茶葉切割機控制系統設計

羅安杰

（北華大學電氣與信息工程學院，吉林省吉林市132021）

在大批量的茶葉采摘工作中，單一的勞動力進行采摘進展緩慢，對于需要及時采摘的茶葉而言，往往會耽誤制茶的關鍵時機，從而影響茶葉制成茶湯的成色與氣味。此時，采用茶葉切割機進行茶葉的采摘工作，可以有效地避免此類問題，茶葉切割機的工作效率與工作質量都遠遠的高于人工采摘的水準。因此，在大面積的茶葉生產基地中，機械化的茶葉切割機應用十分的常見。但是隨著茶葉采摘質量要求的不斷提升，茶葉切割機控制系統的設計要求也被不斷地拔高。

1 茶葉采摘的需求

在不同地區與不同氣候所種植的茶葉有著不同的采摘的需求，合理的采摘需求可以促使茶葉穩產與高產以及優產。茶葉的采摘不僅要結合市場的需要，而且還需要對采摘方式進行把關。如，在茶葉采摘的過程中，不能用指甲將茶葉掐斷，將茶葉采摘下來后也不能夠長期的放在手中，應該讓茶葉緩緩地落至手心再放入筐中。茶葉采摘的需求可以從以下幾個方面考慮。如，大批量的茶葉非常需要標準安全的采摘，來保證茶葉制作后的成色不會被破壞；茶葉在市場訂單需要的前提下，也要保證茶葉采摘的及時性；合理留葉是茶葉采摘十分重要的部分，這是茶葉能夠持續優產的保證。

1.1 標準采摘

標準化的采摘可以促使茶葉能夠長時間的穩定生產與高質量的生產，不會破壞茶葉的內容構造，能夠保證出茶效果良好。標準化的茶葉采摘需要考慮到茶樹正處于哪一個生長階段當中，不同生長階段的茶樹在采摘的過程中需要不同對待。如，面對幼齡的茶樹時，在采摘的過程中，應當要根據“打頂留葉”的采摘方式，這樣不僅不會破壞幼齡茶樹的生長機制，還能夠選取幼齡茶樹的嫩葉。有經驗的茶農在標準化采摘往往不會失手，但是在標準化采摘的過程中，面對大批量的茶葉采摘，工作量未免太大，這時候茶葉切割機就可以對其進行幫助。

1.2 及時采摘

采摘時節往往是在茶葉生產成熟的周期與茶葉市場訂單需要的共同作用下。但是茶葉市場的訂單在一般情況下會考慮到茶葉采摘的周期設定，因為對于茶葉而言，及時的采摘能夠保證茶葉的新鮮度，也有利于茶樹的優質高產。倘若一個周期批次的茶葉沒有經過及時采摘的話，不僅茶葉的新鮮度會受到一定的影響，而且茶樹的再次抽生也會受到影響。如果在茶葉采摘期前后遇到陰雨天，那么對于茶葉采摘而言，無疑是雪上加霜，茶葉切割機高速率的采摘能夠幫助茶葉在采摘周期中被成功采摘。

1.3 合理留葉

在茶葉采摘的過程中需要對茶樹進行合理的留葉，根據不同茶樹的長勢留葉，能夠讓茶樹在較長時間內持續為茶葉生產者創收經濟效益。針對不同生長階段的茶樹，留葉的方式都不相同。如，面對成年茶樹的采摘，采摘原則通常是“以采為主，采留結合，及時開采”，打油茶要求茶農選取基本成熟的新梢和對夾的兩至三片葉子來采摘。合理留葉對于傳統人工采摘來說不是難事，但是對于機械化的切割機來說，在控制系統的設計就需要加強，以免破壞茶樹需要留下的葉子。

2 茶葉切割機設計

我國現階段的茶葉產量十分龐大，但是對于茶葉機械化切割機的應用并不十分普遍，較常出現在大型茶葉農場中，但是對于中小型的農場，茶葉切割機并未十分普及。與此同時，我國現階段的茶葉切割機的設計落后于歐美日等國家。傳統人工的采摘與機械化的切割機作業相比，雖然采摘的工作更為的細致，但是茶葉采摘的作業效率較為低下，而茶葉收割機能夠很好的彌補傳統人工采摘的缺陷。在對茶葉切割機控制系統進行設計時可以從以下三個方面入手。

