CN103472210A - 纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于纱线起毛起球形态及毛球剥离过程测量的装置与方法，该装置包括夹持毛球实施剥离的机构、作等张力密排的送纱机构、匀速绕纱的绕纱机构、对密排绕纱摩擦的磨纱机构、切换驱动送纱和绕纱机构的平移驱动机构、磨损物收集器、显微成像系统和控制与数据分析系统。测量方法是由平移驱动机构的过桥轮换位于送纱机构和磨纱机构并与绕纱机构配合，实现密排绕纱和磨纱制样，并对磨纱过程中磨纱样在线测量和对终态磨纱样作综合测量与评价。该装置结构精巧、实用，测量精准、定量，为一机多用、一测多指标的原位测量装置与方法。可用于纱线毛羽和毛球量、形态、磨损量和来回拖拽剥离性的测量及抗起毛起球性的综合评价。
Description
技术领域
本发明涉及一种对纱线的起毛起球量、形态和不易去除性进行测量的装置，以及用其预测制成纺织品的抗起毛起球性的评价方法，属于纺织品品质评价与测试技术领域。
背景技术
纱线上毛羽的形态及其被抽拔的难易程度，不仅对于纱线的起球及其起球后是否容易脱落有很大的影响，而且对用其制成的织物的抗起毛起球性也具有密切的关联。因此，快捷和针对性的评价应该对纱线进行观察，尤其是对均匀排列纱片上起毛起球的观测，更具代表性、针对性和简便性。
现有的纱线毛羽测量有多种形式，但均为纱线表观毛羽的单一测量，而无与起球关联的测量。虽各自的测量原理和构造不同，但大致可分为三类。
第一类：漫反射法。利用光线照射，测试一段纱线毛羽漫反射光线的强度和变化，评估纱线毛羽总量的多少和分布情况。它适用于对纱线质量的总体评价。
第二类：投影计数法。在光线照射下，计数被测试纱线一侧伸出主干某长度的毛羽或毛羽的遮挡光线接收器的次数，计为某长度毛羽的根数，以单位长度内某长度毛羽的根数和各种长度毛羽的总长度来评价纱线毛羽指标的优劣。这种仪器形式多样。
以上两类仪器只能保持纱线毛羽的原来的形态，进行纱线毛羽测试。这种方法的缺点在于：1)测试数据重复性较差。由于纱线毛羽形态的多样性，有直的、弯的或圈状，甚至有的倒伏于主干，毛羽形态发生变化导致测试数据有较大变化；2)因长毛羽在测试的运动过程中更容易倒伏、弯曲，致使测试长毛羽数量偏少；3)测试仪器的台差较大。尤其是不同厂生产的仪器由于纱路不同、张力装置不同、检测装置不同等原因，对同一管纱线的测试数据相差60％左右。
第三类：静电法。纱线进入检测区以前对纱线施加了高压静电，使纱线毛羽之间、毛羽与主干之间相互排斥而分离、伸直，在测试区的毛羽长度方向可设置平行于纱线吸引毛羽的电极，纱线通过检测区时纱线毛羽几乎垂直于纱线主干，从而检测毛羽的数量。这也只是企业对产品外观质量的评价，既没有对纱线使用后毛羽的检测，又仅仅限于起毛的测量，未涉及起球的测量。
上述各种针对纱线类物质的观测方法，不能观测起毛起球的整个过程，不能得到纱线不同阶段产生的毛羽和毛球外观形态特征以及反映纱线起毛起球趋势的指标即毛羽之间纠缠抱合力的大小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是要寻求一种集纱线的毛羽长度及量、毛球形态大小及数量、毛球及毛羽夹持剥离水平拖拽力和垂直拖拽力、磨损物重量为一体的在线原位测量方法，及其可适用于工业化实际检测的快速、准确、客观、实用测量装置，以克服此类评价技术中的缺陷和主观化的评价。
为了解决上述技术问题，本发明的原理是以同一套平移驱动机构的过桥轮在送纱机构及磨纱机构间的切换和与绕纱机构的不同转动模式相配合，以相等张力密排每一圈纱线并在纱筒形成均匀绕纱层，得绕纱样，以纱筒的来回转动与磨纱板的左右平移组合，实现对绕纱层的李莎茹曲线磨纱，形成磨纱样，同步以磨损物收集器收集在磨纱中磨损掉落的毛羽和毛球并称重和以显微成像系统观测转到视野中绕纱层上的毛羽和毛球量；对磨纱完毕后的磨纱样作切向的毛羽和毛球数量、形态与大小的测量和作法向的毛羽和毛球数量、形态与分布的测量；以夹持剥离机构测量毛羽和毛球的水平拖拽力和垂直拖拽力曲线，将所有采集的数据和图像输入计算机并计算与评价待测纱样和磨纱样的毛羽及毛球数量、磨损量值、毛球的形状与大小值、及其动态变化与最终值，毛羽和毛球的来回拖拽剥离性，由此综合评价纱线的起毛起球行为及抗起毛起球性。该测量原理为原位、综合测量，一机多测、一测多指标，抗干扰性强、代表性好，以此测量原理建立的测量装置和计算控制系统，结构精巧、实用，测量精准、方便，且前后测量独立、无影响，可实现对纱线起毛起球量、形态、磨损量和来回拖拽剥离性的测量及其抗起毛起球性的综合评价。
本发明的一个具体技术方案是提供了一种纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置，其特征在于：包括送纱机构和可在绕纱位与磨纱位之间切换的平移驱动机构，纱线出送纱机构后获得稳定张力并等间距密排地绕于绕纱机构的纱筒上从而形成绕纱层，在纱筒的上方设有夹持剥离机构，由夹持剥离机构夹持绕纱层的毛羽和／或毛球作夹持水平拖拽力和垂直拖拽力的测量从而获得夹持剥离力曲线以测量来回拖拽剥离性，纱筒由绕纱机构的第一驱动组件驱动作来回转动，在纱筒的侧边设有用于对绕纱层进行磨纱的磨纱机构的磨纱板，当平移驱动机构切换至磨纱位时，平移驱动机构通过磨纱机构的第二驱动组件驱动磨纱板作水平方向上的往复移动从而对绕纱层进行摩擦，当平移驱动机构切换至绕纱位时，平移驱动机构带动给送纱机构使纱线出给送纱机构后等间距密排地绕于绕纱机构的纱筒上，在纱筒下方设有收集磨损掉落毛羽和／或毛球的磨损物收集器，在纱筒侧边设有作切向或法向观测的显微成像系统，绕纱机构的第一驱动组件、平移驱动机构、磨损物收集器、显微成像系统及夹持剥离机构连接控制与数据分析系统。
优选地，所述的夹持剥离机构，夹持剥离机构的前部挑出主体为水平扁平段而尾部为垂直扁平段的悬臂梁，用于垂直力测量的垂直力应变片组贴于悬臂梁的水平扁平段根部紧靠垂直扁平段，用于水平力测量的水平力应变片组贴于悬臂梁的垂直扁平段，带有自加紧弹簧的夹头与悬臂梁头端固接，夹头的夹持端向下，可作上下移动的垂直移架与悬臂梁的垂直扁平段相固接，垂直移架设于可使其左右水平滑动并粗定位的水平移架上，在水平移架上设有可使垂直移架左右水平移动并精确平稳定位的水平移动钮，水平移架设于可使其平稳移动的燕尾槽底座上；
所述的垂直力应变片组的电信号输出于所述控制与数据分析系统，包括4片相同性能且连接成惠斯通电桥的应变片，其中两片贴于悬臂梁水平扁平段根部的上表面，另两片贴于悬臂梁水平扁平段根部的下表面，其；所述的水平力应变片组的电信号输出于所述控制与数据分析系统，包括4片相同性能且连接成惠斯通电桥的应变片，其中两片贴于悬臂梁垂直扁平段的左表面，另两片贴于悬臂梁垂直扁平段的右表面。
优选地，所述平移驱动机构包括过桥轮及主动轮，过桥轮的一侧与主动轮相啮合，当所述平移驱动机构切换至所述绕纱位时及当所述平移驱动机构切换至所述磨纱位时，过桥轮的另一侧分别与不同的齿轮相啮合，主动轮套设在传动轴上，移动步进电机驱动传动轴转动，移动步进电机与所述的控制与数据分析系统相连；
所述送纱机构包括从管纱上等张力引导出纱线并定位的定位导纱钩及三张力杆架，管纱设于管纱架上，定位导纱钩设于三张力杆架上，管纱架及三张力杆架固接在滑块上，滑块螺母设于滑块中，滑块螺杆与滑块螺母啮合，滑块齿轮套设在滑块螺杆外，当所述平移驱动机构切换至所述绕纱位时，过桥轮与滑块齿轮相啮合，由移动步进电机通过滑块齿轮驱动滑块螺杆转动，由滑块螺杆推动滑块使管纱架、三张力杆架及定位导纱钩作同步单向平移，使得出三张力杆架的等张力的纱线等间距密排地绕于所述纱筒上形成所述绕纱层，使滑块平衡稳定移动的平衡杆穿设于滑块内；
所述磨纱机构包括与所述绕纱层可紧密接触或分开的磨纱板，磨纱板固接在支架上，在支架中设有螺母、螺母与螺杆相啮合，螺杆齿轮套设在螺杆外，当所述平移驱动机构切换至所述磨纱位时，过桥轮与螺杆齿轮相啮合，由移动步进电机通过螺杆齿轮驱动螺杆转动，使得磨纱板作水平方向上的往复移动从而对所述绕纱层作单方向的平磨，以形成垂直于纱轴的直线平磨磨纱样，使支架平衡稳定移动的滑杆穿设于支架中，所述直线平磨磨纱样是指所述磨纱板的往复平移达到设定的平移次数j时，j大于等于10，平磨暂停、纱筒转动大于或等于磨纱板磨面的圆弧角，以进入未磨纱的区域，并直至磨完所述绕纱层的0.5-1周，然后重复同一过程和同一磨纱区域，作直线平磨达n1次，得直线平磨磨纱样。
优选地，所述绕纱机构包括在纱筒，在纱筒的左右两侧分别设有的便于嵌入握持被绕纱线头端及尾端的嵌槽，所述绕纱层头端及末端分别由右纱头钉及左纱头钉固定，纱筒轴穿设于纱筒内，纱筒轴架设在纱筒轴架上，转动步进电机经由纱筒轴固接驱动纱筒转动，转动步进电机连接所述控制与数据分析系统，纱筒在转动步进电机的驱动下可作四种模式的转动，分别为绕纱模式、磨纱模式、测量模式和拖拽模式；
在绕纱模式下，所述平移驱动机构切换至所述绕纱位，所述过桥轮与所述滑块齿轮相啮合，转动步进电机驱动过纱筒单向匀速转动，该转动与所述的定位导纱钩及所述的三张力杆架同步单向平移结合，实现等张力、等间距、匀速地送纱并卷绕在纱筒上形成均匀密排的所述绕纱层；
在磨纱模式下，所述平移驱动机构切换至磨纱位，过桥轮与所述螺杆齿轮相啮合，转动步进电机驱动纱筒作非对称来回转动或对称来回转动，该转动与所述磨纱板的只接触绕纱层而不动或磨纱板的往复移动相结合，实现对所述绕纱层非对称来回转动或对称来回转动的沿纱轴方向平磨的或李莎茹曲线磨纱轨迹的磨纱制样；其中，所述的纱筒作非对称来回转动是指转动步进电机非对称来回转动驱动纱筒作来回转动和同时单向渐进的转动，当纱筒渐进转动达设定的n2周时，n2大于等于1，完成对所述绕纱层作沿纱筒转动方向的非对称来回转动磨纱，纱筒转动的前进角θa大于其后退角θb，且前进角θa为10°～360°；所述的纱筒作对称来回转动是指通过所述的转动步进电机的对称来回转动驱动纱筒作对称角度θ的来回转动，角度θ为180°～1080°，当纱筒来回转动次数达设定的m次时，m大于等于10，完成对绕纱层作沿纱筒转动方向的对称来回转动磨纱；
