一种全自动牛排切片测量机构及牛排体积测量系统的制作方法

1.本实用新型属于测量装置技术领域，更具体地说，是涉及一种全自动牛排切片测量机构及牛排体积测量系统。


背景技术：

2.为了推动食品生产行业的发展，同时也为了更好的适应不断增长的市场发展需求，提升食品机械生产的智能化和自动化水平成为了商家极为关注的重要性因素。
3.很多肉类在包装和售卖的过程中，需要用切割机切片，之后包装，在售卖的过程中，应等重量将肉包装起来，但现在大部分的切割机都不能做到等重切割，大部分都是等厚切割，所以现在国内的等厚切割大部分都是依靠人力；但由于食品的形状不规则，要做到等重切割并不容易，切割的重量不容易确定，而且需要很多的工人，大部分采用一人切割，一人称量，切割不准确的话很容易造成食材浪费，加工效率低，人力成本高，从而产品合格率难以保证而且容易造成材料浪费，增加企业的加工成本。对于肉类加工厂来说，购置一台自动化的等重切割机需要五十万以上，对于普通的肉类加工厂来说很容易造成资金的流动性风险。
4.而且现有切割设备所应用的测量机构主要是通过激光扫描简单获取肉排横截面积和各部分密度，通过计算机在线计算得出需要切割食物的长度，虽然能保证精度，但加工设备昂贵，而且主要加工对象的是鲜肉，不适合冻肉食材的加工。


