專利名稱：炒茶機自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于炒茶機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種炒茶機自動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
茶葉炒制傳統(tǒng)以手工制作為主，由具有相當炒制經(jīng)驗的人員在炒制過程中根據(jù)手感和觀察結(jié)果做出判斷來識別茶葉的色度和濕度以控制各環(huán)節(jié)，但傳統(tǒng)手工制作存在勞動強度大、對操作人員要求高、生產(chǎn)量受到限制等問題，而且不同鍋次之間的茶葉的炒制質(zhì)量一致性也難以保證，行業(yè)內(nèi)開始摸索采用機器自動炒制，市場上也開始出現(xiàn)一些自動炒茶機，其控制過程是通過復制用戶的手動炒制示范的流程來實現(xiàn)的，由于其沒有引入茶葉色度、濕度的實時監(jiān)控，隨著加熱功率、炒鍋受熱、時間差異等因素引起的誤差累積，不僅色度、濕度的控制會難以達到理想的狀態(tài)，而且不同鍋次的炒制結(jié)果的一致性難以保證更加突出，影響了茶葉批量生產(chǎn)的品質(zhì)，降低成品茶銷售價格。炒茶機的炒鍋是在不停旋轉(zhuǎn)的，茶葉在炒鍋中的位置也是不斷變化著的，對于影響茶葉炒制質(zhì)量的色度與濕度這兩個關(guān)鍵因素的實施采集已成為制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，行業(yè)內(nèi)目前尚未找到有效的解決辦法應用于炒茶機對茶葉炒制過程基于色度與濕度的實時監(jiān)控信息進行控制。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在提供一種炒茶機自動控制系統(tǒng)技術(shù)方案，能基于茶葉濕度和色度的實施監(jiān)控信息對茶葉炒制過程自動實施調(diào)節(jié)與控制，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于包括主處理器，主處理器上連接設(shè)置主軸驅(qū)動模塊、檔位控制模塊、進料模塊、出料模塊、色度與濕度傳感模塊、溫度控制模塊、操作與顯示模塊，色度與濕度傳感模塊通過主機無線通信模塊與主處理器連接。所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的主軸驅(qū)動模塊包括主軸驅(qū)動電機、主軸圈數(shù)檢測接近開關(guān),主軸驅(qū)動電機與炒茶機主軸傳動配合,并通過主軸接觸器、主軸繼電器與主處理器電連接，主軸圈數(shù)檢測接近開關(guān)與主處理器之間電連接。所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的檔位控制模塊包括檔位調(diào)節(jié)電機、編碼器接近開關(guān)、最大限位接近開關(guān)、零點限位接近開關(guān)，檔位調(diào)節(jié)電機與炒茶機絲桿傳動連接，并通過檔位繼電器組與主處理器電連接，編碼器接近開關(guān)、最大限位接近開關(guān)、零點限位接近開關(guān)與主處理器之間分別電連接。所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的進料模塊包括稱重傳感器及進料皮帶電機、倒料電機、茶油電機、倒料相位接近開關(guān)，稱重傳感器通過稱重傳感器檢測電路與主處理器電連接，進料皮帶電機與進料皮帶觸接配合，并通過進料繼電器與主處理器電連接，倒料電機與主處理器之間通過倒料繼電器電連接，茶油電機與主處理器之間通過茶油繼電器電連接，倒料相位接近開關(guān)與主處理器之間電連接；所述的出料模塊包括門相位檢測接近開關(guān)、出料電機，出料電機通過出料繼電器與主處理器電連接，門相位檢測接近開關(guān)與主處理器之間電連接。[0008]所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的溫度控制模塊包括鉬電阻、電熱板組，鉬電阻與炒鍋密接連接，并通過測溫電橋、差分放大模數(shù)轉(zhuǎn)換電路與主處理器電連接，電熱板組通過固態(tài)繼電器與主處理器電連接。