一种刺针式卷烟物料填充值测量设备的制作方法

本发明涉及卷烟性能检测领域，更具体地，涉及一种刺针式卷烟物料填充值测量设备。

背景技术：

卷烟物料填充值可体现烟丝、梗丝或薄片等卷烟物料的承压性能。以检测烟丝的填充值为例，将一定质量的烟丝置于测量筒中，测量烟丝在一定时间一定压力作用下所保持的容积，即可得到烟丝的填充值。

现有的卷烟物料填充值测量需要通过人工称取一定质量的卷烟物料后，再将卷烟物料填充至测量筒中进行填充值的测量。每测量一个卷烟物料填充值的数据，需要依次完成称重、测量筒填装、启动仪器、测量等待、测量筒测试料去除等工序。在实际操作过程中，常常要对多组测试样(30个/组)进行填充值测量，不但劳动强度大，而且工作效率低。

因此，如何提供一种可有效提高卷烟物料填充值的测量效率及降低工作强度的设备成为本领域亟需解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种可有效提高卷烟物料填充值的测量效率及降低工作强度的刺针式卷烟物料填充值测量设备的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种刺针式卷烟物料填充值测量设备。

该刺针式卷烟物料填充值测量设备包括施压检测装置、推清料装置和投料装置；其中，

所述施压检测装置包括物料承放件和施压检测机构；

所述物料承放件上设有进清料口、施压口和检测口，所述施压口和所述检测口对应设置；

所述施压检测机构包括施压刺针组件、施压刺针驱动单元和刺穿长度检测单元，所述施压刺针组件与所述施压口对应设置；

所述施压刺针组件包括施压件和刺针件，所述施压件与所述刺针件固定连接，且所述刺针件自所述施压件面对所述施压口的表面朝向所述检测口的方向延伸；

所述施压刺针驱动单元被设置为用于驱动所述施压刺针组件自所述施压口进入所述物料承放件，以使得所述施压件对所述物料承放件内的卷烟物料施加压力，以及使得所述刺针件刺穿所述物料承放件内的卷烟物料并穿过所述检测口；

所述刺穿长度检测单元被设置为用于检测所述刺针件伸出所述检测口的长度；

所述推清料装置包括推清料机构和称量机构；

所述推清料机构包括推清料件、推清料通道、推清料件驱动单元和清料单元；

所述推清料件包括推清料件主体、清料开闭板和清料封堵驱动单元；

所述推清料件主体与所述进清料口对应设置，所述推清料件主体上设有清料通道，所述清料开闭板与所述推清料件主体相连接，所述清料封堵驱动单元被设置为用于驱动所述清料开闭板打开或关闭所述清料通道邻近所述进清料口的开口；

