烟叶成熟度检测机及利用其进行的烟叶成熟度检测方法

1.本发明属于烟叶种植技术领域，尤其涉及一种烟叶成熟度检测机及利用其进行的烟叶成熟度检测方法。


背景技术：

2.烟叶为一年生或有限多年生草本，茄科植物。植株被腺毛，茎高0.7-2米。叶柄不明显或成翅状柄。圆锥花序顶生。花萼筒状或筒状钟形，花冠漏斗状，末端粉红色。
3.烟叶在成熟后需要进行采摘，采摘过来的烟叶进行烘烤。为把握好烟叶的采摘时机，需要对烟叶的成熟度进行判断，成熟度是烟叶品质形成的中心因素，全面了解烟叶成熟特征，正确识别和判断烟叶成熟度，把握好适熟采收标准，采摘适熟一致的烟叶，容易烘烤，烤后品质好、等级高、香吃味好。准确把握烟叶采收成熟度，可以避免不必要的损失。
4.生长正常的烟株，一般在打顶后一周落黄成熟，主要有五大成熟特征：叶色变黄，叶片下垂，主脉变白，茸毛脱落，现成熟斑。现有技术中，为对烟叶成熟度进行判断，一般依据以上五个特征进行。
5.1、叶色变黄烟叶达到成熟时，叶面的绿色逐渐消退，黄色程度增加，称为“落黄”。下部烟叶落黄成熟，叶尖和叶边缘为黄色，整个叶面为绿黄色。中上部叶或比较厚的叶片成熟时，叶面为浅黄至淡黄色，有黄色至黄白色成熟斑，叶尖和叶缘为黄白色。
6.2、主脉变白烤烟在生长发育状态时，主脉、支脉都为绿色的，达到成熟时变为白色并且发亮。下部叶成熟时，主脉2/3变白，支脉开始变白；中部叶成熟时，主脉全白，支脉1/2变白；上部烟叶成熟时，主脉全白，支脉2/3以上变白。在烟叶主脉变白的同时，叶基部产生分离层，采摘时硬脆，易折断，采收后的断面呈整齐的马蹄形。
7.3、茸毛脱落叶面上的茸毛具有分泌油脂、蜡质、树脂的作用，当烟叶生理成熟之后，部分茸毛开始脱落。此时，烟叶表面烟油增多，似有胶质薄膜覆盖，手摸烟叶有明显的粘手感，采收时手上常粘着一层不易洗掉的黑色油状物。
8.4、叶片下垂叶尖部和叶边缘下卷，叶片下垂，茎叶角度增大。有的品种烟叶成熟时，叶尖下垂程度较多，茎叶角度较大，如“云烟85”“云烟87”“云烟317”“中烟100”等；有的品种烟叶成熟时，叶尖下垂程度较少，茎叶角度也较小，如“红花大金元”。水肥条件好的田块，烟叶较宽、较长，烟叶成熟时叶尖下垂程度较多，茎叶角度也较大；水肥条件较差的田块，烟叶较窄、较短，成熟时叶尖下垂程度较少，茎叶角度也较小。
9.5、形成熟斑叶面发皱，出现黄斑，中上部烟叶表现较为突出。它们伴随着烟叶的成熟而出现，因此，是烟叶的成熟特征。
10.在判断烟叶成熟度的实践过程中，发皱和黄斑对中上部烟叶，特别是上二棚叶和顶叶的成熟度，有重要的参考价值。
11.眼睛观察误差较大，而通过烟叶检测的方法进行成熟度的判断，数据支撑，可信服度更高，避免人工差异误差；实现正确识别和判断烟叶成熟度，把握好适熟采收标准，采摘适熟一致的烟叶，容易烘烤，烤后品质好、等级高、香味好。
12.现有的烟叶检测方法主要为：对烟叶进行拉伸，通过采集拉伸过程中叶柄、叶脉、叶肉的变化，分析烟叶的抗变形性，从而判断其生长特性。
13.烟叶在生长的过程中，初期含水率高，烟叶的抗弯性和抗拉性都比较低；随着成熟，烟叶叶脉、叶肉韧性会越来越大；在成熟的过程中，会经历一个适熟，适熟状态下，烟叶的韧性高，香味也比较佳；随着继续生长，烟叶经过适熟阶段后，会进入到过熟，过熟的烟叶叶肉变脆，香味降低，成品口感不佳。现有技术中烟叶成熟度检测方法的不足之处在于：仅仅对烟叶进行拉伸，只能采集出烟叶叶脉的成熟特性，对于叶脉、叶肉的成熟抗弯特性无法表现出来，故不能反映烟叶综合成熟度，检测结果可信度不高；


技术实现要素：

14.本发明旨在提供一种检测方便，检测准确度高的烟叶成熟度检测机及利用其进行的烟叶成熟度检测方法。
