專利名稱：織物變速拉伸性能測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及紡織領(lǐng)域，尤其涉及一種織物變速拉伸性能測試儀。
背景技術(shù)：
拉伸性能是織物的重要性能之一，它反映了織物的強(qiáng)力、彈性和耐用性等內(nèi)在特性。當(dāng)前普遍使用等速拉伸測試儀對織物的拉伸性能進(jìn)行測試，等速拉伸測試儀一般包括底座、支架、伺服電機(jī)、上位機(jī)、活動(dòng)橫梁、織物夾持器和力傳感器，所述底座和支架通過底板固定連接，所述伺服電機(jī)設(shè)置于所述底座內(nèi)，所述活動(dòng)橫梁設(shè)置于所述支架內(nèi)，所述織物夾持器與所述活動(dòng)橫梁固定連接，所述力傳感器設(shè)置于所述底板和所述活動(dòng)橫梁之間，通過伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)夾持器保持恒定的速度對織物進(jìn)行拉伸。比如，于2010年5月12日公告的發(fā)明專利(ZL200610085935.X)揭示了一種電子式織物強(qiáng)力測試儀，通過在現(xiàn)有的等速拉伸測試儀的基礎(chǔ)上安裝了可升級強(qiáng)力檢測控制軟件的計(jì)算機(jī)和變頻器，并根據(jù)檢測指標(biāo)的不同選擇相應(yīng)的織物夾持器，克服了現(xiàn)有的紡織品強(qiáng)力測試儀器只能測得單一力值指標(biāo)或二至三種力值指標(biāo)，克服了因拉伸或頂升速度的波動(dòng)而導(dǎo)致測得力值指標(biāo)不精確的不足， 通過更換織物夾持器可以檢測織物的拉伸斷裂強(qiáng)力、撕裂強(qiáng)力、剝離強(qiáng)力、接縫強(qiáng)力、撕破強(qiáng)力、拉伸彈性力以及抗滑移強(qiáng)力。由于織物夾持器拉伸速度恒定，這種電子式織物強(qiáng)力測試儀還屬于等速拉伸性能測試儀范疇，并不能檢測織物的變速拉伸性能。雖然等速拉伸測試得到的拉伸性能指標(biāo)在一定程度上能夠描述織物的力學(xué)性能， 但由于等速拉伸性能測試儀無法在一次測試中改變其拉伸速度且缺乏對變化負(fù)荷的響應(yīng)能力，不能真實(shí)模擬織物在實(shí)際加工和應(yīng)用中受到的外力和拉伸速度，從而也不能準(zhǔn)確測出織物在實(shí)際加工和應(yīng)用中的拉伸性能，不能全面真實(shí)地反映織物在加工和使用過程中的受力情況，也很難反映織物的實(shí)際使用狀態(tài)，且無法如實(shí)反映織物上的弱節(jié)情況。而變速拉伸則能夠更真實(shí)地凸顯織物中弱節(jié)的存在。為了測量出織物在實(shí)際加工和應(yīng)用過程中可能具有的拉伸行為，需要設(shè)計(jì)一種織物變速拉伸性能測試儀，這對于深入認(rèn)識(shí)紡織產(chǎn)品特性和切實(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量都具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種織物變速拉伸性能測試儀，該測試儀可以測量出織物在實(shí)際加工和應(yīng)用過程中可能具有的拉伸行為。為解決上述問題，本發(fā)明揭示了一種織物變速拉伸性能測試儀，包括底座、支架、 伺服電機(jī)、上位機(jī)、控制所述伺服電機(jī)的控制裝置、活動(dòng)橫梁、織物夾持器、固定連接底座和支架的底板以及力傳感器，所述上位機(jī)與所述控制裝置相連，所述控制裝置設(shè)置于所述底座內(nèi)，所述活動(dòng)橫梁設(shè)置于支架內(nèi)，所述織物夾持器與所述活動(dòng)橫梁固定連接，所述力傳感器設(shè)置于所述底板和所述活動(dòng)橫梁之間，所述活動(dòng)橫梁受所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)能變速運(yùn)動(dòng)， 所述測試儀還包括位移傳感器、用于采集織物負(fù)荷數(shù)據(jù)的力值采集裝置、用于采集織物伸長值的伸長值采集裝置，所述位移傳感器設(shè)置于所述底板上，所述位移傳感器的探頭設(shè)置于所述活動(dòng)橫梁上，所述力值采集裝置和伸長值采集裝置分別與所述上位機(jī)相連。優(yōu)選地，所述織物夾持器包括動(dòng)夾頭和定夾頭，所述動(dòng)夾頭與力傳感器固定連接， 所述定夾頭與所述底板固定連接。