CN101750257A - 硬度测试装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种硬度测试装置及其操作方法。硬度测试装置用以测定薄膜的硬度。硬度测试装置包括基座、平台及数组控笔机构。平台可滑动地设置于基座并用以放置薄膜。控笔机构可动地设置于基座且控笔机构是固接在一起的。每一组控笔机构包括置笔元件、套筒及横向齿轮。置笔元件具有贯穿孔。套筒可转动地设置于贯穿孔并用以容置铅笔，而横向齿轮则固接于套筒。其中，当操作控笔机构之一时，其余的控笔机构连动，以使每一铅笔的笔头接触薄膜。而相邻的横向齿轮互相嵌合，当转动横向齿轮其中一者时，所有的铅笔均同步转动。

Description

硬度测试装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种硬度测试装置及其操作方法，且特别是涉及一种缩短测试时间的硬度测试装置及其操作方法。

背景技术

表面处理部件，例如是光学薄膜、汽车烤漆、表面处理薄膜及强化玻璃等制作完成后，需测定其硬度。一般的测试方法是由装设有测试头，例如是铅笔的硬度测试装置划过表面处理部件的表面来测定其表面硬度。

然而，为了达到测试的可信度，须使铅笔施以一荷重于表面处理部件上并于表面处理部件划过一定数量的划线，例如是五条划线。

然而，硬度测试过程中，由于铅笔会被磨耗，所以操作者需要取出然后磨平。操作者将磨平的铅笔装设回硬度测试装置时，因为人为感官差异，导致铅笔与表面处理部件的接触情况改变，进而影响测试结果的可信度。

发明内容

本发明涉及一种硬度测试装置及其操作方法，通过设置数组控笔机构，只要调整其中一个控笔机构，就能使控笔机构上的铅笔全部接触到表面处理部件，也就是说，一次可以进行多条划线的测试，从而节省取笔及磨笔的时间。

根据本发明的一个方面，提出了一种硬度测试装置。硬度测试装置用以测定薄膜的硬度。硬度测试装置包括基座、平台及数组控笔机构。平台可滑动地设置于基座并用以放置薄膜。控笔机构可动地设置于基座且与相邻的控笔机构固接在一起。每一组控笔机构包括置笔元件、套筒及横向齿轮。置笔元件具有第一上表面、下表面及贯穿孔。贯穿孔由第一上表面贯穿至下表面。套筒可转动地设置于贯穿孔并用以容置铅笔。横向齿轮固接于套筒。其中，相邻的横向齿轮互相嵌合。当转动其中一个横向齿轮时，其余的横向齿轮同步转动。其中，当操作其中的一个控笔机构时，则其余的控笔机构连动，以使每一铅笔的笔头接触薄膜。

在本发明的硬度测试装置中，在一种实施方式中，各控笔机构还包括连杆机构，该连接于置笔元件，用以操作置笔元件，以使所述铅笔同时接触该薄膜。

在本发明的硬度测试装置中，在一种实施方式中，控笔机构呈直线排列且基本上平行于平台，连杆机构为平行四连杆机构，置笔元件连接于平行四连杆机构的耦杆。

在本发明的硬度测试装置中，在一种实施方式中，置笔元件的下表面基本上平行于平台，置笔元件的第一上表面与下表面的夹角为锐角。

在本发明的硬度测试装置中，在一种实施方式中，该锐角基本上为45°。

在本发明的硬度测试装置中，在一种实施方式中，套筒还包括套筒本体、第一凸缘和第二凸缘。套筒本体具有一贯穿部，铅笔容置于该贯穿部；第一凸缘固接于该套筒本体上；第二凸缘固接于该套筒本体上。其中，该置笔元件位于第一凸缘与第二凸缘之间。