所述推清料通道与所述进清料口相连通；

所述推清料件驱动单元被设置为用于驱动所述推清料件沿着所述推清料通道朝向靠近或远离所述进清料口的方向移动；

所述清料单元被设置为用于在所述清料开闭板打开所述清料通道时清除所述物料承放件内的卷烟物料；

所述投料装置与所述推清料装置对应设置，且所述投料装置被设置为用于向所述推清料装置投送卷烟物料，以使得所述推清料件将卷烟物料推送至所述物料承放件内；

所述称量机构被设置为用于称量所述推清料件推送的卷烟物料的重量。

可选的，所述刺穿长度检测单元安装在所述物料承放件的外表面上，且所述刺穿长度检测单元环绕所述检测口设置。

可选的，所述清料开闭板与所述推清料件主体转动连接；

所述清料封堵驱动单元被设置为用于驱动所述清料开闭板相对于所述推清料件主体旋转，以打开或关闭所述清料通道邻近所述进清料口的开口。

可选的，所述清料单元安装在所述清料通道远离所述进清料口的一侧，且所述清料单元被设置为用于在所述清料开闭板打开所述清料通道时吸出所述物料承放件内的卷烟物料。

可选的，所述推清料通道内设有与所述清料通道相连通的辅助出料过道，所述辅助出料过道被设置为用于将所述清料单元排出的卷烟物料导出所述推清料通道。

可选的，所述投料装置包括投料通道、传输带机构和投料机构；

所述投料通道具有投料进口、传输带口和投料出口，所述传输带口位于所述投料进口和所述投料出口之间，所述投料出口与所述推清料装置对应设置；

所述传输带机构包括传输带和定量板，所述传输带安装在所述传输带口处，所述定量板等间隔安装在所述传输带上，相邻所述定量板之间形成用于存放卷烟物料的物料存放区；

所述投料机构被设置为用于自所述投料进口向所述物料存放区投放卷烟物料，以使得所述传输带将各所述物料存放区内的卷烟物料间隔输送至所述投料出口。

可选的，所述投料通道内还设有料位检测单元；

所述料位检测单元位于所述传输带口和所述投料出口之间，且所述料位检测单元被设置为用于检测进入所述推清料装置的卷烟物料的量。

可选的，所述称量机构安装在所述推清料件主体内，且所述称量机构被设置为用于称量自所述投料出口落在所述推清料件主体上的卷烟物料的重量。

可选的，所述施压检测装置还包括散料机构，所述散料机构包括散料件和散料件驱动单元；

所述物料承放件上还设有散料口；

所述散料件驱动单元被设置为用于驱动所述散料件封堵所述散料口，以及用于驱动所述散料件朝向所述物料承放件内的卷烟物料移动，以打散所述物料承放件内的卷烟物料。

可选的，所述散料件与所述清料开闭板分别位于所述物料承放件相对的两侧面上，且所述散料件位于所述清料开闭板远离所述检测口的一侧。

本公开的刺针式卷烟物料填充值测量设备通过施压检测装置、推清料装置和投料装置实现对卷烟物料填充值自动化的检测，并对测量后的卷烟物料自动清除，可有效提高卷烟物料填充值的测量效率及降低工作强度。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1为本公开的刺针式卷烟物料填充值测量设备实施例的结构示意图。

图中标示如下：

物料承放件-1，进清料口-101，施压口-102，检测口-103，散料口-104，施压件-2，刺针件-3，施压刺针驱动单元-4，刺穿长度检测单元-5，推清料件-6，推清料件主体-61，清料通道-600，清料开闭板-62，推清料通道-7，辅助出料过道-700，推清料件驱动单元-8，清料单元-9，称量机构-10，投料通道-11，投料进口-111，传输带口-112，投料出口-113，料位检测单元-114，传输带-12，定量板-13，物料存放区-14，散料件-15，散料件驱动单元-16。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

如图1所示，本公开的刺针式卷烟物料填充值测量设备包括施压检测装置、推清料装置和投料装置。

施压检测装置包括物料承放件1和施压检测机构。

物料承放件1上设有进清料口101、施压口102和检测口103。施压口102和检测口103对应设置。物料承放件1可具有框状结构或篮状结构。

施压检测机构包括施压刺针组件、施压刺针驱动单元4和刺穿长度检测单元5。施压刺针组件与施压口102对应设置。

施压刺针组件包括施压件2和刺针件3。施压件2与刺针件3固定连接，且刺针件3自施压件2面对施压口102的表面朝向检测口103的方向延伸。施压件2与刺针件3之间的固定连接可通过焊接或一体成型或胶粘等方式实现。通常，刺针件3的尺寸远小于施压件2的尺寸。具体实施时，刺针件3可具有针状形状，施压件2可具有板状形状或块状形状。

施压刺针驱动单元4可用于驱动施压刺针组件自施压口102进入物料承放件1，以使得施压件2对物料承放件1内的卷烟物料施加压力，以及使得刺针件3刺穿物料承放件1内的卷烟物料并穿过检测口103。上述卷烟物料通常包括烟丝、梗丝和薄片等。施压刺针驱动单元4可例如为气缸或电机等。

在施压刺针驱动单元4的驱动作用下，施压刺针组件可朝向物料承放件1内的卷烟物料的方向移动。刺针件3先与物料承放件1内的卷烟物料相接触，并刺穿卷烟物料。随着刺针件3在卷烟物料内的深入，施压件2与卷烟物料的表面相接触，并对物料承放件1内的卷烟物料施压。由于刺针件3的长度以及施压刺针组件未受到施压刺针驱动单元4驱动时刺针件3的端部与检测口103之间的距离已知，因此，在施压件2对物料承放件1内的卷烟物料施加压力恒定的条件下，由刺针件3伸出检测口103的长度即可得出卷烟物料受压后的高度变化。

刺穿长度检测单元5可用于检测刺针件3伸出检测口103的长度。刺穿长度检测单元5可例如为激光测径仪，且刺穿长度检测单元5可安装在检测口103内，或安装在检测口103远离施压口102的一侧。

