CN111096474A - 一种卷烟和滤棒的检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷烟和滤棒的检测装置，属于卷烟检测设备技术领域，包括：进料单元，设有料斗，料斗的底部设有放料机构；运输单元，沿料斗的出料口的底部将样品送至测量单元；测量单元，包括一检测窗口和设于检测窗口一侧的成像光路，成像光路上设有成像相机，当样品被运输单元送至检测窗口时，成像相机对样品的外观图像进行采集，通过样品的外观图像测量样品的长度和直径；卸料单元，位于运输单元的终端，运输单元将被测量单元采集完图像后的样品送至卸料单元进行收集。运输单元将样品送至测量单元的检测窗口，测量样品的长度和直径。通过卸料单元将测量完的样品进行收集。装置在测量过程中无需人工手动操作，提高了检测效率。

Description

一种卷烟和滤棒的检测装置

技术领域

本发明涉及卷烟检测设备技术领域，具体地说，涉及一种卷烟和滤棒的检测装置。

背景技术

烟草检测行业属于特殊行业，有特殊的需求以及特殊的工作条件。卷烟全自动连续生产线上需要对卷烟和滤棒的重量、圆周、长度和吸阻等物理参数进行抽样检测，以评估卷烟和滤棒的生产质量。

受限于卷烟和滤棒的体积以及精确度的要求，在实际生产中无法通过工作人员的肉眼来准确判断卷烟和滤棒的质量是否合格，且耗费时间极大，无法满足生产流水线上连续抽检的需要。

现有公告号为CN203024692U的中国专利文献公开了一种快速检测卷烟长度和圆周的装置，包括框体；框体的底面设有若干个安装孔，安装孔内套有套圈；框体上沿框体侧壁至少设有一个凸出的侧边，侧边顶面设有带刻度的尺子。采用套圈的内圈来快速检测卷烟的圆周是否符合要求，如果卷烟能够刚好套入套圈的内圈，则表明卷烟的圆周与该套圈的内圈圆周一致。将卷烟靠在凸出的侧边旁，利用侧边顶面设置的带刻度的尺子，可快速测量卷烟的长度。但该装置仍需要人工手动操作，耗费劳动力。

为了实现卷烟检测的自动化，现有的综合测试台一般是基于QTM综合测试台进行的改进，如公布号为CN101697840A的中国发明专利文献公开的一种烟支综合测试台，包括机架，机架内由上至下依次设有重量检测单元、圆周检测单元和吸阻检测单元。另有公告号为CN201488706U的中国专利文献公开的一种卷烟或滤棒的指标检测装置，包括立板、第一、二激光测微器、水平滑台定位组件、吸附旋转运动机构及负压气源接口，第一激光测微器及吸附旋转运动机构分别安装在立板上，第二激光测微器安装在吸附旋转运动机构上，第一、二激光测微器的测量区域相互垂直，在吸附旋转运动机构的一侧设有吸附样品使其随吸附旋转运动机构旋转的负压气源接口；水平滑台定位组件安装在立板上、位于吸附旋转运动机构的下方，样品由吸附旋转运动机构穿过、支撑于水平滑台定位组件上。然而，以上两个专利的检测设备检测过程较长，不适宜生产过程中的快速抽检。因此需要设计一种快速检测卷烟长度和圆周的装置，不定时地对卷烟进行抽检，检验其长度圆周是否合格，提高产品的过程控制能力。

发明内容

本发明的目的为提供一种卷烟和滤棒的检测装置，在生产过程中，根据需要可以不定时对抽样的卷烟和滤棒进行检测，其检测效率高，检测过程无需人工手动操作。

为了实现上述目的，本发明提供的卷烟和滤棒的检测装置，包括：

进料单元，设有料斗，料斗的底部设有放料机构；

运输单元，沿料斗的出料口的底部将样品送至测量单元；

测量单元，包括一检测窗口和设于检测窗口一侧的成像光路，成像光路上设有成像相机，当样品被运输单元送至检测窗口时，成像相机对样品的外观图像进行采集，通过样品的外观图像测量样品的长度和直径；

卸料单元，位于运输单元的终端，运输单元将被测量单元采集完图像后的样品送至卸料单元进行收集。

上述技术方案中，将待测量的抽样样品放到料斗内，放料机构将样品一根根放到运输单元，运输单元将样品送至测量单元的检测窗口，通过成像相机采集样品图像，根据图像计算测量样品的长度和直径。通过卸料单元将测量完的样品进行收集。装置在测量过程中无需人工手动操作，提高了检测效率。

