[发明专利]利用激光探头检测茶叶高度的炒茶机控制方法

权利要求书

1.一种利用激光探头检测茶叶高度的炒茶机控制方法，用于对炒茶机进行分段控制，其特征在于：所述炒茶机，包括机架（18）、高度检测装置、电机（1）、第一联轴器（2）、扭矩传感器（3）、第二联轴器（4）、传动轴（11）、炒锅（6）、电热丝（7）、炒板（8）、速度传感器（9）和温度传感器（10），所述电机（1）和炒锅（6）均固定在机架（18）上，所述电机（1）的输出轴依次连接第一联轴器（2）、扭矩传感器（3）和第二联轴器（4），第二联轴器（4）的输出轴（5）通过曲柄摇杆机构连接传动轴（11），炒板（8）固定在传动轴（11）上，炒板（8）下半部分的形状为与炒锅（6）形状相配合半圆形，电机（1）运动时通过第一联轴器（2）、扭矩传感器（3）带动第二联轴器（4）的输出轴（5）转动，进而通过曲柄摇杆机构带动炒板（8）绕着传动轴（11）在炒锅（6）内往复摆动；所述温度传感器（10）和速度传感器（9）固定在炒板（8）底部靠近炒锅（6）的位置，电热丝（7）均匀分布在炒锅（6）的锅底；所述高度检测装置包括万向磁力表座（19）和激光探头（20），万向磁力表座（19）安装在炒锅（6）旁的机架（18）上且设置有一对，每个万向磁力表座（19）上均安装有三个激光探头（20），两个万向磁力表座（19）上的三个激光探头（20）位置一一对应，相对两个激光探头（20）的相对方向为炒板（8）翻炒茶叶时茶叶的腾空方向，且三个激光探头（20）从上至下依次布置在万向磁力表座（19）上；激光探头从上至下依次为第一探头、第二探头和第三探头；

所述炒茶机控制方法包括如下步骤：

1）预先调节三个激光探头在万向磁力表座上的高度；

2）调整加热丝的加热温度，以此实现炒锅的温度调节，使炒锅处于合适的温度区间；

3）对扭矩传感器提前设置三个预设值T₁ 、T₂ 和T₃，T₁为茶叶试样被翻炒到第三探头能检测到的高度时的恒定力矩值，T₂为茶叶试样被翻炒到第二探头能检测到的高度时的恒定力矩值，T₃为最终加工完成时扭矩传感器的力矩值；

4）茶叶试样放入炒锅中，启动电机，通过曲柄摇杆机构带动炒板做往复运动，翻炒茶叶，翻炒的过程中扭矩传感器不断的获取电机的扭矩值；当最底部的第三探头因翻炒茶叶试样而被遮挡获取读数时，表明已经开始翻炒茶叶，此时利用扭矩传感器对电机进行反馈调节，调节电机转速使扭矩传感器的力矩值保持在预设的T₁，茶叶试样重量因蒸发水分而减轻，电机的转速会逐渐加快，带动炒板翻动茶叶试样的高度也逐渐增加，直至中间的第二探头因翻炒茶叶试样而被遮挡获取读数；

4）将扭矩传感器的预设值调节为T₂ ，调节电机转速使扭矩传感器的力矩值保持在预设的T₂，茶叶试样重量因进一步蒸发水分而减轻，电机的转速会逐渐加快，带动炒板翻动茶叶试样的高度也逐渐增加，直至中间的第一探头因翻炒茶叶试样而被遮挡获取读数；

5）利用第一探头对电机进行反馈调节，使茶叶试样的翻炒最高高度始终保持在第一探头能够检测到的状况，即调节电机转速使茶叶试样的翻炒腾空高度稳定，此时利用力矩传感器检测电机的力矩值，当该值达到预设的T₃时，表示茶叶已经翻炒完毕，关闭加热丝和电机，完成茶叶翻炒工作。

2.根据权利要求1所述的一种利用激光探头检测茶叶高度的炒茶机控制方法，其特征在于：所述炒锅（6）呈45度斜角固定在机架（18）上。

3.根据权利要求1所述的一种利用激光探头检测茶叶高度的炒茶机控制方法，其特征在于：所述炒板（8）的半圆形的下半部分边缘与炒锅（6）的内壁贴合。

4.根据权利要求1所述的一种利用激光探头检测茶叶高度的炒茶机控制方法，其特征在于：所述炒板（8）通过螺栓固定在传动轴（11）上，传动轴（11）通过两端的轴承安装在机架（18）上。