專利名稱:供測量由彈性襪類樣片作用的支承力的非破壞性測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于測量彈性襪類伸長支承力的非破壞性測量儀,該力施加于彈性襪類上,(其中更精確地說所述力既是支撐力又是壓縮力),術(shù)語“彈性襪類”泛指各種襪子,包括如短襪、中統(tǒng)襪、長統(tǒng)襪、自承襪、緊身褲襪、產(chǎn)婦褲襪、男士緊身襪或半身連褲襪等。
術(shù)語“伸長測量”表示測量方法,該方法包括使襪子一精確部位變形,并測量由于襪子變形所產(chǎn)生的局部作用力,這種力是所用材料和物品結(jié)構(gòu)的彈性特征的函數(shù)。
必須能對一給定的壓縮樣片(orthesis)所能施加的力做精確和再現(xiàn)的測量,特別是用于檢驗該作用力與支承所選級別的函數(shù)所給出的名義值是否一致。
這樣的測量在制造期間尤為重要,用于檢驗從針織機出來的物品是否合格,并同時進行質(zhì)量控制和對針織機進行最優(yōu)化調(diào)整。
然而,這種應(yīng)用并不應(yīng)當(dāng)受到限制,本發(fā)明也可用于多種其它目的,例如用來測試新材料、開發(fā)新產(chǎn)品、研究產(chǎn)品疲勞強度等。
為實現(xiàn)這些目的,已計劃使用多種伸長測量裝置和規(guī)則。然而,這樣的方法和裝置均具有如下所述的一個或多個缺點。
它們是具有破壞性的,特別是在使用牽引爪而將變形力傳遞至襪類的系統(tǒng)中。
檢測時間很長;一些檢測規(guī)則要進行長達(dá)48小時,這與制造質(zhì)量控制型的工業(yè)制約不相容。
雖然襪類的均勻性使得在物品生產(chǎn)整個長度上獲得盡可能多的測點變得重要,但測點的數(shù)目仍很少;設(shè)備昂貴;以及需要提供多重夾具以適應(yīng)不同襪類和不同襪子的尺寸,由此需要大量的操作;本發(fā)明目的是提供一適于產(chǎn)品質(zhì)量控制(與其他裝置一起)的非破壞性伸長測量裝置,由于其牢固性、使用時所獲得的速度及其柔性、包括于不同物品和不同尺寸的相同物品的快速而又簡單的調(diào)整,所有上述缺陷均可得以減少。
本發(fā)明裝置還具有下列優(yōu)點測量精確;可靠測量使之可由操作者再現(xiàn)地、獨立地提供數(shù)據(jù);在大量測量點可進行同時測量;執(zhí)行變得簡單而又快速;獲得的數(shù)據(jù)可被數(shù)字化、儲存、處理并顯示,特別用于計算機處理界面;以及可用來檢測所有的標(biāo)準(zhǔn)尺寸,制造效果、當(dāng)前的生產(chǎn)長度以及用來檢測所有待測制品。
在這方面,本發(fā)明的伸長測量裝置,其特征在于,包括一在其上適于容納一樣片的夾具,所述夾具有兩細(xì)長的分支;和分支端平面共同作用使其沿垂直于長度方向彼此分開的擴大裝置;用來控制擴大裝置并可移動兩分支以受控方式使彼此逐漸分開的控制裝置;若干傳感器沿至少一個分支的長度分布并適于測量由位于傳感器處的樣片局部作用于該分支的力,即垂直于分支輪廓的分力。
根據(jù)本發(fā)明的多個優(yōu)點,其特征在于兩分支通過樞軸連接于遠(yuǎn)端,而其近端則和擴大裝置配合,兩分支間相互分開的移動成為繞對應(yīng)樞軸點的回轉(zhuǎn)移動。
傳感器包括與樣片按鈕接觸的傳感元件,該應(yīng)變按鈕與其所在分支的外輪廓線平齊。
