多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置與方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置與方法，該裝置由多角筒、摩擦機構、張力機構、顯微攝像機構、抽拔機構、紗架、靜電起絨器和控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)組成。方法是在完成密排繞紗后直接通過多角筒的順時針逐角轉動使原紗樣作同步逐角的起絨、形態(tài)觀測、起毛起球制樣得磨紗樣、再對磨紗樣作同步逐角的起絨、形態(tài)觀測，直至各角摩擦制樣和形態(tài)測量完畢，再逐角測量從施加預張力的最終磨紗樣中抽拔出毛羽及毛球的顯微形態(tài)值和抽拔力曲線。為快速、簡便、實用、精準的測量裝置與方法，可用于紗線的起毛起球制樣和對起毛起球的毛羽和毛球量、形態(tài)及抽拔曲線的測量，以及對紗線抗起毛起球性的綜合評價。
【專利說明】多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置與方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紡織品品質測評【技術領域】的以多角筒上繞紗并控制其起毛起球及其抽拔時的張力而測量毛羽及毛球的形態(tài)及抽拔行為的測量裝置與方法。
【背景技術】
[0002]紗線上毛羽的形態(tài)及其被抽拔的難易對于紗線起球及起球后是否容易脫落有很大的影響，因此需要對紗線上的毛羽進行觀察。經摩擦起球后，毛球的多少及是否容易脫落對最終織物的起毛起球都有很大影響。現(xiàn)有的紗線毛羽測試儀有多種形式，測試原理和構造也各不相同。大體可分為:
[0003]第一類:漫反射法。利用光線照射，測試一段紗線毛羽漫反射光線的強度和變化，評估紗線毛羽總量的多少和分布情況。它適用于對紗線質量的總體評價。這種儀器一般作為電容式條干儀的一個附屬部件。
[0004]第二類:投影計數(shù)法。在光線照射下，計數(shù)被測試紗線一側伸出主干某長度的毛羽或毛羽的遮擋光線接收器的次數(shù)，計為某長度毛羽的根數(shù)，以單位長度內某長度毛羽的根數(shù)和各種長度毛羽的總長度來評價紗線毛羽指標的優(yōu)劣。這種儀器形式多樣。
[0005]以上兩類儀器只能保持紗線毛羽的原來的形態(tài)，進行紗線毛羽測試。這種方法的缺點在于:1)測試數(shù)據(jù)重復性較差。由于紗線毛羽形態(tài)的多樣性，有直的、彎的或圈狀，甚至有的倒伏于主干，毛羽形態(tài)發(fā)生變化導致測試數(shù)據(jù)有較大變化。2)因長毛羽在測試的運動過程中更容易倒伏、彎曲，致使測試長毛羽數(shù)量偏少。3)測試儀器的臺差較大。尤其是不同廠生產的儀器由于紗路不同、張力裝置不同、檢測裝置不同等原因，對同一管紗線的測試數(shù)據(jù)相差60%左右。
[0006]第三類:靜電法。紗線進入檢測區(qū)以前對紗線施加了高壓靜電，使紗線毛羽之間、毛羽與主干之間相互排斥而分離、伸直，在測試區(qū)的毛羽長度方向可設置平行于紗線吸引毛羽的電極，紗線通過檢測區(qū)時紗線毛羽幾乎垂直于紗線主干，從而檢測毛羽的數(shù)量。這也只是企業(yè)對產品外觀質量的評價，既沒有對紗線使用后毛羽的檢測，又僅僅限于起毛的測量，未涉及起球的測量。
[0007]以上各種針對紗線類物質的觀測方法，不能觀測起毛起球的整個過程，不能得到紗線不同階段產生的毛羽和毛球外觀形態(tài)特征以及反映紗線起毛起球趨勢的指標即毛羽之間糾纏抱合力的大小。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術問題是要尋求一種集紗線的毛羽長度及量、毛球形態(tài)大小及數(shù)量、毛羽及毛球抽拔力與抽拔滑出長度為一體的在線原位測量方法，及其可適用于工業(yè)化實際檢測的快速、準確、客觀、實用測量裝置，以克服此類評價技術中的缺陷和主觀化的評價。
[0009]為了解決上述技術問題，本發(fā)明的原理是以同一套摩擦機構的直角桿作來回直角轉動在給紗位及磨紗位間的切換和與平移機構相配合，以相等張力密排每一圈紗線并在多角筒形成均勻繞紗層，得繞紗樣，對上部繞紗加壓并以多角筒的來回轉動與摩擦頭的左右平移組合，實現(xiàn)對繞紗層的李莎茹曲線磨紗，形成磨紗樣，同步以顯微成像系統(tǒng)觀測轉到視野中繞紗層上的毛羽和毛球量；對磨紗完畢后的磨紗樣作切向的毛羽和毛球數(shù)量、形態(tài)與大小的測量和作法向的毛羽和毛球數(shù)量、形態(tài)與分布的測量；以抽拔機構測量毛羽和毛球的抽拔力曲線，將所有采集的數(shù)據(jù)和圖像輸入計算機并計算與評價待測紗樣和磨紗樣的毛羽及毛球數(shù)量、毛球的形狀與大小值、及其動態(tài)變化與最終值，毛羽和毛球的抽拔力和抽拔滑出長度，由此綜合評價紗線的起毛起球行為及抗起毛起球性。該測量原理為原位、綜合測量，一機多測、一測多指標，抗干擾性強、代表性好，以此測量原理建立的測量裝置和計算控制系統(tǒng)，結構精巧、實用，測量精準、方便，且前后測量獨立、無影響，可實現(xiàn)對紗線起毛起球量、形態(tài)和來回拖拽剝離性的測量及其抗起毛起球性的綜合評價。
[0010]本發(fā)明的一個具體技術方案是提供了一種多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置，其特征在于，包括:
[0011]多角筒，被測的紗線出紗架后繞制在多角筒上；
[0012]平移機構，用于帶動多角筒水平移動使得紗線出紗架后均勻密排地繞制在多角筒上；
[0013]摩擦機構，位于多角筒的正前方，在給紗位與摩擦位之間切換，當摩擦機構位于給紗位時,紗線被摩擦機構定位導向至多角筒,當摩擦機構位于摩擦位時,摩擦機構配合平移機構對多角筒上已繞紗線以李莎茹曲線進行起毛起球摩擦；
[0014]張力機構，位于多角筒后側及上方，用于對多角筒上已繞紗線加張力；
[0015]顯微攝像機構，位于多角筒頂部水平切平面，用于觀測多角筒上已繞紗線的毛羽毛球形態(tài)；
[0016]抽拔機構，位于多角筒正上方，用于夾持抽拔多角筒上已繞紗線的毛羽或毛球；
[0017]靜電起絨器，用于幫助多角筒上已繞紗線的倒伏毛羽和毛球豎起；
[0018]控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，用于進行數(shù)據(jù)分析和機構控制。
[0019]優(yōu)選地，所述多角筒包括帶有圓柱面橫梁的多角筒架、用于固定多角筒架上已繞紗線的左固紗釘與右固紗釘、與多角筒架固接的多角筒軸、用于安裝多角筒軸的多角筒軸架及與所述控制與數(shù)據(jù)分析和機構相連的驅動多角筒軸轉動的轉動步進電機；所述的多角筒架具有η個角，n e [4，10]，其橫條外緣形狀為統(tǒng)一半徑的圓柱面、且寬度一致；
[0020]所述紗架包括紗管、用于固定紗管的紗管架、通過改變路徑控制和調節(jié)由紗管引出的紗線張力的張力導紗鉤及與紗管架和張力導紗鉤固接的并作為整機基礎的基座；