優(yōu)選地，所述力值采集裝置和伸長值采集裝置相互獨(dú)立且分別通過RS232串口與上位機(jī)連接實(shí)現(xiàn)通訊。優(yōu)選地，所述控制裝置通過USB接口與所述上位機(jī)連接實(shí)現(xiàn)通訊。優(yōu)選地，所述控制裝置包括伺服電機(jī)模塊、單片機(jī)模塊、力值系統(tǒng)模塊和USB芯片模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)通過在現(xiàn)有的織物等速拉伸測試儀的基礎(chǔ)上安裝了位移傳感器、力值采集裝置和伸長值采集裝置，操作者通過操作上位機(jī)，對控制裝置發(fā)送變化的脈沖信號(hào)，控制裝置(其中的單片機(jī)模塊)產(chǎn)生相同幅值的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，伺服電機(jī)3按照這些信號(hào)產(chǎn)生變速運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)活動(dòng)橫梁21以變化的速度向上移動(dòng)，最終帶動(dòng)織物夾持器以變化的速度拉伸織物，從而模擬了織物的實(shí)際使用狀態(tài)。而且，在拉伸過程中，力傳感器和力值采集裝置對織物的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，位移傳感器和伸長值采集裝置對織物的伸長值進(jìn)行采集，可根據(jù)繪制出的負(fù)荷-伸長曲線圖對織物的拉伸性能進(jìn)行分析，所述負(fù)荷-伸長曲線圖對于深入認(rèn)識(shí)被測織物的特性和切實(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量都具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。


圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中織物變速拉伸性能測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是平紋滌淪織物的變速拉伸曲線圖；圖3是平紋棉織物的變速拉伸曲線圖；圖4是平紋蠶絲織物的變速拉伸曲線圖。其中1、底座；11、控制裝置；2、支架；21、活動(dòng)橫梁；22、織物夾持器；23、底板； 221、動(dòng)夾頭；222、定夾頭；3、伺服電機(jī)；4、上位機(jī)；5、力傳感器；6、位移傳感器；7、力值采集裝置；8、伸長值采集裝置。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)地描述。如圖1所示，本發(fā)明揭示了一種織物變速拉伸性能測試儀，包括底座1、支架2、伺服電機(jī)3、上位機(jī)4、控制裝置11、活動(dòng)橫梁21、織物夾持器22和力傳感器5，控制裝置11通過USB接口與上位機(jī)4連接實(shí)現(xiàn)通訊，底座1和支架2通過底板23固定連接，控制裝置11 設(shè)置于底座1內(nèi)用于控制所述伺服電機(jī)3，活動(dòng)橫梁21設(shè)置于相對于底板23的支架2內(nèi)， 且活動(dòng)橫梁21受伺服電機(jī)3驅(qū)動(dòng)作變速運(yùn)動(dòng)，織物夾持器22與活動(dòng)橫梁21固定連接，力傳感器5設(shè)置于底板23和活動(dòng)橫梁21之間。由于變速拉伸測試不同于等速拉伸測試，在變速拉伸測試中，織物拉伸速度一直在變化過程中，力傳感器5測出的負(fù)荷(動(dòng)態(tài)強(qiáng)力)也在不斷變化，而等速拉伸測試時(shí)，負(fù)荷的變化不如變速拉伸測試那樣頻繁和劇烈，因此，現(xiàn)有織物強(qiáng)力儀的負(fù)荷數(shù)據(jù)采集模塊很難及時(shí)采集到變化的負(fù)荷信號(hào)。有鑒于此，本發(fā)明所揭示的織物變速拉伸性能測試儀還包括力值采集裝置7，力值采集裝置7與力傳感器5共同作用可對織物的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。在拉伸過程中，先由力傳感器5獲得負(fù)荷的模擬信號(hào)，再通過力值采集裝置7經(jīng)過A/ D轉(zhuǎn)換、濾波器濾波、放大器放大，采集頻率達(dá)到200Hz，分辨率達(dá)到0.01N，然后利用數(shù)據(jù)處理軟件從連續(xù)采集的數(shù)據(jù)中找出最大負(fù)荷。