一种无级变速炒茶机的制作方法

本发明属于茶叶加工设备技术领域，具体是涉及一种无级变速炒茶机。

背景技术：

炒茶机是制茶工艺中不可或缺的制茶机械。传统的炒茶机械，主要利用曲柄摇杆机构完成炒茶工作。曲柄作为主动件作回转运动，摇杆作为从动件作往返运动，带动炒板在炒锅里往复摆动，达到炒茶的效果，曲柄摇杆机构结构不紧凑，占用空间较大，具有急回特性和死点位置，摇杆运动速度不均匀，机构运转不平稳等缺点。炒茶机的加热方式普遍采用电加热管的方式，这种加热方式热损耗和传热效率都很低，无法保证炒锅外表面受热均匀的同时迅速升温。传统的炒茶机采用变速电机进行无级变速调节，这种调节方式进行速度调节时无法保证功率的恒定，影响运动的平稳性和传动效率。因此，需要一种新型炒茶机来解决上述问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种无级变速炒茶机。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种无级变速炒茶机，包括机架、炒茶组件、加热组件以及传动组件；所述炒茶组件包括炒锅、炒板；所述加热组件包括贴覆在炒锅底部的硅橡胶加热片；所述传动组件包括炒茶电机、皮带轮无级变速调节机构以及平面摆动导杆机构；所述炒茶电机驱动皮带轮无级变速调节机构带动平面摆动导杆机构动作以使炒板安装轴往复转动来实现炒板对炒锅内茶叶进行炒制。

进一步的技术方案，所述皮带轮无级变速调节机构包括输入轴以及输出轴；所述输入轴上安装有第二皮带轮以及构成第三皮带轮的定盘与动盘，所述输入轴旁还设有用于调节第三皮带轮中定盘与动盘轴向间距的第一无级变速调节机构；所述输出轴上安装有构成第四皮带轮的定盘与动盘，所述输出轴旁还设有用于调节第四皮带轮中定盘与动盘轴向间距的第二无级变速调节机构；

所述炒茶电机驱动轴上安装有第一皮带轮；所述第一皮带轮与第二皮带轮通过第一皮带传动连接，所述第三皮带轮与第四皮带轮通过第二皮带传动连接；

当第三皮带轮中定盘与动盘轴向间距增大，第四皮带轮中定盘与动盘轴向间距减小，则输入轴与输出轴之间传动比增大；当第三皮带轮中定盘与动盘轴向间距减小，第四皮带轮中定盘与动盘轴向间距增大，则输入轴与输出轴之间传动比减小；

所述平面摆动导杆机构包括套筒、摆杆、炒茶连杆以及滑动安装在摆杆上的摆杆滑块；所述摆杆一端与机架铰接，所述摆杆另一端设有与炒茶连杆铰接的滑槽，所述炒茶连杆与炒板安装轴垂直固定；所述套筒上设有与套筒偏心的圆盘，所述圆盘与摆杆滑块固定，所述套筒安装固定在所述输出轴上；当所述输出轴转动时所述套筒通过圆盘带动摆杆滑块沿摆杆长度方向往复滑动以实现摆杆摆动的同时通过炒茶连杆带动炒板安装轴往复转动。

进一步的技术方案，所述炒锅底部与硅橡胶加热片之间涂有导热硅胶，所述硅橡胶加热片内置有用于检测炒锅加热温度的热电偶传感器。

进一步的技术方案，所述输入轴、输出轴均由定盘轴、动盘轴以及花键构成，所述定盘与动盘之间通过所述花键安装连接；

所述第一无级变速调节机构、第二无级变速调节机构均包括同轴安装的定盘轴承座、动盘轴承座、动盘轴承套筒、动盘推力轴以及步进电机推杆；所述定盘轴通过角接触球轴承安装在所述定盘轴承座中；所述动盘轴通过圆柱滚子轴承安装在所述动盘轴承套筒中，所述动盘推力轴通过推力圆柱滚子轴承安装在所述动盘轴承套筒中；所述动盘轴承套筒外侧面设有凸块，所述动盘轴承套筒通过所述凸块插接在所述动盘轴承座内侧面上的凹槽中；所述步进电机推杆通过所述动盘推力轴作用于动盘轴并使动盘轴带动所述动盘轴承套筒沿轴向在所述凹槽中往复运动以实现动盘与定盘之间轴向间距的调节。

进一步的技术方案，所述动盘轴上设有对所述圆柱滚子轴承内圈进行轴向定位的轴用弹性挡圈a，所述动盘轴承套筒内设有对所述圆柱滚子轴承外圈进行轴向定位的孔用弹性挡圈b以及对所述推力圆柱滚子轴承外圈进行轴向定位的孔用弹性挡圈a；所述定盘轴上设有对所述角接触球轴承内圈进行轴向定位的轴用弹性挡圈b。

