专利名称：皮革感官特性参数自动测试仪器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试仪器，具体涉及一种皮革感官特性参数自动测 试仪器。
背景技术：
皮革的感官特性是人们在长期生产实践中，对皮革的触觉和视觉综合性 能的概括，是人手触摸和人眼观看皮革的感觉综合反映，因此它是一种官能 特征。目前，公知的评价皮革感官特性的方法一直是沿用皮革检测人员的感 观检验方法，眼看手摸。因此，评定结果受到主观因素的影响。
我国有关皮革感官特性参数检测仪器的理论研究工作起步很早，可以追 溯到成都科技大学的苏真伟教授，他率先系统讨论了皮革抗张强度，规定了 负荷延伸率，崩裂高度，崩破强度与皮革柔软度的相关性，探讨了运用模糊
数学建立皮革柔软度评判系统，并在1993年研制成功了便携式皮革柔软度测 定仪，它可以测试各种工艺条件的皮革，不破坏试样，可实现在线测试，而 且结构简单，重量轻，操作简易。但是他的测试仪器没有完全体现他的理论 目标，只是简单的测试一个顶伸参数，而且苏教授设计的仪器并没有得到批 量生产。陕西科技大学的张晓镭教授提出了在顶伸，压縮多种不同力学状态 下柔软度，丰满度相关的数学模型，并根据其理论在2003年研制出了皮革柔 软度和丰满度测量分级装置，它可以测试出顶伸高度和压縮深度两个力学参 数并由传感装置测试出在某些固定顶伸高度和压縮深度的受力大小。和苏教 授的测试仪器相比有很多突出的改进，但是它没有测试皮革弯曲受力状态下 的力学参数。目前该仪器以有试制产品并在研究生和教师的科研之中有广泛的应用而且效果良好，是皮革感官特性参数测试仪器石开究过程中的一个里程 碑，在国内外同类产品中尚属先进的测试仪器，值得在此理论基础和测试仪 器的研究思路上继续走。四川大学的李志强教授以皮革柔软度与其抗弯强度 和压縮性能的关系为理论依据，提出了皮革柔软度的定量测定方法及并在
2004年设计出了测量仪器，它能够测定皮革上某点柔软度和皮革上某区域柔 软度，对被测皮革无破坏，测试操作和数据处理简单，便于工业化应用。但 是测试参数比较单一，不能全面的反映皮革的感官特性参数，目前该测试仪 器也没有投入批量生产。
国外有关皮革感官特性参数测试仪器的研究工作相对比我国早。在1988 年印度的B. Lokanadam等建立压縮指数的数学模型，研究了压縮指数和皮革 柔软度的关系，采用简易的厚度仪测定压縮指数，但它的相关系数检验结果 表明显著性水平只有40%，所以它的实用性很差，但是却开创了皮革感官特 性参数测试仪器研究的先例。Kellert等人借鉴造纸工业中纸张僵硬度测定 仪测定皮革的柔软度，但是这种方法的测试误差很大，达到了 30%多。1993 年，英国皮革技术中心(BLC)的Alexander研制出商业化的柔软度测试仪 (BLCST-300),该仪器的测试值为一个固定压力下皮革的顶伸高度，测试过 程中不损伤皮革，操作简单。但是其不足之处是测定结果仅仅是顶伸过程中 的单点测量值，不能表现整个顶伸过程。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种能够根据 皮革感官特性参数的测试规范测试出皮革感官特性的多个参数数据的皮革感 官特性参数自动观赋仪器。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是包括平行设置的上梁 和工作台面，上梁上对称设置有轴承及轴承座，工作台面上安装有与轴承及轴承座相对应的丝杆套筒，精密丝杆通过上固定螺母和下固定螺母设置在轴 承及轴承座与丝杆套筒之间，各精密丝杆上均设置有丝杆螺母，且在丝杆螺 母上固定有移动梁，移动梁上安装有位移传感器动尺，上梁和工作台面之间 设置有与位移传感器动尺相对应的定尺，移动梁上设置有测力传感器以及与 测力传感器相连的测量头，在工作台面上端设置有步进电机支承柱，步进电 机由步进电机支承柱固定在工作台面上，工作台面的下端设置有一密封箱体, 该密封箱体内设置有与步进电机相连接的带轮传动装置和与精密丝杆相连接 的丝杆传动装置，带轮传动装置与丝杆传动装置通过皮带相连。
