一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置及其方法
【专利摘要】本发明提供了一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置及其方法。所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，包括夹持机构、压缩机构和位移机构，所述的夹持机构包括下夹持器、上夹持器以及固定针；所述的下夹持器包括下夹持器本体，下夹持器本体上设有第二圆孔和第二螺丝孔；所述的上夹持器包括上夹持器本体，上夹持器本体上设有第一圆孔和第一螺丝孔；上夹持器本体上还设有通孔，固定针的两端分别耦合第一圆孔和第二圆孔，螺丝的下部固定于第一螺丝孔中，螺丝的上部通过下螺帽和上螺帽固定于第二螺丝孔中。本发明可实现纺织材料球形压缩的平稳压缩，防止球形压缩过程中纺织材料的滑动，获得边界条件固定、压缩应力和应变曲线高重现性的测试方法。
【专利说明】一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及纺织精密测量仪器【技术领域】，尤其是一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置及其方法，实现纺织材料在球形压缩过程中的平稳压缩，适于间隔织物、层合织物、三维机织物、三维针织物、非织物或复合织物的平稳球形压缩测量。
【背景技术】
[0002]作为航空航天、深海和建筑用的纺织材料，直接影响到使用的安全性；作为医用床垫和坐垫的纺织材料，因与人体间的相互压缩力学行为，也决定着人体的舒适性；而上述拓展应用的纺织材料，厚度方向的压缩性能极为重要。然而传统的纺织材料压缩实验基本上是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I部分:恒定法)，不用考虑压缩过程纺织材料的滑移，其原因在于传统测试的纺织材料厚度较薄和柔软，测试长度和宽度由于远大于厚度尺寸，在压缩试验中纺织材料的滑移和翘起不明显，对实验结果的影响可忽略。
[0003]可随着新结构纺织材料的出现，如间隔织物，厚度基本上都超过3mm，由于透气性优良而成为床垫和坐垫青睐材料，厚度都大于1cm，且间隔丝具有较强的抗压缩性能；另夕卜，间隔织物的压缩性能又是决定人体服用时舒适性的关键性能，因此极为必要获得压缩性能结果可靠的测试方法。现有的测试纺织材料压缩性能的方法，在实施间隔织物的球形压缩试验时，碰到许多新的问题(如间隔织物压缩时，由于压缩夹头与间隔织物间的摩擦阻力小、以及间隔丝的压缩的不对称性造成间隔织物表面的受力不对称，间隔织物发生滑移；另外，球形压缩过程中，由于间隔丝的抗压性能高，造成间隔织物边缘的明显翘起，严重影响实验结果)，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-位移曲线的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。因此有必要研制间隔织物球形压缩测试时的平稳测量装置和方法。
[0004]目前还未见有纺织材料球形压缩时的专门测量装置，尤其是压缩过程中如何防止滑动的测量装置，国内外无相关报道。故为指导纺织材料的功能化结构设计，开发新的功能产品，也为了明晰结构与压缩性能的关系，需要实施平稳的球形压缩实验方法，实现平稳、高重现性、精准、客观的有效测量。
[0005]本发明针对纺织材料的压缩性能试验出现的问题，采用上、下夹持器限定垂直移动，尤其是间隔织物边缘的翘起，并采用固定针在边缘插入，完成边界条件的固定，避免压缩过程中纺织材料的滑移造成的测量结果严重偏差。
【发明内容】
