CN113654879B - 一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置,包括载物台、传感器立柱、平板、压力传感器A、压力传感器B、垂直位移机构和水平位移机构；实现该装置的方式是将纺织材料用双面胶固定在载物台的凹槽中，启动垂直位移机构和水平位移机构，驱动压缩机构的平板对纺织材料进行垂直压缩和水平剪切，与平板相连的压力传感器A和压力传感器B分别采集平板对纺织材料的压缩力和剪切力，载物台上部分通过刻度尺采集扭转力，平板的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现稳定的压缩力‑压缩位移曲线、剪切力‑压缩位移曲线和扭转力‑压缩位移曲线的获取。
Description
技术领域
本发明专利涉及纺织精密测量仪器技术领域，尤其是一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置及测试方法，较优的实现刚度较大的纺织材料在平板压缩过程中是否存在侧向的剪切力和扭转力，适用于测试间隔织物、层合织物、三维机织物、三维针织物、非织物、复合织物、泡沫或海绵的平板压缩的剪切力的赋予与测量和压缩过程中扭转力的测量。
背景技术
随着纺织材料在航空航天、深海、建筑和医用领域的拓展应用，多层织物的复合结构、由间隔丝连接上、下表面层织物构成的间隔织物结构等脱颖而出（迈克尔·申德齐洛尔兹，约翰·普鲁伊特，卡尔·瓦格纳，间隔织物，发明专利号：200580019396.3，申请日2005年4月4日；B·加鲁斯，间隔织物及其制造方法，发明专利号：200780007387.1，申请日2007年1月31日；李少玲，经编间隔织物冬夏两用垫及其加工方法，发明专利号：201010253103.0，申请日2010年8月11日）。此类织物由于厚度明显大于传统服用纺织品，以往基本上可忽略的厚度方向的压缩性能变得尤为重要。如颇受医用床垫和坐垫产品青睐的间隔织物（韦锡南等新伟张建芬万益，基于3D经编间隔织物的医用透气护垫，专利号201220682283.9，申请日2012年12月11日），其与人体间的相互作用的关键之一，就是压缩力学行为的分析。然而传统的织物压缩实验基本上是将织物直接放在压缩仪下进行压缩性能测试（GB/T24442.2-2009，纺织品压缩性能的测定第2部分：等速法；GB/T24442.1-2009，纺织品压缩性能的测定第1部分：恒定法），主要在于织物薄，相对于织物的测试长度和宽度而言可忽略不计，且实验的重现性较高，故以往的织物压缩试验不用考虑织物边缘的固定问题。
但对于间隔织物而言，其厚度基本上都超过3mm，且对于床垫和坐垫用间隔织物而言，厚度往往高于10mm，此情况下的厚度相对织物长度和宽度而言不可忽略；且服用所选的间隔丝具有较强的压缩刚度，因而在压缩过程中的抵抗压缩变形的能力强，则间隔织物在压缩过程中会产生许多新的作用，如间隔织物在压缩过程中，由于间隔丝压缩的不对称性造成间隔织物表面的受力不对称，间隔织物在压缩夹头表面滑动，造成压缩力有明显波动；并且由于间隔丝的特殊结构，间隔织物在压缩过程中会产生侧向倒伏和扭转，即侧向剪切力和扭转力。且间隔织物在压缩过程中由于间隔丝的压缩刚度大，造成间隔织物边缘的明显翘起，进而造成压缩力测试结果的波动。因此为了基于间隔织物的压缩力-位移曲线、剪切力-位移曲线和扭转力-位移曲线，指导和改进间隔织物的结构设计、优化间隔织物产品，极为必要获得稳定和精准的压缩性能试验结果。因此有必要研制可测试间隔织物平板压缩测试时的剪切力和扭转力的装置和方法。
发明内容
针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置和工具，以解决背景技术中提到的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置，包括载物台，所述载物台由上、下部分和传感器立柱构成，所述载物台为一个旋转圆台，所述载物台的下部分耦合在支架上，所述载物台的上部分可以随织物下表面所受的扭转力而转动，通过所述载物台的上部分相比所述载物台下部分转过的角度得到纺织材料受压缩时产生的扭转力，所述传感器立柱在0°、90°、180°和270°方向上各有一只，并可以沿所述载物台的半径方向进行调节，通过测试传感器立柱受到的挤压力来得到纺织材料受压缩时因自身结构产生的剪切力；
还包括压缩机构和位移机构；
所述位移机构包括垂直位移机构和水平位移机构；垂直位移机构控制压缩机构在竖直方向的位移，水平位移机构控制压缩机构在水平方向的位移；
所述压缩机构由滑行杆一、滑行杆二、滑行杆三、压力传感器A、压力传感器B和平板构成，滑行杆一的一端套在垂直位移机构上，另一端与水平位移机构连接；滑行杆二和滑行杆三的一端套接在水平位移机构上，另一端分别固接压力传感器A和压力传感器B，平板通过直杆与压力传感器A和压力传感器B相连接；
所述传感器立柱为不锈钢材料制成的圆柱形针，直径范围为1mm-5mm，量程范围为0N-5000N，精度为万分之一。
通过采用上述技术方案，首先根据纺织材料的厚度及其特殊的内部结构，通过可移动的传感器立柱和具有可旋转上部分的圆形载物台的设计，圆形载物台上部分的上面有深0.5mm-1.5mm的圆形凹槽，用来放置纺织材料，可用双面胶将纺织材料固着于这个凹槽中，启动垂直位移机构和水平位移机构，驱动压缩机构的平板对纺织材料进行垂直压缩和水平剪切，与平板相连的压力传感器A和压力传感器B分别采集平板对纺织材料的压缩力和剪切力，传感器立柱采集纺织材料因自身结构产生的侧向剪切力，载物台上部分通过刻度尺采集扭转力，平板的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现稳定的压缩力-压缩位移曲线、剪切力-压缩位移曲线和扭转力-压缩位移曲线的获取。
