一种用于对卷烟加样的加样装置及加样方法与流程

1.本发明涉及卷烟加样技术领域，特别涉及一种用于对卷烟加样的加样装置及加样方法。


背景技术：

2.目前，实验室在进行普通卷烟、加热卷烟或烟草原料的香精香料等添加物的感官评吸和安全性研究时，由于采取喷涂工艺的烟支加香精香料方法无法在实验室小规模实现，多采用一次性注射机构手工将香精香料加进普通卷烟或加热卷烟的烟支当中，然后进行点燃或加热评吸评价，以研究普通卷烟或加热卷烟气溶胶中的调香效果和安全性情况。该方法由于人手的移动速度和推进注射机构的力量大小不一，使得难以准确进行定量控制，存在烟支香精香料加样均匀性较差、加样位置随意不固定等问题，导致加样样品烟支的一致性水平较低，香精香料研究结果的代表性不高。
3.为提高香精香料等添加物研究结果的准确性和可重现性，用自动代替人工手动的实验室加样装置应运而生。


技术实现要素：

4.申请人发现，现有的自动的加样装置存在效率低的问题。申请人进一步研究发现，这是由于现有的加样装置是使用单个注射机构对卷烟轮流加样，无法实现批量加样，导致效率低下。
5.本发明的目的在于解决现有技术中加样装置效率低的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种用于对卷烟加样的加样装置，包括：支撑平台，支撑平台内设置有电控制部，支撑平台上沿第一方向设置有第一移动导轨；烟支仓，设置于支撑平台上，烟支仓包括多个容纳槽，容纳槽用于容纳并固定卷烟；注射装置，设置于支撑平台上，注射装置包括底座，底座上沿第一方向设置有支撑架和推拉机构，支撑架上设置有多个注射机构，注射机构包括注射头、储液部及推拉部，支撑架用于容纳并固定储液部，推拉机构与推拉部固定连接，底座的底部设置有第一移动机构，第一移动机构用于在第一移动导轨上移动，第一移动机构及推拉机构均与电控制部电连接。
7.采用上述技术方案，用于对卷烟加样的加样装置的加样效率高。
8.可选地，支撑平台上还设置有储液仓，烟支仓与储液仓沿第二方向依次设置，储液仓用于存储待添加液，支撑平台上还设置有第二移动导轨，储液仓底部设置有第二移动机构，烟支仓底部设置有第三移动机构，第二移动机构与第三移动机构均用于在第二移动导轨上移动，第二移动机构及第三移动机构均与电控制部电连接。
9.可选地，烟支仓还包括升降机构，升降机构与电控制部电连接。
10.可选地，储液仓包括橡胶出液部，橡胶出液部用于注射头插入并吸取待添加液。
11.可选地，支撑平台还包括输入部，输入部用于输入加样信息，电控制部用于根据加样信息控制推拉机构、第一移动机构、第二移动机构及第三移动机构完成对卷烟加样。
12.可选地，储液仓包括多个储液子仓，储液子仓用于存放不同的待添加液。
13.可选地，推拉机构与推拉部可拆卸连接，储液部与支撑架可拆卸连接。
14.可选地，注射机构包括注射器，注射头包括针头。
15.本发明的实施方式还公开了一种用于对卷烟加样的加样方法，使用前述的用于对卷烟加样的加样装置，用于对卷烟加样的加样方法包括以下步骤：电控制部控制注射装置从储液仓吸取待添加液；电控制部控制注射装置将吸取的待添加液加样至烟支仓内的卷烟。
16.采用上述技术方案，用于对卷烟加样的加样方法的加样效率高。
17.可选地，烟支仓还包括升降机构，升降机构与电控制部电连接，支撑平台还包括输入部，输入部用于输入加样信息，加样信息包括加样区域，用于对卷烟加样的加样方法还包括以下步骤：电控制部控制烟支仓根据加样信息调整加样前的位置。
18.可选地，加样信息还包括加样量，用于对卷烟加样的加样方法还包括以下步骤：电控制部根据加样信息调整注射装置的回撤速度和注射机构的加样时间及加样速度。
附图说明
19.图1示出本发明一实施方式中用于对卷烟加样的加样装置的立体图；
20.图2示出本发明一实施方式中注射机构的剖面示意图；
21.图3示出本发明又一实施方式中用于对卷烟加样的加样装置的立体图；
22.图4示出本发明一实施方式中用于对卷烟加样的加样方法的流程图。
具体实施方式
23.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
24.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或坐标关系为基于附图所示的方位或坐标关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或坐标关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，
