黑茶渥堆自动检测控制方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种黑茶渥堆自动检测控制方法、装置及系统。该方法包括：扫描茶叶堆生成茶叶堆的点云数据；依据点云数据构建茶叶堆的三维模型；获取轨道式移动工具及其用于抓取茶叶的机械手的基本信息，轨道式移动工具与茶叶堆的相对位置关系；依据基本信息、相对位置关系以及三维模型构建出至少包括机械手与三维模型的相对坐标系；获取茶叶堆的发酵信息；依据发酵信息和相对坐标系，确定符合预设要求的堆料路径信息；依据堆料路径信息，控制轨道式移动工具运转并通过机械手抓取茶叶堆的茶叶完成翻堆作业。本发明专利技术具有成本低廉，且能根据黑茶渥堆过程中茶叶发酵情况，通过自动化检测控制从而实现自动翻堆的优点。

【技术实现步骤摘要】
黑茶渥堆自动检测控制方法、装置及系统
本专利技术涉及茶叶加工自动化
，尤其涉及一种黑茶渥堆自动检测控制方法、装置及系统。
技术介绍
黑茶是我国六大茶类之一，具有降血脂、减肥等多种功效。黑茶采用的原料较粗老，是压制紧压茶的主要原料。制作黑茶的工艺一般包括杀青、揉捻、渥堆和干燥四道工序。其中渥堆是形成黑茶品质的关键工序，一般利用烘青毛茶或晒青毛茶为原料，经过加湿回潮、渥堆发酵、分筛解块、干燥等步骤制成成品黑茶，有的还经过压制形成砖形、饼状等各种外形的产品。黑茶品种主要分为紧压茶与散装茶及花卷三大类。其中，紧压茶为砖茶，主要有茯砖、花砖、黑砖、青砖茶，俗称四砖，散装茶主要有天尖、贡尖、生尖统称为三尖，花卷茶有十两、百两、千两等。以青砖茶为例，目前青砖茶渥堆操作一般都通过人工操作来进行控制，人工控制堆料机的过程如下：操作人员根据中控人员的指令，将龙门轨道式移动工具开到指定位置后，操控龙门天车下降至合适的高度，天车张开钢爪再握紧以抓起茶叶，待天车的钢爪完全收拢后，操作人员操控天车上升至起始位置，随后，移动轨道式移动工具至选定的位置，天车张开钢爪，放下茶叶，至此完成一次茶叶的堆料工作，如此反复即可实现对整个茶堆的堆料工作。在上述渥堆的堆料作业过程中，从开始作业到作业完毕，全部是在中控人员的指令调动下由操作人员手动控制龙门天车来完成的。虽然上述过程中控制龙门轨道式移动工具行走和钢爪张开、握紧的操作可以实现自动化，但是观察堆料与龙门天车的距离的步骤需要依赖操作人员的判断，这也是茶叶堆料作业一直无法实现全自动控制的最大原因。现有黑茶制作技术中，茶叶堆在渥堆处理时通常会发酵不充分，需要至少2次以上进行翻料重新堆料，以便发酵充分，现有技术中通常是根据人工经验，观察发酵情况，进行手动重新堆料，整个过程人的因素很大，且操作耗时耗力，不仅不能总体保证黑茶品质，而且不利于规模化生产。最近，在制茶行业中，也有对制茶进行制动化的技术出现。如公告号为CN207266585U的专利文献公开一种黑茶渥堆自动化生产线，主要包括：上料输送机、加湿机、Z型输送机Ⅰ、渥堆机、皮带平输机Ⅰ、Z型输送机Ⅱ、筛分机、筛分机、皮带平输机Ⅱ、皮带平输机Ⅱ、Z型输送机Ⅲ、Z型输送机Ⅲ、烘干机、Z型输送机Ⅳ和摊凉平台，且筛分机出口端连接有Z型输送机Ⅴ、解块机、Z型输送机Ⅵ和Z型输送机Ⅲ。在渥堆的每个环节采用机械操作，通过PLC控制柜或计算机进行监测和控制。然而，上述现有的黑茶渥堆的自动化技术中，采用的设备过多，生产制造成本高昂，而且没有对采用PLC控制柜或计算机进行监测和控制方面没有给出技术说明。此外CN101744065A公开了一种普洱茶(熟茶)发酵加工系统，它依据普洱茶(熟茶)的加工的顺序依次由匀堆系统、流量控制系统，加湿系统，柜式存储发酵系统、温湿度检测系统、输送系统、自动控制系统构成。发酵加工系统中的各台储料柜中设置有自动测温测湿设备，保证了茶叶在整个渥堆发酵过程里始终处于时时检测状态，当检测信号超过设定值时，自动控制系统将会自动启动相对应的储柜进入出料状态，实现茶叶翻堆降温的工艺过程。