[0021]所述平移機構包括與多角筒架固接的上燕尾槽、與基座固接的下燕尾槽、與上燕尾槽固接的螺母架、固裝于螺母架中的螺母、推動螺母及螺母架移動而使上燕尾槽在下燕尾槽上滑行的螺桿及與控制與數(shù)據(jù)分析和機構相連的驅動螺桿轉動進而使多角筒架左右平移的平移步進電機。
[0022]優(yōu)選地，摩擦機構為摩擦與給紗作用復合的執(zhí)行機構，包括可作來回直角轉動確定所述給紗位或所述摩擦位的直角桿、與直角桿固接并可伸縮適應所述多角筒架摩擦定位的伸縮桿、與直角桿固接并具有與多角筒架橫條同樣半徑的內凹圓柱面的并與伸縮桿頭端可轉動連接的摩擦頭、穿套并可固定于直角桿的加壓桿上的加壓砝碼、固接于直角桿的加壓桿頭端的定位導紗鉤、與所述基座固接的燕尾座、可在燕尾座上作來回移動確定所述給紗位或所述摩擦位的定位燕尾槽及支撐直角桿轉動并與定位燕尾槽固接的鉸鏈；
[0023]伸縮桿的上下伸縮及其頭端與摩擦頭可轉動的連接，可適應不同角數(shù)多角筒架橫條的高度與方向的吻合接觸；所述給紗位是指定位燕尾槽前移拉出、直角桿的加壓桿位于豎直狀態(tài)、摩擦頭平臥，即定位導紗鉤起作用；所述摩擦位是指定位燕尾槽后移推入、直角桿的加壓桿位于水平狀態(tài)，摩擦頭舉起，即摩擦頭起作用；加壓砝碼通過外移增大摩擦頭對所述多角筒架上紗線的接觸壓力，加壓砝碼通過內移減小摩擦頭對多角筒架上紗線的接觸壓力；
[0024]張力機構包括可平行壓于所述多角筒架橫條兩側對所繞紗線施加張力使其穩(wěn)定不動的張力雙桿、具有水平伸出的右桿架和左桿架雙叉形并使固接的張力雙桿能靈活轉動的雙桿架、與雙桿架固接的加壓蝸輪、推動加壓蝸輪升降進而帶動雙桿架升降的加壓蝸桿、與加壓蝸桿同軸固接的升降蝸輪、與升降蝸輪哨合的升降蝸桿、與控制與數(shù)據(jù)分析和機構相連驅動升降蝸桿傳動的張力步進電機、測量張力雙桿施加在所述多角筒架上所繞紗線上張力的應變片組及固定張力步進電機并與上燕尾槽固接而同步平移的張力機構座；
[0025]應變片組用于所施加張力的測量和對張力步進電機升降的控制，其為四片連接成惠斯通電橋并與所述控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)相連的應變片，分別為貼于雙桿架的右桿架根部的上表面的右上應變片及下表面的右下應變片和貼于雙桿架的左桿架根部的上表面的左上應變片及下表面的左下應變片；
[0026]張力步進電機受所設定的預張力Ptl控制，當應變片組測得的張力P大于預張力P。時，張力步進電機反轉，升降蝸桿使升降蝸輪及加壓蝸桿轉動，推動加壓蝸輪的上移并帶動雙桿架上升，使張力P=預張力Ptl,張力步進電機自停；當應變片組測得的張力P小于預張力Ptl時，張力步進電機正轉，升降蝸桿使升降蝸輪及加壓蝸桿轉動，推動加壓蝸輪的上移并帶動雙桿架下降，使張力P=預張力Po，張力步進電機自停，由此實現(xiàn)預設張力下的定張力摩擦制樣和毛羽毛球抽拔測量。
[0027]優(yōu)選地，所述顯微成像機構包括可作整體全貌和顯微放大的長焦顯微鏡頭、攝取紗線上毛羽毛球形態(tài)的CXD攝像器、與CXD攝像器在同軸水平線上的投射燈、可左右移動CCD攝像器的攝像器移架及可左右移動投射燈的投射燈移架；CCD攝像器及投射燈與所述控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)相連；
[0028]所述靜電起絨器包括與所述多角筒架橫條平行的靜電桿、在靜電桿上產生靜電壓的負高壓發(fā)生源；負高壓發(fā)生源與所述控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)相連。
[0029]優(yōu)選地，所述抽拔機構包括帶自收緊彈簧的夾頭、連接夾頭和力傳感器的連桿、固接在移塊上并與毛羽及毛球抽拔力模塊相連的力傳感器、具有內燕尾槽型掛在外燕尾槽座上的移塊、通過轉動使移塊在外燕尾槽座上移動的平移旋鈕、與抽拔螺母固接的外燕尾槽座、與抽拔螺母嚙合的抽拔螺桿及與所述控制與數(shù)據(jù)分析和機構相連的驅動抽拔螺桿轉動進而使夾頭下移夾持毛羽及毛球或上移抽拔毛羽及毛球的抽拔步進電機。
[0030]優(yōu)選地，所述的控制與數(shù)據(jù)分析和機構包括中央程序控制及運算的計算機，與計算機數(shù)據(jù)線相連的毛羽及毛球抽拔力模塊、紗線張力控制模塊和毛羽及毛球形態(tài)模塊和與計算機數(shù)據(jù)線相連并被直接控制的投影亮度控制單元及繞紗與磨紗控制單元和靜電壓控制單元。[0031]本發(fā)明還提供了一種采用上述的多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置的測量方法，其特征在于，步驟為:
[0032]第一步、將紗線由紗架引出，紗線經位于給紗位的摩擦機構定位導向至多角筒架，結合平移機構的動作使紗線均勻密排地卷繞至多角筒架上，得原紗樣；
[0033]第二步、摩擦機構轉換至摩擦位，結合平移機構的動作，以李莎茹曲線由多角筒架的第j個角開始對位于多角筒架每個角上的原紗樣作逐角的摩擦，得磨紗樣，磨完一角后，多角筒架順時針轉動，磨紗樣經靜電起絨器逐角起絨后，逐角觀測磨紗樣即單角單次摩擦后紗線上的毛球形態(tài)大小與數(shù)量及毛羽量與平均高度，結果輸入計算機；
[0034]在摩擦同時，由多角筒架的第j+1個角開始，同步逐角觀測進入CXD攝像器視野的、經靜電起絨器的起絨后的原紗樣上毛球形態(tài)大小與數(shù)量及毛羽量與平均高度，將結果輸入計算機；
[0035]第三步、多角筒架轉動設定的周數(shù)N，N ≥1，對各角均摩擦N遍后，得最終磨紗樣，以張力機構對繞在多角筒架上的紗線施加張力，并通過抽拔機構測量毛羽及毛球抽拔力曲線，并以長焦顯微鏡頭和CCD攝像器觀察被抽拔毛羽的粗細及夾持長度或被抽拔毛球的連帶纖維根數(shù)、受力形態(tài)及夾持長度，結果輸入計算機；
[0036]第四步、依據(jù)輸入計算機的各測量所得數(shù)據(jù)和圖像計算毛球形態(tài)大小與數(shù)量及毛羽量與平均高度的各動態(tài)變化值和總平均值及其變異系數(shù)，計算毛羽及毛球的抽拔力和起始模量，以及綜合評價該紗線的抗起毛起球性；
[0037]在多角筒架均勻密排卷繞紗線制得原紗樣的方法是:先將紗管插于紗管架上，從紗管上引出紗線，經張力導紗鉤再經處于給紗位的定位導紗鉤至多角筒架，將紗線的頭端纏繞固定在左固紗釘上；同步啟動轉動步進電機和平移步進電機，轉動步進電機使多角筒架單向勻速轉動、卷繞紗線，平移步進電機推動多角筒架作單向勻速平移、使紗線的卷繞點位移，轉動與平移運動的組合使紗線均勻密排卷繞于多角筒架上，直至繞滿多角筒架，轉動步進電機和平移步進電機自停；而后將紗線的末端纏繞固定在右固紗釘上，得原紗樣。
[0038]優(yōu)選地，以李莎茹曲線對多角筒架上原紗樣作逐角的摩擦制得磨紗樣的方法是:先直角桿從給紗位轉到摩擦位即使摩擦頭舉起，將定位燕尾槽從給紗位后移推入摩擦位，調整摩擦頭的高度及與紗線的吻合接觸，調節(jié)加壓砝碼的位置、確定摩擦頭對多角筒架上紗線的接觸壓力，再設定預張力Ptl使張力步進電機正轉推動雙桿架下降，當應變片組測得的張力P等于預張力Ptl時，張力步進電機自停并進入自持預張力Ptl的微調運行，或設定預張力Po為零，即雙桿架在原位不動；然后，同步啟動轉動步進電機和平移步進電機，使多角筒架同步作小角度的來回轉動和設定動程的往復平移，兩者的組合即相當于摩擦頭對原紗樣作李莎茹曲線的起毛起球摩擦；當達到設定的來回轉動數(shù)或往復平移數(shù)時，雙桿架上升復位，多角筒架順時針轉動大角度，即轉動360°除以多角筒架的角數(shù)的角度，雙桿架下降壓紗達預張力Ptl的張力并自持后，重復前述來回轉動數(shù)或往復平移數(shù)的李莎茹曲線的摩擦，直至多角筒架的大角度轉動轉滿設定的周數(shù)N時，關閉轉動步進電機和平移步進電機，以及使雙桿架上升復位，得磨紗樣。
