本發明涉及一種智能化茶鮮葉攤晾萎凋設備，具體涉及一種新型的智能高效、節約空間的茶鮮葉攤晾萎凋設備，應用于茶葉初加工過程中鮮葉的攤晾萎凋工序，屬于茶葉加工機械技術領域。

背景技術：

茶鮮葉，指從茶樹(camellia.sinesisl.kuntze)上采摘的新梢，由芽和嫩葉組成，是茶葉加工的原料。

在茶葉加工過程中，鮮葉的攤晾和萎凋質量直接影響茶葉品質的高低。據調查：我國茶葉初加工企業絕大部分為中小型企業，普遍存在鮮葉攤青(萎凋)間面積小、攤葉過厚以及攤晾萎凋設備過于簡單等問題。雖然目前已研發出貯青機(立體式茶葉攤晾萎凋裝備)，實現了自動化上料和卸料以及溫濕度的調控，但因貯青機價格昂貴，對場地要求高(高度≥4m、長度8-10m)，目前主要應用于大型茶葉加工企業的生產線，而占絕大多數的中小型茶企則因資金、場地受限而很少應用，主要采用傳統的“竹盤+晾青架”方式以及萎凋槽方法。這兩種方法都在一定程度上提高了單位面積的攤葉量，但也存在一些問題。如竹盤攤晾就存在以下問題：第一，竹盤為生物質材料，易損壞，需要定期更換，所以需要反復多次投資；第二，竹盤易被微生物污染，同時因竹盤面積較小，容易在上料和下料時使茶鮮葉或攤晾萎凋葉落地，加之竹盤搬運方便，容易隨意放置地面，不利于茶葉的清潔化加工。第三，每個竹盤盛放的鮮葉量少，上料、下料的次數多，工作量大。萎凋槽的攤葉厚度可達20cm，底部的強通風易導致茶鮮葉失水不勻，不利于優質茶的加工。此外，因茶鮮葉的加工量隨季節變化差異較大，在采摘的“洪峰期”，茶鮮葉攤晾設備的缺乏已成為嚴重影響中小企業茶葉品質和安全的因素。

技術實現要素：

為解決上述背景技術中提出的問題，本發明提供了一種智能化茶鮮葉攤晾萎凋設備，該設備具有智能高效、節約空間的特點。

本發明提供如下技術方案：

一種智能化茶鮮葉攤晾萎凋設備，包括立體式攤晾裝置、智能升降裝置和智能環境控制裝置。

所述立體式攤晾裝置包括攤晾框架裝置、升降托架裝置、傳動裝置和攤晾抽屜裝置；所述攤晾框架裝置包括八根方管立柱、地腳固定板、頂腳固定板、方管h架和抽屜托架；其中四根方管立柱一豎直放置構成一個長方體空間置于萎凋間一側；每根方管立柱一的上下兩端分別通過地腳固定板和頂腳固定板固定于地板和天花板；四根方管立柱一的上部用水平放置的方管h架連接在一起；另外四根方管立柱二豎直放置構成一個長方體空間作為萎凋間，方管立柱二的上下兩端也分別通過地腳固定板和頂腳固定板固定于地板和天花板；萎凋間內與方管立柱二垂直等間距平行設置多組抽屜托架，用于豎直方向上分層水平放置多層攤晾抽屜。所述萎凋間是一個密閉的空間。

所述升降托架裝置包括直線軸承和升降托架；四個直線軸承分別可活動的套在四根方管立柱一上，直線軸承能沿方管立柱一上下直線移動；兩根升降托架的兩端分別連接四個直線軸承，且兩根升降托架平行設置；升降托架呈l型，升降托架底面與地面平行，升降托架側立面與方管立柱的側立面平行且與直線軸承連接；升降托架能沿方管立柱垂直升降。

