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製作方法
2023-10-10 23:15:19 4
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製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於測量彈性襪類伸長支承力的非破壞性測量儀，該力施加於彈性襪類上，(其中更精確地說所述力既是支撐力又是壓縮力)，術語「彈性襪類」泛指各種襪子，包括如短襪、中統襪、長統襪、自承襪、緊身褲襪、產婦褲襪、男士緊身襪或半身連褲襪等。
術語「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，並測量由於襪子變形所產生的局部作用力，這種力是所用材料和物品結構的彈性特徵的函數。
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的測量，特別是用於檢驗該作用力與支承所選級別的函數所給出的名義值是否一致。
這樣的測量在製造期間尤為重要，用於檢驗從針織機出來的物品是否合格，並同時進行質量控制和對針織機進行最優化調整。
然而，這種應用並不應當受到限制，本發明也可用於多種其它目的，例如用來測試新材料、開發新產品、研究產品疲勞強度等。
為實現這些目的，已計劃使用多種伸長測量裝置和規則。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中。
檢測時間很長；一些檢測規則要進行長達48小時，這與製造質量控制型的工業制約不相容。
雖然襪類的均勻性使得在物品生產整個長度上獲得儘可能多的測點變得重要，但測點的數目仍很少；設備昂貴；以及需要提供多重夾具以適應不同襪類和不同襪子的尺寸，由此需要大量的操作；本發明目的是提供一適於產品質量控制(與其他裝置一起)的非破壞性伸長測量裝置，由於其牢固性、使用時所獲得的速度及其柔性、包括於不同物品和不同尺寸的相同物品的快速而又簡單的調整，所有上述缺陷均可得以減少。
本發明裝置還具有下列優點測量精確；可靠測量使之可由操作者再現地、獨立地提供數據；在大量測量點可進行同時測量；執行變得簡單而又快速；獲得的數據可被數位化、儲存、處理並顯示，特別用於計算機處理界面；以及可用來檢測所有的標準尺寸，製造效果、當前的生產長度以及用來檢測所有待測製品。
在這方面，本發明的伸長測量裝置，其特徵在於，包括一在其上適於容納一樣片的夾具，所述夾具有兩細長的分支；和分支端平面共同作用使其沿垂直於長度方向彼此分開的擴大裝置；用來控制擴大裝置並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並適於測量由位於傳感器處的樣片局部作用於該分支的力，即垂直於分支輪廓的分力。
根據本發明的多個優點，其特徵在於兩分支通過樞軸連接於遠端，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樞軸點的迴轉移動。
傳感器包括與樣片按鈕接觸的傳感元件，該應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，它適於容納樣片；該裝置包括一些設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；該裝置包括一些設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，用來動態確定力/伸長量的特性；以及該裝置包括用來動態確定力/伸長量特性的設施。
下面將結合附圖描述本發明的—個實施例。
圖1是本發明裝置各部件的示意圖；圖2是表示本發明的力傳感器結構的詳細截面圖；圖3是表示受力/伸長量關係的曲線關係圖；圖4是表示由本發明裝置所確定的壓力曲線圖。
在圖1中，標號10總體表示本發明的伸長測量裝置，該裝置主要包括一框架12，其上裝有一可變形結構體14、用以容納在整個長度上已編制完成的一襪類製品(並不包括腳部)。
可變形結構體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以類似圓規一雙腳的形式樞連於兩分支的各端20、22。
在它們的相對端26、28，分支16、18連接於用來使其彼此分開並相對於樞軸24作相對迴轉運動的擴大裝置，可通過諸如使底部分支16的末端26保持靜止並使頂部分支18的末端28移動之類方法實現這種彼此的分開，這由驅動器32，例如其速度與振幅可程序調節的電驅動器，通過其杆部30來完成。例如，電驅動器可由一步進電機，其轉速一般可在0至500毫米/分鐘(mm/min)範圍內調節，且可變形結構體14兩臂16、18之間的開口幅度可在0至400mm範圍內調節。
移動端28沿垂直滑道36的引導狹槽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。
為使不同尺寸的和不同種類的製品都能得以測量，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「霍漢斯坦標準」(Hohenstein standard)的測點b、b1、c、d、e、f和g標準的測點分布相一致。最好在c、d、e、f和g點位處放兩個傳感器，由此產生七個測點的總共十二個傳感器。
考慮到製品的因素，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襪，在點b、b1、c、d、e和f處的傳感器用來測量長統襪，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準所限定的襪類測點相一致，將襪類沿縱向精確地置於夾具14上是非常重要的，通常精確度在正負3mm之間，測量從腳跟線開始(在到達腳跟線之前緯紗的最後一卷處)，在分支16和18上刻蝕一適當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，測得參數通過一界面44傳輸至用來處理、存儲並顯示所收集數據的微機46。