本实用新型的测力传感器固定在移动梁上，移动梁中间设置有椭圆形孔， 测头安装座固定在测力传感器上并从椭圆形孔中伸出，测量头固定在测头安 装座上；丝杆传动装置包括固定在工作台面下端面的上支承板以及通过支承 柱与上支承板平行设置的下支承板，在上、下支承板之间的精密丝杆上自上 而下依次套装有丝杆上轴承座、套筒、同步齿形带轮、轴套和丝杆下轴承座； 固定精密丝杆的下固定螺母与丝杆下轴承座之间还设置有垫圈，且在精密丝 杆的端部的下支承板上还设置有端盖；丝杆上轴承座、同步齿形带轮和丝杆 下轴承座之间的精密丝杆上还套装有套筒和轴套；带轮传动装置包括与步进 电机相连接的传动轴，传动轴与工作台面之间设置有联轴器套筒以及设置在 联轴器套筒内的联轴器，传动轴自上而下依次套装有带轮上轴承及轴承座、 套筒、同步齿形带轮、上轴套和带轮下轴承及轴承座并通过带轮紧固螺母固 定；工作台面的下端面上设置有带轮上支承板以及与带轮上支承板相对应的 带轮下支承板，带轮上轴承及轴承座和带轮下轴承及轴承座分别固定在带轮 上支承板及带轮下支承板上；带轮上轴承及轴承座与带轮下轴承及轴承座之 间还设置有支承块；带轮紧固螺母与传动轴之间还设置有密封垫圈；带轮上 轴承及轴承座、同步齿形带轮和带轮下轴承及轴承座之间的传动轴上还设置有套筒和下轴套。
本实用新型经过皮带传动系统的变速，控制测量头的启动、停止、加速、 减速及某一恒定速度的运动要求。测量头上连接有测力传感器，通过测力传 感器采集皮革的受力信号；移动梁上按装有位移传感器，通过位移传感器采 集皮革的位移信号，实时收集两路信号并把二者实时对应，即负荷一变形 的函数，经过数据处理输出皮革感官特性参数的量化信息。


图1是本实用新型的整体结构示意图2是本实用新型测量头的结构示意图3是本实用新型丝杆传动装置的结构示意图4是本实用新型带轮传动装置的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。 参见图1，本实用新型包括平行设置的上梁1和工作台面9，上梁1上对 称设置有轴承及轴承座3，工作台面9上安装有与轴承及轴承座3相对应的 丝杆套筒8，精密丝杆5通过上固定螺母2和下固定螺母11设置在轴承及轴 承座3与丝杆套筒8之间，各精密丝杆5上均设置有丝杆螺母6，且在丝杆 螺母6上固定有移动梁4，移动梁4上安装有位移传感器动尺14，上梁l和 工作台面9之间设置有与位移传感器动尺14相对应的定尺17，移动梁4上 设置有测力传感器18以及与测力传感器18相连的测量头16，在工作台面9 上端设置有步进电机支承柱7,步进电机15由步进电机支承柱7固定在工作 台面9上，工作台面9的下端设置有一密封箱体12，该密封箱体12内设置 有与步进电机15相连接的带轮传动装置13和与精密丝杆5相连接的丝杆传 动装置10，带轮传动装置13与丝杆传动装置10通过皮带相连。参见图2，本实用新型的测力传感器18固定在移动梁4上，移动梁4中间设 置有椭圆形孔19，测头安装座20固定在测力传感器18上并从椭圆形孔19中伸 出，测量头16固定在测头安装座20上。
