专利名称：书写工具摩擦力测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种书写工具摩擦力测试仪。
背景技术：
自书写工具诞生以来，特别是发明了圆珠笔以来，人们对提高书写手感舒适度的 追求始终没有停止过。所谓书写手感舒适度是指书写时的流畅性和润滑度，对于书写的流畅性可以在规 定的书写角度、书写速度和书写压力下，在书写仪上连续划线，通过检查线迹的状况、出墨 量大小及其波动状况来判定其流畅性；但是，对于书写的润滑度到目前为止尚无法作出定 量的检测和判断，只能依靠有经验的人，通过比对的方法来作出定性的判断。这是因为书写 工具在书写时的润滑度会受到笔头材质、形状、表面状况、书写介质、书写面(纸张)的状 况、书写速度、书写压力等因素影响，而对于圆珠笔来说就更是一个复杂的系统。圆珠笔在书写时，其笔头前端的球珠与书写面(纸张)接触，由于同时受到垂直向 下的书写压力和水平方向的推力，球珠会将书写压力传递给书写面，而书写面反作用力给 球珠，并通过球珠传递到支承球珠的球座底部，即在球珠与支承其的球座底部之间，以及球 珠与书写面之间分别形成了两对作用力与反作用力。同时，由于水平方向的推力以及球珠 与书写面之间的摩擦阻力作用，会使球珠转动起来。于是，就形成了球珠与支承其的球座底 部之间的滑动摩擦，球珠与书写面之间的滚动摩擦，以及书写介质的内部摩擦与润滑剂作 用。因此，需要有一种书写工具摩擦力测试仪，能够在不同的条件下，测试出不同试样 的摩擦力大小，以区别其书写润滑度的高低，作为产品研发和品质控制的依据之一。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种书写工具摩擦力测试仪，能够检测出各种笔在书 写时的摩擦力大小，该摩擦力应该是滑动摩擦力与滚动摩擦阻力的总和，而不同的书写介 质所产生的内部摩擦与润滑剂作用，会使摩擦力增加或者减少。为了实现上述目的，本实用新型的书写工具摩擦力测试仪，包括一固定平台，其用于放置纸张，所述固定平台上设有一试样夹持器，所述试样夹持 器固定一夹持组件，用于夹持被测试的试样；一移动平台，其相对于固定平台可往复移动，所述移动平台在邻近所述固定平台 的一侧上设有一拉力传感器，所述拉力传感器夹持所述纸张的一端，并连线到电脑，以显示 测得的试样的摩擦力数值。其中，所述夹持组件包括夹头、套筒和锁紧螺母，所述夹头用于夹持所述试样，所 述套筒环绕所述夹头，其前端内侧与所述夹头的前端外侧滑动接触，所述锁紧螺母环绕所 述夹头并邻接所述套筒的末端，其推动所述套筒朝向所述夹头的前端移动，从而使得所述 夹头收紧以夹紧所述试样。[0011]此外，所述套筒的前端内侧与所述夹头的前端外侧相互接触的表面均为斜面。此外，所述夹持组件上设有至少一个环形的砝码，所述砝码固定到所述锁紧螺母 上。优选地，所述移动平台通过变频马达驱动。优选地，所述移动平台的移动速度通过无级调速器控制，以实现移动速度的无级 调速。优选地，所述移动平台沿着滚珠直线导轨移动。此外，所述试样夹持器装置可以调节角度，增加负重。所述书写工具摩擦力测试仪采用高速AD测试软件，传感器与电脑连线，可以在电 脑上直接读出试样的摩擦力数值，并且可以得到摩擦力数值变化的曲线图。本实用新型的书写工具摩擦力测试仪模仿各种笔在书写时的基本状况，其将原本 主动运动的笔变为静止的，而让纸张作主动运动。借助本实用新型的摩擦力测试仪能够在 不同的条件下，测试出不同试样的摩擦力大小，以区别其书写润滑度的高低，作为产品研发 和品质控制的依据之一。
