CN109060402B - 一种电动式条形皮革取样器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动式条形皮革取样器，该取样器在底板上设置有两个相互垂直的滑轨，一个滑轨上用于承载切割装置，另一个滑轨上用于承载固定皮样的移动平台，切割装置上设置有托架和刀片；切割皮样时，皮样固定在移动平台上，电机带动非圆形刀片快速旋转，沿着第一滑轨平动前进中切割皮样。因托架的上端面为倾斜状，使得切割过程中刀口与皮样的接触中为“点接触”；使得在推动过程中接触点处保持较大的压强，所有不需要很大的压力即可将柔性的皮样顺利切割开来，制作的试样边缘整齐且整体形状规范；且由于切割过程中的运动部件都是沿着轨道方向滑动，消除了人为因素的不良影响。

Description

一种电动式条形皮革取样器

【技术领域】

本发明属于柔性材料性能检测试样的制作领域，涉及一种电动式条形皮革取样器。

【背景技术】

收缩温度是皮和革(以下简称皮革)重要物理参数检测项目，具体是指试样在连续均匀升温过程中开始收缩时刻所对应的环境温度，是其本身固有特性。通过准确检测其收缩温度，将直接反映了该皮革的揉制情况和热湿稳定性，为揉制工艺中化工材料和环境条件等参数确定提供数据支持，也为进一步加工制作皮革制品或者用途选择提供指导依据。虽然随着科学技术的发展，检测收缩温度的方法与装置也有很多种，如最原始的GJ901型指针式皮革收缩温度测定仪,到今天被广泛使用的MSW-YD4型数字式皮革收缩温度测定仪等，但是其工作原理都是以QB/T 2706--2005标准：《皮革化学、物理、机械和色牢度试验取样部位》为基础的。而无论采用何种方法及装置检测收缩温度，首先都必须首先按照标准要求制取50*3mm²的试样，当然还包括厚度≤0.5mm时的50*2mm²规格的试样。

实际上试样的获取与其检测过程中的固定方式有关。我们也曾经为了有效解决鳄鱼夹固定方法给检测结果带来的不良影响而采用试样一次性成型并在二端形成挂孔，从而以挂样方式固定试样的新方法，并且这种方法及相应装置获得发明专利授权：一种具有双孔的试样制取装置：ZL200910219241.4。然而这种方法及相应装置在使用过程中主要存在二个较为严重的问题：

1、为了满足标准样品尺寸规定又需要以挂样方式固定，必然形成哑铃型试样的形状，而哑铃型刀具必然出现的阴角型刀口给加工制作工艺带来很大困难；所以采用一次性制作50*8mm²的标样作为试样，而且通过二种不同宽度试样对比实验证明其宽度变化对收缩温度没有影响，其具体内容以“不同宽度试样对其收缩温度影响”为题目公开发表于2008年11期的《中国皮革》杂志。但是质量监督检测部门因为其试样尺寸不符合标准规定而拒绝采用相应的收缩温度检测仪，给产品市场扩展带来一定影响；

2、一次性制取试样刀具的刀口和目前大部分取样器一样，在具体操作过程中因为刀口面与皮革面呈现平行状态，所以是以矩形周长式线接触方式切下标准试样的。而这种线接触方式使得需求施加的压力达到几百上千公斤。所以通常取样器都是借助于电动机或者气动装置作为动力来完成取样的，而且其装置本身一般达300公斤左右，体积庞大而且操作不便；尽管我们曾经经过改进后采用了手动操作液压千斤顶方式来完成一次性切取试样所需要的几百上千公斤压力(以刀口锋利和皮革厚度有关)，其取样器本身仍然重达5公斤。

所以设计制作既满足皮革收缩温度的标准要求、操作又简单方便且尽量小型化的取样装置已经成为准确检测皮革收缩温度具体实施过程中的技术瓶颈。而究其实质都是由于制样时因为矩形周长式线接触方式需要的大压力导致的。

