智能刀削面機的設計程建建

祝志芳　唐慕全　謝志勇　吳曉鵬

摘 要：傳統刀削面全憑人工制作，速度慢，效率低。為此我們設計了一款智能刀削面機來代替傳統的人工削面，其結構主要由偏心輪搖桿機構和升降臺機構組成，整個過程由單片機控制。削面機整體結構簡單、切削出來的面條厚薄均勻，智能化程度高。

關鍵詞：智能刀削面機；偏心輪搖桿機構；升降臺；單片機

引言

刀削面作為我國北方傳統的主導面食，因其風味獨特，深受廣大老百姓的歡迎，在我國的各大中小城市尤為盛行，刀削面已經成為百姓日常生活中不可或缺的主食。傳統的刀削面大多由人工制作，削面速度慢，效率低，且若削面者技術不佳，則切削出來的面條形狀各異，影響面條的口感。目前市場上已有的刀削面機主要有：喜洋洋刀削面機、飛刀削面機、懶神盤刀削面機等，它們大多采用汽車雨刷器原理，主要裝置有：電機、螺旋推進器、分面凸輪、削面手、扶面手等。通過對上述幾種刀削面機的分析后發現均存在結構不夠緊湊、加工復雜、造價昂貴等不足。為此我們設計了一種智能型刀削面機來代替傳統的人工削面，彌補目前市場產品的不足。

智能削面機的制作是人工智能技術在餐飲行業的重要突破。采用刀削面機來代替人工削面，按能照預定的要求較好地完成削面任務，速度快、效率高，削出的面條薄厚均勻，工作過程穩定。作品的研發與運用可以有效地減輕削面工人的工作強度，對于大部分普通老百姓家庭來說，擁有智能刀削面機，不管會不會削面，都能削出美觀的面條，省時、省力、省心。

1 削面機的結構及工作原理

削面機結構如圖1所示，主要由底座、電機、偏心輪搖桿機構、升降臺機構及步進電機組成。削面機的動力由電動機提供，削面機構采用簡單高效的偏心輪搖桿組合機構，模擬削面手動作。托面機構采用升降臺裝置，利用步進電機帶動絲桿的正反轉來完成升降臺水平方向的連續往復運動，利用絲桿步進電機來控制升降臺間歇上升的高度和運動時間長短。

圖1 智能刀削面機的結構

工作原理：本作品通過單片機控制能夠實現連續削面過程自動化。具體工作原理為：削面手動力由電動機提供，電動機帶動偏心輪做圓周運動，通過連桿將偏心輪的圓周運動轉化為搖桿的往復擺動，角度可調刀片即可完成連續削面過程。面團放在升降臺托面板上，步進電機帶動絲桿正轉，帶動升降臺水平向左運動一個行程后，停止一段時間再反轉，同時絲桿步進電機利用這段停頓時間通過步進電機的轉動帶動絲桿的轉動推動升降臺向上運動一段距離。步進電機帶動絲桿反轉，帶動升降臺向右運動一個行程，停頓一段時間后再正轉，同時升降臺再向上上升一段距離，這樣就實現了升降臺水平的往復運動和向上的間歇運動。步進電機和絲桿步進電機的工作都通過單片機編程來實現其智能化，實現連續削面動作，削出的面條由于慣性被拋出到預先準備的容器中。

2 四桿機構的設計

為了滿足面條切削參數和盡量使機器整體結構緊湊，取搖桿長度CD為300mm，擺角？琢為45°，行程變化系數k為1.1，極位夾角為？茲，搖桿擺動的弧長為l=？琢×CD

？茲=180°（k-1）/（k+1）代入數據得？茲=9°，l=235.5mm。

根據搖桿CD的長度及擺角？琢作出搖桿的兩個極位c1D及c2D。為求固定鉸鏈A，分別作c2M⊥c1c2和∠c1c2N=90°-？茲，c2M與c1N交于P；再作Δpc1c2的外接圓，則圓弧DC上的任意一點都滿足∠c1Ac2=？茲，所以固定鉸鏈A應選在此圓弧段上，如圖2所示。