所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的色度與濕度傳感模塊包括中央處理器，中央處理器上連接設(shè)置攝像頭組件、濕度傳感器、照明模塊、無線通信模塊，中央處理器與電源模塊之間電連接。所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的操作與顯示模塊包括液晶顯示器、鍵盤、操作面板。所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的中央處理器上連接設(shè)置加速度傳感器。所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的照明模塊包括LED恒流驅(qū)動電路、LED燈，LED恒流驅(qū)動電路與中央處理器電路連接，LED燈與LED恒流驅(qū)動電路之間供電電路連接。所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的電源模塊包括供電電池、一組穩(wěn)壓供電電路和電量檢測電路。上述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)合理，能基于茶葉色度與濕度的在線實時監(jiān)控信息對茶葉炒制過程實施閉環(huán)控制，可精確控制茶葉炒制各環(huán)節(jié)、徹底消除積累誤差，提升茶葉制作品質(zhì)和茶葉炒制生產(chǎn)效率。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為所述主軸驅(qū)動模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為所述檔位控制模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為所述進料模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為所述出料模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為所述溫度控制模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為所述色度與濕度傳感模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為圖7所示色度與濕度傳感模塊一種具體實施方式
結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為為圖8所示實施方式中未安裝防塵圓筒時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為圖8所示實施方式中防塵圓筒內(nèi)結(jié)構(gòu)仰視示意圖；圖中:I 一主處理器、4 一操作與顯示模塊、8 —主機無線通信模塊；2 一溫度控制模塊、201 —鉬電阻、202 —測溫電橋、203 —差分放大模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、204 —電熱板組、205 —固態(tài)繼電器；3 一色度與濕度傳感模塊、301 —中央處理器、302 —加速度傳感器、303 —攝像頭組件、304 —濕度傳感器、305 —無線通信模塊、306 —照明模塊、306a — LED恒流驅(qū)動電路、306b - LED燈、306c — LED安裝板、306d — LED連接柱、307 —電源模塊、308 —遮光板、309 一底蓋、310 —防塵圓筒、311 —頂蓋、312 —安裝柱、312a —連接柱、313a —下抱箍、313b 一上抱箍、314 —炒茶機主軸、315 —卡位片、316 —彈性墊圈、317 —電路板、318 —透明拍攝窗、319 —電池倉、320 —倉蓋；5 一進料模塊、501 —茶油電機、502 —倒料電機、503 —進料皮帶電機、504 —稱重傳感器、505 —稱重傳感器檢測電路、506 —進料繼電器、507 —倒料繼電器、508 —茶油繼電器、509 —倒料相位接近開關(guān)；6 一出料模塊、601 —門相位檢測接近開關(guān)、602 —出料電機、603 —出料繼電器；7 一檔位控制模塊、701 —零點限位接近開關(guān)、702 —最大限位接近開關(guān)、703 —編碼器接近開關(guān)、704 —檔位調(diào)節(jié)電機、705 —檔位繼電器組；9 一主軸驅(qū)動模塊、901 —主軸繼電器、902 —主軸接觸器、903 —主軸驅(qū)動電機、
