CN101779708B - 一种数控炒茶机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控炒茶机，包括设置在机架上的一个炒茶锅、用于加热炒茶锅的加热装置、设置在炒茶锅内部的炒制机构，它还包括一个控制模块，控制模块连接有一个指令信号输入模块和一个记忆模块，控制模块将操作流程保存至记忆模块，并根据用户指令调用、修改保存在记忆模块中的操作流程。本发明具有自动记忆炒茶流程的功能，控制模块能够从记忆模块调用整套操作流程，配合出茶口、出茶容器、青叶容器的设置，茶农可依已有的手动炒茶经验，调试和设定出一套最佳的炒茶流程，这样，即便是完全不会炒茶的操作工人，也可以通过对本发明的简单操作，完成整套炒茶操作流程，这大大的提高了茶叶炒制加工的效率，借助本发明，可以实现高质量茶叶的量产。

Description

一种数控炒茶机

技术领域

本发明涉及一种炒茶机，尤其是涉及一种数控炒茶机。

背景技术

现有的炒茶机多需要配合茶农的手工炒制，在加热的炒茶锅中，用手掌进行贴、翻、压、按、抖等动作，这种炒茶方式除了很难保证茶叶的卫生外，还由于效率低下而不便于大规模生产，经验丰富的炒茶师傅只能在其能力范围内炒制一定数量的茶叶，却无法将其经验应用在较大规模的生产上。

为此，人们发明了一种电动炒茶机，实现了炒茶加工的规模化生产，但是，这种电动炒茶机只是简单的利用炒制工艺中的加热、按压、翻动原理，却很难较好的模仿经验丰富茶农的炒茶技巧，所以，利用这种炒茶机炒制的茶叶，其口感和成色并不好。

进而，人们提出了一种数控炒茶机，如在公开日为2006年8月2日、申请号为200510049217.2的专利申请中，利用温度传感器和控制器的温度控制单元控制设置在炒茶锅底部的加热装置工作，建立温度反馈机制，以调节炒茶锅的温度，机械炒手的运动，实现了更好的炒茶效果。但是，对于每一锅需要炒制的茶叶，茶农需要对其分别进行炒制操作，这极大的浪费的宝贵的人力资源，并且，增加了发生误操作的几率，从某种程度上来说，其学习能力并不是很好，炒制效果也不是很稳地。

发明内容

本发明为解决现有技术所存在的炒茶机学习能力低、炒制效果不稳定等技术问题，提出了一种具有较好的学习能力，可多次复制炒制效果良好的操作过程的数控炒茶机。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种数控炒茶机，包括设置在机架上的一个炒茶锅、用于加热炒茶锅的加热装置、设置在炒茶锅内部的炒制机构，它还包括一个控制模块，控制模块连接有一个指令信号输入模块和一个记忆模块，控制模块将操作流程保存至记忆模块，并根据用户指令调用、修改保存在记忆模块中的操作流程。

记忆模块中存储有记录茶农一次炒茶操作中炒茶机各部件的控制参数，还记录有茶农自行输入的各部件的控制参数，以及炒茶机出厂时即存入参数，在下一次炒茶时，只需调用存储的上一次炒茶操作的控制参数，即可准确地重复实现上一次炒茶的过程，获得相同的炒制效果，而无需茶农一次次地进行重复的劳动。并且，对于没有茶叶炒制经验的人，也可以通过选择并调用记忆模块中的一组控制参数，来获得较好的炒制效果。如果茶农需要对存储的一次炒制操作流程中的某个或某些参数进行修改，可以通过指令信号输入模块完成。

本发明的技术方案还可以进一步完善：

作为优选，数控炒茶机还包括一个设置在炒茶锅外部的出茶容器，炒茶锅位于出茶容器一侧的侧面上开设有出茶口。

进一步地，出茶口上设置有可转动的扇片，在机架上位于扇片下方的位置上设置有一个滑板，滑板形成茶叶可经由其滑入出茶容器的倾斜面，数控炒茶机还包括受控于控制模块并用于翻转和复位扇片以打开和覆盖出茶口的第四驱动机构。倾斜面的设置方向与茶叶从炒茶锅内被推出至出茶容器的方向相同，形成一个滑梯装的出茶口，并且上一层扇片可以对经过下一层扇片出茶的茶叶起到一定的阻挡的作用，防止茶叶在出茶过程中向超过出茶容器开口的远处弹出。

