背景技术
茶叶(如高级龙井茶)的手工炒制过程一般分为青锅、回潮和回锅三道工序。青锅，即对新鲜茶叶杀青和初步造型的过程，当锅温达80℃～100℃时，涂抹少许油脂使锅内更光滑，投入约100克经摊放过的新鲜茶叶，开始以抓、抖手式为主，待散发一定量的水分后，逐渐改用搭、压、抖、甩等手式进行初步造型，压力由轻而重，达到理直成条、压扁成型的目的，炒至七、八成干时即起锅，历时约12分钟～15分钟。
起锅后进行薄摊回潮，摊凉后经筛分，筛底筛面茶分别进行回锅，摊凉回潮时间一般为40分钟～60分钟。
回锅目的是对茶叶进一步整形和炒干，通常四锅青锅叶合为一锅辉，叶量约250克。锅温60～70℃，需炒制20分钟～25分钟，锅温掌握低、高、低过程。手势压力逐步加重，主要采用抓、扣、磨、压、推等手法。其要领是手不离茶，茶不离锅。炒至茸毛脱落，扁平光滑，茶香透出，折之即断，含水量达5％～6％为适度，即可起锅，摊凉后簸去黄片，筛去茶末即成。
茶叶传统的手工炒制过程繁杂，由于全靠手工操作，每次炒制的茶叶量少，劳动强度大，且效率低。为了将传统的茶叶制作过程与现代化工业相结合，在保证茶叶品质的前提下提高茶叶的生产量，目前开发了一些适用于茶叶炒制的装置。
中国发明申请200510061278.0公开了一种电动炒茶机，电动机、炒锅和炒板均安装在机架上，炒锅为长槽形，其底面的至少一段为圆弧状，以转动轴为圆心；炒板通过连杆安装在转动轴上，贴合于炒锅，电动机通过转动轴带动炒板作圆周运动，炒板与转动轴之间的连杆为内外套筒式，一段与转动轴相固定，一段与炒板相固定，两段套筒间置有弹簧，可相对伸缩；与炒板相固定的一段套筒上带有一滚轮；机架上设有限位块，所述的限位块通过一支点枢设在机架上，它还包括一档位调节装置和一个含有一段圆弧边缘的凸轮，连杆上的滚轮卡在该凸轮的外缘，该炒茶机可调节炒板的压力以适应不同炒制阶段的要求，但操作时需人工调节，不适宜进行自动化炒制。还有些炒茶机可以实现自动化操作，但是它不能根据不同茶叶品质对炒制工艺进行调节，茶叶品质不高。
发明内容
本发明提供了一种自动化程度高、操作方便的炒茶机，该炒茶机可以根据炒制的青叶品质不同设定不同的炒制工艺，而且可以实现自动化操作。
一种炒茶机，包括机架和控制机构，机架顶部设有带炒板的炒锅，炒锅底部设有加热机构和升降机构，所述的控制机构包括主控单元、炒锅锅底温度控制单元、炒锅升降高度控制单元、存储单元以及输入单元；工作时，主控模块接收输入单元的控制信息或读取存储单元中的控制信息，处理后发送触发信号至炒锅锅底温度控制单元控制加热机构工作，或发送触发信号至炒锅升降高度控制单元控制升降机构工作。
输入单元用于输入控制信息，控制单元接收控制信息同时将控制信息保存到存储单元。因此在不同工作模式下，主控单元可以通过存储器或者输入单元获得控制信息。为了控制更为准确，工作时，炒锅锅底温度控制单元和炒锅升降高度控制单元能够发出相应的反馈信号至主控单元。所述的控制信息包括锅底温度信息和炒锅高度信息。
所述的升降机构包括：
顶杆，竖直与炒锅的底面连接，侧面带有排齿；
传动齿轮，与所述的排齿啮合；
驱动齿轮，与传动齿轮设置在同一主轴上；
依次传动的电机、减速机和离合器，所述的离合器的输出轴上固定有与驱动齿轮啮合的输出齿轮。
所述的炒锅升降高度控制单元包括：
第一传感器，计量电机的转动圈数并反馈给主控单元；
第二传感器，用于检测顶杆最低位置并反馈给主控单元；
