专利名称：扁形茶连续自动炒制机的制作方法
扁形茶连续自动炒制机
技术领域：
本发明涉及一种炒茶机，尤其是涉及一种扁形茶连续自动炒制机，属于扁形茶叶 自动化加工技术领域。
背景技术：
经验丰富的人工炒茶师傅只能在其能力范围内炒制一定数量的优质茶叶，却无法 将其经验应用到规模化生产上。半自动炒茶机各工序需要有经验的茶农在不同设备上默契配合，才能加工出高品 质茶品，由于需要多人协同作业，存在误操作的几率，即使同批次的茶叶也难以确保其品质 稳定性，存在口感不一、成色不一的现象，涉及到人工计量再行投叶入锅，茶农进行手工炒 制，即用手掌对青叶进行贴、压、按、翻和抖等动作，这种炒茶加工方式除了很难保证茶叶的 卫生外，炒制时间、温度、压力等炒制方法不易掌握，存在茶叶扁度不一，以及产量低下、劳 动强度大和经济效益差的不足，无法实现连续自动化生产作业，从而制约扁形茶朝规模化 工业生产方向发展。
发明内容本发明针对上述现有技术存在的不足之处而提供一种扁形茶连续自动炒制机，该 机模拟人工贴、压、按、翻与抖等炒制动作，配合青叶原料自动输送、青叶原料自动计量、自 动投加茶油、自动投叶入锅及自动出茶作业，从而实现自动化控制、连续化作业，制成的扁 形茶具有品质一致性好，且适宜规模化生产。为实现上述技术任务，本发明提供如下解决方案扁形茶连续自动炒制机，包括机身、固连于机身上的支架、置于机身内的炒锅、横 向贯穿炒锅且可转动的支承在机身两侧的主轴，以及加热装置、自动输叶机构、茶油投放机 构、投叶入锅机构、炒制机构和出茶机构，机身上安装有通过变压器外接电源的单片微电脑 控制器，主轴上安装有检测主轴转数的与单片微电脑控制器电连接的主轴接近开关，该接 近开关将主轴的转数信息反馈至单片微电脑控制器，单片微电脑控制器通过相应的光电藕 合器操控主电机，加热装置受控于单片微电脑控制器，用于给炒锅加热，自动输叶机构、茶 油投放机构、投叶入锅机构、炒制机构和出茶机构分别与单片微电脑控制器相应的接口线 路相连，单片微电脑控制器与上述机构实现传送和反馈的闭环控制，并在单片微电脑控制 器的控制下对上述机构进行协调，形成可循环连续自动炒茶作业。上述加热装置包括分设于炒锅底部的加热板和温度传感器，单片微电脑控制器通 过相应的光电藕合器控制加热板的通/断电动作，温度传感器返回炒锅的当前温度信号至 单片微电脑控制器。单片微电脑控制器内置ADC (模数转换)单元，当前温度信号经放大后被传输至单 片微电脑控制器的ADC单元，以确保炒锅温度的精度性，当温度传感器检测到炒锅实际温 度低于设定温度时，单片微电脑控制器则会重启电热板加热，直至升温到设定温度为止，如
3此则可以提高出茶品质。上述自动输叶机构包括安装于支架上的进叶仓、位于进叶仓底部的输送带、驱动 输送带的输叶电机、位于进叶仓出口处且设置于支架上的称量斗以及安装于该称量斗底部 的重量传感器，单片微电脑控制器通过相应的光电藕合器控制输叶电机启动，重量传感器 反馈称量斗的当前重量信号至单片微电脑控制器，并在汇集于称量斗内的青叶到达设定重 量时单片微电脑控制器关闭输叶电机。输料前设定好进叶重量，单片微电脑控制器内置ADC(模数转换)单元，当前重量 信号经放大后被传输至单片微电脑控制器的ADC单元，以确保后续青叶入锅量的精度性， 减少了人工称量的工作量，避免了人为进料误差；当青叶原料实际重量到达设定值时，停止 输叶电机工作，等待原料下锅后单片微电脑控制器重新启动输叶电机，因此节约了电源消