为了不但满足检测标准中对于皮样尺寸要求条件下，又能够微型化取样装置，以方便于取样操作，我们曾经根据利用剪刀裁剪平面柔性材料时“点受力”方式而使得裁剪过程中始终保持足够压强的原理，把原来裁剪过程中线性刀口的“线接触”改变为“点接触”，从而实现在尽管施加压力不大的情况下仍然能够在刀口与皮样接触处获得足够的压强而切开皮样。因为实际上能否切割皮样的实质要求是压强而非压力。所以如果把制取标准样时刀口平面与皮样平面平行状态下矩形周长式线接触方式变换成为以点接触的方式，那么由于任意时刻刀刃以点而非线的方式接触皮样并进行切割，从而在仍然保持原来需要的压强实现切割的前提下，使得所施加的压力大幅度减小，给手工操作和整机小型化提供了可能性。在保持压强情况下通过连续不断的手工操作过程把标准试样从皮革样品中切割出来；类似于使用面条机切割面条的过程，以此进而实现取样器整体小型化、试样标准化和操作规范化的目标。对此我们设计制作了相应装置并申请了基于此技术原理的不同结构形式的“一种滚刀式试样制取装置(申请号201610964816.5)”等发明专利三个。但是由于皮革本身柔软性特点，依次原理制作的样机，一方面在切割过程中因为材料整体固定困难导致的变形使得很难制作标准皮样，形状欠规范，边缘整齐性差等；而且整个取样过程中都是手工操作，人为因素影响太大。所以设计制作一种操作方便、取样精准的皮革取样器，已经成为皮革收缩温度参数准确方便检测过程中的技术瓶颈。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电动式条形皮革取样器。该取样器以高速旋转的非圆形刀片与托架相交30°的角度，利用手动方式沿着滑轨向前运动进行切割。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电动式条形皮革取样器，包括底板，底板上固定安装有第一滑轨和若干个第二滑轨，第二滑轨彼此相互平行，第一滑轨与第二滑轨相互垂直；第一滑轨上滑动连接有支撑架，支撑架的上端固定连接有电机，电机的输出端在支撑架的前方，支撑架的前方为切割皮样的刀片平动的方向；

电机的输出端固定连接有用于切割皮样的刀片，支撑架的前端下部固定连接有托架，托架沿第一滑轨的长度方向开设有第一槽缝，刀片的下端伸入至第一槽缝内；托架上表面的前端与平移台面的上表面夹角为12°；所有的第二滑轨上共同滑动连接有用于固定皮样的平移台面；

切割皮样时，皮样固定放置在平移台面上，被切割的部位放置在托架上；所述取样器还包括模具，被切割下的半成品皮样在模具被剪刀剪切成长度为50mm的试样；50mm的试样的两端被打孔钳穿出孔洞。