2.1 標準化設計

茶葉切割機的控制系統設計應當要滿足標準化的采摘需求。茶葉切割機的設計要保證茶葉的葉片不受到機器的破壞，這就要求茶葉切割機的設計需要更加的輕柔化。如，在切割機與茶葉的接觸中，應該要設計一些仿制手指的結構零件，模擬人工手指對葉片的觸摸，使得切割機更加精準輕柔的對需要采摘的茶葉進行摘取，讓切割機采摘下來的嫩芽保存完好，發揮嫩芽的制作成色效果。

2.2 靈活化設計

目前不少大型農場的茶葉切割機都存在著的問題就是切割機的作業不夠靈活，常常會在作業的過程中對一些茶葉造成破損傷害，采摘質量欠佳的茶葉，如此一來，茶葉所獲得的經濟效益就會大大降低。對于如何使茶葉切割機的控制系統設計更加靈活化這個問題，可以借鑒澳大利亞的茶葉收獲機作業的設計。如，茶葉的收獲機具有篩選的功能，自動選擇成熟的茶葉進行采摘，并且采摘的方式也不是整體切割，而是通過靈活的比較，選擇質量好的茶葉進行采取。

2.3 自動化設計

高度自動化的茶葉切割機的設計不僅可以充分地提高茶葉采摘作業的質量，而且可以極大限度解放人們的雙手。自動化的茶葉收割機可以自行判斷出需要進行采摘的茶葉，促使收割機采摘的茶葉屬于一個標準化的茶葉制作原料。與此同時，自動化的茶葉收割機可以充分自由的運用在不同地形地勢的茶葉農場之中，幫助茶農進行多批量的茶葉收割。高度自動化的茶葉收割機能夠替代更多茶農的作業，有效地提升茶葉的采摘作業。

3 茶葉切割機的應用

我國現階段的機械化茶葉切割機的推廣程度不高，許多農場仍然處于傳統手工采摘茶葉的階段當中。這與我國茶葉切割機的采摘技術水準的不足有著很大的聯系，我國茶葉切割機控制系統的設計還有著很長一段路要走，但是茶葉切割機固有的優勢，也讓切割機在茶葉農場的廣泛使用成為不可阻擋的趨勢之一。如，茶葉切割機可以減少采摘的成本，隨著機械化水平的發展，機器的成本會大大小于人工；切割機的高效率作業能夠縮減采摘周期；能夠促進標準采摘，方便后期茶葉成品的制作。

3.1 減少采摘成本

茶葉切割機的應用能夠有效地減少采摘的成本，不必在基礎性的采摘作業中投入更多的人力物力財力。可以將更多的資金投入到茶葉的生產與經營當中，提高茶葉成品的質量，由此擴展茶葉的市場環境。與此同時茶葉企業也能有更多的時間精力將目光投射到國際市場當中，在更大的舞臺中展現東方茶葉的魅力。

3.2 縮減采摘周期

高性能茶葉切割機的使用能夠達到高效率的采摘作業。如，有數據顯示4到6臺切割機能夠取代50個茶農進行茶葉的采摘，通過茶農對切割機進行遠程操作，就可以便利地完成采摘工作。這不僅可以縮減茶葉采摘的周期，讓茶農能夠更快的搶占茶樹生產的最佳采摘周期，還能夠避免茶農在陽光下進行高溫作業，而引發的系列身體不適。與此同時，也能夠使得茶農在雨季來臨之前完成采摘。

3.3 促進標準采摘

我國是茶葉生產的大國，也是茶葉的故鄉。隨著茶葉采摘質量要求的不斷提升，茶葉切割機控制系統的設計要求也被不斷地拔高。茶葉的生產量居于世界榜首，且生產量的規模仍然在不斷地上升。標準化的采摘一直是茶葉良好制作的要求之一，因為標準化的采摘既不會對茶葉的葉片造成技術性的破壞，還能夠使得茶樹持續保持優良的生產狀態。高度自動化與靈活化的切割機能讓采摘的過程更加的人性化，加入控制系統的計算機識別，茶葉切割機能夠幫助茶農分辨茶樹生產的質量狀態，自主選擇質量上乘的茶葉進行采摘。

4 結論

隨著茶葉采摘質量要求的不斷提升，茶葉切割機控制系統的設計要求也被不斷地拔高。鑒于此，筆者對茶葉切割機控制系統設計的方向進行探討，有利于為我國茶葉切割機技術的不斷發展尋找新思路，促進茶葉采摘的機械化作業的進一步發展。