进一步地，数控炒茶机还包括用于检测扇片与出茶口的打开和关闭状态、并将其反馈至控制模块的出茶动作传感器，控制模块输出控制信号至第四驱动机构。

在炒茶锅的外部设置一个出茶容器，作为配合，在炒茶锅上设置出茶口和多个可转动的、由受控于控制模块的第四驱动机构驱动的扇片，在炒茶锅内的操作结束后，可以将茶叶自动地倾倒至出茶容器，而不需人工倾倒。

作为优选，炒茶锅具有一个向上的开口端，数控炒茶机还包括一个设置在开口端上方的用于盛放青叶的青叶容器、受控于控制模块并用于翻转和复位青叶容器的第一驱动机构、用于检测青叶容器的翻转和复位状态并将其反馈至控制模块的进茶状态传感器。炒茶开始前，只需将青叶放入青叶容器，开启炒茶机，选取并调用预存的控制参数，炒茶机即可进入自动炒制过程，这进一步地简化了相关人员的工作。

作为优选，数控炒茶机还包括一个其上连接有炒制机构的主动轴、用于驱动主动轴相对于炒茶锅转动的第二驱动机构, 主动轴位于靠近炒茶锅内部中心区域的位置上，第二驱动机构受控于控制模块。将主动轴的位置设置在炒茶锅内部的中心区域，而不是靠近炒茶锅上边沿的位置上，给予了与主动轴连接的炒制机构更大的活动空间，茶叶也不会随炒制机构的运动而飞溅出炒茶锅。

进一步地，主动轴上设置有一个用于感测炒制机构位置并将位置信息反馈至控制模块的位置传感器。这种设置主要是为了使防止炒制机构在炒茶结束后，仍旧贴在高温的炒茶锅上，而造成损坏，起到延长炒制机构使用寿命的作用。

进一步地，还包括用于移动炒茶锅并受控于控制模块的第三驱动机构，第三驱动机构包括用于感测炒茶锅移动的极限位置并将感测到的信号传输至控制模块的极限位置传感器。为了使炒制机构能够更好的与炒茶锅贴合，挖成贴、压、按等动作，设置了第三驱动机构，驱动炒茶锅上下移动；这里，位置传感器起到了检测炒制机构与炒茶锅位置关系以及作用关系的作用，而设置在第三驱动机构上的极限位置传感器则与控制模块配合将炒茶锅的移动控制在一定的范围内。

作为优选，炒茶锅的锅底上设置有温度传感器，温度传感器返回炒茶锅的当前温度信号至控制模块；加热装置由多个加热板组成，控制模块控制加热板的通断电动作；加热板连接有电流互感器，电流互感器输出感应电流至控制模块，用于检测加热板的故障。茶叶炒制过程中需要不断地调整温度，在人工炒制过程中，茶农可以通过手掌判断当前温度，并籍此进行升温、降温、保持当前温度的操作，这里，温度传感器将炒茶锅的温度传输至控制模块，可选择地，温度信号通过显示屏显示，茶农通过指令信号输入模块输入指令，调整加热板的温度，或者，在控制模块中加载温度控制程序，根据预设的判定规则，由控制模块得出判定结果，并根据该结果调整加热板的温度，再或者，茶农也可以延续采用手掌判断炒茶锅温度的方式，而后通过指令信号输入模块输入控制指令，调整加热板的温度。特别加装了一个电流互感器，用于检测加热板的故障，以保证炒茶过程的安全。

作为优选，操作流程包括控制模块控制第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、加热装置动作的控制参数和动作发生的时间参数。控制模块提取其对第一～第四驱动机构、加热装置动作的控制参数以及动作发生的时间参数，将其存入记忆模块，在开始一次炒茶后，在特定时间执行对驱动机构的控制，结合控制模块中设定的控制程序，即可在无人看管的情况下实现自动炒茶。

由于上述技术方案的采用，本发明具有以下优点：

本发明具有自动记忆炒茶流程的功能，控制模块能够从记忆模块调用整套操作流程，配合出茶口、出茶容器、青叶容器的设置，茶农只需将青叶放置在青叶容器中，开启炒茶机并选择一套炒茶流程，即可完成茶叶的炒制，极大的节省茶农的劳动时间，同时，本发明还可以对存储的炒茶操作流程进行修改，茶农可以依据已有的手动炒茶经验，调试和设定出一套最佳的炒茶控制流程，这样，即便是完全不会炒茶的操作工人，也可以通过对本发明的简单操作，完成整套炒茶操作流程，这大大的提高了茶叶炒制加工的效率，借助本发明，可以实现高质量茶叶的量产。

