CN203177828U - 雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置，包括U形支架，所述U形支架上设有两个相对的雪茄烟夹持系统，雪茄烟夹持系统构与动力系统相连，U形支架的底面上设置有测量系统，动力系统和测量系统均与控制系统相连。本实用新型能有效提高检测的准确性和检验效率，并实现非破坏性的检测，将有力促进雪茄烟形象的提升。

Description

雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置。

背景技术

目前，雪茄烟是成功、高贵、奢华的重要标志性产品，具有较高的经济价值和社会影响力，因此其外观形象是最重要的技术指标。周长是雪茄烟的基本外观指标之一，中心轴最大偏移量是影响雪茄烟外观的最重要技术指标。

现有的雪茄烟周长和中心轴最大偏移量的测量方法，仅有GB15296《雪茄烟》2011版和1994版有所涉及，其中，GB15296《雪茄烟》2011版中，规定的雪茄烟周长检测方法是采用人工刨开雪茄烟茄衣，平铺量取“最大宽度”；而规定的最大中心轴偏移量的测试方法是以目测法及游标卡尺进行外观试验，且仅给出了一个“示意图”，没有操作性。更早期的GB15296《雪茄烟》1994版中，周长检测方法是用钢板尺测量雪茄烟直径，然后乘以π（3.14）的方法。该种方法，仍然依赖主观判断，测量误差更大；其中心轴最大偏移量检测方法，是用直读式烟支弯曲检测尺（游标卡尺）判读雪茄烟弯曲面，测量的主观性也较大。特别是雪茄烟弯曲度小的时候，用肉眼人工判断的方法显然会缺乏科学性，测量的准确性更值得商榷。

现有测量方法受主观影响显著、误差大、重现性差，效率低、经济性较差且为分开独立检验。

中国专利CN2480802Y公开了一种烟卷及滤棒的外尺寸测量装置，其可以对烟卷的周长、远渡、长度进行精确测量，其采用测长支架固定在光学支架的正面，在光学支架正面的上方固定有测量圆度和周长的激光器座和会聚透镜座构成激光信号发射部分，在该部分的旁边设有光敏传感器支架和成像透镜座构成的激光信号接收部分，在测长支架的另一侧设有位置接近传感器，在测长支架上还设有带动该支架水平运动的丝杆。

中国专利CN2698097Y公开了一种用于烟草行业的圆周在线光学投影检测机构，其采用同步频闪光源照明和摄像头接收，并利用摄像头成像面积捕捉完整端面，利用计算机处理数据。

以上两种专利适用的是中心轴只有一条、径向截面基本一致的机制卷烟（圆柱体），而不能适用截面中心轴不一致，径向截面差别极大的手工雪茄烟（一端类似圆柱体，另一端类似橄榄球）。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决目前雪茄烟周长和中心轴最大偏移量没有规范的测量装置，测量方法存在的人工操作带来的规范性不足、测量误差较大问题，提供一种雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置，其能有效提高检测的准确性和检验效率，并实现非破坏性的检测，将有力促进雪茄烟形象的提升。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置，包括U形支架，所述U形支架上设有两个相对的雪茄烟夹持系统，雪茄烟夹持系统与动力系统相连，U形支架的底面上设置有测量系统，动力系统和测量系统均与控制系统相连。

所述U形支架的底部为平面，称为底平面，底平面预留有测量系统安装孔、气泡式水平仪，所述支架的两侧突起部位各开有一雪茄烟夹持系统安装圆孔，整个U形支架下部设置有四个支撑地脚。

所述U形支架两侧突起部位的两个雪茄烟夹持系统安装圆孔的轴线处于同一轴线上，并平行于底平面，且四个支撑地脚中有三个为能调节高度的支撑地脚。

所述雪茄烟夹持系统包括两个方向相对的结构相同的夹持机构，两个夹持机构分别通过轴承安装在U形支架两侧的雪茄烟夹持系统构安装圆孔中，并朝向U形支架内部。

所述夹持机构包括两个转轴和两个夹持头，所述两个转轴分别通过轴承安装在U形支架两侧的安装圆孔中；两个夹持头分别安装于两个转轴上，朝向U形支架内部，方向相对，并可快速拆装。

