奶茶自動檢測機構(gòu)的變胞設(shè)計

　　摘要：變胞機構(gòu)自提出以來，在機器人等工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域，獲得了很多好的效果。本文嘗試將變胞機構(gòu)應(yīng)用于食品檢測機械領(lǐng)域，針對奶茶自動檢測機旋轉(zhuǎn)檢測機構(gòu)進行變胞設(shè)計，對奶茶自動檢測機旋轉(zhuǎn)檢測機構(gòu)進行了矩陣分析，并以機構(gòu)加速度變化為標的，分析構(gòu)型前后的機構(gòu)特性，為今后進行類似產(chǎn)品的設(shè)計打下基礎(chǔ)。

　　關(guān)鍵詞：奶茶檢測;變胞設(shè)計;自動檢測機構(gòu)

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　　0 引言

　　文獻[1]根據(jù)細胞的分裂再生現(xiàn)象提出了變胞機構(gòu)，通過改變拓撲結(jié)構(gòu)適因性以提升系統(tǒng)的運動特性，使得系統(tǒng)適應(yīng)工況環(huán)境的特點，在動作的過程中改變機構(gòu)自身的適應(yīng)性。變胞機構(gòu)的設(shè)想自提出以后，受到了許多學者的關(guān)注，并進行了大量的研究分析。文獻[2]將約束圖方法運用到變胞機構(gòu)的設(shè)計中，提出幾何約束圖形方法更適因變胞機構(gòu)的分析。文獻[3]利用矩陣論原理設(shè)關(guān)聯(lián)了設(shè)計參數(shù)和設(shè)計變量矩陣，通過邏輯計算的方法對機構(gòu)構(gòu)態(tài)進行公理設(shè)計。在機構(gòu)應(yīng)用方面文獻[4]研制了一種自動包角機構(gòu)，使變胞機構(gòu)應(yīng)用拓展到了自動包裝領(lǐng)域。文獻[5]研發(fā)制作了墊塊放置結(jié)構(gòu)，提升了爬行動態(tài)特性和運動能力，使得變胞機構(gòu)的應(yīng)用拓展到了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。此外，在機器人等其他工業(yè)領(lǐng)域，變胞機構(gòu)的應(yīng)用亦廣泛涉足，文獻[6-10]闡述了各種應(yīng)用與設(shè)計。然而，在食品自動檢測方面，變胞機構(gòu)的應(yīng)用還不多，特別是關(guān)于食品檢測機械的變胞設(shè)計方面還是較少的。

　　本文以奶茶自動檢測機旋轉(zhuǎn)檢測機構(gòu)為研究分析對象，利用變胞機構(gòu)自適應(yīng)好的特點，得到旋轉(zhuǎn)檢測機構(gòu)的特性參數(shù)，為今后進行類似產(chǎn)品的設(shè)計打下基礎(chǔ)。

　　1 奶茶自動檢測旋轉(zhuǎn)檢測機構(gòu)

　　圖1為奶茶自動檢測機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖，該結(jié)構(gòu)將盛有被測奶茶液體的測試杯放在傳送帶1上，電機傳動組感應(yīng)到后帶動傳送帶使測試杯運輸至檢測裝置中，打碼器進行標記后進行檢測，到檢測位會停留數(shù)分鐘后出結(jié)果，檢測結(jié)果將顯示于顯示屏上，由WIFI傳輸裝置將結(jié)果傳輸至APP上。警示器是檢測到反式脂肪酸、甜蜜素含量等超標會閃爍。測試杯在檢測裝置內(nèi)的自動清洗裝置清洗后從傳送帶2送出，其中的旋轉(zhuǎn)檢測機構(gòu)是這個系統(tǒng)不可或缺的部分，本文將針對該機構(gòu)進行變胞設(shè)計，提升系統(tǒng)的檢查穩(wěn)定性和操作便捷性。

　　2 變胞機構(gòu)的矩陣解析

　　為了方便對機構(gòu)進行分析，先對機構(gòu)模型(圖2所示)進行簡化。由于構(gòu)態(tài)變轉(zhuǎn)機構(gòu)是調(diào)整相關(guān)運動付的相應(yīng)特征，且運動支鏈與平臺鉸接不通順、含義不清?α為俯仰角，β為偏轉(zhuǎn)角，建立圖3所示的構(gòu)型圖。

　　3 機構(gòu)性能的仿真分析

　　圖4為機構(gòu)在軟件中機械機構(gòu)動力學設(shè)置圖，完成了仿真分析設(shè)置。如圖5所示，變胞構(gòu)型前，機構(gòu)在一個周期內(nèi)的加速度變化數(shù)據(jù)，機構(gòu)的加速度出現(xiàn)周期性突變，驅(qū)動不是很平穩(wěn)。如圖6所示，經(jīng)過變胞構(gòu)型后，機構(gòu)在一個周期內(nèi)的加速度變化數(shù)據(jù)，機構(gòu)的加速度出現(xiàn)周期性平順，驅(qū)動比較穩(wěn)定，機構(gòu)變胞設(shè)計達到預(yù)期的設(shè)計要求。

　　4 結(jié)論

　　根據(jù)上述分析可得出奶茶自動檢測機旋轉(zhuǎn)檢測機構(gòu)的設(shè)計得出以下結(jié)論：

　　(1)完成了奶茶自動檢測機旋轉(zhuǎn)檢測機構(gòu)進行拓撲機構(gòu)設(shè)計;(2)完成了奶茶自動檢測機旋轉(zhuǎn)檢測機構(gòu)的構(gòu)型矩陣解析，達到預(yù)期設(shè)計效果。

　　參考文獻

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