一种烟丝抗拉性能检测装置的制作方法

本发明涉及烟丝性能检测领域，更具体地，涉及一种烟丝抗拉性能检测装置。

背景技术：

烟丝是烟叶经分切后形成，用于生产卷烟的原料。目前，卷烟工业企业主要关注烟丝填充值、弹性、整丝率和含水率等烟丝的性能参数，这些性能参数的数值大小将直接影响卷烟的感官质量以及烟气释放量。但是，现有的烟丝性能参数并不能完整地体现出烟丝的加工性能。在烟支卷制过程中发现，烟丝抗拉性能对上机适用性有着重要影响。

以烟丝抗拉强度为例，烟丝的抗拉强度越大，表明烟丝的柔性越好，在卷制烟支时由于烟丝断碎造成的损耗越小，可反映出烟丝的加工性能。烟丝抗拉性能是评价烟丝的加工性能的一个重要因素，现有烟丝抗拉性能的检测主要采用手工拉伸，通过人为主观感受烟丝承受外力的能力，存在准确度低和工作效率低等缺点。

因此，如何提供一种可快速准确检测烟丝抗拉性能的装置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快速准确地检测烟丝抗拉性能的烟丝抗拉性能检测装置的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种烟丝抗拉性能检测装置。

该烟丝抗拉性能检测装置包括支架机构、烟丝抗拉参数检测机构、烟丝定位机构和烟丝拉伸状态检测机构；其中，

所述支架机构包括第一支架和第二支架，所述第一支架和所述第二支架相对设置；

所述烟丝抗拉参数检测机构包括力检测单元、支架驱动单元和位移检测单元，所述力检测单元安装在所述第一支架上，所述支架驱动单元被设置为用于驱动所述第二支架朝向远离或靠近所述第一支架的方向移动，所述位移检测单元被设置为用于检测所述第二支架的移动距离；

所述烟丝定位机构包括第一定位组件和第二定位组件；

所述第一定位组件包括第一支撑座和第一定位块，所述第一支撑座安装在所述力检测单元上，所述第一支撑座上设有第一烟丝槽，所述第一定位块上设有第一定位凸起，所述第一烟丝槽与所述第一定位凸起相配合，且所述第一烟丝槽的槽底与所述第一定位凸起之间形成有用于容纳烟丝的端部的第一烟丝腔，所述第一烟丝腔的高度为烟丝的端部的厚度的10％-30％；

所述第二定位组件包括第二支撑座和第二定位块，所述第二支撑座安装在所述第二支架上，所述第二支撑座上设有第二烟丝槽，所述第二定位块上设有第二定位凸起，所述第二烟丝槽与所述第二定位凸起相配合，且所述第二烟丝槽的槽底与所述第二定位凸起之间形成有用于容纳烟丝的端部的第二烟丝腔，所述第二烟丝腔的高度为烟丝的端部的厚度的10％-30％，且所述第二烟丝腔的高度小于所述第一烟丝腔的高度；

所述烟丝拉伸状态检测机构包括烟丝图像采集单元，所述烟丝图像采集单元被设置为用于采集夹持在所述第一定位组件和所述第二定位组件之间的烟丝的图像。

可选的，所述支架机构还包括底座，所述烟丝拉伸状态检测机构还包括烟丝图像采集单元支架；

所述第一支架、所述第二支架、所述支架驱动单元、所述位移检测单元和所述烟丝图像采集单元支架均安装在所述底座上，且所述烟丝拉伸状态检测机构位于夹持在所述第一定位组件和所述第二定位组件之间的烟丝的下方。