图1为根据本实用新型的一优选实施例的书写工具摩擦力测试仪的结构示意图；图2为图1中书写工具摩擦力测试仪的试样夹持器的结构示意图；图3为图1中书写工具摩擦力测试仪的试样夹持组件的结构示意图；图4为图1中书写工具摩擦力测试仪的移动平台的局部结构示意图；图5为试样的摩擦力数值变化的曲线图；图6为重复测试的一致性偏差的曲线图；图7为笔头球珠直径的大小与摩擦力大小的关系图。
具体实施方式
以下结合附图具体描述本实用新型的优选实施方式。如图1到3所示，本实用新型的书写工具摩擦力测试仪100包括2个平台，一个是 固定平台10，纸张40可以布置在固定平台10上。固定平台10上设有一试样夹持器20，该 试样夹持器20为大致倒L形，其固定端21上设有套管22，其内固定有试样夹持组件30。该 夹持组件30包括夹头31、套筒32和锁紧螺母33。夹头31用于夹持试样34，套筒32环绕 夹头31，其前端内侧斜面321与所述夹头的前端外侧斜面311滑动接触。锁紧螺母33环绕 夹头31，与夹头31螺纹配合，并邻接套筒32的末端，其推动套筒32朝向夹头的前端(图3 中向下)移动，从而使得夹头31收紧以夹紧试样34。夹持组件30还可以采用其它结构，只 要适于夹紧试样即可。夹持组件30上还可设有至少一个环形的砝码35，该砝码35可以固 定到锁紧螺母33上，用来增加负重。另一个是移动平台60，该移动平台60相对于固定平台10可以往复移动。在移动 平台60上邻近固定平台10的一侧上设有拉力传感器50，用于测试摩擦力。该拉力传感器 50设有用于夹持测试纸张的装置51，该装置可以是任何形式的夹紧装置，只要能够固定纸 张40即可，例如可以是锁紧螺母等等。该拉力传感器50被连线到一电脑90，通过专用的软件(例如，高速AD测试软件)可以在电脑90上直接读出该试样34的摩擦力的数值，并且可 以得到摩擦力数值变化的曲线图(见图幻。该移动平台60通过布置在移动平台的底座61 内的变频马达80驱动，移动速度由无级调速器70控制。变频马达80在马达轴上装有齿轮 齿条啮合装置(未示出)，移动平台与齿条相连接，当马达转动时，马达轴上的齿轮带动齿 条运动，从而带动移动平台60运动。无级调速器70安装在控制箱内，与一控制电路连接， 通过调节调速开关使电流的频率发生变化，就可以改变变频马达80的转速，实现控制速度 的目的。为确保移动时的平稳性，移动平台采用滚珠直线导轨62，如图4中所示。滚珠直线 导轨62是机械传动中可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的装置之一，具有 摩擦力小、精度高、振动小的特点。这些都是可以直接购买或定制的标准件，因此这里不再 详细说明。使用本实用新型的书写工具摩擦力测试仪进行测试时，试样(笔或笔芯)34放置 于夹头31内，通过套筒32和锁紧螺母33将试样34固定，成为一个试样夹持组件30。在固定平台10上放置一张测试纸张40，测试纸张40的一端由传感器50上的装置 51夹持。然后，将试样夹持组件30放入固定平台10上的试样夹持器20内，使试样34垂 直于测试纸张40，如果需要，可以调节试样夹持器20的角度，使试样34与测试纸张4形成 一定的角度。夹持器20的套管22与固定端21通过一螺栓23连接并固定，当松开螺栓23 时，套管22可以以螺栓23为轴心旋转角度，然后再拧紧固定。在试样夹持组件30上面可以增加砝码35以增加负重，确保试样34在测试纸张40 上划出线迹符合基本要求，即线迹连续不断，没有明显的单边、变淡等。当按动启动开关71时，移动平台60以设定的速度例如4. 