茶叶揉捻装置研究设计

针对茶叶揉捻时揉捻盘空间利用率低、作业效率无法适应生产需求问题,从茶叶揉捻装置各项需求出发进行设计,将复杂的揉捻装置功能集合拆分成暂时独立功能单元:筒式机体设计、挤压搅拌传动结构设计、双向莲花盘式揉捻执行结构设计,再通过集成性设计思路,设计各功能单元之间的接口技术,优化出大容量、高效率茶叶揉捻装置整体结构,实现杀青茶叶的高速、高效成型。     

茶叶揉捻机组自动控制系统设计

将传感器技术、智能控制技术应用于茶叶加工装备领域,研发中大型清洁化、连续化茶叶加工流水生产线是实现规模化生产、提高茶叶生产效率、提升茶叶口感品质的有效途径。研究4台茶叶揉捻机协同工作时多任务、多阶段的工作流程,阐明揉捻机组的工作原理,确定投料装置、揉捻装置、卸料装置的结构以及控制器的电路组成和人机交互系统的控制方式。为满足连续化生产和清洁化生产的要求,系统以单片机为控制核心,采用传感器技术将茶叶状态、揉捻压力数字化,使用电机和气动装置使设备运行自动化,实现自动、遥控多方式控制。性能试验表明:系统实现茶叶生产量220kg/h,成条率稳定在83%以上,破茶率小于2%,试验指标达到设计要求和揉捻机组检验标准。     

一种茶叶揉捻机的自动化装置改进设计

针对茶叶揉捻过程自动化程度不高、上茶下料环节依靠人工操作、揉捻速度和压力的大小和控制依靠人工经验进行操作、茶叶揉捻效率低,无法保证茶叶加工品质的问题,改进了揉捻机的自动化装置,包括在称茶下料系统采用皮带秤对茶叶质量自动监测、压力控制系统设置测力传感器监测揉捻压力及速度控制系统加装变频器有效控制揉捻速度。试验结果表明:改进后茶叶揉捻效果良好,揉捻机可对揉捻压力和速度进行有效监测和控制,能够满足揉捻机的自动化应用需求。     

茶叶揉捻机自动加压装置结构优化设计

【目的】解决茶叶揉捻机揉捻压力大小由制茶师凭经验施加,导致加工茶叶质量不稳定,严重影响茶叶品质等问题。【方法】课题组在6CR-55型单柱式揉捻机基础上,改进设计一种轮辐式压力传感自动加压装置。采用理论分析法和ADAMS动力学仿真分析,确定了揉捻压力的大小及方向;选择DYLF-102轮辐式压力传感器,将压力传感器固定在揉捻轴接近底端位置,实时监测揉捻压力大小;利用步进电机通过锥齿轮、丝杆滑块传递动力,实现自动化控制加压;开发揉捻机自动控制系统,并进行样机试验。【结果与结论】1）根据受力分析,得出揉捻盖受到茶叶挤压力时力传导方向是垂直向上的结论。2）仿真结果表明,除去开始力的突变过程,总体上CONTACT＿1与SFORCE＿1的大小基本接近,由此可推断出茶叶对揉捻盖的挤压力也会反作用到揉捻轴上,而且大小和方向非常接近。3）样机实验表明,采用自动加压的揉捻压力满足了“轻-重-轻”的茶叶揉捻工艺,且揉捻效率相较于手动加压茶叶揉捻机的揉捻效率平均提升了28.5%,茶叶锁紧成条,品质更加稳定,茶味更加香醇。     

一种设有除杂功能的茶叶揉捻装置的设计与分析

【目的】绿茶的加工工序主要包括杀青、揉捻和干燥,其中揉捻是适当破坏鲜叶组织,使茶汁渗出,让茶叶卷曲成条塑形。现有的茶叶揉捻装置无法连续对杀青后的茶叶进行揉捻,加工效率较低,且会混入茶梗和碎叶而降低成品茶叶的品质。【方法】研究小组提出一种设有除杂功能的茶叶揉捻装置,通过设置揉捻锥、锥形锅和伸缩杆,实现连续化揉捻以提高茶叶揉捻效率。通过设置筛选箱、筛板、凸轮盘、连杆和凸轮电机,以便于将揉捻前的茶叶中的细小茶梗和碎叶剔除。【结果与结论】该装置能够对杀青后的茶叶进行连续揉捻,提高茶叶揉捻加工的效率,且便于将揉捻前的茶叶中的细小茶梗和碎叶剔除,从而提高成品茶叶品质。但是还存在以下两个问题：揉捻机智能化水平不高,尚不能根据鲜叶原料的老嫩程度智能地选择机械揉捻工艺参数;揉捻叶内部压力及其细胞破碎率尚不能实时检测,影响了揉捻工艺参数的反馈及实时调整。     

