CN106932240B - 捕集器自动更换和称重系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种涉及电子烟吸烟机领域的捕集器自动更换和称重系统，设置于电子烟吸烟机上，包括：设置于壳体的顶面上的入料暂存库和出料暂存库；设置于壳体的内部的传动机构、天平、顶杆组件和出料传送机构；与传动机构、主控线路板、顶杆组件和出料传送机构电连接的主控线路板；壳体的侧面上设有可连通电子烟的通气孔，传动机构上安装有机械手，机械手取得捕集器，传动机构带动机械手移动，使捕集器到达准备位置和称重位置，且捕集器在移动过程中，捕集器的中轴线保持与通气孔的中轴线平行。本发明能够确保在两口抽吸间隔时间内迅速稳定地完成捕集器的更换；能够确保在两口抽吸间隔时间内完成称重动作后，捕集器回到抽吸位置。

Description

捕集器自动更换和称重系统

技术领域

本发明涉及电子烟吸烟机领域，特别是涉及一种捕集器自动更换和称重系统。

背景技术

与传统烟草制造的卷烟通过点燃抽吸不同，电子烟是一种新型的产品，目前主要的电子烟制品是通过电加热使烟油雾化，将烟油中的雾化剂、香气成分和尼古丁等转变为气溶胶状态，来模拟卷烟烟雾的效果，供消费者吸食而获得满足感的一种产品。因其具有与卷烟相似的消费体验，同时相对传统卷烟而言，其中危害成分极低，成为了新型烟草制品的一个代表性的发展方向。中国是电子烟的发源和主要生产地，全球90％以上的电子烟是中国生产的，但国际、国内对电子烟的研究和监管尚处于起步阶段，目前，对应用于电子烟检测工作的抽吸方法以及相关技术标准也处于研究制定阶段。伴随着产品规模的不断发展，研究工作的不断深入和技术要求的不断提高，对适应于电子烟检测专用的仪器设备，尤其是作为产品研发、质量控制所需使用的功能完善、性能稳定的吸烟机的需求亦愈发迫切。

传统的用于卷烟烟气分析的吸烟机为两种形式的吸烟机，一种是转盘式吸烟机，该吸烟机具有一个水平旋转的转盘，转盘以旋转轴为中心线垂直于水平面，转盘上沿其圆周均布20个夹持器，即20个吸烟孔道，吸烟时烟支插入夹持器。

另一种是直线型吸烟机，具有多套一一对应并连通的抽吸单元、抽吸通道和抽吸孔道，各单元位置固定、相互间独立。利用直线型吸烟机开展实验前，一般先由人工逐个称取两端加盖密封盖的捕集器之重量后，取下两侧密封端盖，再将捕集器的出气端插装于捕集器托架的孔洞中，在捕集器的进气端安装夹持器，然后将烟支的滤嘴端插入夹持器中，通过点火器点火并按照预设的抽吸容量、抽吸频率等参数进行抽吸。

电子烟烟弹部的烟油存储量较大，雾化后气溶胶的总释放量远超过单个捕集器的捕集能力，因而在持续测试电子烟连续使用期间的质量稳定性能时，每抽吸一定口数后必须调换滤片捕集器，并且考虑到实时监控气溶胶释放量的变化情况，在单个捕集器捕集期间，可能还需要加插多次捕集器称重动作。而使用传统吸烟机时，需要人为的中断实验过程来调换装有剑桥滤片的捕集器，由此势必会增大人工成本，降低工作效率，还在很大程度上增添了实验结果发生偏离或误差的可能。而且，电子烟两口抽吸间隔一般被规定为27s，使用传统直线型吸烟机和转盘式吸烟机抽吸电子烟，将捕集器取下，再进行人工称重，均无法保证在电子烟两口抽吸间隔的时限内完成捕集器称重，并再次将捕集器装回抽吸的抽吸工位中。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种能够保证在电子烟两口抽吸间隔的时限内完成捕集器称重，且能够快速地将完成捕集的捕集器进行更换的捕集器自动更换和称重系统。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种捕集器自动更换和称重系统，设置于电子烟吸烟机上，包括：设置于所述电子烟吸烟机的壳体上且与所述壳体的内部连通的入料暂存库和出料暂存库；设置于所述壳体的内部的传动机构、天平、顶杆组件和出料传送机构；以及主控线路板，所述主控线路板与所述传动机构、所述入料暂存库、所述出料暂存库、所述顶杆组件和所述出料传送机构电连接；所述入料暂存库接收从所述电子烟吸烟机的外部置入的捕集器，所述捕集器从所述出料暂存库中取出；所述壳体上设有可连通电子烟的通气孔，所述通气孔的中轴线与水平面平行；所述传动机构上安装有机械手，所述机械手取得所述捕集器，所述传动机构带动所述机械手移动，使所述捕集器到达准备位置和称重位置，且所述捕集器在移动过程中，所述捕集器的中轴线保持与所述通气孔的中轴线平行；所述天平对到达所述称重位置的所述捕集器进行称重；所述顶杆组件推动所述捕集器水平移动到抽吸位置，所述顶杆组件上设有供抽气的气道；所述出料传送机构将所述捕集器输送到所述出料暂存库的出料位置。为了使吸烟机结构紧凑，入料暂存库和出料暂存库可设置于顶面，连通电子烟的通气孔设置于壳体的侧面，出料传送机构以竖直方向将捕集器输送到出料暂存库。