本发明的进一步改进在于：

优选的，支撑架为“L”型钢板，分为竖直壁和水平壁，水平壁的底部和第一滑轨滑动连接，竖直壁的上端固定架装有电机，竖直壁的前端面下部和托架固定连接。

优选的，第一滑轨上滑动连接有第一滑块，第一滑块上端面和水平壁的底部固定连接；每一个第二滑轨上滑动连接有一个第二滑块，所有的第二滑块和平移台面的下端面固定连接。

优选的，切割皮样时，刀片和皮样接触处的刀片的切线，与托架上表面的夹角为30°。

优选的，刀片与皮样接触处距离平移台面上表面的垂直距离≥2mm。

优选的，刀片为八角刀片或六角刀片。

优选的，第一滑轨的长度≥70mm。

优选的，平移台面的上表面通过弹簧转动连接有压板。

优选的，平移台面远离第一滑轨的一端固定连接有手旋螺杆的输出端，手旋螺杆的支撑座固定安装在底板上。

优选的，电机远离刀片的一端固定连接有驱动电源，驱动电源同时作为手柄，电源开关同时设置在手柄上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种电动式条形皮革取样器，该取样器在底板上设置有两个相互垂直的滑轨，一个滑轨上用于承载切割装置，另一个滑轨上用于承载固定皮样的移动平台，切割装置上设置有托架和刀片；切割皮样时，皮样固定在移动平台上，根据目标宽度(2mm或3mm)确定伸出移动平台的宽度，电机带动刀片快速旋转，沿着第一滑轨平动前进过程中切割皮样。因托架的上端面为倾斜状，使得切割过程中刀口与皮样的接触中为“点接触”；使得在推动过程中接触点出有很大的压强，即不需要很大的压力将柔性的皮样切割开，制作的试样边缘整齐且整体形状规范；且由于切割过程中的运动部件都是沿着轨道方向滑动，从而消除了人为因素的不良影响。本皮革取样装置操作方便规范，能够根据需要方便制作柔性材料各种尺寸的条形试样。

进一步的，支撑架为“L”型钢板，水平壁用于与滑轨滑动连接，竖直壁用于支撑电机与托架。

进一步的，第一滑轨通过滑块与支撑架滑动连接；第二滑轨通过滑块与平移台面滑动连接，保证切割过程移动的顺畅。

进一步的，本发明的刀片切割点处刀片的切线与托架上端面的夹角为30°，该角度为最佳接触角度，保证了对于纤维组成的柔性材料的顺利切割。

进一步的，本发明的切割刀刃与皮样接触点的高度高出平台上表面2mm，以保证切割过程中皮样基本处于水平状态。

进一步的，刀片为八角刀片或六角刀片，能够防止刀刃与柔性的皮样产生打滑现象，进而快速的切割皮样，使得切割后的皮样试样边缘没有毛刺。

进一步的，切割刀具所在的第一滑轨的长度≥70mm，保证切割下来的条形皮样长度≥50mm。

进一步的，平移台面通过弹簧和压板转动连接，使得压板在不受力的情况下与平移台面的上表面紧密接触，固定皮样；当需要放置皮样时，掀开压板即可将皮样放在压板和皮样之间。

进一步的，平移台面的后端固定连接有手旋螺杆的输出端，通过转动手旋螺杆，实现平移台面靠近刀片和远离刀片的平移运动(左右运动)，进而调整切割皮样的宽度。

进一步的，电机的后端固定连接有驱动电源，驱动电源同时作为手柄，设置有电源开关，使得驱动电源在为电机提供电能的同时，操作者能够方便的沿着滑轨移动电机，进而实现切割皮样的操作。

【附图说明】

图1为本发明取样器的侧视图；

图2为本发明取样器的俯视图；

图3为本发明细节A处的侧面放大图；

图4为本发明细节A处的俯视剖面图；

图5为本发明八角刀片的示意图；

图6为50模具的侧面剖面图；

图7为50模具的主视剖面图。

其中：1-底板；2-第一滑轨；3-第二滑轨；4-第一滑块；5-第二滑块；6-支撑架；7-平移台面；8-电机；9-托架；10-第一槽缝；11-刀片；12-压板；13-手旋螺杆；14-驱动电源；15-50模具；16-竖直壁，17-水平壁。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1和图2，本发明公开了一种电动式条形皮革取样器，该取样器为一个二维电动切割平台，具体包括一个底板1、第一滑轨2、第二滑轨3、第一滑块4、第二滑块5、支撑架6、平移台面7、电机8、托架9、槽缝10、刀片11、压板12、手旋螺杆13、驱动电源14、竖直壁16和水平壁17；

参见图1和图2，底板1上固定有相互垂直的第一滑轨2和若干个第二滑轨3，本实施例中优选为两个第二滑轨3，所有的第二滑轨3相互平行，第一滑轨2固定设置在所有第二滑轨3的右侧；每一个第二滑轨3上均滑动连接一个第二滑块5，第二滑块5能够在各自的第二滑轨3上前后滑动，所有的第二滑块5的上端共同和平移台面7固定连接；平移台面7的上表面后端通过弹簧和压板12连接，压板12在无外力的状态下，其前端紧紧的压在平移台面7上，当需要放置皮样时，将压板12的前端抬起，将皮样放置在压板12和平移台面7之间，因为皮样为柔性材料，通过带有弹簧的压板12能够保证将皮样固定在平移台面上。平移台面7的后端和手旋螺杆13的输出端固定连接，手旋螺杆13的固定端固定在底板1上；通过旋转螺杆1，推动平移台面7沿着第二滑轨3左右移动，进而带动平移台面7上的皮样左右移动，即调整切割后皮样的宽度；平移台面7靠近刀片11的一侧上设置有限位卡，使得平移台面7距离切割刀片11的距离≥2mm，以保证装置运行安全。