15.为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：烟叶成熟度检测机，包括台架、显微照相机、检测部、烟叶放置部、朝向烟叶放置部设置的顶挤部和与烟叶放置部相连的拉伸部；显微照相机位于烟叶放置部上方，且朝向烟叶放置部设置；烟叶放置部包括两个夹板部，烟叶的两端分别夹设于两个夹板部之间；检测部包括拉力传感器、顶力传感器和微控制器，拉力传感器、顶力传感器分别连接微控制器的信号输入端，微控制器的信号输出端输出信号控制拉伸部和顶紧部的动作；拉伸部包括拉伸组件，拉伸组件通过拉力传感器与任意一个夹板部相连，拉伸组件带动任意一个夹板部向远离另外一个夹板部的方向移动；顶紧部包括顶紧组件，顶力传感器设置于顶力组件的端部，顶紧组件朝向两个夹板部的中部靠近。
16.两个夹板部分别为固定夹板部和移动夹板部，固定夹板部与台架相连，固定夹板部和移动夹板部均包括连接板，连接板上设有前夹板和后夹板，前夹板和后夹板之间预留有烟叶放置间隙，烟叶放置于烟叶放置间隙之间。
17.前夹板与连接板固连，后夹板沿连接板长度方向滑动设置于连接板上，同时，在连接板上设有顶紧螺栓，顶紧螺栓端部顶设于后夹板上。
18.拉伸组件包括拉伸架和拉伸丝杠，拉伸架上设拉伸轨道，拉伸轨道上滑动设有拉伸滑块，拉伸丝杠上螺接有拉伸螺母，拉伸螺母与拉伸滑块固连；拉伸滑块与移动夹板部的连接板相连；拉力传感器设置于拉伸滑块与移动夹板部的连接板之间。
19.顶紧组件包括顶紧架和顶紧丝杠，顶紧架上设顶紧轨道，顶紧轨道上滑动设有顶紧滑块，顶紧丝杠上螺接有顶紧螺母，顶紧螺母与顶紧滑块固连；顶紧滑块端部连接有顶紧块，顶紧块朝向两个夹板部的中部设置，顶紧滑块与顶紧块之间连接有顶力传感器。
20.拉伸丝杠和顶紧丝杠分别在第一步进电机和第二步进电机的驱动下转动；微控制器输出信号控制第一步进电机和第二步进电机的工作。
21.利用上述烟叶成熟度检测机进行的烟叶成熟度检测方法，所述方法依次包括如下步骤：（1）、拉伸烟叶：烟叶一端固定，另外一端朝向远离固定端的方向拉动，拉动的同时，采集拉力f1，根据采集到的拉力f1给定拉动速度v1，显微照相机每隔设定时间采集一张烟叶照片；其中，根据采集到的拉力给定拉动速度依据公式1进行；公式1f
t1
为烟叶在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶在t2时间点受到的拉力；（2）、烟叶一级形变；拉动烟叶到伸展状态后，继续拉动烟叶，同时，开始朝向烟叶伸展面顶烟叶；拉动的同时，采集拉力f1，根据采集到的拉力f1给定烟叶的拉动速度为v1和烟叶的顶速度v2；每隔设定时间显微照相机采集一张烟叶照片；其中，根据采集到的拉力给定拉动速度和顶速度分别依据公式2和公式3进行；公式2公式3其中，f
t1
为烟叶在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶在t2时间点受到的拉力；α为烟叶被顶状态与未被顶状态之间的夹角；δy为烟叶被顶状态下最高点与未被顶状态之间的垂直距离；f1为烟叶被拉的拉力；（3）、烟叶二级形变；烟叶经过一级形变后，继续拉动烟叶，同时顶烟叶；采集拉力f1，根据采集到的拉力f1给定烟叶的拉动速度为v1和烟叶的顶速度v2；显微照相机每隔设定时间采集一张烟叶照片；其中，根据采集到的拉力给定拉动速度和顶速度分别依据公式4和公式5进行；公式4 公式5其中，f
t1
为烟叶在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶在t2时间点受到的拉力；α为烟叶被顶状态与未被顶状态之间的夹角；δy为烟叶被顶状态下最高点与未被顶状态之间的垂直距离；f1为烟叶被拉的拉力；（4）、烟叶断裂；实时检测拉动烟叶的拉力值，根据公式6，判断是否达到断裂节点，如果是，则停止拉动烟叶和顶烟叶，同时，显微照相机采集一张烟叶照片。