圖2詳細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，它們被容納於底部分支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相連的導向件52之上，以使其只沿垂直於分支16輪廓面38的方向移動。作用於按鈕48的力通過杆部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、商標為恩特拉(ENTRAN)的傳感器，該傳感器是一可測量0至25牛頓(N)範圍內的壓力的應變力測量傳感器，並具有相當低的非線性、漂移、滯後等特性。傳感器和導線62相連(電源和測量)，該導線沿底部分支16向微機的界面44延伸。
力傳感器60連接於一傳統測量系統，並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。由該力除以按鈕面積得到的比率即可直接獲得襪類施加於該點的壓力。
測量規則如下所述。
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，襪類應處於非繃緊狀態，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於伸長測量儀上，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於產品是短襪、中統襪還是一對連褲襪等)。可以觀察到，由於伸長測量儀並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。
然後使兩分支通過驅動器30、32逐漸分開，由傳感器40採集的信號全部被實時地送至記錄各參數的計算機中。軟體利用由驅動器傳輸的幅度計算出各檢測點的位移量。
可以觀察到，在這階段由各傳感器提供的參數必須加以處理，因此由傳感器測得的力64(圖1)垂直於底部分支16的直線輪廓38，需要轉換成力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。在這裡，數據獲取軟體需要為各測量點(各傳感器)和在移動分支18開口的各步驟間確定一適當應變係數。
對一給定的傳感器，當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的特徵，它不同於兩分支閉合時的特性曲線(滯後作用)。為使組件趨於穩定，要控制該裝置進行連續的循環，其中兩分支16、18相對彼此移開/閉合，所獲得的最終數據可由第三次或第六次循環來提供。在各循環階段內，即在移開和閉合的兩階段中每一階段內的測點數目一般是500點。
可以觀察到，數據並非在各測點同時獲得。襪類的彈性變形僅開始於伸長測量儀所傳遞的伸長符合於襪類的使用環境，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。
由於滯後性，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。
在所採集得到的數據的基礎上，軟體可評估出各種不同的參數，例如在各點上的支撐力P；在各點的韌性；各點相對於襪子腳踝處的遞減量；以及不同測點之間遞減的差異。
數據可以被顯示在顯示器上，還可附帶其他參數，例如批號、測試號和統計數據(在一批中的標準差)等。
可觀察各測點的受力/伸長特徵曲線(圖3)以通過視覺檢測察覺到反常，從而排除可疑的測量數據。
該裝置還可將被測的襪類的壓力曲線顯示於屏幕上，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。
權利要求
1．一用於測量彈性襪類伸長支承力(由樣片施加於襪的力)的非破壞性測量儀(10)，其特徵在於，包括一夾具(14)，在其上裝有一樣片，所述夾具有兩細長的分支(16、18)與分支相對兩端(26、28)共同作用使其垂直於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並可移動分支由此以控制方式使其移動並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並可測量由位於傳感器處的樣片局部作用於該分支的力，測得值以垂直於分支輪廓的分力表達。
2．如權利要求1所述裝置，其特徵在於，所述分支通過樞軸連接於與所述擴大裝置配合的那一端的遠端，兩分支相互分開的移動成為繞對應樞軸點的迴轉運動。
3．如權利要求1所述裝置，其特徵在於，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．如權利要求1所述裝置，其特徵在於，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並適於容納樣片的曲線分支(18)。
5．如權利要求1所述裝置，其特徵在於，所述擴大裝置(30、32)是機動的裝置。
6．如權利要求1所述裝置，其特徵在於，所述裝置包括一些設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生的間隔的函數；
7．如權利要求5所述裝置，其特徵在於，所述裝置包括一些設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．如權利要求6和7所述裝置，其特徵在於，包括用來動態確定力/伸長量特性的裝置。
9．如權利要求1所述裝置，其特徵在於，包括用來確定由樣片施加於其整個長度(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),所述夾具有兩細長的分支(16、18);與分支相對兩端(26、28)共同作用使其垂直於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並可移動兩分支以受控方式並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並可測量由位於各傳感器處的樣片局部作用於該分支的力,測得值以垂直於分支輪廓的分力表達。
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 優先權日1999年8月10日
發明者帕特裡斯·弗洛, 讓路易斯·庫諾德 申請人:依諾岱拉託畢克國際公司