CN111434253A - 一种加热不燃烧型烟具控制***及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热不燃烧型烟具控制***及控制方法，其中控制***包括：开关器件；***控制器件：接收开关器件的开关机指令，接收采集器件发送的实时温度信息，依此生成温控指令；还用于生成驱动指令；发热器件：接收温控指令并依此升温或保温以加热低温烟支；采集器件：采集发热器件的实时温度信息并传送至***控制器件；驱动器件：接收驱动指令并依此正向或反向旋转；直线行程器件：由驱动器件驱动直线行程器件与发热器件同步直线运动，并根据运动的位置给予***控制器件指令，以驱使驱动器件启停、以及驱动器件正反转。本发明能够快速方便地将烟支从低温烟具中取出，降低了烟支在加热过程中产生的残留物在发热体上的残留。

Description

一种加热不燃烧型烟具控制***及控制方法

技术领域

本发明特别涉及一种加热不燃烧型烟具控制***及控制方法。

背景技术

传统卷烟需通过明火点燃燃烧产生烟草烟雾，烟草在高温和裂解的过程中释放对人体有害混合物质达数千种，其由存在于气体中的挥发物和存在于颗粒中的半挥发物及非挥发物组成，如一氧化碳、酚类、醛类、尼古丁(烟碱)、烟焦油等。

电子烟、低温烟不但能模拟烟草烟雾，还可有效降低有害物质产生，因而更加健康。

目前，市场上的电子烟具主要包括两种类型，一种是通过蒸发烟油形成可抽吸烟雾的电子烟，一种是通过蒸馏烟草材料形成可抽吸烟雾的低温烟。

低温烟在使用时，是将烟支***到烟具的发热管或是加热片***烟支中，然后电源通电使加热管/加热片发热，将烟支加热从而产生烟雾，其加热部件位于烟具内部，在抽完一支烟后，通过抓取烟支外露于烟具的端部将烟支剩余的部分(抽完后的过滤嘴以及残余物)取出，由于烟支本身经过加热，其内部的烟丝发生变化，使得加热后剩余的烟丝及残余物常常会粘在发热管或加热片上，因此怎样降低拔烟时烟丝在发热体上残留的问题，对于低温烟具的使用便捷性至关重要。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种加热不燃烧型烟具控制***及控制方法，能够快速方便地将烟支从低温烟具中取出，极大地降低了烟支在加热过程中产生的残留物在发热体上的残留。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种加热不燃烧型烟具控制***，包括：

开关器件：用于发送开关机指令给***控制器件，以控制低温烟具的开机和关机；

***控制器件：接收开关器件的开关机指令以执行相应的开机、关机程序；还用于生成温控指令并将温控指令发送至发热器件；

发热器件：用于接收温控指令并根据该温控指令升温或保温以加热低温烟支；

其特点是还包括：

采集器件：用于采集低温烟具发热器件的实时温度信息并将采集的实时温度信息传送至***控制器件；

***控制器件还用于接收采集器件发送的实时温度信息，根据该实时温度信息生成温控指令发送至发热器件；还用于生成驱动指令，控制驱动器件运转；

驱动器件：用于接收驱动指令并根据该驱动指令正向或反向旋转；

直线行程器件：由驱动器件驱动直线行程器件与发热器件同步直线运动，并根据运动的位置给予***控制器件指令，以驱使驱动器件停止或启动、以及驱动器件正转或反转，从而实现对发热器件位移方向和距离的控制。

作为一种优选方式，所述采集器件为热敏电阻。

作为一种优选方式，所述热敏电阻设于低温烟具的发热器件上。

作为一种优选方式，所述发热器件为发热体。

作为一种优选方式，所述发热体为包围加热式的管式发热体；或者所述发热体为中心加热式的加热棒或加热片。

作为一种优选方式，所述驱动器件包括电机、减速箱、螺杆、转向支架；***控制器件的输出端与电机的控制端电连接，电机的转轴与减速箱相连，减速箱的末端齿轮与螺杆一端相连，螺杆另一端与转向支架相连，转向支架与发热器件相连。

