可自动检测温湿度并自动遮阳的智能化烟框及其使用方法与流程

1.本发明涉及智能化烟叶存储装置技术领域，具体涉及一种能够自动监测存储装置中烟叶温湿度数据，并能够自动进行遮阳操作的智能化烟框。


背景技术：

2.烟框是卷烟复烤行业烟叶存储的主要装置，现有技术中，盛装了烟叶的烟框基本都是采用没有遮蔽的开放式存储方式，在仓库存储时，如果有阳光直射，容易造成烟叶水分的散失，导致在打叶复烤阶段造碎严重，造成原料浪费。如果在烟叶入库时就人为给烟框套上遮阳罩，容易造成湿度较大的烟叶无法较快散失水分，形成内部发酵效应，出现烟叶霉变情况，同样也会造成原料损失。为了解决这些问题，厂家不得不采用人工将烟框取下定时套上遮阳罩后进行存放。
3.由于打叶复烤行业烟框采用自然密集堆叠，堆叠高度较高，通过人工进行温湿度探测后，再进行遮蔽需要将烟框逐一取下，套上遮阳罩后再重新堆叠，在时间、人力、设备成本上都是较大浪费。因此，急需开发一种能够自动检测烟框内温湿度并能够实现自动遮阳的烟框装置。
4.然而，目前烟叶复烤行业的烟框基本属于标准样式，许多供应环节的设备均与烟框相匹配，因此不能对烟框的外形进行大的改动，只能在现有烟框结构的基础上进行进一步的技术开发，实现自动检测烟框内温湿度和自动遮阳，特别是在现有烟框两个垂直面没有任何支撑横梁的条件下，要解决五面遮阳的技术难题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种能够自动检测温湿度并可自动为烟框遮阳的智能化烟框。
6.本发明采取的技术方案如下：
7.可自动检测温湿度并自动遮阳的智能化烟框，包括烟框架和安装于烟框架下部的矩形的底板，所述烟框架包括有分别设置于底板四角的四根立杆、分别连接于相邻两根立杆之间并围合底板的横梁、对称安装于底板前后两侧并贴靠在立杆内侧的护栏；所述立杆为带竖直槽口的槽钢，位于护栏两边的两根槽钢的槽口相对设置，在两根槽钢之间安装有两端插入槽钢的第一折叠形风琴遮阳帘；在烟框的左右两侧下部分别安装有遮阳帘收纳盒，在两侧遮阳帘收纳盒内分别收纳有可拉出的第二折叠形风琴遮阳帘，在第一折叠形风琴遮阳帘和第二折叠形风琴遮阳帘的顶边均装有钢边条，钢边条的两端固定连接传动钢丝；
8.在烟框的四侧分别设置有用于牵引折叠形风琴遮阳帘的钢丝牵引组件，所述钢丝牵引组件包括对称设置于烟框前后两侧的第一钢丝牵引组件和设置于烟框左右两侧的第二钢丝牵引组件；所述第一钢丝牵引组件包括分别安装于槽钢内下部的第一下定滑轮，安装于槽钢内上部的第一上定滑轮，安装于下部横梁底部中间位置的卷线器，设置于底板下
方的驱动卷线器的驱动装置，跨过第一下定滑轮后牵引向第一上定滑轮、且两端分别连接第一折叠形风琴遮阳帘的钢边条和卷线器的传动钢丝；
9.所述第二钢丝牵引组件包括分别安装于两边槽钢外侧面顶部和下部的第二下定滑轮和第二上定滑轮，安装于下部横梁底部中间位置的卷线器，设置于底板下方的驱动卷线器的驱动装置，跨过第二下定滑轮后牵引向第二上定滑轮、且两端分别连接第二折叠形风琴遮阳帘的钢边条和卷线器的传动钢丝；
10.所述卷线器为带中心收线轴的卷线轮，在中心收线轴的内侧端安装有传动齿轮；所述驱动装置包括电机、套装于电机输出轴前端并与传动齿轮相对的电机齿轮、套装在电机齿轮外的传动齿轮套、设置于传动齿轮套外的电磁铁；所述传动齿轮套可水平移动至将电机齿轮与传动齿轮连接，在传动齿轮套上靠向卷线轮的一端套装有外框架，在外框架上安装有复位弹簧片，所述电磁铁与设置于底板下面的控制模块电连接；
11.在两侧护栏顶端的横梁内侧安装有传动同步带，同步带带面上等间距装有外伸的拉钩；