在本发明的硬度测试装置中，在一种实施方式中，套筒本体还具有螺孔，该螺孔从第一凸缘的外壁面、第二凸缘的外壁面或套筒本体的外表面贯穿至该贯穿部，所述各控笔机构还包括锁附元件，用以穿过该螺孔，以将该铅笔固锁于该贯穿部内。

在本发明的硬度测试装置中，在一种实施方式中，贯穿部的内径略小于铅笔的外径，以使铅笔紧配于该贯穿部。

在本发明的硬度测试装置中，在一种实施方式中，该硬度测试装置还包括纵向齿轮，设置于该置笔元件的一个侧面，该侧面连接于第一上表面与下表面，该纵向齿轮嵌合于横向齿轮之一。

在本发明的硬度测试装置中，在一种实施方式中，该纵向齿轮还包括握持杆，该握持杆设置于纵向齿轮上，用以转动该纵向齿轮。

在本发明的硬度测试装置中，在一种实施方式中，该置笔元件还具有第二上表面，该置笔元件还包括设置于该第二上表面的直杆，用以穿置砝码。

根据本发明的另一方面，提出一种硬度测试装置的操作方法，操作方法包括以下步骤：操作硬度测试装置的数组控笔机构的其中一者，以使每一组控笔机构的一支铅笔接触薄膜。移动平台，使铅笔划过薄膜。转动硬度测试装置的多个横向齿轮的其中一者，以驱动所有的铅笔同步转动。

根据本发明的操作方法，在一种实施方式中，该硬度测试装置还包括嵌合于横向齿轮之一的纵向齿轮，转动该横向齿轮的其中一个的步骤还包括转动该纵向齿轮。

根据本发明的操作方法，在一种实施方式中，该控笔机构可动地设置于该基座且相邻的所述控笔机构固接在一起，所述各组控笔机构包括置笔元件、套筒及横向齿轮，该置笔元件具有第一上表面、下表面及贯穿孔，该贯穿孔由该第一上表面贯穿至该下表面，该套筒可转动地设置于该贯穿孔并用以容置该铅笔，该横向齿轮固接于该套筒，且相邻的所述横向齿轮互相嵌合。

根据本发明的操作方法，在一种实施方式中，各控笔机构还包括连接于该置笔元件的连杆机构，用以操作该置笔元件，以使该些铅笔同时接触该薄膜。

根据本发明的操作方法，在一种实施方式中，该控笔机构呈直线排列且基本上平行于该平台，该连杆机构为平行四连杆机构，该置笔元件连接于该平行四连杆机构的耦杆。

根据本发明的操作方法，在一种实施方式中，该置笔元件还具有第二上表面，该置笔元件还包括设置于该第二上表面的直杆，该操作方法还包括将砝码穿过该直杆，并放置于该第二上表面。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1示出了依照本发明优选实施例的硬度测试装置的侧视图。

图2示出了图1的控笔机构的示意图。

图3示出了图1的横向齿轮的示意图。

图4示出了图1的置笔元件的示意图。

图5示出了图1的铅笔接触到薄膜的示意图。

图6示出了图1的套筒的示意图。

图7示出了依照本发明优选实施例的操作方法流程图。

具体实施方式

请参照图1，其示出了依照本发明优选实施例的硬度测试装置的侧视图。硬度测试装置100用以测定薄膜102的硬度。硬度测试装置100包括基座104、平台106、数组控笔机构108及纵向齿轮112。优选地，基座104包括立柱120。平台106可滑动地设置于基座104并用以放置薄膜102。

每组控笔机构108包括置笔元件114、套筒116、横向齿轮118及连杆机构110。控笔机构108可动地设置于基座104，优选地，控笔机构108可设置于基座104的立柱120上。套筒116用以容置铅笔122。横向齿轮118固接于套筒116。纵向齿轮112设置于置笔元件114的侧面152，侧面152连接于置笔元件114的第一上表面128、第二上表面154与下表面130。