作为一种优选方式，所述***控制器件包括信息读取模块、***控制模块和指令发送模块；信息读取模块用于读取采集器件的实时温度信息，***控制模块用于根据实时温度信息生成温控指令和驱动指令，指令发送模块用于将温控指令和驱动指令发送出去。

作为一种优选方式，所述直线行程器件包括距离开关及串联电阻组，距离开关的输出端与***控制器件电连接；串联电阻组设于PCB板上，距离开关固设于转向支架上，与转向支架、发热器件同步等距直线位移；在距离开关移动的过程中，距离开关通过接通串联电阻组不同位置的电阻以获得不同的位置信息。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种利用所述加热不燃烧型烟具控制***进行控制的方法，包括步骤：

S10、***控制器件获取开关器件发出的开机指令；

S20、***控制器件启动并生成温控指令、实时温度信息采集指令；

S30、发热器件工作以加热低温烟支，同时采集器件采集发热器件的实时温度信息；

S40、***控制器件根据采集器件采集的实时温度信息调整发热器件加热的占空比；

S50、低温烟支抽吸完成后，***控制器件停止输出温控指令和实时温度信息采集指令，并启动生成驱动指令；

S60、驱动器件根据驱动指令正转，将烟支从低温烟具中推出；

S70、直线行程器件检测到烟支从低温烟具中推出至设定位置后，驱动器件停止正转；

S80、经过设定取烟时间后，驱动器件根据驱动指令反转，驱动器件带动发热器件移动至初始位置；

S90、驱动器件根据驱动指令停止反转。

作为一种优选方式，在步骤S50中，当工作时间达到设定的计时周期后，即判定低温烟支抽吸完成。

与现有技术相比，本发明的控制方法更为灵活，***工作时更加稳定，通过驱动电机带动发热体进行直线型双向往复运动，通过控制电机带动发热***移，从而使发热体周围与烟支发生脱离，当烟支移除后通过控制电机反转驱使发热体复位，能够快速方便地将烟支从低温烟具中取出，极大地降低了烟支在加热过程中产生的残留物在发热体上的残留。

附图说明

图1为本发明加热不燃烧型烟具控制***原理图。

图2为本发明中采集器件的应用实施例视图。

图3为本发明中的发热器件的应用实施例视图。

图4为本发明中的驱动器件的应用实施例视图。

图5为本发明中的***控制器件的应用实施例视图。

图6为本发明中的直线行程器件的应用实施例视图。

图7为本发明中提供的加热不燃烧型烟具控制***的应用示例图。

图8为本发明中提供的加热不燃烧型烟具控制方法的原理图。

图9为本发明中提供的加热不燃烧型烟具控制方法的应用实施例示意图。

其中，90为开关器件，91为开关，100为采集器件，101为热敏电阻，200为***控制器件，201为信息读取模块，202为***控制模块，203为指令发送模块，300为发热器件，301为发热体，400为驱动器件，401为电机，402为减速箱，403为螺杆，404为转向支架，500为直线行程器件，501为距离开关，502为串联电阻组。