所述夹持头为同步张合、中心对称的多爪机构，多爪机构包括一端连接于转轴上的底座，底座另一端上设有若干均布的向外发散的爪杆，每根爪杆截面均为三角形，每根爪杆截面均为三角形，且每根爪杆的长度应大于雪茄烟点燃端直径的1.2倍，与中轴线的的夹角小于30°。

所述动力系统包括一个为其中一个夹持机构提供转动动力的步进电机以及两个分别为两个夹持机构提供水平接近动力的电机，测量时，与步进电机相连的夹持机构能够带动雪茄烟和另一夹持机构围绕轴线转动，因此与步进电机相连的夹持机构称为主动夹持机构，另一夹持机构称为被动夹持机构。

所述用于提供转动动力的步进电机，其步进角精确控制为2°，每次转动的转动角和严格控制为360°；用于提供接近动力的电机上有压敏传感器，当水平压力大于0.2N时自行停止运行。

所述测量系统安装在U形支架的底平面的测量系统安装孔上，其测量原理是，测量雪茄烟旋转过程中所产生的一组雪茄烟表皮的水平切线垂直位移量Di。

所述接触式机构包括测量头和辅助支撑机构和，测量头安装于辅助支撑机构上，所述测量头为倒T形，所述辅助支撑机构包括一支架，所述支架上开有一通孔，通孔中设有一套筒，测量头上端伸入安装于套筒中。且测量头受套筒束缚只能在垂直方向自由运动，其下部平面直接可直接放置在雪茄烟的表面上，并通过雪茄烟转动时中心轴的偏移量，来推动测量头产生垂直方向上的位移。

所述控制系统包括一个操作面板、一个中央处理单元和数据输出装置，操作面板和数据输出装置分别与中央处理单元相连。中央处理单元内部程序能根据操作面板提供的信号，自动控制夹持机构的接近行程、旋转电机步进角度、间隔测量周期，实现测量头位移的信号采集、处理，并输出测量结果。

所述中央处理单元为单片机或微型计算机。

所述数据输出装置为打印机和/或显示屏。

利用雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置的检测方法，步骤如下：

（1）测量装置水平调整：

将雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置放置于稳定的平台上，调整其中三个地脚，使气泡式水平仪的气泡位于圆形观察窗的正中位置；

（2）夹持机构规格的选择

根据雪茄烟的设计规格，选择合适的夹持机构，紧固在转轴上；这时的夹持头位置为初始位置；

（3）设备启动

打开操作面板上的电源键，让测量装置带电预热30分钟；

（4）样品放置

预热完毕，输入待测雪茄烟的长度、圆周规格、样品数量信息，点击操作面板上的“确认”后，测量装置的夹持系统工作，带动夹持头自动向中间靠拢，当到达预先设定位置时自动停下；

将雪茄烟测试样品放于两个夹持机构中间，按下操作面板上的“夹持”键，两侧的夹持机构分别在电机的带动下从两侧向雪茄烟接近，在压敏传感器接收到0.2N的压力信号后，电机停止，此时由于爪形夹持头或锥筒形夹持头自身特点，可将雪茄烟两端的中心轴自动重合到夹持机构的轴线上，并卡住雪茄烟；