第一滑轨2上滑动连接有第一滑块4，第一滑块4上固定连接有支撑架6，支撑架6为“L”型钢板，分为竖直壁16和水平壁17，水平壁17的底端和第一花开4固定连接；设定竖直壁16与水平壁17固定连接的一侧为后侧，不与水平壁17固定连接的一侧为前侧；竖直壁16的上端固定架装有电机8，电机8的输出端在竖直壁16前方，电机8的输出端通过输出轴和刀片11的中心固定连接，从而电机8转动，带动刀片11转动，刀片11的切割方向为第一滑轨2的直线方向；竖直壁16的前侧面开设有第二槽缝，刀片11有一部分在第二槽缝内，但是不与竖直壁16接触；

参见图2、图3和图4，竖直壁16前侧面的底端和托架9固定连接，托架9的后端和竖直壁16固定连接，其上表面在托架9的前端和水平面呈12°夹角，且上表面沿第一滑轨2的长度方向开设有第一槽缝10，刀片11的下端有一部分在第一槽缝10内，但并未与托架9接触。

刀片11切割试样时，接触点的切线与托架9的上表面成30°角，参见图5，刀片11能够为八角刀片或者六角刀片。

参见图6和图7，本发明的取样器还设置有辅助工具，包括50模具15、打孔钳和剪刀；50模具15选择铝合金材料，沿长度方向开设有宽度和深度均为3.5mm的长槽，槽的长度为50，并在上面设置盖板；将切割下来的2mm或3mm宽的皮条，沿长度方向放置在50模具15内，皮条的一端顶住长槽的一端，用盖板压紧皮样，用剪刀将多余的部分剪掉，截成50*3mm²或50*2mm²的皮样。剪切出长度符合要求的试样后，用打孔钳在皮样的两端进行打孔，制备出后续加工时挂样固定所需的挂孔；打孔钳的锥头直径1mm固定于钳口一端的内面，相应钳口一端的同一位置设置对应的1.2mm直径的孔，以保护锥尖的锋利。主要用于在标准试样两端制作两个孔，为挂样固定做好准备。

本发明另外一个使用剪刀的地方为，在切割皮样前首先按照要求取样的位置和方向把皮样剪切整理成为方便固定于平移台面7之上的形状，保证皮样平整的放置在平移台面7上，且保证被选取样的区域应该处于靠近切割刀刃的位置。

本发明的工作过程：

五步骤：制作皮样→固定→切割→剪长→扎孔。

步骤1，制作皮样：

根据制作试样选择的区域和方向，按照要求取样的位置和方向把皮样剪切整理成为方便固定于平移台面7之上的形状，保证皮样平整的放置在平台平面上。

步骤2，固定皮样：

把选择好的皮样放置在平移台面7的上，并且保证被选取样的区域应该处于靠近切割刀刃的位置，保证能够皮样平整放置在底座平面上，然后手动翻转压板12，把皮样稳定可靠的固定在平移台面7上，且右边伸出平移台面7的边缘6mm左右，为切割试样做好准备。

