CN108037300A - 全自动多通道卷烟落头倾向检测装置及检测方法 - Google Patents

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Abstract

一种全自动多通道卷烟落头倾向检测装置及检测方法，其特征在于：该装置包括设置在主体框架中的多通道转盘结构单元、卷烟样品自动进样单元、卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元、测试中卷烟夹持和施力单元、落头自动检测与取出单元、抽吸过程中烟气捕集单元、抽吸单元、烟气排除单元，以及用于控制上述单元动作及过程的电路与气路控制单元。利用该装置按照一定的步骤，对依次插装在转盘上的样品烟支进行自动点烟和燃烧线探测、燃吸中的卷烟施加可控外力，通过多支卷烟落头现象的发生，对该种卷烟产品落头倾向性能进行检测。利用该装置可提高测试重复性和工作效率。

Description

全自动多通道卷烟落头倾向检测装置及检测方法
技术领域
本发明属于烟草制品质量检测技术领域，具体是一种自动多通道卷烟落头倾向检测装置及检测方法，利用该装置按照一定的步骤，对燃吸中的卷烟施加可控外力，通过多支卷烟落头现象的发生，评价该种卷烟产品落头倾向性能的检测方法。
背景技术
卷烟在消费过程中落头现象时常发生，极大影响消费者对卷烟产品和品牌的认可度，而落头所引起的危害也越来越被消费者所诟病，一方面卷烟燃烧锥的脱落，中断了消费者对卷烟的消费，若掉落烟头到危险位置（家具、衣物、荒野丛林等），可能有发生火灾的风险（平安. 世界无烟日:解读烟头火灾[J]. 中国消防, 2011(11): 38-42.）。卷烟加工制造企业越来越关注该现象的发生，如何改进与评价卷烟抽吸中卷烟落头性能，是卷烟企业亟待解决的热点问题（王海滨, 刘德虎, 吴兆刚等. 卷烟燃烧端掉落现象的分析与研究[A].中国烟草学会2010年研讨会论文集, 2010, 285-287.）
卷烟抽吸中的落头现象发生的原因很多，从卷烟设计与加工角度讲，可能的原因是烟丝在卷烟纸中的填充状态、燃烧过程中燃烧速率的不匹配以及形成烟灰后的包裹性不够等原因造成的，而对一种卷烟产品在抽吸过程中落头倾向性强弱是改善该性能工作的基础，多数情况下，这种性能的评价是依靠评吸人员对其进行感觉上或有意识状态下的评价，人为影响大、获得数据的效率低、重复性差。同时对于卷烟落头倾向检测装置的开发也是该技术领域的热点问题。
中国发明专利（CN 102937639 A）通过设计了施力装置，通过对抽吸中的卷烟实施敲击，在整个抽吸和敲击过程中观察卷烟落和不落。该装置采用敲击方式与实际的消费者弹灰习惯差异性未见描述，而且该方法的测试结果判定过于简化，不能给出有效客观的评价。
中国实用新型专利（CN 204165850 U）所涉及的卷烟落头检测装置针对中国发明专利（CN 102937639 A）中装置弹击力度、角度不能灵活改变的问题作了一定的改进，但仍存在一定的不足之处，专利中所涉及的弹击方式仍是靠机械外力对卷烟进行敲击，只是从表面的弹击行为进行模仿，由机械部件做出简单的敲击动作，并没有考虑本质上卷烟在弹击过程中真实的受力情况，同时也并未考虑如何实现全自动操作。
中国发明专利（201310227468.X）是一种利用旋转方式检测卷烟落头倾向的装置，其特征在于：该装置包括底座、电机、由电机驱动旋转的卷烟夹持机构以及安全护罩。该发明通过旋转方式测试卷烟燃烧锥的落头现象，开创了一种燃烧锥检测的新方法，利用多次检测获得落头的统计数据，进而获得卷烟燃烧时落头倾向的性能指标。该发明的优点在于：旋转时间、转数可控，对应不同样品可采用不同检测强度，应用范围广泛；检测方法简单方便、时间短，检测成本低。由于该发明没有实际存在的抽吸过程，不符合人敲落烟灰和弹落烟灰行为，对于评价实际状态下落头性能存在问题。
中国发明专利（201510973214.1）提出一种卷烟燃烧锥落头性能自动控制检测装置及检测方法，通过研究对比机械与人弹落烟灰的力学行为，设计出该检测装置，以保证通过机械装置进行弹击烟支时的力学行为与人保持一致，为烟支落头倾向检测提供统一、客观和准确的检测方法，该方法尚未对如何建立基于模拟消费者弹落烟灰行为特征的卷烟落头倾向检测方法作出说明，消费者如何弹落烟灰的行为特征是卷烟落头性能评价方法提出与应用的基础问题，而基于模拟人弹落弹灰行为特征建立检测方法就更加重要；同时测试中如何加载卷烟、如何释放测试后卷烟以及如何保证测试过程中减少人为操作带来的影响没有涉及。
中国发明专利（201710303000.2）和中国发明专利（201710302981.9）两个发明专利中分别发明了基于模拟人弹击和敲击卷烟烟灰掉落行为特征的卷烟落头倾向检测方法。该发明定义了基于模拟人弹击和敲击两种模式下，测试样品的合理步骤和注意事项，有助于提高操作规范和测试数据的重复性。但如何实现和保证测试过程中消除人为操作的影响没有涉及。
以上专利均很好的在卷烟落头倾向性能检测装置（模拟人的敲击和弹击、抽象的旋转测试、机械臂的敲击施力等）、方法（基于人的行为或不以人的行为为基础）及自动化（如何组织各个施力部分）的实现取得了进步，使得卷烟落头倾向性能的检测成为可能，但目前的发明在卷烟样品测试中如何加载（手动还是自动），单一样品的测试、测试环境的周围环境气氛流动是否符合国际标准吸烟过程等未进行全面考虑，由于测试需要多次重复和根据测试需要调整测试程序，上述众多发明的实现均不能提高工作效率和减少人工操作的影响。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，基于消费者弹落烟灰行为特征，发明了全自动多通道卷烟落头倾向检测装置及检测方法，实现了对多支卷烟的测试，克服了目前在卷烟样品测试中的自动加载，单一样品的测试和测试环境的周围环境气氛的流动是否符合国际标准等方法中存在的问题，提高了测试重复性和工作效率。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种全自动多通道卷烟落头倾向检测装置，包括设置在主体框架中的多通道转盘结构单元、卷烟样品自动进样单元、卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元、测试中卷烟夹持和施力单元、落头自动检测与取出单元、抽吸过程中烟气捕集单元、抽吸单元、烟气排除单元，以及用于控制上述单元动作及过程的电路与气路控制单元；
所述多通道转盘结构单元（1）包括多通道旋转盘(106)、固定盘(107)、设置在固定盘上的气动接头(115)、传动座(108)、支撑座(109)、传动座底座(114)、步进电机(111)及定位所需的编码盘(110)和位置检测用光电开关(112)，传动座(108)上安装有旋转盘法兰(103)，多通道旋转盘(106)沿圆周设置有多个样品插孔，该旋转盘(106)通过法兰按压旋钮(104)装在旋转盘法兰(103)上，多通道旋转盘(106)与固定盘(107)紧密贴合在一起且在气动接头(115)与样品插孔处设有密封结构，当多通道旋转盘(106)带动插装在样品插孔上的样品转动至气动接头位置并与气动接头同轴时，抽吸通道接通，编码盘（110）和位置检测用光电开关（112）安装在支撑座（109）上，通过启动步进电机（111）传动带动多通道旋转盘（106）旋转，由编码盘（110）和位置检测用光电开关（112）控制步进电机旋转角度；
