CN101178397A - 织物手感仿真系统测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及织物手感仿真系统测试仪，包括机箱、主架、驱动部分和控制系统，上底板与下底板通过上立柱、下底板与样品支架通过下立柱连结构成主架，主架的中部穿过上底板设一螺杆，活动支架与螺杆相配形成螺旋传动副，活动支架上设有配重吊杆，配重吊杆贯穿于活动支架上的配合孔，配重件支架通过吊杆以吊挂的方式与活动支架相连接，配重件支架上放置样品压盘，样品压盘上放置配重压块；活动支架上还装有测量压头和压力传感器；样品支架上设有样品盘和测试环，测试环的内圆加工有曲面。本发明能理想地获取被测织物排水量曲线的实时数据，分析处理后就可得到被测织物样品的坚硬度、柔软度和光滑度等特性指标，具有较高的稳定性、客观性和科学性。
Description
技术领域
本发明涉及一种织物性能的测试仪，尤其涉及一种织物手感仿真系统测试仪。
背景技术
衡量织物的坚硬度、柔软度、光滑度是比较困难的事情，通常依靠有经验的技术人员凭手感及经验来评定。迄今为止，世界上还没有一个统一的标准来确认这些指标。
加州大学潘宁教授于1985年首次提出织物手感仿真系统理论，即织物样品是可萃取的，通过特制的管口，给织物施力产生排水量曲线，该曲线包含有织物手感的数据，而这些数据可以通过计算机来采集，其配套软件使用目标导向组成技术和样品识别理论开发而成。该软件包，提取组成织物手感的本质特点，衡量适合人们触感的尺度，最终得出织物的坚硬度、柔软度、光滑度等特性。
织物手感仿真系统需要有织物手感仿真系统测试仪和控制计算机两个部分组成，织物手感仿真系统测试仪是核心设备，相当重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种织物手感仿真系统测试仪，能获取被测织物排水量曲线的实时数据，实时数据分析处理后得到被测织物样品的坚硬度、柔软度和光滑度等综合特性指标。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
织物手感仿真系统测试仪，包括机箱、主架、驱动部分和控制系统，其特征在于：上底板通过上立柱与下底板、下底板通过下立柱与样品支架连结构成主架，主架与机箱相固定，在主架的中部穿过上底板设一螺杆，活动支架与螺杆相配形成螺旋传动副，活动支架上设有配重吊杆，配重吊杆贯穿于活动支架上的配合孔，配重件支架通过吊杆以吊挂的方式与活动支架相连接，在配重件支架上放置样品压盘，在样品压盘上放置配重压块；在活动支架上还装有测量压头和压力传感器；样品支架上设有样品盘和测试环，样品支架和样品盘及测试环刚性连接组装为一体，测试环的内圆加工有曲面。
进一步地，上述的织物手感仿真系统测试仪，所述活动支架呈板式结构，板式活动支架的两端有通孔并与上立柱导向配合。
更进一步地，上述的织物手感仿真系统测试仪，所述上底板上安装有步进微型电机，步进微型电机的转轴上装有主动轮，所述螺杆上装有从动轮，主动轮与从动轮之间采用皮带传动方式。
更进一步地，上述的织物手感仿真系统测试仪，所述上立柱和下立柱各四根。
再进一步地，上述的织物手感仿真系统测试仪，所述配重压块有1～3块。
再进一步地，上述的织物手感仿真系统测试仪，所述控制系统包括微处理器和信号放大器，压力传感器通过信号放大器接入微处理器，LED显示器和电机也与微处理器相连，上、下限位信号和按钮信号接入微处理器。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
本发明用于获取被测织物排水量曲线的实时数据的测试仪，设计独特、结构新颖，集机械、电气传动及电子、微电脑为一体，能较好地获取被测织物排水量曲线的实时数据，并将数据传送给控制计算机，经软件分析处理后就可得到被测织物样品的坚硬度、柔软度和光滑度等综合特性指标。与以往依靠有经验的技术人员凭手感及经验去评定性能指标相比，本发明测试结果更具有较高的稳定性、客观性和科学性，功能卓越，使用简洁，经济效益和社会效应显著。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明零位时的结构示意图；
图2：样品压盘的下表面与被测样品的上表面相接触时的结构示意图；
图3：样品压盘与活动支架脱离时的结构示意图；
图4：本发明控制系统的示意图。
图中各附图标记的含义见下表：
| 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 | 附图标记 | 含义 |