本发明的捕集器自动更换和称重系统使用时，捕集器从电子烟吸烟机的外部置入于入料暂存库中；当电子烟需要抽吸时，主控线路板控制传动机构带动机械手移动到靠近入料暂存库下方的承接位置，控制入料暂存库中的捕集器落入到机械手上，机械手携带捕集器移动到准备位置，此处所说的准备位置，即初始化零位，该位置是机械手移向称重位置或其它各工位的基准位置，用以计算移动距离，之后，主控线路板控制顶杆组件将捕集器顶入抽吸位置，使捕集器与电子烟的抽吸端连接，气道与捕集器连通，抽吸装置通过气道对电子烟抽气，电子烟的蒸汽烟雾被捕集器吸收；抽吸完成后，主控线路板控制顶杆组件收缩，主控线路板控制所述传动机构带动机械手上的捕集器移动到天平上的称重位置，对捕集器进行称重；当需要将所述捕集器取出时，捕集器被出料传送机构输送到出料暂存库的出料位置。

本系统的连通电子烟的通气孔设置于壳体的侧面上，通气孔的中轴线与水平面平行，也就是说，电子烟的抽吸试验的方向与水平面平行，本发明使捕集器沿着竖直方向落到机械手上，且捕集器移动到准备位置、称重位置和出料位置的过程中，捕集器的中轴线保持与通气孔的中轴线平行，就使发明的系统使用时，捕集器的通气方向始终与电子烟抽吸试验方向一致；所以，捕集器依靠重力落料和机械手协同，能够确保在两口抽吸间隔时间内迅速稳定地完成捕集器的更换；

捕集器在吸烟机的内部始终处于机械手的有效控制范围内，由于传动机构和天平均处于壳体的内部，称重位置和抽吸位置非常接近，抽吸完成后，机械手能够方便地将捕集器移动到称重位置，称重完成后，机械手可将捕集器再次移动到抽吸位置；捕集器移动到称重位置进行称重及再回到抽吸位置的全过程通过主控线路板控制，因此，也能够确保在两口抽吸间隔时间内完成全部动作。

优选地，所述出料传送机构包括供所述捕集器滑动的倾斜滑道和出料推动汽缸，所述倾斜滑道的靠近所述出料暂存库的一端的水平高度低于所述滑道的远离所述出料暂存库的一端的水平高度，所述出料推动汽缸设置于所述倾斜滑道的靠近所述出料暂存库的一端的下方，所述出料推动汽缸的活塞杆处于所述出料暂存库的正下方。

为了快速将捕集器传送到出料位置，出料传送机构设置了倾斜滑道，机械手将捕集器放置到滑道的远离所述出料暂存库的一端后，捕集器会顺着倾斜滑道的倾斜方向滑动到倾斜滑道的靠近所述出料暂存库的一端，此时，出料推动汽缸的活塞杆正好处于捕集器的正下方，主控线路板控制出料推动汽缸的活塞杆沿着竖直方向推动捕集器，就能够快速地将捕集器推入出料暂存库的出料位置中。

优选地，所述入料暂存库上设有供所述捕集器插入的入料导槽，所述入料导槽内设有可旋转释放捕集器的旋转式限位器和识别所述捕集器的位置的入料识别装置，所述旋转式限位器和所述入料识别装置均与所述主控线路板电连接。

捕集器插入到入料导槽中后，被入料导槽中的旋转式限位器阻挡无法向下移动，入料识别装置将捕集器处于入料导槽中的信息传送给主控线路板，主控线路板控制旋转式限位器旋转释放捕集器，使捕集器落入到壳体内部的处于承接位置的机械手上；入料导槽限定捕集器的位置，使捕集器在从入料导槽进入准备位置的过程中，捕集器的中轴线始终与水平面平行。

优选地，所述出料暂存库上设有供所述捕集器插入的出料导槽，所述出料导槽内设有所述捕集器向上推动后可打开的顶推式限位器和识别所述捕集器的位置的出料识别装置，所述顶推式限位器和所述出料识别装置均与所述主控线路板电连接。

