【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚合物物理特性测试，具体地说是一种形状记忆聚合物形变回复特性测试装置及方法。
技术介绍
1、随着人民生活水平不断提高，形状记忆聚合物逐渐走进人们的视野中，近年来在纺织服装领域中应用越来越广泛。但是织物在人们日常穿着、运输、保管或外界因素影响下会出现形变现象，这直接影响衣物的美观以及舒适程度。并且，形变后的凸起部分与外界磨损加剧，从而影响衣物使用寿命。因此，迫切需要开发一种能够有效测试形状记忆聚合物形变回复特性的装置，能够很好的测试形状记忆聚合物形变回复特性以及指导开发形变回复更好的新聚合物。
2、中国专利cn109342311a公开了一种高精度织物折皱回复角检测仪，该检测仪包括扭力传感器、角度编码器等，将织物夹持在固定板上后。由步进电机提供扭力，之后自动测量折皱和回复角，通过角度编码器将角度数据转化为电信号，最终数字化输出角度数据。中国专利cn102305848a公开了一种织物折皱回复性测试装置及方法，该装置利用相机拍摄织物起褶前的图像，再由起褶机构对织物起褶处理，然后再次摄织物起褶后的图像，通过图像处理并计算织物折皱回复率，得到织物折皱回复特性。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术针对上述现有技术存在的形状记忆聚合物形变回复特性的技术问题，提供了一种能准确测试形状记忆聚合物形变回复特性测试装置及方法，尤其能在一台测试装置上完成热力特性、折皱回复特性、抗弯曲特性及抗扭曲特性四个方面的客观评价指标测试，其中热力特性的客观评价指标为应变平均变化率，折皱回复
2、本专利技术的技术解决方案是，提供一种以下结构的形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，包括机架、回复位移测试组件、弯曲扭曲折皱组件、折皱恢复力测试组件、加热制冷测温组件、导电纤维柔性应变传感器和位置检测组件，所述机架包含上层平台、中间平台、下层平台、若干立柱及片夹，所述立柱设立于下层平台与上层平台之间，所述中间平台固定于立柱上，位于下层平台与上层平台之间，所述片夹安装在中间平台上表面；
3、弯曲扭曲折皱组件用于对待测形状记忆聚合物产生单一弯曲形变、单一扭曲形变和弯曲及扭曲的复合作用产生的折皱形变三种形变模式；
4、导电纤维柔性应变传感器布置在待测形状记忆聚合物表面，用于对形变及形变回复中的应变进行测试。
5、作为可选，所述回复位移测试组件包含电机a、电机支架a、联轴器a、丝杆a、立式丝杆座、丝杆螺母、连接件、导杆a、导杆座、导杆工作台、伸缩杆、工业相机a、工业相机b和相机支架，所述电机a通过电机支架a固定在上层平台的上表面，通过联轴器a驱动丝杆a旋转使丝杆螺母带动连接件及导杆工作台沿导杆a运动，所述导杆a分设于丝杆a两侧，每根导杆a两端各固定有一导杆座提供支撑，所述工业相机a安装于伸缩杆下方，所述伸缩杆安装于连接件下方，所述工业相机b安装于相机支架上，所述相机支架固定于下层平台的上表面。
6、作为可选，所述弯曲扭曲折皱组件包含工字压杆、垂直滑块、丝杆b、导杆b、卧式丝杆座、卧式导杆座、电机支架b和电机b，所述丝杆b上端由卧式丝杆座固定，下端穿过中间平台由电机b驱动，所述电机b由电机支架b固定于中间平台的下表面，所述导杆b分设于丝杆b两侧，由卧式导杆座固定于中间平台与上层平台之间，其上套设有垂直滑块，所述工字压杆跨设于两导杆b之间，安装于垂直滑块上，由电机b的旋转实现工字压杆的上下移动。
7、作为可选，所述弯曲扭曲折皱组件还包含自适应动片夹、电动夹盘、固定件前端、固定件后端、联轴器b、电机c、外壳、直线模组y、直线模组x、围板和滑轨，所述自适应动片夹固定于电动夹盘执行机构末端，能够根据形变及形变回复过程，以及折皱恢复力和回复位移的动态变化进行自适应开合及随动，用于装夹样本及限制样本回复路径，所述自适应动片夹由电动夹盘控制开合；所述电动夹盘尾部安装在固定件前端上，所述固定件后端通过联轴器b连接在电机c上，所述电机c安装在外壳内，用于驱动固定件后端、固定件前端及其上安装的自适应动片夹和电动夹盘旋转，所述直线模组y的两个运动单元平行设置于外壳两侧，固定在围板水平部分的上表面，用于驱动外壳在垂直于滑轨方向上移动，所述直线模组x固定于中间平台的上表面，与围板的竖直部分外侧相连接，驱动安装于滑轨上的围板在平行于滑轨方向上移动。
8、作为可选，根据权利要求1所述的形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，其特征在于：所述折皱恢复力测试组件包含电机d、套筒支架、传感器a、球头测试杆、套筒、电机支架c、联轴器、齿轮、齿条、导杆座、支撑板、水平滑块、导杆、延伸板和传感器b，所述导杆座安装于下层平台上表面，其间穿设有导杆，所述导杆上套设有若干水平滑块，所述水平滑块上安装有支撑板，所述支撑板的两个t字凸起上均固定有套筒支架，所述套筒穿设于套筒支架间，其上设置有凹槽，用于放置传感器a，所述球头测试杆放置于套筒内，末端平面与传感器a相接触，所述齿条安装于支撑板侧面，与齿轮啮合，所述齿轮由安装在电机支架c上的电机d通过联轴器驱动，所述电机支架c固定于中间平台下表面，所述延伸板固定于固定件前端的侧面，其上安装有传感器b。