在测量模式下，纱筒以切向观测和／或法向观测两种观测形式的转角、单向逐一转动定位、静止观测、再转动，直至转满一周或转完磨纱制样磨损区小于360°的自身磨损区角度的转动；其中，切向观测是指以切向观测转角β1逐一转动及定位纱筒，而所述显微成像系统的CCD摄像器在上位、沿纱筒边缘的切向逐一观测进入视野的毛羽和／或毛球；所述的法向观测是指以法向观测转角β2逐一转动及定位纱筒，所述显微成像系统的CCD摄像器在下位并与纱筒轴在同一水平、正对纱筒的表面逐一观测进入视野的毛羽和／或毛球，所述的切向观测转角β1小于等于法向观测转角β2；
在拖拽模式下，纱筒对被所述夹持剥离机构的夹头所夹持毛羽和／或毛球作来回拖拽剥离的变转角的转动，变转角是指在预置的剥离力F0下所作的来回转动，即纱筒正转到某一角度时，所产生的拖拽力等于剥离力F0时纱筒反向回转，当拖拽力再次等于剥离力F0时纱筒又正转，直至毛羽和／或毛球从绕纱层上被拖拽剥离开来，停止来回拖拽转、完成拖拽剥离测量。
优选地，所述显微成像系统包括可即时观测毛羽及毛球数量和形态尺寸的CCD摄像器，CCD摄像器固定在可在定位架竖槽中作上、下移动的定位钮上，投影光源通过固定钮固定于带有圆弧状滑槽的圆弧架上；
CCD摄像器有上位与下位之分，CCD摄像器在上位与下位各布置一个或一个CCD摄像器在上位与下位之间移动；其中，上位用于对所述纱筒上绕纱层上的毛羽和／或毛球的数量及形态，以及毛羽和／或毛球在抽拔时纤维受力的形态的切向观测；下位用于对所述纱筒上磨纱后所述绕纱层整体的起毛起球表观和毛球数及形态的法向观测；CCD摄像器与所述控制与数据分析系统相连；
投影光源分别定位在第一象限及第二象限，投影光源在第一象限及第二象限各布置一个或一个投影光源在第一象限与第二象限之间移动，当投影光源定位在第二象限时，投影光源位于所述纱筒的后侧，与所述的CCD摄像器的上位相配合；当投影光源定位在第一象时，投影光源位于所述纱筒前侧，与所述的CCD摄像器的下位相配合，所述的投影光源的亮度由所述控制与数据分析系统控制。
优选地，所述磨损物收集器包括可以快速有效收集掉落毛羽和／或毛球的前吸杂器、帮助毛羽竖起及分离的静电起绒器、强力快速抽吸粘附于绕纱上的毛羽和／或毛球的后吸杂器，由前吸杂器及后吸杂器收集的毛羽和／或毛球送至称重器称量重量，吸尘电机的抽吸口分别与前吸杂器和后吸杂器相连，由其为前吸杂器和后吸杂器提供抽吸压；静电起绒器的极板静电压和吸尘电机的抽吸速率由所述控制与数据分析系统控制，称重器将称得的重量数据送至所述控制与数据分析系统。
优选地，所述的控制与数据分析系统包括计算机，计算机通过数据线分别与垂直力和水平力测量模块、纱线磨损物称量采集模块、毛羽及毛球数及形态模块、投影亮度控制单元、转动模式与速度控制单元、移动模式与速度控制单元及起绒电压与抽吸压控制单元相连；
垂直力和水平力测量模块通过数据线同步采集所述夹持剥离机构所测得的垂直拖拽力和水平拖拽力及完成两者的矢量合成，得拖拽力F，并将拖拽力F与预置剥离力F0进行比对，确定所述纱筒的继续转动或反向继续转动以实现对所述毛羽和／或毛球的来回拖拽转动；当拖拽力F突然降为零时，通过速度控制单元停止所述纱筒的转动，并记录此刻纱筒来回拖拽转动的次数M及纱筒相对初始夹持点的转角值βM和采集所述夹持剥离机构输出的垂直拖拽力，即所述毛羽和／或毛球的重量；
纱线磨损物称量采集模块通过数据线采集所述磨损物收集器称量得的磨损掉落毛羽和／或毛球的重量，并输入计算机；
毛羽及毛球数及形态模块通过数据线采集由显微成像系统拍摄的切向观测图像和法向观测图像并输入计算机作图像处理与分析提取毛羽和／或毛球的数量及形态参数值；
转动模式与速度控制单元和移动模式与速度控制单元均通过与计算机相连的数据得到运行模式、速度、角度和方向的指令并反馈运行状态参数值，同时，通过各自的控制数据线控制各自对应的绕纱机构的第一驱动组件和平移驱动机构；
投影亮度控制单元和起绒电压与抽吸压控制单元均由计算机通过与之相连的控制数据直接控制。
本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置的测量方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步、绕纱制样与测量：先在计算机中将移动步进电机和转动步进电机的运行模式设置为绕纱模式并将平移驱动机构的过桥轮切换到绕纱位即与送纱机构的滑块齿轮相啮合，再将绕纱层头端从管纱上引出，经定位导纱钩及三张力杆架引导至纱筒一侧的嵌槽后，用右纱头钉固定；在绕纱模式下同步启动移动步进电机和转动步进电机以及启动磨损物收集器的静电起绒器和吸尘电机，启动的移动步进电机带动主动轮转动，主动轮带动与其啮合的过桥轮转动，从而带动滑块齿轮转动，也使滑块螺杆转动，滑块螺杆的转动推动与滑块螺母固接的滑块及与滑块固接的定位导纱钩及三张力杆架和管纱架上的管纱作同步单向平移，实现经定位导纱钩及三张力杆架的绕纱对纱筒作单向平移等间距缠绕；同步启动的转动步进电机驱动纱筒轴并带动纱筒单向转动，实现对纱线的等速牵引和卷绕，纱筒的单向转动与定位导纱钩的向左单向平移运动一起，协同实现绕纱在纱筒上整体均匀密排；当绕满纱筒后，关闭移动步进电机和转动步进电机以及启动磨损物收集器的静电起绒器和吸尘电机，将绕纱层末端固定于左纱头钉中，得到等张力密排绕纱在纱筒上形成均匀排列的绕纱层即绕纱样；然后将转动步进电机进入测量模式，即纱筒以切向观测转角βi和／或法向观测转角β2逐一转动并定位，采用CCD摄像器在上位和／或下位对所述绕纱样的毛羽和／或毛球数量、形态大小及其分布作切向观测和作法向观测，直至纱筒即绕纱层转满一周，并以称重器称取记录绕纱样上初始浮游纤维的重量；所得结果均输入计算机，计算得所述绕纱样的毛羽和／或毛球数量、形态大小及其分布值，并作为参照样本；
第二步、磨纱制样：先在计算机中将移动步进电机和转动步进电机的运行模式设置为磨纱模式，将平移驱动机构的过桥轮切换到磨纱位即过桥轮与磨纱机构的螺杆齿轮相啮合，再将磨纱板紧贴于纱筒的绕纱层上；启动磨损物收集器的静电起绒器和吸尘电机，在磨纱模式下作直线平磨磨纱、圆弧平磨磨纱和李莎茹曲线磨纱中的一种磨纱；同步启动测量模式对所述三种磨纱中的一种，在设定的每隔Δn2周的非对称来回转动或每隔Δm次的对称来回转动，以显微成像系统对转到设定的切向观测转角β1和／或法向观测转角β2视野中的所述过程磨纱样的毛羽和／或毛球数量、形态大小及其分布作切向观测和／或作法向观测，以磨损物收集器收集在磨纱中过程磨纱样所磨损掉落的毛羽和／或毛球称重；所得结果输入计算机，计算得磨纱过程的系列毛羽和／或毛球数量、形态大小及其分布值，并作为过程磨纱样；
所述的直线平磨磨纱是指不启动转动步进电机即所述的纱筒静止不动而启动所述的移动步进电机作直线平磨的磨纱，即启动的移动步进电机带动主动轮转动，主动轮带动与其啮合的并切换位于磨纱位的过桥轮转动，进而带动所述螺杆齿轮及螺杆转动，而推动支架作对称式的往复平移，由此使磨纱板对静止的绕纱层作沿纱筒轴向的往复平移的直线平磨磨纱；
所述的圆弧平磨磨纱是指不启动所述的移动步进电机即所述的磨纱板静止不动而启动转动步进电机作圆弧平磨的磨纱，即启动的转动步进电机驱动纱筒轴并带动纱筒作非对称来回转动或对称来回转动，由此来回转动的绕纱层相对静止磨纱板作沿纱筒切向的来回转动的圆弧平磨磨纱；
所述的直线平磨磨纱达到直线平磨次数n1、或所述的圆弧平磨磨纱和所述的李莎茹曲线磨纱达到纱筒非对称来回转动的渐进转动设定的周数n2或达到所述纱筒对称来回转动设定的次数m时，得终态磨纱样或简称磨纱样；而在未达设定直线平磨次数n1、或周数n2或次数m时的磨纱样称为过程磨纱样；获得终态磨纱样即磨纱过程完成时，关闭移动步进电机和转动步进电机以及启动磨损物收集器的静电起绒器和吸尘电机，令磨纱板复位，即与纱筒的绕纱层分离；
第三步、磨纱样测量与评价：令计算机进入测量模式，即启动转动步进电机先使纱筒以法向观测转角β2逐个转动移位，采用显微成像系统的CCD摄像器下位完成对所述终态磨纱样的逐区法向观测，并直至绕纱层的被磨纱区域被全部观测，并用磨损物收集器的称重器称得磨损掉落纤维的总重量，所得结果输入计算机，计算得毛羽和／或毛球数量、形态大小及其分布值，以及毛羽和／或毛球的磨损量值；再使纱筒以切向观测转角β1逐个转动移位，对每一观察位先采用显微成像系统的CCD摄像器上位完成对所述终态磨纱样的逐区切向观测，再采用所述的夹持剥离机构夹持住该观测区的毛羽和／或毛球，在拖拽模式下纱筒作设定剥离力F0下的来回拖拽转动，待所述的毛羽和／或毛球从绕纱层上被拖拽剥离开来时，记录来回拖拽转动的次数M及纱筒的转角值βM，然后通过所述的垂直移架上移悬臂梁后，采集垂直力应变片组输出的垂直拖拽力，即该毛球的重量，重复完成对该切向观测区的毛球或毛羽若干次拖拽剥离测量后、转入下一个观测区，直至绕纱层的被磨纱区域全部被观测及拖拽剥离测量，所得结果输入计算机，计算得毛羽和／或毛球数量、形态大小及其分布值，以及毛羽和／或毛球的在剥离力F0下的拖拽剥离平均寿命lnM、拖拽滑出平均长度L和毛球的平均质量；最后依据上述测量结果通过计算机对纱线的起毛起球作综合评价，其有三种形式的评价，即依据第一步到第三步的测量与计算结果，可得到对所测纱样起毛起球过程及其终态性能的综合评价；依据第一步和第二步的测量与计算结果，可对所测纱样起毛起球过程作定量评价；依据在相同实验条件下和扣除第一步绕纱样的影响下的第三步测量与计算结果的比较，可对不同纱样的起毛起球难易程度作综合性对比评价。
本发明的另一个技术方案提供了一种上述的纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置的应用，其特征在于：用于纱线起毛起球量、形态、磨损量和来回拖拽剥离性的测量及抗起毛起球性的综合评价。
本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的测量方法的应用，其特征在于：用于纱线起毛起球量、形态、磨损量和来回拖拽剥离性的测量及抗起毛起球性的综合评价。