附图说明

图1是本发明的一种立体结构示意图；

图2是本发明的一种结构连接框图；

其中：1、机架；2、炒茶锅；21、出茶口；3、炒制机构；4、出茶容器；5、主动轴；6、青叶容器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示的数控炒茶机，主要包括如下部件：设置在机架1上的一个炒茶锅2、用于加热炒茶锅2的加热装置、设置在炒茶锅2内部的炒制机构3、一个设置在炒茶锅2外部的出茶容器4、设置在开口端上方的用于盛放青叶的青叶容器6，与出茶容器4相配合的，炒茶锅2的位于出茶容器4一侧的侧面上开设有出茶口21，此外，还包括一个用于控制炒茶锅2、炒制机构3、出茶容器、青叶容器6的驱动机构以及加热装置工作的至控制模块和与控制模块连接的指令信号输入模块，用户通过指令信号输入模块输入控制指令至控制模块。

如图2所示，炒茶锅2具有一个向上的开口端，青叶容器6是一个带有开口的容器，青叶容器6在一个转轴上，转轴转动时，青叶容器6进行翻转和复位，将青叶翻覆到炒茶锅2内，数控炒茶机还包括用于翻转和复位青叶容器6的第一驱动机构，第一驱动机构受控于控制模块，这里，还设置有一个用于检测青叶容器6的翻转和复位状态并将其反馈至控制模块的进茶状态传感器，当传感器感测到青叶容器6没有完成控制模块的指令动作，即存在故障时，控制模块即驱动报警装置发出报警信号，提醒用户检查和维修。

进茶状态传感器由容器翻转到位传感器和容器复位传感器组成，当青叶容器6完成翻转和复位两个动作后，上述两个传感器分别传输感测信号至控制模块，告知动作完成。

如图2所示的炒茶机还包括一个其上连接有炒制机构3的主动轴5，主动轴5通过与其连接的第二驱动机构驱动，相对于炒茶锅2转动, 第二驱动机构受控于控制模块。炒制机构包括一个炒板和一个刮板，炒板和刮板的支撑臂之间具有一定的角度，其中，炒板与炒茶锅2的锅体配合，完成贴、压、按等动作，而刮板则跟随在炒板之后，进行抖、翻等动作。

主动轴5位于靠近炒茶锅2内部中心区域的位置上，炒制机构3随主动轴5进行360度旋转。

主动轴5上设置有一个用于感测炒制机构3位置并将位置信息反馈至控制模块的位置传感器。这种设置主要是为了使防止炒制机构在炒茶结束后，仍旧贴在高温的炒茶锅上，而造成损坏，起到延长炒制机构使用寿命的作用。通过将位置传感器设定在一个特定的位置，在炒茶动作结束后，控制模块只有收到位置传感器返回的感测信号时，才控制第二驱动机构停止主动轴5旋转。而通过调整位置传感器的位置，也可以将炒制机构停止在设定的位置上。

具体的，第二驱动机构包括一个受控于控制装置的主轴电机、与主轴电机的输出轴连接的传动机构，主轴电机通过传动机构带动主动轴5转动。

如图2所示，炒茶机还包括用于移动炒茶锅2并受控于控制模块的第三驱动机构，第三驱动机构包括用于感测炒茶锅2移动的极限位置并将感测到的信号传输至控制模块的极限位置传感器。

如上所述，炒茶锅2需要与炒制机构配合，才能够完成贴、压、按、抖、翻等一系列动作及他们的组合动作，第三驱动机构就是完成这样的操作。

具体的，第三驱动机构包括一个驱动电机、与驱动电机的输出轴连接的丝杆传动机构，通过丝杆传动机构将驱动电机输出轴的转动动作转换成炒茶锅的上下动作。丝杆传动机构至少包括竖直设置的丝杆和与丝杆螺纹连接并沿丝杆移动的螺母，在控制模块中，用户可以将螺母在丝杆上的移动位置通过指令信号输入模块分割设置成多个档位，方便和简化操作控制，也可以将这种移动设置成连贯的移动动作，使炒制动作具有更佳的模拟人工手动炒制的效果，极限位置传感器包括上升极限位置传感器和下降极限位置传感器，分别用来检测螺母在丝杆上移动的上限位置和下限位置。

出茶口21上设置有可转动的扇片，数控炒茶机还包括受控于控制模块并用于翻转和复位扇片以打开和覆盖出茶口21的第四驱动机构，在机架1上位于扇片下方的位置上设置有一个滑板，滑板形成茶叶可经由其滑入出茶容器4的倾斜面。

