第一压电传感器测得的重量在预设区间以外，则辅助出料组件中的辅助推板向下滑动，将糯米定量腔室侧壁上粘附的糯米推入输送组件。

19、步骤二、输送组件将糯米送入捶打容器。捶打驱动组件驱动齿轮盘旋转，带动各捶打柱绕中心定轴公转，并持续进行上下往复运动，对捶打容器中的糯米进行捶打。

20、步骤三、捶打容器中的糯米捶打完成后，第二液压缸驱动捶打底部封板滑动，使得捶打容器的底部开放；捶打容器中的糯米落入承接容器中。第二压电传感器检测落入承接容器的糯米的重量。若第二压电传感器测得的重量在预设区间以外，则的推送输出组件中的出料推送盘向下滑动，将捶打容器内侧壁上粘附的糯米推入承接容器。

21、本发明具有的有益效果是：

22、1、本发明利用单个电机驱动齿轮盘旋转的方式，同时带动多个捶打柱的升降往复运动，和在捶打容器中绕中心轴线的公转，实现了糍粑的仿手工捶打，并简化了糍粑初捶打设备的结构复杂度。

23、2、本发明通过压电传感器的反馈信号控制进料机构和出料机构中的粘附刮落结构，克服了糯米或糍粑成品易粘附在壁面上的问题，提高了设备的自动化程度。

24、3、本发明中的进料机构通过推送盒体的往复滑动，能够实现糯米的定量投加，由此确保了周转锤打机构对糯米的捶打效果。