捕集器被出料推动汽缸的活塞杆推动到出料暂存库中，捕集器可推动顶推式限位器打开，使捕集器推动到出料位置后，顶推式限位器关闭，托住捕集器。出料推动汽缸的活塞杆可沿着竖直方向快速推动捕集器到达出料导槽的出料位置。

优选地，所述捕集器包括本体和设置于所述本体的轴向两端面上的导气头；所述机械手为两根端部带有V形槽的手爪；所述V形槽承托相应的所述导气头。该结构使机械手的手爪能够稳定地托住导气头，便于机械手带动捕集器移动。

进一步地，所述天平的称重端上安装有与所述捕集器相应的适配器，所述适配器的承托面的形状与所述本体的侧面的形状相应。该结构使捕集器的本体的侧面能够稳定地放置在适配器上，便于称重。

优选地，所述天平处于所述准备位置的下方。抽吸完成后，进行称重，将天平设置于所述准备位置的下方，能够使机械手快速地从抽吸位置经由准备位置移动到称重位置。

优选地，所述顶杆组件包括气缸和转接密封件，所述转接密封件与所述气缸的活塞杆连接，所述气道设置于所述转接密封件上，当捕集器处于抽吸位置时，所述转接密封件与所述捕集器的出气端密封连接，且所述气道与所述捕集器连通。该结构能够快速地将捕集器推动到抽吸位置，且使捕集器与气道密封连接。

进一步地，所述转接密封件通过一导气连杆与抽吸装置连接，且所述导气连杆与所述气道连通。抽吸装置通过导气连杆连通转接密封件上的气道，抽气后，使电子烟的蒸汽烟雾被捕集器吸收。

优选地，所述传动机构包括：竖直导向板，所述竖直导向板上设有竖直导轨；水平支撑板，安装于所述竖直导轨上，且可沿着所述竖直导轨竖直移动，所述水平支撑板连接一竖直驱动轴，所述竖直驱动轴连接竖直驱动电机；水平导向杆，设置于所述水平支撑板上；水平导向板，与所述水平支撑板活动连接，且可在所述水平支撑板上水平移动；水平驱动电机，与所述水平导向板连接，所述水平驱动电机的输出轴可沿着水平导向杆在水平方向上移动；水平导轨，设置于水平导向板上，所述水平导轨的中轴线所在的方向与所述水平导向板在所述水平支撑板上水平移动的方向垂直；所述机械手与所述水平导轨活动连接，且可沿着所述水平导轨移动；所述竖直驱动电机和所述水平驱动电机均与所述主控线路板电连接。

竖直驱动电机通过竖直驱动轴带动水平支撑板沿着竖直方向移动，水平驱动电机带动水平导向板沿着水平导向杆移动，机械手可带动捕集器沿着水平导轨移动；由于水平导轨的中轴线所在的方向与所述水平导向板在所述水平支撑板上水平移动的方向垂直，所以，传动机构能够实现使机械手带动捕集器在三个两两垂直的方向上快速移动，也就是说，捕集器在竖直方向和与竖直方向正交的方向移动，使得捕集器能够快速移动到所需的位置。

本发明的捕集器的通气方向始终与电子烟抽吸试验方向一致，捕集器依靠重力落料和机械手协同，能够确保在两口抽吸间隔时间内迅速稳定地完成捕集器的更换；捕集器在吸烟机的内部始终由机械手控制，而抽吸位置与称重位置非常接近，机械手在主控线路板的控制下能够快速移动到所需的位置，确保在两口抽吸间隔时间内完成称重动作后，捕集器回到抽吸位置。