作为优选，料斗内设有用于调节料斗的进料宽度以适应不同长度的样品的隔板。可在料斗内侧壁上设置用于安装隔板的固定槽，根据样品的长度调节隔板的位置。

作为优选，放料机构包括设置在出料口处的滚轮、位于出料口底部的接板以及用于驱动接板旋转的伸缩气缸；滚轮沿轴向设有与样品形状相适应的料槽，样品进入料槽后随滚轮滚动，并掉落至接板上。

作为优选，料斗的底部设有一称重称，接板活动连接在称重称上。

作为优选，接板的一侧向下设有一边沿，伸缩气缸的伸缩杆端部设有用于挑拨边沿以使接板旋转的挑杆。伸缩杆向内收缩时，挑杆挑动边沿并带动接板旋转，将接板上的样品掉落至运输单元上。伸缩杆伸出时，接板回到初始位置。

作为优选，运输单元包括相互贴合构成V型槽的双滚轴结构以及通过驱动机构驱动以沿V型槽移动的推进头。由于样品为圆柱形，V型槽结构可以使样品在移动过程中更加稳定，样品从料斗掉落在V型槽内，并在推进头的推动作用下沿V型槽向前移动。

作为优选，驱动机构包括丝杠、导杆和电机，电机带动丝杠转动，丝杠上设有与推进头连接的螺母，导杆上设有连接螺母的滑块。

作为优选，双滚轴结构包括平行的两根滚轴，两滚轴上设有错位的凸轮，两滚轴通过驱动电机带动可朝相同方向旋转。V型槽由两侧凸轮的边缘构成。

作为优选，卸料单元包括位于V型槽的末端且可向下旋转90°的接料块和位于接料块底部的收集箱；接料块设有接料腔，接料腔内连接有气动***。优选在双滚轴结构的末端设置一导引通道，推进头将样品推至V型槽的末端后，沿引导通道推至接料块的接料腔内，并启动气动***，对进入接料腔的样品进行吸取，防止接料块在向下旋转过程中提前掉落，当接料块向下旋转90°后在关闭气动***，使样品掉落至正下方的收集箱内。

作为优选，测量单元还包括设于检测窗口上方的长度测量光源和设于检测窗口下方两侧的直径测量光源。

作为优选，直径测量光源前设有准直透镜。在直径测量光源前增加准直透镜，一方面可将光束更加集中于待测样品，增加检测精度；另一方面，同时也减少了未参与检测的光束的数量，减少了背景噪音，提高了检测精度。

作为优选，直径测量光源和长度测量光源为波长700nm～1000nm的近红外LED光源。采用近红外LED光源，减少外界可见光等杂散光对成像的干扰。采用小型贴片式LED封装成线光源，并通过凸透镜进一步聚光，使得光源亮度高，照明均匀，保证成像质量。

对样品的长度测量的方法如下：

检测装置在工作过程中，长度测量光源以及成像相机始终保持开启状态；随着待测样品被输送至检测窗口处，当烟支进入和离开长度测量光源和成像相机之间的光路过程中，长度测量光源所出射的光束将经历部分光束被阻止进入成像相机、全部光束被阻止进入成像相机、部分光束被阻止进入成像相机直至最后全部光束无遮挡地进入成像相机，因长度测量光源和成像相机始终开启以及推进块的速率恒定，只需计算成像相机中同一位置处光束被遮挡的时刻和紧接着不被遮挡的时刻之间的时间差，将该时间差乘以推进块速率即可得到待测烟支的长度。

对样品的直径测量的方法和原理如下：

检测窗口下方的两个直径测量光源始终开启，当待测样品进入到检测窗口时，位于检测窗口下方的直径测量光源所出射的光束将待测样品的轮廓照亮，该直径测量光源照射的待测样品上的光束反射后透过两个直径测量光源之间的窗口并经反射镜反射后进入到成像相机，成像相机将生成的图像的边缘间距与实际定标后的长度对比后可得出烟支的实际直径。在测量过程中，可以通过双滚轴结构的旋转带动样品不断旋转，相机采集多个直径后取平均值。