可选的，所述烟丝图像采集单元的取像方向与夹持在所述第一定位组件和所述第二定位组件之间的烟丝相垂直。

可选的，所述第一支架和所述第二支架均具有l形形状，且所述第一支架的长臂与所述第二支架的长臂相对设置；

所述力检测单元安装在所述第一支架的长臂上，所述第二支撑座安装在所述第二支架的长臂上；

所述第一支架的短臂与所述底座固定连接，所述第二支架的短臂与所述支架驱动单元相连接。

可选的，所述力检测单元为拉力传感器。

可选的，所述支架驱动单元为直线电机，所述直线电机包括直线电机定子和直线电机动子；

所述位移检测单元为光栅尺，所述第二支架和所述光栅尺均安装在所述直线电机动子上。

可选的，所述第一定位组件还包括第三支撑座、第一配合杆和第一复位件；

所述第三支撑座位于所述第一定位块远离所述第一支撑座的一侧，且所述第三支撑座安装在所述力检测单元上，所述第三支撑座上设有第一配合孔；

所述第一配合杆与所述第一配合孔滑动配合，且所述第一配合杆与所述第一定位块固定连接；

所述第一复位件套设在所述第一配合杆上，且所述第一复位件位于所述第一定位块和所述第三支撑座之间，以向所述第一定位块提供朝向所述第一支撑座的弹性力。

可选的，所述第一配合杆的端部设有第一把手，所述第一把手位于所述第三支撑座远离所述第一定位块的一侧。

可选的，所述第二定位组件还包括第四支撑座、第二配合杆和第二复位件；

所述第四支撑座位于所述第二定位块远离所述第二支撑座的一侧，且所述第四支撑座安装在所述第二支架上，所述第四支撑座上设有第二配合孔；

所述第二配合杆与所述第二配合孔滑动配合，且所述第二配合杆与所述第二定位块固定连接；

所述第二复位件套设在所述第二配合杆上，且所述第二复位件位于所述第二定位块和所述第四支撑座之间，以向所述第二定位块提供朝向所述第二支撑座的弹性力。

可选的，所述第二配合杆的端部设有第二把手，所述第二把手位于所述第四支撑座远离所述第二定位块的一侧。

本公开的烟丝抗拉性能检测装置可通过烟丝抗拉参数检测机构检测到烟丝自伸直至拉断过程中的受力参数和变形参数，从而快速准确地得到烟丝的抗拉性能。

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为本公开的烟丝抗拉性能检测装置实施例的结构示意图。

图2为本公开的烟丝抗拉性能检测装置的第一定位组件实施例的结构示意图。

图中标示如下：

第一支架-1，第二支架-2，力检测单元-3，支架驱动单元-4，位移检测单元-5，第一定位组件-6，第一支撑座-601，第一烟丝槽-6010，第一定位块-602，第一定位凸起-6020，第三支撑座-603，第一配合杆-604，第一把手-6040，第一复位件-605，第二定位组件-7，烟丝图像采集单元-8，底座-9，烟丝图像采集单元支架-10，烟丝-01。

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，所述技术、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和图2所示，本公开的烟丝抗拉性能检测装置包括支架机构、烟丝抗拉参数检测机构、烟丝定位机构和烟丝拉伸状态检测机构。

支架机构包括第一支架1和第二支架2。第一支架1和第二支架2相对设置。第一支架1和第二支架2的具体结构可根据实际需求灵活选择，例如框架式支架或板状支架等。

烟丝抗拉参数检测机构包括力检测单元3、支架驱动单元4和位移检测单元5。力检测单元3安装在第一支架1上。支架驱动单元4可用于驱动第二支架2朝向远离或靠近第一支架1的方向移动。位移检测单元5可用于检测第二支架2的移动距离。上述力检测单元3可例如为拉力传感器或拉力计等。上述支架驱动单元4可例如为直线电机或活塞机构等。上述位移检测单元5可例如为光栅尺或位移传感器等。

烟丝定位机构包括第一定位组件6和第二定位组件7。

第一定位组件6包括第一支撑座601和第一定位块602。第一支撑座601安装在力检测单元3上。第一支撑座601上设有第一烟丝槽6010。第一定位块602上设有第一定位凸起6020。第一烟丝槽6010与第一定位凸起6020相配合，且第一烟丝槽6010的槽底与第一定位凸起6020之间形成有用于容纳烟丝01的端部的第一烟丝腔。为了避免由于烟丝01被过量挤压导致的检测结果不准确的问题，第一烟丝腔的高度为烟丝01的端部的厚度的10％-30％。