22.公式6f
t1
为烟叶在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶在t2时间点受到的拉力。
23.步骤（1）中，设定时间为1s；步骤（2）中，设定时间为0.5s；步骤（3）中，设定时间为0.2s。
24.步骤（2）和步骤（3）中，根据采集到的拉力f1，给定顶杆给烟叶的顶力f2，f2与f1的关系为：f2=2f1cosα；其中，α为烟叶被顶状态与未被顶状态之间的夹角。
25.根据下述公式调整拉动速度v1，和顶速度v2其中，公式为：v1（v2）=n/t，其中，n为步进电机转一周需要的步进数；t为丝杠转一周需要的时间，根据给定的速度v1（v2），调整n，从而实现v1（v2）的调整。
26.通过以上技术方案，本发明的技术效果如下：1、本发明所述的烟叶成熟度检测机可以顶和拉同时进行，一方面使得烟叶快速进入到有效的检测阶段，另外一方面可以通过弯曲和拉伸同时进行，有效采集到烟叶的实用变形，反映烟叶的各部分结构对形变的挠度，提高烟叶成熟度判断的准确性；2、所述的烟叶成熟度检测机通过顶和拉同时进行，相对于单独的顶或单独的拉，可以将弯曲变形和拉伸变形同时进行，有效采集烟叶在变形过程中的厚度变化和对应的力的值，从而根据变形过程中厚度的变化和力的值，对烟叶的成熟度进行判断，提高采摘烟叶的质量；3、所述的拉伸部和顶紧部分部给予烟叶拉伸力和弯曲力，结构设计合理，使用方便。4、本发明所述的烟叶成熟度检测方法可以对烟叶的形变进行控制，在形变的过程中拉伸变形和弯曲变形同时进行，从而可以综合分析烟叶的形变过程，反应出烟叶各部分结构的挠度，单独的拉分析的是叶片的抗拉成熟度，而将拉和顶综合起来，可以分析出叶片的抗拉、抗弯成熟度特性，数据更加准确，更实用；根据本方法对烟叶成熟度进行判断，提高采摘烟叶的质量，同时，保证了采摘烟叶质量的统一；5、通过对烟叶进行检测，可以分析出烟叶的成熟度，提高烟叶的采收质量，解决人工判断误差；6、本方法中根据采集到的拉力，对顶的速度和拉的速度进行调整，从而以最快的速度，采集到有效的烟叶变化照片，进而为烟叶检测提供更多数据支撑，检测结果更加准确；7、在检测的过程中，顶和拉同时进行，可以体现烟叶的综合特征，更加实用，解决现有技术中，仅仅检测拉伸过程中，其中一个结构（叶脉）占主导，而其它结构（叶柄、叶肉）仅仅为辅助的问题。
附图说明
27.图1为本发明结构示意图ⅰ；图2为结构示意图ⅱ；图3为检测部电路原理图。
具体实施方式
28.烟叶成熟度检测机，如图1和图2所示，包括台架1，台架1水平设置，且在台架1的底面上设有橡胶支腿2，通过橡胶支腿2将台架1支撑起来。
29.在台架1上设有烟叶放置部，烟叶放置部用于放置烟叶6，其中，烟叶放置部包括两个夹板部3，烟叶6的两端分别夹设于两个夹板部3之间。两个夹板部3分别为固定夹板部3和
移动夹板部3，固定夹板部3与台架1相连，固定夹板部3和移动夹板部3均包括连接板4，连接板4上设有前夹板15和后夹板16，前夹板15和后夹板16之间预留有烟叶放置间隙，烟叶放置于烟叶放置间隙之间，放置的时候烟叶6为竖直放置，垂直于台架1方向。前夹板15与连接板4固连，后夹板16沿连接板4长度方向滑动设置于连接板4上，同时，在连接板4上设有顶紧螺栓5，顶紧螺栓5端部顶设于后夹板16上。放置烟叶6时，将顶紧螺栓5松开，使得后夹板16移动，烟叶放置间隙变大，将烟叶放置在烟叶放置间隙中，移动后夹板16，使得烟叶6夹设于前夹板15和后夹板16之间，最终固定顶紧螺栓5，使得顶紧螺栓5顶在后夹板16上实现后夹板16的固定即可。