附图说明

图1显示为本实施例的捕集器处于捕集器自动更换和称重系统的入料位置的结构示意图。

图2显示为本实施例的捕集器处于捕集器自动更换和称重系统的准备位置的剖面结构示意图。

图3显示为本实施例的捕集器处于捕集器自动更换和称重系统的准备位置的立体结构示意图。

图4显示为本实施例的捕集器处于捕集器自动更换和称重系统的抽吸位置的剖面结构示意图。

图5显示为本实施例的捕集器处于捕集器自动更换和称重系统的抽吸位置的立体结构示意图。

图6显示为本实施例的捕集器处于捕集器自动更换和称重系统的称重位置的立体结构示意图。

图7显示为本实施例的捕集器自动更换和称重系统的天平的结构示意图。

图8显示为本实施例的捕集器在捕集器自动更换和称重系统的倾斜滑道上滑动的结构示意图。

图9显示为本实施例的捕集器处于捕集器自动更换和称重系统的出料位置的结构示意图。

图10显示为本实施例的捕集器的结构示意图。

图11显示为本实施例的捕集器自动更换和称重系统的入料暂存库中的旋转式限位器未旋转释放捕集器的结构示意图。

图12显示为本实施例的捕集器自动更换和称重系统的入料暂存库中的旋转式限位器旋转释放捕集器后的结构示意图。

图13显示为本实施例的捕集器自动更换和称重系统的限位件处于初始状态的结构示意图。

图14显示为本实施例的捕集器自动更换和称重系统的限位件被捕集器推动后旋转打开的结构示意图。

图15显示为本实施例的捕集器自动更换和称重系统在主控线路板控制下的工作流程图。

附图标号说明

100 壳体

110 入料暂存库

111 入料导槽

112 旋转式限位器

113 阻挡部

114 入料识别装置

120 出料暂存库

121 出料导槽

122 限位件

123 出料识别装置

130 通气孔

140 转盘

200 传动机构

211 竖直导向板

212 竖直导轨

213 水平支撑板

214 竖直驱动轴

215 竖直驱动电机

221 水平导向杆

222 水平导向板

223 水平驱动电机

231 水平导轨

300 天平

310 适配器

311 承托面

400 顶杆组件

410 气缸

420 转接密封件

421 气道

430 导气连杆

500 出料传送机构

510 倾斜滑道

520 出料推动汽缸

600 主控线路板

700 机械手

710 手爪

800 捕集器

810 本体

820 导气头

900 抽吸装置

10 电子烟

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士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及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图8、图15所示，本实施例的捕集器自动更换和称重系统，设置于电子烟吸烟机上，该吸烟机的壳体100的竖直侧面上安装有转盘140，电子烟10安装于转盘140上，且电子烟10的中轴线与水平面平行；

捕集器自动更换和称重系统包括：

设置于电子烟吸烟机的壳体100的顶面上且与壳体100的内部连通的入料暂存库110和出料暂存库120；

设置于壳体100的内部的传动机构200、天平300、顶杆组件400和出料传送机构500；

以及主控线路板600，主控线路板600与传动机构200、入料暂存库110、出料暂存库120、所述顶杆组件400、出料传送机构500和天平300电连接；

入料暂存库110接收从电子烟吸烟机的外部置入的捕集器800，此时，捕集器800处于入料位置，捕集器800从出料暂存库120的出料位置中取出；

壳体100的侧面上设有可连通电子烟10的通气孔130，通气孔130的中轴线与水平面平行；

传动机构200上安装有机械手700，机械手700取得捕集器800，传动机构200带动机械手700移动，使捕集器800到达准备位置和称重位置，且捕集器800在移动过程中，捕集器800的中轴线保持与通气孔130的中轴线平行；

天平300对到达称重位置的捕集器800进行称重；

顶杆组件400推动捕集器800水平移动到抽吸位置，顶杆组件400上设有供抽气的气道421；

出料传送机构500将捕集器800沿着竖直方向输送到出料暂存库120的出料位置。

本发明的捕集器自动更换和称重系统使用时，捕集器800从电子烟吸烟机的外部置入于入料暂存库110中，当电子烟10需要抽吸时，主控线路板600控制传动机构200带动机械手700移动到靠近入料暂存库110下方的承接位置，主控线路板600控制捕集器800入料暂存库110中的捕集器800落入机械手700上，机械手700携带捕集器800移动到准备位置，之后，主控线路板600控制顶杆组件400将捕集器800顶入抽吸位置，使捕集器800与电子烟10的抽吸端连接，气道421与捕集器800连通，抽吸装置900通过气道421对电子烟10抽气，电子烟10的蒸汽烟雾被捕集器800吸收；抽吸完成后，主控线路板600控制顶杆组件400收缩，主控线路板600控制传动机构200带动机械手700上的捕集器800移动到天平300上的称重位置，对捕集器800进行称重；当需要将捕集器800取出时，捕集器800被出料传送机构500输送到出料暂存库120的出料位置。

由于通气孔130的中轴线所在的方向就是电子烟10抽吸试验方向，本发明使捕集器800沿着竖直方向落到处于准备位置的机械手700上，且捕集器800移动到准备位置、称重位置和出料位置的过程中，捕集器800的中轴线保持与通气孔130的中轴线平行，就使本发明的系统使用时，捕集器800的通气方向始终与电子烟10抽吸试验方向一致；所以，捕集器800依靠重力落料和机械手700协同，能够确保在两口抽吸间隔时间内迅速稳定地完成捕集器800的更换，即实现在电子烟10两口抽吸间隔的27s内更换捕集器800；

捕集器800在吸烟机的内部始终处于机械手700的有效控制范围内，由于传动机构200和天平300均处于壳体100的内部，称重位置和抽吸位置非常接近，抽吸完成后，机械手700能够方便地将捕集器800移动到称重位置，称重完成后，机械手700可将捕集器800再次移动到抽吸位置；捕集器800移动到称重位置进行称重及再回到抽吸位置的全过程通过主控线路板600控制，因此，也能够确保在两口抽吸间隔时间内完成全部动作，即实现在电子烟10两口抽吸间隔的27s内将捕集器800从抽吸位置传送到称重位置进行称重后，再将捕集器800送回抽吸位置。