上述普洱茶的发酵加工过程需要设计较多的系统构造，成本高昂，而且其自动控制系统没有给出明确的介绍。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种成本低廉且能根据黑茶渥堆过程中茶叶发酵情况通过自动化检测控制实现翻堆的黑茶渥堆自动检测控制方法、装置及系统。第一方面，为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种黑茶渥堆自动检测控制方法，其中，包括：扫描茶叶堆生成茶叶堆的点云数据；依据所述点云数据构建茶叶堆的三维模型；获取轨道式移动工具及其用于抓取茶叶的机械手的基本信息，所述轨道式移动工具与所述茶叶堆的相对位置关系；依据所述基本信息、所述相对位置关系以及所述三维模型构建出至少包括所述机械手与所述三维模型的相对坐标系；获取所述茶叶堆的发酵信息；依据所述发酵信息和所述相对坐标系，确定符合预设要求的堆料路径信息；依据所述堆料路径信息，控制所述轨道式移动工具运转并通过所述机械手抓取所述茶叶堆的茶叶完成翻堆作业。在一个较佳实施例中，所述扫描茶叶堆生成茶叶堆的点云数据，包括：采用3D激光雷达对茶叶堆进行激光扫描生成点云数据，其中，所述点云数据包括：扫描茶叶堆生成包含所述茶叶堆特征的多个点，每个点的信息包括三维坐标信息。在一个较佳实施例中，每个点的信息还包括：颜色信息及光反射强度信息中的至少一个。在一个较佳实施例中，所述获取所述茶叶堆的发酵信息还包括：获取所述茶叶堆的温度分布数据；获取所述茶叶堆的湿度分布数据；依据所述温度分布数据和所述湿度分布数据获得所述发酵信息。在一个较佳实施例中，所述获取轨道式移动工具及其用于抓取茶叶的机械手的基本信息，所述轨道式移动工具与所述茶叶堆的相对位置关系进一步包括：所述轨道式移动工具包括：轨道，可在所述轨道上滑动的移动载体，以及设于所述移动载体上的所述机械手、温度传感器以及湿度传感器；所述温度传感器与所述湿度传感器设于所述移动载体第一侧，所述机械手设于所述移动载体的与所述第一侧相对的第二侧，所述基本信息包括：所述轨道的长度信息、所述机械手的活动半径信息，所述轨道式移动工具与所述茶叶堆的相对位置关系包括：所述轨道、所述移动载体与所述茶叶堆的相对位置关系、所述机械手的抓取部分距离所述茶叶堆的顶部的距离信息。在一个较佳实施例中，所述依据所述堆料路径信息，控制所述轨道式移动工具运转并通过所述机械手抓取所述茶叶堆的茶叶完成翻堆作业包括：依据所述堆料路径信息，控制所述轨道式移动工具移动到所述茶叶堆上方预定位置；控制所述轨道和移动载体升降到距离所述茶叶堆顶部预定的距离，所述预定的距离便于所述机械手作业；控制所述机械手抓取茶叶堆的茶叶；控制所述轨道式移动工具返回初始位置，完成一次对所述茶叶堆的茶叶的抓取；控制所述轨道式移动工具根据所述堆料路径信息移动到预设的堆料位置；控制所述机械手将所抓取的茶叶放置到指定的位置，完成一次堆料；如上述往复循环进行抓取和堆料，直至对茶叶堆的茶叶实现完全翻堆作业。在一个较佳实施例中，所述黑茶为青砖茶、茯砖茶、花砖茶、黑砖茶、天尖茶、贡尖茶、生尖茶、十两茶、百两茶及千两茶中的一种。作为本专利技术的第二方面，本专利技术还提供一种黑茶渥堆自动检测控制装置，其中，包括：扫描模块，用于扫描茶叶堆生成茶叶堆的点云数据；三维模型构建模块，用于依据所述点云数据构建茶叶堆的三维模型；获取模块，用于获取轨道式移动工具及其用于抓取茶叶的机械手的基本信息，所述轨道式移动工具与所述茶叶堆的相对位置关系；坐标系构建模块，用于依据所述基本信息、所述相对位置关系以及所述三维模型构建出至少包括所述机械手与所述三维模型的相对坐标系；发酵信息获取模块，用于获取所述茶叶堆的发酵信息；堆料路径信息确定模块，用于依据所述发酵信息和所述相对坐标系，确定符合预设要求的堆料路径信息；翻堆控制模块，用于依据所述堆料路径信息，控制所述轨道式移动工具运转并通过所述机械手抓取所述茶叶堆的茶叶完成翻堆作业。