^^ ο上述进叶仓上且在其出口处附近设置有受输叶电机带动的挡叶栅。设置挡叶栅，可防止自输送带运送来的青叶原料瞬间过多的落入称量斗，避免了 原料之间由于相互挤压而影响原料的品质，此种情况对鲜嫩青叶原料的进料要求犹为讲允。上述茶油投放机构包括投油电机、位于炒锅上方及称量斗后方的固设于支架上的 茶油管和检测茶油管回转并将投油状态反馈至单片微电脑控制器的茶油管位置接近开关， 单片微电脑控制器通过相应的光电藕合器控制投油电机启动，单片微电脑控制器在收到茶 油管位置接近开关反馈信号后关闭投油电机。上述投叶入锅机构包括投叶电机和检测称量斗翻转/复位状态的称量斗位置接 近开关，单片微电脑控制器通过相应的光电藕合器控制投叶电机启动，从而带动称量斗翻 转和复位动作，单片微电脑控制器在收到称量斗位置接近开关反馈信号后关闭投叶电机。上述炒制机构包括炒锅升降电机、固定于主轴上的压板炒手组件、用于检测压板 对炒锅的压量并将压量信息反馈至单片微电脑控制器的炒锅升降接近开关和用于检测炒 锅升降电机的反转以带动炒锅复位并将炒锅复位信息反馈至单片微电脑控制器的炒锅复 位接近开关，单片微电脑控制器根据设定的压量通过一光电藕合器控制炒锅升降电机转 动，从而带动炒锅上升运动，以增大压板与炒锅之间的压力，当压板的压量达到设定值时， 炒锅升降接近开关将检测到的实际压量信息反馈至单片微电脑控制器，单片微电脑控制器 通过该光电藕合器停止炒锅升降电机上升动作；当单锅炒制完毕时，单片微电脑控制器则 通过另一光电藕合器控制炒锅升降电机反转以使炒锅下降复位。炒锅升降动程可控，实现了茶叶加工过程中压板对叶片的压力要求，叶片的湿气 及时可靠地得到排出，保持了茶叶的翠绿度，所炒制的茶叶扁度均勻，茶叶光滑不易碎断， 完全满足高档扁形茶的炒制要求。本发明进一步设置为在炒锅后部附近且在其侧挡板上设置有与压板工作面相触 的除粘叶刷。炒制过程中，粘附于压板上的叶片及时得到了清理，可提高出茶品质的一致性。上述出茶机构包括出茶电机、受出茶电机带动的出茶门、用于检测出茶门开启/ 关闭状态并将信息反馈至单片微电脑控制器的出茶门接近开关，出茶门设置于前机身的上 口且位于炒锅的上方。
由于采用上述技术方案，本发明的有益效果如下炒制茶叶的整个过程采用单片微电脑控制器程控，以及压板和炒手在主轴带动 下模拟人工炒制，对锅内茶叶进行杀青、理条、初压扁、复压扁、成形和炒干处理，通过单片 微电脑控制器的按钮板，可以根据青叶的老嫩情况分别设置杀青，理条，初压扁，复压扁，成 形，炒干的时间、温度与压力，茶农只需将青叶放置在进叶仓中，设置好炒茶程序，开启自动 炒茶机即可进行自动炒制茶叶，即使是完全不会炒茶的操作工人，也可以通过本发明的简 单操作，完成整套茶叶加工流程，极大地节省茶农的劳动时间和大幅度降低劳动强度，这大 大提高了茶叶加工效率，借助本发明，可以提高茶叶的产量和茶叶品质的一致性，特别是本 机能够实现茶叶的连续化、清洁化生产，在茶叶加工业中有极大的推广价值，可使茶农增收 获益，从而推动扁茶加工产业向大规模、集约型方向发展。
图1是本发明扁形茶连续自动炒制机结构示意图；图2是本发明侧视图；图3是本发明中的单片微电脑控制器与加热装置及各执行机构的电气连接原理 图。