進(jìn)一步地，等速拉伸測試中，由于拉伸速度是恒定的，所以織物的伸長只需要用拉伸速度乘以拉伸時(shí)間就可以算出，而變速拉伸測試中，拉伸速度是在不斷變化的，織物伸長不能簡單地用上述方法計(jì)算。有鑒于此，本發(fā)明所揭示的織物變速拉伸性能測試儀還包括位移傳感器6和伸長值采集裝置8，位移傳感器6的量程為1400mm，拉伸速度最大能達(dá)到 5m/s，分辨率達(dá)到0.01mm，可以把位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成可以計(jì)量、記錄或傳送的電信號(hào)；再由伸長值采集裝置8對織物的伸長值進(jìn)行采集。具體地，位移傳感器6設(shè)置于底板23上，位移傳感器6的探頭61設(shè)置于活動(dòng)橫梁 21上，力值采集裝置7和伸長值采集裝置8分別通過RS232串口與上位機(jī)4連接實(shí)現(xiàn)通訊。使用時(shí)，操作者通過上位機(jī)4的人機(jī)交互界面進(jìn)行操作，對控制裝置11發(fā)送變化的脈沖信號(hào)，控制裝置11產(chǎn)生相同幅值的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)3，伺服電機(jī)3按照這些信號(hào)產(chǎn)生變速運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)活動(dòng)橫梁21以變化的速度向上移動(dòng)，最終帶動(dòng)織物夾持器22以變化的速度拉伸織物，從而模擬了織物的實(shí)際使用狀態(tài)。同時(shí)，利用位移傳感器6和伸長值采集裝置8對織物的伸長值進(jìn)行采集。用戶可根據(jù)繪制出的負(fù)荷-伸長曲線圖對織物的拉伸性能進(jìn)行分析，從而深入認(rèn)識(shí)被測織物的特性，以便有針對性地提高產(chǎn)品質(zhì)量。優(yōu)選地，織物夾持器22包括動(dòng)夾頭221和定夾頭222，用于夾持織物，動(dòng)夾頭221 與活動(dòng)橫梁21、力傳感器5連接，且力傳感器5設(shè)置于動(dòng)夾頭221與活動(dòng)橫梁21之間，定夾頭222與底板23固定連接。優(yōu)選地，控制裝置11包括伺服電機(jī)模塊、單片機(jī)模塊、力值系統(tǒng)模塊和USB芯片模塊。以測試平紋滌綸織物的的變速拉伸性能為例，采用扯邊紗條樣法，選取經(jīng)密為275 根/10cm、緯密為255根/cm、經(jīng)紗線密度為7tex、緯紗線密度為12. 5tex的平紋滌綸織物， 并設(shè)定隔距長度為200mm，試樣有效寬度為50mm，試驗(yàn)條件為溫度20°C，相對濕度65%。將織物夾持在動(dòng)夾頭221和定夾頭222之間。變速拉伸采用的速度信號(hào)為半正弦波，其幅值為lOOmm/min，周期為ls，所測得的織物變速拉伸曲線見圖2。以相同方法可測得平紋棉織物的變速拉伸曲線、平紋蠶絲織物的變速拉伸曲線，區(qū)別在于前者使用三角波為速度信號(hào)， 后者采用方波為速度信號(hào)，所得到的織物變速拉伸曲線分別如圖3和圖4，其它不再在此贅述。本發(fā)明所揭示的織物變速拉伸性能測試儀，其工作過程為操作者通過人機(jī)交互界面對上位機(jī)4進(jìn)行操作，通過上位機(jī)4對控制裝置11發(fā)送變化的脈沖信號(hào)，再由控制裝置11中的單片機(jī)模塊產(chǎn)生相同幅值的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)3，伺服電機(jī)3按照這些信號(hào)產(chǎn)生變速運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)活動(dòng)橫梁21以變化的速度向上移動(dòng)，最終帶動(dòng)織物夾持器22以變化的速度拉伸織物，從而模擬了織物的實(shí)際使用狀態(tài)。而在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，由于設(shè)置了位移傳感器6、力值采集裝置7和伸長值采集裝置8，在拉伸過程中，力傳感器5和力值采集裝置7對織物的負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，位移傳感器6和伸長值采集裝置8對織物的伸長值進(jìn)行采集，可根據(jù)繪制出的負(fù)荷-伸長曲線圖對織物的拉伸性能進(jìn)行分析，這對于深入認(rèn)識(shí)被測織物的特性和切實(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量都具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。