如图2所示，炒茶机还包括用于检测扇片与出茶口21的打开和关闭状态、并将其反馈至控制模块的出茶动作传感器，控制模块输出控制信号至第四驱动机构。出茶动作传感器出茶动作到位传感器和出茶动作复位传感器，当扇片完成翻转和复位两个动作后，上述两个传感器分别传输感测信号至控制模块，告知动作完成。

炒茶锅2的锅底上设置有温度传感器，温度传感器返回炒茶锅2的当前温度信号至控制模块。

加热装置由多个加热板组成，控制模块控制加热板的通断电动作。

加热板连接有电流互感器，电流互感器输出感应电流至控制模块，用于检测加热板的故障。当检测到加热板的加热回路出现故障时，输出报警信号，提示用户检查和维修，以免影响茶叶炒制的质量。

在炒制茶叶的过程中，用户通过指令输入模块输入进行温度控制。

如图2所示，控制模块连接有一个记忆模块，控制模块将操作流程保存至记忆模块，并根据用户指令调用、修改保存在记忆模块中的操作流程。操作流程包括控制模块控制第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构、加热装置动作的控制参数和动作发生的时间参数。炒制茶叶分为多个阶段，各个炒制阶段的炒制时间是通过安装在主动轴5上的位置传感器通过计算转速得出的。

控制模块还连接有一个显示屏和一个报警装置。当检测到炒茶机故障时，则输出告警信号，提醒用户检查和维修。这里所说的故障包括，加热板回路损坏、第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、第四驱动机构无法带动相应部件动作，故障检测是通过上述机构连接的传感器的感测信号并经控制模块处理后得知故障信息的。

报警装置是一个蜂鸣器，在蜂鸣器发声的同时，显示屏上显示相应的警报提示信息。

Claims (4)

1.一种数控炒茶机，包括设置在机架（1）上的一个炒茶锅（2）、用于加热所述的炒茶锅（2）的加热装置、设置在所述的炒茶锅（2）内部的炒制机构（3），其特征在于：它还包括一个控制模块，所述的控制模块连接有一个指令信号输入模块和一个记忆模块，所述的控制模块将操作流程保存至所述的记忆模块，并根据用户指令调用、修改保存在所述的记忆模块中的操作流程；还包括一个设置在所述的炒茶锅（2）外部的出茶容器（4），所述炒茶锅（2）位于所述出茶容器（4）一侧的侧面上开设有出茶口（21）；所述的出茶口（21）上设置有可转动的扇片，在所述的机架（1）上位于所述扇片下方的位置上设置有一个滑板，所述的滑板形成茶叶可经由其滑入所述的出茶容器（4）的倾斜面，所述的数控炒茶机还包括受控于控制模块并用于翻转和复位所述的扇片以打开和覆盖所述的出茶口（21）的第四驱动机构；所述的炒茶锅（2）具有一个向上的开口端，所述的数控炒茶机还包括一个设置在所述的开口端上方的用于盛放青叶的青叶容器（6）、受控于所述的控制模块并用于翻转和复位所述的青叶容器（6）的第一驱动机构、用于检测所述的青叶容器（6）的翻转和复位状态并将其反馈至控制模块的进茶状态传感器；它还包括一个其上连接有所述的炒制机构（3）的主动轴（5）、用于驱动所述的主动轴（5）相对于所述的炒茶锅（2）转动的第二驱动机构, 所述的主动轴（5）位于靠近所述的炒茶锅（2）内部中心区域的位置上，所述的第二驱动机构受控于所述的控制模块；还包括用于移动所述的炒茶锅（2）并受控于所述的控制模块的第三驱动机构，所述的第三驱动机构包括用于感测所述的炒茶锅（2）移动的极限位置并将感测到的信号传输至所述的控制模块的极限位置传感器。

2.根据权利要求1所述的数控炒茶机，其特征在于：它还包括用于检测所述的扇片与所述的出茶口（21）的打开和关闭状态、并将其反馈至所述的控制模块的出茶动作传感器，所述的控制模块输出控制信号至所述的第四驱动机构。

3.根据权利要求1所述的数控炒茶机，其特征在于：所述的主动轴（5）上设置有一个用于感测所述的炒制机构（3）位置并将位置信息反馈至控制模块的位置传感器。

4.根据权利要求1所述的数控炒茶机，其特征在于：所述的炒茶锅（2）的锅底上设置有温度传感器，所述的温度传感器返回炒茶锅（2）的当前温度信号至控制模块；所述的加热装置由多个加热板组成，所述的控制模块控制所述的加热板的通断电动作；所述的加热板连接有电流互感器，所述的电流互感器输出感应电流至所述的控制模块，用于检测所述的加热板的故障。

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