一种智能化烟草分类编烟装置及方法

本发明涉及烟叶烘烤加工的，尤其涉及一种智能化烟草分类编烟装置及方法。背景技术：1、在烟叶加工生产过程中，烟叶采收之后需要及时将烟叶装入烤房进行烘烤，而在田间鲜烟叶采收装入烤房烘烤之前，烟叶须经过采收、分类、编烟、装烤等四个环节，其中分类和编烟环节主要依靠人工完成，而烟叶分类编烟的质量是生产优质烟叶的关键，直接影响烤房烟草烤后烟叶质量品质。传统的鲜烟叶分类编烟是工人主观对烟叶分类，与此同时依靠手工利用绳子将田间采收后的鲜烟叶编在烟竿上，或者利用简易的机械装置辅助将鲜烟叶卡在烟夹中，然后将烟竿或烟夹装入烤房烘烤架上进行烟叶烘烤。但是，以上烟叶分类编烟方法编出的烟叶密度不均匀且机械辅助编烟装置易损伤烟叶烟筋，进而导致烤房烟叶烘烤时整竿烟叶失水不均匀且破坏烟叶形态，直接影响烤房烤后烟的质量，间接造成烤后的烟叶质量达不到标准。2、目前，国内大部分密集烤房在烟叶编烟时，仍然采用人工编杆的方式进行编烟作业，该方式不仅费工费时费力，而且编烟效率低。由于编烟工人在编烟过程具有较强的主观性且编烟经验参差不齐，使得编烟的质量存在很大差异，最终间接影响烟草烘烤后烤后烟质量。随着现代烟草农业的发展，烟农的烟草种植规模也逐渐增大，但是从事烟草编烟的工人越来越少且偏向老龄化，进而造成烟农雇工困难且人工成本高。而且随着智慧农业的快速发展，烟草烘烤行业正在将智能化集成在烟叶烘烤中，目前的烟草编烟装置及方法不能够满足密集烤房烟叶智能烘烤及智慧烟草农业的发展需求，要求烟草编烟装置能够自动化或者智能化完成编烟工作，进一步提高烟草烘烤加工中烟草编烟的质量和效率。因此，作为烟草生产加工的重要环节，烟草编烟过程实现自动化和智能化是烟草产业现代化建设的必由之路。3、例如申请号为202021055988 .9的实用新型涉及一种烟叶自动分级系统，包括主体框架、图像采集装置、传送装置、控制器、后续分级执行装置和上位机，所述图像采集装置设置在所述主体框架的顶部内侧，所述传送装置贯穿所述主体框架并位于所述图像采集装置的下方，所述传送装置上配设有用于触发所述图像采集装置工作的触发装置，所述后续分级执行装置衔接安装在所述传送装置后，所述图像采集装置、所述传送装置、所述触发装置和所述后续分级执行装置均与所述控制器电连接，所述图像采集装置和所述控制器均与所述上位机电连接。该实用新型无需人工分级，实现自动化程度高，效率高，且减少人为因素对分级结果的干预，可靠性强。但是该申请对于后续分级执行装置设计较为模糊，无法实现同时对多个烟叶进行分类。技术实现思路1、针对现有烟草加工自动化程度较低的技术问题，本发明提出一种智能化烟草分类编烟装置及方法，降低了人工劳动强度和成本，编烟效率高且等级分明，进而实现烟草生产中烟叶智能化分类编烟。2、为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种智能化烟草分类编烟装置，其特征在于，包括传送运输装置、图像采集识别装置、抓取吸附装置、转动夹紧装置和上位机，传送运输装置、图像采集识别装置、抓取吸附装置和转动夹紧装置均与上位机相连接，图像采集识别装置和抓取吸附装置均设置在传送运输装置上方，图像采集识别装置和抓取吸附装置均与传送运输装置相对应，图像采集识别装置设置在抓取吸附装置下侧，转动夹紧装置设置在传送运输装置传输方向终点侧，转动夹紧装置与抓取吸附装置相对应。3、所述传送运输装置包括传送带，图像采集识别装置和抓取吸附装置均设置在传送带上方，图像采集识别装置和抓取吸附装置均与传送带相对应，传送带通过驱动机构与上位机相连接。4、所述图像采集识别装置包括摄像仪，摄像仪固定设置在抓取吸附装置下侧，摄像仪与上位机相连接，摄像仪位于传送带的正上方。