一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，該織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x包含測(cè)量部分和信號(hào)采集及處理部分。測(cè)量部分由箱體、絲桿、連接板、滑塊、傳感器、連接桿、直線軸承、步進(jìn)電機(jī)和控制及信號(hào)采集模塊構(gòu)成，所述的測(cè)量部分的特征在于步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊可以隨著絲桿的運(yùn)動(dòng)而自由移動(dòng)，滑塊帶動(dòng)了連接板和傳感器移動(dòng)，在傳感器的力感應(yīng)端固定了直線軸承和可以在直線軸承中上下自由移動(dòng)的連接桿，在連接桿的下端固定了一個(gè)測(cè)試頭，測(cè)試頭上端可以放置不同重量的砝碼。該織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x能夠?qū)崿F(xiàn)任意粗糙面織物的表面摩擦系數(shù)測(cè)量，并且具有測(cè)量簡(jiǎn)單、精度高和不同溫濕度下測(cè)量數(shù)據(jù)智能校正等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，包含測(cè)量部分和信號(hào)采集及處理部分。其中測(cè)量部分由箱體、絲桿、連接板、滑塊、傳感器、連接桿、直線軸承、步進(jìn)電機(jī)和控制及信號(hào)采集模塊構(gòu)成。信號(hào)采集及處理部分包含控制及信號(hào)采集模塊和電腦。
【背景技術(shù)】
[0002]織物的摩擦系數(shù)是織物的一個(gè)重要的性能參數(shù)，反應(yīng)了織物表面的形貌和接觸特性，上個(gè)世紀(jì)，人們就設(shè)計(jì)了儀器來(lái)測(cè)量織物的摩擦系數(shù)，日本的織物川端風(fēng)格儀能夠測(cè)量織物表面的摩擦系數(shù)、織物的剛?cè)嵝院涂椢锖穸鹊戎笜?biāo)，該測(cè)量?jī)x以一個(gè)金屬探針?lè)胖迷诳椢锉砻妫结樀捻敹丝梢园膊煌牟牧?，金屬探針在傳?dòng)系統(tǒng)的帶動(dòng)下能夠在織物表面移動(dòng)，從而測(cè)量出織物表面的摩擦系數(shù)，但是該儀器只能測(cè)量表面比較平整的機(jī)織物，對(duì)于針織物或其它表面粗糙的織物的測(cè)量則容易損壞儀器，并且儀器的維修成本非常高。而國(guó)內(nèi)的織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x的專利則非常少，僅有1992的專利91221793.6提出傾斜板式織物表面摩擦系數(shù)儀，該儀器采用傾斜板、動(dòng)態(tài)紅外光檢測(cè)裝置、計(jì)時(shí)器和起落臂等構(gòu)成的幾乎純機(jī)械式結(jié)構(gòu)測(cè)量織物的摩擦系數(shù)。隨著電子技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，織物的摩擦系數(shù)測(cè)量的精度可以達(dá)到更高的要求以滿足織物生產(chǎn)和科研的需求，在發(fā)明人檢索的范圍內(nèi)，未見(jiàn)有通過(guò)直線軸承和張力傳感器結(jié)合測(cè)量織物摩擦系數(shù)的發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，該儀器的測(cè)量頭在垂直方向能夠自由運(yùn)動(dòng)，在水平方向的正壓力能夠通過(guò)直線軸承傳遞給壓力傳感器。
[0004]本發(fā)明另一個(gè)要解決的技術(shù)問(wèn)題是環(huán)境溫度和濕度的測(cè)量以及摩擦系數(shù)的校正。
[0005]本發(fā)明再一個(gè)要解決的技術(shù)問(wèn)題是測(cè)量頭的移動(dòng)速度和位移大小的可調(diào)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的測(cè)量部分包括箱體、絲桿、連接板、滑塊、傳感器、連接桿、直線軸承、步進(jìn)電機(jī)和控制及信號(hào)采集模塊。絲桿通過(guò)兩個(gè)滾動(dòng)軸承放置在箱體相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面中間位置，在箱體外側(cè)的絲桿一端上固定一個(gè)齒輪，齒輪通過(guò)皮帶與電機(jī)一端的齒輪相連，在箱體內(nèi)的絲桿中央位置放置一個(gè)滑塊，滑塊中間固定一個(gè)連接板，連接板的下端與傳感器的固定端相連，傳感器的另一端連接一個(gè)直線軸承，在直線軸承的中間放置一根連接桿，該連接桿的下端連在測(cè)量頭上，測(cè)量頭的上方可以放置通孔的砝碼，測(cè)量頭的下方是待測(cè)試的織物。
[0007]控制及信號(hào)處理模塊由微處理器控制，溫度傳感器能夠采集測(cè)量環(huán)境的溫度，濕度傳感器的輸出信號(hào)可以直接由微處理器帶的A/D轉(zhuǎn)換電路采集，微處理器的接口電路通過(guò)脈沖方波的方式控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，微處理器通過(guò)串口通訊方式與電腦連接。
