一种加热不燃烧型烟具系统及其控制方法与流程

本发明属于吸烟用品技术领域，尤其涉及一种加热不燃烧型烟具系统及其控制方法。

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，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，而电子烟，低温烟可有效降低有害物质产生，电子烟的烟雾能模拟烟草烟雾，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，是将烟支插入到烟具的发热管或是加热片插入烟支中，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，其发热器件位于烟具内部，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。

现有技术中存在采用直接将发热器件与烟支部分通过直线运动部件整体移动的控制方式，使得两者分离，但无法避免烟丝残留在发热器件表面的问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中烟具的控制过程中存在烟丝存留于发热器件表面的问题，提出了一种加热不燃烧型烟具系统及其控制方法，通过采用本方案中系统结构，极大地避免了烟丝残留在发热器件表面，使得烟具的使用更加方便，清理更加快捷彻底。

一种加热不燃烧型烟具系统，包括开关器件、温度采集器件、发热器件、转动器件、直线行程器件以及烟具系统控制器件；

所述开关器件、温度采集器件、发热器件、转动器件以及直线行程器件均与所述烟具系统控制器件相连；

开关器件，用于接收烟具开关动作信号，生成烟具开关指令发送至烟具系统控制器件；

温度采集器件，用于采集烟具中发热器件的温度数据，并发送至烟具系统控制器件；

烟具系统控制器件，用于接收烟具开关器件发出的开关指令，对烟具进行开关控制；同时接收温度信号采集器件发出的温度数据，并依据温度数据生成用于控制发热器件工作的温控指令；还用于生成旋转驱动指令和退烟指令，所述旋转驱动指令控制连接在转动器件驱动轴上的发热器件进行旋转，所述退烟指令控制转动器件驱动轴和发热器件同步进行直线往复运动；

发热器件，用于接收烟具系统控制器件发出的温控指令，并依据温控指令对烟支进行升温/保温；

转动器件，用于接收烟具系统控制器件发出的旋转驱动指令，触发转动器件驱动轴旋转，带动发热器件进行旋转运动；

直线行程器件，用于接收烟具系统控制器件发出的退烟指令，带动转动器件和发热器件同步进行直线往复运动，使得发热器件相对烟支进行直线分离。

该方案通过增加带动发热器件进行旋转和直线往复运动的转动器件和直线行程器件，使得发热器件进行旋转，在离心力的作用下使得烟支与发热器件脱离开，同时，在直线行程器件的驱动下发热器件跟随转动器件同步运动，与烟支进行直线分离。

进一步地，所述烟具系统控制器件包括依次相连的信息读取模块、系统控制模块以及指令发送模块。

进一步地，所述转动器件为电机，所述电机通过中转部件连接发热器件。

进一步地，所述直线行程器件为往复式电磁铁。

进一步地，所述温度采集器件为热敏电阻，设置于发热器件上。

进一步地，所述发热器件为发热体。

多采用包围加热式的管式发热体或中心加热式的加热棒或加热片；

进一步地，还包括与所述烟具系统控制器件相连的烟支加热温度设定模块，用于设定烟支工作时的发热器件将烟支加热到设定的温度。

针对不同的烟支，可以设置不同的加热温度，从而改变发热器件工作时的温控占空比信号，即改变烟支的加热温度；

进一步地，还包括与所述烟具系统控制器件相连的烟支单次抽吸时间设定模块，用于设定烟支的单次抽吸时间。

针对不同的烟支，可以设置不同的单次抽吸时间，从而改变电机旋转驱动信号的生成时间；

进一步地，还包括与所述烟具系统控制器件相连的电机旋转角度设定模块，用于设定电机旋转角度，包括正转角度和/或反转角度。

针对不同的烟支，可以设置不同的电机旋转角度，使得电机旋转时带动发热器件朝某一方向旋转一定的角度即可；还可以使得电机正转一定角度后，再反转一定角度，保证发热器件与烟支的充分脱离；

一种用于上述烟具系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤10：获取烟具开机指令；

步骤20：依据烟具开机指令，发出温控指令和实时温度采集指令；

步骤30：依据实时温度采集指令，调整温控指令的占空比，使得发热器件维持在恒定的温度区间；

步骤40：当获取到烟具关闭指令时，关闭温控指令和实时温度采集指令，发出旋转驱动指令和退烟指令；

步骤50：转动器件依据旋转驱动指令旋转，使得连接在电机驱动轴上的发热器件旋转，发热器件与烟支发生脱离；

步骤60：直线行程器件依据退烟指令驱动转动器件进行直线往复运动，带动发热器件与烟支发生分离。

进一步地，在获取到烟具开机指令后，进行烟支单次抽吸时间设置和加热温度设置；

当烟支的温度达到设置的加热温度时，调整温控指令的占空比，使得烟支温度维持在设置的加热温度；

当烟支抽吸时间达到设置的烟支单次抽吸时间时，关闭温控指令和实时温度采集指令，发出电机驱动指令。

进一步地，在获取到烟具开机指令后，进行转动器件驱动角度设置，当接收到转动器件驱动指令后，依据设置的驱动角度，转动器件驱动轴带动连接在转动器件驱动轴上的发热器件进行正转和/或反转设置的角度。