一种纱线起毛起球情况的客观评价装置(专利申请号：201110142608.4，公开号：CN202305763A)、一种用于纱线磨纱起毛起球的装置与方法(专利申请号：201110142609.9，公开号：CN202305764A)和在线进出双测量的纱线起毛起球评价方法与装置(专利申请号：201110142607，公开号：CN202323120A)是本专利申请人近期申请的发明专利，主要解决纱片的制样和磨损前后单纱的起毛起球的测量。这与本发明的切向较窄条带测毛羽和毛球的数量、形态和原位测毛羽和毛球的抽拔力学曲线；法向整体区域观测毛羽和毛球的数量和形态；毛羽及毛球的拔脱测量；以及与此对应的即时、在线、原位的测量和综合评价的测量原理、方法和装置有典型的区别。虽在纱线磨损制样原理上有相似之处，但排绕纱机构、磨纱机构，及其相互配合、互换原理是完全不同的，是不同的测量方法与装置。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、是针对纱线表面毛羽和毛球量、形态及其水平和垂直方向的夹持拖拽剥离行为的原位、定量、综合的即时测量方法，是集纱样的预测评、制样、在线过程测量、最终起毛起球测量和数据综合对比评价为一体的测量装置与方法，尤其是增加了沿纱筒顶部水平即沿绕纱轴的切线方向来回拖拽剥离行为的测量，不仅为独特的测量装置与方法，而且真正实现了快速、精准、客观、实用。
2、由于是对纱线测量，并解决了绕纱与磨纱制样的问题，故可以在未织造成布之前，即可获得结果并依此预测织物的抗起毛起球性，进而可为纱线的补救性整理加工、原纺纱工艺的的改进、织物结构和加工工艺的选择与优化提供科学依据。
3、由于有绕纱样、过程磨纱样和终态磨纱样的对应测量结果，其三者合一、或两两结合的测量与结果，不仅适于理论研究的科学表征和实验分析，而且适于产品质量评价的标准检验和工业化检测。
4、装置的结构合理、精巧、完整，平动与转动的结合实现制样与观测；过桥轮的切换实现了一套机构两种模式运行；CCD摄像器的上、下位实现了毛羽高度与毛球大小及数量的侧向(纱筒切向)观测和毛羽纠缠与毛球大小及数量的整体表观(纱筒法向)观测；起绒和收集器实现了毛羽竖起和磨损物收集的精准、无丢失、符合实际实用的测量；夹持剥离机构实现了对毛羽和毛球发展速率的正确测量与估计，为一机多用、一测多指标的测量装置。
5、测量过程科学、合理、无干扰，先原样、再过程样、后磨损样；先光学无损观测、后力学抽拔测量，对各测量环节都是真实、无损伤的原位测量，故测量准确、结果可靠。
附图说明
图1是纱线起毛起球形态及毛球剥离过程测量装置的结构原理图；
图2是纱线起毛起球及剥离过程测量装置的制样机构与夹持剥离机构示意图；
图3是纱线起毛起球剥离过程测量装置的夹持剥离机构示意图；
图4是纱线起毛起球形态与夹持剥离过程测量装置数据采集及控制与数据分析系统示意图；
图5是磨纱过程的毛球数Nt、Nn和磨损物质量w与渐进周数n2的关系曲线；
图6是磨纱过程的毛球数Nt、Nn和毛球直径D、d与来回转动次数m的关系曲线。
图中：
1-夹持剥离机构，其包括11-悬臂梁；12-垂直力应变片组；13-水平力应变片组；14-夹头；15-垂直移架；16-水平移架；17-水平移动钮；18-燕尾槽底座；
2-送纱机构，其包括21-定位导纱钩；22-滑块；23-滑块螺母；24-滑块螺杆；25-滑块齿轮；26-平衡杆；27-管纱架；28-管纱；29-三张力杆架；
3-绕纱机构，其包括31-纱筒；32-左纱头钉；33-纱筒轴；34-纱筒轴架；35-右纱头钉；36-嵌槽；37-转动步进电机；38-纱线；39-毛球和／或毛羽；
4-磨纱机构，其包括41-磨纱板；42-支架；43-螺母；44-螺杆；45-螺杆齿轮；46-滑杆；
51-过桥轮；52-移动步进电机；53-传动轴；54-主动轮；55-传动座；I-绕纱位；II-磨纱位；
6-磨损物收集器，其包括61-前吸杂器；62-静电起绒器；63-后吸杂器；64-称重器；65-吸尘电机；
7-显微成像系统，其包括71-CCD显微摄像器；72-定位钮；73-定位架；74-投影光源；75-固定钮；76-圆弧架；
8-控制与数据分析系统，其包括81-计算机；82-垂直力和水平力测量模块；83-纱线磨损物称重模块；84-毛羽及毛球数及形态模块；85-投影亮度控制单元；86-转动模式与速度控制单元；87-移动模式与速度控制单元；88-起绒电压与抽吸压控制单元。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
如图1至图4所示，本发明提供了一种纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置，由位于纱筒31上方用于夹持毛羽和／或毛球39并测量来回拖拽剥离性的夹持剥离机构1、使被绕纱线获得稳定张力和等间距密排的送纱机构2、将纱线匀速均匀地卷绕于纱筒31和可对绕纱层38作来回转动的绕纱机构3、使磨纱板41作往复移动对密排绕纱摩擦的磨纱机构4、通过过桥轮41切换于绕纱位I驱动送纱机构2或切换于磨纱位II磨纱机构4的平移驱动机构、置于纱筒31下方收集磨损掉落毛羽毛球的磨损物收集器6、位于纱筒31侧边作切向或法向观测的显微成像系统7、用于控制所属机构运行和数据采集与处理的控制与数据分析系统8构成。
夹持剥离机构1由前部挑出主体为水平扁平段而尾部为垂直扁平段的悬臂梁11、贴于悬臂梁11水平扁平段根部即紧靠垂直扁平段部位的垂直力应变片组12、贴于悬臂梁11垂直扁平段的水平力应变片组13、与悬臂梁11头端固接带有自加紧弹簧并夹持端向下的夹头14、与悬臂梁11垂直扁平段相固接并可作上下移动的垂直移架15、可使垂直移架15左右水平滑动并粗定位的水平移架16、可使垂直移架15左右水平移动并精确平稳定位的水平移动钮17、使水平移架16平稳移动的燕尾槽底座18构成。垂直力应变片组12为4片相同性能的应变片组成，其中两片贴于悬臂梁11水平扁平段根部的上表面，另两片贴于悬臂梁11水平扁平段根部的下表面，并连接成惠斯通电桥用于垂直力的测量，其电信号输出于垂直力和水平力测量模块82。水平力应变片组13也为4片相同性能的应变片组成，其中两片贴于悬臂梁11垂直扁平段的左表面，另两片贴于悬臂梁11垂直扁平段的右表面，并连接成惠斯通电桥用于水平力的测量，其电信号输出于垂直力和水平力测量模块82。
送纱机构2是由从管纱28上等张力引导出纱线并定位的定位导纱钩21和三张力杆架29、固接管纱架27和定位导纱钩21及三张力杆架29的滑块22、固定于滑块22中的滑块螺母23、与滑块螺母23啮合并推动滑块22使管纱架27和定位导纱钩21及三张力杆架29作同步单向平移的滑块螺杆24、驱动滑块螺杆24转动的滑块齿轮25、使滑块22平衡稳定移动的平衡杆26组成。滑块齿轮25被切换于绕纱位I的平移驱动机构5的过桥轮51啮合驱动时，滑块螺杆24转动推动滑块22，使管纱架27和定位导纱钩21及三张力杆架29同步单向平移，完成等张力、等间距密排送纱于绕纱机构3的纱筒31，以形成绕纱层38。
磨纱机构4是由与绕纱层38可紧密接触或分开的磨纱板41、与磨纱板41固接的支架42、固定于支架42中的螺母43、驱动螺母43并与螺杆齿轮45固接的螺杆44、由过桥轮51驱动使螺杆44转动的螺杆齿轮45、穿装于支架42孔中使支架42及磨纱板41平衡稳定移动的滑杆46组成。螺杆齿轮45被切换于磨纱位II的平移驱动机构5的过桥轮51啮合驱动时，螺杆44转动推动螺母43和与螺母43固接的支架42，使磨纱板41作往复移动，完成对密排的绕纱层38单方向的平磨，以形成垂直于纱轴的直线平磨磨纱样。平磨磨纱样是指所述磨纱板41的往复平移达到设定的平移次数j时，j大于等于10，直线平磨暂停、纱筒31转动大于或等于磨纱板41磨面的圆弧角，以进入未磨纱的区域，并直至磨完绕纱层38的0.5～1周，然后重复同一过程和同一磨纱区域，作直线平磨达n1次，得直线平磨磨纱样。
平移驱动机构是由可在绕纱位I和磨纱位II切换的过桥轮51、驱动传动轴53转动的移动步进电机52、与主动轮54固接的传动轴53、与过桥轮51相啮合的主动轮54、传动座55组成。所述的平移驱动机构5是通过其过桥轮51切换到绕纱位I驱动送纱机构2和切换到磨纱位II驱动磨纱机构4。移动步进电机52与移动模式与速度控制单元87相连。
绕纱机构3是由在纱筒31左右两侧的便于嵌入握持被绕纱线头尾端的嵌槽36、固定绕纱层38头端的右纱头钉35、支撑纱筒31的纱筒轴架34、与纱筒31固接并置于纱筒轴架34上的纱筒轴33、与纱筒轴33固接驱动纱筒31转动的转动步进电机37、固定绕满纱筒31后的绕纱层38末端的左纱头钉32组成。所述的纱筒31在转动步进电机37的驱动下可作四种模式的转动，即绕纱模式、磨纱模式、测量模式和拖拽模式的转动。所述的转动步进电机37与转动模式与速度控制单元86相连；。
在绕纱模式下，过桥轮51在绕纱位I，纱筒31卷绕纱线单向匀速转动，该转动与定位导纱钩21及三张力杆架29的同步单向平移结合，实现等张力、等间距、匀速地送纱并卷绕在纱筒31上形成均匀密排的绕纱层38的绕纱制样；
在磨纱模式下，过桥轮51在磨纱位II，纱筒31作非对称来回转动或对称来回转动，该转动与磨纱板41的只接触绕纱层38而不动或磨纱板41的往复移动相结合，可实现对绕纱层38非对称来回转动或对称来回转动的沿纱轴方向平磨的或李莎茹曲线磨纱轨迹的磨纱制样。纱筒31作非对称来回转动是指转动步进电机37非对称来回转动驱动纱筒31作来回转动和同时单向渐进的转动，当纱筒31渐进转动达设定的n2周时，n2大于等于1，完成对绕纱层38作沿纱筒31转动方向的非对称来回转动磨纱。非对称来回转动是指前进角θa大于后退角θb，且前进角θa为10°～360°。纱筒31作对称来回转动是指通过所述的转动步进电机37的对称来回转动驱动纱筒31作对称角度θ的来回转动，角度θ为180°～1080°，当纱筒31来回转动次数达设定的m次时，m大于等于10，完成对绕纱层38作沿纱筒31转动方向的对称来回转动磨纱。