进一步的技术方案，所述动盘轴与动盘推力轴之间设有1mm间隔。

本发明的有益效果在于：

(1)现在的炒茶机普遍采用曲柄连杆机构作为传动部件，因其具有较长较重的连杆，导致在炒茶时炒板产生较大的惯性力，运动不平稳，容易产生振动及噪声，严重影响炒茶质量，与曲柄连杆机构相比较，本发明采用平面摆动导杆机构，具有较好的传动特性，并且占用空间小，传动平稳，噪声较小，大大提高了炒茶机的使用寿命。。

(2)本发明采用皮带轮无级变速调节机构，通过改变皮带轮的间距使得皮带轮的传动比连续稳定地发生变化，从而实现无级变速调节，本发明中的皮带轮无级变速调节机构属于机械式无级变速方式，在进行速度调节时能够始终保持恒定的功率，使得传动更加平稳，并且不会影响传动效率。即皮带轮无级变速调节机构，可以根据炒茶工艺的要求，实时改变炒板的炒速。采用硅橡胶加热片作为加热元件进行加热，保证了炒茶过程中茶叶受热的均匀性，

(3)本发明采取硅橡胶加热片对炒锅进行加热，硅橡胶加热片固定贴附于炒锅外表面并涂有导热硅胶，具有受热均匀、热转化效率高、节能环保的优点。

(4)本发明通过热电偶传感器监测可以精准测量锅底温度并且提高热传递效率及茶叶品质。热耦合传感器的置于锅底且热耦合传感器与硅橡胶加热板相结合的方式相比于普通温度传感器，距离更近，大大减少了温度的散失，能高精准的检测炒茶温度。

附图说明

图1、2为本发明整体结构图。

图3为本发明中的皮带轮无级变速调节机构结构图。

图4为本发明中的皮带轮无级变速调节机构剖面图。

图5、6为皮带轮无级变速调节机构两个极限位置图。

图7为本发明中的热电偶传感器及炒锅结构图。

图8为本发明中的皮带轮无级变速调节机构位置示意图。

图9为本发明中的平面摆动导杆机构左极限示意图。

图10为本发明中的平面摆动导杆机构右极限示意图。

图11为本发明中的平面摆动导杆机构结构图。

附图中标记的含义如下：

1-动盘轴承座支架；2-定盘轴承座支架；3-定盘轴承座；4-定盘；5-动盘；6-动盘轴承套筒；7-动盘轴承座；8-动盘推力轴；9-步进电动推杆；10-步进电动推杆支架；11-机架；12-炒茶电机；13-第一皮带；14-第二皮带；15-导风管；16-炒板；17-炒茶连杆；18-摆杆；19-摆杆滑块；20-摆杆下固定座；21-炒锅；22-硅橡胶加热片；23-圆盘；24-风机；25-第一皮带轮；26-第二皮带轮；27-第三皮带轮；28-第四皮带轮；29-圆柱滚子轴承；30-推力圆柱滚子轴承；31-花键；32-角接触球轴承；33-孔用弹性挡圈a；34-孔用弹性挡圈b；35-轴用弹性挡圈a；36-轴用弹性挡圈b；37-第一级无级变速调节机构；38-第二级无级变速调节机构；39-热电偶传感器。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明技术方案做出更为具体的说明：

本发明无级变速炒茶机，包括机架、炒茶组件、加热组件以及传动组件。

所述炒茶组件包括炒锅21、炒板16。

所述加热组件包括贴覆在炒锅21底部的硅橡胶加热片22。所述硅橡胶加热片22通过螺栓固定安装在所述炒锅21锅底。所述炒锅21底部与硅橡胶加热片22之间涂有导热硅胶，使得炒锅21迅速升温，提高炒锅21的工作效率及茶叶品质。所述硅橡胶加热片22内置有用于检测炒锅加热温度的热电偶传感器39。

所述硅橡胶加热片22的厚度为1.8mm，工作电压为36v，点额功率2.8kw，变压器的型号为bk-50控制变压器，额定功率为3.0kw，额定容量为50va。普通的传感器检测锅底温度由于有间隙存在，导致温度损失5～10度，本发明中的热电偶传感器39置于硅橡胶加热片22内的组合方式，可将温度损失降至1～2度以精准检测温度。

所述传动组件包括炒茶电机12、皮带轮无级变速调节机构以及平面摆动导杆机构；所述炒茶电机12驱动皮带轮无级变速调节机构带动平面摆动导杆机构动作以使炒板安装轴往复转动来实现炒板16对炒锅21内茶叶进行炒制。

所述炒茶电机12通过电机底座安装在机架11上，所述炒茶电机12驱动轴上安装有第一皮带轮25。所述皮带轮无级变速调节机构包括输入轴以及输出轴；所述输入轴上安装有第二皮带轮26以及构成第三皮带轮27的定盘4与动盘5，所述输入轴旁还设有用于调节第三皮带轮27中定盘4与动盘5轴向间距的第一无级变速调节机构；所述输出轴上安装有构成第四皮带轮28的定盘4与动盘5，所述输出轴旁还设有用于调节第四皮带轮28中定盘4与动盘5轴向间距的第二无级变速调节机构。所述第一皮带轮25与第二皮带轮26通过第一皮带13传动连接，所述第三皮带轮27与第四皮带轮28通过第二皮带14传动连接。

