CN120205488A 一种用于精制茶叶生产的色选机

(19)国家知识产权局(71)申请人深圳市新荣阳食品科技有限公司地址518000广东省深圳市罗湖区笋岗街道田心社区梨园路与梅园路交汇处东北侧深业泰富广场A座1803(74)专利代理机构重庆百润洪知识产权代理有限公司50219专利代理师刘立春B07C5/342(2006.01)B07C5/02(2006.01)B07BA23FG01NG01N(54)发明名称一种用于精制茶叶生产的色选机本发明涉及茶叶加工的技术领域，尤其是涉及一种用于精制茶叶生产的色选机，其包括进料进料系统设有离心分散盘，其呈锥形螺旋结构，所述离心分散盘的盘面设有扰流凸起；所述光学检测系统包含多层动态光源模块；所述分选机构位于所述光学检测系统下方用以对茶叶进行再21.一种用于精制茶叶生产的色选机，包括进料系统(1)、光学检测系统(2)、分选机构所述进料系统(1)设有离心分散盘(11),其呈锥形螺旋结构，所述离心分散盘(11)的盘面设有扰流凸起(111);所述光学检测系统(2)包含多层动态光源模块(22);所述分选机构(3)位于所述光学检测系统(2)下方用以对茶叶进行再分选。2.根据权利要求1所述的一种用于精制茶叶生产的色选机，其特征在于：所述进料系统(1)还包括振动单元(12)以及驱动件(13),所述振动单元(12)安装于所述离心分散盘(11)底部且与所述光学检测系统(2)连接，所述驱动件(13)用以驱动所述离心分散盘(11)振动。3.根据权利要求2所述的一种用于精制茶叶生产的色选机，其特征在于：所述振动单元(12)包括外壳体(121)以及多组内振动层(122);所述外壳体(121)为柔性材质，其两端分别和所述离心分散盘(11)底部以及所述光学检测系统(2)连接；所述内振动层(122)包括隔板(123)以及振动元件(124),多组内振动层(122)通过隔板(123)分隔，振动元件(124)用以实现所述外壳体(121)压缩伸张后的复位。4.根据权利要求3所述的一种用于精制茶叶生产的色选机，其特征在于：相邻的所述内振动层(122)之间的所述振动元件(124)之间连接有阻尼球(125)。5.根据权利要求1所述的一种用于精制茶叶生产的色选机，其特征在于：所述光学检测系统(2)由环形排列的LED光源与近红外光源交替组成。6.根据权利要求5所述的一种用于精制茶叶生产的色选机，其特征在于：所述LED光源以及所述近红外光源通过环形导轨安装，光源照射方向与摄像头呈45°夹角。7.根据权利要求5所述的一种用于精制茶叶生产的色选机，其特征在于：所述光学检测系统(2)内还设置有高压气流喷嘴(23),所述高压气流喷嘴(23)的喷嘴内部设有锥形导流8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种用于精制茶叶生产的色选机，其特征在于：所述分选机构(3)包括分选单元(31),所述分选单元(31)包括机械筛网(311)、振动电机(312)以及导流管(313),所述机械筛网(311)用以对茶叶进行再次分选，所述振动电机(312)输出端与所述机械筛网(311)连接驱动机械筛网(311)振动，所述导流管(313)位于所述机械筛网(311)下方。9.根据权利要求8所述的一种用于精制茶叶生产的色选机，其特征在于：所述分选单元(31)可设置成多组。3一种用于精制茶叶生产的色选机技术领域[0001]本发明涉及茶叶加工的技术领域，尤其是涉及一种用于精制茶叶生产的色选机。背景技术[0002]在茶叶精制生产过程中，色选机是去除杂质如茶梗、黄叶、虫蛀叶、异色颗粒及非茶类异物的核心设备，其基于物料颜色差异实现精准分选。目前主流色选机的工作原理是通过光学检测系统识别目标物与背景的色差，结合高速执行机构将杂质剔除，以确保茶叶品质和外观一致性。[0003]现有色选机的结构包括进料系统、光学检测系统、分选机构以及控制单元，其中进料系统采用振动给料器或传送带，使茶叶均匀分散为单层进入检测区域。光学检测系统由为阵列式高速气流喷嘴或微型机械臂，根据检测信号喷吹剔除杂质。控制单元集成图像处理算法和分选逻辑，实时控制执行机构动作。[0004]茶叶通过进料系统均匀输送至光学检测区，摄像头在特定光源下采集物料图像，控制单元分析颜色、形状及亮度特征，识别出的杂质触发对应位置的气流喷嘴，将其吹离正常茶叶流，分选后的纯净茶叶进入收集仓，杂质则进入废料通道。[0005]现有色选机存在茶叶精制过程中杂质残留率高、优品率低且生产成本增加。发明内容[0006]针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种茶叶精制过程中杂质残[0007]本发明的上述申请目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于精制茶叶生产的色选机，包括进料系统、光学检测系统、分选机构及控制所述进料系统设有离心分散盘，其呈锥形螺旋结构，所述离心分散盘的盘面设有扰流凸起；所述光学检测系统包含多层动态光源模块；所述分选机构位于所述光学检测系统下方用以对茶叶进行再分选。