[0006]本发明目的是在于提供一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置及其方法，可对纺织材料在压缩作用下的边界条件稳定的测量，防止压缩作用下纺织材料上表面和下表面发生滑动位移，影响测试结果，可实现压缩实验结果稳定的压缩测量。[0007]为了达到上述目的，本发明提供了一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，包括夹持机构、压缩机构和位移机构，所述的夹持机构包括下夹持器、上夹持器以及固定针；所述的下夹持器包括下夹持器本体，下夹持器本体上设有第二圆孔和第二螺丝孔；所述的上夹持器包括上夹持器本体，上夹持器本体上设有第一圆孔和第一螺丝孔；上夹持器本体上还设有通孔，固定针的两端分别耦合第一圆孔和第二圆孔，螺丝的下部固定于第一螺丝孔中，螺丝的上部通过下螺帽和上螺帽固定于第一螺丝孔中；所述的压缩机构包括可由位移机构带动进行上下移动的滑行杆，滑行杆连接压力传感器，压力传感器连接固接杆的一端，固接杆的另一端连接半球，半球可设于通孔中。
[0008]优选地，所述的位移机构包括支架、步进电机、涡轮、齿轮和丝杆，步进电机固定在支架上，涡轮固定在步进电机上，涡轮可带动齿轮转动，齿轮固定在丝杆的一端，丝杆的另一端固定在支架上，所述的滑行杆套接在丝杆上。
[0009]优选地,所述的固定针为不锈钢材料制成的圆柱形针,直径范围为0.lmm-lmm。
[0010]优选地，所述的第一圆孔在上夹持器本体上呈圆周分布，第一圆孔的数量为4个-108个，所述的第二圆孔在下夹持器本体上呈圆周分布，第二圆孔的数量为4个-108个。
[0011]优选地，所述的上夹持器与下夹持器的垂直距离由螺丝调节，距离范围为4mm-400mmo
[0012]优选地，所述的压力传感器的量程范围为0N-1000N，精度为万分之一。
[0013]优选地，所述的半球由位移机构驱动垂直往复移动，所述的垂直往复移动的最小精度为I微米。
[0014]优选地，所述的上夹持器与下夹持器均由不锈钢材料制成，上夹持器为环形，其内环直径为10cm_40cm。
[0015]优选地，所述的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
或复合织物。
[0016]本发明还提供了一种纺织材料平稳的球形压缩测量方法，其特征在于，采用上述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，具体步骤包括:
[0017]第一步:将螺丝向下旋转伸出下夹持器的第二螺丝孔后，接着旋转下螺帽至螺丝上一定位置停止；螺丝再穿过上夹持器的第一螺丝孔，接着旋转上螺帽至螺丝上一定位置停止;
[0018]第二步:将纺织材料从上夹持器和下夹持器中间穿过，并放置于下夹持器上，调节下螺帽至上夹持器靠自重压在纺织材料上；再调节下螺帽上移至恰好接触上夹持器，并调节上螺帽下移至恰好接触上夹持器；
[0019]第三步:将固定针由上夹持器的第一圆孔上插入，穿过纺织材料后插入下夹持器的第二圆孔，实现纺织材料的边界固定；
[0020]第四步:启动位移机构的步进电机带动涡轮转动齿轮，驱动丝杆转动；丝杆带动滑行杆、压力传感器、固接杆和半球垂直向下移动，半球对纺织材料进行球形压缩；
[0021]第五步:压力传感器采集半球对纺织材料的压缩力，通过半球的垂直移动速度和运行时间获得压缩位移，从而实现纺织材料的平稳球形压缩实验。
[0022]本发明的实施原理在于首先根据纺织材料的厚度，通过螺丝、下螺帽和上螺帽调节下夹持器与上夹持器间的空隙垂直距离稍大于纺织材料的厚度，再将纺织材料从上夹持器和下夹持器间穿过，并放置于下夹持器上，通过调节下螺帽至上夹持器靠自重压在纺织材料上，再调节下螺帽上移至恰好接触上夹持器，并调节上螺帽下移至恰好接触上夹持器，从而有效夹持纺织材料，防止纺织材料的垂直移动；然后，将固定针由上夹持器的圆孔上插入，穿过纺织材料后插入下夹持器的圆孔，根据纺织材料不同，插入一定数量的固定针，有效控制纺织材料的边界，防止压缩过程中纺织材料的水平滑动，从而实现纺织材料的平稳球形压缩实验；启动位移机构驱动压缩机构的半球对纺织材料进行球形压缩，与半球相连的压力传感器采集半球对纺织材料的压缩力，半球的垂直移动速度和运行时间可获得压缩位移，从而实现稳定的压缩力-压缩位移曲线的获取。本发明可实现纺织材料球形压缩的平稳压缩，防止球形压缩过程中纺织材料的滑动，获得上、下垂直边界和左、右水平边界固定及其压缩应力和应变曲线高重现性的测试方法。