第一触发开关，接收主控单元发出的触发信号控制电机工作；
第二触发开关，接收主控单元发出的触发信号控制离合器工作。
主控单元根据传感器发出的反馈信号以及控制信息发出相应的触发信号。
所述的炒锅锅底温度控制单元包括：
第三传感器，测量炒锅的锅底温度并反馈给主控单元；
第三触发开关，接收主控单元的触发信号控制加热机构工作。
主控单元将接收控制信息后与第三传感器的反馈信息比较后，决定第三触发开关的断开或导通。
所述的控制机构还包括无线通信单元，便于多机共同实现自动化操作。
所述的机架上设有出料门，便于从炒锅内将茶叶转移出来。
所述的出料门开口处设有导向板，所述的导向板下方设有接料槽，防止茶叶倒出散乱，不易收集。
上述炒茶机还设有与主控单元连接的控制出料门开合的自动牵引机构。
本发明炒茶机首先可以通过输入单元输入控制信息进行制茶，如此手动输入的控制信息可以存储在存储单元中，而且经多次操作，可以修改、完善，当需要进行自动操作时，主控单元可以自动读取存储单元中的控制信息，实现自动化炒茶，易于实现不同茶叶的炒制工艺。
具体实施方式
如图1所示，一种炒茶机，包括机架1，机架1上设有带炒板3的炒锅2，炒板3顶面设有摆动杆31，摆动杆31顶端与贯穿炒锅2的转轴32固定连接，转轴32通过传动机构与电机的输出轴连接，如此炒板3便可以在炒锅2内绕转轴32转动，转动过程中可对茶叶进行翻炒、挤压。
炒锅2底部设有加热机构(图中未示出)和升降机构，加热机构一般选用加热板。升降机构包括依次传动的电机40、减速器41、离合器42，离合器42的输出轴上固定有一输出齿轮(图中未示出)，炒锅2的底部设有一竖直的顶杆43，顶杆43侧面设有排齿431，顶杆43附近设有同轴的驱动齿轮44和传动齿轮45，其中传动齿轮45与排齿431啮合，驱动齿轮44与输出齿轮啮合，当电机40转动时，炒锅2也随之升降，从而调整炒板3与炒锅2内壁的之间的压力。
机架1上还设有控制机构4，如图3所示，控制机构4包括主控单元以及与主控单元连接的炒锅锅底温度控制单元、炒锅升降高度控制单元、存储单元以及输入单元。
主控单元为单片机，如microchip pic16f884单片机等，输入单元为键盘等输入设备，其主要由操作面板以及设置在操作面板上的按钮组成，按钮主要包括温度调节按钮、炒锅与炒板之间压力调节按钮(炒锅高度调节按钮)、进料和出锅按钮等等，其主要功能是根据炒茶需要向主控单元发出控制信息，可以是温度控制信息、炒锅高度控制信息以及进料出锅控制信息等。
存储单元就是一般的存储器，它用于按时间顺序存储输入到主控单元的控制信息，以便炒茶机自动模式下读取该控制信息，实现自动化操作。存储单元可以集成在单片机内，也可以选择便携式存储器，与主控单元通过USB(或串行口，IIc，Spi等)接口连接，如此便可以将存储在其中一台炒茶机内的控制信息复制到另外的炒茶机上，实现多机操作。当然也可以在控制机构中设置无线通信单元，实现各个不同炒茶机之间的控制信心无线传输，实现大批炒茶机的自动化操作。
为了便于观察，控制机构还包括显示单元，显示单元就是一般的显示屏，如液晶显示屏等，显示屏可以单屏设置，也可以多屏设置，其主要功能是显示当前的炒茶温度、炒锅升降高度以及炒制阶段等等内容。