12.在两边槽钢的顶部位于槽钢内侧安装有与第一上定滑轮同轴心的星状滚轮装置，星状滚轮装置的每个顶角上均安装有滚轮；
13.在烟框上设置有可插入烟框几何中心位置的插针式温湿度探测装置，在烟框前后两侧也分别设置有插针式温湿度探测装置，温湿度探测装置与所述控制模块电连接，控制模块通过无线方式连接上位系统。
14.进一步地，分别设置于烟框左右两侧遮阳帘收纳盒内的两幅第二折叠形风琴遮阳帘的长度不同，其中一幅第二折叠形风琴遮阳帘的长度不低于烟框的高度，另一幅第二折叠形风琴遮阳帘的长度不低于烟框的高度和宽度之和。
15.进一步地，在遮阳帘收纳盒的两侧开设有导槽。
16.进一步地，在槽钢的外侧面安装有竖直导槽，所述第二上定滑轮安装于竖直导槽内，第二折叠形风琴遮阳帘顶端的钢边条两端卡装在竖直导槽内。
17.进一步地，在所述卷线器两边设置有过渡胶轮，所述传动钢丝绕过过渡胶轮，过渡胶轮的轮轴连接充电模块，充电模块连接控制模块的供电电池。
18.本发明所述可自动检测温湿度并自动遮阳的智能化烟框的使用方法，包括根据烟叶内部和表层的温湿度情况拉起遮阳帘和放下遮阳帘，方法如下：
19.a.遮阳帘拉起步骤如下：
20.a1.当插入烟框几何中心位置的插针式温湿度探测装置和设置在烟框前后两侧的插针式温湿度探测装置探测到烟框内烟叶中心位置和/或表层温度过高湿度降低时，将温湿度信号传输给控制模块，控制模块将收到的温湿度信息与系统预先设定的烟叶中心位置及表面的温湿度阈值进行比较，如果烟叶温湿度变化量超过阈值，则开始控制折叠形风琴遮阳帘升起遮挡烟框；控制模块根据烟叶中心位置和表层的温湿度情况，可以控制只升起两幅第一折叠形风琴遮阳帘，或者只升起两幅第二折叠形风琴遮阳帘，或者同时升起两幅第一折叠形风琴遮阳帘和两幅第二折叠形风琴遮阳帘；
21.a2.控制模块控制驱动装置的电磁铁断电，如果是电磁铁已经是断电状态，可以仍然操作一次断电，确保电磁铁松开，电磁铁断电磁性消失后，电磁铁将传动齿轮套松开，弹簧片将传动齿轮套朝传动齿轮方向拉动复位，使传动齿轮套两边分别连接电机齿轮和传动
齿轮；
22.a3.控制模块控制电机通电启动，带动卷线器卷动传动钢丝，传动钢丝拉动烟框前后两侧的第一折叠形风琴遮阳帘和烟框左右两侧的第二折叠形风琴遮阳帘，将遮阳帘拉起，遮挡住烟框的两个侧面或者四个侧面；其中，长度较长的一幅第二折叠形风琴遮阳帘在拉动上升到顶部到达第二上定滑轮位置后，遮阳帘端头的钢边条会被同步带的拉钩钩住并在同步带的带动下沿烟框的顶面向水平方向继续拉动，直到遮阳帘遮蔽烟框顶部平面，实现折叠形风琴遮阳帘对烟框侧面和顶面的遮盖；
23.b.遮阳帘放下步骤如下：
24.b1.当插入烟框几何中心位置的插针式温湿度探测装置和设置在烟框前后两侧的插针式温湿度探测装置探测到烟叶温湿度过低时，将温湿度信号传输给控制模块，控制模块将收到的温湿度信息与系统预先设定的温湿度阈值进行比较，如果温湿度低于阈值设置，控制模块控制电磁铁通电，产生电磁力，拉动弹簧片向电磁铁方向运动，将传动齿轮与传动齿轮套脱离，使卷线器脱离电机驱动；
25.b2.卷线器在无电机制动情况下，两幅第一折叠形风琴遮阳帘和/或较短的一幅第二折叠形风琴遮阳帘在自身重力作用下自动下落，解除对烟框的遮盖，第二折叠形风琴遮阳帘向下滑落到遮阳帘收纳盒中；较长的一幅第二折叠形风琴遮阳帘先在同步带及其拉钩的带动下水平反向回收，当折叠形风琴遮阳帘的钢边条到达星状滚轮装置位置后，水平方向的折叠形风琴遮阳帘完全打开，钢边条在拉钩的背面推动下，进入垂直面，在重力的作用下向下滑落到遮阳帘收纳盒中；折叠形风琴遮阳帘自动下落时，向下拉动传动钢丝，卷线器回卷传动钢丝。