优选的，所述传感器立柱可沿载物台半径方向进行可调移动，放置纺织材料时，四根所述传感器立柱可调节至远离载物台中心位置，纺织材料放好后，将四根所述传感器立柱调节至与纺织材料接触而又不压迫纺织材料的位置。
通过采用上述技术方案，将四根传感器立柱调节至与纺织材料接触而又不压迫纺织材料的位置，防止传感器立柱压迫纺织材料导致测量出现误差。
优选的，所述载物台的上部分上面开有四个轨道槽，深度为5mm-10mm，以供所述传感器立柱沿半径方向移动；所述载物台上部分上还开有一个深0.5mm-1.5mm的圆形凹槽，直径范围10mm-10.5mm。
通过采用上述技术方案，对载物台的具体构造进行描述。
优选的，所述载物台上部分可以沿正负角度方向转动，测量所述载物台上部分与下部分相比转过的角度表达扭转角度。
通过采用上述技术方案，方便表达扭转角度。
优选的，所述载物台上部分和下部分侧面均标有精密角度刻度。
通过采用上述技术方案，可直观的观察载物台上部分与下部分之间的扭转角度。
优选的，所述压力传感器A和压力传感器B的量程范围为0N-5000N，精度为万分之一。
通过采用上述技术方案，对压力传感器A和压力传感器B的量程和精度进行限定。
优选的，控制所述垂直位移机构和所述水平位移机构中步进电机的转数非线性变化，实现纺织材料的非线性压缩。
通过采用上述技术方案，控制垂直位移机构和水平位移机构中步进电机的转数非线性变化，方便实现纺织材料的非线性压缩。
优选的，所述纺织材料为间隔织物、层合织物、三维机织物、三维针织物、非织物、复合织物、泡沫或海绵。
本发明还提供一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置的测试方法，采用一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置进行测试，包括以下步骤：
第一步：将传感器立柱调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将纺织材料黏着在载物台上的圆形凹槽内固定；
第二步：将传感器立柱调节至与纺织材料接触而又不压迫放置材料的位置；
第三步：启动垂直位移机构，滑行杆一、滑行杆二、滑行杆三、水平位移机构、压力传感器A、压力传感器B和平板垂直向下移动，平板实施对纺织材料的平板压缩；
第四步：压力传感器A采集平板对纺织材料的压缩力，传感器立柱采集因纺织材料特殊结构产生的水平剪切力，刻度尺记录扭转角度，平板的垂直移动速度和运行时间可获得压缩位移，从而实现纺织材料的垂直压缩实验。
第五步：将传感器立柱调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将纺织材料黏着在载物台上的圆形凹槽内固定；
第六步：启动垂直位移机构和水平位移机构，滑行杆一和水平位移机构垂直向下移动，滑行杆二、滑行杆三、压力传感器A、压力传感器B和平板偏斜向下移动，平板实施对纺织材料的平板压缩；
第七步：压力传感器A采集平板对纺织材料的压缩力，压力传感器B采集平板对纺织材料的剪切力，刻度尺记录扭转角度，平板的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现纺织材料的斜压缩实验。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
1.本发明专利涉及的纺织材料的压缩实验测量，创新地实现了纺织材料压缩过程中产生的侧向剪切和扭转的赋予与测量，解决了压缩过程中纺织材料由于其特殊的内部结构而存在其他作用的测量问题，建立了科学的表征手段；
2.本发明专利尤其是首先解决了间隔织物压缩条件下产生的剪切和扭转问题，提供了间隔织物压缩性能过程中形态稳定和产生的其他新作用的实验测量方法，成功实施了高重现性、客观和精准的压缩性能测量，为研究间隔织物应用过程中的压缩性能变化与结构的关系提供了测试装置和方法。
附图说明
图1为一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置的主视图；
图2为一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置的载物台的斜视示意图；
图3为载物台放置纺织材料的俯视图。
附图标记：
1、载物台；2、纺织材料；3、支架；4、平板；5、压力传感器A；6、压力传感器B；7、垂直位移机构；8、水平位移机构；9、滑行杆一；10、滑行杆二；11、滑行杆三；12、传感器立柱；13、刻度尺。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-图3，一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置，包括载物台1，载物台1由上、下部分和传感器立柱12构成，载物台1的上部分上面开有四个轨道槽，深度为5mm-10mm，以供传感器立柱12沿半径方向移动；载物台1上部分上还开有一个深0.5mm-1.5mm的圆形凹槽，直径范围10mm-10.5mm，载物台1上部分可以沿正负角度方向转动，测量载物台1上部分与下部分相比转过的角度表达扭转角度，载物台1上部分和下部分侧面均标有精密角度刻度，可直观的观察载物台1上部分与下部分之间的扭转角度；