技术实现要素：

5.本实用新型就是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种简单可靠、操作简易的全自动牛排切片测量机构。
6.为解决上述技术问题，为此本实用新型提供的一种全自动牛排切片测量机构，包括扫描装置和支撑装置，扫描装置与支撑装置相连接，扫描装置的侧边连接有导电装置，支撑装置与扫描装置均设置在滑动平台上，且滑动平台上设置有与扫描装置相连接的驱动装置和送料装置，扫描装置上还连接有传感器。
7.优选的，扫描装置通过扫描支撑架活动设置在滑动平台上，扫描装置设有扫描轮，传感器设置在扫描轮的内周侧，扫描轮的外周侧设置有驱动装置的驱动部。
8.优选的，扫描轮的侧边平行设置有导电滑环，导电滑环与传感器相连接，导电滑环上设置有刷丝和导线，刷丝的上端通过滑环吊座及连接螺丝与扫描支撑架连接。
9.优选的，扫描装置远离导电装置的一侧设置有支撑环，支撑环上至少连接有一个径向固定装置，径向固定装置设置在扫描装置的内侧。
10.优选的，径向固定装置与扫描装置相对滚动连接，径向固定装置包括径向支撑部和轴向支撑部，径向支撑部上设置有带有缓冲装置的直线模组。
11.优选的，径向固定装置包括支撑底座，径向支撑部和轴向支撑部均设置在支撑底座上，支撑底座上连接有支撑滑座，支撑滑座设置在径向支撑部和轴向支撑部之间；
12.径向支撑部包括第一连接轴和第二连接轴，第一连接轴的外周设置有压缩弹簧；轴向支撑部包括轴向连接轴，轴向连接轴的端部与支撑滑座相连接。
13.优选的，驱动装置包括驱动部和驱动电机，驱动电机设置在滑动平台上，驱动电机的端部连接有驱动齿轮，驱动齿轮与扫描装置相连接，驱动齿轮在驱动电机驱动下转动，传感器沿着扫描装置转动。
14.本实用新型还提供一种测量牛排体积的测量系统，测量系统应用于上述的测量机构，包括控制系统、数据采集系统及数据处理系统，控制系统包括伺服电机控制系统及plc控制系统，数据采集系统包括传感器模块及数据采集模块，数据处理系统包括数据处理器及数据库，数据采集系统通过信号连接装置与数据处理系统连通。
15.优选的，伺服电机控制系统包括伺服电机、伺服电机控制器及伺服电机驱动器，数据采集系统包括激光扫描传感器及数据采集器，数据处理系统为上位机系统。
16.优选的，激光扫描传感器通过a/d转换模块及数据采集器将测量数据上传给上位机系统，信号连接装置设有串口通信模块。
17.与现有技术相比，本实用新型具备以下有益效果：
18.本实用新型可以实时检测牛排的体积大小，实现牛排的定重切割，测量机构设有扫描轮、导电滑环、送料装置、驱动装置及径向固定装置，其结构简单、安全可靠，确保了机械结构部分的可靠运行；测量系统能够通过上位机调节伺服电机转速，精准确定测量位置，调节激光扫描传感器的扫描间隔及扫描频率，利用伺服电机驱动器驱动伺服电机带动激光扫描传感器精确运动，密集采集牛排形状、体积等信息，并在上位机上完成数据的分析、处理、显示以及存储；该系统运行可靠，可以实现对牛排体积的有效测量，上位机界面操作简易，可以实时显示数据。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型的主视结构示意图；
21.图2为本实用新型的俯视结构示意图；
22.图3为本实用新型扫描轮的结构示意图；
23.图4为本实用新型的侧视结构示意图；
24.图5为本实用新型径向固定装置的立体结构示意图；
25.图6为本实用新型径向固定装置的剖面结构示意图；
26.图7为本实用新型测量系统的原理框图。
27.图中符号标记：
28.1.滑动平台；2.扫描装置；21.扫描轮；22.扫描轮支架；23.支撑座；24. 支撑部；25.旋转部；3.传感器；4.送料装置；41.传送带；42.传送带驱动装置； 43.挡板；5.导电装置；6.连接螺丝；7.定位螺母；8.导电滑环；9.刷丝；10. 滑环吊座；11.径向固定装置；111.支撑底座；112.支撑滑座；113.第一连接螺钉；114.第二连接螺钉；115.圆柱形压缩弹簧；
116.深沟球轴承；117.径向滚筒；118.第三连接螺钉；119.轴向滚筒；12.支撑环；131.驱动电机；132.驱动大齿轮；133.驱动小齿轮；141.电源模块；142.数据处理器；143.数据库；144. 伺服电机控制器；145.伺服电机驱动器；146.伺服电机；147.激光扫描传感器； 148.串口通信模块；149.pc机。
具体实施方式
29.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
30.请参阅图1、图2，本实用新型提供一种全自动牛排切片测量机构，包括滑动平台1，滑动平台1水平设置，滑动平台1上连接有支撑装置和扫描装置2，支撑装置与扫描装置2连接设置，扫描装置2上连接有传感器3；滑动平台1 上还设置有送料装置4，送料装置4设置在扫描装置2的左右两侧，扫描装置2 的侧边还连接有与扫描装置2相连接的导电装置5和驱动装置。
31.如图1、图3所示，本实施例中，扫描装置2设有扫描轮21，扫描轮21 为竖直设置的空心圆环结构，扫描轮21通过扫描轮支架22及支撑座23设置在滑动平台1中部的通孔内；扫描轮21的上端与扫描轮支架22连接，而扫描轮支架22通过连接螺丝6及定位螺母7与支撑座23的上端固定连接，支撑座23 竖直设置在扫描轮21的左右两侧，支撑座23的下端通过螺栓固定设置在滑动平台1的上端。
32.本实施例中，扫描轮21包括支撑部24和旋转部25，支撑部24与上端设置的扫描轮支架22连接，旋转部25设置在支撑部24的内周侧，且支撑部24 与旋转部25滑动连接；传感器3设置在扫描轮21旋转部25的内周侧，本实施例采用的传感器3为激光扫描传感器，从而采用非接触的测量方式；旋转部25 的外周侧固定连接有驱动装置的驱动大齿轮，驱动大齿轮带动旋转部25旋转。
33.更进一步的，本实施例中，可以通过调节支架的高度来调节传感器3的高度，以便传感器3在最合适的高度下测量牛排的体积。
34.为解决传感器在旋转状态下的布线问题，如图4所示，本实施例设置有导电滑环8，用于传感器3在连续旋转的状态下，传输功率电源及信号电源；导电滑环8设置在扫描轮21的侧边且与扫描轮21平行设置，导电滑环8与传感器3相连接，从而使传感器3在旋转运动的同时，还可以检测旋转状态下的工作状况；导电滑环8为空心圆环结构，导电滑环8上设置有刷丝9和导线，刷丝9设置有多根且缠绕导电滑环8的外周设置，刷丝9的上端与滑环吊座10 的中部相连接；
35.滑环吊座10为凸字形板状结构，滑环吊座10设置在扫描轮支架22与支撑座23之间，且滑环吊座10通过连接螺丝6及定位螺母7与支撑座23的上端固定连接。