为了提高卷烟物料填充值检测的稳定性和检测速率，物料承放件1上的进清料口101和施压口102可相垂直。也即是，自进清料口101进入物料承放件1的卷烟物料的进料方向和自施压口102进入物料承放件1的施施压刺针组件的施压方向相垂直。

推清料装置包括推清料机构和称量机构。

推清料机构包括推清料件6、推清料通道7、推清料件驱动单元8和清料单元9。

推清料件6包括推清料件主体61、清料开闭板62和清料封堵驱动单元(图中未示出)。

推清料件主体61与进清料口101对应设置。推清料件主体61上设有清料通道600。清料开闭板62与推清料件主体61相连接。清料封堵驱动单元可用于驱动清料开闭板62打开或关闭清料通道600邻近进清料口101的开口。

推清料件主体61可具有块状形状或板状形状。

清料开闭板62可与推清料件主体61转动连接或滑动配合连接。当清料开闭板62与推清料件主体61转动连接时，清料封堵驱动单元可用于驱动清料开闭板62相对于推清料件主体61旋转，从而打开或关闭清料通道600邻近进清料口101的开口。当清料开闭板62与推清料件主体61滑动配合连接时，清料封堵驱动单元可用于驱动清料开闭板62在推清料件主体61的外表面上滑动，从而打开或关闭清料通道600邻近进清料口101的开口。清料封堵驱动单元可例如为直线电机等。

推清料通道7与进清料口101相连通。

推清料件驱动单元8可用于驱动推清料件6沿着推清料通道7朝向靠近或远离进清料口101的方向移动。推清料件驱动单元8可例如为电机或马达等。

清料单元9可用于在清料开闭板62打开清料通道600时清除物料承放件1内的卷烟物料。清料单元9可例如为机械臂或吸料器等，通过机械臂换取或吸料器吸取的方式清除物料承放件1内的卷烟物料。

当进行卷烟物料填充值检测时，推清料件驱动单元8驱动推清料件6将卷烟物料自进清料口101推送至物料承放件1内，此时清料封堵驱动单元驱动清料开闭板62关闭清料通道600，并且推清料件6维持在封堵进清料口101的位置处，以将物料承放件1内的卷烟物料维持在容积稳定不变的物料承放件1的空间内。在当前次的卷烟物料的填充值检测完成后，清料封堵驱动单元驱动清料开闭板62打开清料通道600，清料单元9清除物料承放件1内的卷烟物料。接着，推清料件驱动单元8驱动推清料件6离开进清料口101，以便下一次待检测的卷烟物料进入物料承放件1。

投料装置与推清料装置对应设置，且投料装置可用于向推清料装置投送卷烟物料，以使得推清料件6将卷烟物料推送至物料承放件1内。

投料装置可例如为喂料装置，通过喂料装置将卷烟物料投送至推料装置内。具体实施时，投料装置投送至推料装置的卷烟物料可为分批次定量的物料。

称量机构10可用于称量推清料件6推送的卷烟物料的重量。称量机构10通常为电子天平等称重的仪器。

称量机构10可称量推清料件6的重量和投料装置投送落在推清料件6上的卷烟物料的重量之和。例如，投料装置将卷烟物料投送在推清料件6上，由于推清料件6的重量通常可知，因此由推清料件6的重量和投料装置投送落在推清料件6上的卷烟物料的重量之和可容易得出投料装置投送落在推清料件6上的卷烟物料的重量。

或者，称量机构10可直接安装在推清清料件6的外表面上，投料装置将卷烟物料投送在推清料件6上的称量机构10上，从而直接得出由推清料件6推送至物料承放件1内的卷烟物料的重量。

