[发明专利]仿舌压头力学检测装置

权利要求书

1.一种仿舌压头力学检测装置，其特征是，它包括：底座，在底座上固定有支撑导柱，在支撑导柱上设置压力臂，在压力臂的动力头上夹持有能够更换的仿舌头体形态的仿舌压头，在位于仿舌头体形态的仿舌压头正下方的底座上平面上置有行-列分布式压力传感器，行-列分布式压力传感器与数据采集手柄电连接，数据采集手柄通过USB口与计算机信号连接，所述仿舌头体形态的仿舌压头是根据人类咀嚼过程中舌头平铺、凹陷、凸起、翻转四种主要形态制作而成的，所述的仿舌头体形态的仿舌压头包括：由平铺形态的前半部分舌体、圆柱体和四棱柱体依次连接组成的平铺形态的前半部分舌体仿舌压头；由平铺形态的后半部分舌体、圆柱体和四棱柱体依次连接组成的平铺形态的后半部分舌体仿舌压头；由凹陷形态的前半部分舌体、圆柱体和四棱柱体依次连接组成的凹陷形态的前半部分舌体仿舌压头；由凹陷形态的后半部分舌体、圆柱体和四棱柱体依次连接组成的凹陷形态的后半部分舌体仿舌压头；由凸起形态的前半部分舌体、圆柱体和四棱柱体依次连接组成的凸起形态的前半部分舌体仿舌压头；由凸起形态的后半部分舌体、圆柱体和四棱柱体依次连接组成的凸起形态的后半部分舌体仿舌压头；由翻转形态的前半部分舌体、圆柱体和四棱柱体依次连接组成的翻转形态的前半部分舌体仿舌压头；由翻转形态的后半部分舌体、圆柱体和四棱柱体依次连接组成的翻转形态的后半部分舌体仿舌压头。

2.根据权利要求1所述的仿舌压头力学检测装置，其特征是，所述仿舌压头（ 2） 是利用相关的图像处理技术大量捕获同一个人咀嚼过程中舌头平铺、凹陷、凸起、翻转这四种主要形态的一些特征参数，再用逆向工程技术得到四种形态的舌头模型，之后在相关三维制图软件中用直径3cm的圆柱面分别在每个形态舌体的前半部分和后半部分取样，对取样得到的舌体，保留舌头上表面的那端，另一端进行部分切除，使其为一个规整的圆平面；在每个舌体提取出的柱体底部加一个上半部分为圆柱体，下半部分为一个四棱柱体的模型，采用3D打印机将整个仿舌压头打印出来，按照此步骤制作8个不同形态的仿舌压头，得到平铺形态的前半部分舌体、平铺形态的后半部分舌体、凹陷形态的前半部分舌体、凹陷形态的后半部分舌体、凸起形态的前半部分舌体、凸起形态的后半部分舌体、翻转形态的前半部分舌体和翻转形态的后半部分舌体的仿舌压头。

3.一种利用权利要求1所述的仿舌压头力学检测装置进行质构特性分析的方法，其特征在于：

步骤1，对待测样品进行预处理，每种样品按质量平均分成24份，分别制成大块/片、小碎块、烂糊状这三种状态，每种状态各8份；

步骤2，对于每种形态的物料，都伴有舌头平铺、凹陷、凸起、翻转这四种主要运动，所以依次对大块/片、小碎块、烂糊状这三种状态进行8个压头的挤压测试；

步骤3，将预处理后的待测样品放置在行-列分布式压力传感器上，调整位置使其处于仿舌头体形态的仿舌压头的正下方，压力臂的动力头夹持仿舌头体形态的仿舌压头的四棱柱体，下降使仿舌头体直接与放置在行-列分布式压力传感器上的样品相接触，依次用平铺形态的前半部分舌体仿舌压头、平铺形态的后半部分舌体仿舌压头、凹陷形态的前半部分舌体仿舌压头、凹陷形态的后半部分舌体仿舌压头、凸起形态的前半部分舌体仿舌压头、凸起形态的后半部分舌体仿舌压头、翻转形态的前半部分舌体仿舌压头和翻转形态的后半部分舌体仿舌压头，共8种仿舌压头模拟食物进入口腔内部后舌头的运动过程对每种状态的样品进行挤压测试；

步骤4，同一种样品的每个状态测试完成后，8个不同形态仿舌头体对应8组行-列分布式压力传感器输出的数据，样品的三种状态都测试完成后，共得到24组数据，分别对每组数据提取相应的特征值，然后将提取出的特征值组成新的数据矩阵，利用主成分分析对这个数据矩阵去除冗余信息进行维度优化，提取累计方差贡献率在85%以上的前几个主成分，将其作为概率神经网络的输入，构建PNN网络，将得到的数据结果与人类感官描述建立起关联，对样品的一些质构特性进行定性定量分析。