[發明專利]一種模擬人體卷煙抽吸過程和抽吸環境的機械手臂及其模擬方法

在審

• 申請號: 202010313947.3
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111426788A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 鄭晗;王浩;李賡;張瑩;王旭;余振華;李利偉;余耀;王濤;謝姣;余婷婷;孔令漢;余江;岳保山
• 申請（專利權）人: 云南中煙工業有限責任公司
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;G01N21/84;G01N35/00;B25J9/16;B25J15/00;B25J11/00
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司 11590
• 代理人: 鐘華

本發明公開一種模擬人體卷煙抽吸過程和抽吸環境的機械手臂，其包括依次連接的底座(1)、第一機械臂(3)、第二機械臂(4)、機械手(5)、煙支夾持器(6)；煙支夾持器(6)包括煙支插入口(61)和煙支抽吸管(62)，煙支抽吸管(62)與吸煙模擬機連接；機械手臂還包括至少一個抽氣口(8)，抽氣口(8)位于煙支夾持器(6)周圍，抽氣口(8)通過抽氣管道與抽氣機連通。本發明機械手臂控制煙支夾持器(6)攜帶煙支從抽吸位置到彈灰位置擺臂，更加真實的模擬了運動過程中氣流對灰柱的影響。本發明以抽氣的形式使抽氣口(8)附近形成氣流，模擬人體卷煙抽吸時戶外環境中風速對于灰柱的影響，更加真實的模擬人體卷煙抽吸環境。

技術領域

本發明涉及卷煙抽吸檢測領域，尤其是涉及一種模擬人體卷煙抽吸過程和抽吸環境的機械手臂及其模擬方法。

背景技術

卷煙在燃燒過程中會形成灰柱，由于卷煙葉組配方，材料配方，物理指標等方面的差異性，卷煙灰柱相比未燃燒前煙支會有不同程度的收縮，同時也會產生裂灰和劈灰情況(劈灰指卷煙燃燒灰柱灰片剝離灰柱主體而向外劈開)，而卷煙包灰是卷煙產品在燃燒過程中消費者直觀感受到的重要外觀形態，包灰效果優劣直接影響著消費者對卷煙產品質量的判斷。同時，卷煙在抽吸過程中，煙支的頻繁落灰、飛灰，嚴重時發生燃燒錐脫落的現象，不僅污染環境，也是引起消費者及被迫吸煙者對所處環境不適、反感的重要影響因素之一，還會影響消費者對于卷煙品牌的忠誠度，甚至帶來一定安全隱患。

目前，針對卷煙燃燒包灰樣品的檢測設備和技術主要包括：靜燃圖像分析法，抽吸模式圖像分析法，CT掃描法等，所采用的技術手段均是在卷煙樣品置于固定位置進行檢測，檢測數據不能精準反應出消費者在實際消費過程中卷煙燃燒包灰性能狀態，具體原因在于兩個方面，首先靜止的煙支燃燒測試不能反映人體典型抽吸動作，即不能模擬人體在抽吸過程中是以抽吸點為起點，煙灰缸為終點的揮臂運動路徑。當煙支在燃燒過程中發生運動時，空氣氣流將對煙支灰柱性能產生較大影響。另一方面，典型的消費者抽吸過程中，完成一口抽吸后，消費者手持煙支到達煙灰缸后會進行彈灰動作，該動作對卷煙包灰性能的測試尤為關鍵，因此，靜止測量不能準確反映測試樣品應用于生產和生活時的優劣性。另外，真正人體卷煙抽吸往往是在戶外環境中，風速對于灰柱有很大的影響，然而靜止燃燒測試往往是在環境相對穩定的室內，所以想要更加真實的模擬實際人體卷煙抽吸，那抽吸環境的模擬也尤為重要。

為了解決以上問題，提出本發明。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有靜置燃燒檢測方法的不足，提供一種模擬人體卷煙抽吸過程和抽吸環境的機械手臂，其包括依次連接的底座1、第一機械臂3、第二機械臂4、機械手5、煙支夾持器6；所述煙支夾持器6包括煙支插入口61 和煙支抽吸管62，所述煙支抽吸管62與吸煙模擬機連接；所述機械手臂還包括至少一個抽氣口8，所述抽氣口8位于所述煙支夾持器6周圍，所述抽氣口8通過抽氣管道與抽氣機連通。

優選地，所述底座1和旋轉臺2之間連接部位為第一連接處11，所述旋轉臺2與第一機械臂3之間連接部位為第二連接處22，所述第一機械臂3與所述第二機械臂4之間連接部位為第三連接處33，所述第一機械臂4和所述機械手5 之間連接部位為第四連接處44；

所述第二連接處22、第三連接處33、第五連接處55為轉動式連接，所述第一連接處11、第四連接處44為旋轉式連接。

所述旋轉臺2沿第一連接處11所在平面相對于所述底座1旋轉；所述機械手5沿第四連接處44所在平面相對于所述第一機械臂4旋轉；以此模擬真實抽吸過程中吸煙者肩膀轉動、肘部轉動以及翻轉手腕的動作。典型的消費者抽吸過程包括，完成一口抽吸后，消費者手持煙支，以肘為軸心，嘴為起點，煙灰缸為終點的揮臂擺動動作，以及到達煙灰缸后，以腕關節為軸心的翻手腕動作或者在揮臂擺動過程中，同時完成翻手腕動作，最后完成彈煙灰動作。

優選地，所述抽氣口8上具有過濾網9，可以在抽去煙氣的同時過濾煙灰。