载物台1为一个旋转圆台，载物台1的下部分耦合在支架3上，载物台1的上部分可以随织物下表面所受的扭转力而转动，通过载物台1的上部分相比载物台1下部分转过的角度得到纺织材料2受压缩时产生的扭转力，传感器立柱12在0°、90°、180°和270°方向上各有一只，并可以沿载物台1的半径方向进行调节，通过测试传感器立柱12受到的挤压力来得到纺织材料2受压缩时因自身结构产生的剪切力，传感器立柱12可沿载物台1半径方向进行可调移动，放置纺织材料2时，四根传感器立柱12可调节至远离载物台1中心位置，纺织材料2放好后，将四根传感器立柱12调节至与纺织材料2接触而又不压迫纺织材料2的位置，将四根传感器立柱12调节至与纺织材料2接触而又不压迫纺织材料2的位置，防止传感器立柱12压迫纺织材料2导致测量出现误差
还包括压缩机构和位移机构；
位移机构包括垂直位移机构7和水平位移机构8；垂直位移机构7控制压缩机构在竖直方向的位移，水平位移机构8控制压缩机构在水平方向的位移，控制垂直位移机构7和水平位移机构8中步进电机的转数非线性变化，实现纺织材料的非线性压缩；
压缩机构由滑行杆一9、滑行杆二10、滑行杆三11、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4构成，滑行杆一9的一端套在垂直位移机构7上，另一端与水平位移机构8连接；滑行杆二10和滑行杆三11的一端套接在水平位移机构8上，另一端分别固接压力传感器A5和压力传感器B6，平板4通过直杆与压力传感器A5和压力传感器B6相连接，压力传感器A5和压力传感器B6的量程范围为0N-5000N，精度为万分之一；
传感器立柱12为不锈钢材料制成的圆柱形针，直径范围为1mm-5mm，量程范围为0N-5000N，精度为万分之一。
间隔织物的扭转力和剪切力测试方法如下：
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将间隔织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；将传感器立柱12调节至与纺织材料接触而又不压迫放置材料的位置；启动垂直位移机构7，滑行杆一9、滑行杆二10、滑行杆三11、水平位移机构8、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4垂直向下移动，平板4实施对间隔织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对间隔织物纺织材料2的压缩力，传感器立柱12采集因间隔织物纺织材料特殊结构产生的水平剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得压缩位移，从而实现间隔织物纺织材料2的垂直压缩实验，获得垂直压缩实验下间隔织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将间隔织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；启动垂直位移机构7和水平位移机构8，滑行杆一9和水平位移机构8垂直向下移动，滑行杆二10、滑行杆三11、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4偏斜向下移动，平板4实施对间隔织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对间隔织物纺织材料2的压缩力，压力传感器B6采集平板4对间隔织物纺织材料2的剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现间隔织物纺织材料2的斜压缩实验，获得斜压缩实验下间隔织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
实施例2
层合织物的扭转力和剪切力测试方法如下：
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将层合织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；将传感器立柱12调节至与层合织物纺织材料接触而又不压迫放置材料的位置；启动垂直位移机构7，滑行杆一9、滑行杆二10、滑行杆三11、水平位移机构8、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4垂直向下移动，平板4实施对层合织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对纺织材料2的压缩力，传感器立柱12采集因层合织物纺织材料特殊结构产生的水平剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得压缩位移，从而实现层合织物纺织材料2的垂直压缩实验，获得垂直压缩实验下层合织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将层合织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；启动垂直位移机构7和水平位移机构8，滑行杆一9和水平位移机构8垂直向下移动，滑行杆二10、滑行杆三11、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4偏斜向下移动，平板4实施对层合织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对层合织物纺织材料2的压缩力，压力传感器B6采集平板4对层合织物纺织材料2的剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现层合织物纺织材料2的斜压缩实验，获得斜压缩实验下层合织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