（5）测试

按下操作面板上的测试键，主动夹持机构（即与步进电机相连的夹持机构）在旋转步进电机作用下以2°的步进角间歇式旋转，带动雪茄烟、被动夹持机构旋转，由于雪茄烟存在中心轴偏移量，其表面水平切线必然会发生垂直位移；在每次转动的间歇，测量机构在控制系统的指挥下，测量一次雪茄烟表面在水平方向上的位移量D，每支雪茄烟测得一组位移量值di，i表示测量序，由1,2,3，….k的自然数组成；每测量一支雪茄烟，位移量必然会存在一个最大值d_max和一个最小值d_min；位移量di与周长S、最大中心轴偏移量p存在以下基本关系：

p＝(d_max-d_min)/2

$S=6.28\×\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{di}/k$

雪茄烟旋转360°即一圈后停止旋转，共取得180个测量数据；同时，测量装置内部的控制系统按预定规则对数据进行处理并贮存；此时雪茄烟夹持机构自动打开，烟支落下，等待下一支雪茄烟测试样品；因为雪茄烟两端形状不同，点燃端会首先落下，因而减缓了冲击，不会对烟支造成损坏；

（6）数据输出

按照（4）—（5）的步骤，反复放入雪茄烟测试样品测试，直至规定数量的雪茄烟全部测试结束；测量装置自动复位，等待新的检测任务；

测量装置自动复位的同时，测量装置对检测的数据进行汇总，通过显示屏或打印机输出。

本实用新型针对现有测量方法受主观影响显著、误差大、重现性差，效率低、经济性较差且为分开独立检验的缺点，公开了一种设计能同步完成雪茄烟周长和中心轴最大偏移量测量的自动化计量装置，能有效提高检测的准确性和检验效率，并实现非破坏性的检测，将有力促进雪茄烟形象的提升。

本实用新型的有益效果是，

（1）采用可拆装夹持机构设计，可以随时更换不同规格的夹持机构，能适用不同直径的雪茄烟。通过夹持机构轴向接近控制，可以适用不同长度的雪茄烟的。

（2）利用夹持机构特有的结构特点，能使雪茄烟两端（抽吸端和点燃端）轴心同夹持机构的转动轴线重合，使雪茄烟在被夹持的状态下，始终围绕两端轴心，实现了周长与最大中心轴偏移量的同步测量。

（3）通过大频率检测，提高了检测结果的代表性和充分性，检验结果更加准确和精密。

（4）实现无损检测，克服了破坏性试验造成的不必要浪费，经济性良好。

（5）实现全自动检测，检测程序更加规范，检验效率大大提高。

（6）适用范围广，实现自动化测量、同步测量，准确度高，不破坏雪茄烟支，能促进雪茄烟外观质量提高，有力支撑品牌形象维护。

附图说明

图1是本实用新型U形支架结构示意图；

图2夹持头结构示意图；

图3是测量头和辅助支撑结构示意图

图4是雪茄烟周长和最大中心轴偏移量的同步测量装置总成示意图；

其中1.U形支架，2.雪茄烟夹持系统安装圆孔，3.测量系统安装孔，4.气泡式水平仪，5.支撑地脚，6.底座，7.螺孔，8.爪杆，9.中轴线，10.雪茄烟，11.测量支架，12.测量头，13.套筒，14.主动夹持机构，15.被动夹持机构，16.步进电机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：如图1-图4所示，雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置，包括U形支架1，所述U形支架1上设有两个相对的雪茄烟夹持系统，雪茄烟夹持系统与动力系统相连，U形支架1的底面上设置有测量系统，动力系统和测量系统均与控制系统相连。

U形支架1的底部为平面，称为底平面，底平面预留有测量系统安装孔3、气泡式水平仪4，两侧突起部位各开有一雪茄烟夹持系统安装圆孔2，整个U形支架1下部设置有四个支撑地脚5。

U形支架1两侧突起部位的两个雪茄烟夹持系统安装圆孔2的轴线处于同一轴线上，并平行于底平面，且四个支撑地脚5中有三个为能调节高度的支撑地脚5。

雪茄烟夹持系统包括两个方向相对的结构相同的夹持机构，两个夹持机构安装分别通过轴承安装在U形支架1两侧的雪茄烟夹持系统安装圆孔2上，并朝向U形支架1内部。

夹持机构包括两个转轴和两个夹持头，所述两个转轴分别通过轴承安装在U形支架1两侧的安装圆孔中；两个夹持头分别通过螺栓穿过其底部的螺孔7安装于两个转轴上，朝向U形支架1内部，方向相对，并可快速拆装。