9、作为可选，所述加热制冷测温组件包含加热片、制冷片、固定铜板、活动铜板、细柱、连杆a、连杆b、电机e和电机支架d，所述固定铜板由连接在其下端的细柱固定于下层平台上表面，其下端与活动铜板下端相对固定，形成合页式开合机构，所述活动铜板经连杆a和连杆b由电机e驱动，其下表面有若干加热片及若干制冷片交错分布，所述电机e安装于电机支架d上，所述电机支架d安装于下层平台上表面。
10、作为可选，所述位置检测组件包含光栅尺及光电编码器，所述光栅尺设置于上层平台上表面，用于测量连接件的位移，所述光电编码器设置于固定件后端旋转轴上，用于测量固定件后端旋转角度。
11、本专利技术还提供了另一种技术解决方案，一种形状记忆聚合物形变回复特性测试方法，基于上述形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，具体测试步骤如下：
12、步骤一：将形状记忆聚合物样本的一端固定在片夹上，另一端固定在自适应动片夹上，在样本表面布置导电纤维柔性应变传感器，启动直线模组y和电机b或启动直线模组x及电机c或启动直线模组x、直线模组y和电机b、电机c，根据需要使样本产生单一弯曲形变效果、单一扭曲形变效果或弯曲及扭曲的复合形变效果；位置检测组件中的光电编码器检测自适应动片夹的旋转角度；
13、步骤二：在形变过程中电机e驱动活动铜板紧贴样本，并启动活动铜板上的加热片对样本进行加热，同时加热片采集加热过程中的温度信号；导电纤维柔性应变传感器测试形变中的应变；回复位移测试组件中的工业相机a和工业相机b实时采集样本的动态形变图片，采用数字图像相关分析法，得到形变的动态变化值；折皱恢复力测试组件中的传感器a、传感器b采集形变过程中的弯曲力及扭曲力信号；位置检本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，其特征在于：包括机架、回复位移测试组件、弯曲扭曲折皱组件、折皱恢复力测试组件、加热制冷测温组件、导电纤维柔性应变传感器和位置检测组件，所述机架包含上层平台（101）、中间平台（102）、下层平台（103）、若干立柱（104）及片夹（105），所述立柱（104）设立于下层平台（103）与上层平台（101）之间，所述中间平台（102）固定于立柱（104）上，位于下层平台（103）与上层平台（101）之间，所述片夹（105）安装在中间平台（102）上表面；
2.根据权利要求1所述的形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，其特征在于：所述回复位移测试组件包含电机a（212）、电机支架a（211）、联轴器a（210）、丝杆a（203）、立式丝杆座（202）、丝杆螺母（205）、连接件（204）、导杆a（206）、导杆座（201）、导杆工作台（207）、伸缩杆（208）、工业相机a（209）、工业相机b（213）和相机支架（214），所述电机a（212）通过电机支架a（211）固定在上层平台（101）的上表面，通过联轴器a（210）驱动丝杆a（
3.根据权利要求1所述的形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，其特征在于：所述弯曲扭曲折皱组件包含工字压杆（319）、垂直滑块（318）、丝杆b（317）、导杆b（316）、卧式丝杆座（315）、卧式导杆座（314）、电机支架b（313）和电机b（312），所述丝杆b（317）上端由卧式丝杆座（315）固定，下端穿过中间平台（102）由电机b（312）驱动，所述电机b（312）由电机支架b（313）固定于中间平台（102）的下表面，所述导杆b（316）分设于丝杆b（317）两侧，由卧式导杆座（314）固定于中间平台（102）与上层平台（101）之间，其上套设有垂直滑块（318），所述工字压杆（319）跨设于两导杆b（316）之间，安装于垂直滑块（318）上, 由电机b（312）的旋转实现工字压杆（319）的上下移动；