步骤3，切割试样：

(1)首先第一刀把剪刀剪的皮样边缘切割整齐，为正式切割试样做好准备；

(2)根据相关标准规定确定试样宽度，因为一般情况下依据其厚度大小分为3mm或者2mm宽度的二种，确定试样宽度后，利用手旋螺杆13将皮样与平移台面7一起右移相应尺寸，在手握手柄同时打开驱动电源14开关，并推动高速旋转的刀片11一起匀速前移，随之切割下一条标准宽度的条形试样；再关闭驱动电源14，手动手柄后移，并再一次通过手旋螺杆13将皮样与平移台面7一起右移相应尺寸，依据需要重复切割第二个试样；当左右移动第二滑块5被限制后，还需要抬起压板12，把皮样向右平移后重新固定，然后再重复以上操作，多次取样。

4、剪离试样：

把标准宽度而长度大于50mm的条形皮样放入50模具15中，一端接触凹槽的顶点，压上盖板，在另一端把多余的皮样剪掉，从而获得标准尺寸的皮样。

5、打孔钳扎孔：

为了解决夹子固定试样进行检测时手工操作带来的误差，仪器主机仍然采用挂样固定方式进行检测其收缩温度，所以还需要手持打孔钳在标准试样条两端各打一个1mm的圆孔，二孔之间距离为47mm，为检测时固定于检测架做好准备。

制取试样结束后，把平台和刀片以及辅助工具擦洗干净，其中模具、打孔钳和剪刀辅助工具保存工具箱，以备下次再用。

本发明的设计想法与优势：

本发明设计制作了高速旋转刀片11与托架9相交30度角度对皮样利用手动方式沿着滑轨向前运动进行切割；其中刀片11为八角式刀片，托架9中间设置有刀缝。而试样的宽度由手动手旋螺杆13通过平移台面7左右移动实现固定在上面的皮样相对于切割刀片11的宽度的变化，从而实现3mm或者2mm试样宽度调整和确定，而50mm长度再利用剪刀和50模具15来操作完成。在结构上采用左右和前后二个方向的滑轨机构准确实现规定长度和宽度的条形试样的尺寸定位，巧妙科学的旋转八角刀口以及设置的托架9保证其与皮样表面30度的最佳接触角度保证了对于纤维组成的柔性材料的顺利切割，当然还包括弹簧式压板12固定皮样。

在此操作时不但保持切割过程中始终保持刀口处于“点接触”外，又通过高速旋转的八角刀，保证切割皮样过程中因为其受力很小而基本不变形；制作的试样边缘整齐而且整体形状规范。而且由于切割过程中的运动部件都是沿着轨道方向滑动，从而消除了人为因素的不良影响，而高速旋转的八角刀轻松实现理想切割后的试样边缘没有毛刺。整个取样装置除了该主要部件外，还需要50模具15、打孔钳和剪刀和三个辅助件以切割出后续加工制作挂样固定所需要的挂孔和长度。本皮革取样装置操作方便规范，能够根据需要方便制作各种尺寸的条形试样。

本发明的二维电动切割平台包括带动被固定的皮样一起能够左右滑动的平移台面7和前后滑动的电动切割机二部分构成。安装于平移台面7上的弹簧压板12和有效控制平移尺寸的手动手旋螺杆13实现固定在平移台面7上面的皮样准确相对于切割刀片11的左右平移，而固定于前后方向第二滑块5上的电动切割刀片则通过手工推、拉实现切刀沿着第二滑轨3前后直线运动，其中手柄上安装有电机8电源控制开关，通过手旋螺杆13控制平移台面7(包括固定在表面的皮样)沿着第一滑轨2左右滑动和手动操作旋转切刀沿着第二滑轨3前后滑动，从而实现二维平面上的直线运动，并利用高速旋转的八角切刀切割皮样完成条形试样的制备。

本发明设置于底板1左面的两条平行第二滑轨3以及相应的第二滑块5与手旋螺杆13一起组成左右方向受控的平动机构，安装于第二滑块5上的平移台面7以及在其上面设置的弹簧压板12能够固定皮样一起随着平移台面7在手旋螺杆13驱动下实现沿着第二滑轨3左右平动功能。