此外，相邻的控笔机构108固接在一起，更进一步地说，若测试方法规定要在薄膜102划出多条划线，例如依照JIS K 5400测试规范规定要划出五条划线，则控笔机构108优选是五组固接在一起，这样可以一次测五条划线。请参照图2，其示出了图1的控笔机构的示意图。五组控笔机构108呈直线排列且基本上平行于平台106(平台106示于图1)。连杆机构110连接于置笔元件114，用以操作置笔元件114，以使控笔机构108的铅笔122同时接触薄膜102(薄膜102示于图1)。当操作控笔机构108的其中之一时，例如操作者用手操作连杆机构110的一个杆件158，则其余的控笔机构108连动，以使铅笔122(铅笔122示于图1)的笔头接触薄膜102。此外，控笔机构108固接在一起的方式有多种，其中一种方式是将相邻的置笔元件114固接在一起，例如是用焊接方式。或者，将连杆机构110的对应杆件，例如是每组连杆机构110的第一杆件124固接在一起。这样，只要操作其中一组控笔机构108，则其余的控笔机构108就可连动地被操作。

优选地，连杆机构110为平行四连杆机构，置笔元件114连接于平行四连杆机构的耦杆126。也就是说，通过平行四连杆组上的耦杆126的运动轨迹为平移轨迹的特性，使得无论如何操作连杆机构110，置笔元件114都是作平移运动。这样，控制铅笔122去接触薄膜102变得更容易。

请参照图3，其示出了图1的横向齿轮的示意图。相邻的横向齿轮118互相嵌合。当转动其中一个横向齿轮118时，其余的横向齿轮118同步转动。

此外，如图3所示，纵向齿轮112嵌合于其中一个横向齿轮118。也就是说，通过转动纵向齿轮112，来驱动所有的横向齿轮118同步转动，以使所有的铅笔122同时转动。优选地，纵向齿轮112还包括握持杆160，设置于纵向齿轮112上，用以转动纵向齿轮112。握持杆160的设置使得操作纵向齿轮112更方便且更省力。

请参照图4，其示出了图1的置笔元件的示意图。114置笔元件还包括直杆156，设置于第二上表面154，直杆156用以穿置砝码(未示出)。置笔元件114还具有贯穿孔132。贯穿孔132由第一上表面128贯穿至下表面130。置笔元件114的第一上表面128与下表面130的夹角为锐角A。在本实施例中，锐角A基本上为45°，但此角度值并非用以限制本实施例，锐角A可为任意角度。并且，请参照图5，其示出了图1的铅笔接触到薄膜的示意图，置笔元件114的下表面130基本上平行于平台106。这样，可使铅笔122以锐角A接触薄膜102。

请参照图6，其示出了图1的套筒的示意图。套筒116可转动地设置于贯穿孔132。套筒116包括套筒本体134、第一凸缘136及第二凸缘138。套筒本体134具有贯穿部140，铅笔122容置于贯穿部140。第一凸缘136及第二凸缘138固接于套筒本体134上，置笔元件114位于第一凸缘136与第二凸缘138之间。更进一步地说，由于第一凸缘136抵靠于第一上表面128，所以当套筒本体134被横向齿轮118带动时，套筒本体134并不会从贯穿孔132脱落。此外，在硬度测试过程中，平台106会对铅笔122施以反作用力，此反作用力会经由铅笔122传递至套筒116并将套筒116往上推。不过，由于本实施例的第二凸缘138抵靠在置笔元件114的下表面130，所以抵抗了此作用力，因此使测试过程更稳定且测试结果更具可信度。

此外，套筒本体134还具有螺孔142。螺孔142从第一凸缘136的外壁面144贯穿至贯穿部140。控笔机构还包括锁附元件150，用以穿过螺孔142，以将铅笔122固锁于贯穿部140内，这样，当转动其中一个横向齿轮118时，除了所有的套筒116跟着一起旋转外，所有固锁于套筒116内的铅笔122也跟着转动。这样，就达到了同步转动的效果。并且，应用锁附元件150可以固定铅笔122的凸出高度，更进一步地说，当某些铅笔不参与测试时，可将铅笔拉高以远离薄膜102，然后利用锁附元件150固锁住此拉高的铅笔。这样，就不用把不参与测试的铅笔完全取出，省去了取出时间及以后需参与测试时的装置时间。