904 —主軸圈數(shù)檢測接近開關(guān)。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖，詳細說明本實用新型的具體實施方式
:如圖所示為炒茶機自動控制系統(tǒng)，包括主處理器I，主處理器I上連接設(shè)置主軸驅(qū)動模塊9、檔位控制模塊7、進料模塊5、出料模塊6、色度與濕度傳感模塊3、溫度控制模塊
2、操作與顯示模塊4，色度與濕度傳感模塊3通過主機無線通信模塊8與主處理器I連接；其中:主軸驅(qū)動模塊9包括主軸驅(qū)動電機903、主軸圈數(shù)檢測接近開關(guān)904，主軸驅(qū)動電機903與炒茶機主軸314傳動連接，并通過主軸接觸器902、主軸繼電器901與主處理器I電連接，主處理器I通過控制主軸驅(qū)動電機903的運轉(zhuǎn)來控制炒茶機主軸314的運轉(zhuǎn)；主軸圈數(shù)檢測接近開關(guān)904與主處理器I之間電連接，主處理器I通過主軸接觸器902驅(qū)動主軸繼電器901主軸驅(qū)動電機903控制主軸圈數(shù)檢測接近開關(guān)904為主處理器I提供每圈一次的脈沖信號，主處理器I使用這個脈沖信號作為時間軸驅(qū)動系統(tǒng)的整體控制邏輯；檔位控制模塊7包括檔位調(diào)節(jié)電機704、編碼器接近開關(guān)703、最大限位接近開關(guān)702、零點限位接近開關(guān)701 ;檔位調(diào)節(jié)電機704與炒茶機絲桿傳動連接用于驅(qū)動絲桿旋轉(zhuǎn)，并通過檔位繼電器組705與主處理器I電連接，檔位繼電器組705采用兩個一組，主處理器I通過檔位繼電器組705的兩個繼電器控制檔位調(diào)節(jié)電機704的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過絲桿調(diào)節(jié)炒鍋與炒板的距離，實現(xiàn)對炒制檔位的調(diào)節(jié)；編碼器接近開關(guān)703、最大限位接近開關(guān)702、零點限位接近開關(guān)701與主處理器I之間分別電連接，零點限位接近開關(guān)701用于確定絲桿的零點，最大限位接近開關(guān)702提供最大行程的限位信號，防止絲桿沖出行程范圍，編碼器接近開關(guān)703向主處理器I提供一路脈沖信號作為編碼器信號確定絲桿相對零點轉(zhuǎn)動的圈數(shù)、進而確定當前檔位；進料模塊5用于將青葉和茶油進到炒鍋，包括稱重傳感器504及進料皮帶電機503、倒料電機502、茶油電機501 ;稱重傳感器504通過稱重傳感器檢測電路505與主處理器I電連接，進料皮帶電機503與主處理器I之間通過進料繼電器506電連接，倒料電機502與主處理器I之間通過倒料繼電器507電連接，茶油電機501與主處理器I之間通過茶油繼電器508電連接，倒料相位接近開關(guān)509與主處理器I之間電連接；稱重傳感器504安裝在炒茶機料斗下方，其電阻應變片產(chǎn)生于壓力成正比的微弱差分電壓信號，稱重傳感器檢測電路505將此弱差分電壓信號放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)向主處理器I發(fā)送，主處理器I計算實際重量與目標重量的差異，并以此控制進料皮帶電機503的轉(zhuǎn)動占空比，越接近目標時進料皮帶電機503抖動越短促，實現(xiàn)較高精度的稱量；在重量達到要求后，倒料電機502在主處理器I控制下轉(zhuǎn)動，將茶葉倒入炒鍋；倒料相位接近開關(guān)509檢測倒料電機502的位置并將檢測信號向主處理器I發(fā)送，主處理器I根據(jù)收到的信號控制倒料電機502停在正確的位置，茶油電機501在主處理器I控制下轉(zhuǎn)動，將茶油倒入炒鍋；出料模塊6用于將制程的干茶葉倒出炒鍋，包括門相位檢測接近開關(guān)601、出料電機602，出料電機602與炒鍋出料門驅(qū)動連接，并通過出料繼電器603與主處理器I電連接，門相位檢測接近開關(guān)601與主處理器I之間電連接；主處理器I通過出料繼電器603控制出料電機602轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)開門、關(guān)門動作，門相位檢測接近開關(guān)601檢測門的位置并將檢測信號向主處理器I發(fā)送，主處理器I根