[0039]優(yōu)選地，原紗樣和磨紗樣毛羽毛球形態(tài)的同步、逐角測量的方法是:先在多角筒架后側對原紗樣作靜電起絨使毛羽豎起，接著多角筒架轉動大角度使毛羽豎起的原紗樣到達上方進入CXD攝像器視野作毛羽毛球形態(tài)的觀測，接著轉動大角度使被觀測的原紗樣到達前側作起毛起球的摩擦制樣、得磨紗樣；再轉動磨紗樣到多角筒架后側對磨紗樣作靜電起絨使毛羽豎起，接著多角筒架轉動大角度使毛羽豎起的磨紗樣到達上方進入CCD攝像器視野作毛羽毛球形態(tài)的觀測，接著轉動大角度使被觀測的磨紗樣到達前側再作起毛起球的摩擦制樣，以此轉動循環(huán)達周數(shù)N的最后一個角的磨紗樣測量，其中第N周的各角的磨紗樣為最終磨紗樣，小于N周的磨紗樣為過程磨紗樣；
[0040]磨紗樣毛羽及毛球抽拔力曲線以及抽拔力和起始模量的逐角測量的方法是:先設定預張力Ptl、啟動加壓程序，使張力步進電機正轉推動雙桿架下降，當應變片組測得的張力P等于預張力Ptl時，張力步進電機自停并進入自持預張力Ptl的微調運行；再點動所述的抽拔步進電機使夾頭下移并手工轉動平移旋鈕使夾頭左右移動，找到并夾持住毛羽或毛球；然后，啟動抽拔程序，夾頭在抽拔步進電機的帶動下抽拔毛羽或毛球，同時以長焦顯微鏡頭和CXD攝像器觀察被抽拔毛羽的粗細及夾持長度或被抽拔毛球的連帶纖維根數(shù)、受力形態(tài)及夾持長度；由力傳感器測得抽拔力、以抽拔步進電機的轉動角換算得到抽拔位移，由此得到毛羽或毛球的抽拔力曲線，并計算得毛羽或毛球的抽拔力和起始模量；所述的毛羽及毛球抽拔力曲線以及抽拔力和起始模量的逐角測量也可以對過程磨紗樣進行。
[0041]本發(fā)明還提供了一種上述的多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置的應用，其特征在于:用于紗線的起毛起球制樣和對起毛起球的毛羽和毛球量、形態(tài)及抽拔曲線的測量，以及對紗線抗起毛起球性的綜合評價。
[0042]本發(fā)明的裝置和方法，可直接完成對紗線的起毛起球的制樣，并逐角起絨、形態(tài)觀測，逐角測量毛羽和毛球從施加預張力的最終磨紗樣中抽拔出毛羽及毛球的顯微形態(tài)值和抽拔力，可用于紗線抗起毛起球制樣和對起毛起球的毛羽和毛球量、形態(tài)及抽拔曲線的測量，以及對紗線抗起毛起球性的綜合評價。是快速、簡便、實用、精準的測量裝置，一機多用、一測多指標，填補紗線張力可變的毛羽毛球抽拔測量方面的空白，具有較大的使用價值與經濟意義。
[0043]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明包括如下優(yōu)點:
[0044]1、是針對紗線表面毛羽和毛球量、形態(tài)及其抽拔行為的原位、組合的測量方法，是集紗樣的預測評、制樣、在線過程測量、最終起毛起球測量和數(shù)據(jù)綜合對比評價為一體的測量裝置與方法，快速、簡便、實用、精準的測量裝置與方法。
[0045]2、由于針對紗線測量，并解決了繞紗與磨紗制樣的問題，故可以在未織造成布之前，便可獲得結果和依此預測織物的抗起毛起球性，進而可為紗線的補救性整理加工、原紡紗工藝的改進、織物結構和加工工藝的選擇與優(yōu)化提供科學依據(jù)。
[0046]3、由于磨紗制樣和毛羽毛球抽拔測量的施加張力，使制樣結果更穩(wěn)定和具有代表性，使抽拔測量的結果更精準和具有重現(xiàn)性，其不僅適于理論研究的科學表征和實驗分析，而且適于產品質量評價的標準檢驗和工業(yè)化檢測。
[0047]4、裝置的結構合理、精巧、完整，平動與轉動的結合實現(xiàn)制樣與觀測；多角筒可逐角加壓、逐角磨紗；投射燈與長焦顯微鏡及CXD攝像器實現(xiàn)了毛羽高度與毛球大小及數(shù)量的側向(紗筒切向)觀測、毛球顯微放大局部觀察和毛羽糾纏與毛球抽拔力測量；靜電起絨器實現(xiàn)了毛羽豎起的快速、精準、符合實際實用的測量；紗線張力機構和抽拔機構實現(xiàn)了預設張力下的定張力最終摩擦樣抽拔力曲線和對毛羽和毛球發(fā)展速率的正確測量與估計，為一機多用、一測多指標的測量裝置。[0048]5、測量過程科學、合理、無干擾，先原樣、再過程樣、后磨損樣；先光學無損觀測、后力學抽拔測量，對各測量環(huán)節(jié)都是真實、無損傷的原位測量，故測量準確、結果可靠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]圖1是多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置原理圖；
[0050]圖2是多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置的多角筒、平移機構和張力機構結構圖；
[0051]圖3是多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置的抽拔機構和紗線毛羽毛球示意圖；
[0052]圖4A至圖4D分別是多角筒的四角、十角、五角和六角筒架的結構示意圖；
[0053]圖5是多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置的數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號流程圖；
[0054]圖6是毛羽和毛球的抽拔力曲線。
[0055]圖中:
[0056]11-多角架(包括四角、十角、五角和六角筒架)；12_左固紗釘；13_右固紗釘；14-多角筒軸；15_多角筒軸架；16_轉動步進電機。
[0057]2-摩擦機構，其包括21-摩擦頭；23_加壓砝碼；23_定位導紗鉤；24_直角桿；25-鉸鏈和26-定位燕尾槽(包括給紗位I，摩擦位II)及27-燕尾座。
[0058]31-張力雙桿；32_雙桿架(32a-右桿架；32b_左桿架)；33_加壓蝸輪；34_加壓蝸桿；35_升降蝸輪；36_升降蝸桿；37_張力步進電機；38_應變片組(38a右上應變片，38b右下應變片，38c左上應變片，38d左下應變片)。
[0059]4-顯微成像機構，其包括41-長焦顯微鏡頭；42-(XD攝像器；43_投射燈；44_攝像器移架；45_投射燈移架。
[0060]5-抽拔機構,其包括51-夾頭；52_連桿；53_力傳感器；54_移塊；55_外燕尾槽座；56_平移旋鈕；57_抽拔螺母58-抽拔螺桿；59_抽拔步進電機。
[0061]6-紗架，其包括61-紗管；62_紗管架；63_張力導紗鉤；64_紗線和65-基座。
[0062]71-上燕尾槽；72_下燕尾槽；73_螺母；74_螺母架；75_螺桿和76-平移步進電機。
[0063]81-靜電桿；82_負高壓發(fā)生源；83_毛羽和84-毛球。