本发明设置于底板1右面的第一滑轨2及相应的第一滑块4组成前后方向受控的平动机构，在第一滑块4上安装有驱动电源14以及驱动切刀旋转的电机8，作为一个前后平动的整体利用手动推、拉动作实现其前后方向沿着第一滑轨2平动的功能，其中驱动电源14上设置有电机8的手动电源开关；而高速旋转刀片1圆周切线与托架9相交30度角度，又托架9上表面与水平面夹角12度，中间设置有刀缝而切割刀片11为八角式刀片。另外第一滑轨2的长度至少应该≥70mm，以保证切割下来的条形皮样长度大于50mm。

切割刀刃接触皮样的上表面处的高度应该高出平移台面7上表面2mm左右，以保证切割过程中皮样基本处于水平状态；平移台面7右端设置有限位卡，使得平移台面7距离切割刀片11的距离≥2mm，以保证装置运行安全。

因为根据皮革收缩温度检测标准对于试样制作的规定，通常情况下皮样处于干燥状态下制取，所以这种情况下皮样虽然属于柔性材料，但是仍然具有保持一定形状的功能，再加上本身设计的与刀刃相配合的托架结构好空间高度，再加上高速旋转的八角刀片切割过程中使得皮样基本处于自由状态而没有因为受力变形，所以一系列专门设计能够保证皮样顺利切割，即使很薄的兔也能够顺利切割下50mm*2mm的标准试样。

选择不锈钢或者合金铝材质，主要实现防锈功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电动式条形皮革取样器，其特征在于，包括底板(1)，底板(1)上固定安装有第一滑轨(2)和若干个第二滑轨(3)，第二滑轨(3)彼此相互平行，第一滑轨(2)与第二滑轨(3)相互垂直；第一滑轨(2)上滑动连接有支撑架(6)，支撑架(6)的上端固定连接有电机(8)，电机(8)的输出端在支撑架(6)的前方，支撑架(6)的前方为切割皮样的刀片(11)平动的方向；

电机(8)的输出端固定连接有用于切割皮样的刀片(11)，支撑架(6)的前端下部固定连接有托架(9)，托架(9)沿第一滑轨(2)的长度方向开设有第一槽缝(10)，刀片(11)的下端伸入至第一槽缝(10)内；托架(9)上表面的前端与平移台面(7)的上表面夹角为12°；所有的第二滑轨(3)上共同滑动连接有用于固定皮样的平移台面(7)；

切割皮样时，皮样固定放置在平移台面(7)上，被切割的部位放置在托架(9)上；所述取样器还包括模具(15)，被切割下的半成品皮样在模具(15)被剪刀剪切成长度为50mm的试样；50mm的试样的两端被打孔钳穿出孔洞；

支撑架(6)为“L”型钢板，分为竖直壁(16)和水平壁(17)，水平壁(17)的底部和第一滑轨(2)滑动连接，竖直壁(16)的上端固定架装有电机(8)，竖直壁(16)的前端面下部和托架(9)固定连接；

切割皮样时，刀片(11)和皮样接触处的刀片(11)的切线，与托架(9)上表面的夹角为30°；

第一滑轨(2)上滑动连接有第一滑块(4)，第一滑 块(4)上端面和水平壁(17)的底部固定连接；每一个第二滑轨(3)上滑动连接有一个第二滑块(5)，所有的第二滑块(5)和平移台面(7)的下端面固定连接；

刀片(11)与皮样接触处距离平移台面(7)上表面的垂直距离≥2mm；

刀片(11)为八角刀片或六角刀片；

第一滑轨(2)的长度≥70mm。

2.根据权利要求1所述的一种电动式条形皮革取样器，其特征在于，平移台面(7)的上表面通过弹簧转动连接有压板(12)。

3.根据权利要求1所述的一种电动式条形皮革取样器，其特征在于，平移台面(7)远离第一滑轨(2)的一端固定连接有手旋螺杆(13)的输出端，手旋螺杆(13)的支撑座固定安装在底板(1)上。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种电动式条形皮革取样器，其特征在于，电机(8)远离刀片(11)的一端固定连接有驱动电源(14)，驱动电源(14)同时作为手柄，电源开关同时设置在手柄上。

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