参见图3，本实用新型的丝杆传动装置10包括固定在工作台面9下端面的 上支承板21以及通过支承柱22与上支承板21平行设置的下支承板25,在上、 下支承板21、 25之间的精密丝杆5上自上而下依次套装有丝杆上轴承座23、同 步齿形带轮29和丝杆下轴承座28，丝杆上轴承座23、同步齿形带轮29和丝杆 下轴承座28之间的精密丝杆5上还套装有套筒30和轴套27，固定精密丝杆5的 下固定螺母11与丝杆下轴承座28之间还设置有垫圈24,且在精密丝杆5的端部 的下支承板25上还设置有端盖26。
参见图4，本实用新型的带轮传动装置13包括与步进电机15相连接的传动 轴38，传动轴38与工作台面9之间设置有联轴器套筒42,工作台面9的下端面 上设置有带轮上支承板41以及与带轮上支承板41相对应的带轮下支承板33， 带轮上轴承及轴承座39和带轮下轴承及轴承座32分别固定在带轮上支承板41 及带轮下支承板33上，带轮上轴承及轴承座39与带轮下轴承及轴承座32之间 还设置有支承块31,传动轴38自上而下依次套装有带轮上轴承及轴承座39、 同步齿形带轮37和带轮下轴承及轴承座32并通过带轮紧固螺母35固定，带轮 紧固螺母35与传动轴38之间还设置有密封垫圈34，带轮上轴承及轴承座39、 同步齿形带轮37和带轮下轴承及轴承座32之间的传动轴38上还设置有套筒40 和下轴套36。
本实用新型工作原理如下，控制信号传输给控制平台，控制平台向步进 电机15发出运动控制命令，经过带轮传动装置13，丝杆传动装置10的变速， 控制精密丝杆5，精密丝杆5旋转带动移动梁4上下运动，测量头16固定在 移动梁4上，测量头16安装的测力传感器18测定皮革试样的受力大小，由变送器转换为标准电压信号，通过模数转换等接口装置传送给数据采集系统。
与位移传感器动尺14相对应的定尺17安装在上梁1和工作台面9之间，位 移传感器14伴随移动梁4的移动而移动，测定皮革试样受力之时的位移多少， 由变送器转换为标准电压信号，通过模数转换等接口装置传送给数据采集系 统。数据采集系统实时收集两路信号并把二者实时对应，即负荷一变形的 函数，数据采集系统经过数据处理输出皮革感官特性参数的量化信息，量化 信息可以通过控制平台的数据通讯接口进行数据的显示，打印，储存等功能。
权利要求1、皮革感官特性参数自动测试仪器，其特征在于包括平行设置的上梁(1)和工作台面(9)，上梁(1)上对称设置有轴承及轴承座(3)，工作台面(9)上安装有与轴承及轴承座(3)相对应的丝杆套筒(8)，精密丝杆(5)通过上固定螺母(2)和下固定螺母(11)设置在轴承及轴承座(3)与丝杆套筒(8)之间，各精密丝杆(5)上均设置有丝杆螺母(6)，且在丝杆螺母(6)上固定有移动梁(4)，移动梁(4)上安装有位移传感器动尺(14)，上梁(1)和工作台面(9)之间设置有与位移传感器动尺(14)相对应的定尺(17)，移动梁(4)上设置有测力传感器(18)以及与测力传感器(18)相连的测量头(16)，在工作台面(9)上端设置有步进电机支承柱(7)，步进电机(15)由步进电机支承柱(7)固定在工作台面(9)上，工作台面(9)的下端设置有一密封箱体(12)，该密封箱体(12)内设置有与步进电机(15)相连接的带轮传动装置(13)和与精密丝杆(5)相连接的丝杆传动装置(10)，带轮传动装置(13)与丝杆传动装置(10)通过皮带相连。
2、 根据权利要求l所述的皮革感官特性参数自动测试仪器，其特征在于: 所说的测力传感器(18)固定在移动梁(4)上，移动梁(4)中间设置有椭 圆形孔(19)，测头安装座(20)固定在测力传感器(18)上并从椭圆形孔(19) 中伸出，测量头(16)固定在测头安装座(20)上。