可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
28.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。
29.参照图1及图2所示，本发明一实施方式提供了一种用于对卷烟加样的加样装置，包括：支撑平台1，支撑平台1内设置有电控制部(图未示出)，支撑平台1上沿第一方向(图1示x方向)设置有第一移动导轨11；烟支仓2，设置于支撑平台1上，烟支仓2包括多个容纳槽21，容纳槽21用于容纳并固定卷烟3；注射装置4，设置于支撑平台1上，注射装置4包括底座41，底座41上沿第一方向设置有支撑架42和推拉机构43，支撑架42上设置有多个注射机构5，注射机构5包括注射头51、储液部52及推拉部53，支撑架42用于容纳并固定储液部52，推拉机构43与推拉部53固定连接，底座41的底部设置有第一移动机构(图未示出)，第一移动机构用于在第一移动导轨11上移动，第一移动机构及推拉机构43均与电控制部电连接。
30.在本实施方式中，支撑架42用于容纳并固定储液部52，以防止储液部52与底座41之间发生相对位移。在一实施例中，加样装置在工作时，储液部52内存储有待添加液，待添加液可以是香精香料等。电控制部控制第一移动机构在第一移动导轨11上移动，注射装置4不断靠近待加样的卷烟3，从而使得每个注射头51插入对应的待加样的卷烟3到预定的深度。接着，电控制部通过控制第一移动机构使底座41回撤时，推拉机构43推动多个推拉部53与储液部52发生相对位移，使得注射头51对卷烟3进行注液，完成加样。在底座41回撤过程中，电控制部通过控制推拉机构43移动的时间和速度的不同，能够实现加样长度不同，从而能够实现对卷烟3沿其轴向的不同位置加样。卷烟3可以是普通卷烟，也可以是加热卷烟等，本实施方式对此不作限定。举例来说，可以将卷烟3的烟草段分为烟草全段、烟草前段和中段、烟草中段和后段、烟草前段、烟草中段、烟草后段。注射头51在插入卷烟3时插入到烟草后段的后端，插入到后段的后端有利于保持不同加样位置的卷烟3之间内部结构被注射头51破坏的一致性，提高后续处理数据的可靠性。当底座41回撤时，如果仅对烟草后段加样，则当底座41开始回撤时，电控制部同时控制推拉机构43推动推拉部53注液；如果仅对烟草前段加样，则当底座41刚开始回撤时，推拉机构43与推拉部53相对静止，电控制部控制推拉机构43在注射头51回撤到烟草前段的后端时，开始推动推拉部53注液加样。
31.在一些实施例中，推拉机构43可以是电缸等可电控制的伸缩机构，从而通过伸缩带动推拉部53完成注液或吸液。在另一些实施例中，推拉机构43可以是能够与底座41发生相对位移的电控制滑动机构，从而通过滑动带动推拉部53完成注液或吸液。在其他实施例中，推拉机构43也可以是其他结构，只要能够通过电控制带动推拉部53与储液部52发生相对位移即可，本实施方式对此不作限制。在本实施方式中，通过设置具有多个容纳槽21的烟支仓2和能够固定多个注射机构5的支撑架42，能够一次性完成多支卷烟3的加样，提升了卷烟3的加样效率。本实施方式对于容纳槽21和支撑架42的形状不作限制，只要使注射机构5和卷烟3一一对应即可，既可以是直线排列，也可以是圆盘形排列等。此外，通过推拉机构43一次性带动多个推拉部53完成加样，能够保持加样的一致性，提高后续实验结果的可靠性。
32.采用上述技术方案，加样装置的加样效率高。
33.参照图3所示，本发明又一实施方式提供了一种用于对卷烟加样的加样装置，支撑平台1上还设置有储液仓6，烟支仓2与储液仓6沿第二方向(图3示y方向)依次设置，储液仓6
用于存储待添加液，支撑平台1上还设置有第二移动导轨12，储液仓6底部设置有第二移动机构(图未示出)，烟支仓2底部设置有第三移动机构(图未示出)，第二移动机构与第三移动机构均用于在第二移动导轨12上移动，第二移动机构及第三移动机构均与电控制部电连接。
