专利名称：皮革柔软度和丰满度测量分级装置的制作方法
技术领域：
本发明属于天然皮革、合成革的柔软度和丰满度的测量分级装置。
背景技术：
皮革的丰满性和柔软性是衡量皮革制品特性的重要指标，也是评价皮革品质的重要标准。由于皮革的柔软性、丰满性很难采用常用的拉伸、弯曲、弹缩等力学性能进行单独或组合描述，所以长期以来，皮革的丰满性、柔软性的检验主要采用各种不同的手感检测方法(HEM)。这种检测方法无法对皮革的柔软性、丰满性进行客观量化，受主观因素影响很大，所以准确度和客观度都较差，也不可能形成和制定统一的皮革行业标准。当前，不少皮革单位采用比手感测量方法(HEM)有一定进步的纯机械法测试技术，在一定程度上对皮革的柔软性、丰满性做到了参数化测量。这种纯机械式的测量原理是把实验皮革放置在下压杯上，下降臂杆使上压杯与下压杯把皮革加实，并用锁紧装置自动锁紧。然后，采用空气阻尼活塞，通过顶伸杆对皮革施加恒力作用，顶伸杆下降的位移由千分表测量。通过测量恒定顶伸力下革面的相应位移，可以对皮革柔软度进行初步估计。这种纯机械式的测量方法的缺限是非常明显的(1)革面上所施加的顶伸力为恒力(定值500g)，其大小无法随测试对象的不同而进行调整；(2)所记录的只是皮革在恒顶伸力作用下的终了位移，没有对顶伸力及其位移的协同变化过程进行记录；(3)无法对皮革的压缩性和松弛性进行测量；(4)所测量的单一数据(位移)对柔软性的表述过于简单，对柔度的分级过于笼统，缺乏科学性和合理性。在皮革品质性能方面的研究文献资料表明，皮革的柔软性、丰满性很难采用一种或几种力学性能指标进行完整表述。然而，皮革面的顶伸性能、压缩性能和松弛性能在很大程度上可以反映柔软度和丰满度，所以，对皮革的顶伸、压缩、松弛性能进行统计研究和自动化测试是目前行业的热点研究问题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适合皮革柔软度和丰满度参数的测试装置，且能够对皮革柔软度和丰满度的静态、动态参数进行分级的装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是包括底板以及通过旋轴与底板铰接的臂板，其特点是，在底板及臂板上分别设置有相对应的下压杯和上压杯，在下压杯下还设置有直线电机，直线电机的伸缩轴上依次串联安装有位移传感器、力传感器和顶伸/压缩头，位移传感器设置在直线电机的一侧，顶伸/压缩头套装在下压杯上。
本发明的另一特点是臂板上还铰接有平衡座，上压杯通过预压簧与平衡座相连接；臂板与底板之间还设置有锁紧机构，锁紧机构包括与底板连为一体的锁头座，锁头座的上端设置有一可调节长度的球形锁头，臂板上设置有卡装在臂板上可滑动的开锁柄以及与开锁柄连为一体的长孔锁紧槽，球形锁头的锁头可卡入长孔锁紧槽内，在长孔锁紧槽的后端还设置有一复位弹簧；直线电机和位移传感器之间还设置有导向槽板；力传感器与载荷变送器相联接，位移传感器与直流电源电连接；直线电机与直流电源电联接。
由于本发明在直线电机的伸缩轴的上端设置有与载荷变送器相联接的力传感器和位移传感器，可通过力和位移的动态变化准确地测量出皮革的柔软度和丰满度。
图1是本发明的整体结构示意图；图2是本发明上压杯1与臂板4之间的连接的结构示意图；图3是本发明锁紧机构的结构示意图；图4是本发明下压杯14的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1，2，3，4，本发明包括底板9，底板9通过旋轴8与臂板4铰接，在臂板4上还铰接有平衡座2，上压杯1通过预压簧3与平衡座2相连接，臂板4与底板9之间还设置有锁紧机构，锁紧机构包括与底板9连为一体的锁头座5，锁头座5的上端设置有一可调节长度的球形锁头6，臂板4上设置有卡装在臂板4上可滑动的开锁柄7以及与开锁柄7连为一体的长孔锁紧槽16，球形锁头6的锁头可卡入长孔锁紧槽16内，在长孔锁紧槽16的后端还设置有一复位弹簧17。在底板9上还设置有与直流电源20电联接的直线电机11，直线电机11的伸缩轴19上依次串联安装有位移传感器10、力传感器12和顶伸/压缩头15，位移传感器10设置在直线电机11的一侧，顶伸/压缩头15套装在下压杯14上，直线电机11和位移传感器10之间还设置有导向槽板18，导向槽板18上设置有槽孔，以保证位移传感器10与伸缩轴19的联接，并可随伸缩轴19在一定范围内上下运动，力传感器12与载荷变送器13相联接，位移传感器10与直流电源20电连接。
本发明在进行皮革的顶伸性、压缩性测试时，要求对被测试革面的环周施加一定的预应力，以保证皮革在法向力作用下无切向位移，被测试的圆形革面面积确定。机械锁紧装置的功能要求是(1)锁紧和开启快速、方便；(2)保证上下压杯面配合密实，锁紧力可调；(3)对小幅、大幅皮革测试均能保持良好加持；(4)具有弹力复位功能。