26.进一步地，在第一折叠形风琴遮阳帘和/或较短的一幅第二折叠形风琴遮阳帘在下落过程中，由于传动钢丝缠绕在过渡胶轮上，过渡胶轮带动过渡胶轮的轮轴转动，通过充电模块向供电电池充电，将轮轴的转动动能转化为电能。
27.本发明基于现有技术的烟框结构，创造性地设置了可自动沿烟框前后左右和顶面对烟框内的烟叶进行温湿度检测并自动控制遮阳帘遮盖或打开的装置。根据温湿度检测装置检测到的烟叶内部和外表温度，自动控制遮阳帘的遮盖面，自动控制烟叶的含水率和温度，防止烟叶温湿度过高或过低。所设置的遮阳帘可以自动收折，不影响空烟框的叠放收纳，与现有技术生产设备匹配度高。
附图说明
28.图1是本发明烟框的主视示意图；
29.图2是本发明烟框的左视示意图；
30.图3是本发明烟框取开底板的仰视示意图；
31.图4是图3的a局部放大图；
32.图5是图3的b局部放大图；
33.图6是图3的c-c剖视图；
34.图7是星状滚轮装置安装及带动折叠形风琴遮阳帘的示意图。
具体实施方式
35.下面结合说明书附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
36.如图1、图2、图3所示，可自动检测温湿度并自动遮阳的智能化烟框，包括烟框架和安装于烟框架下部的矩形的底板，所述烟框架包括有分别设置于底板四角的四根立杆1、分别连接于相邻两根立杆之间并围合底板的横梁2、对称安装于底板前后两侧并贴靠在立杆内侧的护栏3。烟框的两侧设置有护栏，另外两侧是没有护栏的开放面。所述立杆为带竖直槽口的槽钢，位于护栏两边的两根槽钢的槽口相对设置，在两根槽钢之间安装有两端插入槽钢的第一折叠形风琴遮阳帘5a；在烟框的左右两侧下部分别安装有遮阳帘收纳盒6，在两侧遮阳帘收纳盒6内分别收纳有可拉出的第二折叠形风琴遮阳帘5b，在第一折叠形风琴遮阳帘和第二折叠形风琴遮阳帘的顶边均装有钢边条5c，钢边条的两端固定连接传动钢丝7。
37.分别设置于烟框左右两侧遮阳帘收纳盒6内的两幅第二折叠形风琴遮阳帘5b的长度不同，其中一幅遮阳帘的长度不低于烟框的高度，用于遮挡烟框的一侧，另一幅遮阳帘的长度不低于烟框的高度和宽度之和，用于遮挡烟框的一侧和顶面。在遮阳帘收纳盒的两侧开设有导槽6a，以便于遮阳帘回收时顺畅落入收纳盒内。
38.在烟框的四侧分别设置有用于牵引折叠形风琴遮阳帘的钢丝牵引组件，所述钢丝牵引组件包括对称设置于烟框前后两侧的第一钢丝牵引组件和设置于烟框左右两侧的第二钢丝牵引组件。所述第一钢丝牵引组件如图3、图6所示，包括分别安装于槽钢内下部的第一下定滑轮18a，安装于槽钢内上部的第一上定滑轮16a，安装于下部横梁底部中间位置的卷线器9，设置于底板下方的驱动卷线器的驱动装置，跨过第一下定滑轮18a后牵引向第一上定滑轮16a、且两端分别连接第一折叠形风琴遮阳帘的钢边条5c和卷线器的传动钢丝7。
39.所述第二钢丝牵引组件包括分别安装于两边槽钢外侧面顶部和下部的第二下定滑轮18b和第二上定滑轮16b，安装于下部横梁底部中间位置的卷线器9，设置于底板下方的驱动卷线器的驱动装置，跨过第二下定滑轮18b后牵引向第二上定滑轮16b、且两端分别连接第二折叠形风琴遮阳帘的钢边条和卷线器的传动钢丝7。
40.传动钢丝一端连接在折叠形风琴遮阳帘顶端的钢边条上，另一端绕过安装于烟框立杆下部的下定滑轮转到烟框底部，通过下定滑轮转向后连接在底部卷线器上，卷线器在电机的带动下收卷传动钢丝，拉动折叠风琴遮阳帘上升。