擴大裝置包括一帶傳感器的直線分支以及一外形與腿相符的曲線分支,它適于容納樣片;該裝置包括一些設(shè)施用以確定樣片在各傳感器的位置處的橫向伸長量,該伸長量是由擴大裝置使兩分支分開的量的函數(shù);該裝置包括一些設(shè)施用來記錄各傳感器的多對測量值,各對測量值包括測得力和伸長量,特別是,用來動態(tài)確定力/伸長量的特性;以及該裝置包括用來動態(tài)確定力/伸長量特性的設(shè)施。
下面將結(jié)合附圖描述本發(fā)明的—個實施例。
圖1是本發(fā)明裝置各部件的示意圖;圖2是表示本發(fā)明的力傳感器結(jié)構(gòu)的詳細(xì)截面圖;圖3是表示受力/伸長量關(guān)系的曲線關(guān)系圖;圖4是表示由本發(fā)明裝置所確定的壓力曲線圖。
在圖1中,標(biāo)號10總體表示本發(fā)明的伸長測量裝置,該裝置主要包括一框架12,其上裝有一可變形結(jié)構(gòu)體14、用以容納在整個長度上已編制完成的一襪類制品(并不包括腳部)。
可變形結(jié)構(gòu)體14包括兩分支或“半腳”16、18,它們包括一靜止的底部分支16以及一可移動的頂部分支18,兩分支繞一共同的樞軸24以類似圓規(guī)一雙腳的形式樞連于兩分支的各端20、22。
在它們的相對端26、28,分支16、18連接于用來使其彼此分開并相對于樞軸24作相對回轉(zhuǎn)運動的擴大裝置,可通過諸如使底部分支16的末端26保持靜止并使頂部分支18的末端28移動之類方法實現(xiàn)這種彼此的分開,這由驅(qū)動器32,例如其速度與振幅可程序調(diào)節(jié)的電驅(qū)動器,通過其桿部30來完成。例如,電驅(qū)動器可由一步進電機,其轉(zhuǎn)速一般可在0至500毫米/分鐘(mm/min)范圍內(nèi)調(diào)節(jié),且可變形結(jié)構(gòu)體14兩臂16、18之間的開口幅度可在0至400mm范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
移動端28沿垂直滑道36的引導(dǎo)狹槽34而移動。
底部分支16的外表輪廓可以是直線形的,所述分支上設(shè)有多個可在選定點沿分支16分布的力傳感器40。
頂部分支18的外表輪廓可以是曲線形的,和腳的總體形狀相對應(yīng)。
為使不同尺寸的和不同種類的制品都能得以測量,頂部分支18可與其他相似的具有不同外形42的分支互換,類似分支可具有不同形狀。另外,可調(diào)整樞軸點24,例如抬高樞軸點24以容納更大直徑的襪類尺寸。
通過示例,可沿底部分支16安置十二個傳感器40,由此使其與所熟知的“霍漢斯坦標(biāo)準(zhǔn)”(Hohenstein standard)的測點b、b1、c、d、e、f和g標(biāo)準(zhǔn)的測點分布相一致。最好在c、d、e、f和g點位處放兩個傳感器,由此產(chǎn)生七個測點的總共十二個傳感器。
考慮到制品的因素,僅需用到傳感器的一部分,例如在點b和b1處的傳感器用來測量短襪,在點b、b1和c處的傳感器用來測量中統(tǒng)襪,在點b、b1、c、d、e和f處的傳感器用來測量長統(tǒng)襪,所有點的傳感器用來測量緊身連褲襪。
為保證測量與霍漢斯坦標(biāo)準(zhǔn)所限定的襪類測點相一致,將襪類沿縱向精確地置于夾具14上是非常重要的,通常精確度在正負(fù)3mm之間,測量從腳跟線開始(在到達(dá)腳跟線之前緯紗的最后一卷處),在分支16和18上刻蝕一適當(dāng)記號表示腳跟線的位置。