再取機架桿的長度AD260mm，設曲柄長度為a，連桿長度為b，所得圖形如圖2示。

圖2 四桿機構計算圖

因為AC1=b+a，AC2=b-a，所以a=（AC1-AC2）/2，b=AC1+AC2；由作圖法可知AC1=300.4mm，AC2=223.8mm代入數據得a=53.3mm，b=227.1mm，驗算：此四桿機構滿足桿長條件，最小壓力角大于40°，此結構可行。

3 創新點與優勢

通過對市面上已有的削面機分析后發現均存在結構不夠緊湊、加工復雜、造價昂貴等不足，我們制作的新一代智能型刀削面機，其整體結構小、能耗低、造價低廉，其創新點和優勢如下。

采用結構簡單的偏心輪搖桿組合機構模擬削面手動作， 實現削面過程。

偏心輪搖桿與升降臺組合機構采用單片機控制，智能化程度高

刀片角度可調，最大程度減少面團剩余量，智能化程度高，設有操作面板，操作簡單。

通過編程來控制升降臺上升的高度，削出厚薄不同的面條；控制切削時間的長短，實現對面條分量多少的控制。

4 結束語

本作品具有結構簡單、效率高、切削出來的面條厚薄均勻，智能化程度高、造價低廉等特點，適用于各類小餐館特別是普通百姓想吃刀削面而又苦于沒有削面技術的家庭使用。

參考文獻

[1]濮良貴，紀名剛.機械設計（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]哈爾濱工業大學理論力學教研室.理論力學（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

作者簡介：程建建（1993.1-），男，漢族，江西樂平人，南昌工程學院本科在讀，研究方向：機械結構設計。endprint

摘 要：傳統刀削面全憑人工制作，速度慢，效率低。為此我們設計了一款智能刀削面機來代替傳統的人工削面，其結構主要由偏心輪搖桿機構和升降臺機構組成，整個過程由單片機控制。削面機整體結構簡單、切削出來的面條厚薄均勻，智能化程度高。

關鍵詞：智能刀削面機；偏心輪搖桿機構；升降臺；單片機

引言

刀削面作為我國北方傳統的主導面食，因其風味獨特，深受廣大老百姓的歡迎，在我國的各大中小城市尤為盛行，刀削面已經成為百姓日常生活中不可或缺的主食。傳統的刀削面大多由人工制作，削面速度慢，效率低，且若削面者技術不佳，則切削出來的面條形狀各異，影響面條的口感。目前市場上已有的刀削面機主要有：喜洋洋刀削面機、飛刀削面機、懶神盤刀削面機等，它們大多采用汽車雨刷器原理，主要裝置有：電機、螺旋推進器、分面凸輪、削面手、扶面手等。通過對上述幾種刀削面機的分析后發現均存在結構不夠緊湊、加工復雜、造價昂貴等不足。為此我們設計了一種智能型刀削面機來代替傳統的人工削面，彌補目前市場產品的不足。

智能削面機的制作是人工智能技術在餐飲行業的重要突破。采用刀削面機來代替人工削面，按能照預定的要求較好地完成削面任務，速度快、效率高，削出的面條薄厚均勻，工作過程穩定。作品的研發與運用可以有效地減輕削面工人的工作強度，對于大部分普通老百姓家庭來說，擁有智能刀削面機，不管會不會削面，都能削出美觀的面條，省時、省力、省心。

1 削面機的結構及工作原理

削面機結構如圖1所示，主要由底座、電機、偏心輪搖桿機構、升降臺機構及步進電機組成。削面機的動力由電動機提供，削面機構采用簡單高效的偏心輪搖桿組合機構，模擬削面手動作。托面機構采用升降臺裝置，利用步進電機帶動絲桿的正反轉來完成升降臺水平方向的連續往復運動，利用絲桿步進電機來控制升降臺間歇上升的高度和運動時間長短。

圖1 智能刀削面機的結構

工作原理：本作品通過單片機控制能夠實現連續削面過程自動化。具體工作原理為：削面手動力由電動機提供，電動機帶動偏心輪做圓周運動，通過連桿將偏心輪的圓周運動轉化為搖桿的往復擺動，角度可調刀片即可完成連續削面過程。面團放在升降臺托面板上，步進電機帶動絲桿正轉，帶動升降臺水平向左運動一個行程后，停止一段時間再反轉，同時絲桿步進電機利用這段停頓時間通過步進電機的轉動帶動絲桿的轉動推動升降臺向上運動一段距離。步進電機帶動絲桿反轉，帶動升降臺向右運動一個行程，停頓一段時間后再正轉，同時升降臺再向上上升一段距離，這樣就實現了升降臺水平的往復運動和向上的間歇運動。步進電機和絲桿步進電機的工作都通過單片機編程來實現其智能化，實現連續削面動作，削出的面條由于慣性被拋出到預先準備的容器中。