虽然本实施例的螺孔142以由第一凸缘136的外壁面144贯穿至贯穿部140为例作说明。但在其他实施例中，螺孔142可由第二凸缘138的外壁面146或由套筒本体134的外表面148贯穿至贯穿部140。

此外，虽然本实施例的固定铅笔122的方式是以锁附元件150实现的。但在其他实施例中，贯穿部140的内径略小于铅笔122的外径，使得铅笔122紧配于贯穿部140。这样，同样可以将铅笔122固定于贯穿部140内，并且较节省成本。

以下将介绍本实施例的硬度测试装置100的操作方法。请参照图7，其示出了依照本发明的优选实施例的操作方法流程图。操作方法包括以下步骤。首先，在步骤S702中，操作硬度测试装置100的其中一个控笔机构108，以使所有的铅笔122接触薄膜102，如图5所示。

接着，在步骤S704中，将砝码穿过直杆156，并放置于第二上表面154。砝码的重量例如是500克。此外，由于在步骤S702中已调整控笔机构108的所有铅笔122接触到薄膜102，因此在本步骤S704之前，可操作控笔机构108使铅笔122先暂时离开薄膜102后再穿置砝码，以避免铅笔122在突然承受砝码的荷重时，其笔头被压碎。

然后，在步骤S706中，移动平台106，使铅笔122划过薄膜102，而平台106的移动速度例如是30厘米/分钟。由于本实施例的控笔机构108的组数可与测试规范所规定的划线数目相同，所以当硬度测试装置100完成一次的测试长度后，表示此片薄膜的硬度测试也就完成了。此时，进入步骤S708以继续下一片薄膜的硬度测试。或者，若控笔机构108的组数少于测试规范所规定的划线数目，则一样进入步骤S708以对同一薄膜继续未完成的硬度测试。

然后，在步骤S708中，转动纵向齿轮112，例如操作者用手转动握持杆160。

然后，在步骤S710中，纵向齿轮112转动其中一个横向齿轮118，以驱动所有的铅笔122同步转动。更进一步地说，只要轻轻转动纵向齿轮112上的握持杆160，就能带动所有的铅笔122转动一角度，例如是120°。之后，铅笔122就能重新以尖的部份接触薄膜102，然后回到步骤S706，继续进行下一片薄膜或同一薄膜的硬度测试。

更进一步地说，若测试方法，例如依照JIS K 5400测试规范规定要在薄膜102划出五条划线，使用本实施例的硬度测试装置100可一次测完五条划线。这样，节省很多的测试时间。

此外，若规定的划线超过五条时，例如是规定要划出七条，则依照本发明的精神，可对应增加硬度测试装置的控笔机构的组数至七组。这样，同样可以一次划出所有的划线，以满足测试规定。

本发明上述实施例所披露的硬度测试装置及其操作方法，具有多项优点，以下仅列举部分优点说明如下：

(1)通过设置多组可连动的控笔机构，只要调整其中一组控笔机构，就能使所有控笔机构上的铅笔全部接触到表面处理部件，也就是说，一次可以进行多条划线的测试，以节省取笔及磨笔的时间。

(2)相邻的横向齿轮互相嵌合，使得转动其中一个横向齿轮，其余的横向齿轮同步转动。与横向齿轮固接的套筒及设置于套筒内的铅笔也跟着同步转动。这样，一次转动所有的铅笔，节省了个别转动的时间。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例披露如上，但其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更改与修饰。因此，本发明的保护范围应根据所附权利要求所限定的为准。