出料传送机构500包括供捕集器800滑动的倾斜滑道510和出料推动汽缸520，倾斜滑道510的靠近出料暂存库120的一端的水平高度低于倾斜滑道510的远离出料暂存库120的一端的水平高度，出料推动汽缸520设置于倾斜滑道510的靠近出料暂存库120的一端的下方，出料推动汽缸520的活塞杆处于出料暂存库120的正下方，出料推动汽缸520的活塞杆上设有承托捕集器800的承接部。

设置倾斜滑道510能够快速将捕集器800传送到出料位置，只要使机械手700将捕集器800放置到滑道的远离出料暂存库120的一端后，捕集器800会顺着倾斜滑道510的倾斜方向滑动到倾斜滑道510的靠近出料暂存库120的一端；此时，出料推动汽缸520的活塞杆正好处于捕集器800的正下方，主控线路板600控制出料推动汽缸520的活塞杆沿着竖直方向推动捕集器800，就能够快速地将捕集器800推入出料暂存库120的出料位置中。

如图1、图11、图12和图15所示，入料暂存库110上设有供捕集器800插入的入料导槽111，入料导槽111内设有可旋转释放捕集器800的旋转式限位器112和识别捕集器800的位置的入料识别装置114，旋转式限位器112和入料识别装置114均与主控线路板600电连接。

旋转式限位器112包括可托住捕集器800限制捕集器800向下移动的阻挡部113，控制旋转式限位器112转动180度，阻挡部113也就转动180度，使捕集器800不再被阻挡部113限制，捕集器800落入壳体100内部。

当捕集器800被入料导槽111中的旋转式限位器112的阻挡部113挡住，无法向下移动时，入料识别装置114将捕集器800处于入料导槽111中的信息传送给主控线路板600，主控线路板600控制旋转式限位器112旋转180度释放捕集器800，使捕集器800落入到壳体100内部的处于承接位置的机械手700上；入料导槽111限定捕集器800的位置，使捕集器800在从入料导槽111进入准备位置的过程中，捕集器800的中轴线始终与水平面平行。

如图1、图13至图15所示，出料暂存库120上设有供捕集器800插入的出料导槽121，出料导槽121内设有捕集器800向上推动后可打开的顶推式限位器和识别捕集器800的位置的出料识别装置123，顶推式限位器和出料识别装置123均与主控线路板600电连接。

顶推式限位器为两个相对设置于出料导槽121中的限位件122，两个限位件122均与出料导槽121活动连接，限位件122的上部在水平方向上的长度大于限位件122的下部在水平方向上的长度；

捕集器800被出料推动汽缸520的活塞杆推动到出料暂存库120中，捕集器800可推动两个限位件122转动，使捕集器800通过两个限位件122，捕集器800被推动到出料位置后，主控线路板600控制两个限位件122回复原位，托住捕集器800。出料推动汽缸520的活塞杆可沿着竖直方向快速推动捕集器800通过两个限位件122到达出料导槽121的出料位置。

如图3和图10所示，捕集器800包括本体810和设置于本体810的轴向两端面上的导气头820；机械手700为两根端部带有V形槽的手爪710；V形槽承托相应的导气头820。该结构使机械手700的手爪710能够稳定地托住导气头820，便于机械手700带动捕集器800移动。

如图6、图7和图10所示，由于本体810的侧面为弧线形，天平300的称重端上安装有与捕集器800相应的适配器310，适配器310的承托面311的形状与本体810的侧面的形状相应。承托面311为弧线形。该结构使捕集器800的本体810的侧面能够稳定地放置在适配器310上，便于称重。

为了便于在抽吸完成后，对捕集器800进行称重，天平300处于准备位置的下方，使机械手700快速地从抽吸位置经由准备位置移动到称重位置。

如图4、图5和图15所示，顶杆组件400包括气缸410和转接密封件420，转接密封件420与气缸410的活塞杆连接，气道421设置于转接密封件420上，当捕集器800处于抽吸位置时，转接密封件420与捕集器800的出气端密封连接，且气道421与捕集器800连通。该结构能够快速地将捕集器800推动到抽吸位置，且使捕集器800与气道421密封连接。

转接密封件420通过一导气连杆430与抽吸装置900连接，且导气连杆430与气道421连通。抽吸装置900通过导气连杆430连通转接密封件420上的气道421，抽气后，使电子烟10的蒸汽烟雾被捕集器800吸收。抽吸装置900和气缸410均与主控线路板600电连接。