本公开的刺针式卷烟物料填充值测量设备在使用时，先通过投料装置将卷烟物料投送至推清料装置内，称量机构10称量得到由推清料件6推送至物料承放件1内的卷烟物料的重量。接着推清料装置的推清料件驱动单元8驱动推清料件6沿着推清料通道7朝向靠近进清料口101的方向移动，从而将卷烟物料自进清料口101推送至物料承放件1内，并且在将卷烟物料推送至物料承放件1内后，推清料件6封堵进清料口101。然后，施压刺针驱动单元4驱动施压刺针组件朝向物料承放件1内的卷烟物料的方向移动，刺针件3先与物料承放件1内的卷烟物料相接触，并刺穿卷烟物料进入检测口103。随着刺针件3在卷烟物料内的深入，施压件2与卷烟物料的表面相接触，并对物料承放件1内的卷烟物料施压，由刺针件3伸出检测口103的长度得出卷烟物料受压后的高度变化。根据物料承放件1内的卷烟物料的重量参数和物料承放件1内的卷烟物料受压后的高度变化即可得到卷烟物料的填充值。在完成当前次的卷烟物料填充值检测后，施压刺针驱动单元4驱动施压刺针组件朝向远离检测口103的方向移动，清料封堵驱动单元驱动清料开闭板62打开清料通道600，清料单元9清除物料承放件1内的卷烟物料。最后，推清料件驱动单元8驱动推清料件6离开进清料口101，以便下一次待检测的卷烟物料进入物料承放件1。

本公开的刺针式卷烟物料填充值测量设备通过施压检测装置、推清料装置和投料装置实现对卷烟物料填充值自动化的检测，并对测量后的卷烟物料自动清除，可有效提高卷烟物料填充值的测量效率及降低工作强度。

在本公开的刺针式卷烟物料填充值测量设备的一种实施方式中，为了更准确方便地检测刺针件3伸出检测口103的长度，刺穿长度检测单元5安装在物料承放件1的外表面上，且刺穿长度检测单元5环绕检测口103设置。

在本公开的刺针式卷烟物料填充值测量设备的一种实施方式中，为了降低实施成本，清料开闭板62与推清料件主体61转动连接。上述转动连接可通过枢轴连接或球窝连接等方式实现。

清料封堵驱动单元可用于驱动清料开闭板62相对于推清料件主体61旋转，以打开或关闭清料通道600邻近进清料口101的开口。

具体实施时，清料开闭板62在打开清料通道600时应当朝向清料通道600远离进清料口101的一侧旋转，以避免与卷烟物料发生干涉。

在本公开的刺针式卷烟物料填充值测量设备的一种实施方式中，清料单元9安装在清料通道600远离进清料口101的一侧，且清料单元9可用于在清料开闭板62打开清料通道600时吸出物料承放件1内的卷烟物料。

清料单元9可例如为负压吸引装置或正压抽吸装置等。

通过清料单元9将物料承放件1内的卷烟物料吸走，可方便快速地清除已完成填充值检测的卷烟物料，从而提高卷烟物料填充值的检测效率。

进一步的，为了便于清料单元9吸取的卷烟物料排出刺针式卷烟物料填充值测量设备，推清料通道7内设有与清料通道600相连通的辅助出料过道700。辅助出料过道700可用于将清料单元9排出的卷烟物料导出推清料通道7。

辅助出料过道700的一端通常与外界相连通，以将卷烟物料导出至废料桶内。具体实施时，辅助出料过道700可由直板围绕形成，而且辅助出料过道700可与清料通道600和/或清料通道600内的清料单元9滑动配合。

在本公开的刺针式卷烟物料填充值测量设备的一种实施方式中，投料装置包括投料通道11、传输带机构和投料机构(图中未示出)。投料机构可例如为喂料装置。

投料通道11具有投料进口111、传输带口112和投料出口113。传输带口112位于投料进口111和投料出口113之间。投料出口113与推清料装置对应设置，卷烟物料可自投料出口113进入推料装置。

传输带机构包括传输带12和定量板13。传输带12安装在传输带口112处。传输带12的传输方向可根据实际需求灵活设置。例如，投料进口111和投料出口113均沿着竖直方向延伸，传输带12可与水平方向形成一定的夹角。当传输带12与投料进口111之间的夹角为锐角时，传输带12可减缓卷烟物料进入投料出口113的速率；当传输带12与投料进口111之间的夹角为钝角时，传输带12可加快卷烟物料进入投料出口113的速率。因此，传输带12的设置有利于更方便地控制卷烟物料离开投料通道11的速率。此外，传输带12还可有效分散卷烟物料，避免因卷烟物料成团导致的填充值检测误差增大的问题。

定量板13等间隔安装在传输带12上。相邻定量板13之间形成用于存放卷烟物料的物料存放区14。每个物料存放区14的存放空间均可相同。

投料机构可用于自投料进口111向物料存放区14投放卷烟物料，以使得传输带12将各物料存放区14内的卷烟物料间隔输送至投料出口113。上述间隔输送是指前一个物料存放区14内的卷烟物料输送至投料出口113后，下一个物料存放区14内的卷烟物料需要在前一个物料存放区14内的卷烟物料的填充值检测完成后才输送至投料出口113。