[0008]作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，測(cè)試頭有兩種，一種是用于金屬材料與織物摩擦系數(shù)測(cè)定，另一種是用于織物等柔性材料與待測(cè)織物的摩擦系數(shù)測(cè)定。金屬材料測(cè)試頭是一個(gè)中間帶螺紋的金屬圓片，連接桿與圓片直接相連；柔性材料測(cè)試頭由兩片Teflon材料組成，測(cè)試頭的上片有四個(gè)圓孔，下片有四個(gè)螺紋孔，中間螺紋孔固定連接桿，在兩片teflon材料的中間固定一片用于與待測(cè)織物進(jìn)行摩擦的織物材料或其他柔性材料，而側(cè)邊的三個(gè)螺紋孔用于固定柔性材料。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，該織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x由微處理器進(jìn)行信號(hào)采集并通過(guò)串口進(jìn)行通訊，在直線軸承中的連接桿可在垂直方向上可以自由運(yùn)動(dòng)，能夠?qū)⒛Σ亮χ苯觽鬟f給傳感器以提高測(cè)量的精度，測(cè)試頭能夠測(cè)量金屬材料或其他柔性材料與待測(cè)織物之間的摩擦系數(shù)。該織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x能夠?qū)崿F(xiàn)任意粗糙面織物的表面摩擦系數(shù)測(cè)量，并且具有測(cè)量簡(jiǎn)單、精度高和不同溫濕度下測(cè)量數(shù)據(jù)智能校正等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0011]圖1是本發(fā)明一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x一種實(shí)施例的整體外觀結(jié)構(gòu)示意圖
[0012]圖2是本發(fā)明一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x一種實(shí)施例的工作原理圖
[0013]圖3是本發(fā)明一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x一種實(shí)施例金屬測(cè)量頭和柔性材料測(cè)試頭的結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖4是本發(fā)明一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x一種實(shí)施例柔性材料測(cè)試頭的結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖5是本發(fā)明一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x一種實(shí)施例砝碼的結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖6是本發(fā)明一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x一種實(shí)施例的控制程序流程圖
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例及其附圖詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制:
[0018]本發(fā)明的一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x(參見(jiàn)圖1-5)，該織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x包含測(cè)量部分和信號(hào)采集及處理部分。以下以圖1所示的結(jié)構(gòu)示意圖為具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
[0019]該織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x的測(cè)量部分由箱體1、絲桿2、連接板3、滑塊4、傳感器8、連接桿7、直線軸承16、步進(jìn)電機(jī)9和控制及信號(hào)采集模塊12構(gòu)成。其特征在于步進(jìn)電機(jī)9帶動(dòng)絲桿2轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的滑塊4可以隨著絲桿2的運(yùn)動(dòng)而自由移動(dòng)，所述的滑塊2帶動(dòng)了連接板3和傳感器8移動(dòng)，所述的傳感器8的上端通過(guò)螺絲5連接在連接板3上，在所述的傳感器8的力感應(yīng)端固定了直線軸承16和可以在直線軸承中上下自由移動(dòng)的連接桿7，在所述的連接桿7的下端固定了一個(gè)測(cè)試頭11，所述的測(cè)試頭11上端可以放置不同重量的砝碼10，所述的測(cè)試頭由金屬材料測(cè)試頭11和柔性材料測(cè)試頭24組成，所述的柔性材料測(cè)試頭24由兩片Teflon材料25和26組成，測(cè)試頭的上片有四個(gè)圓孔，下片有四個(gè)螺紋孔27，28，29和30，中間螺紋孔30固定連接桿，在兩片teflon材料25和26的中間固定一片用于與待測(cè)織物進(jìn)行摩擦的織物材料或其他柔性材料，而側(cè)邊的三個(gè)螺紋孔用于固定柔性材料。