[0064]9-控制與數(shù)據(jù)分析和機構，其包括91-計算機；92_毛羽及毛球抽拔力模塊；93-紗線張力控制模塊；94_毛羽及毛球形態(tài)模塊；95_投影亮度控制單元；96_繞紗與磨紗控制單元和97-靜電壓控制單元。
【具體實施方式】
[0065]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0066]結合圖1?圖5所示，本發(fā)明提供的一種多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置主要由繞有被測紗線64的多角筒、位于多角筒的正前方的對已繞紗線進行起毛起球摩擦的摩擦機構2、用于對繞在多角筒架11上的紗線64施加壓力的位于多角筒I后側及上方的張力機構3、用于觀察毛羽毛球形態(tài)的位于多角筒I頂部水平切平面的顯微攝像機構4、位于多角筒I正上方的可以夾持抽拔毛羽或毛球的抽拔機構5、提供被測紗線64的紗架6、進行繞制排紗和摩擦運動的平移機構7、幫助倒伏的毛羽和毛球豎起的靜電起絨器8和進行數(shù)據(jù)分析和機構控制的控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)9組成。
[0067]a、多角筒
[0068]多角筒包括:帶有圓柱面橫梁的多角筒架11，左固紗釘12，右固紗釘13，與多角筒架11固接的多角筒軸14，多角筒軸架15和和與控制與數(shù)據(jù)分析和機構9的繞紗與磨紗控制單元96相連的驅動多角筒軸14轉動的轉動步進電機16。
[0069]多角筒架11為如圖4A至圖4D所示的四?十角筒架中的一種，其橫條外緣形狀為統(tǒng)一半徑的圓柱面，且寬度一致，以便無縫更換和適應同一摩擦頭21的摩擦，所述的摩擦頭21為內凹的、同樣半徑的內凹圓柱面。
[0070]所述的轉動步進電機16作來回非對稱轉動，實現(xiàn)紗線64豎直向的反復摩擦運動和繞周轉動。
[0071]b、摩擦機構
[0072]摩擦機構2包括:與直角桿24固接并具有與多角筒架11橫條同樣半徑的內凹圓柱面的并與伸縮桿28頭端可轉動連接的摩擦頭21，穿套并可固定于直角桿24的加壓桿上的加壓砝碼22，固接于直角桿24的加壓桿頭端的定位導紗鉤23，可作來回直角轉動確定給紗位I或摩擦位II的直角桿24，支撐直角桿24轉動并與定位燕尾槽26固接的鉸鏈25，可在燕尾座27上作來回移動確定給紗位或摩擦位的定位燕尾槽26，與基座65固接的燕尾座27及與直角桿24固接并可伸縮適應多角筒架11摩擦定位的伸縮桿28組成，是摩擦與給紗作用復合的執(zhí)行機構。
[0073]所述的伸縮桿28的上下伸縮及其頭端與摩擦頭21可轉動的連接，可適應不同角數(shù)多角筒架11橫條的高度與方向的吻合接觸，其中多角筒架11小于等于七角時，被測量的角與被摩擦的角相鄰；多角筒架11八角及以上時，被測量的角與被摩擦的角相隔一個角。
[0074]所述的摩擦頭21與直角桿24相連，在定位燕尾槽26的作用下，實現(xiàn)摩擦頭21作對稱性的往復平移，直角桿24在摩擦頭21逐步靠近多角筒架11時在鉸鏈25的作用下發(fā)生旋轉，實現(xiàn)摩擦頭21對卷繞在多角筒架11上的紗線64完成摩擦運動。
[0075]所述的給紗位I是指定位燕尾槽26前移拉出，直角桿24的加壓桿位于豎直狀態(tài)，摩擦頭21平臥，即定位導紗鉤23起作用；所述的摩擦位II是指定位燕尾槽26后移推入，直角桿24的加壓桿位于水平狀態(tài)，摩擦頭21舉起，即摩擦頭21起作用；所述的加壓砝碼22可外移增大摩擦頭21對多角筒架11上紗線64的接觸壓力，相反內移減小21對多角筒架11上紗線64的接觸壓力。
[0076]C、張力機構
[0077]張力機構包括:平行壓于多角筒架11橫條兩側對所繞紗線64施加張力使其穩(wěn)定不動的張力雙桿31 ;具有水平伸出的右桿架32a和左桿架32b雙叉形并固接支撐張力雙桿31的雙桿架32，與雙桿架32固接的加壓蝸輪33 ;推動加壓渦輪33升降進而帶動雙桿架32升降的加壓蝸桿34 ;與加壓蝸桿34同軸固接的升降蝸輪35 ;與升降潤輪35哨合的升降蝸桿36 ;與控制與數(shù)據(jù)分析和機構9的紗線張力控制模塊93相連驅動升降蝸桿36傳動的張力步進電機37 ;測量張力雙桿31施加在所繞紗線64上張力的應變片組38，固定張力步進電機37并與燕尾槽71固接而同步平移的張力機構座39。
[0078]所述的應變片組38為四片，分別為貼于雙桿架32的右桿架32a的根部的上表面的右上應變片38a及下表面的右下應變片38b和貼于雙桿架32的左桿架32b根部的上表面的左上應變片38c及下表面的左下應變片38d，連接成惠斯通電橋并與紗線張力控制模塊93相連，用于所施加張力的測量和對張力步進電機37升降的控制。
[0079]所述的張力步進電機37受所設定的預張力Ptl控制，當應變片組38測得的張力P大于預張力Ptl時，張力步進電機37反轉，升降蝸桿36使升降蝸輪35及加壓蝸桿34轉動，推動加壓蝸輪33的上移并帶動雙桿架32上升，使P=Ptl，張力步進電機37自停；當應變片組38測得的張力P小于預張力P。時，張力步進電機37正轉，升降蝸桿36使升降蝸輪35及加壓蝸桿34轉動，推動加壓蝸輪33的上移并帶動雙桿架32下降，使P=Ptl,張力步進電機37自停，由此實現(xiàn)預設張力下的定張力摩擦制樣和毛羽毛球抽拔測量。
[0080]所述的張力機構3和紗線張力控制單元93相連。
[0081]d、顯微成像機構
[0082]顯微成像機構4包括:可作整體全貌和顯微放大的長焦顯微鏡頭41，與長焦顯微鏡頭41同軸光軸連接攝取繞紗毛羽毛球形態(tài)的CXD攝像器42，與CXD攝像器42在同軸水平線上的投射燈43組成，可左右移動CXD攝像器42作顯微放大局部觀察的攝像器移架44，可左右移動投射燈43與CXD攝像器42同軸的投射燈移架45。
[0083]所述的CXD攝像器42與毛羽及毛球形態(tài)模塊94相連；所述的投射燈43由投影亮度控制單元95控制。
[0084]e、抽拔機構
[0085]抽拔機構5包括:帶自收緊彈簧的夾頭51，連接夾頭51和力傳感器53的連桿52，固接在移塊54上并與毛羽及毛球抽拔力模塊92相連的的力傳感器53，具有內燕尾槽型掛在外燕尾槽55上的移塊54，通過轉動使移塊54在外燕尾槽座55上移動的平移旋鈕56，與抽拔螺母57固接的外燕尾槽座55，與抽拔螺母57嚙合的抽拔螺桿58，與控制與數(shù)據(jù)分析和機構9的毛羽及毛球抽拔力模塊92相連的驅動抽拔螺桿58轉動進而使夾頭51下移夾持毛羽及毛球或上移抽拔毛羽及毛球的抽拔步進電機59。
[0086]f、紗架
[0087]紗架6包括:紗管61，紗管架62，通過改變路經控制和調節(jié)紗線64張力的張力導紗鉤63，從紗管61上引出并繞于多角筒架11上的紗線64、與紗管架62和導紗張力桿63固接的并作為整機基礎的和基座65組成。
[0088]所述的均勻密排并卷繞紗線64至多角筒架11上，是將紗管61插于紗管架62上，從紗筒61上引出紗線64，經張力導紗鉤63再經處于給紗位I的定位導紗鉤23至多角筒架11，將紗線64的頭端纏繞固定在左固紗釘12上；同步啟動轉動步進電機16和平移步進電機76，轉動步進電機16使得多角筒架11單向勻速轉動、卷繞紗線64，平移步進電機76推動多角筒架11作單向勻速平移、使紗線64的卷繞點位移，轉動與平移運動的組合使紗線64均勻密排并卷繞于多角筒架11上，直至繞滿多角筒架11，轉動步進電機16和平移步進電機76自停；而后將紗線64的末端纏繞固定在右固紗釘13上，得原紗樣。[0089]g、平移機構