4.根据权利要求1所述的形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，其特征在于：所述折皱恢复力测试组件包含电机d（401）、套筒支架（402）、传感器a（403）、球头测试杆（404）、套筒（405）、电机支架c（406）、联轴器（407）、齿轮（408）、齿条（409）、导杆座（410）、支撑板（411）、水平滑块（412）、导杆（413）、延伸板（414）和传感器b（415），所述导杆座（410）安装于下层平台（103）上表面，其间穿设有导杆（413），所述导杆（413）上套设有若干水平滑块（412），所述水平滑块（412）上安装有支撑板（411），所述支撑板（411）的两个T字凸起上均固定有套筒支架（402），所述套筒（405）穿设于套筒支架（402）间，其上设置有凹槽，用于放置传感器a（403），所述球头测试杆（404）放置于套筒（405）内，末端平面与传感器a（403）相接触，所述齿条（409）安装于支撑板（411）侧面，与齿轮（408）啮合，所述齿轮（408）由安装在电机支架c（406）上的电机d（401）通过联轴器（407）驱动，所述电机支架c（406）固定于中间平台（102）下表面，所述延伸板（414）固定于固定件前端（303）的侧面，其上安装有传感器b（415）。
5.根据权利要求1所述的形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，其特征在于：所述加热制冷测温组件包含加热片（509）、制冷片（508）、固定铜板（507）、活动铜板（506）、细柱（505）、连杆a（504）、连杆b（503）、电机e（502）和电机支架d（501），所述固定铜板（507）由连接在其下端的细柱（505）固定于下层平台（103）上表面，其下端与活动铜板（506）下端相对固定，形成合页式开合机构，所述活动铜板（506）经连杆a（504）和连杆b（503）由电机e（502）驱动，其下表面有若干加热片（509）及若干制冷片（508）交错分布，所述电机e（502）安装于电机支架d（501）上，所述电机支架d（501）安装于下层平台（103）上表面；所述位置检测组件包含光栅尺（602）及光电编码器（601），所述光栅尺（...
【技术特征摘要】
1.形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，其特征在于：包括机架、回复位移测试组件、弯曲扭曲折皱组件、折皱恢复力测试组件、加热制冷测温组件、导电纤维柔性应变传感器和位置检测组件，所述机架包含上层平台（101）、中间平台（102）、下层平台（103）、若干立柱（104）及片夹（105），所述立柱（104）设立于下层平台（103）与上层平台（101）之间，所述中间平台（102）固定于立柱（104）上，位于下层平台（103）与上层平台（101）之间，所述片夹（105）安装在中间平台（102）上表面；
2.根据权利要求1所述的形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，其特征在于：所述回复位移测试组件包含电机a（212）、电机支架a（211）、联轴器a（210）、丝杆a（203）、立式丝杆座（202）、丝杆螺母（205）、连接件（204）、导杆a（206）、导杆座（201）、导杆工作台（207）、伸缩杆（208）、工业相机a（209）、工业相机b（213）和相机支架（214），所述电机a（212）通过电机支架a（211）固定在上层平台（101）的上表面，通过联轴器a（210）驱动丝杆a（203）旋转使丝杆螺母（205）带动连接件（204）及导杆工作台（207）沿导杆a（206）运动，所述导杆a（206）分设于丝杆a（203）两侧，每根导杆a（206）两端各固定有一导杆座（201）提供支撑，所述工业相机a（209）安装于伸缩杆（208）下方，所述伸缩杆（208）安装于连接件（204）下方，所述工业相机b（213）安装于相机支架（214）上，所述相机支架（214）固定于下层平台（103）的上表面。
3.根据权利要求1所述的形状记忆聚合物形变回复特性测试装置，其特征在于：所述弯曲扭曲折皱组件包含工字压杆（319）、垂直滑块（318）、丝杆b（317）、导杆b（316）、卧式丝杆座（315）、卧式导杆座（314）、电机支架b（313）和电机b（312），所述丝杆b（317）上端由卧式丝杆座（315）固定，下端穿过中间平台（102）由电机b（312）驱动，所述电机b（312）由电机支架b（313）固定于中间平台（102）的下表面，所述导杆b（316）分设于丝杆b（317）两侧，由卧式导杆座（314）固定于中间平台（102）与上层平台（101）之间，其上套设有垂直滑块（318），所述工字压杆（319）跨设于两导杆b（316）之间，安装于垂直滑块（318）上, 由电机b（312）的旋转实现工字压杆（319）的上下移动；
...【专利技术属性】
技术研发人员：姚宝国，牟子豪，张飞，周子晗，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：
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