| 1 | 上底板 | 2 | 下底板 | 3 | 样品支架 |
| 4 | 上立柱 | 5 | 下立柱 | 6 | 步进微型电机 |
| 7 | 主动轮 | 8 | 从动轮 | 9 | 螺杆 |
| 10 | 活动支架 | 11 | 配重吊杆 | 12 | 配重件支架 |
| 13 | 样品压盘 | 14 | 配重压块 | 15 | 样品盘 |
| 16 | 测试环 | 17 | 测量压头 | 18 | 压力传感器 |
| 19 | 信号放大器 | 20 | 微处理器 | 21 | LED显示器 |
| 22 | 上下限位信号 | 23 | 按钮信号 |
具体实施方式
本发明用于获取被测织物排水量曲线的实时数据的仪器，以织物仿真技术理论为依据，借助于机电一体化的设计，集机械，电器传动及电子、微电脑为一体的智能化仪器，具有面板手动操作，计算机通讯联机操作，实时数据采集显示及传输存贮等功能，可将被测织物的坚硬度、柔软度、光滑度等特征变换为一系列数据输出。
织物手感仿真系统测试仪，包括测试仪机箱、计算机自动控制手动面板、微处理器、驱动电机、信号放大器、LED显示器、RS232通讯接口以及机械部分，测试仪机箱分为上下两部分，测试仪机箱上半部分呈封闭状，外部安装有计算机全自动操作手动面板，内部封装有机械部分、电机驱动部分、信号放大器，测试仪机箱下半部分外部是一块开启的有机玻璃前面板。如图1所示，上底板1与下底板2之间通过上立柱4、下底板2与样品支架3之间通过下立柱5连结构成主架，上立柱4和下立柱5各四根，主架与机箱相固定，在主架的中部穿过上底板1设一螺杆9，活动支架10与螺杆9相配形成螺旋传动副，活动支架10呈板式结构，板式活动支架10的两端有通孔并与上立柱4导向配合，活动支架10上设有配重吊杆11，配重吊杆11贯穿于活动支架10上的配合孔，配重件支架12通过吊杆11以吊挂的方式与活动支架10相连接，在配重件支架12上放置样品压盘13，在样品压盘13上放置配重压块14，配重压块14有1～3块；在活动支架10上还装有测量压头17和压力传感器18；样品支架3上设有样品盘15和测试环16，样品支架3和样品盘15及测试环16刚性连接组装为一体，测试环16的内圆加工有曲面。上底板1上安装有步进微型电机6，步进微型电机6的转轴上装有主动轮7，螺杆9上装有从动轮8，主动轮7与从动轮8之间采用皮带传动方式。
图4测试仪的控制系统，包括微处理器20和信号放大器19，压力传感器18通过信号放大器19接入微处理器20，LED显示器21和电机6也与微处理器20相连，上下限位信号22和按钮信号23接入微处理器20。
如图1～图3所示测试仪的工作过程，其中，图1示意了测试仪零位时的结构状态，图2示意了样品压盘的下表面与被测样品的上表面相接触时的结构状态，图3示意了样品压盘与活动支架脱离时的结构状态。
测试时：首先选取织物样品，把该被测样品放置于特制的管口，当测试开始，控制计算机发出控制启动命令，微处理器20控制步进微型电机6动作，步进微型电机6上的主动轮7同步驱动从动轮8和螺杆9，以设定的速度旋转，压力传感器18获取与被测织物接触的一系列数据，并通过信号放大器19传输给微处理器20，微处理器实时记录传感器发出的信号，描绘出织物受力而产生的排水量曲线，该曲线数据由微电脑通过通信口实时传送至计算机进行记录和分析，软性指标由软件分析排水量曲线，从而实现测定织物的各种软性指标的目的。
主架构：上底板1和下底板2各一块，样品支架3、上立柱4和下立柱5各四根，连结为一个整体，组成仪器的主架构，固定于仪器机箱内。
活动支架总成：步进微型电机6安装在上底板1上，其转轴上安装有主动轮7，采用同步皮带驱动的方式，带动从动轮8和螺杆9，以设定的速度旋转，其旋转方向是可逆的。在螺杆9作不同方向的旋转时，可带动活动支架10作上下运动。配重吊杆11共有两根，贯穿于活动支架10上的两个配合孔中，确保了活动支架10在作上下运动时的精度，绝对不会产生左右位移，四根上立柱4之中前面2根也兼具有活动支架10导向作用。吊杆11的下端装有配重件支架12，在配重件支架12上放置样品压盘13，在样品压盘13之上放置特定重量的配重压块14，其数量1～3块，以调节被测样品在测试期间所需要受到的压力。样品支架3上装有两个部件，即样品盘15和测试环16，此三件以刚性连接组装为一体。在测试环16内圆上加工曲面，在获取被测样品的排水量曲线时，转换成实时压力信号。活动支架10在作上下位移过程中，大致可分为三个位置，其最高端位置称之为“零位”，如图1，此时可将被测织物样品放置到样品盘15中，在活动支架10下降到中间位置时，根据不同被测织物的特性要求，可增减配重压块14。当活动支架10继续下降至其上放置的样品压盘13的下端表面与被测样品的上表面接触时，如图2，由于配重及配重件支架12是通过配重吊杆11以吊挂的方式与活动支架10连接的，配重吊杆11可以在活动支架10上高精度配合的孔中自由滑动，如图3，样品压盘13连同上面放置的配重块就与继续下移的活动支架10脱离同步下降，被测织物样品进入受压的待测状态。