[0090]平移機構包括:與多角筒架11固接的上燕尾槽71，與基座65固接的下燕尾槽72，固裝于螺母架74中的螺母73，與上燕尾槽71固接的螺母架74，推動螺母73及螺母架74移動而使上燕尾槽71在下燕尾槽72上滑行的螺桿75和，與控制與數(shù)據(jù)分析和機構9的繞紗與磨紗控制單元96相連的驅動螺桿75轉動而使多角筒架11左右平移的平移步進電機76組成。
[0091]本發(fā)明的基本方法是將紗線卷繞至多角筒架上，并以李莎茹曲線摩擦紗線，同步觀測轉到顯微攝像系統(tǒng)的毛球和毛羽量，在靜電起絨器的作用下，觀測摩擦完畢后紗線上毛球形態(tài)與大小，利用張力機構對繞在多角筒架上的紗線施加張力，而后通過抽拔機構測量毛羽及毛球抽拔力曲線，最后采集數(shù)據(jù)和圖像輸入計算機計算與評價毛球和毛羽量的動態(tài)變化、毛球的形狀及大小值、毛羽毛球抽拔力及起始模量。
[0092]本發(fā)明提供的方法的特征是針對紗線表面毛羽長度、毛球形態(tài)及其在不同張力下抽拔力特征，并集預測評、制樣、在線評價為一體的測量方法。預測評是對卷入紗線的表面毛羽、疵點和起毛、起球量的預檢評價。制樣是指對卷入紗線的卷繞成形、摩擦制樣的過程。在線評價是對毛球形態(tài)及直徑、毛羽毛球抽拔力-位移曲線及毛羽和毛球量的在線測量，以及與預測評數(shù)據(jù)的對比分析。
[0093]其具體步驟是:
[0094]第一步、均勻密排卷繞紗線64至多角筒架11上，得原紗樣一第二步、以李莎茹曲線對多角筒架11上原紗樣即紗線64作逐角的摩擦，得磨紗樣，并同步逐角觀測進入CCD攝像器42視野的、經靜電起絨器8的起絨后的原紗樣上毛球形態(tài)大小與數(shù)量及毛羽量與平均高度，結果輸入計算機一第三步、磨完一角、順時針轉動，經靜電起絨器8逐角起絨后，逐角觀測磨紗樣即單角單次摩擦后紗線64上的毛球形態(tài)大小與數(shù)量及毛羽量與平均高度，結果輸入計算機一第四步、直至各角摩擦完畢或設定的轉動周數(shù)摩擦完畢得最終磨紗樣，以張力機構3對繞在多角筒架I上的紗線64施加張力，并通過抽拔機構5測量毛羽及毛球抽拔力曲線，并以長焦顯微鏡頭41和CCD攝像器42觀察被抽拔毛羽83的粗細及夾持長度或被抽拔毛球84的連帶纖維根數(shù)、受力形態(tài)及夾持長度，結果輸入計算機一第五步、依據(jù)輸入計算機91的各測量所得數(shù)據(jù)和圖像計算毛球形態(tài)大小與數(shù)量及毛羽量與平均高度的各動態(tài)變化值和總平均值及其變異系數(shù)，計算毛羽及毛球的抽拔力和起始模量，以及綜合評價該紗線的抗起毛起球性。
[0095]所述的多角筒架11上均勻密排并卷繞紗線64制得原紗樣的方法是:先將紗管61插于紗管架62上，從紗管61上引出紗線64，經張力導紗鉤63再經處于給紗位I的定位導紗鉤23至多角筒架11，將紗線64的頭端纏繞固定在左固紗釘12上；同步啟動轉動步進電機16和平移步進電機76，轉動步進電機16使多角筒架11單向勻速轉動、卷繞紗線64，平移步進電機76推動多角筒架11作單向勻速平移、使紗線64的卷繞點位移，轉動與平移運動的組合使紗線64均勻密排并卷繞于多角筒架11上，直至繞滿多角筒架11，轉動步進電機16和平移步進電機76自停；而后將紗線64的末端纏繞固定在右固紗釘13上，得原紗樣；
[0096]所述的以李莎茹曲線對多角筒架11上原紗樣作逐角的摩擦制得磨紗樣的方法是:先將多角筒架11的一角順時針轉到前側水平位置，即能與摩擦位II的摩擦頭21想吻合接觸的位置，再將直角桿24從給紗位I轉到摩擦位II使摩擦頭21舉起，將定位燕尾槽26從給紗位I后移推入摩擦位II，調節(jié)的加壓砝碼22的位置、確定摩擦頭21對多角筒架11上紗線64的接觸壓力；然后，同步啟動轉動步進電機16和平移步進電機76，使多角筒架11同步作小角度Θ i的來回轉動和設定動程s的往復平移，兩者的組合即相當于摩擦頭21對原紗樣作李莎茹曲線的起毛起球摩擦；當達到設定的來回轉動數(shù)η或往復平移數(shù)m時，轉動步進電機16使多角筒架11順時針轉動大角度θ2，即轉動360°除以多角筒架11的角數(shù)的角度，重復前述來回轉動數(shù)η或往復平移數(shù)m的李莎茹曲線的摩擦，直至多角筒架11的大角度Θ 2逐角順時針轉動轉滿設定的周數(shù)N時，關閉轉動步進電機16和平移步進電機76，得磨紗樣；
[0097]所述的對原紗樣和磨紗樣毛羽毛球形態(tài)的逐角測量的方法是:先設定預張力P。使張力步進電機37正轉推動雙桿架32下降，當應變片組38測得的張力P等于預張力P。時，張力步進電機37自停并進入自持預張力Ptl的微調運行，再對進入CXD攝像器42視野的、已經靜電起絨使所繞紗線64毛羽豎起的原紗樣或磨紗樣作毛羽及毛球形態(tài)觀測；形態(tài)觀測完后，雙桿架32上升復位，多角筒架11順時針轉動大角度Θ 2，雙桿架32再下降壓紗，達預張力Ptl的張力并自持后，依次對所述的原紗樣或磨紗樣作毛羽及毛球形態(tài)觀測，直至多角筒架11順時針轉動一周，即原紗樣或磨紗樣各角的毛羽及毛球形態(tài)形態(tài)被觀測完；或設定預張力Ptl為零，即雙桿架32在原位不動，多角筒架11在某一角的毛羽毛球形態(tài)觀測完后，直接作順時針逐角轉動，并對原紗樣或磨紗樣作毛羽毛球形態(tài)觀測；
[0098]所述磨紗樣的毛羽及毛球抽拔力曲線的逐角測量的方法是:與所述形態(tài)測量設定的預張力Ptl —致，啟動加壓程序，使張力步進電機37正轉推動雙桿架32下降，當應變片組38測得的張力P等于預張力Ptl時，張力步進電機37自停并進入自持預張力Ptl的微調運行；再點動所述的抽拔 步進電機59使夾頭51下移并手工轉動平移旋鈕56使夾頭51左右移動，找到并夾持住毛羽83或毛球84 ;然后，啟動抽拔程序，夾頭51在抽拔步進電機59的帶動下抽拔毛羽83或毛球84，同時以長焦顯微鏡頭41和CXD攝像器42局部放大觀察被抽拔毛羽83的粗細及夾持長度或被抽拔毛球84的連帶纖維根數(shù)、受力形態(tài)及夾持長度；由力傳感器53測得抽拔力、以抽拔步進電機59的轉動角換算得到抽拔位移，由此得到毛羽83或毛球84的抽拔力曲線，并通過計算機91計算得毛羽83或毛球84的抽拔力和起始模量。
[0099]下述具體實施例1~4是對不同纖維組成及不同線密度的紗線，在不同測量條件下，得到紗線起毛起球特征的測量結果。其中:
[0100]不同的測量條件主要是指:多角筒的種類、由張力導紗鉤63施加并穩(wěn)定的紗線卷繞張力(cN)、由平移步進電機72和轉動步進電機16控制的紗線密排密度(根/IOcm)、靜電桿81產生的起絨靜電壓(kV) XCD攝像器42觀測時多角筒架11單向轉動定位的切向觀測轉角β、由張力雙桿31施加的為保持抽拔毛羽或毛球時紗線穩(wěn)定的張力(cN)、李莎茹曲線的磨紗時多角筒架11來回轉動的小角度Θ I或順時針轉動的大角度θ2、來回轉動的周數(shù)η或往復平移數(shù)m、多角筒架11來回轉動的頻率(Hz)、摩擦頭21往復平移的動程(mm)與頻率(Hz)、毛羽或毛球抽拔力測量的位移速度(mm/min)；