所述卷烟样品自动进样单元（3）包括设置在上烟底座（301）上的进烟模块和推烟模块；所述进烟模块包括集烟盒（315），集烟盒前、后支架（317,312），设在集烟盒底部的进样滚轮（313）、滚轮电机（310）、设置在上烟底座上的且位于进样滚轮下方的烟支滑槽（314），在进样滚轮（313）与烟支滑槽（314）之间设有导向板（316），在烟支滑槽两侧设有对射式光电开关a（316）、对射式光电开关b（331）用于探测试样是否进入烟支滑槽（314）内，滚轮电机（310）与进样滚轮（313）通过滚轮联轴器（324）相连，在进样滚轮轴上装有上烟滚轮编码盘（328）；所述推烟模块包括推烟电机（309）、推烟丝杠平台安装座（303）、设置在该安装座（303）上的推烟丝杠平台（326）和推杆（327）、以及与推烟丝杠平台（326）呈并排平行设置的横向气缸（323），在横向气缸前端通过夹爪安装座（319）装有夹爪气缸（318）及上烟夹爪（320），横向气缸（323）通过气缸安装座（302）固定在上烟底座（301）上；推杆（327）位于烟支滑槽上方并与该滑槽内的烟支样品同轴设置，可将位于烟支滑槽（314）中的样品推至样品支架（322）上，并通过夹爪气缸（318）带动上烟夹爪（320）夹紧样品，由横向气缸（323）带动夹爪安装座（319）前后运动从而将样品送至设定位置处即多通道转盘结构单元（1）中的样品插孔中；
所述卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元(4)包括该单元底板（404）、设置在底板上的自动点烟模块和燃烧线探测模块，其中自动点烟模块由电机（412）、点烟电动平台(409)、点烟器支撑座(416、406)、点火头（418）构成，点火头（418）通过点烟器支撑座由点烟电动平台的丝杠带动前后位移；燃烧线探测模块由燕尾槽型滑台（419）、设在燕尾槽型滑台上的转接座（401）、探头轴（421）、探头片（422）及红外测温传感器（402）构成，且探头轴与红外测温传感器同轴；点火头（418）轴心线与探头轴（21）的轴心线位于同一水平面上且相互垂直；
所述卷烟夹持和施力单元(5)包括夹持和施力单元底座(513)、设置在该底座上的气动滑台(514)、固定在气动滑台(514)上的电机滑台安装板(511)，以及安装在电机滑台安装板(511)上的辅助夹持模块和施力弹击模块；所述辅助夹持模块包括夹持模块一维电机滑台(512)、电机滑台底板(510)、以及由一维电机滑台驱动的夹爪支座(507)及连接在夹爪支座上的弹击夹爪机构，在电机滑台底板(510)上设置有限位光电开关(509)，在夹爪支座(507)上设置有限位挡片(508)，该辅助夹持模块的作用是对被施力烟支样品进行夹紧，同时可以通过限位挡片(508)、限位光电开关(509)及夹持模块一维电机平台(512)实现夹持位置的调整；所述施力弹击模块包括由电机带动的丝杠滑台(515)、安装在丝杠滑台上的弹击模块安装座(518)、设置在弹击模块安装座(518)上的弹击模块气动滑台(519)、安装在弹击模块气动滑台(519)上的旋转气缸(506)以及由旋转气缸控制的弹片(502)和弹击头(501)，该施力弹击模块的作用是对所夹持的烟支样品进行弹击，通过旋转气缸(506)和弹击模块气动滑台(519)组合运动实现对烟支的弹击力施加及弹击力度和作用时间的调节，同时通过设置在弹击模块安装座(518)上的零位光电开关(516)、零位开关挡片(517)及弹击模块丝杆滑台(515)实现弹击位置的调整；
所述的落头自动检测与取出单元（2）包括落头单元底座（213）和并排安装在底座上的落头判断模块和烟支剔除模块，所述落头判断模块包括转接座（208）、设置在转接座上的探头座（212）、安装在探头座上的探头导向管（209）、以及设置在转接座（208）中且位于探头导向管后端并与其同轴的红外测温传感器（211）；所述烟支剔除模块包括气缸安装座（203）、设置在气缸安装座上的拔烟气缸（204）及位于拔烟气缸两侧的两导向轴（201）、气动手指连接板（205）、拔烟气动手指（207）及连接在拔烟气动手指下端的拔烟爪（206），气动手指连接板（205）一端与气缸和导向轴连接，另一端与拔烟气动手指（207）连接；探头导向管（209）与拔烟气缸运动方向呈平行设置，拔烟爪（206）位于探头导向管（209）正前方的轴心延长线上；
所述抽吸过程中烟气捕集单元（6）包括捕集器压紧气缸（608）、压杆安装座（607）、捕集器模块、捕集器模块安装座（601）、型材架（606）以及进气接头（610）和出气接头（615），型材架（606）通过角件（602）固定在捕集器模块安装座（601）上，捕集器压紧气缸（608）固定在压杆安装座（607）上，固定在捕集器压紧气缸上的进气接头（610）后端与多通道转盘结构单元（1）中的气动接头（115）连接，出气接头（615）固定在捕集器模块安装座（601）上，出气接头另一端与抽吸单元连接，该捕集单元用于对多通道转盘结构单元（1）中各个通道进行的卷烟抽吸的烟气进行捕集，过滤抽吸气体中的杂质；
所述抽吸单元包括活塞玻璃筒、电机、设置在底座上的滑轨滑座，在滑轨滑座上安装有与电机轴相连接的活动块，通过电机带动活塞运动形成抽吸动作，底座与电机支架均固定在抽吸单元支撑杆上；
所述电路与气路控制单元包括通过控制单元发出指令给电磁阀，指令的发出通过时间序列发出，由电磁阀控制气动执行器执行相关操作，以及控制单元发出指令给电机，通过电机控制电动执行器执行相关操作。
在多通道转盘结构单元（1）中，所述密封结构设置在旋转盘（106）上，包括迷宫环套（101）、迷宫环（118）、迷宫环连接座（117）和泛塞封（116），泛塞封位于旋转盘与固定盘的贴合位置，迷宫环套、迷宫环、迷宫环连接座设置在旋转盘的样品插孔中，共同构成抽吸通道的密封。在旋转盘的盘面上装有把手，以便于旋转盘的拆卸、清理和安装。
在多通道转盘结构单元（1）中，步进电机（111）与旋转盘法兰（103）之间通过螺栓连接，旋转盘法兰与（103）旋转盘（106）通过法兰按压旋钮（104）连接。
在落头自动检测与取出单元（2）中，两导向轴（201）均通过直线轴承（202）设置在气缸安装座（203）上，并对称设置在拔烟气缸（204）两侧。
在卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元（4）中，在该单元底板（404）一侧设置有与其他配套设备连接的侧向固定座（408），在侧向固定座（408）上设置有点火光电开关（405）；点烟电动平台(409)固定在侧向固定座（408）上，在点烟电动平台(409)上设置有光电开关挡片(407)，该挡片(407)与光电开关(405)配合使点火头（418）每次均可运行到初始位置，从而完成不同长度烟支点火位置的设定。
在卷烟样品自动进样单元（3）中，在推烟丝杠平台（326）上通过推烟挡片安装座（306）设置有推烟挡片（325），推烟挡片（325）上设有推杆（327），用于推动烟支滑槽（314）内烟支向前运动。
在卷烟样品自动进样单元（3）中，在集烟盒后支架（312）上设置有滚轮光电开关（329），其作用是确定进样滚轮（313）转动的初始位置。
在卷烟样品自动进样单元（3）中，推烟丝杠平台安装座（303）上设置有推烟光电开关（304），其作用是确定推烟丝杠平台（326）的初始位置。在推烟丝杠平台（326）上通过推烟挡片安装座（306）设置有推烟挡片（325），推烟挡片（325）上设有推杆（327），用于推动烟支滑槽（314）内烟支向前运动。推烟丝杠平台安装座（303）固定在底座（301）上，电机通过联轴器（307）与推烟丝杠平台（326）中的丝杠连接。