所述傳動裝置包括軸端鏈輪、軸端軸承座、傳動軸一、傳動軸二、聯軸器、中間軸承座、托架升降鏈條、傳動鏈條一、傳動鏈條二、角鋼鏈罩、鏈條張緊裝置、換向器、換向器鏈輪、換向器聯軸器和剎車電機減速器；所述傳動軸一與傳動軸二分別通過傳動軸聯軸器連接組成單側傳動軸水平放置于所述方管h架上方兩側且與升降托架平行；單側傳動軸的兩端由軸端軸承座支撐、單側傳動軸的中間由中間軸承座支撐；單側傳動軸的兩端分別連接兩個所述的軸端鏈輪；升降托架通過托架升降鏈條和軸端鏈輪連接；單側傳動軸中間連接中間鏈輪；所述剎車電機減速器通過換向器聯軸器連接換向器，剎車電機減速器和換向器固定于方管h架頂部；換向器兩側輸出軸分別連接兩個換向器鏈輪且兩個換向器鏈輪的轉向相反；兩個換向器鏈輪分別通過與之配合的傳動鏈條一和傳動鏈條二與兩側的中間鏈輪連接；所述的傳動鏈條一長度大于傳動鏈條二；較長的傳動鏈條一裝有鏈條張緊裝置，鏈條張緊裝置的支架上裝有上下位置可調的張緊鏈輪，通過張緊鏈輪的位置使傳動鏈條一和傳動鏈條二傳遞到兩側傳動軸的運動保持同步；所述角鋼鏈罩為兩根，分別置于傳動鏈條一和傳動鏈條下側以保證安全；所述換向器通過聯軸器連接剎車電機，其兩側輸出軸的轉向相反，并通過鏈條和鏈輪與兩側的單側傳動軸鏈接，使兩側的傳動軸轉向相反實現升降托架提升和下降。

所述攤晾抽屜裝置包括多層水平放置的攤晾抽屜；所述攤晾抽屜呈矩形；攤晾抽屜底部為網狀；攤晾抽屜底部裝有多組滾輪，攤晾抽屜通過滾輪放置在抽屜托架上；當每層抽屜托架與升降托架對齊處以同一水平線時，攤晾抽屜能在抽屜托架和與其對齊的升降托架之間滾動，實現攤晾抽屜的移動。

所述智能升降裝置包括plc控制器、觸摸屏、對齊傳感器、變頻器和繼電器；所述plc控制器與觸摸屏連接；所述對齊傳感器選用槽型光電傳感器；對齊傳感器水平安裝在升降托架上靠近方管立柱二的一端，對齊傳感器的u型槽朝向方管立柱二上的各層抽屜托架定位擋板；立柱二靠近升降托架的一端的每層抽屜托架角鋼的外側均豎直設有一個定位擋板；對齊傳感器跟隨升降托架升降時，每層的定位擋板正對傳感器u型槽內部；所述的對齊傳感器與plc控制器連接，用于檢測升降托架的位置；通過觸摸屏觸摸界面與plc控制器通信，plc控制器通過繼電器控制剎車電機的啟停和正反轉，實現升降托架與某一層抽屜托架對齊，實現載有攤晾抽屜的升降托架的自動升降；所述變頻器輸出連接繼電器，繼電器連接剎車電機，繼電器的控制端連接plc，可通過繼電器控制剎車電機的啟停及正反轉，通過變頻器調節剎車電機的轉速控制升降托架的升降速度。

所述智能環境控制裝置包括溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、稱重傳感器、超聲波加濕器、風機、風管和空調系統；所述溫濕度傳感器和二氧化碳濃度傳感器均置于萎凋間內部的抽屜托架層間并分別與所述的plc控制器連接，分別用于檢測萎凋間的溫度和濕度及二氧化碳濃度；所述稱重傳感器與plc連接置于每層攤晾抽屜底部，用于檢測攤晾抽屜重量的變化；所述超聲波加濕器置于最下層攤晾抽屜正下方的萎凋間地板上，用于調節環境濕度；所述風機置于萎凋間的室外，并連接布置于萎凋間內地面及側面的風管，通過風管向萎凋間內通風；所述空調系統置于萎凋間內，可對萎凋間溫濕度進行調控。