30.同前夹板15和后夹板16实现烟叶6在检测过程中的固定，同时，本实施例所述的夹板部3可以适应不同厚度的烟叶6，适应范围广。
31.在烟叶放置部上方设有显微照相机7，显微照相机7朝向烟叶放置部设置，将烟叶放置在烟叶放置部之后，显微照相机7朝向烟叶6厚度方向，显微照相机7工作，采集烟叶6厚度方向的照片，进而分析烟叶6厚度变化和烟叶6断裂过程。
32.为采集烟叶6变化过程，本实施例还包括检测部，检测部包括拉力传感器14、顶力传感器18和微控制器u1，拉力传感器14、顶力传感器18分别连接微控制器u1的信号输入端，微控制器u1的信号输出端输出信号控制拉伸部和顶紧部的动作。其中，拉力传感器和顶力传感器分别采用第一拉压双向测力传感器u3（型号为lh-s05a ，生产厂家为上海力恒传感器技术有限公司）和第二拉压双向测力传感器u4（型号为lh-s05a ，生产厂家为上海力恒传感器技术有限公司）。
33.第一拉压双向测力传感器u3、第二拉压双向测力传感器u4的信号输出端（引脚2和引脚1）分别通过串口连接微控制器u1的串口端（pa9、pa10）。
34.其中，拉伸部与烟叶放置部相连，用于对烟叶6在长度方向进行拉伸；顶紧部朝向烟叶放置部设置，用于顶烟叶6，在顶的过程中烟叶6发生弯曲形变。
35.其中，拉伸部包括拉伸组件，拉伸组件通过拉力传感器14与任意一个夹板部3相连，拉伸组件带动任意一个夹板部3向远离另外一个夹板部3的方向移动；拉伸组件包括拉伸架和拉伸丝杠11，拉伸架上设拉伸轨道，拉伸轨道上滑动设有拉伸滑块13，拉伸丝杠11上螺接有拉伸螺母，拉伸螺母与拉伸滑块13固连；拉伸滑块13与移动夹板部3的连接板4相连；拉力传感器14设置于拉伸滑块13与移动夹板部3的连接板4之间。
36.为保证拉伸部的工作，拉伸部还包括移动架8，台架1上配合移动架8设置有移动导轨10，移动架8底部设有移动轮9，移动轮9沿移动导轨10方向移动。移动夹板部3的连接板4固定于移动架8上，从而在拉伸丝杠11拉动移动夹板部3的时候，通过移动架8方便移动夹板部3的移动，降低阻力对拉力的影响，提高检测准确度。
37.顶紧部包括顶紧组件，顶力传感器18设置于顶力组件的端部，顶紧组件朝向两个夹板部3的中部靠近。顶紧组件包括顶紧架和顶紧丝杠12，顶紧架上设顶紧轨道，顶紧轨道上滑动设有顶紧滑块，顶紧丝杠12上螺接有顶紧螺母，顶紧螺母与顶紧滑块固连；顶紧滑块端部连接有顶紧块17，顶紧块17朝向两个夹板部3的中部设置，顶紧滑块与顶紧块17之间连接有顶力传感器18，顶紧丝杠12带动顶紧滑块朝向烟叶6移动，从而使得顶紧块17顶在烟叶6上，烟叶6发生弯曲变形。
38.本实施例中，拉伸丝杠11和顶紧丝杠12分别在第一步进电机和第二步进电机的驱
动下转动；微控制器u1输出信号控制第一步进电机和第二步进电机的工作。微控制器u1输出信号控制第一步进电机和第二步进电机工作的方法为：如图3所示，微控制器u1包括单片机（型号为stm32f49）和单片机的最小系统，单片机的最小系统为成熟的现有技术，本实施例不再赘述。在单片机上连接有驱动芯片u2（型号为uln2003），单片机的信号输出端（引脚pa4~pa1）连接驱动芯片u2的信号输入端（引脚1-4输入端）。
39.同时，在单片机的信号输出端（pc1~pc8）上连接有显示电路，显示电路包括显示屏lcd（型号为lcd1602），单片机的信号输出端连接显示屏lcd的信号输入端（d0~d7）即可。