实施例3
三维机织物的扭转力和剪切力测试方法如下：
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将三维机织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；将传感器立柱12调节至与三维机织物纺织材料接触而又不压迫放置材料的位置；启动垂直位移机构7，滑行杆一9、滑行杆二10、滑行杆三11、水平位移机构8、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4垂直向下移动，平板4实施对三维机织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对纺织材料2的压缩力，传感器立柱12采集因三维机织物纺织材料特殊结构产生的水平剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得压缩位移，从而实现三维机织物纺织材料2的垂直压缩实验，获得垂直压缩实验下三维机织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将三维机织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；启动垂直位移机构7和水平位移机构8，滑行杆一9和水平位移机构8垂直向下移动，滑行杆二10、滑行杆三11、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4偏斜向下移动，平板4实施对三维机织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对三维机织物纺织材料2的压缩力，压力传感器B6采集平板4对三维机织物纺织材料2的剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现三维机织物纺织材料2的斜压缩实验，获得斜压缩实验下三维机织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
实施例4
三维针织物的扭转力和剪切力测试方法如下：
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将三维针织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；将传感器立柱12调节至与纺织材料接触而又不压迫放置材料的位置；启动垂直位移机构7，滑行杆一9、滑行杆二10、滑行杆三11、水平位移机构8、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4垂直向下移动，平板4实施对三维针织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对三维针织物纺织材料2的压缩力，传感器立柱12采集因三维针织物纺织材料特殊结构产生的水平剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得压缩位移，从而实现三维针织物纺织材料2的垂直压缩实验，获得垂直压缩实验下三维针织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将三维针织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；启动垂直位移机构7和水平位移机构8，滑行杆一9和水平位移机构8垂直向下移动，滑行杆二10、滑行杆三11、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4偏斜向下移动，平板4实施对三维针织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对三维针织物纺织材料2的压缩力，压力传感器B6采集平板4对三维针织物纺织材料2的剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现三维针织物纺织材料2的斜压缩实验，获得斜压缩实验下三维针织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
实施例5
非织物的扭转力和剪切力测试方法如下：