[0008]作为本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机的一种进一步的实施方式，所述进料系统还包括振动单元以及驱动件，所述振动单元安装于所述离心分散盘底部且与所述光学检测系统连接，所述驱动件用以驱动所述离心分散盘振动。[0009]作为本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机的一种进一步的实施方式，所述振动单元包括外壳体以及多组内振动层；所述外壳体为柔性材质，其两端分别和所述离心分散盘底部以及所述光学检测系统连接；所述内振动层包括隔板以及振动元件，多组内振动层通过隔板分隔，振动元件用4以实现所述外壳体压缩伸张后的复位。[0010]作为本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机的一种进一步的实施方式，相邻的所述内振动层之间的所述振动元件之间连接有阻尼球。[0011]作为本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机的一种进一步的实施方式，所述光学检测系统由环形排列的LED光源与近红外光源交替组成。[0012]作为本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机的一种进一步的实施方式，所述LED光源以及所述近红外光源通过环形导轨安装，光源照射方向与摄像头呈45°夹角。[0013]作为本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机的一种进一步的实施方式，所述光学检测系统内还设置有高压气流喷嘴，所述高压气流喷嘴的喷嘴内部设有锥形导流[0014]作为本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机的一种进一步的实施方式，所述分选机构包括分选单元，所述分选单元包括机械筛网、振动电机以及导流管，所述机械筛网用以对茶叶进行再次分选，所述振动电机输出端与所述机械筛网连接驱动机械筛网振动，所述导流管位于所述机械筛网下方。[0015]作为本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机的一种进一步的实施方式，所述分选单元可设置成多组。[0016]综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术1.通过离心分散盘的锥形螺旋结构及扰流凸起产生紊流场，实现茶叶团块的解聚，从宏观分散到层间分离到最后单层铺展，同步启动的振动单元以施加反相位振动能量抵消其共振效应，最终使茶叶以匀速下落并形成单层分布，减少了因为茶叶成团导致的分选误差；2.光学检测系统利用RGB-W四色LED光源与近红外LED光源交替照射，通过色析以及近红外吸收谱进行双重验证机制识别茶叶品质，光源模块的控制配合可调滤波片，自适应匹配不同茶叶的光反射特性。附图说明[0017]图1是本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机一实施方式的整体结构示意图2是本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机一实施方式的进料系统和光学检测系统内部结构示意图；图3是本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机一实施方式的振动单元分布示意图；图4是本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机一实施方式的振动单元的内部结构示意图；图5是本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机一实施方式的分选机构的结构示意图。5具体实施方式[0019]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。[0020]参照图1-5,为本发明公开的一种用于精制茶叶生产的色选机，包括进料系统1、光学检测系统2、分选机构3及控制单元4。[0021]其中，进料系统1包括离心分散盘11、振动单元12以及驱动件13.其中，离心分散盘11采用食品级不锈钢制成的圆锥形螺旋渐开线结构，其顶部设有直径80-120mm的渐进式扩口，盘面以15°-25°倾角形成螺旋导流通道，离心分散盘1流凸起111的高度可设置为1.5—3mm,相邻扰流凸起111间距控制在5-8mm范围内，此处根据实际离心分散盘11的大小做具体调整，扰流凸起111首先可打散茶叶结团，便于茶叶形成单层均匀分布同时使得茶叶下落速度降低。