34.在本实施方式中，通过在烟支仓2和储液仓6底部设置移动机构，并共用第二移动导轨12，能够使得通过电控制部控制各机构，结构简单地实现自动吸液和加样，进一步提升了加样效率。储液仓6可以根据需要设置出液口、出液机构等，提升出液性能。优选地，第一方向与第二方向垂直。在一实施例中，本实施方式公开的加样装置工作时，首先由电控制部控制第二移动机构使得储液仓6沿第二方向移动到与注射机构5相对的位置；然后，电控制部控制第一移动机构使得注射头51进入储液仓6；接着，电控制部控制推拉机构43回拉推拉部53完成吸液；随后，电控制部控制第一移动机构使注射头51撤出，控制第二移动机构使得储液仓6回到原位置；接着，电控制部控制第三移动机构使得卷烟3移动到与注射机构5相对的位置，根据需要的加样位置的不同，既可以是卷烟3截面的中心与注射头51相对，也可以是其他能够加样的水平位置；再然后，电控制部控制注射装置4完成注液。因此，本实施方式还能够实现对卷烟沿第二方向上不同位置的加样。
35.在其他实施方式中，也可以将储液仓6设置于注射装置4和烟支仓2之间，储液仓6底部设置升降机构。在加样时，通过升降机构使得储液仓6与注射装置4和烟支仓2不在同一水平位置，从而便于注射装置加样，同时能够便于整个加样装置更加小型化。
36.参照图3所示，本发明另一实施方式提供了一种用于对卷烟加样的加样装置，烟支仓2还包括升降机构22，升降机构22与电控制部电连接。在本实施方式中，通过与电控制部电连接的升降机构22，能够调整卷烟3的高度，即卷烟3能够在第三方向(图3示z方向)上移动，与第二移动机构相配合，能够实现对卷烟的全位置加样。举例来说，可以将卷烟的横截面圆形，通过圆心画两条垂直的直径，将圆形横切面分为四个部分，确定中心、左上、左下、右上和右下5个区域，也可以根据需要将卷烟分为其他加样区域。在加样前，根据加样区域的不同，通过电控制部控制第二移动机构和升降机构22能够使得对应区域与注射头51相对应，从而实现卷烟的分段、分区域的全位置加样。
37.参照图3所示，本发明又一实施方式提供了一种用于对卷烟加样的加样装置，储液仓6包括橡胶出液部61，橡胶出液部61用于注射头51插入并吸取待添加液。在本实施方式中，出液部为橡胶材质，橡胶材质便于注射头51插入，且撤出之后仍然能够保证储液仓6不漏液，便于吸液。优选地，橡胶出液部61为丁基胶塞，进一步提升密封性能。
38.参照图3所示，本发明另一实施方式提供了一种用于对卷烟加样的加样装置，支撑平台1还包括输入部7，输入部7用于输入加样信息，电控制部用于根据加样信息控制推拉机构43、第一移动机构、第二移动机构及第三移动机构完成对卷烟3加样。在本实施方式中，输入部7可以是设置于支撑平台1上的显示操作屏，还可以是按钮等可以用于信息输入的装置。通过输入部7输入加样信息，如加样区域、加样量等，电控制部能够根据加样信息控制各机构完成加样，能够满足多种不同的加样需求，且便于操作和调整。
39.本发明又一实施方式提供了一种用于对卷烟加样的加样装置，储液仓6包括多个储液子仓，储液子仓用于存放不同的待添加液。储液子仓可以沿第二方向(图3示y方向)排列设置，也可以沿第三方向(图3示z方向)排列设置，并通过底部设置升降机构调整高度。在
本实施方式中，通过设置多个储液子仓，能够存储不同种类的待添加液，从而便于完成更加多样化的加样需求。
40.本发明另一实施方式提供了一种用于对卷烟加样的加样装置，推拉机构43与推拉部53可拆卸连接，储液部52与支撑架42可拆卸连接。本实施方式中的可拆卸连接，既可以通过卡合的方式可拆卸连接，也可以通过固定件等方式可拆卸连接，本实施方式对可拆卸连接的具体结构不作限定。通过可拆卸连接，便于从注射装置中取出注射机构，进行清洁或更换等。
41.可选地，注射机构包括注射器，注射头包括针头。
42.参照图3-图4所示，本发明一实施方式提供了一种用于对卷烟加样的加样方法，使用前述实施方式中的用于对卷烟加样的加样装置，加样方法包括以下步骤：s1：电控制部控制注射装置4从储液仓6吸取待添加液；s2：电控制部控制注射装置4将吸取的待添加液加样至烟支仓2内的卷烟3。
43.本实施方式所公开的用于对卷烟加样的加样方法，能够实现自动吸液和加样的全过程，进一步提升了加样效率。在一实施例中，首先由电控制部控制第二移动机构使得储液仓6沿第二方向移动到与注射机构5相对的位置；然后，电控制部控制第一移动机构使得注射头51进入储液仓6；接着，电控制部控制推拉机构43回拉推拉部53完成吸液；随后，电控制部控制第一移动机构使注射头51撤出，控制第二移动机构使得储液仓6回到原位置；接着，电控制部控制第三移动机构使得卷烟3移动到与注射机构5相对的位置，根据需要的加样位置的不同，既可以是卷烟3截面的中心与注射头51相对，也可以是其他能够加样的水平位置；再然后，电控制部控制注射装置4完成注液加样。