夹持头14和15均为同步张合、中心对称的多爪机构，多爪机构包括一端连接于转轴上的底座6，底座6另一端上设有若干均布的向外发散的爪杆8，每根爪杆8截面均为三角形，且每根爪杆8的长度应大于雪茄烟点燃端的直径。夹持头可以根据雪茄烟尺寸设计成多种规格，如图2所示，使转轴的中轴线9与爪杆之间有不同夹角（α），使之适应不同直径的雪茄烟。

动力系统包括一个为其中一个夹持机构提供转动动力的步进电机8以及两个分别为两个夹持机构提供水平接近动力的电机，测量时，与步进电机8相连的夹持机构能够带动雪茄烟和另一夹持机构围绕轴线转动，因此与步进电机8相连的夹持机构称为主动夹持机构14，另一夹持机构称为被动夹持机构15。

用于提供转动动力的步进电机16，其步进角精确控制为2°，每次转动的转动角和严格控制为360°；用于提供接近动力的电机上有压敏传感器，当水平压力大于0.2N时自行停止运行。

测量系统安装在U形支架1的底平面的测量系统安装孔3上，测量系统为接触式机构，其测量原理是，测量雪茄烟旋转过程中所产生的一组雪茄烟表皮的水平切线垂直位移量Di。接触式机构包括测量头12和测量系统支架11，测量头12安装于测量支架11上。所述测量头12为倒T形，所述测量系统支架11上开有一通孔，通孔中设有一套筒13，测量头12上端伸入安装于套筒13中。且测量头12受套筒13束缚只能在垂直方向自由运动，其下部平面直接可直接放置在雪茄烟10的表面上，并通过雪茄烟转动时中心轴的偏移量，来推动测量头12产生垂直方向上的位移。

控制系统包括一个操作面板、一个中央处理单元和数据输出装置，操作面板和数据输出装置分别与中央处理单元相连。中央处理单元内部程序能根据操作面板提供的信号，自动控制夹持机构的接近行程、旋转电机步进角度、间隔测量周期，实现测量头位移的信号采集、处理，并输出测量结果。中央处理单元为单片机或微机。数据输出装置为打印机和/或显示屏。

一种利用雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置的检测方法，步骤如下：

（1）测量装置水平调整：

将雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置放置于稳定的平台上，调整其中三个地脚，使气泡式水平仪的气泡位于圆形观察窗的正中位置；

（2）夹持机构规格的选择

根据雪茄烟的设计规格，选择合适的夹持机构，固定在U形支架两侧上；

（3）设备启动

打开操作面板上的电源键，让测量装置带电预热30分钟；

（4）样品放置

预热完毕，输入待测雪茄烟的长度、圆周规格、样品数量信息，点击操作面板上的“确认”后，测量装置的夹持系统工作，带动夹持头自动向中间靠拢，当到达预先设定位置时自动停下（测量位）；

将雪茄烟测试样品10放于两个夹持机构中间，按下操作面板上的夹持键，两侧的夹持机构分别在电机的带动下从两侧向雪茄烟接近，在压敏传感器接收到压力后，电机停止；

此时，由于爪形夹持机构自身特点，雪茄烟两端的中心轴自动重合到夹持机构的轴线上，并卡住雪茄烟；

（5）测试

按下操作面板上的测试键，主动夹持机构14在旋转步进电机作用下以2°的步进角间歇式旋转，带动雪茄烟、被动夹持机构15旋转，由于雪茄烟存在中心轴偏移量，其表面水平切线必然会发生垂直位移；在每次转动的间歇，测量系统在控制系统的指挥下，测量一次雪茄烟表面在水平方向上的位移量D；每支雪茄烟可测得一组位移量值di（i表示测量序，用1,2,3，….k自然数组成）。每测量一支雪茄烟，位移量必然会存在一个最大值（d_max）和一个最小值（d_min）