[0023]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0024]1.本发明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的边界固定的测量装置和方法，解决了压缩过程中纺织材料在较大压缩力作用下的水平滑移和垂直方向的边缘翘起的测量技术问题，建立了科学的表征手段；
[0025]2.本发明尤其是首先解决了间隔织物压缩条件下边缘过度翘起和上下表面的滑移问题，提供了间隔织物压缩性能过程中形态稳定的实验测量方法，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；
[0026]3.整个装置结构精巧，可实现简易、便捷、稳定的纺织材料，尤其是间隔织物的压缩性能测试。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置示意图
[0028]图2为夹持机构的斜视示意图
[0029]图3为夹持机构夹持纺织材料的主视图
[0030]图4为夹持机构的主视图
[0031]图5为上夹持器的俯视图
[0032]图6为下夹持器的俯视图
[0033]图7为螺丝示意图
【具体实施方式】
[0034]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
[0035]实施例1lOmm厚间隔织物压缩性能测量
[0036]如图1所示，为一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置，所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，包括夹持机构1、压缩机构3和位移机构4，如图2所示，所述的夹持机构I包括下夹持器11、上夹持器12以及固定针13 ;所述的下夹持器11包括下夹持器本体113，下夹持器本体113上设有第二圆孔111和第二螺丝孔112 ;所述的上夹持器12包括上夹持器本体123，上夹持器本体123上设有第一圆孔121和第一螺丝孔122 ;上夹持器本体123上还设有通孔124，如图4所示，固定针13的两端分别耦合第一圆孔121和第二圆孔111，如图7所示，螺丝14的下部固定于第一螺丝孔112中，螺丝14的上部通过下螺帽141和上螺帽142固定于第一螺丝孔122中；所述的压缩机构包括可由位移机构4带动进行上下移动的滑行杆31，滑行杆31连接压力传感器32，压力传感器32连接固接杆33的一端，固接杆33的另一端连接半球34，半球34可设于通孔124中。所述的位移机构4包括支架41、步进电机42、涡轮43、齿轮44和丝杆45，步进电机42固定在支架41上，涡轮43固定在步进电机42上，涡轮43可带动齿轮44转动，齿轮44固定在丝杆45的一端，丝杆45的另一端固定在支架41上，所述的滑行杆31套接在丝杆45上。所述的半球34的直径为150mm ；夹持机构I的下夹持器11耦合在位移机构4的支架41上；压缩机构3通过滑行杆31套接在位移机构4的丝杆45上；所述的固定针13为不锈钢材料制成的圆柱形针，直径为0.1mm ；所述的第一圆孔121在上夹持器本体123上呈圆周分布，第一圆孔121的数量为72个，所述的第二圆孔111在下夹持器本体113上呈圆周分布，第二圆孔111的数量为72个。由螺丝14调节上夹持器12与下夹持器11的垂直距离为IOmm ;所述的压力传感器32的量程为400N，精度为万分之一；所述的半球34由位移机构4驱动垂直往复移动，所述的垂直往复移动的最小精度为I微米；所述的上夹持器12与下夹持器11均由不锈钢材料制成，上夹持器12为环形，其内环直径为20cm。
