[发明专利]智能化束纤维强力测试仪及应用方法

权利要求书

1.一种智能化束纤维强力测试仪，包括机柜、工控机,其特征在于机柜内设有滑台模组、型材架、气缸、束纤维夹持机构、步进电机、杠杆式拉杆、测力传感器、位移传感器、电阻检测板、A/D采集转换模块；

所述气缸设在型材架上，气缸通过气缸推杆与束纤维夹持机构相连，所述束纤维夹持机构的结构包含偏心夹具架、上颚钳、下颚钳、连接杆件、轴，所述偏心夹具架为三角形架体，所述轴与型材架固定连接，所述偏心夹具架的一个角端与轴铰接，所述上颚钳固定于所述偏心夹具架的下方角端，所述下颚钳固定于型材架上，位于上颚钳的下方；所述连接杆件一端与所述偏心夹具架的第三个角端铰接，所述连接杆件的另一端与气缸的推杆铰接；所述滑台模组上设有固定夹头，所述固定夹头的高低位置与上颚钳、下颚钳的位置相适配；所述上颚钳、下颚钳的钳口处均设有测电阻极片,所述测电阻极片均通过数据线与电阻检测板连接；

所述步进电机的动力输出端连接有一根丝杠，所述丝杠与杠杆式拉杆下端螺纹连接；所述测力传感器的一端，与所述杠杆式拉杆的上部通过可转动的摆杆连接，另一端与所述型材架通过可转动的摆杆连接；所述型材架底部的两侧均设有直线轴承，直线轴承连接于一组平行导杆上，所述平行导杆与机柜固定连接，其中一侧的直线轴承与位移传感器的拉绳相连；所述测力传感器与A/D采集转换模块通过数据线连接，所述电阻检测板、位移传感器、A/D采集转换模块通过数据线与工控机连接。

2.如权利要求1所述的智能化束纤维强力测试仪，其特征在于所述的工控机，是含有电阻回潮率转换程序、束纤维断裂强力计算程序、束纤维断裂伸长率计算程序、断裂强力及伸长机器学习校正模型程序、分析验证程序的控制计算机。

3.如权利要求1或2所述的智能化束纤维强力测试仪，其特征在于所述的束纤维夹持机构中所述上颚钳、下颚钳的钳口为相配合的波浪形夹持面钳口，所设的测电阻极片分别为正极铜片和负极铜片。

4.如权利要求1或2所述的智能化束纤维强力测试仪，其特征在于所述的气缸与型材架通过可调锁紧座连接，所述可调锁紧座的结构，包括滑槽座、调节旋钮、气缸安装滑座，所述滑槽座上设有滑槽，所述气缸安装滑座设有凸出的齿条，所述齿条嵌装在滑槽内，所述调节旋钮设于滑槽的侧壁上；所述气缸安装滑座与气缸固定连接，转动所述调节旋钮，使得所述气缸安装滑座带动气缸，可沿滑槽上下移动位置。

5.如权利要求3所述的智能化束纤维强力测试仪，其特征在于所述的气缸与型材架通过可调锁紧座连接，所述可调锁紧座的结构，包括滑槽座、调节旋钮、气缸安装滑座，所述滑槽座上设有滑槽，所述气缸安装滑座设有凸出的齿条，所述齿条嵌装在滑槽内，所述调节旋钮设于滑槽的侧壁上；所述气缸安装滑座与气缸固定连接，转动所述调节旋钮，使得所述气缸安装滑座带动气缸，可沿滑槽上下移动位置。

6.如权利要求5所述的智能化束纤维强力测试仪，其特征在于所述的测力传感器的中心高度，与束纤维夹持机构下颚钳的钳口表面最高点的高度一致。

7.如权利要求3所述的智能化束纤维强力测试仪，其特征在于，所述钳口夹持面为波浪形夹持面，其截面形状主要由三段圆弧相切构成，钳口位于束纤维被拉伸的一侧的上表面，为圆弧水平切线所在水平面的延伸，这一延伸平面与同一侧的竖向端面的相交处棱角，设为圆角。

8.如权利要求1所述的智能化束纤维强力测试仪的应用方法，其特征在于主要包括以下步骤：

步骤一：准备好智能化束纤维强力测试仪，在正常的大气温湿度环境条件下，将束纤维试样通过所述上颚钳、下颚钳的钳口夹紧，测电阻极片与束纤维试样接触形成回路，电阻检测板检测出电阻值的大小，电阻值发送到工控机，经电阻回潮率转换程序转换后，得到当前束纤维试样的回潮率R；

步骤二：所述步进电机带动杠杆式拉杆移动，拉伸束纤维试样，直至纤维完全断脱，步进电机停止工作；拉伸过程中，作用于束纤维试样实时的力和伸长变化信号被A/D采集转换模块捕获，储存到工控机内存当中，数据经工控机内部的束纤维断裂强力计算程序、束纤维断裂伸长率计算程序处理后，作出束纤维试样的拉伸曲线F(e)-e，记录束纤维试样的断裂强力值F和断裂伸长率C；

步骤三：对拉伸曲线F(e)-e进行变换，计算得到E为常数值，表示变换后的曲线与其横轴的积分面积，F(e)为伸长为e时刻的力；

步骤四：将F、C、E、R四项的数值，发送至断裂强力及伸长机器学习校正模型的输入节点，得到一个校正后的束纤维断裂强力值F′和断裂伸长率C′，其值等效于束纤维试样在平衡状态下所测的断裂强力和伸长率值。