如图3所示，炒锅升降高度控制机构由计量电机转动圈数的第一传感器、检测顶杆43的第二传感器、第一触发开关和第二触发开关组成，触发开关可以是能够接收脉冲信号的开关，如可控硅等。第一传感器会将检测的圈数反馈给主控单元，主控单元将测得的圈数与接收的或读取的控制信息(包含电机需要转动的圈数)比较运算后，发出相应的触发信号给第一触发开关。因为在炒茶结束后，炒锅2要回归起点，本发明炒锅回归原位的原理是通过将离合器42断开，炒锅2落回原位。因此在顶杆的低端或顶端设置第二传感器，并通过第二触发开关将主控单元与离合器42连接起来。当炒制结束后，只要第二传感器未检测到炒锅2回到最低点，就发送反馈信号给主控单元，主控单元发送相应的触发信号给第二触发开关，控制离合器42断开，直至炒锅落回原位。
炒锅锅底温度控制单元主要由用于检测炒锅锅底温度的第三传感器、第三触发开关(如可控硅等)组成，第三传感器将所测得的温度反馈至主控单元，主控单元将测得值与输入值比较运算后，发出相应的触发信号给第三触发开关，从而控制加热机构工作。
为了实现进一步的自动化操作，在机架1上设置了出料门5，出料门5开口处设有导向板6，导向板6下方设有接料槽7。同时在机架1上设置了与主控单元连接的控制出料门5开合的自动牵引机构。
本发明炒茶机的工作原理如下：
开始炒制前进行初始化，使得炒锅2回落至最低点，接着通过输入单元输入控制信息使炒茶机进入准备状态，加热板加热使炒锅锅底温度达到预定温度，存储单元存储该温度信息。
首先进行的是手动模式(如存储单元包含控制信息，可进行自动模式)，通过进料机构将茶叶倒入炒锅2内，通过输入单元开启电机，炒板3开始转动翻炒茶叶，存储单元记录该进料时间信息。在不同炒制时期，需要调整炒锅锅底温度或炒锅2高度(炒板与炒锅的压力)时，操作者通过输入单元输入相应的控制信息。
当需要调节温度时，操作者将温度控制值通过输入单元输入到主控单元，主控单元首先该控制值以及相应的时间信息保存在存储单元中，同时接收第三传感器发出的锅底温度实测值，两者比较运算后，如控制值高于实测值，则触发第三触发开关导通，让加热板工作加热炒锅，直至控制值和实测值相等，如控制值低于实测值，则触发第三触发开关断开，炒锅自然冷却，直至控制值和实测值相等。
当需要调节炒锅2高度时，操作者将电机转动圈数控制值(也可将固定的圈数设定成档位，输入相应档位即可)通过输入单元输入到主控单元，主控单元首先该控制值以及相应的时间信息保存在存储单元中，同时主控单元触发第一触发开关导通，电机40转动，电机转动的圈数随时通过第一传感器反馈至主控单元，当测得的电机转动圈数与控制的电机转动圈数相等时，将第一触发开关断开，电机停止转动。
当炒茶完毕，通过输入单元将出锅信号发给主控单元，存储单元记录该出锅时间，同时主控单元发出信号给自动牵引机构，开门取料。主控单元同时也将触发信号发送给第二触发开关，使其导通，让离合器42断开，炒锅2开始回落，直到回落到最低点，第二触发开关断开。
如手动操作不够理想，那么可以进行多次操作，修改各个阶段的控制信息，直至满意为止。
接着可以进行自动操作，主控单元只需按照时间顺序依次读取存储单元中的控制信息，控制炒锅锅底温度控制单元、炒锅高度升降单元、电机、进料机构以及自动牵引机构，实现一个完整的炒制过程，另外当需要多台炒茶机共同工作时，可以通过便携式存储器或者无线通信单元或则其他总线通信方式复制或传输控制信息，实现多机自动化操作。
因此，本发明炒茶机就可以根据实际的茶叶品质来制定不同的炒制工艺，而且当确定好炒制工艺后，就可以实现自动化操作，不仅炒制效率高，茶叶品质也得到提升。