[0037]—种纺织材料平稳的球形压缩测量方法，采用上述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，具体步骤为:(I)选择IOmm厚间隔织物作为待测量的纺织材料2，将螺丝14向下旋转伸出下夹持器11的第二螺丝孔112后，接着旋转下螺帽141至螺丝14上一定位置停止；螺丝14再穿过上夹持器12的第一螺丝孔142，接着旋转上螺帽142至螺丝14上一定位置停止；(2)将纺织材料2从上夹持器12和下夹持器11中间穿过，并放置于下夹持器11上，调节下螺帽141至上夹持器12靠自重压在纺织材料2上；再调节下螺帽141上移至恰好接触上夹持器12，并调节上螺帽142下移至恰好接触上夹持器12 ； (3)将固定针13由上夹持器12的第一圆孔121上插入，穿过纺织材料2后插入下夹持器11的第二圆孔111，实现纺织材料2的边界固定；(4)启动位移机构4的步进电机42带动涡轮43转动齿轮44，驱动丝杆45转动；丝杆45带动滑行杆31、压力传感器32固接杆33和半球34垂直向下移动，半球34对纺织材料2进行球形压缩；(5)压力传感器32采集半球34对纺织材料2的压缩力，通过半球34的垂直移动速度和运行时间获得压缩位移，从而实现纺织材料2的平稳球形压缩实验。
[0038]实施例220_厚间隔织物压缩性能测量
[0039]如图1所示，为一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置，所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，包括夹持机构1、压缩机构3和位移机构4，如图2所示，所述的夹持机构I包括下夹持器11、上夹持器12以及固定针13 ;如图6所示，所述的下夹持器11包括下夹持器本体113，下夹持器本体113上设有第二圆孔111和第二螺丝孔112 ;如图5所示，所述的上夹持器12包括上夹持器本体123,上夹持器本体123上设有第一圆孔121和第一螺丝孔122 ;上夹持器本体123上还设有通孔124，如图4所示，固定针13的两端分别耦合第一圆孔121和第二圆孔111，如图7所示，螺丝14的下部固定于第一螺丝孔112中，螺丝14的上部通过下螺帽141和上螺帽142固定于第一螺丝孔122中；所述的压缩机构包括可由位移机构4带动进行上下移动的滑行杆31，滑行杆31连接压力传感器32，压力传感器32连接固接杆33的一端，固接杆33的另一端连接半球34，半球34可设于通孔124中。所述的位移机构4包括支架41、步进电机42、涡轮43、齿轮44和丝杆45，步进电机42固定在支架41上，涡轮43固定在步进电机42上，涡轮43可带动齿轮44转动，齿轮44固定在丝杆45的一端，丝杆45的另一端固定在支架41上，所述的滑行杆31套接在丝杆45上。所述的半球34的直径为50mm ;夹持机构I的下夹持器11耦合在位移机构4的支架41上；压缩机构3通过滑行杆31套接在位移机构4的丝杆45上；所述的固定针13为不锈钢材料制成的圆柱形针，直径为0.2mm ;所述的第一圆孔121在上夹持器本体123上呈圆周分布，第一圆孔121的数量为36个，所述的第二圆孔111在下夹持器本体113上呈圆周分布，第二圆孔111的数量为36个。由螺丝14调节上夹持器12与下夹持器11的垂直距离为20mm ;所述的压力传感器32的量程为200N，精度为万分之一；所述的半球34由位移机构4驱动垂直往复移动，所述的垂直往复移动的最小精度为I微米；所述的上夹持器12与下夹持器11均由不锈钢材料制成，上夹持器12为环形，其内环直径为30cm。
[0040]一种纺织材料平稳的球形压缩测量方法，采用上述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，具体步骤为:(I)选择20mm厚间隔织物作为待测量的纺织材料2，将螺丝14向下旋转伸出下夹持器11的第二螺丝孔112后，接着旋转下螺帽141至螺丝14上一定位置停止；螺丝14再穿过上夹持器12的第一螺丝孔142，接着旋转上螺帽142至螺丝14上一定位置停止；(2)将纺织材料2从上夹持器12和下夹持器11中间穿过，并放置于下夹持器11上，调节下螺帽141至上夹持器12靠自重压在纺织材料2上；再调节下螺帽141上移至恰好接触上夹持器12，并调节上螺帽142下移至恰好接触上夹持器12 ； (3)将固定针13由上夹持器12的第一圆孔121上插入，穿过纺织材料2后插入下夹持器11的第二圆孔111，实现纺织材料2的边界固定；(4)启动位移机构4的步进电机42带动涡轮43转动齿轮44，驱动丝杆45转动；丝杆45带动滑行杆31、压力传感器32固接杆33和半球34垂直向下移动，半球34对纺织材料2进行球形压缩；(5)压力传感器32采集半球34对纺织材料2的压缩力，通过半球34的垂直移动速度和运行时间获得压缩位移，从而实现纺织材料2的平稳球形压缩实验。