具体实施方式请参阅图1 图3所示，是本发明的较佳实施例。附图中所标注的电容Cl C6为相对应的电容式单相电动机所固有的启动电容； 单片微电脑控制器(Micro Controller Unit，中文名称为多点控制单元，又称单片微型计 算机，Single Chip Micro computer,以下简称 MCU)。扁形茶连续自动炒制机，包括机身1、置于机身内的炒锅2、横向贯穿炒锅2且可转 动的支承在机身1两侧的主轴3、机身1上固设有支架4，此外，还包括一个安装于机身1上 的用于控制自动输叶机构、茶油投放机构、投叶入锅机构、炒制机构和出茶机构以及加热装 置工作的MCU，MCU通过包括光电藕合器、称重信号、温控信号的各接口线路，控制上述各机 构和加热装置工作，实现传送和反馈信号，用户通过指令信号输入至MCU，并在MCU的控制 下对上述机构和加热装置进行协调，形成可循环连续自动炒茶作业，220V单相交流电网通 过自动断路器Kl经变压器Tl降压后给MCU供电，主轴3上安装有检测主轴3转数的与MCU 电连接的主轴接近开关Si，该接近开关Sl将主轴3的转数信息反馈至MCU，MCU通过光电 藕合器GUl操控交流接触器Jl的闭合或断开，从而使主电机Ml驱动主轴3转动或使主轴 3停止转动。其中，主轴3是由安装于机身1两侧的内置有轴承的轴承座30支承。加热装置由设置于炒锅2底部的多个加热板并联而成，用于给炒锅2加热，为利于 实时检测炒锅2温度，在炒锅2底部设置有温度传感器RT，MCU通过光电藕合器GU7操控交 流接触器J2的闭合或断开来控制加热板R的通电/断电动作，温度传感器RT返回炒锅2 的当前温度信号至MCU，在炒制茶叶过程中，用户通过MCU的按钮板输入指令进行温度设定 或温度修正控制，温度一般控制在180-220°C左右，具体视青叶情况酌情增减温度设定。自动输叶机构包括安装于支架4上的进叶仓5、位于进叶仓5底部的输送带6、驱动输送带6运动的输叶电机M2、位于进叶仓5出口处附近且设置于支架4上的称量斗7以 及安装于该称量斗7底部的重量传感器GT，MCU通过光电藕合器GU2控制输叶电机M2启动， 重量传感器GT反馈称量斗7的当前重量信号至MCU，并在汇聚于称量斗7内的青叶到达设 定重量时MCU关闭输叶电机，等候青叶入锅后，MCU再次启动输叶电机M2，为下一锅炒制作 准备。进叶仓5上且在其近出口处设置有受输叶电机M2带动的挡叶栅8。需要输送青叶原料前，设定好入锅青叶重量250g，茶农只需将2Kg 3Kg青叶均勻 倒入进叶仓5内，开启自动炒茶机后，输叶电机M2则带动输送带6将250g青叶送入称量斗 7内。茶油投放机构包括投油电机M3、位于炒锅2上方及称量斗7后方的固设于支架4 上的茶油管9 (图中仅部分可见)和检测茶油管9回转并将投油状态反馈至MCU的茶油管 位置接近开关S3，茶油管9内装有粉末状固态茶油，茶油管9的管壁上设置有一排出油孔， MCU通过光电藕合器GU3控制投油电机M3启动以带动茶油管9运转1周，固态茶油经茶油 管9的出油孔添加到炒锅内，MCU在收到来自茶油管位置接近开关S3反馈茶油管9转动信 号后关闭投油电机M3，茶油投放机构等待下一次投油作业。