[发明专利]基于耦合仿生的食品脆性测试仪及测试方法

权利要求书

1.一种基于耦合仿生的食品脆性测试仪，其特征在于：包括咀嚼模拟器、脆裂信号采集系统和数据处理分析系统；

所述咀嚼模拟器，用于实现模拟人类咀嚼系统咀嚼破碎食物；

所述脆裂信号采集系统包括力学脆裂信号采集单元和声音脆裂信号采集单元；

所述力学脆裂信号采集单元，用于采集咀嚼模拟器咀嚼时产生的压力信号；

所述声音脆裂信号采集单元，用于采集咀嚼模拟器咀嚼时产生的声音信号；

所述数据处理分析系统，用于接收从脆裂信号采集系统输入的脆裂信号并进行数据处理分析获取食品脆性预测结果。

2.根据权利要求1所述的基于耦合仿生的食品脆性测试仪，其特征在于：所述咀嚼模拟器包括仿生颌骨、仿生牙齿、仿生颞下颌关节、仿生咀嚼肌和驱动机构；

所述仿生颌骨包括仿生上颌骨和仿生下颌骨；

所述驱动机构包括可调速电动机、传动轴、偏心轮、凸轮和压板；

所述仿生颞下颌关节包括仿生髁突和颞骨关节窝；

所述仿生牙齿依次设置于仿生上颌骨和仿生下颌骨的牙槽中；

所述仿生髁突与颞骨关节窝分别设置于仿生颌骨上；所述仿生髁突与颞骨关节窝实现转动配合；

所述仿生上颌骨通过压板与偏心轮接触，所述偏心轮通过凸轮与传动轴连接，所述传动轴与可调速电动机的转轴连接；

所述仿生咀嚼肌一端设置于仿生上颌骨上，另一端设置于仿生下颌骨上，所述仿生咀嚼肌设置位置和驱动机构的设置位置分别位于所述仿生颞下颌关节的两侧，使得所述仿生上颌骨和仿生下颌骨实现模拟人咀嚼运动动作。

3.根据权利要求1所述的基于耦合仿生的食品脆性测试仪，其特征在于：所述咀嚼模拟器还包括设置于咀嚼模拟器上的仿生口腔温湿环境部件；所述仿生口腔温湿环境部件包括人工唾液分泌装置和自动调温设备；所述人工唾液分泌装置包括计量泵、输液管和人造唾液输液器；所述自动调温设备包括自控温电热带、温度传感器和温度控制器；

所述输液管按牙列形状设置于仿生牙齿根部内侧，所述输液管外侧刺有小孔；所述人造唾液输液器通过计量泵控制将人造唾液输入到仿生牙齿上；

所述自控温电热带和温度传感器分别设置于仿生颌骨内侧，所述自控温电热带和温度传感器分别与温度控制器连接，所述温度传感器用于获取仿生颌骨内腔的温度信号并将温度信号输入到温度控制器，所述温度控制器通过信号处理产生用于控制自控温电热带的工作命令并将工作命令输入到自控温电热带中。

4.根据权利要求2所述的基于耦合仿生的食品脆性测试仪，其特征在于：所述仿生咀嚼肌为数根碳素弹簧钢丝的拉簧。

5.根据权利要求1所述的基于耦合仿生的食品脆性测试仪，其特征在于：所述脆裂信号采集单元还包括设置于仿生牙齿上的仿生牙周膜和仿生听觉采集器；

所述仿生牙周膜，用于采集食品脆裂时力学信号；

所述仿生听觉采集器，用于采集食品脆裂时声音信号；

所述仿生牙周膜包括压电薄膜传感器、多通道信号采集器和仿生牙周膜转换放大电路；

所述压电薄膜传感器设置于仿生牙齿的周围和底部用于获取仿生牙齿咀嚼食品时的触力信号；

所述多通道信号采集器与压电薄膜传感器连接用于接收压电薄膜传感器获取的触力信号；

所述仿生牙周膜转换放大电路，用于将力学信号进行信号处理后输入到数据处理分析系统中；

所述仿生听觉采集器包括声音传感器和声音采集卡；

所述声音传感器设置于仿生牙齿的周围用于获取仿生牙齿咀嚼食品时的声音信号；

所述声音采集卡与声音传感器连接用于接收声音传感器获取的声音信号。