附图说明

图1为本发明实施例中卷烟和滤棒的检测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中卷烟和滤棒的检测装置另一方向的结构示意图；

图3为本发明实施例中样品的直径测量原理图；

图4为本发明实施例中样品的长度测量原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例1

参见图1至图4，本实施例的卷烟和滤棒的检测装置包括：

进料单元，设有料斗100，料斗100的底部设有放料机构；料斗100内设有用于调节料斗的进料宽度以适应不同长度的样品的隔板101。在料斗100内侧壁上设置用于安装隔板101的固定槽102，根据样品的长度调节隔板101的位置。放料机构包括设置在出料口处的滚轮103、位于出料口底部的接板104以及用于驱动接板104旋转的伸缩气缸105；滚轮103沿轴向设有与样品形状相适应的料槽，样品进入料槽后随滚轮103滚动，并掉落至接板104上。料斗100的底部设有一称重称106，称重称106上设有一支架107，接板104通过转轴活动安装在支架107上。接板104的一侧向下设有一边沿，伸缩气缸105的伸缩杆端部设有用于挑拨边沿以使接板旋转的挑杆。伸缩杆向内收缩时，挑杆挑动边沿并带动接板104旋转，将接板104上的样品掉落至运输单元上。伸缩杆伸出时，接板104回到初始位置。

运输单元，沿料斗100的出料口的底部将样品送至测量单元；包括相互贴合构成V型槽的双滚轴结构以及通过驱动机构驱动以沿V型槽移动的推进头200。由于样品为圆柱形，V型槽结构可以使样品在移动过程中更加稳定，样品从料斗100掉落在V型槽内，并在推进头的推动作用下沿V型槽向前移动。驱动机构包括丝杠201、导杆202和电机203，电机203带动丝杠201转动，丝杠201上设有与推进头200连接的螺母，导杆202上设有连接螺母的滑块。本实施例中，螺母与滑块一体设置。双滚轴结构包括平行的两根滚轴204，两滚轴204上设有错位的凸轮205，两滚轴204通过驱动电机带动可朝相同方向旋转。V型槽由两侧凸轮205的边缘构成。

测量单元，包括一检测窗口300和设于检测窗口300一侧的成像光路，成像光路上设有成像相机，当样品被运输单元送至检测窗口300时，成像相机对样品的外观图像进行采集，通过样品的外观图像测量样品的长度和直径。测量单元还包括设于检测窗口300上方的长度测量光源5和设于检测窗口300下方两侧的直径测量光源7。直径测量光源7前设有准直透镜11。在直径测量光源7前增加准直透镜11，一方面可将光束更加集中于待测样品，增加检测精度；另一方面，同时也减少了未参与检测的光束的数量，减少了背景噪音，提高了检测精度。直径测量光源7和长度测量光源5为波长700nm～1000nm的近红外LED光源。采用近红外LED光源，减少外界可见光等杂散光对成像的干扰。采用小型贴片式LED封装成线光源，并通过凸透镜进一步聚光，使得光源亮度高，照明均匀，保证成像质量。

卸料单元，位于运输单元的终端，运输单元将被测量单元采集完图像后的样品送至卸料单元进行收集。卸料单元包括位于V型槽的末端且可向下旋转90°的接料块400和位于接料块400底部的收集箱500；接料块400通过电机700实现向下旋转。接料块400设有接料腔，接料腔内连接有气动***。在双滚轴结构的末端设置一导引通道600，推进头200将样品推至V型槽的末端后，沿引导通道600推至接料块400的接料腔内，并启动气动***，对进入接料腔的样品进行吸取，防止接料块400在向下旋转过程中提前掉落，当接料块400向下旋转90°后在关闭气动***，使样品掉落至正下方的收集箱500内。

对样品的长度测量的方法如下：

检测装置在工作过程中，长度测量光源以及成像相机始终保持开启状态；随着待测样品被输送至检测窗口处，当烟支进入和离开长度测量光源和成像相机之间的光路过程中，长度测量光源所出射的光束将经历部分光束被阻止进入成像相机、全部光束被阻止进入成像相机、部分光束被阻止进入成像相机直至最后全部光束无遮挡地进入成像相机，因长度测量光源和成像相机始终开启以及推进块的速率恒定，只需计算成像相机中同一位置处光束被遮挡的时刻和紧接着不被遮挡的时刻之间的时间差，将该时间差乘以推进块速率即可得到待测烟支的长度。