據(jù)收到的信號控制出料電機602將出料門停在正確的零點位置；溫度控制模塊2包括鉬電阻201、電熱板組204，鉬電阻201與炒茶機炒鍋密接配合，并通過測溫電橋202、差分放大模數(shù)轉(zhuǎn)換電路203與主處理器I電連接，鉬電阻201緊密安裝在炒鍋底部以準確測量炒鍋溫度，由于鉬電阻201阻值隨溫度變化，通過測溫電橋202獲取電阻阻值變化引起的電橋兩臂的差分電壓，差分放大模數(shù)轉(zhuǎn)換電路203對電橋差分電壓進行放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)后向主處理器I發(fā)送，主處理器I據(jù)此數(shù)據(jù)信號使用分段、模糊PID算法，根據(jù)實際溫度與目標溫度的差值計算加熱占空比，然后通過高頻開關(guān)固態(tài)繼電器205控制電熱板組204，實現(xiàn)升溫速度和低超調(diào)量兼顧的控溫方式，獲取比一般使用的開與關(guān)控制更為迅速、穩(wěn)定、低過沖的溫度控制能力，相比現(xiàn)有炒茶機能明顯提高炒制質(zhì)量；色度與濕度傳感模塊3包括中央處理器301，中央處理器301上連接設(shè)置加速度傳感器302、攝像頭組件303、濕度傳感器304、照明模塊306、無線通信模塊305，中央處理器301與電源模塊307之間電連接，整個裝置安裝在炒茶機炒鍋上方且隨炒茶機主軸314旋轉(zhuǎn)，其中:中央處理器301控制加速度傳感器302檢測攝像頭組件303與重力方向的偏離角度以進行攝像頭組件303拍攝位置預判，一般將拍攝預判位置設(shè)為30°，即當攝像頭組件303與重力方向的偏離角度為30°時中央處理器301控制攝像頭組件303開始連續(xù)拍攝；中央處理器301控制攝像頭組件303在炒茶過程中動態(tài)連續(xù)拍攝圖像并從攝像頭組件303讀取圖像進行圖像處理、茶葉像素搜索，以有效茶葉像素的數(shù)量達到閾值時再讀取的圖像為基準圖像，利用基準圖像的有效茶葉像素的色度計算平均色度作為茶葉色度；所述的圖像處理為中央處理器301將讀取的圖像的顏色空間從RGB轉(zhuǎn)換為基于色調(diào)、飽和度與亮度的顏色空間，然后進行圖像分割和搜索有效茶葉像素；為提高中央處理器301的處理速度，中央處理器301從攝像頭組件303讀取圖像包括局部圖像讀取和完整圖像讀取兩個階段，在搜索到的有效茶葉像素的數(shù)量達到閾值前中央處理器301從攝像頭組件303讀取局部圖像，即中央處理器301預先設(shè)定圖像讀取區(qū)域從攝像頭組件303讀取設(shè)定區(qū)域的圖像，有效茶葉像素數(shù)量達到閾值時中央處理器301從攝像頭組件303讀取完整圖像；中央處理器301控制濕度傳感器304在炒茶過程中動態(tài)采集空間濕度，濕度傳感器304安裝在茶葉炒鍋上方，由濕度傳感器304所測取的空間濕度直接反應了茶葉水分的蒸發(fā)速度和含水量即茶葉濕度；照明模塊306為攝像頭組件303拍攝過程提供照明，采用高顯色指數(shù)的LED燈源作為照明可最大程度地還原茶葉色彩，包括LED恒流驅(qū)動電路306a、LED燈306b，LED恒流驅(qū)動電路306a與中央處理器301控制連接，LED燈306b與LED恒流驅(qū)動電路306a之間建立供電電路連接；電源模塊307包括供電電池、一組穩(wěn)壓供電電路和電量檢測電路，鋰電池和一組穩(wěn)壓供電電路構(gòu)成不同電壓的供電體系為本裝置供電；電量檢測電路用于檢測電池余量并與中央處理器301電連接，供電電池采用3.7V鋰電池；無線通信模塊305用于中央處理器301和主處理器I建立無線數(shù)據(jù)傳輸連接，中央處理器301將采集到的茶葉濕度、色度及電池電量等信息通過無線通信模塊305向主處理器I發(fā)送，解決了旋轉(zhuǎn)設(shè)備涉及的信號傳輸問題，中央處理器301控制加速度傳感器302檢測到其與重力方向的角度為30°即到達預拍位置時，中央處理器301控制LED恒流驅(qū)動電路306a將LED燈306b打開對拍攝區(qū)域照明，同時命令攝像頭組件303開始連續(xù)拍攝并將圖像數(shù)據(jù)保存在FIFO緩存中；茶葉像素數(shù)量達到閾值前中央處理器301按預先設(shè)定區(qū)域從攝像頭組件303緩存的圖像中讀取局部圖像，并由中央處理器301對所讀取的圖像進行顏色空間轉(zhuǎn)換、分割和搜索其中的茶葉像素，茶葉像素數(shù)量達到閾值時則認為系統(tǒng)已經(jīng)達到了最佳拍攝位置，命令攝像頭組件303拍攝最后一幅圖片并進入休眠，中央處理器301從攝像頭組件303讀取這張最佳位置所拍攝的圖片，并控制LED恒流驅(qū)動電路306a關(guān)閉LED燈306b ;利用加速度傳感器302進行攝像頭組件303拍攝位置預判，并在最佳位置拍攝圖片后停止拍攝，控制攝像頭組件303在非拍攝位置進入休眠狀態(tài)，可明顯節(jié)省電耗，提高電源模塊307的使用時間；中央處理器301對最后讀取的完整圖像進行顏色空間轉(zhuǎn)換、茶葉像素搜索，利用該基準圖像的有效茶葉像素計算平均色度即獲得被拍攝茶葉的色度數(shù)據(jù)；中央處理器301在獲得色度數(shù)據(jù)的同時控制濕度傳感器304獲取當前裝置所處空間的濕度并進行數(shù)據(jù)濾波處理，獲得當前茶葉濕度，最后由中央處理器301控制無線通信模塊305將當前檢測到的色度、濕度數(shù)據(jù)和電池電量信息以無線傳輸?shù)姆绞较蛑魈幚砥鱅發(fā)送；圖8、圖9、圖10所示為所述色度與濕度傳感模塊3的一種具體實施方式
，濕度傳感器304安裝在由四條安裝柱312構(gòu)成的傳感支架的上部，傳感支架的中部連接設(shè)置頂蓋311、防塵圓筒310、底蓋309，防塵圓筒310通過彈性墊圈316、卡位片315與底蓋309配合連接，頂蓋311、防塵圓筒310、底蓋309構(gòu)成封閉的圓筒結(jié)構(gòu)；防塵圓筒310內(nèi)頂蓋311內(nèi)側(cè)連接設(shè)置電路板317，電路板317上連接安裝中央處理器301和加速度傳感器302、攝像頭組件303、無線通信模塊305、LED恒流驅(qū)動電路306a及電源模塊307包含的電量檢測電路、一組穩(wěn)壓供電電路，LED燈306b與LED恒流驅(qū)動電路306a建立供電電路連接，并通過LED連接柱306d、LED安裝板306c安裝在防塵圓筒310下部；攝像頭組件303安裝在頂蓋311中心位置，底蓋309中心對應攝像頭組件303設(shè)置透明拍攝窗318，電路板317上部設(shè)置電池倉319用于安裝電源模塊307的供電電池，一般選用
3.7V鋰電池，鋰電池和一組穩(wěn)壓供電電路構(gòu)成不同電壓的供電體系為色度與濕度傳感模塊3供電，鋰電池也可以用其它儲能量高、體積小的其它電池來替代，電池倉319上部配合設(shè)置倉蓋320，倉蓋320設(shè)置于濕度傳感器304與頂蓋311之間，濕度傳感器304固定連接在倉蓋320上，倉蓋320通過蝶形螺母固定在頂蓋311上；傳感支架的下部平行設(shè)置一組遮光板308，遮光板308 —般在兩塊及兩塊以上構(gòu)成類似于百葉窗的結(jié)構(gòu)；同側(cè)的兩條安裝柱312的頂端分別連接設(shè)置用于與炒茶機主軸314連接的下抱箍313a、上抱箍313b，色度與濕度傳感模塊3通過下抱箍313a、上抱箍313b就可安裝在炒茶機主軸314上，在炒茶過程中隨著炒茶機主軸314旋轉(zhuǎn)；所述的具體實施方式
中，頂蓋311、防塵圓筒310、底蓋309構(gòu)成了攝像頭組件303的封閉遮光結(jié)構(gòu)，遮光板308用于在攝像頭組件303的拍攝位置阻斷外界光線，遮光板308的多層結(jié)構(gòu)形成了類似于百葉窗的結(jié)構(gòu)，在遮光的同時能起到良好的防風作用，能充分利用茶葉炒鍋的深度，使拍攝位置更接近茶葉同時將風阻降到最低；而采用高顯色指數(shù)的LED燈306b來作為照明可最大程度地還原茶葉色彩，另外彈性墊圈316與防塵圓筒310配合加強了密封性，可有效進行防塵與防濕，避免塵埃和茶葉蒸發(fā)水汽進入防塵圓筒310內(nèi)而影響拍攝效果，因此結(jié)構(gòu)整體上可滿足攝像頭組件303拍攝時對于光線的要求；同時，濕度傳感器304隨著炒茶機主軸314旋轉(zhuǎn)，所采集的空間濕度為茶葉上方的空氣濕度，受茶葉的蒸發(fā)速度和含水量影響，反映茶葉濕度，防塵圓筒310、遮光板308的橫截面積非常小且遮光板308采用類似于百葉窗的多層結(jié)構(gòu)，能充分利用茶葉炒鍋的深度，使拍攝位置更接近茶葉同時將風阻降到最低，避免色度與濕度傳感模塊3隨著炒茶機主軸314旋轉(zhuǎn)過程引起的風力影響附近茶葉濕度，確保所拍攝的茶葉濕度與整體茶葉的一致性；所述安裝柱312采用多級螺接可脫開結(jié)構(gòu)且與遮光板308、頂蓋311、底蓋309分別為穿接擋觸限位配合，構(gòu)成安裝柱312多級螺接可脫開結