捕集器的内部结构如图3和图15所示，传动机构200包括：竖直导向板211，竖直导向板211上设有竖直导轨212；水平支撑板213，安装于竖直导轨212上，且可沿着竖直导轨212竖直移动，水平支撑板213连接一竖直驱动轴214，竖直驱动轴214连接竖直驱动电机215；水平导向杆221，设置于水平支撑板213上；水平导向板222，与水平支撑板213活动连接，且可在水平支撑板213上水平移动；水平驱动电机223，与水平导向板222连接，水平驱动电机223的输出轴可沿着水平导向杆221在水平方向上移动；水平导轨231，设置于水平导向板222上，水平导轨231的中轴线所在的方向与水平导向板222在水平支撑板213上水平移动的方向垂直；机械手700与水平导轨231通过弹簧活动连接，且机械手700可沿着水平导轨231移动；竖直驱动电机215和水平驱动电机223均与主控线路板600电连接。

竖直驱动电机215通过竖直驱动轴214带动水平支撑板213沿着竖直方向移动，水平驱动电机223带动水平导向板222沿着水平导向杆221移动，机械手700可带动捕集器800沿着水平导轨231移动；由于水平导轨231的中轴线所在的方向与水平导向板222在水平支撑板213上水平移动的方向垂直，所以，传动机构200能够实现使机械手700带动捕集器800在三个两两垂直的方向快速移动，使捕集器800能够快速移动到所需的位置。

本实施例的捕集器自动更换和称重系统的使用方法，包括以下步骤：

如图1至3、图11、图12和图15所示，捕集器800从电子烟吸烟机的外部置入于入料暂存库110中的入料位置，入料识别装置114将探测到的捕集器800处于入料位置的信息传送给主控线路板600后，主控线路板600控制传动机构200带动机械手700移动到靠近入料暂存库110下方的承接位置，主控线路板600控制入料暂存库110的旋转式限位器112转动180度，则阻挡部113转动180度后，使捕集器800下落到机械手700上，捕集器800到达承接位置，然后主控线路板600控制机械手700携带捕集器800移动到准备位置；

如图4、图5和图15所示，当电子烟10需要抽吸时，主控线路板600控制顶杆组件400将捕集器800沿水平方向顶入抽吸位置，机械手700随着捕集器800移动，机械手700连接在水平导轨231上的弹簧(图中未示出)收缩，捕集器800与电子烟10的抽吸端连接，顶杆组件400的气道421与捕集器800连通，主控线路板600控制抽吸装置900通过气道421对电子烟10抽气，使电子烟10的蒸汽烟雾进入捕集器800中，被捕集器800吸收；

如图2、图3、图6、图7和图15所示，抽吸完成后，主控线路板600控制顶杆组件400收缩，机械手700连接在水平导轨231上的弹簧舒张，机械手700带动捕集器800回到准备位置，主控线路板600控制传动机构200，使传动机构200带动机械手700上的捕集器800移动到天平300上的称重位置，主控线路板600控制机械手700放开捕集器800，天平300测量捕集器800的重量；

如图8、图9、图13至图15所示，当需要将捕集器800取出时，主控线路板600通过传动机构200控制机械手700，使捕集器800移动到倾斜滑道510的远离出料暂存库120的一端，机械手700放开捕集器800，捕集器800沿着倾斜滑道510滑动至出料推动汽缸520的承接部上，主控线路板600控制出料推动汽缸520的活塞杆向上移动，带动捕集器800推动出料暂存库120中的顶推式限位器打开，即两个限位件122旋转后使捕集器800向上移动到出料暂存库120中的出料位置，出料识别装置123将探测到的捕集器800处于出料位置的信息传送给主控线路板600，主控线路板600控制两个限位件122回复初始位置，在捕集器800的下方托住捕集器800。

如图1至图15所示，由于电子烟10的可抽吸口数远大于传统卷烟，一般至少在100口以上，而本专业技术领域公知的通常用作捕集烟雾的44mm直径玻璃纤维剑桥滤片，其烟雾理论承载量为150mg，为避免连续测定过程中烟雾捕集量超过滤片承载量而发生穿滤现象，必须在抽吸一定口数后调换一个装有剑桥滤片的捕集器800，因此，本发明所设计的捕集器800的入料暂存库110和出料暂存库120垂直排布于壳体100的顶部，捕集器800的轴向与抽吸实验时的方向一致，保持捕集器800进气口方向朝向转盘140，依靠重力落料和机械手700协同，能确保在两口抽吸间隔时间内迅速而且稳定地完成捕集器800切换。