随着传输带12的传输，物料存放区14内的卷烟物料倾倒至投料通道11的投料出口113，并自投料出口113进入推料装置。

具体实施时，投料机构向投料进口111投放卷烟物料的速率恒定，传输带12的传输速率恒定，因此各物料存放区14内承接的卷烟物料的重量通常恒定。

进一步的，为了进一步的提高得到的物料承放区14内的卷烟物料的重量参数的准确性，投料进口111的宽度小于物料存放区14的宽度。传输带12的传输方向与投料进口111的投料方向之间的夹角为锐角。

进一步的，投料通道11内还设有料位检测单元114。

料位检测单元114位于传输带口112和投料出口113之间，且料位检测单元114可用于检测进入推清料装置的卷烟物料的量。

料位检测单元114可例如为光电开关或位置传感器等。当投料通道11中的传输带口112和投料出口113之间的卷烟物料的料位达到料位检测单元114的检测范围时，投料机构和/或传输带12可暂时停止工作，以便推清料装置将卷烟物料推送至物料承放件1内。料位检测单元114的设置有利于保证卷烟物料推送的稳定性，以及更好地控制进入物料承放件1的卷烟物料的量。

进一步的，称量机构10安装在推清料件主体61内，且称量机构10可用于称量自投料出口113落在推清料件主体61上的卷烟物料的重量。这种设置有利于提高刺针式卷烟物料填充值测量设备的结构紧凑性。

具体实施时，投料出口113可与推清料通道7相垂直。也即是，自进投料出口113进入推清料通道7的卷烟物料的投料方向和推清料件6在推清料通道7内的移动方向相垂直。

在该实施例中，自投料出口113进入推清料装置的卷烟物料可先落在推清料件主体61上，称量机构10在此时即完成卷烟物料重量的测量。接着推清料件驱动单元8驱动推清料件6朝向远离进清料口101的方向移动，使得推清料件主体61上的卷烟物料在投料通道11和推清料通道7的共同配合下离开推清料件6，下落至推清料件6和进清料口101之间。然后，推清料件驱动单元8驱动推清料件6推动卷烟物料自进清料口101进入物料承放件1，并进行后续的卷烟物料填充值检测的操作。

在本公开的刺针式卷烟物料填充值测量设备的一种实施方式中，施压检测装置还包括散料机构。散料机构包括散料件15和散料件驱动单元16。

物料承放件1上还设有散料口104。通常，散料口104可与进清料口101相对设置。

散料件驱动单元16可用于驱动散料件15封堵散料口104，以及用于驱动散料件15朝向物料承放件1内的卷烟物料移动，以打散物料承放件1内的卷烟物料。散料件驱动单元16可例如为气缸或电机等。散料件驱动单元16可具有板状结构，以同时满足封堵散料口104和打散物料承放件1内的卷烟物料的要求。

此外，散料件驱动单元16可在驱动散料件15朝向物料承放件1内的卷烟物料移动的同时，驱动散料件15作旋转运动，从而更有效地将卷烟物料打散。

具体实施时，在卷烟物料填充值检测的过程中，散料件驱动单元16驱动散料件15封堵散料口104。在完成当前次的卷烟物料填充值检测后，施压刺针驱动单元4驱动施压刺针组件朝向远离检测口103的方向移动，清料封堵驱动单元驱动清料开闭板62打开清料通道600，散料件驱动单元16驱动散料件15朝向物料承放件1内的卷烟物料移动，从而打散物料承放件1内的卷烟物料。清料单元9清除物料承放件1内的打散的卷烟物料。

由于物料承放件1内的卷烟物料在受压后成型并具有一定的硬度，散料机构的设置有利于将成型的卷烟物料打散，从而使得清料单元9更高效地清除卷烟物料。

进一步的，散料件15与清料开闭板62分别位于物料承放件1相对的两侧面上，且散料件15位于清料开闭板62远离检测口103的一侧。这样，散料口104和清料通道600相错开，并且，散料口104位于清料通道600的上方，从而散料件15和清料单元9的工作区域至少部分错开，有利于提高卷烟物料的清除效率。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

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