作为本专利技术的第三方面，本专利技术还提供一种黑茶渥堆自动检测控制系统，所述系统包括：计算机、轨道式移动工具，所述计算机包括处理器和存储器，所述轨道式移动工具包括：轨道，可在所述轨道上滑动的移动载体，以及设于所述移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种黑茶渥堆自动检测控制方法，其特征在于，包括：扫描茶叶堆生成茶叶堆的点云数据；依据所述点云数据构建茶叶堆的三维模型；获取轨道式移动工具及其用于抓取茶叶的机械手的基本信息，所述轨道式移动工具与所述茶叶堆的相对位置关系；依据所述基本信息、所述相对位置关系以及所述三维模型构建出至少包括所述机械手与所述三维模型的相对坐标系；获取所述茶叶堆的发酵信息；依据所述发酵信息和所述相对坐标系，确定符合预设要求的堆料路径信息；依据所述堆料路径信息，控制所述轨道式移动工具运转并通过所述机械手抓取所述茶叶堆的茶叶完成翻堆作业。

【技术特征摘要】
1.一种黑茶渥堆自动检测控制方法，其特征在于，包括：扫描茶叶堆生成茶叶堆的点云数据；依据所述点云数据构建茶叶堆的三维模型；获取轨道式移动工具及其用于抓取茶叶的机械手的基本信息，所述轨道式移动工具与所述茶叶堆的相对位置关系；依据所述基本信息、所述相对位置关系以及所述三维模型构建出至少包括所述机械手与所述三维模型的相对坐标系；获取所述茶叶堆的发酵信息；依据所述发酵信息和所述相对坐标系，确定符合预设要求的堆料路径信息；依据所述堆料路径信息，控制所述轨道式移动工具运转并通过所述机械手抓取所述茶叶堆的茶叶完成翻堆作业。2.根据权利要求1所述的黑茶渥堆自动检测控制方法，其特征在于，所述扫描茶叶堆生成茶叶堆的点云数据，包括：采用3D激光雷达对茶叶堆进行激光扫描生成点云数据，其中，所述点云数据包括：扫描茶叶堆生成包含所述茶叶堆特征的多个点，每个点的信息包括三维坐标信息。3.根据权利要求2所述的黑茶渥堆自动检测控制方法，其特征在于，每个点的信息还包括：颜色信息及光反射强度信息中的至少一个。4.根据权利要求1所述的黑茶渥堆自动检测控制方法，其特征在于，所述获取所述茶叶堆的发酵信息还包括：获取所述茶叶堆的温度分布数据；获取所述茶叶堆的湿度分布数据；依据所述温度分布数据和所述湿度分布数据获得所述发酵信息。5.根据权利要求1所述的黑茶渥堆自动检测控制方法，其特征在于，所述获取轨道式移动工具及其用于抓取茶叶的机械手的基本信息，所述轨道式移动工具与所述茶叶堆的相对位置关系进一步包括：所述轨道式移动工具包括：轨道，可在所述轨道上滑动的移动载体，以及设于所述移动载体上的所述机械手、温度传感器以及湿度传感器；所述温度传感器与所述湿度传感器设于所述移动载体第一侧，所述机械手设于所述移动载体的与所述第一侧相对的第二侧，所述基本信息包括：所述轨道的长度信息、所述机械手的活动半径信息，所述轨道式移动工具与所述茶叶堆的相对位置关系包括：所述轨道、所述移动载体与所述茶叶堆的相对位置关系、所述机械手的抓取部分距离所述茶叶堆的顶部的距离信息。6.根据权利要求5所述的黑茶渥堆自动检测控制方法，其特征在于，所述依据所述堆料路径信息，控制所述轨道式移动工具运转并通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：易甜，姚晶晶，崔文文，张惠贤，
申请(专利权)人：湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42