位移量di与周长S、最大中心轴偏移量p存在以下基本关系：

p＝(d_max-d_min)/2

$S=6.28\×\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{di}/k$

雪茄烟旋转360°即一圈后停止旋转，共取得18个测量数据；同时，仪器内部的单片机按预定规则对数据进行处理并贮存；此时雪茄烟夹持机构自动打开，烟支落下，等待下一支雪茄烟测试样品；因为雪茄烟两端形状不同，点燃端会首先落下，因而减缓了冲击，不会对烟支造成损坏；

（6）数据输出

按照（4）—（5）的步骤，反复放入雪茄烟测试样品7测试，直至规定数量的雪茄烟全部测试结束；测量装置自动复位，等待新的检测任务；

测量装置自动复位的同时，测量装置对检测的数据进行汇总，通过显示屏或打印机输出。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种雪茄烟周长和最大中心轴偏移量同步测量装置，其特征是，包括U形支架，所述U形支架上设有两个相对的雪茄烟夹持系统，雪茄烟夹持系统与动力系统相连，U形支架的底面上设置有测量系统，动力系统和测量系统均与控制系统相连。 

2.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述U形支架的底部为平面，称为底平面，底平面预留有测量系统安装孔、气泡式水平仪，所述支架的两侧突起部位各开有一雪茄烟夹持系统安装圆孔，整个U形支架下部设置有四个支撑地脚； 

所述U形支架两侧突起部位的两个雪茄烟夹持系统安装圆孔的轴线处于同一轴线上，并平行于底平面，且四个支撑地脚中有三个为能调节高度的支撑地脚。 

3.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述雪茄烟夹持系统包括两个方向相对的结构相同的夹持机构，两个夹持机构分别通过轴承安装在U形支架两侧的雪茄烟夹持系统构安装圆孔中，并朝向U形支架内部。 

4.如权利要求3所述的装置，其特征是，所述夹持机构包括两个转轴和两个夹持头，所述两个转轴分别通过轴承安装在U形支架两侧的安装圆孔中；两个夹持头分别安装于两个转轴上，朝向U形支架内部，方向相对； 

所述夹持头为同步张合、中心对称的多爪机构，多爪机构包括一端连接于转轴上的底座，底座另一端上设有若干均布的向外发散的爪杆，每根爪杆截面均为三角形，且每根爪杆的长度应大于雪茄烟点燃端的直径。 

5.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述动力系统包括一个为其中一个夹持机构提供转动动力的步进电机以及两个分别为两个夹持机构提供水平接近动力的电机，测量时，与步进电机相连的夹持机构能够带动雪茄烟和另一夹持机构围绕轴线转动，与步进电机相连的夹持机构称为主动夹持机构，另一夹持机构称为被动夹持机构； 

所述用于提供转动动力的步进电机，其步进角精确控制为2°，每次转动的转动角和严格控制为360°；用于提供接近动力的电机上有压敏传感器，当水平压力大于0.2N时自行停止运行。 

6.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述测量系统安装在U形支架的底平面的测量系统安装孔上，测量系统为接触式机构或非接触式机构。 

7.如权利要求6所述的装置，其特征是，所述接触式机构包括测量头和辅助支撑机构，测量头安装于辅助支撑机构上，所述测量头为倒T形，所述辅助支撑机构包括一支架，所述支架上开有一通孔，通孔中设有一套筒，测量头上端伸入安装于套筒中。 

8.如权利要求6所述的装置，其特征是，所述非接触式机构包括水平相对的光电信号发 射和接收装置，并通过雪茄烟转动来使穿射的光电信号在接收装置上产生变化的方式，来反映雪茄烟表面在水平方向上的位移。 

9.如权利要求1所述的装置，其特征是，所述控制系统包括一个操作面板、一个中央处理单元和数据输出装置，操作面板和数据输出装置分别与中央处理单元相连；所述中央处理单元为单片机或微型计算机；所述数据输出装置为打印机和/或显示屏。 

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