一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备及系统的制作方法

本发明涉及容器监测领域，尤其涉及一种具有监测系统的搅拌设备及系统。

背景技术：

1、常见的搅拌设备，通常需要保证容器内容物的加工效率和加工一致性，但是在实际加工设备上常常出现以下问题：

2、受力监测缺失：现有搅拌容器大多依赖预设的程序进行内容物加工，缺乏实时的受力监测。这导致在处理过程中，存在中途添加内容物时，设备无法根据实际情况进行动态调整的问题，影响了加工效果和出品质量，同时也无法判断内容物的实时质地(例如，在炒菜机的搅拌容器上，如果出现内容物焦糊，可能存在无法及时监测的问题)。

3、同时，大多数搅拌设备不仅需要重量监测，在形变上也需要相应的监测，当形变监测不足，传统搅拌容器在受力(如搅拌或翻转过程)时会发生形变，但现有技术缺乏有效的手段来监测这种形变。无法及时获取容器的受力信息，可能导致设备过载或内容物处理不均匀的问题。

4、并且，由于缺乏实时的容器受力监测和/或容器形变监测，现有搅拌容器在调整搅拌速度和力度时精度较低，无法实现对不同内容物的精细化加工。现有技术中的搅拌容器的控制系统中，也缺乏控制调节机制。

5、针对上述问题，现有技术中的提供了附加称重结构的搅拌容器，但该结构的增加，导致设备体积过大，同时增加了产品对操作空间的要求，导致搅拌容器灵活性差及集成度低。并且，现有技术中往往采用应变片或光学监测实现感应监测方案，导致还存在成本过高的问题。并且，仍缺乏容器内容物质地状态的实时监测。

6、为解决上述问题，本发明提供一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备及系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备及系统，通过设置感应单元的方式，实现容器内容物的重量和/或质地的实时监测。

2、为此，本发明提供的技术方案为：

3、一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备，包括驱动结构、搅拌结构和容器；所述驱动结构的输出端和所述搅拌结构连接，所述搅拌结构用于对所述容器中内容物的搅拌；所述容器一侧设置感应单元，所述感应单元包括磁性元件和线性霍尔元件，所述磁性元件根据所述容器的变化产生位移，所述线性霍尔元件对所述磁性元件的位移进行感应，用于监测所述容器变化。

4、一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备，包括搅拌结构、容器和驱动结构，所述搅拌结构和所述驱动结构的输出端连接；所述搅拌结构用于对所述容器中内容物的搅拌；所述搅拌结构上设置感应单元，所述感应单元包括磁性元件和线性霍尔元件，所述磁性元件根据所述容器的变化产生位移，所述线性霍尔元件对所述磁性元件的位移进行感应，用于监测所述容器的变化。

5、进一步的，所述感应单元设置至少一个；所述磁性元件靠近所述容器设置，所述线性霍尔元件设置在所述磁性元件远离所述容器的一侧。

6、进一步的，所述搅拌结构包括搅拌组件，所述搅拌组件用于对所述容器中内容物进行搅拌。

7、进一步的，所述磁性元件和所述线性霍尔元件之间通过连接件连接；所述连接件具有一定柔性；所述连接件与所述线性霍尔元件采用刚性连接；所述连接件与所述磁性元件采用刚性连接。

8、进一步的，所述磁性元件采用球形/圆柱体结构；所述磁性元件的直径为所述磁性元件的中心到所述线性霍尔元件间距的5％-20％。

9、进一步的，所述连接件采用弹性体。

10、本发明还提供一种基于上述搅拌设备的监测系统，其特征在于，磁场获取模块，用于获取感应单元所处监测点位的磁场信号；

11、信号处理模块，用于将监测点位的磁场信号转换为对应的重量信号和/或扭矩信号；

12、控制模块，根据所述信号处理模块获取的重量信号和/或扭矩信号，对所述容器的加工参数进行调整。

13、进一步的，所述加工参数包括搅拌速度、力度、温度、时间等参数。

14、与现有技术相比，本发明主要有以下有益效果：

15、本发明提供一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备，通过在容器上设置感应单元实现容器的监控，以此实现内容物的重量和/或扭矩实时监测；不仅解决了现有技术中扭矩实时监测方案的缺失，同时提供的重量实时监测结构具有集成度高，操作方便的优点。