第二定位组件7包括第二支撑座和第二定位块。第二支撑座安装在第二支架上，第二支撑座上设有第二烟丝槽。第二定位块上设有第二定位凸起。第二烟丝槽与第二定位凸起相配合，且第二烟丝槽的槽底与第二定位凸起之间形成有用于容纳烟丝01的端部的第二烟丝腔。为了避免由于烟丝01被过量挤压导致的检测结果不准确的问题，第二烟丝腔的高度为烟丝01的端部的厚度的10％-30％。

此外，在检测烟丝01的抗拉性能的过程中，支架驱动单元4驱动第二支架2移动，第二定位组件7在第二支架2的带动下朝向远离第一支架1的方向移动，为了避免烟丝01松动以更准确地检测烟丝01的抗拉性能，第二烟丝腔的高度小于第一烟丝腔的高度。具体实施时，第二烟丝腔的高度可为第一烟丝腔的高度的80％-90％。

烟丝拉伸状态检测机构包括烟丝图像采集单元8。烟丝图像采集单元8可用于采集夹持在第一定位组件6和第二定位组件7之间的烟丝01的图像。烟丝图像采集单元8可例如为高速照相机等。由于力检测单元3检测到的初始拉力数值相对于位移检测单元5检测到的初始位置数值有一定的滞后性，导致力检测单元3检测到的拉力数值和位移检测单元5检测到的位置数值不同步。为避免力检测单元3检测到的拉力数值和位移检测单元5检测到的位置数值不同步导致的烟丝抗拉性能检测不准确的问题，本公开通过烟丝图像采集单元8采集到的烟丝01的图像来更加准确地判断烟丝01是否完全伸直，从而有利于更准确地检测到烟丝01的抗拉性能。上述术语“完全伸直”是指力检测单元3检测到拉力数值前一瞬间(例如10ms)，烟丝01呈直线且力检测单元3检测到的拉力数值为0时烟丝01的状态。

在检测烟丝01的抗拉性能的过程中，可先将烟丝01的两端分别夹持在第一定位组件6的第一烟丝腔和第二定位组件7的第二烟丝腔内。接着支架驱动单元4驱动第二支架2朝向远离第一支架1的方向移动，与此同时，不间断地由烟丝图像采集单元8采集烟丝01的图像，并不间断地获取力检测单元3检测到的拉力数值以及位移检测单元5检测到的位置数值。随着烟丝01受到拉力的增加，烟丝01最终被拉断。

根据烟丝图像采集单元8采集到的烟丝01的图像、力检测单元3检测到的拉力数值和位移检测单元5检测到的距离数值，可得到烟丝01的抗拉强度、抗拉变形量和抗拉弹性等抗拉性能。

上述烟丝01的抗拉强度为力检测单元3在烟丝01被拉断时检测到的拉力f。上述烟丝01的抗拉变形量可按以下方式计算：以烟丝01完全伸直时位移检测单元5检测到的位置数值为初始位置s0，以烟丝01被拉断时位移检测单元5检测到的位置数值为最终位置sf，sf-s0即为烟丝01的抗拉变形量。具体实施时，烟丝01被拉断也可根据烟丝图像采集单元8采集到的烟丝01的图像来进行判断，以更准确地得到最终位置sf。上述抗拉弹性可按以下的方式计算：f/(sf-s0)。

本公开的烟丝抗拉性能检测装置可通过烟丝抗拉参数检测机构检测到烟丝01自伸直至拉断过程中的受力参数和变形参数，从而快速准确地得到烟丝的抗拉性能。

在本公开的烟丝抗拉性能检测装置的一种实施方式中，支架机构还包括底座9。烟丝拉伸状态检测机构还包括烟丝图像采集单元支架10。第一支架1、第二支架2、支架驱动单元4、位移检测单元5和烟丝图像采集单元支架10均安装在底座9上，且烟丝拉伸状态检测机构位于夹持在第一定位组件6和第二定位组件7之间的烟丝01的下方。这种烟丝抗拉性能检测装置的结构稳定，烟丝图像采集单元8取像稳定，有利于更准确地检测烟丝01的抗拉性能。