所述的信號(hào)采集及處理部分包含控制及信號(hào)采集模塊12、電腦13和顯示器14組成，其特征在于數(shù)字溫度傳感器21不需要溫度信號(hào)調(diào)理模塊而直接由單片機(jī)讀取溫度數(shù)據(jù)，濕度傳感器22能夠通過(guò)微處理器17的A/D轉(zhuǎn)化模塊讀取數(shù)據(jù)，步進(jìn)電機(jī)9通過(guò)記錄步數(shù)來(lái)控制測(cè)試頭11的運(yùn)動(dòng)速度和位移。[0020]本實(shí)施例使用的步進(jìn)電機(jī)9采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)19控制，具有很高的分辨精度，能夠精確控制滑塊的移動(dòng)速度和位移。
[0021]本發(fā)明一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x具有很高的自動(dòng)化程度。它包括數(shù)字溫度傳感器21、濕度傳感器22和壓力采集模塊23等，它能自動(dòng)采集環(huán)境的溫度和濕度，實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力傳感器的力值的變化。溫度信號(hào)可以通過(guò)串口通訊模塊18發(fā)送給電腦13，而且控制參數(shù)也能夠從電腦13通過(guò)串口通訊模塊18發(fā)送微處理器17。根據(jù)圖5所示的程序流程圖和上述說(shuō)明，計(jì)算機(jī)編程人員不難寫(xiě)出具體的程序。
[0022]本發(fā)明一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x，該織物摩擦系數(shù)測(cè)量?jī)x包含測(cè)量部分和信號(hào)采集及處理部分，測(cè)量部分由箱體、絲桿、連接板、滑塊、傳感器、連接桿、直線軸承、步進(jìn)電機(jī)和控制及信號(hào)采集模塊構(gòu)成。其特征在于步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的滑塊可以隨著絲桿的運(yùn)動(dòng)而自由移動(dòng)，所述的滑塊帶動(dòng)了連接板和傳感器移動(dòng)，在所述的傳感器的力感應(yīng)端固定了直線軸承和可以在直線軸承中上下自由移動(dòng)的連接桿，在所述的連接桿的下端固定了一個(gè)測(cè)試頭，所述的測(cè)試頭上端可以放置不同重量的砝碼；所述的信號(hào)采集及處理部分包含控制及信號(hào)采集模塊和電腦，其特征在于數(shù)字溫度傳感器不需要溫度信號(hào)調(diào)理模塊而直接由單片機(jī)讀取溫度數(shù)據(jù)，濕度傳感器能夠通過(guò)微處理器的A/d轉(zhuǎn)化模塊讀取數(shù)據(jù)，步進(jìn)電機(jī)通過(guò)記錄步數(shù)來(lái)控制測(cè)試頭的運(yùn)動(dòng)速度和位移。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測(cè)量部分，其特征在于所述的連接桿能夠帶動(dòng)測(cè)試頭在被測(cè)織物表面水平移動(dòng)，在上下方向可以通過(guò)直線軸承而自由運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I和權(quán)利要求2所述的測(cè)量部分，其特征在于織物不同方向的摩擦系數(shù)可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)織物來(lái)進(jìn)行測(cè)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I和權(quán)利要求2所述的測(cè)量部分，其特征在于測(cè)量結(jié)果可以通過(guò)數(shù)字溫度傳感器和濕度傳感器測(cè)量的溫濕度值進(jìn)行校正。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制及信號(hào)采集模塊12，其特征在于數(shù)字溫度傳感器21和濕度傳感器22的信號(hào)通過(guò)微處理17直接讀取。
6.根據(jù)權(quán)利要求I和權(quán)利要求5所述的控制及信號(hào)采集模塊12，其特征在于測(cè)試頭11移動(dòng)的位移和速度通過(guò)步進(jìn)電機(jī)9的步距和頻率來(lái)控制。
【文檔編號(hào)】G01N19/02GK103528946SQ201310524679
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】劉皓, 吳麗, 張毅, 張美玲 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)