在测量模式下，纱筒31以切向观测和／或法向观测两种观测形式的转角、单向逐一转动定位、静止观测、再转动，直至转满一周(360°)或转完磨纱制样磨损区小于360°的自身磨损区角度的转动。切向观测是指以切向观测转角β1逐一转动及定位纱筒31，而显微成像系统7的CCD摄像器71在上位、沿纱筒31边缘的切向逐一观测进入视野的毛羽及毛球；所述的法向观测是指以法向观测转角β2逐一转动及定位纱筒31，显微成像系统7的CCD摄像器71在下位并与纱筒31轴在同一水平、正对纱筒31的表面逐一观测进入视野的毛羽和／或毛球39，切向观测转角β1小于等于法向观测转角β2。
在拖拽模式下，纱筒31对被所述夹持剥离机构1的夹头14所夹持毛羽和／或毛球39作来回拖拽剥离的变转角的转动，变转角是指在预置的剥离力F0下所作的来回转动，即纱筒31正转到某一角度时，所产生的拖拽力等于剥离力F0时纱筒31反向回转，当拖拽力再次等于剥离力F0时纱筒31又正转，直至毛球或毛羽39从绕纱层38上被拖拽剥离开来，停止来回拖拽转，完成拖拽剥离测量。
磨损物收集器6包括可以快速有效收集掉落毛球及毛羽的前吸杂器61、帮助毛羽竖起及分离的静电起绒器62、强力快速抽吸粘附于绕纱上的毛羽和／或毛球39的后吸杂器63、用于称取所收集的毛羽和／或毛球39重量的称重器64、提供前吸杂器61和后吸杂器63的抽吸压的吸尘电机65。所述称重器64称得的重量直接传输给纱线磨损物称量采集模块83。吸尘电机65的抽吸口分别与前吸杂器61和后吸杂器63相连。静电起绒器62的极板静电压和吸尘电机65的抽吸速率由起绒电压与抽吸压控制单元88控制。
显微成像系统7由可即时观测毛羽及毛球数量和形态尺寸的CCD摄像器71、可在定位架73竖槽中作上、下移动并固定CCD摄像器71的定位钮72、用固定钮75固定于带有圆弧状滑槽的圆弧架76上的投影光源74组成。
CCD摄像器71有上位与下位之分，上位用于对纱筒31上绕纱层38上竖起毛羽和纠缠毛球的数量及形态，以及毛羽和／或毛球39在抽拔时纤维受力的形态的切向观测；下位用于对纱筒31上磨纱后绕纱层38整体的起毛起球表观和毛球数及形态的法向观测；所述的CCD摄像器71与毛羽及毛球数及形态模块84相连；CCD摄像器71也可以是上、下位各一个；
投影光源74可沿圆弧架76的圆弧状滑槽移动及转动并通过固定钮75固定，其定位在第二象限即纱筒31后侧时与CCD摄像器71的上位相配合；其定位在第一象限即纱筒31前侧时与CCD摄像器71的下位相配合。投影光源74的亮度由投影亮度控制单元85控制；投影光源74也可以是第一和第二象限各装一个。
控制与数据分析系统8由计算机81、与计算机81以数据线连接的垂直力和水平力测量模块82、纱线磨损物称量采集模块83、毛羽及毛球数及形态模块84、投影亮度控制单元85、转动模式与速度控制单元86、移动模式与速度控制单元87、起绒电压与抽吸压控制单元88组成；
垂直力和水平力测量模块82通过数据线同步采集垂直力应变片组12和水平力应变片组13所测得的垂直拖拽力和水平拖拽力及完成两者的矢量合成，得拖拽力F，并以拖拽力F与预置剥离力F0的比对，确定所述的来回拖拽转动的继续或反向继续；当所述的拖拽力F突然降为零时，通过速度控制单元86停止所述转动步进电机37即纱筒31的转动，记录此刻纱筒31来回拖拽转动的次数M及纱筒31相对初始夹持点的转角值βM和采集垂直力应变片组12输出的垂直拖拽力，即该毛球的重量。
纱线磨损物称量采集模块83通过数据线采集所述的称重器64称量得的磨损掉落毛羽和／或毛球39重量，并输入计算机81；
毛羽及毛球数及形态模块84通过数据线采集由所述的CCD摄像器71拍摄的切向观测图像和法向观测图像并并输入计算机81作图像处理与分析提取毛羽及毛球数量及形态参数值；
转动模式与速度控制单元86和移动模式与速度控制单元87均通过与计算机81相连的数据得到运行模式、速度、角度和方向的指令并反馈运行状态参数值，同时，通过各自的控制数据线控制各自对应的转动步进电机37和移动步进电机52；
投影亮度控制单元85和起绒电压与抽吸压控制单元88均由计算机81通过与之相连的控制数据直接控制。
采用上述的一种纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置的测量方法，其具体方法步骤是：
第一步、绕纱制样与测量，先在计算机81中将移动步进电机52和转动步进电机37的运行模式设置为绕纱模式并将平移驱动机构5的过桥轮51切换到绕纱位I即与送纱机构2的滑块齿轮25处相啮合位，再将绕纱层38头端从管纱28上引出，经定位导纱钩21及三张力杆架29引导至纱筒31一侧的嵌槽36后，用右纱头钉35固定；在绕纱模式下同步启动移动步进电机52和转动步进电机37以及启动磨损物收集器6的静电起绒器62和吸尘电机65，启动的移动步进电机52带动主动轮54转动，主动轮54带动与其啮合的、位于绕纱位I的过桥轮51转动，从而带动滑块齿轮25的转动，也使滑块螺杆24转动，滑块螺杆24的转动推动与滑块螺母23固接的滑块22及与滑块22固接的定位导纱钩21及三张力杆架29和管纱架27上的管纱28作同步单向平移，实现经定位导纱钩21及三张力杆架29的绕纱对纱筒31作单向平移等间距缠绕；同步启动的转动步进电机37驱动纱筒轴33并带动纱筒31单向转动，实现对纱线的等速牵引和卷绕，纱筒31的单向转动与定位导纱钩21的向左单向平移运动一起，协同实现在纱筒31上整体均匀密排的绕纱层38；当绕满纱筒31后，关闭移动步进电机52和转动步进电机37以及启动磨损物收集器6的静电起绒器62和吸尘电机65，将绕纱层38末端固定于左纱头钉32中，得到等张力密排绕纱在纱筒31上形成均匀排列的绕纱层38即绕纱样；然后将转动步进电机37进入测量模式，即纱筒31以切向观测转角β1和／或法向观测转角β2逐一转动并定位，采用CCD摄像器71在上位和／或下位对所述绕纱样的毛羽和／或毛球39数量、形态大小及其分布作切向观测和作法向观测，直至纱筒31即绕纱层38转满一周，并以称重器64称取记录绕纱样上初始浮游纤维的重量；所得结果均输入计算机81，计算得所述绕纱样的毛羽和／或毛球39数量、形态大小及其分布值，并作为参照样本；
第二步、磨纱制样，先在计算机81中将移动步进电机52和转动步进电机37的运行模式设置为磨纱模式，将平移驱动机构5的过桥轮51切换到磨纱位II即过桥轮51与磨纱机构4的螺杆齿轮45处相啮合位，再将磨纱板41紧贴于纱筒31的绕纱层38上；启动磨损物收集器6的静电起绒器62和吸尘电机65，在磨纱模式下作直线平磨磨纱、圆弧平磨磨纱和李莎茹曲线磨纱中的一种磨纱；同步启动测量模式对所述三种磨纱中的一种，在设定的每隔Δn2周的非对称来回转动或每隔Δm次的对称来回转动，以显微成像系统7对转到设定的切向观测转角β1和/或法向观测转角β2视野中的所述过程磨纱样的毛羽和/或毛球39数量、形态大小及其分布作切向观测和/或作法向观测，以磨损物收集器6收集在磨纱中过程磨纱样所磨损掉落的毛羽和毛球和称重；所得结果输入计算机81，计算得磨纱过程的系列毛羽和毛球数量、形态大小及其分布值，并作为过程磨纱样；
直线平磨磨纱是指不启动转动步进电机37即所述的纱筒31静止不动而启动所述的移动步进电机52作直线平磨的磨纱，即启动的移动步进电机52带动主动轮54转动，主动轮54带动与其啮合的并切换位于磨纱位II的过桥轮51转动，进而带动所述螺杆齿轮45及螺杆44转动，而推动支架42作对称式的往复平移，由此使磨纱板41对静止的绕纱层38作沿纱筒31轴向的往复平移的直线平磨磨纱；
圆弧平磨磨纱是指不启动所述的移动步进电机52即所述的磨纱板41静止不动而启动转动步进电机37作圆弧平磨的磨纱，即启动的转动步进电机37驱动纱筒轴33并带动纱筒31作非对称来回转动或对称来回转动，由此来回转动的绕纱层38相对静止磨纱板41作沿纱筒31切向的来回转动的圆弧平磨磨纱；
所述的对绕纱层38作李莎茹曲线的磨纱的方法是：
移动步进电机52和转动步进电机37受磨纱轨迹及速度控制单元87控制，此时，所述的过桥轮51切换到磨纱位II；再将磨纱板41紧贴到纱筒31的绕纱层38上；启动移动步进电机52使磨纱板41作往复平移，即移动步进电机52带动主动轮54转动，主动轮54带动与其啮合的并切换位于磨纱位II的过桥轮51转动，由此带动螺杆齿轮45及螺杆44转动，进而推动支架42作对称式的往复平移，使磨纱板41对绕纱层38作沿纱筒31轴向的往复平移磨纱，同步启动转动步进电机37驱动纱筒31作非对称来回转动或对称来回转动，使磨纱板41相对绕纱层38作沿纱筒31转动方向的非对称或对称来回转动磨纱，沿纱筒31转动方向的非对称或对称来回转动与沿纱筒31轴向的往复平移复合轨迹的磨纱，即为所述的李莎茹曲线的磨纱。
直线平磨磨纱达到直线平磨次数n1、或圆弧平磨磨纱和李莎茹曲线磨纱达到纱筒31非对称来回转动的渐进转动设定的周数n2或达到所述纱筒31对称来回转动设定的次数m时，得终态磨纱样或简称磨纱样；而在未达设定直线平磨次数n1、或周数n2或次数m时的磨纱样称为过程磨纱样；获得终态磨纱样即磨纱过程完成时，关闭移动步进电机52和转动步进电机37以及启动磨损物收集器6的静电起绒器62和吸尘电机65，令磨纱板41复位，即与纱筒31的绕纱层38分离。
第三步、磨纱样测量与评价，令计算机81进入测量模式，即启动转动步进电机37先使纱筒31以法向观测转角β2逐个转动移位，采用显微成像系统7的CCD摄像器71下位完成对所述终态磨纱样的逐区法向观测，并直至绕纱层38的被磨纱区域被全部观测，通常为纱筒31转动一周，并用磨损物收集器6的称重器64称得磨损掉落纤维的总重量，所得结果输入计算机81，计算得毛羽和/或毛球39数量、形态大小及其分布值，以及毛羽和/或毛球39的磨损量值；再使纱筒31以切向观测转角β1逐个转动移位，对每一观察位先采用显微成像系统7的CCD摄像器71上位完成对所述终态磨纱样的逐区切向观测，再采用所述的夹持剥离机构1夹持住该观测区的毛羽和/或毛球39，在所述的拖拽模式下纱筒31作设定剥离力F0下的来回拖拽转动，待所述的毛羽和/或毛球39从绕纱层38上被拖拽剥离开来时，记录来回拖拽转动的次数M及纱筒31的转角值βM，然后通过所述的垂直移架15上移悬臂梁11后，采集垂直力应变片组12输出的垂直拖拽力，即该毛羽和/或毛球39的重量，重复完成对该切向观测区的毛羽和/或毛球39若干次拖拽剥离测量后、转入下一个观测区，直至绕纱层38的被磨纱区域全部被观测及拖拽剥离测量，通常为纱筒31转动一周，所得结果输入计算机81，计算得毛羽和/或毛球39数量、形态大小及其分布值，以及毛球或毛羽的在剥离力F0下的拖拽剥离平均寿命lnM、拖拽滑出平均长度L和毛球的平均质量；最后依据上述测量结果通过计算机81对纱线的起毛起球作综合评价，其有三种形式的评价，即依据第一步到第三步的测量与计算结果，可得到对所测纱样起毛起球过程及其终态性能的综合评价；依据第一步和第二步的测量与计算结果，可对所测纱样起毛起球过程作定量评价；依据在相同实验条件下和扣除第一步绕纱样的影响下的第三步测量与计算结果的比较，可对不同纱样的起毛起球难易程度作综合性对比评价。