在卷烟夹持和施力单元（5）中，弹击夹爪机构包括弹击夹爪安装座(503)、安装在弹击夹爪安装座(503)上的夹烟气爪(522)、下夹爪座(523)、下夹爪(524)、上夹爪(525)，且在上下夹爪中有软质硅胶垫，该机构结合控制单元可以模拟人弹落烟灰时的夹持方式和夹持力度。
在抽吸过程中烟气捕集单元（6）中，所述捕集器模块包括捕集器按压口（609）、滤片座（611）、滤片盖（612）、过滤片（613）、捕集器托盘（603）、捕集器转接口（614）。
利用本全自动多通道卷烟落头倾向检测装置进行卷烟落头倾向检测的检测方法，其检测流程如下：装置开启通电，自动初始化完成后，卷烟样品自动进样单元运行进行上烟动作，设置在多通道转盘结构单元中旋转盘转动，并判断旋转盘是否旋转N次，如果判断结果为否，则卷烟样品自动进样单元继续运行即执行上烟动作，并且旋转盘紧接着转动1次后再次判断，如果判断结果为是，则卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元和抽吸单元运行，完成烟支点火动作后旋转盘转动1次，此时判断旋转盘是否旋转N次，如果判断结果为否，则卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元和抽吸单元继续运行即执行点火动作，并且旋转盘紧接着转动1次后再次判断，如果判断结果为是，则卷烟夹持和施力单元运行，完成弹击烟支的动作，之后落头自动检测与取出单元运行，判断烟支弹击后是否落头，如果判断结果为是，则拔烟夹爪动作将烟支放入烟灰料斗，否则继续执行下一步即卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元运行，判断烟支是否到达燃烧线，如果判断结果为是，则拔烟夹爪动作将烟支放入烟灰料斗，否则重复执行上述动作，并在软件上记录运行状态。
本发明的装置构造、安装方式、工作原理及工作过程以下做进一步说明：
本发明全自动多通道卷烟落头倾向检测装置包含了多通道转盘结构单元、落头自动检测与取出单元、卷烟样品自动进样单元、卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元、测试中卷烟夹持和施力单元、抽吸过程中烟气捕集单元、抽吸单元、烟气排除单元和主体框架单元等部分，各个功能单元通过控制电路与气路单元有效连接和集成以及按照测试要求实现各个部件联动的控制方法组成，并通过可编程控制器实现。全自动多通道卷烟落头倾向检测装置的基本功能是实现过程可以描述为：将卷烟试样放置于卷烟样品自动进样单元内部，通过一系列的机械动作实施将卷烟推进至多通道转盘结构单元上（重复上一动作，直至全部样品插放在转盘上。）；卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元对上述过程中安装好的卷烟依次进行点烟操作；点燃的卷烟到达施力位置，卷烟夹持和施力单元对被测试样实施辅助夹持、施力等动作；落头自动检测与取出单元对先前卷烟试样进行落头状态的检测，若受到施力后，卷烟试样燃烧锥掉落，通过控制单元对该试样进行取出操作，若受到施力后，卷烟试样燃烧锥未掉落，通过控制单元对该试样进行扶正操作，重复实施抽吸、施力和落头检测动作直至未落头烟支全部到达燃烧线位置并拔除，样品完成完整轮次的测试。检测中落头自动检测与取出单元、自动进样单元、自动点燃和燃烧线探测单元、夹持和施力单元、抽吸单元、烟气捕集单元和烟气排除单元均在控制单元及控制方法的控制下，控制相关执行器对各单元中相关部件实施动作。
本发明中所述多通道转盘结构单元是通过设置实现样品多通道转盘结构、样品抽吸通道连接与密封、转盘结构的中空管道等，并通过相关检测部件与电机执行机构设置使得该结构单元实现对多样品在满足ISO3308抽吸条件下的测试。该单元的实现是通过传动座底座安装固定于主体框架上，底座上方安装有传动座（该传动座可选用电动模式或气动模式），传动座一端的旋转面装有旋转盘法兰，多通道旋转盘通过法兰按压旋钮装在旋转盘法兰上，固定盘一端装在旋转台的固定面上，旋转盘与固定盘之间使用密封结构连接，密封结构包括迷宫环套、迷宫环、迷宫环连接座、泛塞封。气动接头安装在固定盘上，当旋转盘带动样品转动至气动接头位置，并与气动接头同轴时，样品与抽吸单元导通。多通道旋转台通过步进电机驱动，其定位所需的编码盘和位置检测用光电开关安装在支撑座上。通过启动步进电机传动带动多通道旋转盘旋转，由编码盘和位置检测用光电开关控制步进电机旋转角度，从而使样品，气动接头与密封结构同轴，以满足对多通道样品检测条件。旋转盘前面装有把手方便旋转盘的拆卸、清理和安装。多通道旋转盘设置加载多个样品通道，根据测试需要，最多能够设置8个通道。该单元整体设计满足了多样品同时测试；通过位置检测控制步进电机实现了抽吸要求的与卷烟的有效衔接；通过样品、结构密封、气动接头同轴设计以及多通道旋转盘设计实现抽吸过程满足ISO3308的抽吸条件和吸烟机风速要求。
本发明中所述的落头自动检测与取出单元是通过设置落头判断模块、烟支剔除模块、及自动实现该过程的执行器实现。具体讲，烟支剔除模块是通过两个平行直线轴承安装在气缸安装座上，直线轴承中间装有导向轴，两个平行直线轴承之间装有拔烟气缸并固定在气缸安装座上，导向轴与拔烟气缸固定在取出试样气动手指连接板一端，另一端与取出试样气动手指连接，取出试样气动手指下方装有取出爪；落头判断模块包括底座，转接座，转接座内部装有红外测温传感器，其前端与探头导向管同轴，探头导向管和探头座之间是由探头连接锣套连接。该单元动作的执行通过控制上游电磁阀实现。该单元的工作过程是将多通道转动转盘上卷烟样品转动至该单元位置处，通过该单元设置的红外测温传感器来检测卷烟试样燃烧锥表面温度，通过检测温度的测试值的判断，若检测温度值高于设定温度，例如设定温度为80℃，当检测温度高于80℃，则判断该试样未发生落头现象，启动自动取下卷烟模块对试样进行扶正。另一方面，若检测温度低于设定温度，例如设定温度为80℃，当检测温度低于80℃，启动烟支剔除模块对试样进行取出操作。该单元设计实现了对卷烟燃烧锥状态的自动检测，并通过设置取出试样启动手指连接板和取出试样爪，在控制单元采集数据后的逻辑判断，启动取出试样启动手指连接板和取出试样爪执行取出试样操作和对试样进行扶正操作。该单元的设置实现了对测试过程中试样的落头状态的自动检测，并通过控制单元采集数据后的逻辑判断对试样实现自动取出和扶正的操作，有效克服了人为影响，提高检测效率。
本发明中所述卷烟样品自动进样单元主要通过进烟模块和推烟模块以及结合相关控制模块组成，模块均安装在进样单元的底座上，其中进烟模块主要由滚轮电机、电机支架、集烟盒后支架、滚轮、烟支滑槽、集烟盒、对射式光电开关a、集烟盒前支架、样品支架、对射式光电开关b 、导向板、滚轮光电开关、进样滚轮编码盘、滚轮联轴器组成等部件构成，其工作过程可以描述为：将待测试样（若干支卷烟）放入集烟盒，集烟盒中待测试样由于重力作用自然送入烟支滑槽内。