5m/min勻速运动，并通 过安装在移动平台60上的拉力传感器50上的装置51带动所夹持的测试纸张40 —起移动， 被测试的试样34就会在测试纸张40上划出一条直线。由于试样夹持组件30的自重，加上所增加砝码35的负重，会对测试纸张40产生 压力，由此形成试样34的笔头内部的摩擦力，以及球珠与测试纸张40之间的摩擦力等，使 传感器50的两端产生了拉力差，通过专用的软件可以在电脑90上直接读出该试样34的摩 擦力的数值，并且可以得到摩擦力数值变化的曲线图。使用本实用新型的书写工具摩擦力测试仪的测试结果如下实施例1试样为具有不锈钢笔头，碳化钨球珠规格为0. 5 (mm)，灌注黑色中性墨水的笔芯， 试样夹持组件自重35克，未加砝码，将同一试样在书写工具摩擦力测试仪重复测试5次，得 到结果如下(单位I(T3N)
权利要求1.书写工具摩擦力测试仪(100)，其特征在于，包括一固定平台(10)，其用于放置纸张(40)，所述固定平台(10)上设有一试样夹持器 (20)，所述试样夹持器00)设有用于夹持被测试的试样(34)的夹持组件(30)；一移动平台(60)，其相对于所述固定平台(10)可往复移动，所述移动平台(60)在邻近 所述固定平台(10)的一侧上设有一拉力传感器(50)，所述拉力传感器(50)夹持所述纸张 (40)的一端，并连线到电脑，以显示测得的试样(34)的摩擦力数值。
2.根据权利要求1所述的书写工具摩擦力测试仪(100)，其特征在于，所述夹持组件 (30)包括夹头(31)、套筒(3 和锁紧螺母(33)，所述夹头(31)用于夹持所述试样(34)， 所述套筒(3 环绕所述夹头(31)，其前端内侧与所述夹头(31)的前端外侧滑动接触，所述 锁紧螺母(3 环绕所述夹头(31)并邻接所述套筒(3 的末端，其推动所述套筒(32)朝 向所述夹头(31)的前端移动，从而使得所述夹头(31)收紧以夹紧所述试样(34)。
3.根据权利要求2所述的书写工具摩擦力测试仪(100)，其特征在于，所述套筒(32) 的前端内侧与所述夹头(31)的前端外侧相互接触的表面均为斜面。
4.根据权利要求2所述的书写工具摩擦力测试仪(100)，其特征在于，所述夹持组件 (30)上设有至少一个环形的砝码(35)，所述砝码(3 固定到所述锁紧螺母(3 上。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的书写工具摩擦力测试仪(100)，其特征在于，所 述移动平台(60)通过变频马达(80)驱动。
6.根据权利要求1到4中任一项所述的书写工具摩擦力测试仪(100)，其特征在于，所 述移动平台(60)的移动速度通过无级调速器(70)控制。
7.根据权利要求1到4中任一项所述的书写工具摩擦力测试仪(100)，其特征在于，所 述移动平台(60)沿着滚珠直线导轨(6 移动。 专利摘要本实用新型提供一种书写工具摩擦力测试仪，包括一固定平台，其用于放置纸张，固定平台上设有一试样夹持器，试样夹持器设有用于夹持被测试的试样的夹持组件；一移动平台，其相对于固定平台可往复移动，移动平台在邻近固定平台的一侧上设有一拉力传感器，拉力传感器夹持纸张的一端，并连线到电脑，以显示测得的试样的摩擦力数值。本实用新型的书写工具摩擦力测试仪能够在不同的条件下，测试出不同试样的摩擦力大小，以区别其书写润滑度的高低，作为产品研发和品质控制的依据之一。
文档编号G01L5/00GK201819762SQ20102051265
公开日2011年5月4日 申请日期2010年8月30日 优先权日2010年8月30日
发明者姚鹤忠, 陈湖雄 申请人:上海晨光文具股份有限公司