[0041 ] 实施例3100_厚层合织物压缩性能测量
[0042]如图1所示，为一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置，所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，包括夹持机构1、压缩机构3和位移机构4，如图2所示，所述的夹持机构I包括下夹持器11、上夹持器12以及固定针13 ;所述的下夹持器11包括下夹持器本体113，下夹持器本体113上设有第二圆孔111和第二螺丝孔112 ;所述的上夹持器12包括上夹持器本体123，上夹持器本体123上设有第一圆孔121和第一螺丝孔122 ;上夹持器本体123上还设有通孔124，如图4所示，固定针13的两端分别耦合第一圆孔121和第二圆孔111，如图7所示，螺丝14的下部固定于第一螺丝孔112中，螺丝14的上部通过下螺帽141和上螺帽142固定于第一螺丝孔122中；所述的压缩机构包括可由位移机构4带动进行上下移动的滑行杆31，滑行杆31连接压力传感器32，压力传感器32连接固接杆33的一端，固接杆33的另一端连接半球34，半球34可设于通孔124中。所述的位移机构4包括支架41、步进电机42、涡轮43、齿轮44和丝杆45，步进电机42固定在支架41上，涡轮43固定在步进电机42上，涡轮43可带动齿轮44转动，齿轮44固定在丝杆45的一端，丝杆45的另一端固定在支架41上，所述的滑行杆31套接在丝杆45上。所述的半球34的直径为200mm ；夹持机构I的下夹持器11耦合在位移机构4的支架41上；压缩机构3通过滑行杆31套接在位移机构4的丝杆45上；所述的固定针13为不锈钢材料制成的圆柱形针，直径为0.5mm ；所述的第一圆孔121在上夹持器本体123上呈圆周分布，第一圆孔121的数量为108个，所述的第二圆孔111在下夹持器本体113上呈圆周分布，第二圆孔111的数量为108个。由螺丝14调节上夹持器12与下夹持器11的垂直距离为IOOmm ;所述的压力传感器32的量程为1000N，精度为万分之一；所述的半球34由位移机构4驱动垂直往复移动，所述的垂直往复移动的最小精度为I微米；所述的上夹持器12与下夹持器11均由不锈钢材料制成，上夹持器12为环形，其内环直径为40cm。
[0043]一种纺织材料平稳的球形压缩测量方法，采用上述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，具体步骤为:(I)选择IOOmm厚层合织物作为待测量的纺织材料2，将螺丝14向下旋转伸出下夹持器11的第二螺丝孔112后，接着旋转下螺帽141至螺丝14上一定位置停止；螺丝14再穿过上夹持器12的第一螺丝孔142，接着旋转上螺帽142至螺丝14上一定位置停止；(2)将纺织材料2从上夹持器12和下夹持器11中间穿过，并放置于下夹持器11上，调节下螺帽141至上夹持器12靠自重压在纺织材料2上；再调节下螺帽141上移至恰好接触上夹持器12，并调节上螺帽142下移至恰好接触上夹持器12 ； (3)将固定针13由上夹持器12的第一圆孔121上插入，穿过纺织材料2后插入下夹持器11的第二圆孔111，实现纺织材料2的边界固定；(4)启动位移机构4的步进电机42带动涡轮43转动齿轮44，驱动丝杆45转动；丝杆45带动滑行杆31、压力传感器32固接杆33和半球34垂直向下移动，半球34对纺织材料2进行球形压缩；(5)压力传感器32采集半球34对纺织材料2的压缩力，通过半球34的垂直移动速度和运行时间获得压缩位移，从而实现纺织材料2的平稳球形压缩实验。
[0044]实施例45mm厚非织物压缩性能测量