16、具体的，通过感应单元上的磁性元件和线性霍尔元件实现监测；当容器的内容物重量发生改变时，容器壁面发生形变，容器一侧的磁性元件的位移发生变化，对应的磁场分布相应发生变化，线性霍尔元件通过感应到磁性元件的磁场位移变化，实现对容器中内容物的监测。

17、具体的，当容器的内容物的质地(包括硬度、粘度、弹性等特性)发生改变时，磁性元件的位置发生变化导致空间内的磁场分布发生变化，通过线性霍尔元件对磁性元件产生的磁场强度变化的感应，线性霍尔元件的输出电压发生变化，通过输出电压的变化值得到磁性元件的实际位移值，根据实际位移值计算得到搅拌结构的扭矩变化，通过扭矩变化分析得到搅拌容器内容物的质地变化，以此实现实时监测搅拌容器的内容物，进而实现反馈控制端的实时调控。

18、进一步的，本发明提供的另一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备，通过在搅拌结构上设置感应单元，不仅能够提高搅拌设备的集成度，并且能够更加精确地捕捉由于容器形变磁性元件发生的磁场变化；具体的，能够提高力/触觉传感器对容器受力感应灵敏度，提高感应效果，同时能够捕捉更多方面的感应，包括驱动容器时产生的扭矩、容器中内容物在容器运行时产生的重量和/或扭矩变化。

19、进一步的，本发明提供的一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备，通过在搅拌结构和容器上设置感应单元，对动态运转的搅拌设备的重量和扭矩同时监测，并且监测的精确度能够得到有效提升。同时，能够有效提高监测得到扭矩的精确度，从而更准确地获得搅拌容器的内容物的质地变化。

20、进一步的，本发明提供一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备，通过在传动端/容器上连接设置多个感应单元，通过多个感应单元的设置能够对容器受到的形变实现多点位监测，从而有效提高容器中内容物的重量和扭矩的实时监控精确度和灵敏度。

21、进一步的，本发明提供一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备，其中磁性元件采用球形/圆柱体结构，球形/圆柱体结构的边缘更加平滑，在实际加工和装配过程中，不容易产生破损，降低损耗，从而有效提高磁性元件的使用寿命。

22、进一步的，本发明提供一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备，磁性元件的直径为磁性元件的中心到线性霍尔元件间距的5％-20％，该尺寸范围内的磁性元件能够使得磁感线的形状更接近椭圆型，当磁性元件产生不同方向的位移时，都可以引起磁场绝对强度的变化。

23、进一步的，本发明提供一种通过力/触觉传感器实现监测的搅拌设备，磁性元件和线性霍尔元件之间通过连接件连接，且连接件具有一定柔性；能够有效保证当连接件受力时，柔性越高磁性元件与线性霍尔元件之间的相对位移越大，能捕获的到电压变化强度越大，监测结果更加准确。

24、进一步的，本发明提供一种通过力/触觉传感器实现监测的系统，磁场获取模块获取监测点位的磁场信号，并由信号处理模块将监测点位的磁场信号转换为重量信号和/或扭矩信号，之后通过将重量信号和/或扭矩信号发送给控制模块，完成采集、转换和传输，最终通过控制模块根据重量信号和/或扭矩信号，对所述容器的加工参数进行调整。通过控制系统适应性的做出搅拌速度、力度、温度、时间相应参数调整，实现不同内容物的加工要求，提高监测系统的适用范围。通过捕捉容器上监测点位的磁场信号，并转换为重量信号和/或扭矩信号后，通过控制模块调整容器及搅拌结构的参数，实现容器的实时监测及控制。