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将非织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；将传感器立柱12调节至与纺织材料接触而又不压迫放置材料的位置；启动垂直位移机构7，滑行杆一9、滑行杆二10、滑行杆三11、水平位移机构8、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4垂直向下移动，平板4实施对非织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对非织物纺织材料2的压缩力，传感器立柱12采集因非织物纺织材料特殊结构产生的水平剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得压缩位移，从而实现非织物纺织材料2的垂直压缩实验，获得垂直压缩实验下非织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将非织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；启动垂直位移机构7和水平位移机构8，滑行杆一9和水平位移机构8垂直向下移动，滑行杆二10、滑行杆三11、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4偏斜向下移动，平板4实施对非织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对非织物纺织材料2的压缩力，压力传感器B6采集平板4对非织物纺织材料2的剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现非织物纺织材料2的斜压缩实验，获得斜压缩实验下非织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
实施例6
复合织物的扭转力和剪切力测试方法如下：
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将复合织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；将传感器立柱12调节至与纺织材料接触而又不压迫放置材料的位置；启动垂直位移机构7，滑行杆一9、滑行杆二10、滑行杆三11、水平位移机构8、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4垂直向下移动，平板4实施对复合织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对复合织物纺织材料2的压缩力，传感器立柱12采集因复合织物纺织材料特殊结构产生的水平剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得压缩位移，从而实现复合织物纺织材料2的垂直压缩实验，获得垂直压缩实验下复合织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将复合织物纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；启动垂直位移机构7和水平位移机构8，滑行杆一9和水平位移机构8垂直向下移动，滑行杆二10、滑行杆三11、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4偏斜向下移动，平板4实施对复合织物纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对复合织物纺织材料2的压缩力，压力传感器B6采集平板4对复合织物纺织材料2的剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现复合织物纺织材料2的斜压缩实验，获得斜压缩实验下复合织物纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
实施例7
海绵的扭转力和剪切力测试方法如下：
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将海绵纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；将传感器立柱12调节至与纺织材料接触而又不压迫放置材料的位置；启动垂直位移机构7，滑行杆一9、滑行杆二10、滑行杆三11、水平位移机构8、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4垂直向下移动，平板4实施对海绵纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对海绵纺织材料2的压缩力，传感器立柱12采集因海绵纺织材料特殊结构产生的水平剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得压缩位移，从而实现海绵纺织材料2的垂直压缩实验，获得垂直压缩实验下海绵纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
将传感器立柱12调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将海绵纺织材料2黏着在载物台1上的圆形凹槽内固定；启动垂直位移机构7和水平位移机构8，滑行杆一9和水平位移机构8垂直向下移动，滑行杆二10、滑行杆三11、压力传感器A5、压力传感器B6和平板4偏斜向下移动，平板4实施对海绵纺织材料2的平板压缩；压力传感器A5采集平板4对海绵纺织材料2的压缩力，压力传感器B6采集平板4对海绵纺织材料2的剪切力，刻度尺13记录扭转角度，平板4的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现海绵纺织材料2的斜压缩实验，获得斜压缩实验下海绵纺织材料2的剪切力和对应扭转角的扭转力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及等同物限定。
Claims (8)