样品测试过程：如图3，活动支架10继续下降，在活动支架10上还装有测量压头17和高精度的压力传感器18，样品测试过程从测量压头17接触到被测织物样品的瞬间开始，活动支架10继续下降达到最下方限位，测量压头17将穿过测试环16的内圆孔，被测织物样品也将随之拉伸、变形、卷曲成波状漏斗形，测量压头的前端形状、与测试环的内圆孔之间的间距以及测量压头下降的位移速率，这些数据的大小和变化规律与被测织物的手感特性密切相关，通过高精度、高速模拟量转换，获取被测织物排水量曲线的实时数据。
压力信号转换：在测试过程中，测量压头17受压，受压压力的大小及其变化规律与被测织物的手感特性，即织物的坚硬度、柔软度和光滑度有关。通过高精度、高速模拟量转换，获取被测织物排水量曲线的实时数据，经由RS232通讯接口传送至与仪器相连接的计算机，并由软件作进一步分析处理，得到被测织物样品的软性指标。
综上所述，本发明设计独特、结构新颖，集机械、电气传动及电子、微电脑为一体，能较好地获取被测织物排水量曲线的实时数据，并将数据传送给控制计算机，经软件分析处理后就可得到被测织物样品的坚硬度、柔软度和光滑度等综合特性指标。采用高精度细分步同步电机作为整个测试过程唯一的驱动，使样品的加载和受压测试的全过程一气呵成，实现了仪器结构简单、操作方便、测试过程自动化。在测试环内圆上加工特殊曲面，在获取被测样品的排水量曲线时，转换成实时压力信号。在测试过程中，测量压头穿过测试环的内圆孔，被测织物样品随之拉伸、变形、卷曲成波状漏斗形，测量压头的前端形状、与测试环的内圆孔之间的间距以及测量压头下降的位移速率，这些数据的大小和变化规律与被测织物的手感特性密切相关，通过高精度、高速模拟量转换，获取被测织物排水量曲线的实时数据，由此建立了一套相对客观、科学的标准衡量织物的坚硬度、柔软度、光滑度等特征。其测试结果具有较高的稳定性、客观性和科学性，功能卓越，使用简洁，应用前景看好。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (6)
1.织物手感仿真系统测试仪，包括机箱、主架、驱动部分和控制系统，其特征在于：上底板(1)通过上立柱(4)与下底板(2)、下底板(2)通过下立柱(5)与样品支架(3)连结构成主架，主架与机箱相固定，在主架的中部穿过上底板(1)设一螺杆(9)，活动支架(10)与螺杆(9)相配形成螺旋传动副，活动支架(10)上设有配重吊杆(11)，配重吊杆(11)贯穿于活动支架(10)上的配合孔，配重件支架(12)通过吊杆(11)以吊挂的方式与活动支架(10)相连接，在配重件支架(12)上放置样品压盘(13)，在样品压盘(13)上放置配重压块(14)；在活动支架(10)上还装有测量压头(17)和压力传感器(18)；样品支架(3)上设有样品盘(15)和测试环(16)，样品支架(3)和样品盘(15)及测试环(16)刚性连接组装为一体，测试环(16)的内圆加工有曲面。
2.根据权利要求1所述的织物手感仿真系统测试仪，其特征在于：所述活动支架(10)呈板式结构，板式活动支架(10)的两端有通孔并与上立柱(4)导向配合。
3.根据权利要求1所述的织物手感仿真系统测试仪，其特征在于：所述上底板(1)上安装有步进微型电机(6)，步进微型电机(6)的转轴上装有主动轮(7)，所述螺杆(9)上装有从动轮(8)，主动轮(7)与从动轮(8)之间采用皮带传动方式。
4.根据权利要求1所述的织物手感仿真系统测试仪，其特征在于：所述上立柱(4)和下立柱(5)各四根。
5.根据权利要求1所述的织物手感仿真系统测试仪，其特征在于：所述配重压块(14)有1～3块。
6.根据权利要求1所述的织物手感仿真系统测试仪，其特征在于：所述控制系统包括微处理器(20)和信号放大器(19)，压力传感器(18)通过信号放大器(19)接入微处理器(20)，LED显示器(21)也与微处理器(20)相连。
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