多個傳感器40確定襪類對表面38的作用力,測得參數(shù)通過一界面44傳輸至用來處理、存儲并顯示所收集數(shù)據(jù)的微機46。
圖2詳細(xì)表示了其中一傳感器。
一測量按鈕48,一般在單傳感器中有30mm長(在圖2的左邊),在一雙重傳感器中(在圖2的右邊)有2*20mm長,它們被容納于底部分支16的孔穴50中,按鈕表面與所述底部分支的外輪廓面38平齊。為使摩擦最小化,按鈕48安裝在與球形軸襯58相連的導(dǎo)向件52之上,以使其只沿垂直于分支16輪廓面38的方向移動。作用于按鈕48的力通過桿部56傳送至與力傳感器60相接觸的指部58。例如型號為ELFS60B-25N-/M1.0,5M/MLL、商標(biāo)為恩特拉(ENTRAN)的傳感器,該傳感器是一可測量0至25牛頓(N)范圍內(nèi)的壓力的應(yīng)變力測量傳感器,并具有相當(dāng)?shù)偷姆蔷€性、漂移、滯后等特性。傳感器和導(dǎo)線62相連(電源和測量),該導(dǎo)線沿底部分支16向微機的界面44延伸。
力傳感器60連接于一傳統(tǒng)測量系統(tǒng),并通過使襪類與伸長測量儀嚙合的方式提供一在平齊按鈕48上的作用力讀數(shù)。由該力除以按鈕面積得到的比率即可直接獲得襪類施加于該點的壓力。
測量規(guī)則如下所述。
首先,使伸長測量儀的各分支16和18處在最小間距的位置,將襪類用手放在伸長測量儀上,襪類應(yīng)處于非繃緊狀態(tài),即無任何彈性變形。如上所述,從腳跟線開始將襪類的腿部置于伸長測量儀上,襪類的剩下部分也被無彈性變形地展開,由此超過伸長測量儀的長度(超過整體長度還是部分長度取決于產(chǎn)品是短襪、中統(tǒng)襪還是一對連褲襪等)。可以觀察到,由于伸長測量儀并不具有直角形的足狀(不像其它已知的伸長測量儀),將襪類防盜裝置上就位變得簡易而又迅速。
然后使兩分支通過驅(qū)動器30、32逐漸分開,由傳感器40采集的信號全部被實時地送至記錄各參數(shù)的計算機中。軟件利用由驅(qū)動器傳輸?shù)姆扔嬎愠龈鳈z測點的位移量。
可以觀察到,在這階段由各傳感器提供的參數(shù)必須加以處理,因此由傳感器測得的力64(圖1)垂直于底部分支16的直線輪廓38,需要轉(zhuǎn)換成力66,這是襪類襪類沿緯紗線方向68實際作用的力,這是所需獲得的參數(shù)。在這里,數(shù)據(jù)獲取軟件需要為各測量點(各傳感器)和在移動分支18開口的各步驟間確定一適當(dāng)應(yīng)變系數(shù)。
對一給定的傳感器,當(dāng)兩分支正在張開時使襪類橫向延長ΔX的作用力F具有如圖3所示曲線70的特征,它不同于兩分支閉合時的特性曲線(滯后作用)。為使組件趨于穩(wěn)定,要控制該裝置進行連續(xù)的循環(huán),其中兩分支16、18相對彼此移開/閉合,所獲得的最終數(shù)據(jù)可由第三次或第六次循環(huán)來提供。在各循環(huán)階段內(nèi),即在移開和閉合的兩階段中每一階段內(nèi)的測點數(shù)目一般是500點。
可以觀察到,數(shù)據(jù)并非在各測點同時獲得。襪類的彈性變形僅開始于伸長測量儀所傳遞的伸長符合于襪類的使用環(huán)境,所以彈性變形只在各測點間有不同間距時才能獲得,所以將各測點間與平面寬度一致的間距作為零。
由于滯后性,一單向伸長量會引起兩股不同的力F1和F2;其平均量可作為測得量。