主要组件符号说明

100：硬度测试装置    102：薄膜

104：基座            106：平台

108：控笔机构        110：连杆机构

112：纵向齿轮        114：置笔元件

116：套筒            118：横向齿轮

120：立杆            122：铅笔

124：第一杆件        126：耦杆

128：第一上表面      130：下表面

132：贯穿孔         134：套筒本体

136：第一凸缘       138：第二凸缘

140：贯穿部         142：螺孔

144、146：外壁面    148：外表面

150：锁附元件       152：侧面

154：第二上表面     156：直杆

158：杆件           160：握持杆。

Claims (10)

1.一种硬度测试装置，用以测定薄膜的硬度，所述硬度测试装置包括：

基座；

平台，可滑动地设置于所述基座并用以放置所述薄膜；

以及

多个组控笔机构，所述控笔机构可动地设置于所述基座且相邻的所述些控笔机构固接在一起，所述各控笔机构包括：

置笔元件，具有第一上表面、下表面及贯穿孔，所述贯穿孔由所述第一上表面贯穿至所述下表面；

套筒，可转动地设置于所述贯穿孔并用以容置铅笔；

及

横向齿轮，固接于所述套筒；

其中，相邻的所述横向齿轮互相嵌合，当转动所述横向齿轮之一时，所述横向齿轮的其余的横向齿轮同步转动；

其中，当操作所述控笔机构之一时，所述控笔机构的其余控笔机构连动，以使各所述铅笔的笔头接触所述薄膜。

2.根据权利要求1所述的硬度测试装置，其中，所述各控笔机构还包括：

连杆机构，连接于所述置笔元件，用以操作所述置笔元件，以使所述铅笔同时接触所述薄膜。

3.根据权利要求2所述的硬度测试装置，其中，所述控笔机构呈直线排列且基本上平行于所述平台，所述连杆机构为平行四连杆机构，所述置笔元件连接于所述平行四连杆机构的耦杆。

4.根据权利要求3所述的硬度测试装置，其中，所述置笔元件的所述下表面基本上平行于所述平台，所述置笔元件的所述第一上表面与所述下表面的夹角为锐角。

5.根据权利要求4所述的硬度测试装置，其中，所述锐角基本上为45°。

6.根据权利要求1所述的硬度测试装置，其中，所述套筒还包括：

套筒本体，具有一贯穿部，所述铅笔容置于所述贯穿部；

第一凸缘，固接于所述套筒本体上；以及

第二凸缘，固接于所述套筒本体上；

其中，所述置笔元件位于所述第一凸缘与所述第二凸缘之间。

7.根据权利要求6所述的硬度测试装置，其中，所述套筒本体还具有螺孔，所述螺孔从所述第一凸缘的外壁面、所述第二凸缘的外壁面或所述套筒本体的外表面贯穿至所述贯穿部，所述各控笔机构还包括：

锁附元件，用以穿过所述螺孔，以将所述铅笔固锁于所述贯穿部内。

8.根据权利要求6所述的硬度测试装置，其中，所述贯穿部的内径略小于所述铅笔的外径，以使所述铅笔紧配于所述贯穿部。

9.根据权利要求1所述的硬度测试装置，其中，所述硬度测试装置还包括：

纵向齿轮，设置于所述置笔元件的一个侧面，所述侧面连接于所述第一上表面与所述下表面，所述纵向齿轮嵌合于所述横向齿轮之一。

10.一种硬度测试装置的操作方法，用以操作硬度测试装置，所述硬度测试装置包括基座及平台，所述平台可滑动地设置于所述基座并用以放置薄膜，所述操作方法包括：

操作所述硬度测试装置的多个控笔机构之一，以使所述各控笔机构铅笔接触所述薄膜；

移动所述平台，使所述些铅笔划过所述薄膜；以及

转动所述硬度测试装置的多个横向齿轮的其中之一，以驱动所述硬度测试装置的所述铅笔同步转动。

Images