2 四桿機構的設計

為了滿足面條切削參數和盡量使機器整體結構緊湊，取搖桿長度CD為300mm，擺角？琢為45°，行程變化系數k為1.1，極位夾角為？茲，搖桿擺動的弧長為l=？琢×CD

？茲=180°（k-1）/（k+1）代入數據得？茲=9°，l=235.5mm。

根據搖桿CD的長度及擺角？琢作出搖桿的兩個極位c1D及c2D。為求固定鉸鏈A，分別作c2M⊥c1c2和∠c1c2N=90°-？茲，c2M與c1N交于P；再作Δpc1c2的外接圓，則圓弧DC上的任意一點都滿足∠c1Ac2=？茲，所以固定鉸鏈A應選在此圓弧段上，如圖2所示。

再取機架桿的長度AD260mm，設曲柄長度為a，連桿長度為b，所得圖形如圖2示。

圖2 四桿機構計算圖

因為AC1=b+a，AC2=b-a，所以a=（AC1-AC2）/2，b=AC1+AC2；由作圖法可知AC1=300.4mm，AC2=223.8mm代入數據得a=53.3mm，b=227.1mm，驗算：此四桿機構滿足桿長條件，最小壓力角大于40°，此結構可行。

3 創新點與優勢

通過對市面上已有的削面機分析后發現均存在結構不夠緊湊、加工復雜、造價昂貴等不足，我們制作的新一代智能型刀削面機，其整體結構小、能耗低、造價低廉，其創新點和優勢如下。

采用結構簡單的偏心輪搖桿組合機構模擬削面手動作， 實現削面過程。

偏心輪搖桿與升降臺組合機構采用單片機控制，智能化程度高

刀片角度可調，最大程度減少面團剩余量，智能化程度高，設有操作面板，操作簡單。

通過編程來控制升降臺上升的高度，削出厚薄不同的面條；控制切削時間的長短，實現對面條分量多少的控制。

4 結束語

本作品具有結構簡單、效率高、切削出來的面條厚薄均勻，智能化程度高、造價低廉等特點，適用于各類小餐館特別是普通百姓想吃刀削面而又苦于沒有削面技術的家庭使用。

參考文獻

[1]濮良貴，紀名剛.機械設計（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]哈爾濱工業大學理論力學教研室.理論力學（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

作者簡介：程建建（1993.1-），男，漢族，江西樂平人，南昌工程學院本科在讀，研究方向：機械結構設計。endprint

摘 要：傳統刀削面全憑人工制作，速度慢，效率低。為此我們設計了一款智能刀削面機來代替傳統的人工削面，其結構主要由偏心輪搖桿機構和升降臺機構組成，整個過程由單片機控制。削面機整體結構簡單、切削出來的面條厚薄均勻，智能化程度高。

關鍵詞：智能刀削面機；偏心輪搖桿機構；升降臺；單片機

引言

刀削面作為我國北方傳統的主導面食，因其風味獨特，深受廣大老百姓的歡迎，在我國的各大中小城市尤為盛行，刀削面已經成為百姓日常生活中不可或缺的主食。傳統的刀削面大多由人工制作，削面速度慢，效率低，且若削面者技術不佳，則切削出來的面條形狀各異，影響面條的口感。目前市場上已有的刀削面機主要有：喜洋洋刀削面機、飛刀削面機、懶神盤刀削面機等，它們大多采用汽車雨刷器原理，主要裝置有：電機、螺旋推進器、分面凸輪、削面手、扶面手等。通過對上述幾種刀削面機的分析后發現均存在結構不夠緊湊、加工復雜、造價昂貴等不足。為此我們設計了一種智能型刀削面機來代替傳統的人工削面，彌補目前市場產品的不足。