下述具体实施例1～4是对不同纤维组成及不同线密度的纱线，在不同的测量条件和不同试验过程下，得到纱线起毛起球特征的测量结果。其中：
不同的测量条件主要是指：由定位导纱钩21施加并稳定的纱线卷绕张力(cN)、由移动步进电机52和转动步进电机37控制的纱线密排密度(根/10cm)、静电起绒器62施加的起绒静电压(kV)、吸尘电机65的转速(rpm)、CCD摄像器71观测时纱筒31单向转动定位的切向观测转角β1和法向观测转角β2、李莎茹曲线的磨纱时纱筒31非对称来回转动的前进角θa和后退角θb或纱筒31对称来回转动的对称角度θ、非对称来回转动渐进的周数n2或对称来回转动的次数m、纱筒31来回转动的频率(Hz)、磨纱板41往复平移的动程(mm)与频率(Hz)、毛羽或毛球拖拽剥离水平力和垂直力测量的位移速度(mm/min)；
不同试验过程是指：从第一步到第三步的全套测量与计算试验、仅第一步和第二步的过程测量与计算试验和第一步与第三步比较测量与计算试验，此三种形式；
纱线起毛起球特征的测量结果主要是指：切向观测的设定切向宽度W(W为1～10mm)上毛羽的平均高度(mm|Wmm)和毛羽高度h大于等于2～10mm的百分率(％|≥hmm)，设定切向宽度W(W为1～10mm)上单位面积的毛球数(个/cm2|Wmm)、毛球平均高度H(mm)及高度变异系数CVH(％)、毛球平均直径D(mm)及直径变异系数CVD(％)；法向观测的单位面积的表观毛球数(个/cm2)、表观毛球平均直径d(mm)及直径变异系数CVd(％)；磨损物测量的磨损物质量(mg)、掉落毛球数及质量百分率(％)；拖拽剥离测量的毛羽最大水平拖拽力(cN)和垂直拖拽力(cN)、毛球最大水平拖拽力(cN)和垂直拖拽力(cN)、预测的抗起毛起球的等级。
实施例1
采用本发明的测量装置及方法，对纱线号数为12.2tex的羊毛/粘胶2×6.1tex的双股线的起毛起球性作从所述的第一步到第三步的全套测量，其测量条件参数和实际测量结果见下表实施例1一栏和所述第二步的过程测量曲线见图5。从实测结果可知，磨损后的全毛股线的切向观测和法相观测所得的单位面积毛球数量(Nt和Nn)、毛球直径及其变异系数间具有很好的一致性，说明两种形式的观测有效、准确。法向整体表观的观测，绕纱样基本无毛绒效果，而磨纱样的毛绒效果明显，分别与起始毛羽平均高度1.9mm|5mm及毛羽高于h的百分率0.1％|≥6mm和最终毛羽平均高度6.3mm|5mm及毛羽高于h的百分率40.1％|≥6mm值趋势相一致，说明毛羽高度和量测量的准确与有效。毛羽和毛球都有中等的水平拖拽力和垂直拖拽力，因为粘胶的混入使其略微下降、符合实情，且毛球被多根毛羽握持的结果始终大于毛羽，证明拖拽剥离力测量的真实、准确。较大的磨损物质量、较多的掉落毛球数说明磨损效果和收集称量的准确，较低的掉落毛球的质量百分率，说明磨损丢失多为毛羽，且毛球结构较松。由图5所示的是仅仅取磨纱过程的切向观测的单位面积毛球数Nt、法相观测的单位面积毛球数Nn和磨损物质量w三指标与非对称转动渐进的周数n2的关系曲线，是采用上、下位的双CCD摄像机71同时观测和第二象限170°设置的投影光源74，而法向观测采用自然光线，其不仅清楚展示了该绕纱层38起毛起球量和毛球掉落量的过程，而且证明本测量的动态、在线和快速性。主要基于毛羽的平均高度、毛球数量、毛球直径及其变异系数、掉落毛球数及质量百分率、毛球最大拖拽剥离水平力和垂直力指标的织物抗起毛起球性的综合估计值3.02级，与用该羊毛/粘胶股线制成的针织物的抗起毛起球性标准测量评价的3级或3.5级相比，不仅更为准确、稳定，而且精度更高。说明本测量与计算方法的准确。
实施例2
采用本发明的测量装置及方法，对纱线号数为15.8tex的羊毛与PTT纤维的混纺纱的起毛起球性作从所述的第一步和第二步的过程测量与计算，其测量条件参数和实际测量结果见下表实施例2一栏和所述第二步的过程测量曲线见图6。从实测结果可知，磨损后的羊毛与PTT纤维的混纺纱的切向观测和法相观测所得的单位面积毛球数量、毛球直径及其变异系数间具有很好的一致性，说明两种形式的观测有效、准确。法向整体表观的观测，绕纱样毛绒效果不明显，而磨纱样的毛绒效果明显，分别与起始毛羽平均高度2.5mm|10mm及毛羽高于h的百分率1.3％|≥10mm和最终毛羽平均高度6.5mm|10mm及毛羽高于h的百分率31.4％|≥10mm值趋势相一致，说明毛羽高度和量测量的准确与有效。毛羽和毛球都有较高的剥离水平拖拽力和垂直拖拽力，但因为PTT短纤的混入而均增大、符合实情，且毛球被多根毛羽握持的结果始终大于毛羽，证明抽拔力测量的真实、准确。相对较低的磨损物质量、较少的掉落毛球数说明PTT短纤混入与羊毛的纠缠及增强作用，以及所收集称量的准确，相对中等的掉落毛球的质量百分率，说明磨损丢的毛羽比例的较高，且毛球结构较紧、毛球较大。由图6所示的是仅仅取磨纱过程的切向观测的单位面积毛球数Nt和毛球平均直径D和法相观测的单位面积毛球数Nn和毛球平均直径D四指标与对称来回转动的次数m的关系曲线，是采用上、下位的双CCD摄像机71同时观测和第二象限180°和第一象限45°的双投影光源74，其不仅清楚展示了该绕纱38层起毛起球量和毛球增大的过程，而且证明本测量的动态、在线和快速性。主要基于毛羽的平均高度、毛球数量、毛球直径及其变异系数、掉落毛球数及质量百分率、毛球最大剥离水平拖拽力和垂直拖拽力指标的织物抗起毛起球性的综合估计值2.94级，与用该羊毛与PTT纤维的制成的机织物的抗起毛起球性标准测量评价的3.0级或3.5级相比，不仅更为准确、稳定，而且精度更高。说明本测量与计算方法的准确。
实施例3
采用本发明的测量装置及方法，对纱线号数为17.8tex的棉与亚麻混纺纱的起毛起球性作从所述的第一步和第三步的比较测量与计算，采用CCD摄像机61上位和投影光源64第二象限165°的观测，再CCD摄像机71移到下位和投影光源74转到第一象限25°的观测，实验的测量条件参数和实际测量结果见下表实施例3一栏。从实测结果可知，磨损后的棉与亚麻混纺纱的切向观测和法相观测所得的单位面积毛球数量因为棉纤维不起球而都很少、毛球直径因涤纶起球而都偏大且变异系数都很大，而且因为取样量的差异，切向观测的CVD值大于法向观测CVd值
说明两种形式的观测有效、准确。法向整体表观的观测磨纱样的毛绒效果明显，与最终毛羽平均高度5.2mm|5mm及毛羽高于h的百分率24.2％|≥6mm值趋势相一致，说明毛羽高度和量测量的准确与有效。毛羽和毛球都有较低的剥离水平拖拽力和垂直拖拽力，是因为棉和亚麻纤维性质所决定、符合实情，且毛球被多根毛羽握持的结果较多地大于毛羽，证明拖拽力测量的真实、准确。相对较高的磨损物质量、几乎无掉落毛球数说明棉纤维易于磨损和磨损效果与收集称量的准确，相对近似为零的掉落毛球数和质量百分率，说明而棉与亚麻混纺纱中的两种纤维均不起球。主要基于毛羽的平均高度、毛球数量、毛球直径及其变异系数、掉落毛球数及质量百分率、毛球最大剥离水平拖拽力和垂直拖拽力指标的织物抗起毛起球性的综合估计值4.93级，是很难起毛起球的纱线，该结果与用该棉与亚麻混纺纱制成的机织物的抗起毛起球性标准测量评价的5级相比，不仅准确、稳定，而且精度更高。说明本测量与计算方法的准确。
实施例4
采用本发明的测量装置及方法，对纱线号数为6.8tex的羊绒/腈纶长丝复合纱的起毛起球性作从所述的第一步和第三步的比较测量与计算，采用CCD摄像机71上位和投影光源74第二象限145°的观测，再CCD摄像机61移到下位和投影光源64转到第一象限45°的观测，实验的测量条件参数和实际测量结果见下表实施例4一栏。从实测结果可知，磨损后的羊绒/涤纶长丝复合纱的切向观测和法向观测所得的单位面积毛球数量因腈纶长丝的混入而减少、毛球直径因羊绒较细而都偏小且变异系数都很大，而且因为取样量的差异，切向观测的CVD(％)值大于法向观测CVd(％)值，说明两种形式的观测有效、准确。法向整体表观的观测磨纱样的毛绒效果明显，与最终毛羽平均高度6.7mm|8mm及毛羽高于h的百分率41.8％|≥8mm值趋势相一致，说明毛羽高度和量测量的准确与有效。毛羽和毛球都有较高的剥离水平拖拽力和垂直拖拽力，是因为羊绒和腈纶纤维性质所决定、符合实情，且毛球被多根毛羽握持的结果较多地大于毛羽，证明拖拽剥离力测量的真实、准确。相对较高的磨损物质量、较少的掉落毛球数说明羊绒纤维易于磨损和磨损效果与收集称量的准确，相对较低的掉落毛球数和质量百分率，说明而腈纶不易磨损和羊绒/腈纶混纺纱中的腈纶纤维起球概率较低。主要基于毛羽的平均高度、毛球数量、毛球直径及其变异系数、掉落毛球数及质量百分率、毛球最大剥离水平拖拽力和垂直拖拽力指标的织物抗起毛起球性的综合估计值3.41级，是较易起毛起球的纱线，该结果与用该羊绒/腈纶长丝复合纱制成的针织物的抗起毛起球性标准测量评价的3级或3.5级相比，不仅准确、稳定，而且精度更高。说明本测量与计算方法的准确。
不同纱线在不同测量条件下的起毛起球量、形态及抽拔力的测量结果
Claims (10)