[0101]紗線起毛起球特征的測量結果主要是指:切向觀測的設定切向寬度W(W為I~IOmm)上毛羽的平均高度(mm|Wmm)和毛羽高度h大于等于2~IOmm的百分率(％ | ^ hmm),設定切向寬度W (W為I~IOmm)上單位面積的毛球數(shù)(個/cm21 Wmm)、毛球平均高度H (mm)及高度變異系數(shù)CVH (%)、毛球平均直徑D (mm)及直徑變異系數(shù)CVD (% );抽拔力測量的毛羽最大抽拔力(cN)和抽拔滑出長度(_)、毛球最大抽拔力(cN)和抽拔滑出長度(_)、預測的抗起毛起球的等級。
[0102]實施例1
[0103]采用本發(fā)明的四角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置及方法，對紗線號數(shù)為16.4tex的全毛2X8.2tex的雙股線的起毛起球性和對毛羽毛球抽拔力進行測量，其測量條件參數(shù)和實際測量結果見下表實施例1 一欄和抽拔力測量曲線見圖6。從實測結果可知，磨損后的全毛股線的切向觀測所得的單位面積毛球數(shù)量、毛球直徑及其變異系數(shù)和預測的紗線起毛起球等級間具有很好的一致性，說明該裝置及測量方法的有效、準確。長焦顯微鏡頭41和CXD攝像器42切向觀測，原紗樣基本無毛絨效果，而磨紗樣的毛絨效果明顯，分別與起始毛羽平均高度2.1mml 5mm及毛羽高于h的百分率0.6mm和最終毛羽平均高度5.4mm | 5mm及毛羽高于h的百分率36.2%≥6mm值相一致，說明毛羽高度和量測量的準確與有效。毛羽和毛球都有較高的抽拔力、較少的抽拔滑出長度，且毛球的結果始終大于毛羽，證明抽拔力測量的真實、準確。由圖6所示的是毛羽抽拔力曲線，其不僅清楚展示了毛羽抽拔過程，而且證明本測量的動態(tài)、在線和快速性。主要基于毛羽的平均高度、毛球數(shù)量、毛球直徑及其變異系數(shù)、毛球最大抽拔力和抽拔滑出長度指標的織物抗起毛起球行的綜合估計值3.67級，與用該全毛股線制成的機織物的抗起毛起球性標準測量評價的3級或3.5級相比，不僅準確、穩(wěn)定，而且精度更高。說明本測量與計算方法的準確。
[0104]實施例2
[0105]采用本發(fā)明的十角筒磨紗毛羽毛球的張力握持抽拔測量裝置及方法，對紗線號數(shù)為13.1tex的毛腈混紡紗的起毛起球性和毛羽毛球抽拔力進行測量，其測量條件參數(shù)和實際測量結果見下表實施例2 —欄和抽拔力測量曲線見圖6。從實測結果可知，磨損后的毛腈混紡紗的切向觀測所得的單位面積毛球數(shù)量、毛球直徑及其變異系數(shù)和預測的紗線起毛起球等級間具有很好的一致性，說明該裝置及測量方法的有效、準確。長焦顯微鏡頭41和CXD攝像器42切向觀測，原紗樣基本無毛絨效果，而磨紗樣的毛絨效果明顯，分別與起始毛羽平均高度2.3mmI IOmm及毛羽高于h的百分率0.5%≥IOmm和最終毛羽平均高度
7.1mml IOmm及毛羽高于h的百分率24.8%≥IOmm值相一致，說明毛羽高度和量測量的準確與有效，且毛球結構較緊、毛球較大。毛羽和毛球都有較高的抽拔力、較少的抽拔滑出長度，但因為腈綸的混入而均增大符合實情，且毛球的結果始終大于毛羽，證明抽拔力測量的真實、準確。由圖6所示的是毛羽抽拔力曲線，其不僅清楚展示了毛羽抽拔過程，而且證明本測量的動態(tài)、在線和快速性。主要基于毛羽的平均高度、毛球數(shù)量、毛球直徑及其變異系數(shù)、毛球最大抽拔力和抽拔滑出長度指標的織物抗起毛起球行的綜合估計值3.51級，與用該毛腈混紡紗制成的針織物的抗起毛起球性標準測量評價的3級或3.5級相比,不僅準確、穩(wěn)定，而且精度更高。說明本測量與計算方法的準確。
[0106]實施例3
[0107]采用本發(fā)明的五角筒磨紗毛羽毛球的張力握持抽拔測量裝置及方法，在張力雙桿31不對紗層加壓時,對紗線號數(shù)為18.3tex的滌棉混紡紗的起毛起球性和毛羽毛球抽拔力進行測量，其測量條件參數(shù)和實際測量結果見下表實施例3 —欄和抽拔力測量曲線見圖6。從實測結果可知，磨損后的滌棉混紡紗的切向觀測所得的單位面積毛球數(shù)量因為棉纖維不起球而都很少、毛球直徑因滌綸起球而都偏大且變異系數(shù)都很大，而且因為取樣量的差異，切向觀測的CVD較大，說明該裝置及測量方法的有效、準確。毛羽和毛球都有較高的抽拔力、較大的抽拔滑出長度，是因為棉和滌綸纖維性質所決定符合實情，且毛球的結果始終大于毛羽，證明抽拔力測量的真實、準確。由圖6所示的是毛羽抽拔力曲線，其不僅清楚展示了毛羽抽拔過程，而且證明本測量的動態(tài)、在線和快速性。主要基于毛羽的平均高度、毛球數(shù)量、毛球直徑及其變異系數(shù)、毛球最大抽拔力和抽拔滑出長度指標的織物抗起毛起球行的綜合估計值4.68級，與用該毛腈混紡紗制成的針織物的抗起毛起球性標準測量評價的4級或4.5級相比，不僅準確、穩(wěn)定，而且精度更高。說明本測量與計算方法的準確。
[0108]實施例4
[0109]采用本發(fā)明的六角筒磨紗毛羽毛球的張力握持抽拔測量裝置及方法，在張力雙桿31不對紗層加壓時，對紗線號數(shù)為7.4tex的羊絨/滌綸長絲復合紗的起毛起球性和毛羽毛球抽拔力進行測量，其測量條件參數(shù)和實際測量結果見下表實施例4 一欄和抽拔力測量曲線見圖6。從實測結果可知，磨損后的羊絨/滌綸長絲復合紗的切向觀測所得的單位面積毛球數(shù)量沒有因為滌綸長絲不起球而減少、毛球直徑因羊絨較細而都偏小且變異系數(shù)都很大，而且因為取樣量的差異，切向觀測的CVD較大，說明該裝置及測量方法的有效、準確。毛羽和毛球都有較高的抽拔力、較大的抽拔滑出長度，是因為羊絨和滌綸纖維性質所決定符合實情，且毛球的結果始終大于毛羽，證明抽拔力測量的真實、準確。由圖6所示的是毛羽抽拔力曲線，其不僅清楚展示了毛羽抽拔過程，而且證明本測量的動態(tài)、在線和快速性。主要基于毛羽的平均高度、毛球數(shù)量、毛球直徑及其變異系數(shù)、毛球最大抽拔力和抽拔滑出長度指標的織物抗起毛起球行的綜合估計值3.24級，與用該的羊絨/滌綸長絲復合紗制成的針織物的抗起毛起球性標準測量評價的3級或3.5級相比，不僅準確、穩(wěn)定，而且精度更高。說明本測量與計算方法的準確。
[0110]不同紗線在不同測量條件下的起毛起球量、形態(tài)及抽拔力的測量結果
[0111]
【權利要求】
1.一種多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置，其特征在于，包括: 多角筒，被測的紗線(64)出紗架(6)后繞制在多角筒上； 平移機構，用于帶動多角筒水平移動使得紗線(64)出紗架(6)后均勻密排地繞制在多角筒上； 摩擦機構(2)，位于多角筒的正前方，在給紗位(I)與摩擦位(II)之間切換，當摩擦機構⑵位于給紗位⑴時，紗線(64)被摩擦機構⑵定位導向至多角筒，當摩擦機構(2)位于摩擦位(II)時,摩擦機構(2)配合平移機構對多角筒上已繞紗線(64)以李莎茹曲線進行起毛起球摩擦； 張力機構，位于多角筒后側及上方，用于對多角筒上已繞紗線(64)加張力； 顯微攝像機構(4)，位于多角筒頂部水平切平面，用于觀測多角筒上已繞紗線(64)的毛羽毛球形態(tài)； 抽拔機構(5)，位于多角筒(I)正上方，用于夾持抽拔多角筒上已繞紗線(64)的毛羽或毛球； 靜電起絨器(8)，用于幫助多角筒上已繞紗線(64)的倒伏毛羽和毛球豎起； 控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)(9)，用于進行數(shù)據(jù)分析和機構控制。