(jié)構(gòu)的連接柱312a采用一端為螺紋柱、另一端為螺孔的結(jié)構(gòu)，由安裝柱312連接的頂蓋311、底蓋309、遮光板308分別有其上方連接柱312a的螺孔與下方的連接柱312a的螺紋柱螺接配合，同時連接柱312a的中間段直徑大于遮光板308、頂蓋311、底蓋309的安裝孔構(gòu)成穿接擋觸限位配合；色度與濕度傳感模塊3的中央處理器301控制攝像頭組件303動態(tài)拍攝圖像并進行圖像讀取、圖像處理、茶葉像素搜索和計算色度，央處理器301控制濕度傳感器304動態(tài)采集空間濕度，炒茶機主軸314每轉(zhuǎn)一圈捕獲一次茶葉色度與濕度，并通過無線通信模塊5、主機無線通信模塊8與主處理器I建立無線數(shù)據(jù)傳輸連接，將實時監(jiān)測到的茶葉色度、濕度與電池余量等信息以無線傳輸方式向主處理器I發(fā)送，實施監(jiān)控和提供茶葉炒制過程的色度與濕度信息。操作與顯示模塊4包括液晶顯示器、鍵盤、操作面板，用于控溫、進料、出料等過程的設(shè)置操作、下達指令和過程信息顯示。上述實施例中涉及的炒茶機主軸、絲桿、炒鍋、料斗等炒茶機機械結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述；本實用新型應用于現(xiàn)有炒茶機使用，其工作過程如下:接通電源后，主處理器I對所有外設(shè)模塊進行初始化、尋找零點，液晶顯示器啟動顯示畫面，初始化完成后液晶顯示器顯示存檔選擇畫面，用戶選擇一個存檔位置用于保存炒制過程，系統(tǒng)采用自動保存技術(shù)；用戶通過鍵盤對系統(tǒng)下達“控溫指令”進行炒制預熱，主處理器I控制溫度控制模塊2按照設(shè)定的溫度進行獨立閉環(huán)控制；預熱完成后用戶通過鍵盤對系統(tǒng)發(fā)出“進料指令”，主處理器I控制進料模塊5按指定重量的青葉投入料斗并在重量達標后倒入炒鍋；用戶通過操作面板進行檔位設(shè)置與調(diào)整，控制檔位控制模塊7調(diào)整炒茶機的壓力檔位，控制溫度控制模塊2來選擇合適的炒制溫度，控制進料模塊5在合適的時機加茶油；色度與濕度傳感模塊3安裝在炒鍋上方的炒茶機主軸上隨著炒茶機主軸旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一圈捕獲一次茶葉色度與濕度并通過無線傳輸方式向主處理器I發(fā)送；茶葉達到滿意狀態(tài)后用于通過鍵盤發(fā)出“出料指令”，主處理器I控制出料模塊6打開出料門將成品干茶葉；系統(tǒng)將下料瞬間的溫度、檔位、原料重量作為初始化條件進行保存，將出料瞬間的色度、濕度、圈數(shù)系統(tǒng)作為結(jié)束條件保存，中間的改變檔位、改變溫度、加茶油則按基于圈數(shù)的時間軸保存，通過操作面板可進入自動復制模式，按照進料、控溫、加檔、加茶油、出料自動再現(xiàn)炒制流程，并且炒制過程以色度與濕度傳感模塊3反饋的色度、濕度參數(shù)進行控制，當顏色和濕度達到設(shè)定值時出料，這樣就可以完全消除現(xiàn)有炒茶機中存在的積累誤差，實現(xiàn)了以茶葉色度與濕度作為出料依據(jù)的茶葉炒制控制方式。
權(quán)利要求1.炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于包括主處理器(I)，主處理器(I)上連接設(shè)置主軸驅(qū)動模塊(9 )、檔位控制模塊(7 )、進料模塊(5 )、出料模塊(6 )、色度與濕度傳感模塊(3 )、溫度控制模塊(2)、操作與顯示模塊(4)，色度與濕度傳感模塊(3)通過主機無線通信模塊(8)與主處理器(I)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的主軸驅(qū)動模塊(9)包括主軸驅(qū)動電機(903)、主軸圈數(shù)檢測接近開關(guān)(904)，主軸驅(qū)動電機(903)與炒茶機主軸傳動配合，并通過主軸接觸器(902 )、主軸繼電器(901)與主處理器(I)電連接，主軸圈數(shù)檢測接近開關(guān)(904 )與主處理器(I)之間電連接。
3.如權(quán)利要求1所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的檔位控制模塊(7)包括檔位調(diào)節(jié)電機(704)、編碼器接近開關(guān)(703)、最大限位接近開關(guān)(702)、零點限位接近開關(guān)(701)，檔位調(diào)節(jié)電機(704)與炒茶機絲桿傳動連接，并通過檔位繼電器組(705)與主處理器(I)電連接，編碼器接近開關(guān)(703)、最大限位接近開關(guān)(702)、零點限位接近開關(guān)(701)與主處理器(I)之間分別電連接。