40.本实施例还公开了一种利用上述烟叶成熟度检测机进行的烟叶成熟度检测方法，所述方法依次包括如下步骤：（1）、拉伸烟叶：烟叶6一端固定，另外一端朝向远离固定端的方向拉动，拉动的同时，采集拉力f1，根据采集到的拉力f1给定拉动速度v1，显微照相机7每隔设定时间采集一张烟叶6照片，根据采集到的烟叶6照片判断烟叶6的厚度变化和颜色变化，本步骤中，烟叶6厚度变化和颜色变化，如表格1；其中，根据采集到的拉力给定拉动速度依据公式1进行；公式1f
t1
为烟叶6在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶6在t2时间点受到的拉力；根据拉力给定烟叶6的拉动速度，从而使得烟叶6的变形更加平缓，避免出现急剧的形变，确保检测结果的准确性。
41.表格1在此步骤中，烟叶6仅承受拉力，通过拉烟叶6使得烟叶6达到伸展状态。当拉力变化率达到15%时，烟叶6达到伸展状态，完成烟叶6伸展步骤。
42.（2）、烟叶一级形变；拉动烟叶6到伸展状态后，继续拉动烟叶6，同时，开始朝向烟叶6伸展面顶烟叶6；拉动的同时，采集拉力f1，根据采集到的拉力f1给定烟叶6的拉动速度为v1和烟叶6的顶速度v2；每隔设定时间显微照相机7采集一张烟叶6照片，根据采集到的烟叶6照片判断烟叶6的厚度变化和颜色变化，本步骤中，烟叶6厚度变化和颜色变化，如表格2；其中，根据采集到的拉力给定拉动速度和顶速度分别依据公式2和公式3进行；公式2公式3根据拉力对烟叶6的拉动速度和顶速度进行调整，从而使得烟叶6的形变更加平缓，避免剧烈变形时，出现非正常断裂。
43.其中，f
t1
为烟叶6在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶6在t2时间点受到的拉力；α为烟叶6被顶状态与未被顶状态之间的夹角；δy为烟叶6被顶状态下最高点与未被顶状态之间的垂直距离；f1为烟叶6被拉的拉力。
44.表格2当拉力在400~450牛，烟叶6厚度达到0.07~0.09mm，颜色由微黄色转向浅白色时，完成第二阶段。
45.（3）、烟叶二级形变；烟叶6经过一级形变后，继续拉动烟叶6，同时顶烟叶6；采集拉力f1，根据采集到的拉力f1给定烟叶6的拉动速度为v1和烟叶6的顶速度v2；显微照相机7每隔设定时间采集一张烟叶6照片，根据采集到的烟叶6照片判断烟叶6的厚度变化和颜色变化，本步骤中，烟叶6厚度变化和颜色变化，如表格3；其中，根据采集到的拉力给定拉动速度和顶速度分别依据公式4和公式5进行；公式4 公式5表格3其中，f
t1
为烟叶6在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶6在t2时间点受到的拉力；α为烟叶6被顶状态与未被顶状态之间的夹角；δy为烟叶6被顶状态下最高点与未被顶状态之间的垂直距离；f1为烟叶6被拉的拉力。
46.当拉力在300~400牛，烟叶6厚度达到0.06~0.07，颜色由浅白色转变为白色时，完成第三阶段。
47.烟叶6顺利完成第一、第二、第三阶段后，则烟叶6达到完全成熟状态。如果烟叶6只能完成第一阶段，在第二阶段就发生断裂时，烟叶6仍处于生长状态；烟叶6完成第二阶段，则烟叶6处于半成熟或过成熟状态，只有三个阶段都顺利完成且在第四阶段实现破碎，才是适熟烟叶。在烟叶采收的过程中，通过随机采摘部分烟叶进行判断，就可以得知烟田大致的成熟情况，是否可以进行采摘。
48.在检测的过程中，如果烟叶6可以顺利完成以上阶段，则表示烟叶6已经成熟，可以进行采收，此时采收的烟叶6质量最佳。
49.（4）、烟叶6断裂；实时检测拉动烟叶6的拉力值，根据公式6，判断是否达到断裂节点，如果是，则停止拉动烟叶6和顶烟叶6，同时，显微照相机7采集一张烟叶6断裂的照片作为结束结点。
50.公式6f
t1