本發(fā)明所揭示的織物變速拉伸性能測試儀結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便。 對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種織物變速拉伸性能測試儀，包括底座(1)、支架O)、伺服電機(jī)(3)、上位機(jī)0)、 控制所述伺服電機(jī)(3)的控制裝置(11)、活動(dòng)橫梁(21)、織物夾持器(22)、固定連接底座 (1)和支架( 的底板以及力傳感器(5)，所述上位機(jī)(4)與所述控制裝置(11)相連， 所述控制裝置(11)設(shè)置于所述底座(1)內(nèi)，所述活動(dòng)橫梁設(shè)置于支架O)內(nèi)，所述織物夾持器0 與所述活動(dòng)橫梁固定連接，所述力傳感器( 設(shè)置于所述底板03)和所述活動(dòng)橫梁之間，其特征在于所述活動(dòng)橫梁受所述伺服電機(jī)( 驅(qū)動(dòng)能變速運(yùn)動(dòng)，所述測試儀還包括位移傳感器(6)、用于采集織物負(fù)荷數(shù)據(jù)的力值采集裝置(7)、用于采集織物伸長值的伸長值采集裝置(8)，所述位移傳感器(6)設(shè)置于所述底板03)上，所述位移傳感器(6)的探頭(61)設(shè)置于所述活動(dòng)橫梁上，所述力值采集裝置(7)和伸長值采集裝置(8)分別與所述上位機(jī)(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物變速拉伸性能測試儀，其特征在于所述織物夾持器 (22)包括動(dòng)夾頭(221)和定夾頭022)，所述動(dòng)夾頭021)與力傳感器(5)固定連接，所述定夾頭022)與所述底板固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物變速拉伸性能測試儀，其特征在于所述力值采集裝置 (7)和伸長值采集裝置(8)相互獨(dú)立且分別通過RS232串口與上位機(jī)(4)連接實(shí)現(xiàn)通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物變速拉伸性能測試儀，其特征在于所述控制裝置(11) 通過USB接口與所述上位機(jī)(4)連接實(shí)現(xiàn)通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的織物變速拉伸性能測試儀，其特征在于所述控制裝置(11) 包括伺服電機(jī)模塊、單片機(jī)模塊、力值系統(tǒng)模塊和USB芯片模塊。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種織物變速拉伸性能測試儀，包括底座、支架、伺服電機(jī)、上位機(jī)、控制裝置、活動(dòng)橫梁、織物夾持器和力傳感器，還包括位移傳感器、用于采集織物負(fù)荷數(shù)據(jù)的力值采集裝置、用于采集織物伸長值的伸長值采集裝置，所述位移傳感器設(shè)置于所述底板上，所述位移傳感器的探頭設(shè)置于所述活動(dòng)橫梁上，所述力值采集裝置和伸長值采集裝置分別與所述上位機(jī)相連，所述活動(dòng)橫梁受所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)能變速運(yùn)動(dòng)。該測試儀不但可以模擬織物的實(shí)際使用狀態(tài)，而且可以根據(jù)所采集的數(shù)據(jù)繪制出的負(fù)荷-伸長曲線圖，所述負(fù)荷-伸長曲線圖對于深入認(rèn)識(shí)被測織物的特性和切實(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量都具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。
文檔編號(hào)G01N3/08GK102507324SQ20111036312
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者吳麗莉, 蔣耀興, 錢士新, 陸鵬, 陳廷 申請人:蘇州大學(xué)