2.如權利要求1所述的一種多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置，其特征在于，所述多角筒包括帶有圓柱面橫梁的多角筒架(11)、用于固定多角筒架(11)上已繞紗線(64)的左固紗釘(12)與右固紗釘(13)、與多角筒架(11)固接的多角筒軸(14)、用于安裝多角筒軸(14)的多角筒軸架(15)及與所述控制與數(shù)據(jù)分析和機構(9)相連的驅動多角筒軸(14)轉動的轉動步進電機(16);所述的多角筒架(11)具有η個角，n e [4，10]，其橫條外緣形狀為統(tǒng)一半徑的圓柱面、且寬度一致； 所述紗架(6)包括紗管(61)、用于固定紗管(61)的紗管架(62)、通過改變路徑控制和調節(jié)由紗管(61)引出的紗線(64)張力的張力導紗鉤(63)及與紗管架(62)和張力導紗鉤(63)固接的并作為整機基礎的基座(65)； 所述平移機構(7)包括與多角筒架(11)固接的上燕尾槽(71)、與基座(65)固接的下燕尾槽(72)、與上燕尾槽(71)固接的螺母架(74)、固裝于螺母架(74)中的螺母(73)、推動螺母(73)及螺母架(74)移動而使上燕尾槽(71)在下燕尾槽(72)上滑行的螺桿(75)及與控制與數(shù)據(jù)分析和機構(9)相連的驅動螺桿(75)轉動進而使多角筒架(11)左右平移的平移步進電機(76)。
3.如權利要求2所述的一種多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置，其特征在于，摩擦機構(2)為摩擦與給紗作用復合的執(zhí)行機構，包括可作來回直角轉動確定所述給紗位(I)或所述摩擦位(II)的直角桿(24)、與直角桿(24)固接并可伸縮適應所述多角筒架(11)摩擦定位的伸縮桿(28)、與直角桿(24)固接并具有與多角筒架(11)橫條同樣半徑的內凹圓柱面的并與伸縮桿(28)頭端可轉動連接的摩擦頭(21)、穿套并可固定于直角桿(24)的加壓桿上的加壓砝碼(22)、固接于直角桿(24)的加壓桿頭端的定位導紗鉤(23)、與所述基座(65)固接的燕尾座(27)、可在燕尾座(27)上作來回移動確定所述給紗位(I)或所述摩擦位(II)的定位燕尾槽(26)及支撐直角桿(24)轉動并與定位燕尾槽(26)固接的鉸鏈(25)； 伸縮桿(28)的上下伸縮及其頭端與摩擦頭(21)可轉動的連接，可適應不同角數(shù)多角筒架(11)橫條的高度與方向的吻合接觸；所述給紗位(I)是指定位燕尾槽(26)前移拉出、直角桿(24)的加壓桿位于豎直狀態(tài)、摩擦頭(21)平臥，即定位導紗鉤(23)起作用；所述摩擦位(II)是指定位燕尾槽(26)后移推入、直角桿(24)的加壓桿位于水平狀態(tài)，摩擦頭(21)舉起，即摩擦頭(21)起作用；加壓砝碼(22)通過外移增大摩擦頭(21)對所述多角筒架(11)上紗線(64)的接觸壓力，加壓砝碼(22)通過內移減小摩擦頭(21)對多角筒架(11)上紗線(64)的接觸壓力； 張力機構包括可平行壓于所述多角筒架(11)橫條兩側對所繞紗線(64)施加張力使其穩(wěn)定不動的張力雙桿(31)、具有水平伸出的右桿架(32a)和左桿架(32b)雙叉形并使固接的張力雙桿(31)能靈活轉動的雙桿架(32)、與雙桿架(32)固接的加壓蝸輪(33)、推動加壓蝸輪(33)升降進而帶動雙桿架(32)升降的加壓蝸桿(34)、與加壓蝸桿(34)同軸固接的升降蝸輪(35)、與升降蝸輪(35)嚙合的升降蝸桿(36)、與控制與數(shù)據(jù)分析和機構(9)相連驅動升降蝸桿(36)傳動的張力步進電機(37)、測量張力雙桿(31)施加在所述多角筒架(11)上所繞紗線(64)上張力的應變片組(38)及固定張力步進電機(37)并與上燕尾槽(71)固接而同步平移的張力機構座(39)； 應變片組(38)用于所施加張力的測量和對張力步進電機(37)升降的控制，其為四片連接成惠斯通電橋并與所述控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)(9)相連的應變片，分別為貼于雙桿架(32)的右桿架(32a)根部的上表面的右上應變片(38a)及下表面的右下應變片(38b)和貼于雙桿架(32)的左桿架(32b)根部的上表面的左上應變片(38c)及下表面的左下應變片(38d)； 張力步進電機(37)受所設定的預張力P?？刂疲攽兤M(38)測得的張力P大于預張力P。時，張力步進電機(37)反轉，升降蝸桿(36)使升降蝸輪(35)及加壓蝸桿(34)轉動，推動加壓蝸輪(33)的上移并帶動雙桿架(32)上升，使張力P =預張力P。，張力步進電機(37)自停；當應變片組(38)測得的張力P小于預張力P。時，張力步進電機(37)正轉，升降蝸桿(36)使升降蝸輪(35)及加壓蝸桿(34)轉動，推動加壓蝸輪(33)的上移并帶動雙桿架(32)下降，使張力P =預張力P。，張力步進電機(37)自停，由此實現(xiàn)預設張力下的定張力摩擦制樣和毛羽毛球抽拔測量。
4.如權利要求2所述的 一種多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置，其特征在于，所述顯微成像機構(4)包括可作整體全貌和顯微放大的長焦顯微鏡頭(41)、攝取紗線(64)上毛羽毛球形態(tài)的CCD攝像器(42)、與CCD攝像器(42)在同軸水平線上的投射燈(43)、可左右移動CCD攝像器(42)的攝像器移架(44)及可左右移動投射燈(43)的投射燈移架(45) ;CCD攝像器(42)及投射燈(43)與所述控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)(9)相連； 所述靜電起絨器(8)包括與所述多角筒架(11)橫條平行的靜電桿(81)、在靜電桿(81)上產生靜電壓的負高壓發(fā)生源(82);負高壓發(fā)生源(82)與所述控制與數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)(9)相連。
5.如權利要求2所述的一種多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置，其特征在于，所述抽拔機構(5)包括帶自收緊彈簧的夾頭(51)、連接夾頭(51)和力傳感器(53)的連桿(52)、固接在移塊(54)上并與毛羽及毛球抽拔力模塊(92)相連的力傳感器(53)、具有內燕尾槽型掛在外燕尾槽座(55)上的移塊(54)、通過轉動使移塊(54)在外燕尾槽座(55)上移動的平移旋鈕(56)、與抽拔螺母(57)固接的外燕尾槽座(55)、與抽拔螺母(57)嚙合的抽拔螺桿(58)及與所述控制與數(shù)據(jù)分析和機構(9)相連的驅動抽拔螺桿(58)轉動進而使夾頭(51)下移夾持毛羽及毛球或上移抽拔毛羽及毛球的抽拔步進電機(59)。