为烟叶6在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶6在t2时间点受到的拉力。
51.进一步的：步骤（1）中，设定时间为1s；步骤（2）中，设定时间为0.5s；步骤（3）中，设定时间为0.2s。
52.步骤（2）和步骤（3）中，根据采集到的拉力f1，给定顶杆给烟叶6的顶力f2，f2与f1的关系为：f2=2f1cosα；通过调整顶的速度v2，调整f2，顶的力和拉的力相互牵制，使得烟叶6实现静态平衡，发生逐步的变形，降低外界环境对检测过程的影响。
53.其中，α为烟叶6被顶状态与未被顶状态之间的夹角。
54.本实施例中，调整拉动速度和顶速度的实现方法为：根据下述公式调整拉动速度v1，和顶速度v2其中，公式为：v1（v2）=n/t，其中，n为步进电机转一周需要的步进数；t为丝杠转一周需要的时间，根据给定的速度v1（v2），调整n，从而实现v1（v2）的调整。
55.本实施例中，在拉动的过程中通过对烟叶6速度进行调整，可以以最快的速度，采集到有效的烟叶6变化照片，从而为烟叶检测提供更多数据支撑，检测结果更加准确。
56.本发明所述的烟叶成熟度检测方法可以对烟叶的成熟度进行检测，提高烟叶成熟度判断的准确度，提高采摘过的烟叶质量和口感。

技术特征：
1.烟叶成熟度检测机，其特征在于：包括台架、显微照相机、检测部、烟叶放置部、朝向烟叶放置部设置的顶挤部和与烟叶放置部相连的拉伸部；显微照相机位于烟叶放置部上方，且朝向烟叶放置部设置；烟叶放置部包括两个夹板部，烟叶的两端分别夹设于两个夹板部之间；检测部包括拉力传感器、顶力传感器和微控制器，拉力传感器、顶力传感器分别连接微控制器的信号输入端，微控制器的信号输出端输出信号控制拉伸部和顶紧部的动作；拉伸部包括拉伸组件，拉伸组件通过拉力传感器与任意一个夹板部相连，拉伸组件带动任意一个夹板部向远离另外一个夹板部的方向移动；顶紧部包括顶紧组件，顶力传感器设置于顶力组件的端部，顶紧组件朝向两个夹板部的中部靠近。2.如权利要求1的烟叶成熟度检测机，其特征在于：两个夹板部分别为固定夹板部和移动夹板部，固定夹板部与台架相连，固定夹板部和移动夹板部均包括连接板，连接板上设有前夹板和后夹板，前夹板和后夹板之间预留有烟叶放置间隙，烟叶放置于烟叶放置间隙之间。3.如权利要求2的烟叶成熟度检测机，其特征在于：前夹板与连接板固连，后夹板沿连接板长度方向滑动设置于连接板上，同时，在连接板上设有顶紧螺栓，顶紧螺栓端部顶设于后夹板上。4.如权利要求3的烟叶成熟度检测机，其特征在于：拉伸组件包括拉伸架和拉伸丝杠，拉伸架上设拉伸轨道，拉伸轨道上滑动设有拉伸滑块，拉伸丝杠上螺接有拉伸螺母，拉伸螺母与拉伸滑块固连；拉伸滑块与移动夹板部的连接板相连；拉力传感器设置于拉伸滑块与移动夹板部的连接板之间；拉伸部还包括移动架，台架上配合移动架设置有移动导轨，移动架底部设有移动轮，移动轮沿移动导轨方向移动；移动夹板部的连接板固定于移动架。5.如权利要求4的烟叶成熟度检测机，其特征在于：顶紧组件包括顶紧架和顶紧丝杠，顶紧架上设顶紧轨道，顶紧轨道上滑动设有顶紧滑块，顶紧丝杠上螺接有顶紧螺母，顶紧螺母与顶紧滑块固连；顶紧滑块端部连接有顶紧块，顶紧块朝向两个夹板部的中部设置，顶紧滑块与顶紧块之间连接有顶力传感器。6.如权利要求5的烟叶成熟度检测机，其特征在于：拉伸丝杠和顶紧丝杠分别在第一步进电机和第二步进电机的驱动下转动；微控制器输出信号控制第一步进电机和第二步进电机的工作。7.利用权利要求6的烟叶成熟度检测机进行的烟叶成熟度检测方法，其特征在于：所述方法依次包括如下步骤：（1）、拉伸烟叶：烟叶一端固定，另外一端朝向远离固定端的方向拉动，拉动的同时，采集拉力f1，根据采集到的拉力f1给定拉动速度v1，显微照相机每隔设定时间采集一张烟叶照片；其中，根据采集到的拉力给定拉动速度依据公式1进行；公式1f