集烟盒固定在集烟盒前支架和集烟盒后支架上，其中间装有滚轮，滚轮后端装有上烟滚轮编码盘，此部分滚轮联轴器一端与上烟滚轮编码盘连接另一端与滚轮电机相连，滚轮电机安装在电机支架上，电机支架固定在集烟盒后支架上，其下方装有滚轮光电开关，导向板位于滚轮下方并安装在集烟盒前支架于集烟盒后支架中间，导向板下方是烟支滑槽并安装在上烟底座上，对射式光电开关a和对射式光电开关b用于探测试样是否进入烟支滑槽内；其中推烟模块其主要由推烟电机、电机安装座、联轴器、推烟挡片安装座、轴承底座、推烟光电开关、推烟丝杠平台安装座、气缸安装座、夹爪气缸、夹爪安装座、上烟夹爪、横向气缸、推杆、推烟丝杆平台、推烟挡片等主要部件组成，推杆位于烟支滑槽上方，推烟挡片的一端安装在推烟挡片安装座上另一端装有推杆，推烟丝杆平台下方固定在丝杠平台安装座上，上方与推杆挡片安装座连接固定，推烟电机位于推杆挡片安装座后方并安装于电机安装座上，轴承底座位于电机安装座正前方并位于丝杆平台安装座上方与之固定，其中间装有联轴器，联轴器的一端与推烟电机相连接，另一端与推烟丝杆平台相连接，横向气缸位于推烟丝杆平台右侧其另一端与气缸安装座连接固定，气缸安装座安装在上烟底座上，横向气缸前方装有夹爪安装座，夹爪气缸安装在夹爪安装座上，另一端装有上烟夹爪，推烟光电开关装在丝杆平台安装座上并位于轴承底座右前方，这些连接关系保证了推烟模块的正常工作，其工作过程可以描述为：启动滚轮电机由滚轮联轴器传动，带动滚轮旋转使样品通过导向板并由对射式光电开关a和对射式光电开关b来判断落入烟支滑槽内内，若滑槽内存在被测试样，之后推烟电机启动并带动联轴器转动，从而带动推烟丝杆平台前后运动使其上方推烟挡片安装座、推杆挡片、推杆前后运动，将样品推至样品支架上，通过夹爪气缸带动上烟夹爪夹紧样品，由横向气缸带动夹爪安装座前后运动从而带动试样到多通道转盘结构单元上试样安装位置后，打开上烟夹爪并回到原位，等待对下一支卷烟推进到多通道转盘结构单元上试样安装位置。推烟模块的作用是将进入烟支滑槽内的试样准确推入多通道转盘结构单元上试样安装部位。全自动多通道卷烟落头倾向检测装置中卷烟样品自动进样单元的工作过程，实现了对卷烟试样安装至多通道转盘结构单元上试样安装位置的自动安装，消除人工安装至试样被测位置的人为影响，实现了自动化，提高了工作效率和安装的重复性。
本发明中所述的卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元主要包括自动点燃模块和燃烧线探测模块。其中自动点燃模块主要由点烟单元转接座、落头探测用光电开关点烟器下支撑座、点烟光电开关挡片、点烟单元底板、点烟电动平台、法兰连接板、电机法兰、电机、联轴器、点火把手、点火杆、点火器上支撑座、点火固定套、点火头等部件构成，其作用是当未点燃卷烟到达该单元位置时，通过电机带动点烟电动平台和点火器向烟支端部运动，当移动至设定位置后，开启点火开关，实现自动点火功能。其中燃烧线探测模块主要由转接座、红外测温传感器、转接座盖、移动平台（即燕尾槽型滑台）、探头链接锣套、探头条、探头片等部件构成，其作用是燃烧卷烟的燃烧线到达所设位置时，固定于转接座上的燃烧线探测单元检测到燃烧卷烟燃烧线的位置，整个运行过程结束。
本发明所述的测试中卷烟夹持和施力单元是全自动多通道卷烟落头倾向检测的核心部件，本单元包含了对卷烟试样的辅助夹持模块和施力模块。其中辅助夹持模块包括弹击爪安装座、弹烟夹爪支座、限位挡片、限位光电开关、电机滑台底板、夹持模块一维平台、弹烟气爪、弹击下夹爪座、弹击下夹爪、弹击上夹爪等部件构成。其作用是对被施力样品进行夹紧，其上下夹爪中有软质硅胶垫，结合控制单元可以模拟人弹落烟灰时的夹持方式和夹持力度，同时可以通过限位挡片、限位光电开关及夹持模块一维平台实现夹持位置的调整；其中施力模块包括弹击头、弹片、上止振片、旋转气缸安装座、旋转气缸、电机滑台安装板、弹击组件底座、弹烟组件气动滑台、弹击模块丝杆滑台、零位光电开关、零位开关挡片、弹击模块安装座、弹击模块气动滑台、 弹片安装座、下止振片、其作用是对烟支进行弹击，通过旋转气缸和弹击模块气动滑台组合运动实现对烟支的弹击力施加及弹击力度和作用时间的调节，同时可以通过零位光电开关、零位开关挡片及弹击模块丝杆滑台实现弹击位置的调整。施力结束后，释放对卷烟试样的夹持，整体模块移动至初始位置。该单元有效的实施了对卷烟试样的设定施力方式，实现了过程中模块的整体移动、辅助夹持、施力、复位等自动化动作，其过程参数均实现可调可控。
本发明中所述的抽吸过程中烟气捕集单元主要是对多通道中各个通道进行的卷烟抽吸的烟气进行捕集，以减轻对过程中管路的污染，保证整个装置长期稳定使用。捕集器单元主要包括压杆安装座，固定在型材架上，型材架通过角件固定在捕集器模块安装座上，所述捕集器压紧气缸固定在压杆安装座上，捕集器按压口固定在捕集器压紧气缸端部，固定在捕集器压紧气缸上的气动接头后端与多通道旋转盘连接。所述捕集器转接口直接固定在捕集器模块安装座上，所述捕集器托盘通过三根标准轴棒固定在捕集器模块安装座上，所述出气接头固定在捕集器模块安装座上，出气接头另一端与抽吸单元连接。所述滤片座放置在捕集器托盘内，所述过滤片放置在滤片座内，所述滤片盖通过滤片夹三角卡固定在滤片座内。当捕集器压紧气缸带动捕集器按压口向下运动至滤片盖表面，与滤片座、过滤片和捕集器转接口一起形成一个封闭的腔体，当抽吸单元进行抽吸动作时，捕集器单元可以过滤抽吸气体中的杂质，保证抽吸单元内部的清洁，确保其可以长期高效的使用。
本发明中所述抽吸单元包括滑轨和滑轨座，设在该滑轨座上的过渡块，所述活动块安装在过渡块上并与电机轴连接，通过电机带动活塞运动，形成抽吸动作。所述电机安装在电机支架上，电机连接板安装在电机上；所述活塞玻璃管与电机连接板和玻璃管闷盖支架相连接，利用缸筒拉紧杆和缸筒调节螺母紧固；所述抽吸零点光电开关固定在底座上；所述底座和电机支架固定在抽吸单元支撑杆上。
本发明所述全自动多通道卷烟落头倾向检测装置中控制单元主要通过控制单元发出指令给电磁阀，指令的发出通过时间序列发出，由电磁阀控制气动执行器执行相关操作，另外由控制单元发出指令给电机，通过电机控制电动执行器执行相关操作，光电开关控制电动执行器初始位置。燃烧线与卷烟试样落头状态通过红外检测器检测判断控制是否执行停止或取出试样操作。控制单元的实现可以描述为：通过控制单元中的程序控制整体检测装置的运行，设置在各单元的节流阀作用均为调节气缸运动速度，设置在卷烟夹持和施力单元中的电动、气动执行器和光电开关用于控制弹击和夹持动作、弹击位置和施力位置；设置在卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元中电动执行器和光电开关用于控制点火头的移动；设置在卷烟样品自动进样单元中的电动、气动执行器和光电开关用于控制推杆的移动、滚轮的转动取样；设置在多通道转盘结构单元中的电动执行器和光电开关用于控制旋转盘的转动。同时控制单元中的程序控制调压阀实施气动总压力的调节。
本发明中所述全自动多通道卷烟落头倾向检测装置的控制基本流程如下：装置开启通电，自动初始化完成后，卷烟样品自动进样单元运行进行上烟动作，设置在多通道转盘结构单元中旋转盘转动，并判断旋转盘是否旋转N次，如果判断结果为否，则卷烟样品自动进样单元继续运行即执行上烟动作，并且旋转盘紧接着转动1次后再次判断，如果判断结果为是，则卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元和抽吸单元运行，完成烟支点火动作后旋转盘转动1次，此时判断旋转盘是否旋转N次，如果判断结果为否，则卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元和抽吸单元继续运行即执行点火动作，并且旋转盘紧接着转动1次后再次判断，如果判断结果为是，则卷烟夹持和施力单元运行，完成弹击烟支的动作，之后落头自动检测与取出单元运行，判断烟支弹击后是否落头，如果判断结果为是，则拔烟夹爪动作将烟支放入烟灰料斗，否则继续执行下一步即卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元运行，判断烟支是否到达燃烧线，如果判断结果为是，则拔烟夹爪动作将烟支放入烟灰料斗，否则重复执行上述动作，并在软件上记录运行状态。