1.一种纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置，其特征在于：包括送纱机构(2)和可在绕纱位(I)与磨纱位(II)之间切换的平移驱动机构，纱线出送纱机构(2)后获得稳定张力并等间距密排地绕于绕纱机构(3)的纱筒(31)上从而形成绕纱层(38)，在纱筒(31)的上方设有夹持剥离机构(1)，由夹持剥离机构(1)夹持绕纱层(38)的毛羽和/或毛球(39)作夹持水平拖拽力和垂直拖拽力的测量从而获得夹持剥离力曲线以测量来回拖拽剥离性，纱筒(31)由绕纱机构(1)的第一驱动组件驱动作来回转动，在纱筒(31)的侧边设有用于对绕纱层(38)进行磨纱的磨纱机构(4)的磨纱板(41)，当平移驱动机构切换至磨纱位(II)时，平移驱动机构通过磨纱机构(4)的第二驱动组件驱动磨纱板(41)作水平方向上的往复移动从而对绕纱层(38)进行摩擦，当平移驱动机构(4)切换至绕纱位(I)时，平移驱动机构带动给送纱机构(2)使纱线出给送纱机构(2)后等间距密排地绕于绕纱机构(3)的纱筒(31)上，在纱筒(31)下方设有收集磨损掉落毛羽和/或毛球(39)的磨损物收集器(6)，在纱筒(31)侧边设有作切向或法向观测的显微成像系统(7)，绕纱机构(3)的第一驱动组件、平移驱动机构、磨损物收集器(6)、显微成像系统(7)及夹持剥离机构(1)连接控制与数据分析系统(8)。
2.如权利要求1所述的一种纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置，其特征在于：所述的夹持剥离机构(1)，夹持剥离机构(1)的前部挑出主体为水平扁平段而尾部为垂直扁平段的悬臂梁(11)，用于垂直力测量的垂直力应变片组(12)贴于悬臂梁(11)的水平扁平段根部紧靠垂直扁平段，用于水平力测量的水平力应变片组(13)贴于悬臂梁(11)的垂直扁平段，带有自加紧弹簧的夹头(14)与悬臂梁(11)头端固接，夹头(14)的夹持端向下，可作上下移动的垂直移架(15)与悬臂梁(11)的垂直扁平段相固接，垂直移架(15)设于可使其左右水平滑动并粗定位的水平移架(16)上，在水平移架(16)上设有可使垂直移架(15)左右水平移动并精确平稳定位的水平移动钮(17)，水平移架(16)设于可使其平稳移动的燕尾槽底座(18)上；
所述的垂直力应变片组(12)的电信号输出于所述控制与数据分析系统(8)，包括4片相同性能且连接成惠斯通电桥的应变片，其中两片贴于悬臂梁(11)水平扁平段根部的上表面，另两片贴于悬臂梁(11)水平扁平段根部的下表面，其；所述的水平力应变片组(13)的电信号输出于所述控制与数据分析系统(8)，包括4片相同性能且连接成惠斯通电桥的应变片，其中两片贴于悬臂梁(11)垂直扁平段的左表面，另两片贴于悬臂梁(11)垂直扁平段的右表面。
3.如权利要求1所述的一种纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置，其特征在于：所述平移驱动机构(5)包括过桥轮(51)及主动轮(54)，过桥轮(51)的一侧与主动轮(54)相啮合，当所述平移驱动机构(4)切换至所述绕纱位(I)时及当所述平移驱动机构切换至所述磨纱位(II)时，过桥轮(51)的另一侧分别与不同的齿轮相啮合，主动轮(54)套设在传动轴(53)上，移动步进电机(52)驱动传动轴(53)转动，移动步进电机(52)与所述的控制与数据分析系统(8)相连；
所述送纱机构(2)包括从管纱(28)上等张力引导出纱线并定位的定位导纱钩(21)及三张力杆架(29)，管纱(28)设于管纱架(27)上，定位导纱钩(21)设于三张力杆架(29)上，管纱架(27)及三张力杆架(29)固接在滑块(22)上，滑块螺母(23)设于滑块(22)中，滑块螺杆(24)与滑块螺母(23)啮合，滑块齿轮(25)套设在滑块螺杆(24)外，当所述平移驱动机构(4)切换至所述绕纱位(I)时，过桥轮(51)与滑块齿轮(25)相啮合，由移动步进电机(52)通过滑块齿轮(25)驱动滑块螺杆(24)转动，由滑块螺杆(24)推动滑块(22)使管纱架(27)、三张力杆架(29)及定位导纱钩(21)作同步单向平移，使得出三张力杆架(29)的等张力的纱线等间距密排地绕于所述纱筒(31)上形成所述绕纱层(38)，使滑块(22)平衡稳定移动的平衡杆(26)穿设于滑块(22)内；
所述磨纱机构(4)包括与所述绕纱层(38)可紧密接触或分开的磨纱板(41)，磨纱板(41)固接在支架(42)上，在支架(42)中设有螺母(43)、螺母(43)与螺杆(44)相啮合，螺杆齿轮(45)套设在螺杆(44)外，当所述平移驱动机构切换至所述磨纱位(II)时，过桥轮(51)与螺杆齿轮(45)相啮合，由移动步进电机(52)通过螺杆齿轮(45)驱动螺杆(44)转动，使得磨纱板(41)作水平方向上的往复移动从而对所述绕纱层(38)作单方向的平磨，以形成垂直于纱轴的直线平磨磨纱样，使支架(42)平衡稳定移动的滑杆(46)穿设于支架(42)中，所述直线平磨磨纱样是指所述磨纱板(41)的往复平移达到设定的平移次数j时，j大于等于10，平磨暂停、纱筒(31)转动大于或等于磨纱板(41)磨面的圆弧角，以进入未磨纱的区域，并直至磨完所述绕纱层(38)的0.5-1周，然后重复同一过程和同一磨纱区域，作直线平磨达n1次，得直线平磨磨纱样。
4.如权利要求3所述的一种纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置，其特征在于：所述绕纱机构(3)包括在纱筒(31)，在纱筒(31)的左右两侧分别设有的便于嵌入握持被绕纱线头端及尾端的嵌槽(36)，所述绕纱层(38)头端及末端分别由右纱头钉(35)及左纱头钉(32)固定，纱筒轴(33)穿设于纱筒(31)内，纱筒轴(33)架设在纱筒轴架(34)上，转动步进电机(37)经由纱筒轴(33)固接驱动纱筒(31)转动，转动步进电机(37)连接所述控制与数据分析系统(8)，纱筒(31)在转动步进电机(37)的驱动下可作四种模式的转动，分别为绕纱模式、磨纱模式、测量模式和拖拽模式；
在绕纱模式下，所述平移驱动机构(4)切换至所述绕纱位(I)，所述过桥轮(51)与所述滑块齿轮(25)相啮合，转动步进电机(37)驱动过纱筒(31)单向匀速转动，该转动与所述的定位导纱钩(21)及所述的三张力杆架(29)同步单向平移结合，实现等张力、等间距、匀速地送纱并卷绕在纱筒(31)上形成均匀密排的所述绕纱层(38)；
在磨纱模式下，所述平移驱动机构(4)切换至磨纱位(II)，过桥轮(51)与所述螺杆齿轮(45)相啮合，转动步进电机(37)驱动纱筒(31)作非对称来回转动或对称来回转动，该转动与所述磨纱板(41)的只接触绕纱层(38)而不动或磨纱板(41)的往复移动相结合，实现对所述绕纱层(38)非对称来回转动或对称来回转动的沿纱轴方向平磨的或李莎茹曲线磨纱轨迹的磨纱制样；其中，所述的纱筒(31)作非对称来回转动是指转动步进电机(37)非对称来回转动驱动纱筒(31)作来回转动和同时单向渐进的转动，当纱筒(31)渐进转动达设定的n2周时，n2大于等于1，完成对所述绕纱层(38)作沿纱筒(31)转动方向的非对称来回转动磨纱，纱筒(31)转动的前进角θa大于其后退角θb，且前进角θa为10°～360°；所述的纱筒(31)作对称来回转动是指通过所述的转动步进电机(37)的对称来回转动驱动纱筒(31)作对称角度θ的来回转动，角度θ为180°～1080°，当纱筒(31)来回转动次数达设定的m次时，m大于等于10，完成对绕纱层(38)作沿纱筒(31)转动方向的对称来回转动磨纱；
在测量模式下，纱筒(31)以切向观测和/或法向观测两种观测形式的转角、单向逐一转动定位、静止观测、再转动，直至转满一周或转完磨纱制样磨损区小于360°的自身磨损区角度的转动；其中，切向观测是指以切向观测转角β1逐一转动及定位纱筒(31)，而所述显微成像系统(7)的CCD摄像器(71)在上位、沿纱筒(31)边缘的切向逐一观测进入视野的毛羽和/或毛球(39)；所述的法向观测是指以法向观测转角β2逐一转动及定位纱筒(31)，所述显微成像系统(7)的CCD摄像器(71)在下位并与纱筒(31)轴在同一水平、正对纱筒(31)的表面逐一观测进入视野的毛羽和/或毛球(39)，所述的切向观测转角β1小于等于法向观测转角β2；
在拖拽模式下，纱筒(31)对被所述夹持剥离机构(1)的夹头(14)所夹持毛羽和/或毛球(39)作来回拖拽剥离的变转角的转动，变转角是指在预置的剥离力F0下所作的来回转动，即纱筒(31)正转到某一角度时，所产生的拖拽力等于剥离力F0时纱筒(31)反向回转，当拖拽力再次等于剥离力F0时纱筒(31)又正转，直至毛羽和/或毛球(39)从绕纱层(38)上被拖拽剥离开来，停止来回拖拽转、完成拖拽剥离测量。
5.如权利要求4所述的一种纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置，其特征在于：所述显微成像系统(7)包括可即时观测毛羽及毛球数量和形态尺寸的CCD摄像器(71)，CCD摄像器(71)固定在可在定位架(73)竖槽中作上、下移动的定位钮(72)上，投影光源(74)通过固定钮(75)固定于带有圆弧状滑槽的圆弧架(76)上；
CCD摄像器(71)有上位与下位之分，CCD摄像器(71)在上位与下位各布置一个或一个CCD摄像器(61)在上位与下位之间移动；其中，上位用于对所述纱筒(31)上绕纱层(38)上的毛羽和/或毛球(39)的数量及形态，以及毛羽和/或毛球(39)在抽拔时纤维受力的形态的切向观测；下位用于对所述纱筒(31)上磨纱后所述绕纱层(38)整体的起毛起球表观和毛球数及形态的法向观测；CCD摄像器(71)与所述控制与数据分析系统(8)相连；
投影光源(74)分别定位在第一象限及第二象限，投影光源(74)在第一象限及第二象限各布置一个或一个投影光源(74)在第一象限与第二象限之间移动，当投影光源(74)定位在第二象限时，投影光源(74)位于所述纱筒(31)的后侧，与所述的CCD摄像器(71)的上位相配合；当投影光源(74)定位在第一象时，投影光源(74)位于所述纱筒(31)前侧，与所述的CCD摄像器(71)的下位相配合，所述的投影光源(74)的亮度由所述控制与数据分析系统(8)控制。