有益效果

本发明提供了一种加热不燃烧型烟具系统及其控制方法，该发明的烟具系统工作时更加稳定，并且增加了转动器件和直线行程器件，通过控制转动器件带动发热体旋转，使其与烟支发送一定程度的脱离，同时使得发热器件上少量的烟丝在离心力的作用下，由于自身的粘结力与烟支上的烟丝重新粘连，而不掉落在烟具中，同时结合直线行程器件带动转动器件和发热体同步进行直线运动，进一步确保快速方便的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；该控制方法的控制过程简单，设置灵活，通过对烟支单次抽吸时间、加热温度以及转动器件的旋转角度的设置，能够适用于各种加热不燃烧型烟支的使用；该烟具系统，结构简单，操作方便，首次将转动器件增设于烟具中，巧妙的利用旋转驱动原理，使得烟支和发热器件脱离，结合直线行程器件，带动发热器件进行直线往复运动，实现烟支和发热器件在直线方向上的分离，使得烟支与发热器件分离更加彻底，使用更加方便，清理更加简便。

附图说明

图1为本发明所述烟具系统的结构原理示意图；

图2为本发明所述烟具系统的实例一的结构示意图；

图3为本发明中的采集器件的应用实施例视图；

图4为本发明中的发热器件的应用实施例视图；

图5为本发明中的驱动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实施例视图；

图7为本发明中的系统控制器件的应用实施例视图；

图8为本发明所述烟具系统的实例二的结构示意图；

图9为本发明所述控制方法的流程图的示例一；

图10为本发明所述控制方法的流程图的示例二。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。

如图1所示，一种加热不燃烧型烟具系统，包括开关器件、温度采集器件、发热器件、转动器件、直线行程器件以及烟具系统控制器件；

所述开关器件、温度采集器件、发热器件、转动器件以及直线行程器件均与所述烟具系统控制器件相连；

开关器件90，用于接收烟具开关动作信号，生成烟具开关指令发送至烟具系统控制器件；

温度采集器件100，用于采集烟具中发热器件的温度数据，并发送至烟具系统控制器件；

烟具系统控制器件200，用于接收烟具开关器件发出的开关指令，对烟具进行开关控制；同时接收温度信号采集器件发出的温度数据，并依据温度数据生成用于控制发热器件工作的温控占空比指令；还用于生成旋转驱动指令和退烟指令，所述旋转驱动指令控制连接在转动器件驱动轴上的发热器件进行旋转，所述退烟指令控制驱动轴和发热器件同步进行直线往复运动；

发热器件300，用于接收烟具系统控制器件发出的温控指令，并依据温控指令对烟支进行升温/保温；

转动器件400，用于接收烟具系统控制器件发出的旋转驱动指令，触发旋转驱动轴旋转，带动发热器件进行旋转运动；

直线行程器件，500用于接收烟具系统控制器件发出的退烟指令，带动转动器件和发热器件同步进行直线往复运动，使得发热器件相对烟支进行直线分离。

利用带动发热器件进行旋转和直线往复运动的转动器件和直线行程器件，使得发热器件进行旋转，在离心力的作用下使得烟支与发热器件脱离开，同时，在直线行程器件的驱动下发热器件跟随转动器件同步运动，与烟支进行直线分离。

如图2-图7所示，在烟具系统实际应用中，开关91，设置在低温烟具的壳体上，所述烟具系统控制器件包括依次相连的信息读取模块、系统控制模块以及指令发送模块；所述转动器件为电机401，所述电机通过中转部件连接发热器件；所述直线行程器件为往复式电磁铁501；所述温度采集器件为热敏电阻101，设置于发热器件上；所述发热器件为发热体301，多采用包围加热式的管式发热体或中心加热式的加热棒或加热片。

信息读取模块201能够读取热敏电阻101的实时信息数据，系统控制模块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的温度控制在目标温度水平；指令发送模块203还用于控制电机401工作，带动发热体301旋转，使得发热体301的周围与烟支的烟丝脱离，以及用于控制往复式电磁铁501工作，带动发热体在烟支中沿烟支延伸方向直线运动，使发热体先后退一段距离后再回位，便于用户将烟支拔出。