本发明最大的特点在于：可实现对多支卷烟的同时测试，可自动进行烟支加载、自动进样、自动点烟及燃烧线探测、施力测试、落头探测及拔出等一系列动作，提高测试重复性和工作效率。
附图说明
图1为全自动多通道卷烟落头倾向检测装置结构主视图。
图2为全自动多通道卷烟落头倾向检测装置结构后视图。
图1、2中序号： 1.旋转盘、2.落头探测单元、3.上烟单元、4.点烟和燃烧线探测单元、5.夹持和弹击单元、6.捕集器单元、7.烟灰料斗、8.抽吸单元、9.烟气排除单元、10.电路和气路控制单元、11.主体框架。
图3为多通道转盘单元的结构示意图。
图中序号：101.迷宫环套、102.样品、103.旋转盘法兰、104.法兰按压旋钮、105.把手、106.旋转盘、107. 固定盘、108.传动座、109.支撑座、110.编码盘、111.步进电机、112.光电开关、113.光电开关座、114.旋转盘底座、115.气动接头、116.泛塞封、117.迷宫环连接座、118.迷宫环。
图4为落头自动检测与取出单元的结构示意图。
图中序号：201.导向轴、202直线轴承、203.拔烟气缸安装座、204.拔烟气缸、205.拔烟气动手指连接板、206拔烟爪、207.拔烟气动手指、208.转接座、209.探头导向管、210.探头连接锣套、211.红外测温传感器、212.探头座、213.落头单元安装座。
图5为自动进样单元的结构示意图，
图中序号：301.上烟底座、302.气缸安装座、303.推烟丝杆平台安装座、304.推烟光电开关、305.轴承底座、306.推烟挡片安装座、307.联轴器、308.电机安装座、309.推烟电机、310.滚轮电机、311.电机支架、312.集烟盒后支架、313.滚轮、314.烟支滑槽、315.集烟盒、316.对射式光电开关a、317.集烟盒前支架、318.夹爪气缸、319.夹爪安装座、320.上烟夹爪、321.样品、322.样品支架、323.横向气缸、324.滚轮联轴器、325.推烟挡片、326.推烟丝杆平台、327.推杆、328.上烟滚轮编码盘、329.滚轮光电开关、330.导向板、331.对射式光电开关b。
图6为点烟和燃烧线探测单元的结构示意图。
图中序号：401.转接座、402.红外测温传感器、403.转接座盖、404.单元底板、405.落头探测用光电开关、406.点烟器下支撑座、407.点烟光电开关挡片、408.侧向固定座、409.点烟电动平台、410.法兰连接板、411.电机法兰、412.电机、413.联轴器、414.点火把手、415.点火杆、416.点火器上支撑座、417.点火固定套、418.点火头、419.移动平台（燕尾槽型滑台）、420.探头链接锣套、421.探头轴、422.探头片。
图7为夹持和施力单元的结构示意图。
图中序号：501.弹击头、502.弹片、503.弹击爪安装座、504. 上止振片、505.旋转气缸安装座、506.旋转气缸、507.弹烟夹爪支座、508.限位挡片、509.限位光电开关、510.电机滑台底板、 511.电机滑台安装板、512.一维电机平台、513.弹击组件底座、514.弹烟组件气动滑台、515.弹击模块丝杆滑台、516.零位光电开关、517.零位开关挡片、518.弹击模块安装座、519.弹击模块气动滑台、 520.弹片安装座、521. 下止振片、522.弹烟气爪、523.弹击下夹爪座、524.弹击下夹爪、525.弹击上夹爪。
图8为捕集器单元的结构示意图。
图中序号：601.捕集器模块安装座、602.角件、603.捕集器托盘、604.标准轴棒、605.滤片夹三角卡、606.型材架、607.压杆安装座、608.捕集器压紧气缸、609.捕集器按压口、610.进气接头、611.滤片座、612.滤片盖、613.过滤片、614.捕集器转接口、615.出气接头。
图9为抽吸单元的结构示意图。
图中序号：801.底座、802.滑轨和滑轨座、803.过渡块、804.活动块、805.电机轴、806.抽吸零点光电开关、807.电机支架、808.电机、809.电机连接板、810.缸筒拉紧杆、811.活塞玻璃筒、812.活塞、813.玻璃管闷盖、814.玻璃管闷盖支架、815.缸筒调节螺母、816.抽吸单元支撑杆。
图10为检测装置测试流程图。
图11为检测装置电路和气路控制单元的结构示意图。
图中序号：1001.气源、1002.过滤减压阀加油雾器、1003.节流阀1、1004.节流阀2、1005.节流阀3、1006.电磁阀1、1007.电磁阀2、1008.电磁阀3、1009.电磁阀4、1010.节流阀4、1011. 电磁阀5、1012.电磁阀6、1013.电磁阀7、1014.电磁阀9、1015.电磁阀10、1016.电磁阀8、1017.减压阀、1018.控制单元、1019、电磁阀11。
图12为图5自动进样单元的另一角度轴测图。
图13为图5自动进样单元的俯视图。
图14为图8捕集器单元的爆炸图图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明的具体实施方式将结合附图做进一步描述，如图1、2所示，全自动多通道卷烟落头倾向检测装置，具体包括多通道转盘单元1、落头自动检测与取出单元2、自动进样单元3、自动点燃和燃烧线探测单元4、夹持和施力单元5、捕集单元6、烟灰料斗7、电路和气路控制单元10、抽吸单元8、烟气排除单元9和主体框架11等部分组成。
本装置多通道旋转盘如图3所示，该单元主要是通过底座114安装固定与主体框架11上，其上方装有传动座108，该传动座108一端的旋转面装有旋转盘法兰103，旋转盘106通过法兰按压旋钮104装在旋转盘法兰103上，固定盘107一端装在传动座108的固定面上，另一端与泛塞封116接触，确保旋转盘106旋转时可以保持密封状态。泛塞封116安装在迷宫环连接座117端面槽内，迷宫环连接座117位于旋转盘106的八个均布的安装孔位上，迷宫环套101和迷宫环连接座117通过密封环连接，并且中间装有4个迷宫环118，用于样品2的夹持。气动接头115安装在固定盘107上，当旋转盘106带动样品102移动至于气动接头115同心时，样品102与抽吸单元8导通。旋转盘106前面装有把手105方便旋转盘106的拆卸、清理和安装。传动座108通过步进电机111驱动，其定位所需的编码盘110和光电开关113装在支撑座109上。通过启动步进电机111传动带动旋转盘106旋转，由编码盘110和光电开关112控制步进电机111旋转角度，从而使样品102、迷宫环套101、迷宫环118、迷宫环连接座117、泛塞封116、气动接头115同心，以满足对八通道样品102检测条件。
本装置落头探测单元如图4所述，该单元主要是由两个相同直线轴承202安装在拔烟气缸安装座203上，直线轴承202中间装有导向轴201，两个相同直线轴承202之间装有拔烟气缸204并固定在拔烟气缸安装座203上，导向轴201与拔烟气缸204固定在拔烟气动手指连接板205一端，另一端与拔烟气动手指207连接，拔烟气动手指207下方装有拔烟爪206；落头单元底座213右侧上方装有转接座208，其转接座208内部装有红外测温传感器211，其前端与探头导向管209同心，探头导向管209和探头座212之间是由探头连接锣套210链接，通过红外测温传感器211来检测样品表面温度，从而使拔烟气缸204带动拔烟气动手指连接板205前后运动，由导向轴201来保证其前后运动稳定，拔烟气缸204到指定位置后拔烟气动手指207启动并带动拔烟爪206对样品进行拔除或是对样品进行扶正。