5、所述抓取吸附装置包括楔形机架，楔形机架下侧设置有抓取杆，抓取杆顶部设置有连接杆，连接杆的一侧与滑块滑动连接，滑块与楔形机架下侧滑动连接，连接杆的另一侧与滑动连接杆的一端转动连接，连接杆与滑动连接杆的连接点高于连接杆与滑块的滑动连接区间，滑动连接杆的另一端与滑块驱动杆的一端转动连接，滑块驱动杆的另一端与电机的转轴相连接，电机设置在楔形机架靠近转动夹紧装置的一侧，电机和上位机相连接。6、所述抓取杆为h型抓取杆，h型抓取杆的纵向杆与连接杆相连接，h型抓取杆的两个横向杆下侧分别设置有至少一个吸盘，两个横向杆下侧的吸盘相对应，纵向杆内设置有至少一个纵向杆气道，横向杆内设置有至少一个横向杆气道，横向气道与对应的吸盘相连通，横向气道与对应的纵向气道相连通，连接杆内设置有至少一个连接杆气道，纵向气道与对应的连接杆气道一端相连通，连接杆气道的另一端与对应的导气管相连通，导气管内设置有气泵，气泵与上位机相连接。7、所述转动夹紧装置包括至少一个烟夹，烟夹包括烟夹静连杆，烟夹静连杆的两端分别与两个烟夹连接杆的一端转动连接，两个烟夹连接杆的另一端分别与烟夹动连杆的两端转动连接，靠近传送带一侧的烟夹连接杆上设置有控制电机，控制电机的转轴与棘爪相连接，靠近传送带一侧的烟夹连接杆与烟夹动连杆的连接处设置有棘轮，棘轮通过轴承与烟夹静连杆固定连接，靠近传送带一侧的烟夹连接杆与轴承转动连接，棘轮和棘爪相对应，控制电机与上位机相连接。8、所述烟夹穿针与烟夹静连杆连接端高于烟夹穿针的另一端。9、智能化烟草分类编烟装置的使用方法，具体步骤为：10、s1：工作人员将未分类的新鲜烟叶依次均匀放置在传送带，使烟叶由传送带传送至抓取吸附装置下侧；11、s2：利用摄像仪对传送至图像采集识别装置下方的烟叶进行拍照，获取烟叶的图像信息，并将烟叶的图像信息传输至上位机，通过上位机内的烟叶图像识别系统，根据烟叶的图像信息对烟叶进行分类；12、s3：根据烟叶分类信息，利用吸盘抓取烟叶，并根据烟叶抓取情况更新h型抓取杆状态，当h型抓取杆达到对应状态时完成一轮烟叶吸附；13、s4：吸盘在抓取终点工位处释放被吸附的烟叶，使烟叶按等级落入处于进烟工位的烟夹中，重复步骤s3，完成编烟。14、步骤s3利用抓取吸附装置抓取烟叶的具体方法为：15、s31：抓取吸附装置处于抓取起点工位，对传输带上第一片烟叶进行等级判断，并利用对应的吸盘对第一片烟叶进行吸附，根据吸盘的吸附状态更改抓取吸附装置状态；16、s32：对传输带上第二片烟叶进行等级判断，若第二片烟叶的等级低于第一片烟叶，则对应的吸盘对第二片烟叶进行吸附，并根据吸盘的吸附状态更改抓取吸附装置状态，本轮烟叶吸附继续，若第二片烟叶的等级高于第一片烟叶的等级或第二片烟叶的等级与第一片烟叶的等级相同，则结束本轮烟叶吸附，第二片烟叶记为下一轮抓取的第一片烟叶；17、s33：当本轮烟叶吸附继续时，对传输带上第三片烟叶进行等级判断，若第三片烟叶的等级低于第二片烟叶，则对应的吸盘对第三片烟叶进行吸附，并根据吸盘的吸附状态更改抓取吸附装置状态，本轮烟叶吸附结束，若第三片烟叶的等级高于第二片烟叶的等级或第二片烟叶的等级与第二片烟叶的等级相同，则结束本轮烟叶吸附，第三片烟叶记为下一轮抓取的第一片烟叶。18、步骤s4所述完成编烟的具体方法为：吸盘重复在抓取终点工位处释放被吸附的烟叶，直至其中一个烟夹装满烟叶，则相应转动夹紧装置正方向转动至烟夹工位状态，此时该相应烟夹编烟完成。19、本发明的有益效果为：本技术利用图像采集识别装置对烟叶进行自动图像采集与等级分类，提高了烟叶分类效率，避免工人因疲劳或不熟练造成烟叶分类错误，提高了烟叶分类的准确率，为后期烟叶精准烘烤提供技术参考，并且间接提高了烤后烟叶质量。同时，本技术利用抓取吸附装置根据烟叶的分类情况对烟叶进行自动抓取与分类，并基于连杆机构的急回特性能够按照预定运动轨迹实现快速连续取放烟叶，降低了人工劳动强度和成本，编烟效率高且等级分明，进而实现烟草生产中烟叶智能化分类编烟。