投叶入锅机构包括投叶电机M4和检测称量斗7翻转/复位状态的称量斗位置接 近开关S4，MCU通过光电藕合器⑶4启动投叶电机M4，从而带动称量斗7翻转和复位动作， 将青叶倾倒至炒锅2内，当称量斗7完成上述两个指令动作后，称量斗位置接近开关S4传 输信号至MCU，告知投叶动作完成，MCU关闭投叶电机M4。投叶电机M4关闭后，输送电机M2即开始工作，为下一锅炒制作准备。炒制机构包括炒锅升降电机M5、固定于主轴3上的压板10与炒手11、用于检测压 板10对锅内青叶的压量并将压量信息反馈至MCU的炒锅升降接近开关S5和用于检测炒锅 升降电机M5的反转进而带动炒锅2复位并将炒锅复位信息反馈至MCU的炒锅复位接近开 关S5-1，MCU通过光电藕合器⑶5控制炒锅升降电机M5转动，从而带动炒锅2上升运动，以 增大压板10与炒锅2之间的压力，当压板10的压量到达设定值时，炒锅升降接近开关S5 将检测到的实际压量信息反馈至MCU，MCU停止炒锅升降电机M5升降动作，表明炒锅2与压 板10间的压力到位，此时主轴3的转数即开始自动计数，通过主轴接近开关Sl将主轴转数 信号传送至MCU，当主轴3达到设定的转数，表示茶叶炒制时间结束，MCU启动炒锅升降电机 M5，使炒锅2开始向初始位置移动，MCU检测炒锅复位接近开关S5-1以确认炒锅2复位动 作的完成，并在检测到复位信号后即停止炒锅升降电机M5转动。在炒锅2后部附近且在其侧挡板(图中未标示)上设置有与压板10工作面相触 的除粘叶刷14，随着主轴3旋转的压板10在离开炒锅2的瞬间，除粘叶刷14可实时清理粘 附在压板10上的粘叶。出茶机构包括出茶电机M6、受出茶电机M6带动的出茶门12、用于检测出茶门12 开启/关闭状态并将信息反馈至MCU的出茶门接近开关S6，出茶门12设置于前机身上口且 位于炒锅2的上方，在机身1的位于出茶门12下方的位置设置有一个具有倾斜面的出茶导 板13，茶叶炒制完毕需要出茶时，MCU通过光电藕合器GU6启动出茶电机M6，从而开启出茶 门12，当出茶门12完成翻转和复位两个动作后，出茶门接近开关S6将信号传输至MCU，告 知出茶动作完成，MCU关闭出茶电机M6。
出茶完毕，茶油投放机构再次执行投油作业，再次投油完毕，投叶入锅机构再次将 称量斗7内的青叶倾倒至炒锅2内，投叶入锅机构作业完毕，炒制机构开始作业，如此扁形 茶连续自动炒制机按MCU设置的茶叶加工流程循环进行连续化作业。
权利要求
扁形茶连续自动炒制机，包括机身、机身上固连的支架、置于机身内的炒锅、横向贯穿炒锅且可转动的支承在机身两侧的主轴，其特征在于还包括加热装置、自动输叶机构、茶油投放机构、投叶入锅机构、炒制机构和出茶机构，机身上安装有通过变压器外接电源的单片微电脑控制器，主轴上安装有检测主轴转数的与单片微电脑控制器电连接的主轴接近开关，该接近开关将主轴的转数信息反馈至单片微电脑控制器，单片微电脑控制器通过相应的光电藕合器操控主电机，加热装置受控于单片微电脑控制器，用于给炒锅加热，自动输叶机构、茶油投放机构、投叶入锅机构、炒制机构和出茶机构分别与单片微电脑控制器相应的接口线路相连，单片微电脑控制器与上述机构实现传送和反馈的闭环控制，并在单片微电脑控制器的控制下对上述机构进行协调，形成可循环连续自动炒茶作业。
2.如权利要求1所述的扁形茶连续自动炒制机，其特征在于所述加热装置包括分设 于炒锅底部的加热板和温度传感器，单片微电脑控制器通过相应的光电藕合器控制加热板 的通/断电动作，温度传感器返回炒锅的当前温度信号至单片微电脑控制器。