皮革测试面的锁紧装置包括两个部分，分别是臂板与底板的锁紧机构、上下压杯的压实机构。参见图2，对于上下压杯压实机构，本发明采用铰链在臂板4上的平衡座2与四个预压簧3，最大程度地保证上下压杯面切合、压实。另外，通过调节四个预压簧3导杆螺柱的长度，也可以调整测试革面的预应力。上压杯内可以套装不同孔径的压环，以适应不同种类皮革的测试。对于臂板与底板的锁紧机构见图3，本发明采用焊接在底板9上的锁头座5与球形锁头6通过螺纹连接，球形锁头6与长孔锁紧槽16和复位弹簧17组合滑块机构进行锁紧。在使用中，球形锁头6卡入长孔锁紧槽16内实现臂板4与底板9的锁紧，开启时，通过开锁柄7的移动使球形锁头6脱离长孔锁紧槽16，然后在复位弹簧17的拉力下使长孔锁紧槽16复位。由于球形锁头6的长度可调，通过调节球形锁头6的长度进行调整测试革面的预压应力，该结构具有方便、实用、可靠的优点。
皮革测试机的机电式顶伸、压缩和松弛性测量的施力机构包括两个部分，分别是电动式顶伸、压缩、松弛性测量的施力机构和力及位移的传感器件，皮革顶伸、压缩、松弛性测试的工艺要求是(1)顶伸头呈半球形，压缩/松弛的施力头呈平头，直径为6-0.020mm，表面光洁、硬度HRC58；(2)顶伸时的轴线运动速度为＜0.3mm/s、压缩运动速度＜0.05mm/s；(3)最大顶伸量25mm；(4)顶伸、压缩最大负荷力为10kg；(5)顶伸力、压缩力及其位移进行连续测量，误差＜0.5％。
参见图4，本发明采用同步减速电机的工作原理，直线电机11启动后，直线电机11的伸缩轴19可慢速往复伸缩运动。具体工作原理是电机转子的旋转作为主运动，通过行星减速机构，大幅度降低转速，再通过丝杠螺纹机构，使旋转运动转变为电机轴的直线运动。由限位开关对旋转方向进行转换，使伸缩轴19的直线运动往复进行。在电机伸缩轴19上依次串联安装连接位移传感器10、力传感器12和顶伸头/压缩头15，可实现对皮革测试面进行顶伸或压缩，同时纪录顶伸(压缩)力及其对应的位移。对力、位移进行实时传感及变送是皮革测试机的信号测量部分，由信号测量和数据采集两个阶段组成。
在直线电机11的伸缩轴19上安装力传感器12，经过载荷变送器13，把力的线性信号转换为1～5V的信号，此信号由数据采集卡采集到计算机。类似地，在伸缩轴上安装位移传感器10，对顶伸/压缩头15的位移进行测量，输出信号为0～5V，该信号通过数据采集卡进行模数转换后，再送入计算机中。
权利要求
1.一种皮革柔软度和丰满度测量分级装置，包括底板[9]以及通过旋轴[8]与底板[9]铰接的臂板[4]，其特征在于在底板[9]及臂板[4]上分别设置有相对应的下压杯[14]和上压杯[1]，在下压杯[14]下还设置有直线电机[11]，直线电机[11]的伸缩轴[19]上依次串联安装有位移传感器[10]、力传感器[12]和顶伸/压缩头[15]，位移传感器[10]设置在直线电机[11]的一侧，顶伸/压缩头[15]套装在下压杯[14]内。
2.根据权利要求1所述的皮革柔软度和丰满度测量分级装置，其特征在于所说的臂板[4]上还铰接有平衡座[2]，上压杯[1]通过预压簧[3]与平衡座[2]相连接。
3.根据权利要求1所述的皮革柔软度和丰满度测量分级装置，其特征在于臂板[4]与底板[9]之间还设置有锁紧机构，锁紧机构包括与底板[9]连为一体的锁头座[5]，锁头座[5]的上端设置有一可调节长度的球形锁头[6]，臂板[4]上设置有卡装在臂板[4]上可滑动的开锁柄[7]以及与开锁柄[7]连为一体的长孔锁紧槽[16]，球形锁头[6]的锁头可卡入长孔锁紧槽[16]内，在长孔锁紧槽[16]的后端还设置有一复位弹簧[17]。
4.根据权利要求1所述的皮革柔软度和丰满度测量分级装置，其特征在于所说的直线电机[11]和位移传感器[10]之间还设置有导向槽板[18]。
5.根据权利要求1所述的皮革柔软度和丰满度测量分级装置，其特征在于所说的力传感器[12]与载荷变送器[13]电连接，位移传感器[10]与直流电源[20]电联接。
6.根据权利要求1所述的皮革柔软度和丰满度测量分级装置，其特征在于所说的直线电机[11]与设置在下压杯[14]下的直流电源[20]电联接。
全文摘要
皮革柔软度和丰满度测量分级装置，包括底板以及通过旋轴与底板铰接的臂板，在底板及臂板上分别设置有相对应的下压杯和上压杯，臂板与底板之间还设置有锁紧机构，在底板上还设置有与直流电源电联接的直线电机，在直线电机的伸缩轴的上端设置有与载荷变送器相联接的力传感器，位移传感器设置在直线电机的一侧且与直流电源相联接，在位移传感器的上端还设置有套装在下压杯上的与上压杯配套的顶伸/压缩头。由于本发明在直线电机的伸缩轴的上端设置有与载荷变送器相联接的力传感器和位移传感器，通过力和位移的动态变化准确地测量出皮革的柔软度和丰满度。
文档编号G01N3/40GK1556388SQ20031012226
公开日2004年12月22日 申请日期2003年12月31日 优先权日2003年12月31日
发明者张晓镭, 张勇, 王勋, 田德明, 彭文利, 董继先, 郑恩让 申请人:陕西科技大学