6.如权利要求1所述的一种纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置，其特征在于：所述磨损物收集器(6)包括可以快速有效收集掉落毛羽和/或毛球(39)的前吸杂器(61)、帮助毛羽竖起及分离的静电起绒器(62)、强力快速抽吸粘附于绕纱上的毛羽和/或毛球(39)的后吸杂器(63)，由前吸杂器(61)及后吸杂器(63)收集的毛羽和/或毛球(39)送至称重器(64)称量重量，吸尘电机(65)的抽吸口分别与前吸杂器(61)和后吸杂器(63)相连，由其为前吸杂器(61)和后吸杂器(63)提供抽吸压；静电起绒器(62)的极板静电压和吸尘电机(65)的抽吸速率由所述控制与数据分析系统(8)控制，称重器(64)将称得的重量数据送至所述控制与数据分析系统(8)。
7.如权利要求1所述的一种纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置，其特征在于：所述的控制与数据分析系统(8)包括计算机(81)，计算机(81)通过数据线分别与垂直力和水平力测量模块(82)、纱线磨损物称量采集模块(83)、毛羽及毛球数及形态模块(84)、投影亮度控制单元(85)、转动模式与速度控制单元(86)、移动模式与速度控制单元(87)及起绒电压与抽吸压控制单元(88)相连；
垂直力和水平力测量模块(82)通过数据线同步采集所述夹持剥离机构(1)所测得的垂直拖拽力和水平拖拽力及完成两者的矢量合成，得拖拽力F，并将拖拽力F与预置剥离力F0进行比对，确定所述纱筒(31)的继续转动或反向继续转动以实现对所述毛羽和/或毛球(39)的来回拖拽转动；当拖拽力F突然降为零时，通过速度控制单元(86)停止所述纱筒(31)的转动，并记录此刻纱筒(31)来回拖拽转动的次数M及纱筒(31)相对初始夹持点的转角值βM和采集所述夹持剥离机构(1)输出的垂直拖拽力，即所述毛羽和/或毛球(39)的重量；
纱线磨损物称量采集模块(83)通过数据线采集所述磨损物收集器(6)称量得的磨损掉落毛羽和/或毛球(39)的重量，并输入计算机(81)；
毛羽及毛球数及形态模块(84)通过数据线采集由显微成像系统(7)拍摄的切向观测图像和法向观测图像并输入计算机(81)作图像处理与分析提取毛羽和/或毛球(39)的数量及形态参数值；
转动模式与速度控制单元(86)和移动模式与速度控制单元(87)均通过与计算机(81)相连的数据得到运行模式、速度、角度和方向的指令并反馈运行状态参数值，同时，通过各自的控制数据线控制各自对应的绕纱机构(1)的第一驱动组件和平移驱动机构；
投影亮度控制单元(85)和起绒电压与抽吸压控制单元(88)均由计算机(81)通过与之相连的控制数据直接控制。
8.一种采用如权利要求1所述的纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置的测量方法，其特征在于，具体步骤为：
第一步、绕纱制样与测量：先在计算机(81)中将移动步进电机(52)和转动步进电机(37)的运行模式设置为绕纱模式并将平移驱动机构(5)的过桥轮(51)切换到绕纱位(I)即与送纱机构(2)的滑块齿轮(25)相啮合，再将绕纱层(38)头端从管纱(28)上引出，经定位导纱钩(21)及三张力杆架(29)引导至纱筒(31)一侧的嵌槽(36)后，用右纱头钉(35)固定；在绕纱模式下同步启动移动步进电机(52)和转动步进电机(37)以及启动磨损物收集器(6)的静电起绒器(62)和吸尘电机(65)，启动的移动步进电机(52)带动主动轮(54)转动，主动轮(54)带动与其啮合的过桥轮(51)转动，从而带动滑块齿轮(25)转动，也使滑块螺杆(24)转动，滑块螺杆(24)的转动推动与滑块螺母(23)固接的滑块(22)及与滑块(22)固接的定位导纱钩(21)及三张力杆架(29)和管纱架(27)上的管纱(28)作同步单向平移，实现经定位导纱钩(21)及三张力杆架(29)的绕纱对纱筒(31)作单向平移等间距缠绕；同步启动的转动步进电机(37)驱动纱筒轴(33)并带动纱筒(31)单向转动，实现对纱线的等速牵引和卷绕，纱筒(31)的单向转动与定位导纱钩(21)的向左单向平移运动一起，协同实现绕纱在纱筒(31)上整体均匀密排；当绕满纱筒(31)后，关闭移动步进电机(52)和转动步进电机(37)以及启动磨损物收集器(6)的静电起绒器(62)和吸尘电机(65)，将绕纱层(38)末端固定于左纱头钉(32)中，得到等张力密排绕纱在纱筒(31)上形成均匀排列的绕纱层(38)即绕纱样；然后将转动步进电机(37)进入测量模式，即纱筒(31)以切向观测转角β1和/或法向观测转角β2逐一转动并定位，采用CCD摄像器(71)在上位和/或下位对所述绕纱样的毛羽和/或毛球(39)数量、形态大小及其分布作切向观测和作法向观测，直至纱筒(31)即绕纱层(38)转满一周，并以称重器(64)称取记录绕纱样上初始浮游纤维的重量；所得结果均输入计算机(81)，计算得所述绕纱样的毛羽和/或毛球(39)数量、形态大小及其分布值，并作为参照样本；
第二步、磨纱制样：先在计算机(81)中将移动步进电机(52)和转动步进电机(37)的运行模式设置为磨纱模式，将平移驱动机构(5)的过桥轮(51)切换到磨纱位(II)即过桥轮(51)与磨纱机构(4)的螺杆齿轮(45)相啮合，再将磨纱板(41)紧贴于纱筒(31)的绕纱层(38)上；启动磨损物收集器(6)的静电起绒器(62)和吸尘电机(65)，在磨纱模式下作直线平磨磨纱、圆弧平磨磨纱和李莎茹曲线磨纱中的一种磨纱；同步启动测量模式对所述三种磨纱中的一种，在设定的每隔Δn2周的非对称来回转动或每隔Δm次的对称来回转动，以显微成像系统(7)对转到设定的切向观测转角β1和/或法向观测转角β2视野中的所述过程磨纱样的毛羽和/或毛球(39)数量、形态大小及其分布作切向观测和/或作法向观测，以磨损物收集器(6)收集在磨纱中过程磨纱样所磨损掉落的毛羽和/或毛球(39)称重；所得结果输入计算机(81)，计算得磨纱过程的系列毛羽和/或毛球(39)数量、形态大小及其分布值，并作为过程磨纱样；
所述的直线平磨磨纱是指不启动转动步进电机(37)即所述的纱筒(31)静止不动而启动所述的移动步进电机(52)作直线平磨的磨纱，即启动的移动步进电机(52)带动主动轮(54)转动，主动轮(54)带动与其啮合的并切换位于磨纱位(II)的过桥轮(51)转动，进而带动所述螺杆齿轮(45)及螺杆(44)转动，而推动支架(42)作对称式的往复平移，由此使磨纱板(41)对静止的绕纱层(38)作沿纱筒(31)轴向的往复平移的直线平磨磨纱；
所述的圆弧平磨磨纱是指不启动所述的移动步进电机(52)即所述的磨纱板(41)静止不动而启动转动步进电机(37)作圆弧平磨的磨纱，即启动的转动步进电机(37)驱动纱筒轴(33)并带动纱筒(31)作非对称来回转动或对称来回转动，由此来回转动的绕纱层(38)相对静止磨纱板(41)作沿纱筒(31)切向的来回转动的圆弧平磨磨纱；
所述的直线平磨磨纱达到直线平磨次数n1、或所述的圆弧平磨磨纱和所述的李莎茹曲线磨纱达到纱筒(31)非对称来回转动的渐进转动设定的周数n2或达到所述纱筒(31)对称来回转动设定的次数m时，得终态磨纱样或简称磨纱样；而在未达设定直线平磨次数n1、或周数n2或次数m时的磨纱样称为过程磨纱样；获得终态磨纱样即磨纱过程完成时，关闭移动步进电机(52)和转动步进电机(37)以及启动磨损物收集器(6)的静电起绒器(62)和吸尘电机(65)，令磨纱板(41)复位，即与纱筒(31)的绕纱层(38)分离；
第三步、磨纱样测量与评价：令计算机(81)进入测量模式，即启动转动步进电机(37)先使纱筒(31)以法向观测转角β2逐个转动移位，采用显微成像系统(7)的CCD摄像器(71)下位完成对所述终态磨纱样的逐区法向观测，并直至绕纱层(38)的被磨纱区域被全部观测，并用磨损物收集器(6)的称重器(64)称得磨损掉落纤维的总重量，所得结果输入计算机(81)，计算得毛羽和/或毛球(39)数量、形态大小及其分布值，以及毛羽和/或毛球(39)的磨损量值；再使纱筒(31)以切向观测转角β1逐个转动移位，对每一观察位先采用显微成像系统(7)的CCD摄像器(71)上位完成对所述终态磨纱样的逐区切向观测，再采用所述的夹持剥离机构(1)夹持住该观测区的毛羽和/或毛球(39)，在拖拽模式下纱筒(31)作设定剥离力F0下的来回拖拽转动，待所述的毛羽和/或毛球(39)从绕纱层(38)上被拖拽剥离开来时，记录来回拖拽转动的次数M及纱筒(31)的转角值βM，然后通过所述的垂直移架(15)上移悬臂梁(11)后，采集垂直力应变片组(12)输出的垂直拖拽力，即该毛球的重量，重复完成对该切向观测区的毛球或毛羽(39)若干次拖拽剥离测量后、转入下一个观测区，直至绕纱层(38)的被磨纱区域全部被观测及拖拽剥离测量，所得结果输入计算机(81)，计算得毛羽和/或毛球(39)数量、形态大小及其分布值，以及毛羽和/或毛球(39)的在剥离力F0下的拖拽剥离平均寿命lnM、拖拽滑出平均长度L和毛球的平均质量；最后依据上述测量结果通过计算机(81)对纱线的起毛起球作综合评价，其有三种形式的评价，即依据第一步到第三步的测量与计算结果，可得到对所测纱样起毛起球过程及其终态性能的综合评价；依据第一步和第二步的测量与计算结果，可对所测纱样起毛起球过程作定量评价；依据在相同实验条件下和扣除第一步绕纱样的影响下的第三步测量与计算结果的比较，可对不同纱样的起毛起球难易程度作综合性对比评价。
9.一种如权利要求1所述的纱线起毛起球形态及毛球剥离测量装置的应用，其特征在于：用于纱线起毛起球量、形态、磨损量和来回拖拽剥离性的测量及抗起毛起球性的综合评价。
10.一种如权利要求8所述的测量方法的应用，其特征在于：用于纱线起毛起球量、形态、磨损量和来回拖拽剥离性的测量及抗起毛起球性的综合评价。
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104849164A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-08-19 | 苏州大学 | 一种测试纱线与织物抗划割性能的装置 |