3、 根据权利要求l所述的皮革感官特性参数自动测试仪器，其特征在于: 所说的丝杆传动装置(10)包括固定在工作台面(9)下端面的上支承板(21) 以及通过支承柱(22)与上支承板(21)平行设置的下支承板(25)，在上、 下支承板(21、 25)之间的精密丝杆(5)上自上而下依次套装有丝杆上轴承 座(23)、套筒(30)、同步齿形带轮(29)、轴套(27)和丝杆下轴承座(28)。
4、 根据权利要求1或3所述的皮革感官特性参数自动测试仪器，其特征在 于所说的固定精密丝杆(5)的下固定螺母(11)与丝杆下轴承座(28)之 间还设置有垫圈(24)，且在精密丝杆(5)的端部的下支承板(25)上还设 置有端盖(26)。
5、 根据权利要求1或3所述的皮革感官特性参数自动测试仪器，其特征在 于所说的丝杆上轴承座(23)、同步齿形带轮(29)和丝杆下轴承座(28) 之间的精密丝杆(5)上还套装有套筒(30)和轴套(27)。
6、 根据权利要求l所述的皮革感官特性参数自动测试仪器，其特征在于 所说的带轮传动装置(13)包括与步进电机(15)相连接的传动轴(38)，传 动轴(38)与工作台面(9)之间设置有联轴器套筒(42)以及设置在联轴器 套筒(42)内的联轴器(31)，传动轴(38)自上而下依次套装有带轮上轴承 及轴承座(39)、套筒(40)、同步齿形带轮(37)、上轴套(36)和带轮下轴 承及轴承座(32)并通过带轮紧固螺母(35)固定。
7、 根据权利要求6所述的皮革感官特性参数自动测试仪器，其特征在于: 所说的工作台面(9)的下端面上设置有带轮上支承板(41)以及与带轮上支 承板(41)相对应的带轮下支承板(33)，带轮上轴承及轴承座(39)和带轮 下轴承及轴承座(32)分别固定在带轮上支承板(41)及带轮下支承板(33) 上。
8、 根据权利要求6所述的皮革感官特性参数自动测试仪器，其特征在于: 所说的带轮上轴承及轴承座(39)与带轮下轴承及轴承座(32)之间还设置 有支承块(31)。
9、 根据权利要求6所述的皮革感官特性参数自动测试仪器，其特征在于: 所说的带轮紧固螺母(35)与传动轴(38)之间还设置有密封垫圈(34)。
10、 根据权利要求6所述的皮革感官特性参数自动测试仪器，其特征在于:所说的带轮上轴承及轴承座(39)、同步齿形带轮(37)和带轮下轴承及轴承 座(32)之间的传动轴(38)上还设置有套筒(40)和下轴套(36)。
专利摘要皮革感官特性参数自动测试仪器，包括平上梁和工作台面，精密丝杆设置在上梁的轴承及轴承座与工作台面的丝杆套筒之间，各精密丝杆上均设置有丝杆螺母，且在丝杆螺母上固定有移动梁，移动梁上安装有位移传感器，移动梁上设置有测力传感器以及与测力传感器相连的测量头，在工作台面上端设置有步进电机，工作台面的下端设置有一密封箱体，该密封箱体内设置有与步进电机相连接的带轮传动装置和与精密丝杆相连接的丝杆传动装置，带轮传动装置与丝杆传动装置通过皮带相连。本实用新型通过测力传感器采集皮革的受力信号；通过位移传感器采集皮革的位移信号，实时收集两路信号并把二者实时对应，经过数据处理输出皮革感官特性参数的量化信息。
文档编号G01N33/44GK201262628SQ20082003029
公开日2009年6月24日 申请日期2008年9月17日 优先权日2008年9月17日
发明者三 张, 张晓镭, 博 王, 董继先, 钱德明, 勋 黄 申请人:浙江温州轻工研究院;陕西科技大学