一种用于食物评价的咀嚼装置的机构设计与运动控制[外文翻译].doc

附件C：译文

一种用于食物评价的咀嚼装置的机构设计与运动控制

W.L. Xu a,*，D. Lewis a，J.E. Bronlund a，M.P. Morgenstern a
a新西兰梅西大学理学院技术与工程研究所
b新西兰作物和食品研究所有限公司

摘要
该咀嚼装置的主要目的是执行标准化咀嚼，以用于食物评价。首先，动态测量人类的咀嚼，从细嚼慢咽（或侧面咀嚼）到发出声响的咀嚼（或称垂直咀嚼），要求装置根据测量参数对第一颗磨牙的咀嚼轨迹和咀嚼力进行模拟。用一个四杆机构装置来获得磨牙的侧面咀嚼轨迹，通过调整机架杆长度来实现从侧面咀嚼到垂直咀嚼的所有运动轨迹。用一个六杆曲柄滑块装置来引导磨牙在特定的方向上运动，当然，这个运动仍然受到上述四杆机构的运动轨迹控制。依据这个六杆曲柄滑块机构，用一颗根据完好的牙齿解剖几何现状制成的咀嚼装置去将食物颗粒磨细，然后用一个食物存储装置来存放这些被磨细的食物颗粒。咀嚼装置中要用一个减震器来消除过大的咀嚼力。通过运动学和动力学模拟，以及咀嚼轨迹的参数和咀嚼力的大小，可以对所设计的咀嚼装置进行验证。要对执行机构进行运动控制，需将整个运动轨迹内的咬合阶段与开/闭阶段的咀嚼速率进行描绘，将对不同的食物进行咀嚼时的差异用Labview显示到图形用户界面上。用该装置咀嚼谷类食物棒，并用咀嚼后的食物颗粒和人类的咀嚼结果进行比较，最终证实了该装置的正确性。
关键词：人类咀嚼；食物评估；咀嚼装置；可调装置；运动控制。
1. 序言
人类的咀嚼系统比较复杂，主要由布满牙齿的上下颚构成，当然，还包括舌头、脸颊和唾液等等。在咀嚼过程中，连接在上下颚间的肌肉群会牵动下颚（骨）运动[1]。咀嚼开始时，下颚骨打开，颅骨上的牙齿和下颚骨之间就形成一个空间，然后舌头就把要咀嚼的食物放到一边嘴角的磨牙上。接着，下颚骨关闭并嚼碎食