进一步的，为了提高烟丝图像采集单元8采集至烟丝01的图像的稳定性，烟丝图像采集单元8的取像方向与夹持在第一定位组件6和第二定位组件7之间的烟丝01相垂直。

进一步的，为了提高烟丝抗拉性能检测装置结构的紧凑性，第一支架1和第二支架2均具有l形形状，且第一支架1的长臂与第二支架2的长臂相对设置。力检测单元3安装在第一支架1的长臂上，第二支撑座安装在第二支架2的长臂上。第一支架1的短臂与底座9固定连接，第二支架2的短臂与支架驱动单元4相连接。

在本公开的烟丝抗拉性能检测装置的一种实施方式中，力检测单元3为拉力传感器。具体实施时，拉力传感器可为“s”型，准确度不低于0.05级。

在本公开的烟丝抗拉性能检测装置的一种实施方式中，为了提高支架驱动单元4的工作稳定性，支架驱动单元4为直线电机。直线电机包括直线电机定子和直线电机动子。位移检测单元5为光栅尺，第二支架2和光栅尺均安装在直线电机动子上。具体实施时，光栅尺的分辨力不低于0.5μm。

在本公开的烟丝抗拉性能检测装置的一种实施方式中，第一定位组件6还包括第三支撑座603、第一配合杆604和第一复位件605。第三支撑座603位于第一定位块602远离第一支撑座601的一侧，且第三支撑座603安装在力检测单元3上。第三支撑座603上设有第一配合孔。第一配合杆604与第一配合孔滑动配合，且第一配合杆604与第一定位块602固定连接。第一复位件605套设在第一配合杆604上，且第一复位件605位于第一定位块602和第三支撑座603之间，以向第一定位块602提供朝向第一支撑座601的弹性力。第一复位件605可例如为压缩弹簧或弹片等。

这种结构的第一定位组件6使用方便。使用时先克服第一复位件605的弹性力将第一定位块602朝向远离第一支撑座601的方向移动，将烟丝01放入第一烟丝槽6010后，再停止对第一定位块602施力，第一定位块602即可在第一复位件605的弹性力的作用下将烟丝01定位在第一烟丝槽6010和第一定位凸起6020形成的第一烟丝槽内。

进一步的，第一配合杆604的端部设有第一把手6040。第一把手6040位于第三支撑座603远离第一定位块602的一侧。通过第一把手6040可更加方便地对第一定位块602施加作用力。

在本公开的烟丝抗拉性能检测装置的一种实施方式中，第二定位组件7还包括第四支撑座、第二配合杆和第二复位件。第四支撑座位于第二定位块远离第二支撑座的一侧，且第四支撑座安装在第二支架上。第四支撑座上设有第二配合孔。第二配合杆与第二配合孔滑动配合，且第二配合杆与第二定位块固定连接。第二复位件套设在第二配合杆上，且第二复位件位于第二定位块和第四支撑座之间，以向第二定位块提供朝向第二支撑座的弹性力。第二复位件可例如为压缩弹簧或弹片等。

这种结构的第二定位组件7使用方便。使用时先克服第二复位件的弹性力将第二定位块朝向远离第二支撑座的方向移动，将烟丝01放入第二烟丝槽后，再停止对第二定位块施力，第二定位块即可在第二复位件的弹性力的作用下将烟丝01定位在第二烟丝槽和第二定位凸起形成的第二烟丝槽内。

进一步的，第二配合杆的端部设有第二把手。第二把手位于第四支撑座远离第二定位块的一侧。通过第二把手可更加方便地对第二定位块施加作用力。

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。