本發明還涉及一種智能化茶鮮葉攤晾萎凋設備的控制方法，步驟如下：

1)智能升降系統工作時，plc控制器中存儲有可實現智能升降與對齊的編程控制程序(可根據現有技術編程)，內容包括對齊傳感器數據采集、升降托架的智能升降控制；plc處理器接收對齊傳感器實時采集的升降托架的位置，判斷其位置是否與指定層的抽屜托架對齊，對齊后自動停止，將指定層攤晾抽屜移動至升降托架上，然后下降至地板位置進行茶鮮葉攤放，攤放完成后再提升至指定層抽屜托架，并將攤晾抽屜移至該層抽屜托架上，通過智能升降裝置進行各層攤晾抽屜的茶鮮葉上料和薄層攤晾；

2)進行茶鮮葉攤晾萎凋時，plc控制器中存儲有智能環境控制程序(可根據現有技術編程)，內容包括傳感器采集、溫濕度智能控制；plc處理器通過與其連接的各個傳感器實時采集的環境溫濕度、co2濃度、攤晾抽屜失重等數據信息，并通過控制風機、超聲波加濕器、空調系統(包含排濕的功能、溫度控制功能)等設備對萎凋間環境進行調控；

3)當采集的茶鮮葉失重、攤晾萎凋時間等達到萎凋要求時，進行卸料。

與現有技術相比，本發明的有益效果及優點是：

本發明結構簡單、設計合理、價格便宜，能充分解決中小型茶葉加工企業因廠房、資金受限而不能很好進行鮮葉攤放或萎凋的問題；(1)可以代替普通的平面攤晾或竹編攤晾，具有立體攤晾設計，節省空間，有效擴大攤晾面積，可以薄層攤晾，提高攤晾質量，有助于提高茶葉品質，適應于連續化、清潔化生產；(2)智能升降控制，可通過觸摸屏與plc控制，實現升降托架與抽屜托架的對齊，將攤晾抽屜升降至指定層的位置，節省了勞動力，降低了勞動強度；(3)智能環境控制，通過各種傳感器檢測環境溫濕度及二氧化碳濃度等信息，配合超聲波加濕器和風機，有效控制環境參數，可對多種茶葉加工提供環境控制。

附圖說明

圖1本發明的整體結構圖

圖2本發明的攤晾抽屜結構圖

圖3本發明的直線軸承結構圖

圖4本發明控制系統框圖。

圖5本發明的控制流程圖。

圖中：1-地腳固定板、2-直線軸承部件、3-方管立柱、4-升降托架、5-托架升降鏈條、6-軸端鏈輪、7-頂腳固定板、8-傳動軸一、9-角鋼鏈罩、10-方管h架、11-傳動軸聯軸器、12-中間軸承座、13-中間鏈輪、14-傳動軸二、15-傳動鏈條一、16-鏈條張緊裝置、17-軸端軸承座、18-張緊鏈輪、19-換向器鏈輪、20-換向器、21-換向器聯軸器、22-剎車電機減速器、23-傳動鏈條二、24-抽屜托架角鋼、25-攤晾抽屜、26-抽屜角鋼、27-不銹鋼扁鋼、28-螺栓緊固件、29-不銹鋼鋼絲繩、30-不銹鋼網、31-滾輪、32-直線軸承側板、33-軸壓塊緊固件、34-緊固套件、35-滾柱軸承、36-軸壓塊、37-軸承軸、38-薄壁軸承、39-雙頭螺柱。

具體實施方式

本發明包括立體式攤晾裝置、智能升降裝置和智能環境控制裝置。本發明中所使用的溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、稱重傳感器、超聲波加濕器、風機和空調系統等均可市購得到。如無特殊說明，本發明所使用設備均可采用現有件。