| CN105866121A (zh) * | 2016-03-26 | 2016-08-17 | 武汉纺织大学 | 一种折边图像采集式布料毛羽的检测装置及检测方法 |
| CN106092750A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 盐城工学院 | 毛绒固结强度测试装置、毛绒辅助分隔装置及测试方法 |
| CN106153534A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-23 | 盐城工学院 | 毛绒固结强度测试装置及测试方法 |
| CN108190401A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 华祥（中国）高纤有限公司 | 尾丝翻转结构 |
| CN108732054A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-11-02 | 河北大学 | 小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置 |
| CN109850681A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-06-07 | 天津工业大学 | 一种纱线颜色测量试样制备方法及制备装置 |
| CN110763591A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-07 | 核工业理化工程研究院 | 纤维浸胶起毛量的测试方法及测试装置 |
| CN111627300A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-04 | 河海大学常州校区 | 一种李萨如图形形成原理的实物演示装置 |
| CN113120661A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-07-16 | 潘少华 | 一种纺织导纱装置及其使用方法 |
| CN115074896A (zh) * | 2021-08-17 | 2022-09-20 | 深圳市海弘装备技术有限公司 | 一种丝线限位装置及其方法 |
| CN117147353A (zh) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 南通宏大实验仪器有限公司 | 一种纺织面料表面起毛起球测试装置及其方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0182660A2 (en) * | 1984-11-21 | 1986-05-28 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Light-scattering method for measuring average cross-sectional shape parameters of a yarn |
| CN1699999A (zh) * | 2005-05-18 | 2005-11-23 | 东华大学 | 纱线或织物表面特征的光学与力学组合测量方法及装置 |
| CN102305764A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-01-04 | 东华大学 | 一种用于纱线摩擦起毛起球的装置与方法 |
| CN102305763A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-01-04 | 东华大学 | 一种纱线起毛起球情况的客观评价装置 |
| CN102323120A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-01-18 | 东华大学 | 在线进出双测量的纱线起毛起球评价方法与装置 |
-
2013
- 2013-08-28 CN CN201310382957.2A patent/CN103472210B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0182660A2 (en) * | 1984-11-21 | 1986-05-28 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Light-scattering method for measuring average cross-sectional shape parameters of a yarn |
| CA1247362A (en) * | 1984-11-21 | 1988-12-28 | Charles M. Paulson, Jr. | Method |
| CN1699999A (zh) * | 2005-05-18 | 2005-11-23 | 东华大学 | 纱线或织物表面特征的光学与力学组合测量方法及装置 |
| CN102305764A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-01-04 | 东华大学 | 一种用于纱线摩擦起毛起球的装置与方法 |
| CN102305763A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-01-04 | 东华大学 | 一种纱线起毛起球情况的客观评价装置 |
| CN102323120A (zh) * | 2011-05-30 | 2012-01-18 | 东华大学 | 在线进出双测量的纱线起毛起球评价方法与装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张林彦等: "基于布面毛羽特征参数测试的织物抗起毛性客观评价", 《纺织学报》, vol. 34, no. 4, 30 April 2013 (2013-04-30) * |
| 杜赵群等: "纱线与织物风格的综合评价系统与表征方法研究", 《东华大学学报（自然科学版）》, vol. 32, no. 3, 30 June 2006 (2006-06-30) * |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104849164B (zh) * | 2015-06-09 | 2017-12-22 | 苏州大学 | 一种测试纱线与织物抗划割性能的装置 |
| CN104849164A (zh) * | 2015-06-09 | 2015-08-19 | 苏州大学 | 一种测试纱线与织物抗划割性能的装置 |
| CN105866121A (zh) * | 2016-03-26 | 2016-08-17 | 武汉纺织大学 | 一种折边图像采集式布料毛羽的检测装置及检测方法 |
| CN106092750A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 盐城工学院 | 毛绒固结强度测试装置、毛绒辅助分隔装置及测试方法 |
| CN106153534A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-23 | 盐城工学院 | 毛绒固结强度测试装置及测试方法 |
| CN106153534B (zh) * | 2016-06-20 | 2018-07-24 | 盐城工学院 | 毛绒固结强度测试装置及测试方法 |
| CN106092750B (zh) * | 2016-06-20 | 2018-10-30 | 盐城工学院 | 毛绒辅助分隔装置及毛绒固结强度的测试方法 |
| CN108190401B (zh) * | 2017-12-29 | 2024-05-31 | 南京杰惠机械设备科技有限公司 | 尾丝翻转结构 |
| CN108190401A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 华祥（中国）高纤有限公司 | 尾丝翻转结构 |
| CN108732054A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-11-02 | 河北大学 | 小型销盘接触往复摩擦磨损试验装置 |
| CN109850681A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-06-07 | 天津工业大学 | 一种纱线颜色测量试样制备方法及制备装置 |
| CN110763591A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-02-07 | 核工业理化工程研究院 | 纤维浸胶起毛量的测试方法及测试装置 |
| CN111627300A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-04 | 河海大学常州校区 | 一种李萨如图形形成原理的实物演示装置 |
| CN113120661A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-07-16 | 潘少华 | 一种纺织导纱装置及其使用方法 |
| CN113120661B (zh) * | 2021-03-03 | 2022-11-04 | 宜昌佳润纺织有限公司 | 一种纺织导纱装置及其使用方法 |
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