如图8所示，为了匹配不同的烟支，烟支单次抽吸时间、加热温度以及转动器件的旋转角度需要进行相应的设置；

因此，所述系统还包括与所述烟具系统控制器件相连的烟支加热温度设定模块601，用于设定烟支工作时的发热器件将烟支加热到设定的温度。

针对不同的烟支，可以设置不同的加热温度，从而改变发热器件工作时的温控指令占空比信号，即改变烟支的加热温度；

还包括与所述烟具系统控制器件相连的烟支单次抽吸时间设定模块602，用于设定烟支的单次抽吸时间。

针对不同的烟支，可以设置不同的单次抽吸时间，从而改变电机旋转驱动指令的生成时间；

还包括与所述烟具系统控制器件相连的电机旋转角度设定模块603，用于设定电机旋转角度，包括正转角度和/或反转角度。

针对不同的烟支，可以设置不同的电机旋转角度，使得电机旋转时带动发热器件朝某一方向旋转一定的角度即可；

作为本发明的优选方案，通过电机旋转角度设定模块进行设置，还可以使得电机正转一定角度后，再反转一定角度，保证发热器件与烟支的充分脱离。

如图9所示，一种用于加热不燃烧型烟具系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤10：获取烟具开机指令；

步骤20：依据烟具开机指令，发出温控指令和实时温度采集指令；

步骤30：依据实时温度采集指令，调整温控指令的占空比，使得发热器件维持在恒定的温度区间；

步骤40：当获取到烟具关闭指令时，关闭温控指令和实时温度采集指令，发出电机驱动指令和退烟指令；

步骤50：电机驱动轴依据电机旋转驱动指令旋转，使得连接在电机驱动轴上的发热器件旋转，发热器件与烟支发生脱离；

步骤60：直线行程器件依据退烟指令驱动电机进行直线往复运动，带动发热器件与烟支发生分离。

在使用低温烟具系统时，首先开机，系统控制器件获取开机指令后启动各个部位开始工作，包括启动生成加热指令给发热体使其开始工作升温，启动实时温度采集指令使热敏电阻开始工作，并开始获取从热敏电阻处发来的实时温度数据信息，根据该信息调整发热体的温控指令占空比，使得发热体维持在相对恒定的温度区间，当烟支抽完后，关闭温控指令、实时温度采集指令，启动生成电机旋转驱动指令和退烟指令，根据电机旋转驱动指令使电机带动发热体旋转，发热体周围与烟支的烟丝脱离，之后根据退烟指令控制往复式电磁铁运行，使得发热体从烟支中退出后再回位，使得发热体与烟支基本上完全脱离，即可将烟支从低温烟具中拔出。

作为本发明的一种优选方案，如图10所示，一种用于加热不燃烧型烟具系统的控制方法，包括以下步骤：

步骤10：获取烟具开机指令；

步骤15：在获取到烟具开机指令后，进行烟支单次抽吸时间设置和加热温度设置；

步骤20：依据烟具开机指令，发出温控指令和实时温度采集指令；

步骤30：实时温度采集数据信息；

步骤35：判断烟支的温度是否达到设定的加热温度，若达到，进入步骤40；温控指令否则，返回步骤30；

步骤40：调整温控指令的占空比，使得发热器件维持在恒定的温度区间，

步骤50：当烟支抽吸时间达到设置的烟支单次抽吸时间时，关闭温控指令和实时温度采集指令，发出旋转驱动指令和退烟指令；

步骤60：电机驱动轴依据旋转驱动指令旋转，使得连接在电机驱动轴上的发热器件旋转，发热器件与烟支发生脱离；

步骤70：直线行程器件依据退烟指令驱动电机进行直线往复运动，带动发热器件与烟支发生分离。

作为本发明的优选方案，在烟具控制过程中，还可以在获取到烟具开机指令后，进行电机驱动角度设置，当接收到电机旋转驱动指令后，依据设置的驱动角度，电机驱动轴带动连接在电机驱动轴上的发热器件进行正转和/或反转设置的角度。

如图10所示，在该烟具的使用过程中，首先通过烟具的按键开关打开低温烟具使其开始工作，低温烟具的烟具系统控制器件获取到开机指令后，设定单次抽吸周期t、目标温度t，此单次抽吸周期t指的是低温烟具的一个工作周期(例如设定单次抽吸周期为四分钟)，即从开机启动到自动关闭的一个循环；目标温度t是指预设的发热体的目标温度区间(例如200度-260度或220度-240度等)；同时启动生成温控指令、实时温度采集指令，温控指令控制发热器件开始工作升温，实时温度采集指令控制热敏电阻开始工作并采集热敏电阻反馈的实时信息数据，当发热体温度上升至目标温度t，烟具系统控制器件根据此时热敏电阻反馈的实时温度数据判断出该结论后，开始调整加热体的温控指令的占空比，通过调整其占空比控制发热体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；当单次抽吸周期到达，即一个工作周期运转完，启动生成电机驱动指令和退烟指令，电机驱动指令控制电机运转，使其带动发热体旋转，使发热体与烟支充分脱离，还可进一步控制电机反转回位，通过退烟指令控制往复式电磁铁带动发热体从烟支中退出，并进一步控制使得发热体回位，即完成整个过程，此后烟具系统控制器件自动切断电源，完成一支烟的加热周期。若用户要抽下一支烟，重新启动低温烟具即可。

此外，通过驱动电机带动发热体的正转和反转回位，可以更为充分的使发热体与烟支脱离，还可以避免发热体转动角度太大，影响发热体与pcb板之间的线路。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。