本装置上烟单元如图5、图12、图13所述，上烟单元主要由进烟模块和推烟模块组成，它们安装在上烟底座301上，进烟模块主要由滚轮电机310、电机支架311、集烟盒后支架312、滚轮313、烟支滑槽314、集烟盒315、对射式光电开关a316、集烟盒前支架317、样品支架322、对射式光电开关b 331、导向板330、滚轮光电开关323、上烟滚轮编码盘328、滚轮联轴器324组成，进烟模块的主要作用是将烟支321从集烟盒315内送入烟支滑槽314内。样品321放置于集烟盒315内，集烟盒315固定在集烟盒前支架317和集烟盒后支架312上，其中间装有滚轮313，滚轮313后端装有上烟滚轮编码盘328，滚轮联轴器324一端与上烟滚轮编码盘328链接另一端与滚轮电机310链接，滚轮电机310安装在电机支架上311，电机支架311固定在集烟盒后支架312上，其下方装有滚轮光电开关329，导向板330位于滚轮313下方并安装在集烟盒前支架317于集烟盒后支架312中间，导向板330下方是烟支滑槽314并安装在上烟底座309上，导向板330后方装有对射式光电开关b 331，对射式光电开关a 316位于对射式光电开关b331正对面，对射式光电开关a316和对射式光电开关b331用于探测烟支是否进入烟支滑槽314内；推烟模块主要由推烟电机309、电机安装座308、联轴器307、推烟挡片安装座306、轴承底座305、推烟光电开关304、推烟丝杆平台安装座303、气缸安装座302、夹爪气缸318、夹爪安装座319、上烟夹爪320、横向气缸323、推杆327、推烟丝杆平台326、推烟挡片325组成，推杆327位于烟支滑槽314上方，推烟挡片325一端安装在推烟挡片安装座306上另一端装有推杆327，推烟丝杆平台326下方与安装座303链接固定，上方与推杆挡片安装座306链接固定，推烟电机309位于推杆挡片安装座306后方并安装于电机安装座308上，轴承底座305位于电机安装座308正前方并位于推烟丝杆平台安装座303上方与之固定，其中间装有联轴器307，联轴器307一端与推烟电机309链接，另一端与推烟丝杆平台326链接，横向气缸323位于推烟丝杆平台326右侧其另一端与气缸安装座302链接固定，气缸安装座302安装在上烟底座301上，横向气缸323前方装有夹爪安装座319，夹爪气缸318安装在夹爪安装座319上另一端装有上烟夹爪320，推烟光电开关304装在推烟丝杆平台安装座303上并位于轴承底座305右前方，通过启动滚轮电机310由滚轮联轴器324传动，带动滚轮313旋转使样品321通过导向板330并由对射式光电开关a316和对射式光电开关b331来判断落入烟支滑槽314内，之后推烟电机309启动并带动联轴器307转动，从而带动推烟丝杆平台326前后运动使其上方推烟挡片安装座306、推杆挡片325、推杆327前后运动，将样品321推至样品支架322上，通过夹爪气缸318带动上烟夹爪320夹紧样品321，由横向气缸323带动夹爪安装座319前后运动从而带动样品321到固定位置后打开上烟夹爪320并回到原位。
本装置卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元如图6所示，卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元5包括所述转接座401，红外测温传感器402固定在转接座401内部，所述转接座盖403与转接座401固定，起到保护红外测温传感器402作用，所述探头条421固定在转接座401上，探头片422固定在探头轴421端部，探头轴421和探头片422确保所测燃烧温度在一个平面上，确保了燃烧线测试的准确性。所述转接座401固定在移动平台（燕尾槽型滑台）419上，人为移动该平台可以实现燃烧线探测单元左右移动，实现燃烧线不同位置的探测，所述移动平台419固定在点烟单元底板404上。所述点火头418通过点火固定套417与点火杆415连接，点火把手414固定在点火杆415尾部，点火器由点火器上支撑座416与点火器下支撑座406夹持，所述点火器下支撑座406固定在点烟电动平台409上，点烟电动平台409固定在点烟单元侧向固定座408上，电机412固定在电极法兰411上，并通过联轴器413与点烟电动平台409连接，所述电机法兰411固定在法兰连接板410上，电机412带动点烟电动平台409运动，从而带动点火器向烟支端部移动，实现自动点火功能，所述点烟光电开关挡片407固定在点烟电动平台409的滑块上，所述落头探测用光电开关405固定在点烟单元侧向固定座408上，左右各一个，保证丝杆运动过程的前后限位，同时确定点烟电动平台409的初始位置。
本装置夹持和施力单元如图7所示，夹持和弹击单元5包括弹击头501，其固定在弹片502上，所述弹片502固定在弹片安装座520上，所述弹片安装座520固定在旋转气缸506的气缸轴上，旋转气缸506转动带动弹击爪安装座503、弹片502、弹击头501一起运动，实现弹击头501的下压动作，所述旋转气缸座505固定在弹击模块气动滑台519上，弹击模块气动滑台519带动旋转气缸座505后撤，配合弹击头501的下压动作实现对样品的弹击动作。所述上止振片504固定在旋转气缸安装座505上半部，对弹片502上弹过程限位和止振作用，所述下止振片521固定在旋转气缸安装座505下半部，对弹片502下弹过程限位和止振作用，所述旋转气缸506固定在旋转气缸安装座505上，所述弹击模块气动滑台519固定在弹击模块安装座518上，所述弹击模块安装座518固定在弹击模块丝杆滑台515上，通过弹击模块丝杆滑台515带动弹击模块安装座518运动，实现所需的不同弹击位置，所述弹击模块丝杆滑台515固定在电机滑台安装板 511上，所述零位光电开关516固定在电机滑台安装板 511上，所述零位开关挡片 517固定在弹击模块安装座518上，通过零位光电开关516检测零位开关挡片517，确定弹击模块安装座518的行程，所述弹击上夹爪525固定在弹烟气爪522上卡爪上，所述弹击下夹爪座523固定在弹烟气爪522下卡爪上，所述弹击下夹爪524固定在弹击下夹爪座523上，弹烟气爪522带动弹击上夹爪525、弹击下夹爪座523、弹击下夹爪524动作，对样品起到夹紧作用，保证弹击过程中样品不掉落，所述弹烟气爪522固定在弹击爪安装座503上，所述弹击爪安装座503固定在弹烟夹爪支座507上，所述弹烟夹爪支座507固定在夹持模块一维电机平台512上，通过夹持模块一维电机平台512带动弹烟夹爪支座507运动，实现所需的不同夹持位置，所述夹持模块一维电机平台512固定在电机滑台底板 510上，所述电机滑台底板 510固定在电机滑台安装板 511上，所述限位挡片 508固定在弹烟夹爪支座507上，所述限位光电开关509固定在电机滑台底板 510上，通过限位光电开关509检测限位挡片508，确定弹烟夹爪支座507的行程，所述电机滑台安装板 511固定在弹烟组件气动滑台513上，所述弹烟组件气动滑台514固定在弹击组件底座513上，通过弹烟组件气动滑台514带动电机滑台安装板 511运动，实现弹击单元整体运动。