具体实施方式

本发明中的加热不燃烧型低温烟具，包括壳体，在壳体内固定设置有电池、PCB板、发热体301、支架、电机401、减速箱402、螺杆403、转向支架404、距离开关501、设置在PCB板上的串联电阻组502等，电池与PCB板之间、PCB板与发热体301之间均为电连接，即通过PCB板控制电池给发热体301供能，电机401的转轴与减箱箱连接，减速箱402末端齿轮与螺杆403紧固，两者同步运动，螺杆403再与设置有内螺纹的转向支架404连接，从而将电机401直线运动转化为直线运动，转向支架404通过中间零件与发热体301连接，实现直线同步运动，固定于转向支架404上的距离开关501与转向支架404和发热体301同步运动，位移特定的距离，通过距离开关501接触PCB板上的位置，接通串联电阻组502不同位置的电阻，获得不同的电压梯度信息，由距离开关501将信息传递给PCB板，最终使得发热体301与烟支脱离，可方便、快捷的将烟支从低温烟具中拔出，随后在特定的时间由PCB控制板给予电机401相反的电流使电机401反转，从而驱动减速箱402反转，推动螺杆403反转，驱使转向支架404和发热体301朝反方向直线运动至初始位置。在发热体301上或发热体301周围设有热敏电阻101，热敏电阻101能够随着发热体301温度的变化而变化，并将信息传递给PCB板，使PCB板实时的控制发热体301的温度。

如图1所示，加热不燃烧型烟具控制***包括：

开关器件90：用于发送开关机指令给***控制器件200，以控制低温烟具的开机和关机；

***控制器件200：接收开关器件90的开关机指令以执行相应的开机、关机程序；还用于生成温控指令并将温控指令发送至发热器件300；

发热器件300：用于接收温控指令并根据该温控指令升温或保温以加热低温烟支；

采集器件100：用于采集低温烟具发热器件300的实时温度信息并将采集的实时温度信息以电信号的形式传送至***控制器件200；

***控制器件200还用于接收采集器件100发送的实时温度信息，根据该实时温度信息生成温控指令发送至发热器件300；还用于生成驱动指令，控制驱动器件400运转；

驱动器件400：用于接收驱动指令并根据该驱动指令正向或反向旋转；

直线行程器件500：由驱动器件400驱动直线行程器件500与发热器件300同步直线运动，并根据运动的位置给予***控制器件200指令，以驱使驱动器件400停止或启动、以及驱动器件400正转或反转，从而实现对转向支架404、发热器件300位移方向和距离的控制，使发热器件300充分地与烟支分离以及发热器件300位移后复位至初始位置。

本发明加热不燃烧型烟具控制***在运行时，首先开机，开机后***控制器件200开始工作，发出温控指令给发热器件300，发热器件300收到指令后开始升温，同时，采集器件100也开始采集实时温度信息数据，并实时发送给***控制器件200，***控制器件200也同时根据所述实时温度信息数据生成温控指令给发热器件300，使其保持在相对恒定的温度。

当一支烟抽吸完后(一般以设定时间为准)，***控制器件200生成驱动指令，控制驱动驱动器件400工作，使其转动带动低温烟具的发热器件300直线位移特定距离，与发热器件300同步运动的直线行程器件500在到达特定距离时给出检测信号至***控制器件200，驱使驱动器件400停止工作，使得发热器件300周围与烟支完全脱离，从而将烟支方便快速的从低温烟具中拔出。

在等待特定的时间之后，***控制器件200生成驱动指令，给出相反的电流方向控制驱动器件400朝相反的方向转动，从而控制驱动器件400带动发热器件300进行反向直线运动，与发热器件300同步运动的直线行程器件500在到达特定距离时给出***控制器件200指令，驱使驱动器件400停止工作，使发热器件300恢复至工作之前的起始位置，准备下一次工作。

如图2所示，所述采集器件100为热敏电阻101。所述热敏电阻101设于低温烟具的发热器件300上。

如图3所示，所述发热器件300为发热体301。所述发热体301为包围加热式的管式发热体；或者所述发热体301为中心加热式的加热棒或加热片。

如图4所示，所述驱动器件400包括电机401、减速箱402、螺杆403、转向支架404；***控制器件200的输出端与电机401的控制端电连接，电机401的转轴与减速箱402相连(用于降低电机401的转速并提高其扭力)，减速箱402的末端齿轮与螺杆403一端相连，螺杆403另一端与转向支架404相连，转向支架404与发热器件300相连。转向支架404与螺杆403同步同速转动，在螺杆403转动时，利用螺杆403的螺纹与转向支架404自身的螺纹连接，将螺杆403驱使的转动转化为直线位移。在应用时，转向支架404同发热体301连接，通过电机401带动减速箱402、螺杆403旋转，驱动转动支架推动发热体301直线移动。

