CN103674761B - 卷烟烟气自动化分析装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卷烟烟气自动化分析装置，包括吸烟机主体、点火器升降机构、点火器、六关节机器人、剑桥滤片捕集器供给机构、卷烟样品供给机构、剑桥滤片捕集器密封盖供给机构、密封盖加盖机构以及分析天平。六关节机器人设置在吸烟机主体前方，与剑桥滤片捕集器供给机构、卷烟样品供给机构、剑桥滤片捕集器密封盖供给机构、密封盖加盖机构以及分析天平配合进行卷烟烟气分析处理。本发明能够有效实现剑桥滤片捕集器自动进样，卷烟样品自动进样安装，剑桥滤片捕集器自动称重，所有孔道同步点火，剑桥滤片捕集器加密封盖等自动化操作，工作效率高且能保证分析结果的准确性。

Description

卷烟烟气自动化分析装置

技术领域

本发明涉及一种烟气分析装置，尤其涉及一种卷烟烟气的自动化分析装置。

背景技术

ISO3308标准定义的“常规分析卷烟吸烟机.定义和标准条件”，以及兼容的中国标准GB/T19609“卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油”中定义了卷烟烟气常规检测的标准，即剑桥滤片法，是烟草行业一项十分重要的卷烟烟气常规检测方法。根据上述标准的定义，按照结构的不同标准定义两种吸烟机：一是转盘型吸烟机，一种是直线型吸烟机。并按照指定的抽吸容量，抽吸曲线和频率等标准条件进行实验，测定样品的燃吸口数，测定总粒相物、焦油等燃烧产物的产生量，分析其中的成分，直线型吸烟机的优点是能够同一时间多孔道同时点燃，方便进行同步平行试验和监控。但目前的直线型吸烟机是采用人工操作，对于大量卷烟样品检测，是一项重复繁重的手工劳动，并且需要耗费大量时间。申请号为97191545.8，名称为“自动吸烟机”（日本烟业产业株式会社）的专利文献中公开了一种采用机器人来实现自动直线型吸烟机，其特征是直线排列的多个吸烟口，采用在轨道上往复移动的机器人来完成向吸烟口，完成安装卷烟和剑桥滤片捕集器的动作。根据其设计思想，给卷烟点火的电热点火器设计在可以更换的手爪上，由机器人从一端逐一给多个吸烟口的卷烟点火，整个系统结构是机器人在轨道上移动，卷烟和捕集器布置于轨道的末端，机器人主体需要进行往复式的运动来完成吸烟动作，结构比较复杂，而且工作效率低，最主要的一个缺陷还有多个孔道的卷烟并不是一次同步点燃，改变了同步试验的基本条件。

如英国Cerulean公司型号为ASM500自动直线型吸烟机，同样也是采用一个在轨道上往复式移动工作的机械手，逐一完成点火操作和相关功能，而且只能手动安装卷烟和捕集器，但该型号的自动直线型吸烟机并没有实现全自动试验过程。关键的问题是，上述两个技术方案都没有涉及到对常规试验最重要的环节总粒相物（TPM）的自动称重检测，是通过吸烟前后剑桥滤片捕集器的测重，重量的差就得出捕集到滤片上的烟气总粒相物量，人工工作量依然很大。

基于上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种具有创新的解决方案，既能解决现有技术中卷烟烟气分析装置的结构复杂、工作效率低的问题，还能实现全自动化操作控制，保证测试结果的精准性。

发明内容

本发明提供一种卷烟烟气自动化分析装置，包括吸烟机主体、点火器升降机构、点火器、六关节机器人、剑桥滤片捕集器供给机构、卷烟样品供给机构、剑桥滤片捕集器密封盖供给机构、密封盖加盖机构以及分析天平。

位于吸烟机主体前面设有呈直线排列的多个吸烟孔道，点火器升降机构上安装有与吸烟孔道数量相同的点火器，用于同时点燃所有吸烟孔道内的卷烟样品。点火器的升降机构由电机驱动，也可由六关节机器人抓手提供抓取提升来驱动。

主体固定安装的六关节机器人设置在吸烟机主体前方，六关节机器人的机械手臂能够访问到吸烟机主体上的所有吸烟孔道。剑桥滤片捕集器供给机构、卷烟样品供给机构、剑桥滤片捕集器密封盖供给机构、密封盖加盖机构以及分析天平均设置在六关节机器人的机械手臂工作范围内。采用气动夹爪驱动六关节机器人手臂上的抓手的开合抓取动作。

剑桥滤片捕集器供给机构中设有多组剑桥滤片捕集器，卷烟样品供给机构中设有多组待检测的卷烟样品，剑桥滤片捕集器密封盖供给机构设有与剑桥滤片捕集器数量相配套的密封盖。

点火器可以独立做前后位置移动，根据卷烟样品的长度，调节点火器电热丝和卷烟样品端部的间隙，可设置独立的电机驱动前后调节，也可采用六关节机器人抓手进行移动调整。

密封一个剑桥滤片捕集器，需要加盖出口和入口两个密封盖。剑桥滤片捕集器的密封盖加盖机构设置一个气缸驱动开合的夹爪，和由旋转气缸或电机驱动的旋转轴，用于夹持定位六关节器人抓手送过来的剑桥滤片捕集器，并能够将剑桥滤片捕集器翻转180度。六关节器人机械手臂上的抓手到剑桥滤片捕集器密封盖供给机构抓取密封盖放置到剑桥滤片捕集器一端开口密封，然后翻转180度，再加盖密封剑桥滤片捕集器的另一端开口。