[0045]如图1所示，为一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置，所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，包括夹持机构1、压缩机构3和位移机构4，如图2所示，所述的夹持机构I包括下夹持器11、上夹持器12以及固定针13 ;如图6所示，所述的下夹持器11包括下夹持器本体113，下夹持器本体113上设有第二圆孔111和第二螺丝孔112 ;如图5所示，所述的上夹持器12包括上夹持器本体123,上夹持器本体123上设有第一圆孔121和第一螺丝孔122 ;上夹持器本体123上还设有通孔124，如图4所示，固定针13的两端分别耦合第一圆孔121和第二圆孔111，如图7所示，螺丝14的下部固定于第一螺丝孔112中，螺丝14的上部通过下螺帽141和上螺帽142固定于第一螺丝孔122中；所述的压缩机构包括可由位移机构4带动进行上下移动的滑行杆31，滑行杆31连接压力传感器32，压力传感器32连接固接杆33的一端，固接杆33的另一端连接半球34，半球34可设于通孔124中。所述的位移机构4包括支架41、步进电机42、涡轮43、齿轮44和丝杆45，步进电机42固定在支架41上，涡轮43固定在步进电机42上，涡轮43可带动齿轮44转动，齿轮44固定在丝杆45的一端，丝杆45的另一端固定在支架41上，所述的滑行杆31套接在丝杆45上。所述的半球34的直径为IOOmm ;夹持机构I的下夹持器11耦合在位移机构4的支架41上；压缩机构3通过滑行杆31套接在位移机构4的丝杆45上；所述的固定针13为不锈钢材料制成的圆柱形针，直径为0.1mm ;所述的第一圆孔121在上夹持器本体123上呈圆周分布，第一圆孔121的数量为36个，所述的第二圆孔111在下夹持器本体113上呈圆周分布，第二圆孔111的数量为36个。由螺丝14调节上夹持器12与下夹持器11的垂直距离为5mm ;所述的压力传感器32的量程为100N，精度为万分之一；所述的半球34由位移机构4驱动垂直往复移动，所述的垂直往复移动的最小精度为I微米；所述的上夹持器12与下夹持器11均由不锈钢材料制成，上夹持器12为环形，其内环直径为20cm。
[0046]—种纺织材料平稳的球形压缩测量方法，采用上述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，具体步骤为:(I)选择5_厚涤纶非织物作为待测量的纺织材料2，将螺丝14向下旋转伸出下夹持器11的第二螺丝孔112后，接着旋转下螺帽141至螺丝14上一定位置停止；螺丝14再穿过上夹持器12的第一螺丝孔142，接着旋转上螺帽142至螺丝14上一定位置停止；(2)将纺织材料2从上夹持器12和下夹持器11中间穿过，并放置于下夹持器11上，调节下螺帽141至上夹持器12靠自重压在纺织材料2上；再调节下螺帽141上移至恰好接触上夹持器12，并调节上螺帽142下移至恰好接触上夹持器12 ； (3)将固定针13由上夹持器12的第一圆孔121上插入，穿过纺织材料2后插入下夹持器11的第二圆孔111，实现纺织材料2的边界固定；(4)启动位移机构4的步进电机42带动涡轮43转动齿轮44，驱动丝杆45转动；丝杆45带动滑行杆31、压力传感器32固接杆33和半球34垂直向下移动，半球34对纺织材料2进行球形压缩；(5)压力传感器32采集半球34对纺织材料2的压缩力，通过半球34的垂直移动速度和运行时间获得压缩位移，从而实现纺织材料2的平稳球形压缩实验。
【权利要求】
1.一种纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，包括夹持机构(I)、压缩机构(3)和位移机构(4)，所述的夹持机构(I)包括下夹持器(11)、上夹持器(12)以及固定针(13);所述的下夹持器(11)包括下夹持器本体(113)，下夹持器本体(113)上设有第二圆孔(111)和第二螺丝孔(112);所述的上夹持器(12)包括上夹持器本体(123)，上夹持器本体(123)上设有第一圆孔(121)和第一螺丝孔(122);上夹持器本体(123)上还设有通孔(124)，固定针(13)的两端分别耦合第一圆孔(121)和第二圆孔(111)，螺丝(14)的下部固定于第一螺丝孔(112)中，螺丝(14)的上部通过下螺帽(141)和上螺帽(142)固定于第一螺丝孔(122)中；所述的压缩机构包括可由位移机构(4)带动进行上下移动的滑行杆(31)，滑行杆(31)连接压力传感器(32)，压力传感器(32)连接固接杆(33)的一端，固接杆(33)的另一端连接半球(34)，半球(34)可设于通孔(124)中。