如图5所示，所述***控制器件200包括信息读取模块201、***控制模块202和指令发送模块203；信息读取模块201用于读取采集器件100的实时温度信息(即热敏电阻101两端的电压变化信息)，***控制模块202用于根据实时温度信息生成温控指令和驱动指令，指令发送模块203用于将温控指令和驱动指令发送出去。

如图6所示，所述直线行程器件500包括距离开关501及串联电阻组502，距离开关501的输出端与***控制器件200电连接；串联电阻组502设于PCB板上，距离开关501固设于转向支架404上，与转向支架404、发热器件300同步等距直线位移；在距离开关501移动的过程中，距离开关501通过接通串联电阻组502不同位置的电阻以获得不同的位置信息。距离开关501检测到不同的位置信息后，将位置信息反馈给***控制器件200的指令发送模块203，通过指令发送模块203给出控制驱动器件400启动或停止，以及通正向电流或反向电流的指令，以实现发热器件300的直线前进或后退。

如图7所示，在应用时，本发明中的加热不燃烧低温烘焙型烟具控制***包括以下部分：开关91，设置在低温烟具的壳体上；热敏电阻101，设置在发热体301上或发热体301周围；***控制器件200，包括信息读取模块201、***控制模块202和指令发送模块203，信息读取模块201能够读取热敏电阻101的实时信息数据，***控制模块202根据热敏电阻101的实时数据信息调整发热体301的能源供给的占空比，通过指令发送模块203输送指令，将发热体301的温度控制在目标水平；指令发送模块203还用于控制电机401工作，带动减速箱402和螺杆403旋转，驱使转向支架404带动发热体301位移，使发热体301的周围与烟支的烟丝脱离，以及用于控制发热体301直线运动往复的距离开关501和串联电阻组502工作，监控发热体301的位移距离、方向和位置，保证电机401带动发热体301在烟支中沿烟支延伸方向直线运动，脱离烟支，便于用户将烟支拔出，再等待特定时间由指令发送模块203给出反向电流，驱使电机401反向旋转带动发热体301朝相反方向直线位移至起始位置。

如图8所示，利用所述加热不燃烧型烟具控制***进行控制的方法包括以下步骤：

S10、***控制器件200获取开关器件90发出的开机指令；

S20、***控制器件200启动并生成温控指令、实时温度信息采集指令；

S30、发热器件300工作以加热低温烟支，同时采集器件100采集发热器件300的实时温度信息；

S40、***控制器件200根据采集器件100采集的实时温度信息调整发热器件300加热的占空比；

S50、低温烟支抽吸完成后，***控制器件200停止输出温控指令和实时温度信息采集指令，并启动生成驱动指令；

S60、驱动器件400根据驱动指令正转，将烟支从低温烟具中推出；

S70、直线行程器件500检测到烟支从低温烟具中推出至设定位置后，驱动器件400停止正转；

S80、经过设定取烟时间后，驱动器件400根据驱动指令反转，驱动器件400带动发热器件300移动至初始位置；

S90、驱动器件400根据驱动指令停止反转。

优选地，在步骤S50中，当工作时间达到设定的计时周期后，即判定低温烟支抽吸完成。

在使用低温烟具时，首先开机，控制***获取开机指令后启动各个部位开始工作，包括启动生成温控指令给发热体301使其开始工作升温，启动实时数据信息采集指令使热敏电阻101开始工作，并开始获取从热敏电阻101处发来的实时数据信息，根据该信息调整发热体301的占空比，使得发热体301维持在相对恒定的温度区间，当烟支抽完后，关闭温控指令、实时数据信息采集指令，启动生成驱动指令，使电机401旋转驱动发热体301移动，发热体301周围与烟支的烟丝脱离，之后启动停止指令关闭电机401旋转动，等待特定时间让使用者拔出烟支，然后启动生成驱动指令，使电机401反向旋转驱动发热体301反向移动，使发热体301复位到初始位置，然后启动停止指令关闭电机401旋转。

