茶叶切割机控制系统设计

2019-01-07罗安杰

福建茶叶 2019年3期

罗安杰

（北华大学电气与信息工程学院，吉林省吉林市132021）

在大批量的茶叶采摘工作中，单一的劳动力进行采摘进展缓慢，对于需要及时采摘的茶叶而言，往往会耽误制茶的关键时机，从而影响茶叶制成茶汤的成色与气味。此时，采用茶叶切割机进行茶叶的采摘工作，可以有效地避免此类问题，茶叶切割机的工作效率与工作质量都远远的高于人工采摘的水准。因此，在大面积的茶叶生产基地中，机械化的茶叶切割机应用十分的常见。但是随着茶叶采摘质量要求的不断提升，茶叶切割机控制系统的设计要求也被不断地拔高。

1 茶叶采摘的需求

在不同地区与不同气候所种植的茶叶有着不同的采摘的需求，合理的采摘需求可以促使茶叶稳产与高产以及优产。茶叶的采摘不仅要结合市场的需要，而且还需要对采摘方式进行把关。如，在茶叶采摘的过程中，不能用指甲将茶叶掐断，将茶叶采摘下来后也不能够长期的放在手中，应该让茶叶缓缓地落至手心再放入筐中。茶叶采摘的需求可以从以下几个方面考虑。如，大批量的茶叶非常需要标准安全的采摘，来保证茶叶制作后的成色不会被破坏；茶叶在市场订单需要的前提下，也要保证茶叶采摘的及时性；合理留叶是茶叶采摘十分重要的部分，这是茶叶能够持续优产的保证。

1.1 标准采摘

标准化的采摘可以促使茶叶能够长时间的稳定生产与高质量的生产，不会破坏茶叶的内容构造，能够保证出茶效果良好。标准化的茶叶采摘需要考虑到茶树正处于哪一个生长阶段当中，不同生长阶段的茶树在采摘的过程中需要不同对待。如，面对幼龄的茶树时，在采摘的过程中，应当要根据“打顶留叶”的采摘方式，这样不仅不会破坏幼龄茶树的生长机制，还能够选取幼龄茶树的嫩叶。有经验的茶农在标准化采摘往往不会失手，但是在标准化采摘的过程中，面对大批量的茶叶采摘，工作量未免太大，这时候茶叶切割机就可以对其进行帮助。

1.2 及时采摘

采摘时节往往是在茶叶生产成熟的周期与茶叶市场订单需要的共同作用下。但是茶叶市场的订单在一般情况下会考虑到茶叶采摘的周期设定，因为对于茶叶而言，及时的采摘能够保证茶叶的新鲜度，也有利于茶树的优质高产。倘若一个周期批次的茶叶没有经过及时采摘的话，不仅茶叶的新鲜度会受到一定的影响，而且茶树的再次抽生也会受到影响。如果在茶叶采摘期前后遇到阴雨天，那么对于茶叶采摘而言，无疑是雪上加霜，茶叶切割机高速率的采摘能够帮助茶叶在采摘周期中被成功采摘。

1.3 合理留叶

在茶叶采摘的过程中需要对茶树进行合理的留叶，根据不同茶树的长势留叶，能够让茶树在较长时间内持续为茶叶生产者创收经济效益。针对不同生长阶段的茶树，留叶的方式都不相同。如，面对成年茶树的采摘，采摘原则通常是“以采为主，采留结合，及时开采”，打油茶要求茶农选取基本成熟的新梢和对夹的两至三片叶子来采摘。合理留叶对于传统人工采摘来说不是难事，但是对于机械化的切割机来说，在控制系统的设计就需要加强，以免破坏茶树需要留下的叶子。

2 茶叶切割机设计

我国现阶段的茶叶产量十分庞大，但是对于茶叶机械化切割机的应用并不十分普遍，较常出现在大型茶叶农场中，但是对于中小型的农场，茶叶切割机并未十分普及。与此同时，我国现阶段的茶叶切割机的设计落后于欧美日等国家。传统人工的采摘与机械化的切割机作业相比，虽然采摘的工作更为的细致，但是茶叶采摘的作业效率较为低下，而茶叶收割机能够很好的弥补传统人工采摘的缺陷。在对茶叶切割机控制系统进行设计时可以从以下三个方面入手。