41.所述卷线器如图4所示，为带中心收线轴9a的卷线轮9b，在中心收线轴的内侧端安装有传动齿轮10；所述驱动装置包括电机11、套装于电机输出轴前端并与传动齿轮相对的电机齿轮12、套装在电机齿轮外的传动齿轮套13、设置于传动齿轮套外的电磁铁14；所述传动齿轮套14可水平移动至将电机齿轮12与传动齿轮10连接，在传动齿轮套上靠向卷线轮的一端套装有外框架，在外框架上安装有复位弹簧片15，所述电机11和电磁铁14均与设置于底板下面的控制模块20电连接。
42.在两侧护栏顶端的横梁内侧安装有同步带24，同步带带面上等间距装有外伸的拉钩24a。同步带为现有技术结构，同步带的驱动电机与控制模块20电连接，由控制模块控制同步带正转或者反转。
43.在两边槽钢的顶部内侧安装有与第一上定滑轮16a同轴心的星状滚轮装置17，星状滚轮装置的每个顶角上均安装有滚轮17a。
44.本发明可以在槽钢的外侧面安装竖直导槽8，将所述第二上定滑轮16b安装于竖直
导槽内，第二折叠形风琴遮阳帘顶端的钢边条两端卡装在竖直导槽内。
45.在烟框上设置有可插入烟框几何中心位置的插针式温湿度探测装置，能够侦测烟叶存储中心位置的温湿度。在烟框前后两侧也分别设置有可插入烟叶表层的插针式温湿度探测装置，用于探测烟叶表层存储环境的温湿度。温湿度探测装置与所述控制模块20电连接，控制模块通过无线方式连接上位系统。
46.由于烟框属于移动使用的存储装置，其控制模块和电机需要进行供电，为减少电能消耗和电能的有效回收，本发明在所述卷线器9两边设置有过渡胶轮19，所述传动钢丝7绕过过渡胶轮，过渡胶轮的轮轴19a连接充电模块22，充电模块连接控制模块20的供电电池21。遮阳帘在下落时采用自由落体下落方式，通过下落时的拉动力，带动过渡胶轮旋转，从而带动充电模块，实现对供电电池进行反向充电。
47.控制模块20用于接收插针式温湿度探测装置的信息并控制电机的正反转和电磁铁14的通电及断电，控制模块可根据现有技术原理制作。
48.本发明的可自动检测温湿度并自动遮阳的智能化烟框的使用方法如下：
49.a.遮阳帘拉起步骤如下：
50.a1.当插入烟框几何中心位置的插针式温湿度探测装置和设置在烟框前后两侧的插针式温湿度探测装置探测到烟框内烟叶中心位置和/或表层温度过高湿度降低时，将温湿度信号传输给控制模块20，控制模块将收到的温湿度信息与系统预先设定的烟叶中心位置及表面的温湿度阈值进行比较，如果烟叶温湿度变化量超过阈值，则开始控制折叠形风琴遮阳帘升起遮挡烟框；控制模块根据烟叶中心位置和表层的温湿度情况，可以控制只升起两幅第一折叠形风琴遮阳帘，或者只升起两幅第二折叠形风琴遮阳帘，或者同时升起两幅第一折叠形风琴遮阳帘和两幅第二折叠形风琴遮阳帘；
51.a2.控制模块控制驱动装置的电磁铁14断电，如果是电磁铁已经是断电状态，可以仍然操作一次断电，确保电磁铁松开，电磁铁断电磁性消失后，电磁铁将传动齿轮套松开，弹簧片15将传动齿轮套13朝传动齿轮10方向拉动复位，使传动齿轮套两边分别连接电机齿轮12和传动齿轮10；
52.a3.控制模块控制电机11通电启动，带动卷线器9卷动传动钢丝7，传动钢丝拉动烟框前后两侧的第一折叠形风琴遮阳帘5a和/或烟框左右两侧的第二折叠形风琴遮阳帘5b，将遮阳帘拉起，遮挡住烟框的两个侧面或者四个侧面；其中，长度较长的一幅第二折叠形风琴遮阳帘5b在拉动上升到顶部的到第二定滑轮16位置后遮阳帘端头的钢边条会被同步带24的拉钩24a钩住并在同步带的带动下沿烟框的顶面向水平方向继续拉动，直到遮阳帘遮蔽烟框顶部平面，实现折叠形风琴遮阳帘对烟框侧面和顶面的遮盖。