1.一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置，其特征在于：包括载物台（1），所述载物台（1）由上、下部分和传感器立柱（12）构成，所述载物台（1）为一个旋转圆台，所述载物台（1）的下部分耦合在支架（3）上，所述载物台（1）的上部分随织物下表面所受的扭转力而转动，通过所述载物台（1）的上部分相比所述载物台（1）下部分转过的角度得到纺织材料（2）受压缩时产生的扭转力，所述传感器立柱（12）在0°、90°、180°和270°方向上各有一只，并沿所述载物台（1）的半径方向进行调节，通过测试传感器立柱（12）受到的挤压力来得到纺织材料（2）受压缩时因自身结构产生的剪切力；
还包括压缩机构和位移机构；
所述位移机构包括垂直位移机构（7）和水平位移机构（8）；垂直位移机构（7）控制压缩机构在竖直方向的位移，水平位移机构（8）控制压缩机构在水平方向的位移；
所述压缩机构由滑行杆一（9）、滑行杆二（10）、滑行杆三（11）、压力传感器A（5）、压力传感器B（6）和平板（4）构成，滑行杆一（9）的一端套在垂直位移机构（7）上，另一端与水平位移机构（8）连接；滑行杆二（10）和滑行杆三（11）的一端套接在水平位移机构（8）上，另一端分别固接压力传感器A（5）和压力传感器B（6），平板（4）通过直杆与压力传感器A（5）和压力传感器B（6）相连接；
所述传感器立柱（12）为不锈钢材料制成的圆柱形针，直径范围为1mm-5mm，量程范围为0N-5000N，精度为万分之一；
所述传感器立柱（12）可沿载物台（1）半径方向进行可调移动，放置纺织材料（2）时，四根所述传感器立柱（12）可调节至远离载物台（1）中心位置，纺织材料（2）放好后，将四根所述传感器立柱（12）调节至与纺织材料（2）接触而又不压迫纺织材料（2）的位置。
2.根据权利要求1所述的一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置，其特征在于：所述载物台（1）的上部分上面开有四个轨道槽，深度为5mm-10mm，以供所述传感器立柱（12）沿半径方向移动；所述载物台（1）上部分上还开有一个深0.5mm-1.5mm的圆形凹槽，直径范围10mm-10.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置，其特征在于：所述载物台（1）上部分沿正负角度方向转动，测量所述载物台（1）上部分与下部分相比转过的角度表达扭转角度。
4.根据权利要求3所述的一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置，其特征在于：所述载物台（1）上部分和下部分侧面均标有精密角度刻度。
5.根据权利要求4所述的一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置，其特征在于：所述压力传感器A（5）和压力传感器B（6）的量程范围为0N-5000N，精度为万分之一。
6.根据权利要求1所述的一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置，其特征在于：控制所述垂直位移机构（7）和所述水平位移机构（8）中步进电机的转数非线性变化，实现纺织材料的非线性压缩。
7.根据权利要求6所述的一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置，其特征在于：所述纺织材料（2）为间隔织物、层合织物、三维机织物、三维针织物、非织物、复合织物、泡沫或海绵。
8.一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置的测试方法，其特征在于：采用权利要求1-7中任一项所述的一种可测试纺织材料扭转力和剪切力的夹持装置进行测试，包括以下步骤：
第一步：将传感器立柱（12）调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将纺织材料（2）黏着在载物台（1）上的圆形凹槽内固定；
第二步：将传感器立柱（12）调节至与纺织材料接触而又不压迫放置材料的位置；
第三步：启动垂直位移机构（7），滑行杆一（9）、滑行杆二（10）、滑行杆三（11）、水平位移机构（8）、压力传感器A（5）、压力传感器B（6）和平板（4）垂直向下移动，平板（4）实施对纺织材料（2）的平板压缩；
第四步：压力传感器A（5）采集平板（4）对纺织材料（2）的压缩力，传感器立柱（12）采集因纺织材料特殊结构产生的水平剪切力，刻度尺（13）记录扭转角度，平板（4）的垂直移动速度和运行时间可获得压缩位移，从而实现纺织材料（2）的垂直压缩实验；
第五步：将传感器立柱（12）调节至远离圆形凹槽的位置，用双面胶将纺织材料（2）黏着在载物台（1）上的圆形凹槽内固定；
第六步：启动垂直位移机构（7）和水平位移机构（8），滑行杆一（9）和水平位移机构（8）垂直向下移动，滑行杆二（10）、滑行杆三（11）、压力传感器A（5）、压力传感器B（6）和平板（4）偏斜向下移动，平板（4）实施对纺织材料（2）的平板压缩；
第七步：压力传感器A（5）采集平板（4）对纺织材料（2）的压缩力，压力传感器B（6）采集平板（4）对纺织材料（2）的剪切力，刻度尺（13）记录扭转角度，平板（4）的垂直移动速度和运行时间可获得垂直压缩位移，水平移动速度和运行时间可获得水平位移，从而实现纺织材料（2）的斜压缩实验。
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