2.1 标准化设计

茶叶切割机的控制系统设计应当要满足标准化的采摘需求。茶叶切割机的设计要保证茶叶的叶片不受到机器的破坏，这就要求茶叶切割机的设计需要更加的轻柔化。如，在切割机与茶叶的接触中，应该要设计一些仿制手指的结构零件，模拟人工手指对叶片的触摸，使得切割机更加精准轻柔的对需要采摘的茶叶进行摘取，让切割机采摘下来的嫩芽保存完好，发挥嫩芽的制作成色效果。

2.2 灵活化设计

目前不少大型农场的茶叶切割机都存在着的问题就是切割机的作业不够灵活，常常会在作业的过程中对一些茶叶造成破损伤害，采摘质量欠佳的茶叶，如此一来，茶叶所获得的经济效益就会大大降低。对于如何使茶叶切割机的控制系统设计更加灵活化这个问题，可以借鉴澳大利亚的茶叶收获机作业的设计。如，茶叶的收获机具有筛选的功能，自动选择成熟的茶叶进行采摘，并且采摘的方式也不是整体切割，而是通过灵活的比较，选择质量好的茶叶进行采取。

2.3 自动化设计

高度自动化的茶叶切割机的设计不仅可以充分地提高茶叶采摘作业的质量，而且可以极大限度解放人们的双手。自动化的茶叶收割机可以自行判断出需要进行采摘的茶叶，促使收割机采摘的茶叶属于一个标准化的茶叶制作原料。与此同时，自动化的茶叶收割机可以充分自由的运用在不同地形地势的茶叶农场之中，帮助茶农进行多批量的茶叶收割。高度自动化的茶叶收割机能够替代更多茶农的作业，有效地提升茶叶的采摘作业。

3 茶叶切割机的应用

我国现阶段的机械化茶叶切割机的推广程度不高，许多农场仍然处于传统手工采摘茶叶的阶段当中。这与我国茶叶切割机的采摘技术水准的不足有着很大的联系，我国茶叶切割机控制系统的设计还有着很长一段路要走，但是茶叶切割机固有的优势，也让切割机在茶叶农场的广泛使用成为不可阻挡的趋势之一。如，茶叶切割机可以减少采摘的成本，随着机械化水平的发展，机器的成本会大大小于人工；切割机的高效率作业能够缩减采摘周期；能够促进标准采摘，方便后期茶叶成品的制作。

3.1 减少采摘成本

茶叶切割机的应用能够有效地减少采摘的成本，不必在基础性的采摘作业中投入更多的人力物力财力。可以将更多的资金投入到茶叶的生产与经营当中，提高茶叶成品的质量，由此扩展茶叶的市场环境。与此同时茶叶企业也能有更多的时间精力将目光投射到国际市场当中，在更大的舞台中展现东方茶叶的魅力。

3.2 缩减采摘周期

高性能茶叶切割机的使用能够达到高效率的采摘作业。如，有数据显示4到6台切割机能够取代50个茶农进行茶叶的采摘，通过茶农对切割机进行远程操作，就可以便利地完成采摘工作。这不仅可以缩减茶叶采摘的周期，让茶农能够更快的抢占茶树生产的最佳采摘周期，还能够避免茶农在阳光下进行高温作业，而引发的系列身体不适。与此同时，也能够使得茶农在雨季来临之前完成采摘。

3.3 促进标准采摘

我国是茶叶生产的大国，也是茶叶的故乡。随着茶叶采摘质量要求的不断提升，茶叶切割机控制系统的设计要求也被不断地拔高。茶叶的生产量居于世界榜首，且生产量的规模仍然在不断地上升。标准化的采摘一直是茶叶良好制作的要求之一，因为标准化的采摘既不会对茶叶的叶片造成技术性的破坏，还能够使得茶树持续保持优良的生产状态。高度自动化与灵活化的切割机能让采摘的过程更加的人性化，加入控制系统的计算机识别，茶叶切割机能够帮助茶农分辨茶树生产的质量状态，自主选择质量上乘的茶叶进行采摘。