2.如权利要求1所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，所述的位移机构(4)包括支架(41)、步进电机(42)、涡轮(43)、齿轮(44)和丝杆(45)，步进电机(42)固定在支架(41)上，涡轮(43)固定在步进电机(42)上，涡轮(43)可带动齿轮(44)转动，齿轮(44)固定在丝杆(45)的一端，丝杆(45)的另一端固定在支架(41)上，所述的滑行杆(31)套接在丝杆(45)上。
3.如权利要求1所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，所述的固定针(13)为不锈钢材料制成的圆柱形针，直径范围为0.lmm-lmm。
4.如权利要求1所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，所述的第一圆孔(121)在上夹持器本 体(123)上呈圆周分布，第一圆孔(121)的数量为4个-108个，所述的第二圆孔(111)在下夹持器本体(113)上呈圆周分布，第二圆孔(111)的数量为4个-108个。
5.如权利要求1所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，所述的上夹持器(12)与下夹持器(11)的垂直距离由螺丝(14)调节，距离范围为4mm-400mm。
6.如权利要求1所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，所述的压力传感器(32)的量程范围为0N-1000N，精度为万分之一。
7.如权利要求1所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，所述的半球(34)由位移机构(4)驱动垂直往复移动，所述的垂直往复移动的最小精度为I微米。
8.如权利要求1所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，所述的上夹持器(12)与下夹持器(11)均由不锈钢材料制成，上夹持器(12)为环形，其内环直径为10cm-40cmo
9.如权利要求1所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，其特征在于，所述的纺织材料为间隔织物、层合织物、三维机织物、三维针织物、非织物或复合织物。
10.一种纺织材料平稳的球形压缩测量方法，其特征在于，采用权利要求1-9中任一项所述的纺织材料平稳的球形压缩测量装置，具体步骤包括: 第一步:将螺丝(14)旋转伸出下夹持器(11)的第二螺丝孔(112)后，接着旋转下螺帽(141)至螺丝(14)上一定位置停止；螺丝(14)再穿过上夹持器(12)的第一螺丝孔(142)，接着旋转上螺帽(142)至螺丝(14)上一定位置停止； 第二步:将纺织材料(2)从上夹持器(12)和下夹持器(11)中间穿过，并放置于下夹持器(11)上，调节下螺帽(141)至上夹持器(12)靠自重压在纺织材料(2)上；再调节下螺帽(141)上移至恰好接触上夹持器(12)，并调节上螺帽(142)下移至恰好接触上夹持器(12)； 第三步:将固定针(13)由上夹持器(12)的第一圆孔(121)上插入，穿过纺织材料(2)后插入下夹持器(11)的第二圆孔(111)，实现纺织材料(2)的边界固定；第四步:启动位移机构(4)的步进电机(42)带动涡轮(43)转动齿轮(44)，驱动丝杆(45)转动；丝杆(45)带动滑行杆(31)、压力传感器(32)固接杆(33)和半球(34)垂直向下移动，半球(34)对纺织材料(2)进行球形压缩； 第五步:压力传感器(32)采集半球(34)对纺织材料(2)的压缩力，通过半球(34)的垂直移动速度和运行时 间获得压缩位移，从而实现纺织材料(2)的平稳球形压缩实验。
【文档编号】G01N3/16GK103884598SQ201410114648
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】杜赵群, 吴韵眉, 刘鹏飞, 杨慧娟 申请人:东华大学