振动单元12安装于离心分散盘11底部且与光学检测系统2连接，振动单元12为做为离心分散盘11的支撑构件。[0022]驱动件13则可选为伺服电机，优选额定功率0.75kW的三相伺服电机，其输出端通过法兰连接有表面渗氮处理的耐磨合金钢凸轮，凸轮的外缘与离心分散盘11侧壁保持0.5-1mm动态间隙，通过凸轮升程2-5mm的往复运动使得离心分散盘11产生振幅可调的机械振动，当伺服电机启动的时候，离心分散盘11在凸轮的带动下振动，伺服电机采用闭环矢量控制方式，转速通过变频器精确调节至50-300rpm范围。[0023]关于振动单元12,其包括外壳体121以及多组内振动层122,外壳体121呈椭球状，采用邵氏硬度40-60A的硅橡胶或聚氨酯弹性体模制而成，壁厚控制在2-4mm范围内，其两端可通过法兰分别和离心分散盘11底部以及光学检测系统2连接。内振动层122则包括隔板123以及振动元件124,多组内振动层122之间通过隔板123分隔，隔板123采用厚度0.5-1mm的304不锈钢波纹板，可在其上开设有直径3-5mm的蜂窝状通孔阵列以优化应力分布，振动元件124可优选采用弹簧组件实现，具体为直径0.8-1.2mm的60Si2MnA弹簧钢丝绕制的螺旋压缩弹簧，弹簧组件的预压缩量设置为总行程的20%～30%,工作时可产生0.5-3mm的往复振幅，振动频率响应范围为5-15Hz。当外壳体121受外部激励产生压缩时，弹簧通过弹性形变储能；当外力撤除后，弹簧释放能量驱动外壳体121复位，形成持续振体121压缩伸张后的复位。[0024]图示实施例中为三组内振动层122,此处仅为示例性说明，并不对内振动层122的数量做具体限制，多组内振动层122之间的振动时的振幅不会完全一致，从而相互影响形成阻尼，进行使得振动单元12会产生高频振动，而不是大幅度振动，从而提高离心分散盘11的振动频率，减少因为茶叶分散不均而在光学检测系统2中形成分选误差的情况。实际在振动单元12在工作状态下可产生频率100-500Hz、振幅<0.5mm的高频微振动，该设计使茶叶分散均匀度提升至95%以上，有效将光学检测误差率控制在0.5‰以内。[0025]进一步的，相邻的内振动层122之间的振动元件124之间连接有阻尼球125,阻尼球125贯穿前述的隔板123,通过阻尼球125使得振动元件124之间难以形成共振，结构简单但使得振动单元12的高频振动更加稳定。6[0026]振动单元12设置为多个且沿离心分散盘11的底部阵列分布，作为离心分散盘11的支撑构件的同时实现离心分散盘11的高频振动。[0027]光学检测系统2包括呈矩体状的检测壳体21,检测壳体21开有落料口211以及杂质料口212,检测壳体21的内壁上安装有多层动态光源模块22,光学检测系统2由环形排列的指数>90的贴片式光源，单颗功率1.5-3W,近红外LED选用峰值波长850nm±10nm、辐射强度50-100mW/sr的扩散型器件。光源阵列外缘同轴装配有直径600mm的可旋转滤光片，滤光片基材为厚度2mm的光学级硼硅玻璃，表面镀覆12层干涉薄膜形成450-950nm带通滤光特性。[0028]动态光源模块22的外围可增设可旋转滤光片，用于适配不同茶叶种类的光谱需求，LED光源以及近红外光源通过环形导轨安装，导轨内置步进电机驱动光源水平旋转，旋转角度范围为0-180°,光源照射方向与摄像头呈45°夹角，该几何构型经光线追迹仿真优化，可确保茶叶表面照度均匀度>95%。光源模块支持PWM调光控制，亮度调节范围10%~[0029]作为本发明的一种进一步的实施方式，可在光学检测系统2外围设有防尘组件，包括环绕检测区的压缩空气气幕发生器及透明防静电树脂罩，气幕发生器喷口方向斜向下[0030]光学检测系统2内还设置有高压气流喷嘴23,高压气流喷嘴23采用模块化快拆设计，高压气流喷嘴23的内部设有锥形导流腔。腔体末端安装压电陶瓷片，用于根据控制信号调节气流脉冲频率。[0031]分选机构3位于学检测系统下方用以对茶叶进行再分选，分选机构3包括分选单元31,分选单元31包括机械筛网311、振动电机312以及导流管313.其中，机械筛网311用以对茶叶进行再次分选，振动电机312输出端与机械筛网311连接驱动机械筛网311振动，导流管313位于机械筛网311下方。[0032]应理解的，分选单元31可设置成多组，各分选单元31的机械筛网311的网孔尺寸按梯度递减设计，级间孔径差控制在0.5-1.5mm,通过多级协同筛选可将分选误差率降低至0.3%以下。合格茶叶经导流管313输送至自动包装机，流速控制在1-2m/s;未达标茶叶通过次品收集通道进入循环处理仓.其收集效率>98%。控制单元4通过总线同步调控各振动申机312的相位差与振幅，使相邻分选单元31产生5-15Hz的差频振动，有效消除物料堆积现[0033