36.如图5、图6所示，本实施例中，为了对上述装配的零件在径向方向具有约束支撑，故设置有径向固定装置11，径向固定装置11通过支撑环12设置在扫描轮21远离导电滑环8的另一侧；支撑环12为竖直设置圆环形结构且与扫描轮21相互平行，径向固定装置11一端固定设置在支撑环12上，另一端与扫描轮21相对滚动连接，且设置在扫描轮21的内圆周侧。
37.更进一步的，作为本实用新型优选的实施例，支撑环12上共设置有五个径向固定
装置11，五个径向固定装置11等角度的均布设置在支撑环12上；径向固定装置11包括支撑底座111，支撑底座111通过固定螺栓固定设置在支撑环 12上且支撑底座111沿着支撑环12的径向方向设置，支撑底座111上设置有径向支撑部和轴向支撑部，径向支撑部沿着支撑环12的径向方向设置，而轴向支撑部沿着支撑环12的轴向方向设置且向着扫描轮21的内侧方向延伸设置。
38.径向支撑部包括支撑滑座112、第一连接螺钉113及第二连接螺钉114，支撑滑座112为l型结构，支撑滑座112的一端设置在支撑底座111的内侧，第一连接螺钉113及第二连接螺钉114均沿着支撑底座111的高度方向相对设置，第一连接螺钉113与第二连接螺钉114之间设置有卡接部；其中第一连接螺钉 113依次穿过支撑底111座的底端及支撑滑座112，支撑滑座112与第一连接螺钉113活动连接，且第一连接螺钉113的外周套设有圆柱形压缩弹簧115，通过压缩弹簧的设计，径向支撑部可以自动调节支撑量；第二连接螺钉114的外周套设有两个深沟球轴承116，深沟球轴承116的外周连接有径向滚筒117，径向滚筒117在轴承的作用下可以绕着第二连接螺钉114进行转动。
39.本实施例中，轴向支撑部包括第三连接螺钉118，第三连接螺钉118的端部与支撑滑座112固定连接，第三连接螺钉118的外端向扫描轮21的方向延伸且设置在扫描轮21的内周侧；第三连接螺钉118的外周设置有轴向滚筒119 和两个深沟球轴承116，两个深沟球轴承116设置在第三连接螺钉118的外周与轴向滚筒119的内周之间，从而轴向滚筒119可以进行转动，从而保证轴向支撑部与扫描轮21的接触部位滚动连接。
40.更进一步的，第三连接螺钉118的外周与轴向滚筒119的内周之间还设置有法兰轴套，配合深沟球轴承116连接设置。
41.更进一步的，作为本实用新型优选的实施例，驱动装置包括驱动电机131 和驱动齿轮，驱动齿轮包括驱动大齿轮132和驱动小齿轮133，驱动大齿轮132 与驱动小齿轮133啮合连接，驱动电机131固定设置在滑动平台1上，驱动电机131的端部与驱动小齿轮133连接，从而在驱动电机131的作用下，驱动小齿轮133转动进而带动设置在扫描轮21外周上的驱动大齿轮132转动，从而在驱动电机131的精确控制下传感器3可以沿着扫描轮21精确转动。
42.本实施例中，采用的驱动电机131为伺服电机。
43.更进一步的，本实施例中，送料装置4设有传送带41，传送带41设置有两部分，分别设置在扫描轮21的左右两侧，且传送带41设置在滑动平台1上端，传送带41两侧设置有挡板43，传送带41通过设置在滑动平台1底部的传送带驱动装置42驱动运转；在传送带41的作用下，牛排经过前端的传送带41 传送到测量装置进行精确测量后，通过后端设置的传送带41输出。
44.如图7所示，测量机构精密的运转及对各项指标做出精准的定位操作离不开精密的测量系统，故本实用新型还提供一种测量牛排体积的测量系统，用于激光扫描传感器的精准扫描控制，用于监测牛排的体积大小以实现对牛排的精准切割；测量系统包括电源模块141、控制系统、数据采集系统及数据处理系统，控制系统包括伺服电机控制系统及plc控制系统，数据采集系统包括传感器模块及数据采集模块，数据处理系统包括数据处理器142及数据库143，数据采集系统通过信号连接装置与数据处理系统连通。
45.更进一步的，本实施例中，伺服电机控制系统包括伺服电机146、伺服电机控制器144、伺服电机驱动器145及光电开关，伺服电机146作为驱动控制系统通过伺服电机控制器
144控制伺服电机146，从而控制扫描轮21转动；plc 控制系统控制伺服电机146实现正点、反点、原点回归和自动调节等动作，数据采集系统包括激光扫描传感器147、数据采集器及a/d转换器。
46.伺服电机驱动器145选择a5ii系列伺服驱动器，激光扫描传感器147选用日本松下激光位移传感器型号hg-c1030，该传感器的二维扫描能够精确、全面的反应被测量物体的表面轮廓情况，尤其适合速度及精度要求都很高的在线测量系统。
47.本实施例采用的信号连接装置为串口通信模块148，系统通过串口通信模块148将传感器采集到的数据上传给数据处理系统，实现信号的转换，从而控制下位机的运动，数据处理系统为上位机系统，上位机系统能实时的接收传感器上传的牛排形状信息，并实时地进行数据的分析处理显示以及存储；当数据采集器接收到上位机发送的读取模块数据的命令后，数据采集器将传感器的模拟量转换为数字量上传到pc机149，进行数据的处理、分析。
48.本实施例中，伺服电机控制器144接收来自上位机的运动指令，伺服电机控制器144按照要求的运动命令发送脉冲信号给伺服电机驱动器145驱动伺服电机146的精确运动，同时伺服电机146带动激光扫描传感器147对被测的物体进行三维的扫描，激光扫描传感器147要把测量数据通过a/d转换器及数据采集器将测量数据上传给pc机149。
49.更进一步的，作为本实用新型优选的实施例，伺服电机控制系统还设置有触摸屏，可以对伺服电机进行自动操作控制。
50.本实用新型可以实时检测牛排的体积大小，实现牛排的定重切割，测量机构结构简单、安全可靠，确保了机械结构部分的可靠运行；测量系统能够通过上位机调节伺服电机转速，精准确定测量位置，调节激光扫描传感器的扫描间隔及扫描频率，利用伺服电机驱动器驱动伺服电机带动激光扫描传感器精确运动，密集采集牛排形状、体积等信息，并在上位机上完成数据的分析、处理、显示以及存储；该系统运行可靠，可以实现对牛排体积的有效测量，上位机界面操作简易，可以实时显示数据。
51.在本实用新型的描述中，需要理解的是，诸如术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
52.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
53.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。