本装置捕集器单元如图8、图14所示，捕集器单元6主要包括压杆安装座607，固定在型材架606上，型材架606通过角件602固定在捕集器模块安装座601上，所述捕集器压紧气缸608固定在压杆安装座607上，捕集器按压口609固定在捕集器压紧气缸608端部，固定在捕集器压紧气缸608上的气动接头610后端与多通道转盘单元1中的气动接头115连接。所述捕集器转接口614直接固定在捕集器模块安装座601上，所述捕集器托盘603通过三根标准轴棒604固定在捕集器模块安装座601上，所述出气接头615固定在捕集器模块安装座607上，出气接头615另一端与抽吸单元9连接。所述滤片座611放置在捕集器托盘603内，所述过滤片613放置在滤片座611内，所述滤片盖612通过滤片夹三角卡605固定在滤片座611内。当捕集器压紧气缸608带动捕集器按压口609向下运动至滤片盖612表面，与滤片座611、过滤片613和捕集器转接口614一起形成一个封闭的腔体，当抽吸单元8进行抽吸动作时，捕集器单元6可以过滤抽吸气体中的杂质，保证抽吸单元8内部的清洁，确保其可以长期高效的使用。
所述抽吸单元如图9所示：包括滑轨和滑轨座802，设在该滑轨座上的过渡块803，所述活动块804安装在过渡块803上并与电机轴805连接，通过电机808带动活塞812运动，形成抽吸动作。所述电机808安装在电机支架807上，电机连接板809安装在电机808上；所述活塞玻璃管811与电机连接板808和玻璃管闷盖支架814相连接，利用缸筒拉紧杆810和缸筒调节螺母815紧固；所述抽吸零点光电开关806固定在底座801上；所述底座801和电机支架807固定在抽吸单元支撑杆816上。
本发明所述全自动多通道卷烟落头倾向检测装置中控制单元如图11所示，通过上位机+可编程控制器发出指令给电磁阀，指令的发出通过时间序列发出，由电磁阀控制气动执行器执行相关操作，另外由上位机+可编程控制器发出指令给电机，通过电机控制电动执行器执行相关操作，光电开关控制电动执行器初始位置。燃烧线与卷烟试样落头状态通过红外检测器检测判断控制是否执行停止或取出试样操作。控制单元主要有上位机、可编程控制器、多组节流阀+电磁阀+气动执行器组合、多组电控执行器+光电开关组合形成。控制单元的实现可以描述为：控制单元中上位机控制整体检测装置的运行，可编程控制器连接设置在卷烟夹持和施力单元中节流阀、电磁阀、旋转气缸对弹片实施旋转操作，可编程控制器连接设置在卷烟夹持和施力单元中节流阀、电磁阀、气缸对气动滑台进行平移操作，可编程控制器连接设置在卷烟夹持和施力单元中电磁阀、弹击组件气动滑台对气动滑台进行弹击装置平移操作，可编程控制器连接设置在卷烟样品自动进样单元中电磁阀、夹爪气缸进行夹持操作，可编程控制器连接设置在多通道转盘结构单元中电磁阀、取出试样气动手指进行取出试样操作，可编程控制器连接设置在多通道转盘结构单元中电磁阀、落头探测气缸进行取出试样气动手指的移动操作，在以上的节流阀作用均为调节气缸运动速度。可编程控制器连接设置在卷烟夹持和施力单元中电动执行器和光电开关控制弹击施力位置，可编程控制器连接设置在卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元中电动执行器和光电开关控制点火头的移动，可编程控制器连接设置在卷烟样品自动进样单元中推烟电机和光电开关控制推杆的移动，可编程控制器连接设置在卷烟样品自动进样单元中滚轮电机和光电开关控制滚轮的转动取样，可编程控制器连接设置在多通道转盘结构单元中步进电机和光电开关控制旋转盘的转动。同时在控制单元中上位机控制调压阀控制实施气动的总压力。
所述检测装置测试流程图如图10所示。装置开启通电，自动初始化完成后，上烟单元3运行进行上烟动作，旋转盘1转动，并判断旋转盘是否旋转N次，如果判断结果为否，则上烟单元3继续运行即执行上烟动作并且旋转盘1紧接着转动1次后再次判断，否则点火单元4和抽吸单元8运行，完成烟支点火动作后旋转盘1转动，此时判断旋转盘是否旋转N次，如果判断结果为否，则点火单元4和抽吸单元8继续运行即执行点火动作并且旋转盘1紧接着转动1次后再次判断，否则夹持和弹击单元5运行，完成弹击烟支的动作，之后落头探测单元2运行，判断烟支弹击后是否落头，如果判断结果为是，则拔烟夹爪动作将烟支放入烟灰料斗7，否则继续执行下一步即燃烧线探测单元4运行，判断烟支是否到达燃烧线，如果判断结果为是，则拔烟夹爪动作将烟支放入烟灰料斗7，否则重复依次执行夹持和弹击单元5、落头探测单元2、燃烧线探测单元4。

Claims (9)

1.一种全自动多通道卷烟落头倾向检测装置，其特征在于：包括设置在主体框架中的多通道转盘结构单元（1）、卷烟样品自动进样单元（3）、卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元（4）、测试中卷烟夹持和施力单元（5）、落头自动检测与取出单元（2）、抽吸过程中烟气捕集单元（6）、抽吸单元（8）、烟气排除单元（9），以及用于控制上述单元动作及过程的电路与气路控制单元(10)；
所述多通道转盘结构单元（1）包括多通道旋转盘(106)、固定盘(107)、设置在固定盘上的气动接头(115)、传动座(108)、支撑座(109)、传动座底座(114)、步进电机(111)及定位所需的编码盘(110)和位置检测用光电开关(112)，传动座(108)上安装有旋转盘法兰(103)，多通道旋转盘(106)沿圆周设置有多个样品插孔，该旋转盘(106)通过法兰按压旋钮(104)装在旋转盘法兰(103)上，多通道旋转盘(106)与固定盘(107)紧密贴合在一起且在气动接头(115)与样品插孔处设有密封结构，当多通道旋转盘(106)带动插装在样品插孔上的样品转动至气动接头位置并与气动接头同轴时，抽吸通道接通，编码盘（110）和位置检测用光电开关（112）安装在支撑座（109）上，通过启动步进电机（111）传动带动多通道旋转盘（106）旋转，由编码盘（110）和位置检测用光电开关（112）控制步进电机旋转角度；
所述卷烟样品自动进样单元（3）包括设置在上烟底座（301）上的进烟模块和推烟模块；所述进烟模块包括集烟盒（315），集烟盒前、后支架（317,312），设在集烟盒底部的进样滚轮（313）、滚轮电机（310）、设置在上烟底座上的且位于进样滚轮下方的烟支滑槽（314），在进样滚轮（313）与烟支滑槽（314）之间设有导向板（316），在烟支滑槽两侧设有对射式光电开关a（316）、对射式光电开关b（331）用于探测试样是否进入烟支滑槽（314）内，滚轮电机（310）与进样滚轮（313）通过滚轮联轴器（324）相连，在进样滚轮轴上装有上烟滚轮编码盘（328）；所述推烟模块包括推烟电机（309）、推烟丝杠平台安装座（303）、设置在该安装座（303）上的推烟丝杠平台（326）和推杆（327）、以及与推烟丝杠平台（326）呈并排平行设置的横向气缸（323），在横向气缸前端通过夹爪安装座（319）装有夹爪气缸（318）及上烟夹爪（320），横向气缸（323）通过气缸安装座（302）固定在上烟底座（301）上；推杆（327）位于烟支滑槽上方并与该滑槽内的烟支样品同轴设置，可将位于烟支滑槽（314）中的样品推至样品支架（322）上，并通过夹爪气缸（318）带动上烟夹爪（320）夹紧样品，由横向气缸（323）带动夹爪安装座（319）前后运动从而将样品送至设定位置处即多通道转盘结构单元（1）中的样品插孔中；
所述卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元(4)包括该单元底板（404）、设置在底板上的自动点烟模块和燃烧线探测模块，其中自动点烟模块由电机（412）、点烟电动平台(409)、点烟器支撑座(416、406)、点火头（418）构成，点火头（418）通过点烟器支撑座由点烟电动平台的丝杠带动前后位移；燃烧线探测模块由燕尾槽型滑台（419）、设在燕尾槽型滑台上的转接座（401）、探头轴（421）、探头片（422）及红外测温传感器（402）构成，且探头轴与红外测温传感器同轴；点火头（418）轴心线与探头轴（21）的轴心线位于同一水平面上且相互垂直；