所述平面摆动导杆机构包括套筒、摆杆18、炒茶连杆17以及安装在摆杆18上的摆杆滑块19；所述摆杆18一端与机架铰接，所述摆杆18另一端设有与炒茶连杆17铰接的滑槽，所述炒茶连杆17与炒板安装轴垂直固定；所述套筒上设有与套筒偏心的圆盘23，所述圆盘23与摆杆滑块19固定，所述套筒安装固定在所述输出轴上；当所述输出轴转动时所述套筒通过圆盘23带动摆杆滑块196沿摆杆18长度方向往复滑动以实现摆杆18摆动的同时通过炒茶连杆17带动炒板安装轴往复转动。

所述输入轴、输出轴均由定盘轴、动盘轴以及花键31构成，所述定盘4与动盘5之间通过所述花键31安装连接。

所述第一无级变速调节机构、第二无级变速调节机构均包括定盘轴承座3、动盘轴承座7、动盘轴承套筒6、动盘推力轴8以及步进电机推杆9。

所述定盘轴通过角接触球轴承32安装在所述定盘轴承座3中；所述动盘轴通过圆柱滚子轴承29安装在所述动盘轴承套筒6中，所述动盘推力轴8通过推力圆柱滚子轴承30安装在所述动盘轴承套筒6中；所述动盘轴承套筒6外侧面设有凸块，所述动盘轴承套筒6通过所述凸块插接在所述动盘轴承座7内侧面上的凹槽中，所述凸块在动盘轴承套筒6轴向长度为35mm、宽度为10mm，所述凹槽在所述动盘轴承座7轴向长度为50mm、宽度为10mm。

所述步进电动推杆9通过plc控制，所述步进电动推杆9的额定电压为36v，推杆的直径为20mm，行程为20mm。所述步进电机推杆9通过所述动盘推力轴8作用于动盘轴并使动盘轴带动所述动盘轴承套筒6沿轴向在所述凹槽中往复运动以实现动盘5与定盘4之间轴向间距的调节。

所述皮带轮无级变速调节机构中的动盘轴端部与动盘推力轴8之间的距离为1mm，这样可以防止动盘推力轴8在左右往复运动的过程中与动盘轴端部直接接触，以免对动盘轴端部造成磨损，影响传动精度。

所述圆柱滚子轴承29、推力圆柱滚子轴承30分别安装阶梯轴上；所述动盘轴上设有对所述圆柱滚子轴承29内圈进行轴向定位的轴用弹性挡圈a35，所述动盘轴承套筒6上设有对所述圆柱滚子轴承29外圈进行轴向定位的孔用弹性挡圈b34以及对所述推力圆柱滚子轴承30外圈进行轴向定位的孔用弹性挡圈a33；所述定盘轴上设有对所述角接触球轴承32内圈进行轴向定位的轴用弹性挡圈b36。

本发明中皮带轮无级变速调节机构工作过程：假设动盘在左，定盘在右，通过plc控制的步进电动推杆9向右移动，推动动盘推力轴8沿着轴线方向推动推力圆柱滚子轴承29向右移动，从而带动动盘轴承套筒6在动盘轴承座7内的凹槽内向右滑动，使得动盘5向右移动；反之则反。

当所述皮带轮无级变速调节机构由高速向低速调速时，所述plc控制第一级无级变速调节机构37的步进电动推杆9向右移动，所述第三皮带轮中动盘5向右运动；所述plc控制第二级无级变速调节机构38的步进电动推杆9向左移动，所述第四皮带轮中动盘5向左移动。当皮带轮无级变速调节机构的转速由低速向高速调速时，则反向操作。

如图8所示：当第一级无级变速调节机构37中的所述步进电动推杆9向左移动时，第二级无级变速调节机构38中的所述步进电动推杆9向右移动时，此时该无级变速机构达到最小传动比，本实施例中此时第一级无级变速调节机构37中动盘5和定盘4距离为30mm，第二级无级变速调节机构38中动盘5和定盘4距离为10mm；反之则反。

本发明炒茶机工作过程：所述炒茶电机12作为动力输出，通过第一皮带轮25、第二皮带轮26、第一皮带13组成一级减速机构将动力传递给皮带轮无级变速调节机构，所述皮带轮无级变速调节机构的输入轴、输出轴通过第二皮带14传递动力，所述皮带轮无级变速调节机构的输出轴带动所述带套筒的圆盘23传动，进而带动摆杆滑块19转动(即摆杆滑块19在摆杆18上往复移动)，进而带动摆杆18绕着摆杆下固定座20作平面内的往复摆动，使得炒茶连杆17在摆杆18上端的滑槽内往复滑动，使得与炒茶连杆17固定的炒板固定轴发生往复摆动，从而带动炒板16往复摆动。此时，位于炒锅21外表面的硅橡胶加热片22开始工作，进行炒茶作业。