在所采集得到的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,軟件可評估出各種不同的參數(shù),例如在各點上的支撐力P;在各點的韌性;各點相對于襪子腳踝處的遞減量;以及不同測點之間遞減的差異。
數(shù)據(jù)可以被顯示在顯示器上,還可附帶其他參數(shù),例如批號、測試號和統(tǒng)計數(shù)據(jù)(在一批中的標(biāo)準(zhǔn)差)等。
可觀察各測點的受力/伸長特征曲線(圖3)以通過視覺檢測察覺到反常,從而排除可疑的測量數(shù)據(jù)。
該裝置還可將被測的襪類的壓力曲線顯示于屏幕上,該曲線給出襪類分布在長度上的不同測點位置b、b1、c…所施加的壓力P值。
權(quán)利要求
1.一用于測量彈性襪類伸長支承力(由樣片施加于襪的力)的非破壞性測量儀(10),其特征在于,包括一夾具(14),在其上裝有一樣片,所述夾具有兩細(xì)長的分支(16、18)與分支相對兩端(26、28)共同作用使其垂直于長度方向彼此分開的擴大裝置(30、32)用來控制所述擴大裝置和并可移動分支由此以控制方式使其移動并彼此逐漸分開的控制裝置;以及若干傳感器(40)沿至少一個分支的長度分布并可測量由位于傳感器處的樣片局部作用于該分支的力,測得值以垂直于分支輪廓的分力表達(dá)。
2.如權(quán)利要求1所述裝置,其特征在于,所述分支通過樞軸連接于與所述擴大裝置配合的那一端的遠(yuǎn)端,兩分支相互分開的移動成為繞對應(yīng)樞軸點的回轉(zhuǎn)運動。
3.如權(quán)利要求1所述裝置,其特征在于,傳感器(40)包括與樣片按鈕(40)接觸的傳感元件,所述樣片按鈕(40)與其所在分支的外輪廓線平齊。
4.如權(quán)利要求1所述裝置,其特征在于,所述擴大裝置包括一帶傳感器的直線分支(16)以及一外形與人腿形狀一致并適于容納樣片的曲線分支(18)。
5.如權(quán)利要求1所述裝置,其特征在于,所述擴大裝置(30、32)是機動的裝置。
6.如權(quán)利要求1所述裝置,其特征在于,所述裝置包括一些設(shè)施用以確定樣片在各傳感器的位置處的橫向伸長量(ΔX),該量是擴大裝置將兩分支產(chǎn)生的間隔的函數(shù);
7.如權(quán)利要求5所述裝置,其特征在于,所述裝置包括一些設(shè)施用來記錄各傳感器的多對測量值,各對測量值包括測得力(F)和伸長量(ΔX)。
8.如權(quán)利要求6和7所述裝置,其特征在于,包括用來動態(tài)確定力/伸長量特性的裝置。
9.如權(quán)利要求1所述裝置,其特征在于,包括用來確定由樣片施加于其整個長度(l)上的支撐壓力曲線(P)的裝置。
全文摘要
伸長測量儀(10),包括:一配有樣片的夾具(14),所述夾具有兩細(xì)長的分支(16、18);與分支相對兩端(26、28)共同作用使其垂直于長度方向彼此分開的擴大裝置(30、32);用來控制所述擴大裝置和并可移動兩分支以受控方式并彼此逐漸分開的控制裝置;以及若干傳感器(40)沿至少一個分支的長度分布并可測量由位于各傳感器處的樣片局部作用于該分支的力,測得值以垂直于分支輪廓的分力表達(dá)。
文檔編號G01N3/08GK1320209SQ00801650
公開日2001年10月31日 申請日期2000年8月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月10日
發(fā)明者帕特里斯·弗洛, 讓路易斯·庫諾德 申請人:依諾岱拉托畢克國際公司