4.如權(quán)利要求1所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的進料模塊(5)包括稱重傳感器(504)及進料皮帶電機(503)、倒料電機(502)、茶油電機(501)、倒料相位接近開關(guān)(509 )，稱重傳感器(504 )通過稱重傳感器檢測電路(505 )與主處理器(I)電連接，進料皮帶電機(503)與進料皮帶觸接配合,并通過進料繼電器(506)與主處理器(I)電連接，倒料電機(502 )與主處理器(I)之間通過倒料繼電器(507 )電連接，茶油電機(501)與主處理器(I)之間通過茶油繼電器(508 )電連接，倒料相位接近開關(guān)(509 )與主處理器(I)之間電連接；所述的出料模塊(6 )包括門相位檢測接近開關(guān)(601)、出料電機(602 )，出料電機(602 )通過出料繼電器(603)與主處理器(I)電連接，門相位檢測接近開關(guān)(601)與主處理器(I)之間電連接。
5.如權(quán)利要求1所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的溫度控制模塊(2)包括鉬電阻(201 )、電熱板組(204 )，鉬電阻(201)與炒鍋密接連接，并通過測溫電橋(202 )、差分放大模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(203 )與主處理器(I)電連接，電熱板組(204)通過固態(tài)繼電器(205 )與主處理器(I)電連接。
6.如權(quán)利要求1所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的色度與濕度傳感模塊(3)包括中央處理器(301)，中央處理器(301)上連接設(shè)置攝像頭組件(303)、濕度傳感器(304 )、照明模塊(306 )、無線通信模塊(305 )，中央處理器(301)與電源模塊(307 )之間電連接。
7.如權(quán)利要求1所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的操作與顯示模塊(4)包括液晶顯示器、鍵盤、操作面板。
8.如權(quán)利要求6所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的中央處理器(301)上連接設(shè)置加速度傳感器(302 )。
9.如權(quán)利要求6所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的照明模塊(306)包括LED恒流驅(qū)動電路(306a)、LED燈(306b)，LED恒流驅(qū)動電路(306a)與中央處理器(301)電路連接，LED燈(306b)與LED恒流驅(qū)動電路(306a)之間供電電路連接。
10.如權(quán)利要求6所述的炒茶機自動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的電源模塊(307)包括供電電池、一組穩(wěn)壓供電電路和電量檢測電路。
專利摘要炒茶機自動控制系統(tǒng)，屬于炒茶機技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于包括主處理器，主處理器上連接設(shè)置主軸驅(qū)動模塊、檔位控制模塊、進料模塊、出料模塊、色度與濕度傳感模塊、溫度控制模塊、操作與顯示模塊,色度與濕度傳感模塊通過主機無線通信模塊與主處理器連接；本系統(tǒng)構(gòu)思新穎、結(jié)構(gòu)合理，能基于茶葉色度與濕度的在線實時監(jiān)控信息對茶葉炒制過程實施閉環(huán)控制，可精確控制茶葉炒制各環(huán)節(jié)、徹底消除積累誤差，提升茶葉制作品質(zhì)和茶葉炒制生產(chǎn)效率。
文檔編號G05B19/18GK202956625SQ20122063493
公開日2013年5月29日 申請日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者王思遠 申請人:王思遠