基于PLC的茶叶揉捻机压力动态调节方法研究*

传统茶叶揉捻机在工作时,茶叶在揉捻桶内不停翻滚,导致茶叶受到的压力忽大忽小,变化剧烈,对压力无法量化和精准控制,针对以上问题,提出了一种揉捻压力实时动态调节的控制方法,对控制系统的硬件、算法和程序进行了详细的阐述,该系统能将压力值量化,确保了揉捻压力控制的动态调节、实时性和精准控制,试验表明,加装了该系统的茶叶揉捻机在成条率、碎茶率和生产效率方面均达到了行业标准要求。     

茶叶揉捻机外揉盘凹倾角对揉捻特性的影响研究

以茶叶揉捻机的揉捻作业为基础,以茶叶揉捻机的外揉盘凹倾角为研究对象,分析了茶叶揉捻机凹倾角对揉捻特性的影响关系。文章主要利用有限元分析软件ANSYS,分析凹倾角与外揉盘最大应力之间的关系,并得到外揉盘最大应力随凹倾角的变化的趋势。从分析的结果来看,当凹倾角达到5°附近时,茶叶揉捻装置的揉捻特性较好,可对进一步的提高茶叶揉捻作业的水平提供借鉴。     

茶叶智能化揉捻设备自动喂料装置的设计和试验

为提升茶叶揉捻过程的机械化、自动化水平,降低茶农劳动强度,提高茶叶生产效率,课题组对某型号茶叶智能化揉捻设备进行了自动喂料装置设计,简述了自动喂料装置的结构,介绍了自动喂料装置的功能以及工作原理,并对样机进行试验。试验结果表明,该自动喂料装置能够满足该型号茶叶智能化揉捻设备的自动喂料需求。     

滚筒式茶叶揉捻机的试验研究

揉捻是茶叶初步成形和叶细胞破碎的关键。现有的揉捻机揉捻质量较高，但也存在质量依赖操作者技能，效率不高等影响茶叶产业发展的问题。为此对这些问题进行了分析，探讨了解决问题的方法，介绍了连续式揉捻机的结构，并就揉捻性能与现有的揉捻机进行了对比分析。     

北方茶叶生产线揉捻机的设计优化与试验

针对目前揉捻机存在自动化水平低、揉捻质量不稳定且不适用于北方茶叶的加工等问题,对揉捻机的加压机构及揉捻盘的结构进行研究,分析茶叶在揉捻时的运动规律对凹倾角及棱骨进行优化,基于ADAMS及ANSYS验证揉捻机的结构设计和参数优化的合理性,根据优化参数进行样机试制并进行揉捻试验,结果表明:优化后的揉捻盘凹倾角为6°,棱骨为14根时,生产率为75.5 kg/h,成条率为90.8%,细胞破坏率为58.6%,碎茶率为1.86%,跑茶率为0.75%及空载噪声为71.3 dB(A)。检验结果均比优化前有明显地改善,且满足茶叶加工工艺的要求,对提高茶叶的质量有重大意义。     

基于云计算平台的农田土壤墒情信息系统设计

土壤墒情是精细农业发展的关键,传统的土壤墒情监测手段落后,仅仅依靠手持设备进行人工采集,需要耗费大量的人力物力,且墒情信息获取缺乏实时性和全面性,对农田灌溉工作和农作物的生长造成了较大的影响。为此,引入了云计算技术,构建了基于云计算平台的农田土壤墒情信息系统,通过对土壤墒情信息系统的功能需求分析,完成了信息系统总体架构的设计,并对土壤墒情信息处理流程进行了优化分析。研究结果表明:基于云计算平台的农田土壤墒情信息系统能够保证墒情信息获取的实时性、有效性,同时墒情信息采集全面,数据共享及时,对实现精细农业具有主要意义。     

基于Hadoop云平台的联合收割机远程监控系统研究

建立了云计算的海量数据处理数学模型和算法,并将Hadoop分布式计算方法引入到了数据库处理系统中,实现了数据库数据的自动分区和主从节点的设置,以及数据的分布式计算功能,得到了数据的处理速度、容量和传输速率等系统性能参数;结合农业生产中联合收割机应用越来越广泛,加之农田小路比较狭窄,给农田交通运输带来了的巨大压力等问题,提出了一套能够提供定位、监控、导航、车况采集等综合服务的联合收割机远程监控系统。通过对系统的测试,证明云存储平台在联合收割机监控系统中具有良好的表现,并具有很好的扩展性,为现代化的农业收割机监控系统提供了优越的条件。     

基于Arduino和NB-IoT的棉田环境监测系统设计

针对传统的棉田环境监测监测系统网络中传输距离短、功耗高、网络结构复杂、信号在传输过程中易受干扰等缺点,以Arduino开发板和NB-IoT无线传输技术为核心技术,设计了一种基于高度集成化、广覆盖、低功耗的棉田环境监测监测系统.系统以ATmega 328 P嵌入式芯片为主控制器,感知层通过终端节点采集温湿度及氮磷钾、电导...     