对样品的直径测量的方法和原理如下：

检测窗口下方的两个直径测量光源始终开启，当待测样品进入到检测窗口时，位于检测窗口下方的直径测量光源所出射的光束将待测样品的轮廓照亮，该直径测量光源照射的待测样品上的光束反射后透过两个直径测量光源之间的窗口并经反射镜反射后进入到成像相机，成像相机将生成的图像的边缘间距与实际定标后的长度对比后可得出烟支的实际直径。在测量过程中，可以通过双滚轴结构的旋转带动样品不断旋转，相机采集多个直径后取平均值。

实施例2

本实施例的卷烟和滤棒的检测装置除了运输单元的结构与实施例1不同外，其余结构均与实施例1相同，此处不再赘述。参见图3和图4，本实施例的运输单元包括用于承载待测样品1运输的传送带2，传送带2的中间部分为长度大于样品1的透明传送带3。样品1正上方设有长度测量光源5以及固定长度测量光源5的上支架4；样品1下方设有下支架6，下支架6上设有两个直径测量光源7，直径测量光源7前设有准直透镜11。直径测量光源7以样品1在下支架6平面上的投影为中心呈对称分布，且下支架6在两个直径测量光源7之间的部分贯穿设置有窗口8；窗口8正下方设置有反射镜9，反射镜9出射光路上设有成像相机10。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种卷烟和滤棒的检测装置，其特征在于，包括：

进料单元，设有料斗，所述料斗的底部设有放料机构；

运输单元，沿所述料斗的出料口的底部将样品送至测量单元；

测量单元，包括一检测窗口和设于所述检测窗口一侧的成像光路，所述成像光路上设有成像相机，当所述样品被所述运输单元送至所述检测窗口时，所述成像相机对所述样品的外观图像进行采集，通过样品的外观图像计算样品的长度和直径；

卸料单元，位于所述运输单元的终端，所述运输单元将被所述测量单元采集完图像后的样品送至所述卸料单元进行收集。

2.根据权利要求1所述的卷烟和滤棒的检测装置，其特征在于，所述的料斗内设有用于调节料斗的进料宽度以适应不同长度的样品的隔板。

3.根据权利要求1所述的卷烟和滤棒的检测装置，其特征在于，所述的放料机构包括设置在所述出料口处的滚轮、位于所述出料口底部的接板以及用于驱动所述接板旋转的伸缩气缸；所述滚轮沿轴向设有与所述样品形状相适应的料槽，样品进入所述料槽后随所述滚轮滚动，并掉落至所述接板上。

4.根据权利要求3所述的卷烟和滤棒的检测装置，其特征在于，所述的料斗的底部设有一称重称，所述的接板活动连接在所述称重称上。

5.根据权利要求3所述的卷烟和滤棒的检测装置，其特征在于，所述的接板的一侧向下设有一边沿，所述的伸缩气缸的伸缩杆端部设有用于挑拨所述边沿以使所述接板旋转的挑杆。

6.根据权利要求1所述的卷烟和滤棒的检测装置，其特征在于，所述的运输单元包括相互贴合构成V型槽的双滚轴结构以及通过驱动机构驱动以沿所述V型槽移动的推进头。

7.根据权利要求6所述的卷烟和滤棒的检测装置，其特征在于，所述的驱动机构包括丝杠、导杆和电机，所述电机带动所述丝杆转动，所述丝杠上设有与所述推进头连接的螺母，所述导杆上设有连接所述螺母的滑块。

8.根据权利要求6所述的卷烟和滤棒的检测装置，其特征在于，所述的双滚轴结构包括平行的两根滚轴，两滚轴上设有错位的凸轮，两滚轴通过驱动电机带动可朝相同方向旋转。

9.根据权利要求6所述的卷烟和滤棒的检测装置，其特征在于，所述的卸料单元包括位于所述的V型槽的末端且可向下旋转90°的接料块和位于接料块底部的收集箱；所述接料块设有接料腔，所述接料腔内连接有气动***。

10.根据权利要求1所述的卷烟和滤棒的检测装置，其特征在于，所述的测量单元还包括设于所述测量窗口上方的长度测量光源和设于所述测量窗口下方两侧的直径测量光源。

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