在连续测定过程中，当需要在调换一个捕集器800前监控抽吸过程中捕集器800质量变化，即电子烟10烟雾发生量变化的情况时，需要每隔一定抽吸口数(例如每1、2、3…口)即对捕集器800进行一次称重，此时必须将捕集器800从原本密闭于电子烟10抽吸孔道和抽吸单元间的抽吸工位中撤出，称重后再重新加装到原来的抽吸工位中重新密闭，根据本专业技术领域公知的相关检测标准或方法的规定，一般两口抽吸的间隔时间最长不超过1min.，而电子烟10两口抽吸间隔一般被规定为27s，而在使用传统吸烟机抽吸电子烟10时，若要称量捕集器800则必须通过人工或机械手700将捕集器800取下，再进行人工称重，均无法保证在此时限内完成捕集器800称重后，并再次将捕集器800装回抽吸的抽吸工位中，因此，本发明的优势在于，捕集器800在吸烟机内始终处于机械手700的有效控制范围且非常接近，设于吸烟机内部的天平300及其用作承托捕集器800的适配器310被设置于抽吸工位下方且非常接近，抽吸时捕集器800被处于捕集器800出气口方向的顶杆组件400顶入抽吸工位，称重时气缸410顶杆释放，捕集器800由机械手700承托迅速送入天平300上的承托的适配器310，完成称重后再有机械手700送回，顶杆组件400重新顶紧，期间的捕集器800传送和称重数采过程由仪器全自动完成，因此能确保在两口抽吸间隔时间内完成全部动作。

采用本发明的系统，能够实现一种重量法判断抽吸终止的方法，解决电子烟10抽吸终止的判断问题：传统卷烟是通过燃烧卷烟上的烟草段而产生烟雾，所以当卷烟燃烧到标准定义的烟蒂长度时，通过紧贴于烟支外表面且处于终止位置的棉线灼断触发微动开关或设于相应位置的红外感应器的触发来终止抽吸的，以下列三组数据中的最大值被作为判断抽吸终止的烟蒂长度：1，无滤嘴卷烟距离抽吸端23mm、2，滤嘴棒长度+8mm、3、水松纸长度+3mm。。电子烟10是通过雾化电子烟10油产生烟雾，没有点燃和燃烧过程，传统吸烟机的吸烟终止判断方法和装置无法对电子烟10是否完成抽吸进行判断，当需要判断电子烟10烟油是否消耗完闭或电池电量是否消耗完毕时，目前的传统吸烟机无法自动解决这一技术难题，本发明通过采用机械手700动作配合天平300称量捕集器800，天平300得到的捕集器800的重量变化会传送到主控线路板600，考察重量是否增加来判断是否还有烟雾产生的方法，能够间接判断烟油或电量是否消耗完毕，进而确定电子烟10抽吸终止。

采用本发明的系统，能够实现在线逐口分析，大幅度地提高了检测效率；当吸烟机自动加载第一个捕集器800后，随着转盘140的转动，吸烟机自动逐支抽吸加装在吸烟机上的电子烟10，当全部电子烟10完成第一口抽吸，即所有电子烟10第一口的气溶胶被捕集在第一个捕集器800上后，更换第二个捕集器800，再继续抽吸各支电子烟10的第二口，依此类推即可实现电子烟10的逐口捕集分析，由此还可拓展功能为，所有电子烟10的每2口或每3口等，依次被捕集在第一张滤片、第二张滤片上等。此种方式的优势在于，对于相同品牌或规格的电子烟10产品，当需要对其整批作质量检测时，样品测试批的不同个体间往往存在质量水平不一的问题，为尽量减小产品质量差异带来的检测数据误差，必须增加被测样品的数量，若采用传统吸烟机逐支对样品进行测定，即第一支全部抽吸完成后再抽吸第二支，则每支两口间的抽吸间隔时间会造成大量时间的浪费，本发明所提供的系统能够充分利用每支电子烟10的抽吸间隔时间去完成其它电子烟10的抽吸，实现了抽吸检测效率的提高，例如：单支电子烟10完成300口的抽吸，需要耗时150分钟，依次抽吸10支，则总耗时为1500分钟，采用本发明则完成10支的抽吸任务总耗时为200分钟，节约了1300分钟。

综上，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 (10)

1.一种捕集器自动更换和称重系统，设置于电子烟吸烟机上，其特征在于，包括：

设置于所述电子烟吸烟机的壳体(100)上且与所述壳体(100)的内部连通的入料暂存库(110)和出料暂存库(120)；

设置于所述壳体(100)的内部的传动机构(200)、天平(300)、顶杆组件(400)和出料传送机构(500)；

以及主控线路板(600)，所述主控线路板(600)与所述传动机构(200)、所述入料暂存库(110)、所述出料暂存库(120)、所述顶杆组件(400)和所述出料传送机构(500)电连接；