基于嵌入式云计算平台的采棉机监控系统设计

为了提高采棉机的自主导航能力,实现采棉机路径规划的在线控制,对采棉机的智能监控系统进行了设计研究,并将多嵌入式平台引入到了智能控制系统中,采用云处理计算方式对多平台节点进行连接,实现了采棉地块视频采集和处理的实时性和智能化。为了验证智能监控系统的可靠性,在棉田对采棉机的智能监控系统进行了实地测试和功能验证。通过测试表明:该监控系统可使采棉机完成路径规划,能够高精度地完成路径在线追踪,其采净率高、落地棉率和含杂率较低,符合大型机械采棉自动化设计的需求。本次研究为云处理技术在嵌入式平台上的应用提供了有效解决方法,对于大型智能机械装备自动化和信息化监控仪器开发具有指导和借鉴意义。     

基于北斗卫星通信的林区小气候监测系统研究

为实现无手机信号林区生态系统参数的实时监测,基于北斗卫星短报文、物联网和云存储等技术,设计了一种林区小气候实时监测系统。该系统由小气候监测站、云服务器和系统软件构成,可实现林区大气、土壤、光照和植物等多参量的实时监测、云存储、动态查询、报表生成和大数据分析。系统对森林火险天气指标的计算进行平滑处理,加入了枯枝落叶层土壤湿度火险因子,实现了森林火险天气等级预报功能,为局部林区的防火预警服务。通过2017年3—5月在北京鹫峰国家森林公园的连续测试实验,3个小气候监测站可以稳定可靠地获取11种林区小气候数据,北斗卫星传输正确率分别为98.57%、99.43%和99.59%,达到了对林区小气候进行长期实时监测的目的,通信费用低于铱星卫星通信。该系统自2016年在北京、内蒙古、河北和河南等地推广应用,为林区的生态大数据获取和分析提供服务。     

云制造环境下知识云能力量化评估方法研究

云制造是一种智能化制造新模式,知识是支撑云制造服务系统运行的核心。但对知识云及其服务能力、影响因素和评估方法的研究尚不够深入。在建立知识云能力整体特征评估体系基础上,提出了一种基于云推理的量化评估方法。通过对知识能力评估指标的云化处理,采用知识能力云的期望和超熵对服务效能满意度进行定量评价,并构建了知识能力服务效能评估云推理发生器,实现通过知识能力变化云描述服务满意度的变化情况,为最大限度保障云制造系统知识资源与知识能力共享和按需使用提供智能化支持。实验表明,该方法较好地实现了知识云能力的最大效能服务过程,对云制造环境下知识云能力服务效能综合评估进行了有益的探索。     

甘蔗联合收割机作业远程信息平台设计与实现

甘蔗收割机作业工况数据的实时监测具有重要的实际意义,设计并实现一种基于云平台的甘蔗收割机作业远程信息平台。通过PLC、CAN总线和Modbus协议完成车载端的现场作业数据实时采集,使用通信模块并采用MQTT协议将数据上传到云平台,终端用户可以通过手机App或Web访问云数据,实现移动终端对甘蔗收割机作业工况数据的实时监测。通过现场测试结果表明：在1.52 h内,实际收到甘蔗收割机实时传来数据5 465条,数据丢失7条,数据准确率为99.88%,丢失率为0.12%。该系统对甘蔗收割机数据监测参数准确,实时性高,能够实现甘蔗联合收割机作业数据的实时采集、远程传输、数据储存与分析等功能,为甘蔗联合收割机的智能化与信息化应用提供了技术支撑。     

基于嵌入式的农田灌溉管网漏损智能无线监测系统设计

农田灌溉对于提高农作物产量具有重要作用,灌溉管网漏损实时在线监测对提升农田用水效率具有积极的现实意义。本文设计基于嵌入式的农田灌溉管网漏损智能监测系统,通过压电加速度传感器、压力变送器和超声波流量计等传感器信号采集,获取农田灌溉管网的振动噪声、水压和流量等数据,通过嵌入式单片机自适应滤波处理后,应用4G无线数据通信模块,将传感器采集的数据传输到云平台,云平台应用管理软件系统对灌溉管网监测数据进行实时处理和分析,从而准确确定灌溉管网漏损情况。试验结果表明,在非灌溉时间测试管网漏损状态,系统能够有效采集噪声、水压和流量等传感器数据,噪声数值超过预警值80 dB并进行报警。数据在无线网络中传输稳定高效,数据无线传输延时小于1.8 s。云平台应用管理软件系统功能正常,数据查询平均响应时间小于1.2 s。系统部署实施快捷,可广泛应用于农田灌溉管网运行状态实时监测,有效提高农田灌溉用水效率进而实现用水精细化管理。     

采棉机智能监控系统的设计与研究——基于嵌入式云计算平台

近年来,越来越多的虚拟仪器技术及相应的机械设备得到了一定的推广普及,且在工业生产、农业生产领域取得了巨大效益。为此,基于嵌入式云计算平台设计了一种车载式采棉机自动监测控制系统。以我国新疆棉花生产、采摘作为探究对象,重点介绍了安装车载监控终端如何对采棉机作业位置信息与状态数据进行实时自动采集。