如图9所示，本发明中的加热不燃烧低温烘焙型烟具控制方法的应用实施例，包括以下步骤：

S10、获取开机指令；

S15、设定计时周期t、目标信息T；

S20、启动生成温控指令、实时温度数据信息采集指令；

S30、采集发热体301的实时温度数据信息；

S35、判断所采集的实时温度数据信息是否达到目标信息T，若否，返回步骤S30；若是，执行以下步骤：

S40、根据所采集的实时温度数据信息调整发热体301加热的占空比；

S50、到达计时周期，关闭温控指令、实时温度数据信息采集指令，启动生成驱动指令、退烟指令；

S60、根据驱动指令控制电机401运转；

S65、根据距离开关501采集到的实时数据与预设的系列电压梯度数据V_i作对比，判断是否达到目标数据V₁，如果未达到则继续执行S60,如果达到目标数据V₁,则执行S70；

S70、根据驱动指令关闭电机401运行；

S75、判断所采集的信息是否达到预设时间t,如果未达到，继续执行S70,如果达到预设时间t,执行S80；

S80、根据驱动指令控制电机401反向运转；

S85、根据距离开关501采集到的实时数据与预设的系列电压梯度数据V_i作对比，判断是否达到目标数据V₂，如果未达到则继续执行S80,如果达到目标数据V₂，则执行S90；

S90、根据驱动指令关闭电机401运转。

在应用过程中，首先通过按键开关91打开低温烟具使其开始工作，低温烟具的控制***(以下简称控制***)获取到开机指令后，设定计时周期t、目标信息T，此计时周期t指的是低温烟具的一个工作周期(例如设定计时周期为四分钟)，即从开机启动到自动关闭的一个循环；目标信息T是指预设的发热体301的目标温度区间(例如200度-260度或220度-240度等)；同时启动生成温控指令、实时数据信息采集指令，温控指令控制发热体301开始工作升温，实时数据信息采集指令是指控制***控制热敏电阻101开始工作并采集热敏电阻101反馈的实时信息数据。当发热体301温度上升至目标信息T，控制***根据此时热敏电阻101反馈的实时信息数据判断出该结论后，开始调整发热体301工作的占空比，通过调整其占空比控制发热体301维持在一个相对恒定的温度区间，使得低温烟具中的烟支得以持续稳定的加热，产生气溶胶供用户抽吸。当计时周期跑完，即一个工作周期运转完，启动生成驱动指令和退烟指令，通过驱动指令控制电机401运转，使其带动发热体301位移，到达目标位移距离，即发热体301周围完全脱离烟草，启动生成驱动指令让马达停止转动。同时启动等待时间对比，在等待时间内，使用者拔出使用过的烟支，当等待时间到达预设值，启动生成驱动指令驱使电机401反转，推动发热体301向反向移动复位至初始位置，当到达初始位置，烟具进入休眠，为抽下一支烟作准备。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加热不燃烧型烟具控制***，包括：