所述卷烟夹持和施力单元(5)包括夹持和施力单元底座(513)、设置在该底座上的气动滑台(514)、固定在气动滑台(514)上的电机滑台安装板(511)，以及安装在电机滑台安装板(511)上的辅助夹持模块和施力弹击模块；所述辅助夹持模块包括夹持模块一维电机滑台(512)、电机滑台底板(510)、以及由一维电机滑台驱动的夹爪支座(507)及连接在夹爪支座上的弹击夹爪机构，在电机滑台底板(510)上设置有限位光电开关(509)，在夹爪支座(507)上设置有限位挡片(508)，该辅助夹持模块的作用是对被施力烟支样品进行夹紧，同时可以通过限位挡片(508)、限位光电开关(509)及夹持模块一维电机平台(512)实现夹持位置的调整；所述施力弹击模块包括由电机带动的丝杠滑台(515)、安装在丝杠滑台上的弹击模块安装座(518)、设置在弹击模块安装座(518)上的弹击模块气动滑台(519)、安装在弹击模块气动滑台(519)上的旋转气缸(506)以及由旋转气缸控制的弹片(502)和弹击头(501)，该施力弹击模块的作用是对所夹持的烟支样品进行弹击，通过旋转气缸(506)和弹击模块气动滑台(519)组合运动实现对烟支的弹击力施加及弹击力度和作用时间的调节，同时通过设置在弹击模块安装座(518)上的零位光电开关(516)、零位开关挡片(517)及弹击模块丝杆滑台(515)实现弹击位置的调整；
所述的落头自动检测与取出单元（2）包括落头单元底座（213）和并排安装在底座上的落头判断模块和烟支剔除模块，所述落头判断模块包括转接座（208）、设置在转接座上的探头座（212）、安装在探头座上的探头导向管（209）、以及设置在转接座（208）中且位于探头导向管后端并与其同轴的红外测温传感器（211）；所述烟支剔除模块包括气缸安装座（203）、设置在气缸安装座上的拔烟气缸（204）及位于拔烟气缸两侧的两导向轴（201）、气动手指连接板（205）、拔烟气动手指（207）及连接在拔烟气动手指下端的拔烟爪（206），气动手指连接板（205）一端与气缸和导向轴连接，另一端与拔烟气动手指（207）连接；探头导向管（209）与拔烟气缸运动方向呈平行设置，拔烟爪（206）位于探头导向管（209）正前方的轴心延长线上；
所述抽吸过程中烟气捕集单元（6）包括捕集器压紧气缸（608）、压杆安装座（607）、捕集器模块、捕集器模块安装座（601）、型材架（606）以及进气接头（610）和出气接头（615），型材架（606）通过角件（602）固定在捕集器模块安装座（601）上，捕集器压紧气缸（608）固定在压杆安装座（607）上，固定在捕集器压紧气缸上的进气接头（610）后端与多通道转盘结构单元（1）中的气动接头（115）连接，出气接头（615）固定在捕集器模块安装座（601）上，出气接头另一端与抽吸单元连接，该捕集单元用于对多通道转盘结构单元（1）中各个通道进行的卷烟抽吸的烟气进行捕集，过滤抽吸气体中的杂质；
所述抽吸单元（8）包括活塞玻璃筒（811）、电机（808）、设置在底座（801）上的滑轨滑座（802），在滑轨滑座上安装有与电机轴（805）相连接的活动块（804），通过电（808）带动活塞（812）运动形成抽吸动作，底座（801）与电机支架（807）均固定在抽吸单元支撑杆（816）上；
所述电路与气路控制单元包括通过控制单元发出指令给电磁阀，指令的发出通过时间序列发出，由电磁阀控制气动执行器执行相关操作，以及控制单元发出指令给电机，通过电机控制电动执行器执行相关操作。
2.根据权利要求1所述的全自动多通道卷烟落头倾向检测装置，其特征在于：在多通道转盘结构单元（1）中，所述密封结构设置在旋转盘（106）上，包括迷宫环套（101）、迷宫环（118）、迷宫环连接座（117）和泛塞封（116），泛塞封位于旋转盘与固定盘的贴合位置，迷宫环套、迷宫环、迷宫环连接座设置在旋转盘的样品插孔中，共同构成抽吸通道的密封。
3.根据权利要求1所述的全自动多通道卷烟落头倾向检测装置，其特征在于：在多通道转盘结构单元（1）中，步进电机（111）与旋转盘法兰（103）之间通过螺栓连接，旋转盘法兰与（103）旋转盘（106）通过法兰按压旋钮（104）连接。
4.根据权利要求1所述的全自动多通道卷烟落头倾向检测装置，其特征在于：在落头自动检测与取出单元（2）中，两导向轴（201）均通过直线轴承（202）设置在气缸安装座（203）上，并对称设置在拔烟气缸（204）两侧。
5.根据权利要求1所述的全自动多通道卷烟落头倾向检测装置，其特征在于：在卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元（4）中，在该单元底板（404）一侧设置有与其他配套设备连接的侧向固定座（408），在侧向固定座（408）上设置有点火光电开关（405）；点烟电动平台(409)固定在侧向固定座（408）上，在点烟电动平台(409)上设置有光电开关挡片(407)，该挡片(407)与光电开关(405)配合使点火头（418）每次均可运行到初始位置，从而完成不同长度烟支点火位置的设定。
6.根据权利要求1所述的全自动多通道卷烟落头倾向检测装置，其特征在于：在卷烟样品自动进样单元（3）中，在推烟丝杠平台（326）上通过推烟挡片安装座（306）设置有推烟挡片（325），推烟挡片（325）上设有推杆（327），用于推动烟支滑槽（314）内烟支向前运动。
7.根据权利要求1所述的全自动多通道卷烟落头倾向检测装置，其特征在于：在卷烟夹持和施力单元（5）中，弹击夹爪机构包括弹击夹爪安装座(503)、安装在弹击夹爪安装座(503)上的夹烟气爪(522)、下夹爪座(523)、下夹爪(524)、上夹爪(525)， 且在上下夹爪中有软质硅胶垫，该机构结合控制单元可以模拟人弹落烟灰时的夹持方式和夹持力度。
8.根据权利要求1所述的全自动多通道卷烟落头倾向检测装置，其特征在于：在抽吸过程中烟气捕集单元（6）中，所述捕集器模块包括捕集器按压口（609）、滤片座（611）、滤片盖（612）、过滤片（613）、捕集器托盘（603）、捕集器转接口（614）。
9.一种利用权利要求1所述的全自动多通道卷烟落头倾向检测装置进行卷烟落头倾向检测的方法，其特征在于：检测流程如下：装置开启通电，自动初始化完成后，卷烟样品自动进样单元运行进行上烟动作，设置在多通道转盘结构单元中旋转盘转动，并判断旋转盘是否旋转N次，如果判断结果为否，则卷烟样品自动进样单元继续运行即执行上烟动作，并且旋转盘紧接着转动1次后再次判断，如果判断结果为是，则卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元和抽吸单元运行，完成烟支点火动作后旋转盘转动1次，此时判断旋转盘是否旋转N次，如果判断结果为否，则卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元和抽吸单元继续运行即执行点火动作，并且旋转盘紧接着转动1次后再次判断，如果判断结果为是，则卷烟夹持和施力单元运行，完成弹击烟支的动作，之后落头自动检测与取出单元运行，判断烟支弹击后是否落头，如果判断结果为是，则拔烟夹爪动作将烟支放入烟灰料斗，否则继续执行下一步即卷烟样品自动点燃和燃烧线探测单元运行，判断烟支是否到达燃烧线，如果判断结果为是，则拔烟夹爪动作将烟支放入烟灰料斗，否则重复执行上述动作，并在软件上记录运行状态。
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