3.如权利要求1所述的扁形茶连续自动炒制机，其特征在于所述自动输叶机构包括 安装于支架上的进叶仓、位于进叶仓底部的输送带、用于驱动输送带的输叶电机、位于进叶 仓出口处且设置于支架上的称量斗以及安装于该称量斗底部的重量传感器，单片微电脑控 制器通过相应的光电藕合器控制输叶电机启动，重量传感器反馈称量斗的当前重量信号至 单片微电脑控制器，并在称量斗到达设定重量时通过光电藕合器关闭输叶电机。
4.如权利要求3所述的扁形茶连续自动炒制机，其特征是在所述进叶仓上且在其出口 附近设置有受输叶电机带动的挡叶栅。
5.如权利要求1所述的扁形茶连续自动炒制机，其特征在于所述茶油投放机构包括 投油电机、位于炒锅上方及称量斗后方的固设于支架上的茶油管和检测茶油管回转并将投 油状态反馈至单片微电脑控制器的茶油管位置接近开关，单片微电脑控制器通过相应的光 电藕合器控制投油电机启动，单片微电脑控制器在收到茶油管位置接近开关反馈信号后关 闭投油电机。
6.如权利要求1所述的扁形茶连续自动炒制机，其特征在于所述投叶入锅机构包括 投叶电机和检测称量斗翻转/复位状态的称量斗位置接近开关，单片微电脑控制器通过相 应的光电藕合器控制投叶电机启动，单片微电脑控制器在收到称量斗位置接近开关反馈信 号后关闭投叶电机。
7.如权利要求1所述的扁形茶连续自动炒制机，其特征在于所述炒制机构包括炒锅 升降电机、固定于主轴上的压板炒手组件、用于检测压板对炒锅的压量并将压量信息反馈 至单片微电脑控制器的炒锅升降接近开关和用于检测炒锅升降电机的反转以带动炒锅复 位并将炒锅复位信息反馈至单片微电脑控制器的炒锅复位接近开关。
8.如权利要求7所述的扁形茶连续自动炒制机，其特征是炒锅后部附近且在其侧挡板 上设置有与压板工作面相触的除粘叶刷。
9.如权利要求1所述的扁形茶连续自动炒制机，其特征在于所述出茶机构包括出茶 电机、受出茶电机带动的出茶门、用于检测出茶门开启/关闭状态并将信息反馈至单片微 电脑控制器的出茶门接近开关，出茶门设置于前机身上口且位于炒锅的上方。
10.如权利要求9所述的扁形茶连续自动炒制机，其特征是在所述机身的位于出茶门 下方位置设置有一个出茶导板。全文摘要
本发明公开了一种扁形茶连续自动炒制机，它包括机身、置于机身内的炒锅、横向贯穿炒锅且可转动的支承在机身两侧的主轴、固设于机身上的支架以及加热装置、自动输叶、投油、投叶、炒制和出茶机构，机身上安装有单片微电脑控制器，主轴上安装有检测主轴转数的与单片微电脑控制器电连接的主轴接近开关，加热装置受控于单片微电脑控制器，上述机构分别与单片微电脑控制器相应的接口线路相连，单片微电脑控制器与上述机构实现传送和反馈的闭环控制，并在单片微电脑控制器的控制下对上述机构进行协调，形成连续自动炒茶作业。本发明模拟人工多种炒制动作，实现程序化控制、连续化作业，制成的扁形茶具有品质一致性好，且适宜规模化生产。
文档编号A23F3/06GK101946835SQ201010287280
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月15日 优先权日2010年9月15日 公开号201010287280.0
发明者李明昌, 钱知根 申请人:李明昌