所述入料暂存库(110)接收从所述电子烟吸烟机的外部置入的捕集器(800)，所述捕集器(800)从所述出料暂存库(120)中取出；

所述壳体(100)上设有可连通电子烟的通气孔(130)，所述通气孔(130)的中轴线与水平面平行；

所述传动机构(200)上安装有机械手(700)，所述机械手(700)取得所述捕集器(800)，所述传动机构(200)带动所述机械手(700)移动，使所述捕集器(800)到达准备位置和称重位置，且所述捕集器(800)在移动过程中，所述捕集器(800)的中轴线保持与所述通气孔(130)的中轴线平行；

所述天平(300)对到达所述称重位置的所述捕集器(800)进行称重；

所述顶杆组件(400)推动所述捕集器(800)水平移动到抽吸位置，所述顶杆组件(400)上设有供抽气的气道(421)；

所述出料传送机构(500)将所述捕集器(800)输送到所述出料暂存库(120)。

2.根据权利要求1所述的捕集器自动更换和称重系统，其特征在于：所述出料传送机构(500)包括供所述捕集器(800)滑动的倾斜滑道(510)和出料推动汽缸(520)，所述倾斜滑道(510)的靠近所述出料暂存库(120)的一端的水平高度低于所述倾斜滑道(510)的远离所述出料暂存库(120)的一端的水平高度，所述出料推动汽缸(520)设置于所述倾斜滑道(510)的靠近所述出料暂存库(120)的一端的下方，所述出料推动汽缸(520)的活塞杆处于所述出料暂存库(120)的正下方。

3.根据权利要求1所述的捕集器自动更换和称重系统，其特征在于：所述入料暂存库(110)上设有供所述捕集器(800)插入的入料导槽(111)，所述入料导槽(111)内设有可旋转释放捕集器(800)的旋转式限位器(112)和识别所述捕集器(800)位置的入料识别装置(113)，所述旋转式限位器(112)和所述入料识别装置(113)均与所述主控线路板(600)电连接。

4.根据权利要求1所述的捕集器自动更换和称重系统，其特征在于：所述出料暂存库(120)上设有供所述捕集器(800)插入的出料导槽(121)，所述出料导槽(121)内设有所述捕集器(800)向上推动后可打开的顶推式限位器和识别所述捕集器(800)位置的出料识别装置(123)，所述顶推式限位器和所述出料识别装置(123)均与所述主控线路板(600)电连接。

5.根据权利要求1所述的捕集器自动更换和称重系统，其特征在于：所述捕集器(800)包括本体(810)和设置于所述本体(810)的轴向两端面上的导气头(820)；所述机械手(700)为两根端部带有V形槽的手爪(710)；所述V形槽承托相应的所述导气头(820)。

6.根据权利要求5所述的捕集器自动更换和称重系统，其特征在于：所述天平(300)的称重端上安装有与所述捕集器(800)相应的适配器(310)，所述适配器(310)的承托面(311)的形状与所述本体(810)的侧面的形状相应。

7.根据权利要求1所述的捕集器自动更换和称重系统，其特征在于：所述天平(300)处于所述准备位置的下方。

8.根据权利要求1所述的捕集器自动更换和称重系统，其特征在于：所述顶杆组件(400)包括气缸(410)和转接密封件(420)，所述转接密封件(420)与所述气缸(410)的活塞杆连接，所述气道(421)设置于所述转接密封件(420)上，当捕集器(800)处于抽吸位置时，所述转接密封件(420)与所述捕集器(800)的出气端密封连接，且所述气道(421)与所述捕集器(800)连通。

9.根据权利要求8所述的捕集器自动更换和称重系统，其特征在于：所述转接密封件(420)通过一导气连杆(430)与抽吸装置(900)连接，且所述导气连杆(430)与所述气道(421)连通。

10.根据权利要求1所述的捕集器自动更换和称重系统，其特征在于：所述传动机构(200)包括：

竖直导向板(211)，所述竖直导向板(211)上设有竖直导轨(212)；

水平支撑板(213)，安装于所述竖直导轨(212)上，且可沿着所述竖直导轨(212)竖直移动，所述水平支撑板(213)连接一竖直驱动轴(214)，所述竖直驱动轴(214)连接竖直驱动电机(215)；

水平导向杆(221)，设置于所述水平支撑板(213)上；

水平导向板(222)，与所述水平支撑板(213)活动连接，且可在所述水平支撑板(213)上水平移动；

水平驱动电机(223)，与所述水平导向板(222)连接，所述水平驱动电机(223)的输出轴可沿着水平导向杆(221)在水平方向上移动；

水平导轨(231)，设置于水平导向板(222)上，所述水平导轨(231)的中轴线所在的方向与所述水平导向板(222)在所述水平支撑板(213)上水平移动的方向垂直；

所述机械手(700)与所述水平导轨(231)活动连接，且可沿着所述水平导轨(231)移动；

所述竖直驱动电机(215)和所述水平驱动电机(223)均与所述主控线路板(600)电连接。

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