t1
为烟叶在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶在t2时间点受到的拉力；（2）、烟叶一级形变；拉动烟叶到伸展状态后，继续拉动烟叶，同时，开始朝向烟叶伸展
面顶烟叶；拉动的同时，采集拉力f1，根据采集到的拉力f1给定烟叶的拉动速度为v1和烟叶的顶速度v2；每隔设定时间显微照相机采集一张烟叶照片；其中，根据采集到的拉力给定拉动速度和顶速度分别依据公式2和公式3进行；公式2公式3其中，f
t1
为烟叶在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶在t2时间点受到的拉力；α为烟叶被顶状态与未被顶状态之间的夹角；δy为烟叶被顶状态下最高点与未被顶状态之间的垂直距离；f1为烟叶被拉的拉力；（3）、烟叶二级形变；烟叶经过一级形变后，继续拉动烟叶，同时顶烟叶；采集拉力f1，根据采集到的拉力f1给定烟叶的拉动速度为v1和烟叶的顶速度v2；显微照相机每隔设定时间采集一张烟叶照片；其中，根据采集到的拉力给定拉动速度和顶速度分别依据公式4和公式5进行；公式4公式5其中，f
t1
为烟叶在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶在t2时间点受到的拉力；α为烟叶被顶状态与未被顶状态之间的夹角；δy为烟叶被顶状态下最高点与未被顶状态之间的垂直距离；f1为烟叶被拉的拉力；（4）、烟叶断裂；实时检测拉动烟叶的拉力值，根据公式6，判断是否达到断裂节点，如果是，则停止拉动烟叶和顶烟叶，同时，显微照相机采集一张烟叶照片；公式6f
t1
为烟叶在t1时间点受到的拉力；f
t2
为烟叶在t2时间点受到的拉力。8.如权利要求7所述的烟叶成熟度检测方法，其特征在于：步骤（1）中，设定时间为1s；步骤（2）中，设定时间为0.5s；步骤（3）中，设定时间为0.2s。9.如权利要求7所述的烟叶成熟度检测方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（3）中，根据采集到的拉力f1，给定顶杆给烟叶的顶力f2，f2与f1的关系为：f2=2f1cosα；其中，α为烟叶被顶状态与未被顶状态之间的夹角。10.如权利要求8或9所述的烟叶成熟度检测方法，其特征在于：根据下述公式调整拉动速度v1，和顶速度v2其中，公式为：v1（v2）=n/t，其中，n为步进电机转一周需要的步进数；t为丝杠转一周需要的时间，根据给定的速度v1（v2），调整n，从而实现v1（v2）的调整。

技术总结
烟叶成熟度检测机及利用其进行的烟叶成熟度检测方法，烟叶成熟度检测机包括台架、显微照相机、烟叶放置部、顶挤部和与烟叶放置部相连的拉伸部；显微照相机位于烟叶放置部上方；烟叶放置部包括两个夹板部，烟叶的两端分别夹设于两个夹板部之间；拉伸部包括拉伸组件，拉伸组件通过拉力传感器与任意一个夹板部相连，拉伸组件带动任意一个夹板部向远离另外一个夹板部的方向移动；顶紧部包括顶紧组件，顶力传感器设置于顶力组件的端部，顶紧组件朝向两个夹板部的中部靠近。本发明所述的烟叶成熟度检测机可以顶和拉同时进行，一方面使得烟叶快速进入到有效的检测阶段，另外一方面可以通过弯曲和拉伸同时进行，有效采集到烟叶的实用变形，提高烟叶成熟度判断的准确性。提高烟叶成熟度判断的准确性。提高烟叶成熟度判断的准确性。


技术研发人员：朱晨辉 冉云亮 张红梅 王万章 高敏强 李炅琦
受保护的技术使用者：河南农业大学
技术研发日：2023.01.16
技术公布日：2023/8/9