44.本发明另一实施方式提供了一种用于对卷烟加样的加样方法，烟支仓2还包括升降机构22，升降机构22与电控制部电连接，支撑平台1还包括输入部7，输入部7用于输入加样信息，加样信息包括加样区域，用于对卷烟3加样的加样方法还包括以下步骤：电控制部控制烟支仓2根据加样信息调整加样前的位置。
45.举例来说，可以将卷烟3的横截面圆形，通过圆心画两条垂直的直径，将圆形横切面分为四个部分，中心、左上、左下、右上和右下5个区域。在加样前，根据加样区域的不同，通过电控制部控制第二移动机构和升降机构22能够使得对应区域与注射头51相对应，从而能够实现卷烟3的分段、分区域的全位置加样。
46.本发明又一实施方式提供了一种用于对卷烟加样的加样方法，加样信息还包括加样量，用于对卷烟加样的加样方法还包括以下步骤：电控制部根据加样量调整注射装置4的回撤速度和注射机构5的加样时间及加样速度。
47.在本实施方式中，根据加样量的不同，注射装置4在吸液时吸取大于等于加样量的待添加液，加样量的单位可以是毫升、立方厘米等，1cm3等于1ml。优选地，注射装置4吸取的待添加液的体积为mcm3，输入的加样量为ncm3，n＜m≤n+3。注射装置4在回撤加样时，电控制部根据加样量调整注射装置4的回撤速度和注射机构5的加样时间及加样速度。
48.由于加样量体积n(cm3)＝推拉部53的移动距离l(cm)
×
注射机构5的管腔的横截面积s(cm2)，而推拉部53的移动距离l(cm)＝加样时间t(s)
×
加样速度v(cm/s)，电控制部可以根据加样信息计算确定相关参数。
49.假设使用的注射机构5管腔的半径为0.5cm，横截面积约为0.785cm2，储液部52的
长度为10cm，注射头51的长度为5cm。下面列举相应实施例说明如何确定加样时间及加样速度。
50.实施例一：卷烟中心位置5cm烟草全段添加5ml的待添加液
51.通过输入部7输入加样量为5ml，加样区域为烟草全段。此时，根据n＝l
×
s，可知推拉部53需要相对于储液部52回撤的移动距离为6.4cm。计算得到加样时间可以为3s，算出注射头51的加样速度为2.12cm/s。同时在这个时间内，注射头51也要均匀的走完烟草全段，烟草全段为5cm，注射装置4的回撤速度为5
÷
3＝1.67cm/s。也就是说，在回撤的3s中，电控制部控制注射装置4以1.67cm/s速度回撤，同时电控制部控制推拉机构43以2.12cm/s的速度推动推拉部53以使得注射头51加样。
52.实施例二：卷烟中心位置5cm烟草前段和中段添加5ml的待添加液
53.通过输入部7输入加样量为5ml，加样区域为烟草前段和中段。此时，根据n＝l
×
s，可知推拉部53需要相对于储液部52回撤的移动距离为6.4cm。计算得到加样时间可以为2s，算出注射头51的加样速度为3.2cm/s。同时在这个时间内，注射头51也要均匀的走完烟草段全段，烟支长度设置为5cm，由于烟草后段无需加样，因此注射装置4的移动时间＝(烟草段总长度/加样长度)
×
加样时间，可以计算出注射装置4的回撤速度为1.67cm/s。
54.实施例三:卷烟中心位置6cm烟草全段添加5ml的待添加液
55.通过输入部7输入加样量为5ml，加样区域为烟草全段。此时，根据n＝l
×
s，可知推拉部53需要相对于储液部52回撤的移动距离为6.4cm。计算得到加样时间可以为3s，算出注射头51的加样速度为2.12cm/s。同时在这个时间内，注射头51也要均匀的走完烟草段全段，因此注射装置4的移动时间为3s，可以计算出注射装置4的回撤速度为2cm/s。
56.对于卷烟其他加样区域的加样可以参照上述实施例确定注射装置的回撤速度和注射机构的加样时间及加样速度。
57.可以理解的是，对于推拉部53需要相对于储液部52回撤的移动距离l，相同的l可能存在多组加样时间t和加样速度v，例如6cm＝2s
×
3cm/s＝3s
×
2cm/s等。优选地，取加样时间t和加样速度v都是整数或有限小数的解，可以提升准确性。进一步优选地，在加样时间t和加样速度v都是整数或有限小数的解的范围内，取t＜10中t的最大解，既能够保证加样效率，又可以避免速度过快而影响加样的稳定性。
58.虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。