开关器件(90)：用于发送开关机指令给***控制器件(200)，以控制低温烟具的开机和关机；

***控制器件(200)：接收开关器件(90)的开关机指令以执行相应的开机、关机程序；还用于生成温控指令并将温控指令发送至发热器件(300)；

发热器件(300)：用于接收温控指令并根据该温控指令升温或保温以加热低温烟支；

其特征在于，还包括：

采集器件(100)：用于采集低温烟具发热器件(300)的实时温度信息并将采集的实时温度信息传送至***控制器件(200)；

***控制器件(200)还用于接收采集器件(100)发送的实时温度信息，根据该实时温度信息生成温控指令发送至发热器件(300)；还用于生成驱动指令，控制驱动器件(400)运转；

驱动器件(400)：用于接收驱动指令并根据该驱动指令正向或反向旋转；

直线行程器件(500)：由驱动器件(400)驱动直线行程器件(500)与发热器件(300)同步直线运动，并根据运动的位置给予***控制器件(200)指令，以驱使驱动器件(400)停止或启动、以及驱动器件(400)正转或反转，从而实现对发热器件(300)位移方向和距离的控制。

2.如权利要求1所述的加热不燃烧型烟具控制***，其特征在于，所述采集器件(100)为热敏电阻(101)。

3.如权利要求2所述的加热不燃烧型烟具控制***，其特征在于，所述热敏电阻(101)设于低温烟具的发热器件(300)上。

4.如权利要求1所述的加热不燃烧型烟具控制***，其特征在于，所述发热器件(300)为发热体(301)。

5.如权利要求4所述的加热不燃烧型烟具控制***，其特征在于，所述发热体(301)为包围加热式的管式发热体(301)；或者所述发热体(301)为中心加热式的加热棒或加热片。

6.如权利要求1所述的加热不燃烧型烟具控制***，其特征在于，所述驱动器件(400)包括电机(401)、减速箱(402)、螺杆(403)、转向支架(404)；***控制器件(200)的输出端与电机(401)的控制端电连接，电机(401)的转轴与减速箱(402)相连，减速箱(402)的末端齿轮与螺杆(403)一端相连，螺杆(403)另一端与转向支架(404)相连，转向支架(404)与发热器件(300)相连。

7.如权利要求1所述的加热不燃烧型烟具控制***，其特征在于，所述***控制器件(200)包括信息读取模块(201)、***控制模块(202)和指令发送模块(203)；信息读取模块(201)用于读取采集器件(100)的实时温度信息，***控制模块(202)用于根据实时温度信息生成温控指令和驱动指令，指令发送模块(203)用于将温控指令和驱动指令发送出去。

8.如权利要求1所述的加热不燃烧型烟具控制***，其特征在于，所述直线行程器件(500)包括距离开关(501)及串联电阻组(502)，距离开关(501)的输出端与***控制器件(200)电连接；串联电阻组(502)设于PCB板上，距离开关(501)固设于转向支架(404)上，与转向支架(404)、发热器件(300)同步等距直线位移；在距离开关(501)移动的过程中，距离开关(501)通过接通串联电阻组(502)不同位置的电阻以获得不同的位置信息。

9.一种利用如权利要求1至8任一项所述加热不燃烧型烟具控制***进行控制的方法，包括步骤：

S10、***控制器件(200)获取开关器件(90)发出的开机指令；

其特征在于，还包括步骤：

S20、***控制器件(200)启动并生成温控指令、实时温度信息采集指令；

S30、发热器件(300)工作以加热低温烟支，同时采集器件(100)采集发热器件(300)的实时温度信息；

S40、***控制器件(200)根据采集器件(100)采集的实时温度信息调整发热器件(300)加热的占空比；

S50、低温烟支抽吸完成后，***控制器件(200)停止输出温控指令和实时温度信息采集指令，并启动生成驱动指令；

S60、驱动器件(400)根据驱动指令正转，将烟支从低温烟具中推出；

S70、直线行程器件(500)检测到烟支从低温烟具中推出至设定位置后，驱动器件(400)停止正转；

S80、经过设定取烟时间后，驱动器件(400)根据驱动指令反转，驱动器件(400)带动发热器件(300)移动至初始位置；

S90、驱动器件(400)根据驱动指令停止反转。

10.如权利要求9所述的加热不燃烧型烟具控制方法，其特征在于，在步骤S50中，当工作时间达到设定的计时周期后，即判定低温烟支抽吸完成。

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