53.由于烟框没有护栏的开放面没有支撑物，长度较长的第二折叠形风琴遮阳帘需要在开放面和顶面相交的位置形成两个支撑点，保证遮阳帘不会塌落在烟叶上。因此本发明在两边槽钢的顶部内侧安装有与第一上定滑轮16a同轴心的星状滚轮装置17，星状滚轮装置的每个顶角上均安装有滚轮17a。由于遮阳帘为风琴状折叠结构，褶皱的凹陷处正好能够被滑轮滚轮顶住，在前端钢边条的拖动下，星状滚轮装置能够顺着拖动力的方向，将折叠风琴遮阳帘平滑的从垂直面向水平面过渡，并实现遮阳帘的直角支撑。在同步带的拉钩24a钩住第二折叠形风琴遮阳帘向水平方向前行过程中，滚轮在支撑遮阳帘的同时，由于采用滚动摩擦方式，不会对遮阳帘产升支撑损坏。在拉起的折叠形风琴遮阳帘处于高位时，通过电
机的自锁功能，保持遮阳帘的展开状态。
54.如果烟叶温度超过阈值过高，控制模块可将温度超标严重的烟框编号及位置通知给上位系统，人工干预翻堆散热。
55.b.遮阳帘放下步骤如下：
56.b1.当插入烟框几何中心位置的插针式温湿度探测装置和设置在烟框前后两侧的插针式温湿度探测装置探测到烟叶温湿度过低时，将温湿度信号传输给控制模块20，控制模块将收到的温湿度信息与系统预先设定的温湿度阈值进行比较，如果温湿度低于阈值设置，控制模块控制电磁铁14通电，产生电磁力，拉动弹簧片15向电磁铁方向运动，将传动齿轮10与传动齿轮套13脱离，使卷线器9脱离电机驱动。弹簧片安装在传动齿轮套13外框架两侧，传动齿轮套内部采用轴承套设计，当内部轴承套转动时，外框架不会跟随转动。外框架两侧弹簧片提供复位的弹力，当电磁铁14通电后，产生电磁力，传动齿轮套外框架在磁力吸引下，克服弹簧片弹力，拉动传动齿轮套向电机方向活动，并与电磁铁贴合，此时传动齿轮套13与传动齿轮10脱离。当遮阳帘下降到位后，电磁铁断电磁力消失，传动齿轮套在弹簧片的弹性收缩力作用下，将传动齿轮套13向传动齿轮10方向拉动，使传动齿轮套13与传动齿轮10方向拉动重新咬合，使卷线器9恢复与电机的连接。
57.b2.卷线器在无电机制动情况下，两幅第一折叠形风琴遮阳帘5a和/或较短的一幅第二折叠形风琴遮阳帘5b在自身重力作用下自动下落，解除对烟框的遮盖，第二折叠形风琴遮阳帘5b向下滑落到遮阳帘收纳盒6中；较长的一幅第二折叠形风琴遮阳帘5b先在同步带及其拉钩的带动下水平反向回收，当折叠形风琴遮阳帘的钢边条5c到达星状滚轮装置位置后，水平方向的折叠形风琴遮阳帘完全打开，钢边条在拉钩的背面推动下，进入垂直面，在重力的作用下向下滑落到遮阳帘收纳盒6中；折叠形风琴遮阳帘自动下落时，向下拉动传动钢丝7，卷线器回卷传动钢丝，同时带动过渡胶轮19转动，通过充电模块22将机械能转换为电能，将产生的电能送入供电电池21储存，实现自动充电。
58.在遮阳帘落下后，反向充电没有电流产生时，控制模块停止向电磁铁供电，弹簧片在没有磁性吸引后复位，使卷线器与电机重新连接，实现卷线功能。
59.本发明通过自动温湿度监测实现遮阳帘的自动拉起和放下，实现自动遮阳功能，保证了储存在烟框中的烟叶水分不会过快散失，也可有效防止烟叶霉变。智能烟框中加入物联网通信模块，可使用较低的能耗将烟框中烟叶的温湿度和遮阳帘状态发送给上位系统，实现远程监控，出现问题时还可以及时进行人工干预。
60.本发明在目前复烤行业通用的标准样式烟框基础上进行技术开放和改进，得到了能够自动检测温湿度并可自动为烟框遮阳的智能化烟框，这种烟框能够较好地与现有的供应系统相匹配，高造成本低，适用性强，应用成本低，具有较好的市场前景。