本實施例中，立體式攤晾裝置的長寬高分別為4.8m×2.8m×3.8m，抽屜托架層間距0.2m。

如圖1所示，立體式攤晾裝置包括攤晾框架裝置、升降托架裝置、傳動裝置、攤晾抽屜裝置；所述攤晾框架裝置包括地腳固定板1、方管立柱3、頂腳固定板7、方管h架10、抽屜托架角鋼24，8根方管立柱3上下各焊接頂腳固定板7和地腳固定板3，然后通過膨脹螺栓分別豎直布置構成外部長方體空間用于升降托架4的垂直升降、構成內部長方體空間的方管立柱內表面焊接多層平行的抽屜托架角鋼24用于放置多層攤晾抽屜25，所述方管h架10平行于地面以焊接方式連接外部長方體空間的4根方管立柱3，方管h架10上面用于放置主要的傳動裝置；所述升降托架裝置包括直線軸承部件2、升降托架4，所述升降托架4以焊接方式與套在方管立柱上垂直直線運動的直線軸承部件2連接，所述升降托架4有2根高度相同且平行地面的角鋼組成，升降托架4可以沿方管立柱3垂直升降；所述傳動裝置包括托架升降鏈條5、傳動軸一8、傳動軸二14、傳動軸聯軸器11、軸端軸承座17、中間軸承座12、軸端鏈輪6、中間鏈輪13、傳動鏈條一15、傳動鏈條二23、鏈條張緊裝置16、張緊鏈輪18、角鋼鏈罩9、換向器鏈輪19、換向器20、換向器聯軸器21、剎車電機減速器22，所述傳動軸一8與傳動軸二14通過傳動軸聯軸器11連接后組成的單側傳動軸水平放置于方管h架10上且與升降托架4平行，單側傳動軸的兩端和中間分別由軸端軸承座17和中間軸承座12支撐，單側傳動軸的兩端安裝的兩個所述軸端鏈輪6上分別配合有2條托架升降鏈條5，托架升降鏈條5的一端懸空、另一端與升降托架4連接，單側轉動軸中間安裝的所述中間鏈輪13分別通過傳動鏈條一15、傳動鏈條二23與所述換向器20兩側轉向相反的輸出軸上的換向器鏈輪19配合，所述換向器20通過所述換向器聯軸器21與所述剎車電機減速器22連接，剎車電機減速器22和換向器20分別通過螺栓偏置固定于方管h架10上側，剎車電機減速器22工作時可通過上述傳動鏈帶動升降托架4運載某層的攤晾抽屜25升降，其中，較長的傳動鏈條一15裝有所述的鏈條張緊裝置16，通過所述的張緊鏈輪18使兩傳動鏈條傳遞到兩側傳動軸的運動保持同步，所述2根角鋼鏈罩9分別置于傳動鏈條一15和傳動鏈條二23下側以保證食品安全，本發明智能化茶鮮葉攤晾萎凋設備實施時，上述零部件除剎車電機減速器和換向器外，均采用不銹鋼材料。

如圖2所示，攤晾抽屜25包括抽屜角鋼26、不銹鋼扁鋼27、螺栓緊固件28、不銹鋼鋼絲繩29、不銹鋼網30、滾輪31，所述攤晾抽屜25由4根抽屜角鋼26焊接構成，攤晾抽屜25角鋼框架內部用多組螺栓緊固件28和不銹鋼扁鋼27固定的不銹鋼網30且底部托有不銹鋼鋼絲繩29，攤晾抽屜25底部裝有多組滾輪31，可以在抽屜托架與所在抽屜托架對齊的升降托架4之間滾動，實現攤晾抽屜25的移動，且所述攤晾抽屜裝置包括多層攤晾抽屜25，攤晾茶鮮葉前可在攤晾抽屜上面鋪放一層聚乙烯網，每層攤晾抽屜上均可以通過升降托架將其移至外部長方體空間攤晾茶葉鮮葉，然后升降托架將其提升至對應層，推入內部長方體空間的抽屜托架進行萎凋，萎凋達到要求后再將其移至地面將萎凋后的茶鮮葉移至后續工序。

本發明中，萎凋間是由四根立柱和多層攤晾抽屜構成的一個相對密閉的空間(整個攤晾萎凋設備放在一個可以密閉的房間中)。

如圖3所示，直線軸承部件包括直線軸承側板32、軸壓塊緊固件33、緊固套件34、滾柱軸承35、軸壓塊36、軸承軸37、薄壁軸承38、雙頭螺柱39，立體式攤晾裝置共有4套該部件，分別套在外部長方體空間的4根方管立柱3上，并與之配合直線垂直升降，其內側與升降托架4連接，實現升降托架的豎直方向升降。