6.如權利要求2所述的一種多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置，其特征在于，所述的控制與數(shù)據(jù)分析和機構(9)包括中央程序控制及運算的計算機(91)，與計算機(91)數(shù)據(jù)線相連的毛羽及毛球抽拔力模塊(92)、紗線張力控制模塊(93)和毛羽及毛球形態(tài)模塊(94)和與計算機(91)數(shù)據(jù)線相連并被直接控制的投影亮度控制單元(95)及繞紗與磨紗控制單元(96)和靜電壓控制單元(97)。
7.一種采用如權利要求1所述的多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置的測量方法，其特征在于，步驟為: 第一步、將紗線(64)由紗架(6)引出，紗線(64)經位于給紗位(I)的摩擦機構(2)定位導向至多角筒架(11)，結合平移機構的動作使紗線(64)均勻密排地卷繞至多角筒架(11)上，得原紗樣； 第二步、摩擦機構(2)轉換至摩擦位(II)，結合平移機構的動作，以李莎茹曲線由多角筒架(11)的第j個角開始對位于多角筒架(11)每個角上的原紗樣作逐角的摩擦，得磨紗樣，磨完一角后，多角筒架(11)順時針轉動，磨紗樣經靜電起絨器(8)逐角起絨后，逐角觀測磨紗樣即單角單次摩擦后紗線(64)上的毛球形態(tài)大小與數(shù)量及毛羽量與平均高度，結果輸入計算機(91)； 在摩擦同時，由多角筒架(11)的第j+Ι個角開始，同步逐角觀測進入CCD攝像器(42)視野的、經靜電起絨器(8)的起絨后的原紗樣上毛球形態(tài)大小與數(shù)量及毛羽量與平均高度，將結果輸入計算機(91)； 第三步、多角筒架(11)轉動設定的周數(shù)N，N> 1，對各角均摩擦N遍后，得最終磨紗樣，以張力機構(3)對繞在多角筒架(1)上的紗線(64)施加張力，并通過抽拔機構(5)測量毛羽及毛球抽拔力曲線，并以長焦顯微鏡頭(41)和CCD攝像器(42)觀察被抽拔毛羽(83)的粗細及夾持長度或被抽拔毛球(84)的連帶纖維根數(shù)、受力形態(tài)及夾持長度，結果輸入計算機(91)； 第四步、依據(jù)輸入計算機(91)的各測量所得數(shù)據(jù)和圖像計算毛球形態(tài)大小與數(shù)量及毛羽量與平均高度的各動態(tài)變化值和總平均值及其變異系數(shù)，計算毛羽及毛球的抽拔力和起始模量，以及綜合評價該紗線的抗起毛起球性； 在多角筒架(11)均勻密排卷繞紗線(64)制得原紗樣的方法是:先將紗管(61)插于紗管架(62)上，從紗管(61)上引出紗線(64)，經張力導紗鉤(63)再經處于給紗位(I)的定位導紗鉤(23)至多角筒架(11)，將紗線(64)的頭端纏繞固定在左固紗釘(12)上；同步啟動轉動步進電機(16)和平移步進電機(76)，轉動步進電機(16)使多角筒架(11)單向勻速轉動、卷繞紗線(64)，平移步進電機(76)推動多角筒架(11)作單向勻速平移、使紗線(64)的卷繞點位移，轉動與平移運動的組合使紗線(64)均勻密排卷繞于多角筒架(11)上，直至繞滿多角筒架(11)，轉動步進電機(16)和平移步進電機(76)自停；而后將紗線(64)的末端纏繞固定在右固紗釘(13)上，得原紗樣。
8.如權利要求7所述的一種測量方法，其特征在于，以李莎茹曲線對多角筒架(11)上原紗樣作逐角的摩擦制得磨紗 樣的方法是:先直角桿(24)從給紗位(I)轉到摩擦位(II)即使摩擦頭(21)舉起,將定位燕尾槽(26)從給紗位(I)后移推入摩擦位(II),調整摩擦頭(21)的高度及與紗線(64)的吻合接觸，調節(jié)加壓砝碼(22)的位置、確定摩擦頭(21)對多角筒架(11)上紗線(64)的接觸壓力，再設定預張力P。使張力步進電機(37)正轉推動雙桿架(32)下降，當應變片組(38)測得的張力P等于預張力P。時，張力步進電機(37)自停并進入自持預張力Ptl的微調運行，或設定預張力Ptl為零，即雙桿架(32)在原位不動；然后，同步啟動轉動步進電機(16)和平移步進電機(76)，使多角筒架(11)同步作小角度的來回轉動和設定動程的往復平移，兩者的組合即相當于摩擦頭(21)對原紗樣作李莎茹曲線的起毛起球摩擦；當達到設定的來回轉動數(shù)或往復平移數(shù)時，雙桿架(32)上升復位，多角筒架(11)順時針轉動大角度，即轉動360°除以多角筒架(11)的角數(shù)的角度，雙桿架(32)下降壓紗達預張力Ptl的張力并自持后，重復前述來回轉動數(shù)或往復平移數(shù)的李莎茹曲線的摩擦，直至多角筒架(11)的大角度轉動轉滿設定的周數(shù)N時，關閉轉動步進電機(16)和平移步進電機(76)，以及使雙桿架(32)上升復位，得磨紗樣。
9.如權利要求7所述的一種測量方法，其特征在于，原紗樣和磨紗樣毛羽毛球形態(tài)的同步、逐角測量的方法是:先在多角筒架(11)后側對原紗樣作靜電起絨使毛羽豎起，接著多角筒架(11)轉動大角度使毛羽豎起的原紗樣到達上方進入CCD攝像器(42)視野作毛羽毛球形態(tài)的觀測，接著轉動大角度使被觀測的原紗樣到達前側作起毛起球的摩擦制樣、得磨紗樣；再轉動磨紗樣到多角筒架(η)后側對磨紗樣作靜電起絨使毛羽豎起，接著多角筒架(11)轉動大角度使毛羽豎起的磨紗樣到達上方進入CCD攝像器(42)視野作毛羽毛球形態(tài)的觀測，接著轉動大角度使被觀測的磨紗樣到達前側再作起毛起球的摩擦制樣，以此轉動循環(huán)達周數(shù)N的最后一個角的磨紗樣測量，其中第N周的各角的磨紗樣為最終磨紗樣，小于N周的磨紗樣為過程磨紗樣； 磨紗樣毛羽及毛球抽拔力曲線以及抽拔力和起始模量的逐角測量的方法是:先設定預張力P。、啟動加壓程序，使張力步進電機(37)正轉推動雙桿架(32)下降，當應變片組(38)測得的張力P等于預張力Ptl時，張力步進電機(37)自停并進入自持預張力Ptl的微調運行；再點動所述的抽拔步進電機(59)使夾頭(51)下移并手工轉動平移旋鈕(56)使夾頭(51)左右移動，找到并夾持住毛羽(83)或毛球(84);然后，啟動抽拔程序，夾頭(51)在抽拔步進電機(59)的帶動下抽拔毛羽(83)或毛球(84)，同時以長焦顯微鏡頭(41)和CCD攝像器(42)觀察被抽拔毛羽(83)的粗細及夾持長度或被抽拔毛球(84)的連帶纖維根數(shù)、受力形態(tài)及夾持長度；由力傳感器(53)測得抽拔力、以抽拔步進電機(59)的轉動角換算得到抽拔位移，由此得到毛羽(83)或毛球(84)的抽拔力曲線，并計算得毛羽(83)或毛球(84)的抽拔力和起始模量；所述的毛羽及毛球抽拔力曲線以及抽拔力和起始模量的逐角測量也可以對過程磨紗樣進行。
10.一種如權利要求1所述的多角筒張力可控起毛起球的形態(tài)及抽拔測量裝置的應用，其特征在于:用于紗線的起毛起球制樣和對起毛起球的毛羽和毛球量、形態(tài)及抽拔曲線的測量，以及對紗線抗起毛起球性的綜合評價。
【文檔編號】D06H3/00GK103898730SQ201310382822
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權日:2013年8月28日
【發(fā)明者】于偉東, 萬愛蘭, 劉洪玲, 王婷, 劉曉艷 申請人:東華大學