分析天平的称重传感器上方设有防风罩，防风罩顶部设置电机驱动的开闭活门。当称重时防风罩顶部活门开启，六关节器人机械手臂前端抓手从顶部将剑桥滤片捕集器放置到天平称重传感器上，六关节器人手臂前端抓手打开上升，退出防风罩外，顶部活门关闭，隔绝外部气流对分析天平的影响，进行稳定称重。

本发明采用简单的设计结构，有效实现剑桥滤片捕集器自动进样，卷烟样品自动进样安装，剑桥滤片捕集器自动称重，所有孔道同步点火，剑桥滤片捕集器加密封盖全部自动化操作，提高工作效率的同时保证测试结果的准确性。

附图说明

图1显示为卷烟烟气自动化分析装置结构示意图；

图2显示为卷烟样品插烟过程其装置结构示意图；

图3显示为剑桥滤片捕集器密封加盖时其装置结构示意图；

图4显示为分析天平称重剑桥滤片捕集器时其装置结构示意图；

图5显示为点火器工作时其装置结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

以下结合各个附图对本发明提出的内容进行详细的说明。

如图1中所示，卷烟烟气自动化分析装置包括吸烟机主体1、点火器升降机构3、点火器4、六关节机器人6、剑桥滤片捕集器供给机构7、卷烟样品供给机构8、剑桥滤片捕集器密封盖供给机构9、密封盖加盖机构10以及分析天平11。

位于吸烟机主体1前面设有呈直线排列的多个吸烟孔道2，点火器升降机构3上安装有与吸烟孔道数量相同的点火器4，用于同时点燃所有吸烟孔道内的卷烟样品5。点火器的升降机构3由电机驱动，也可由六关节机器人的抓手14提供抓取提升来驱动，其装置结构如图5中所示。

主体固定安装的六关节机器人6设置在吸烟机主体1前方，六关节机器人6的机械手臂能够访问到吸烟机的上的所有吸烟孔道1。剑桥滤片捕集器供给机构7、卷烟样品供给机构8、剑桥滤片捕集器密封盖供给机构9、密封盖加盖机构10以及分析天平11均设置在六关节机器人6的机械手臂工作范围内。可采用气动夹爪16驱动六关节机器人6手臂的抓手14开合抓取，各装置结构如图4中所示。

剑桥滤片捕集器供给机构7中设有多组剑桥滤片捕集器12，卷烟样品供给机构8中设有多组待检测的卷烟样品5，剑桥滤片捕集器密封盖供给机构9具有与剑桥滤片捕集器12数量相配套的密封盖13，如图2中所示。

点火器4可以独立做前后位置移动，根据卷烟样品5的长度，调节点火器4电热丝和卷烟样品端部的间隙，可设置独立的电机驱动前后调节，也可采用六关节机器人抓手14进行移动调整。

密封一个剑桥滤片捕集器12，需要加盖出口和入口两个密封盖。剑桥滤片捕集器的密封盖加盖机构10设置一个气缸18驱动开合的夹爪17，和由旋转气缸或电机19驱动的旋转轴，如图3中所示，用于夹持定位六关节器人抓手14送过来的剑桥滤片捕集器12，并能够将剑桥滤片捕集器12翻转180度。六关节器人机械手臂上的抓手到剑桥滤片捕集器密封盖供给机构9抓取密封盖13放置到剑桥滤片捕集器12一端开口进行密封，然后翻转180度，再加盖密封剑桥滤片捕集器12的另一端开口。

分析天平11称重传感器上方设有防风罩，防风罩顶部设置电机驱动的开闭活门。当称重时防风罩顶部活门开启，六关节器人机械手臂前端抓手14从顶部将剑桥滤片捕集器放置到天平称重传感器上，六关节器人手臂前端抓手14打开上升，退出防风罩外，顶部活门关闭，隔绝外部气流对分析天平11的影响，进行稳定称重。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (3)

1.一种卷烟烟气自动化分析装置，包括吸烟机主体、点火器升降机构、点火器、六关节机器人、剑桥滤片捕集器供给机构、卷烟样品供给机构、剑桥滤片捕集器密封盖供给机构、密封盖加盖机构以及分析天平，其特征在于，所述六关节机器人设置在吸烟机主体前方，剑桥滤片捕集器供给机构、卷烟样品供给机构、剑桥滤片捕集器密封盖供给机构、密封盖加盖机构以及分析天平均设置在六关节机器人的机械手臂工作范围内；所述吸烟机主体前面设有呈直线排列的多个吸烟孔道，点火器升降机构上安装有与吸烟孔道数量相同的点火器；

所述剑桥滤片捕集器供给机构中设有多组剑桥滤片捕集器，所述卷烟样品供给机构中设有多组待检测的卷烟样品；所述剑桥滤片捕集器密封盖供给机构具有与所述剑桥滤片捕集器数量相配套的密封盖；

所述六关节机器人手臂上的抓手的开合由气动夹爪驱动；所述密封盖加盖机构设有一个气缸驱动开合的夹爪，及由旋转气缸或电机驱动的旋转轴；

所述分析天平的称重传感器上方设有防风罩，防风罩顶部设置电机驱动的开闭活门。

2.根据权利要求1所述的卷烟烟气自动化分析装置，其特征在于，所述点火器升降机构由电机驱动，或由六关节机器人抓手提供抓取提升来驱动。

3.根据权利要求1或2所述的卷烟烟气自动化分析装置，其特征在于，所述点火器采用独立的电机驱动进行前后位置调节，或者采用六关节机器人抓手进行移动调整。