智能削面機的制作是人工智能技術在餐飲行業的重要突破。采用刀削面機來代替人工削面，按能照預定的要求較好地完成削面任務，速度快、效率高，削出的面條薄厚均勻，工作過程穩定。作品的研發與運用可以有效地減輕削面工人的工作強度，對于大部分普通老百姓家庭來說，擁有智能刀削面機，不管會不會削面，都能削出美觀的面條，省時、省力、省心。

1 削面機的結構及工作原理

削面機結構如圖1所示，主要由底座、電機、偏心輪搖桿機構、升降臺機構及步進電機組成。削面機的動力由電動機提供，削面機構采用簡單高效的偏心輪搖桿組合機構，模擬削面手動作。托面機構采用升降臺裝置，利用步進電機帶動絲桿的正反轉來完成升降臺水平方向的連續往復運動，利用絲桿步進電機來控制升降臺間歇上升的高度和運動時間長短。

圖1 智能刀削面機的結構

工作原理：本作品通過單片機控制能夠實現連續削面過程自動化。具體工作原理為：削面手動力由電動機提供，電動機帶動偏心輪做圓周運動，通過連桿將偏心輪的圓周運動轉化為搖桿的往復擺動，角度可調刀片即可完成連續削面過程。面團放在升降臺托面板上，步進電機帶動絲桿正轉，帶動升降臺水平向左運動一個行程后，停止一段時間再反轉，同時絲桿步進電機利用這段停頓時間通過步進電機的轉動帶動絲桿的轉動推動升降臺向上運動一段距離。步進電機帶動絲桿反轉，帶動升降臺向右運動一個行程，停頓一段時間后再正轉，同時升降臺再向上上升一段距離，這樣就實現了升降臺水平的往復運動和向上的間歇運動。步進電機和絲桿步進電機的工作都通過單片機編程來實現其智能化，實現連續削面動作，削出的面條由于慣性被拋出到預先準備的容器中。

2 四桿機構的設計

為了滿足面條切削參數和盡量使機器整體結構緊湊，取搖桿長度CD為300mm，擺角？琢為45°，行程變化系數k為1.1，極位夾角為？茲，搖桿擺動的弧長為l=？琢×CD

？茲=180°（k-1）/（k+1）代入數據得？茲=9°，l=235.5mm。

根據搖桿CD的長度及擺角？琢作出搖桿的兩個極位c1D及c2D。為求固定鉸鏈A，分別作c2M⊥c1c2和∠c1c2N=90°-？茲，c2M與c1N交于P；再作Δpc1c2的外接圓，則圓弧DC上的任意一點都滿足∠c1Ac2=？茲，所以固定鉸鏈A應選在此圓弧段上，如圖2所示。

再取機架桿的長度AD260mm，設曲柄長度為a，連桿長度為b，所得圖形如圖2示。

圖2 四桿機構計算圖

因為AC1=b+a，AC2=b-a，所以a=（AC1-AC2）/2，b=AC1+AC2；由作圖法可知AC1=300.4mm，AC2=223.8mm代入數據得a=53.3mm，b=227.1mm，驗算：此四桿機構滿足桿長條件，最小壓力角大于40°，此結構可行。

3 創新點與優勢

通過對市面上已有的削面機分析后發現均存在結構不夠緊湊、加工復雜、造價昂貴等不足，我們制作的新一代智能型刀削面機，其整體結構小、能耗低、造價低廉，其創新點和優勢如下。

采用結構簡單的偏心輪搖桿組合機構模擬削面手動作， 實現削面過程。

偏心輪搖桿與升降臺組合機構采用單片機控制，智能化程度高

刀片角度可調，最大程度減少面團剩余量，智能化程度高，設有操作面板，操作簡單。

通過編程來控制升降臺上升的高度，削出厚薄不同的面條；控制切削時間的長短，實現對面條分量多少的控制。

4 結束語

本作品具有結構簡單、效率高、切削出來的面條厚薄均勻，智能化程度高、造價低廉等特點，適用于各類小餐館特別是普通百姓想吃刀削面而又苦于沒有削面技術的家庭使用。

參考文獻

[1]濮良貴，紀名剛.機械設計（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]孫恒，陳作模，葛文杰.機械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]哈爾濱工業大學理論力學教研室.理論力學（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2009.

作者簡介：程建建（1993.1-），男，漢族，江西樂平人，南昌工程學院本科在讀，研究方向：機械結構設計。endprint