一种全自动智能拉拔式附着力测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及涂层附着力测试领域，具体涉及一种全自动智能拉拔式附着力测试装置。


背景技术：

2.涂层附着力是指漆层与被涂漆物体表面通过物理或化学力的作用结合在一起的牢固程度。涂层附着力是评价一个涂层或涂层体系最重要的一项指标。涂料涂敷在物体表面，形成粘附牢固、具有一定强度的连续涂层；而附着力良好的涂层具有装饰、保护作用和其他一些特殊作用，易于维修和更新。因此，涂层附着力的测定受到涂料、涂装、建筑工程等行业的广泛关注。
3.近些年大跨径网架结构在建筑工程上大量使用，涂装问题受到广泛关注。由于小管径曲率问题，国内常用的附着力测定方法如：划圈法(gb/t1720)/划格法(gb/t9286)和拉开法(gb/t5210)在测量小径管附着力上面并不好用。现急需开发一款小管径专用附着力测定仪。
4.目前划格法检测存在曲率管径的涂层与基材附着力操作难度较大，且只能对附着力进行评级划分，而不能具体量化，拉开法检测涂层与基材之间的附着力可以具体量化，但不适用于存在曲率的检测对象。


技术实现要素：

5.为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种全自动智能拉拔式附着力测试装置，解决长期以来小经管曲率大多采用划格法，操作难度较大且只能对附着力进行评级划分，而不能具体量化的痛点。
6.为此，本实用新型提出了一种全自动智能拉拔式附着力测试装置，包括控制台、拉拔器和包含多种型号锭子的锭子套装；所述拉拔器包括拉拔器机身、液压缸、驱动机构和电动切割器接头；其中，所述电动切割器接头包括推拉式快换接头和切割刀头，所述推拉式快换接头包括筒状内衬、活动套筒、弹簧和若干滚珠，所述推拉式快换接头对所述锭子进行快速固定和卸载；所述切割刀头安装在活动套筒外端，而所述驱动机构与所述电动切割器接头传动连接，所述切割刀头旋转并对样品漆膜进行切割。
7.所述控制台上设有电子控制液压泵、拉力测试模块和led触摸屏，所述电子控制液压泵、所述led触摸屏分别与所述拉力测试模块信号连接，而所述电子控制液压泵通过液压软管与所述液压缸连接，所述液压缸再控制所述驱动机构和所述电动切割器接头在所述拉拔器机身内伸缩，实现所述锭子的拉拔。
8.进一步，所述驱动机构包括驱动电机、电机安装座和行星齿轮传动机构；所述电动切割器接头与所述行星齿轮传动机构连接，而所述驱动机构的电机安装座与所述液压缸的活塞杆固定连接。
9.进一步，所述活动套筒上端与所述行星齿轮传动机构中齿圈传动连接；所述筒状
内衬与所述行星齿轮传动机构中行星架固定连接。
10.进一步，所述活动套筒上端设有环形凹槽一，所述环形凹槽一与所述齿圈下端采用花键与花键槽配合，实现周向固定、轴向滑动连接。
11.进一步，所述拉拔器上还设有电动开关和安全锁，所述电动开关与所述驱动电机电连接。
12.进一步，所述液压缸为双出杆油缸，所述活塞杆的外端连接有活塞按帽。
13.进一步，所述拉拔器机身底部设有一对贯通内侧的弧形槽。
14.进一步，所述切割刀头包括若干个独立的刀片组件，每个所述刀片组件均具有轴向伸缩的弹性元件。
15.进一步，所述控制台上设有抽拉摄像头，所述抽拉摄像头与所述拉力测试模块信号连接。
16.进一步，所述控制台上设有usb接口和wlan模块，所述usb接口、所述wlan模块分别与所述拉力测试模块信号连接。
17.本实用新型提供的全自动智能拉拔式附着力测试装置将传统附着力检测仪的切割器和快速接头相结合，并在拉拔器内装配电机，实现集成化；本装置配有不同的曲率的锭子，系统内有与之匹配的参数，可以准确测定存在曲率管径或平面样品的涂层与底材之间的附着力，且各项参数直接明了，增加了附着力检测数据的精确度，避免了在曲率管径附着力的测定上，使用划格法检测的难度较大，且不能定量描述附着力的大小。
18.本装置配备电子控制液压泵，自动提供连续和平滑的拉剥力；很大程度上减少了人力和人为操作的影响；可调节拉拔速率、拉拔限值和维持时间；控制台两侧配有减震橡胶座，平稳，防滑，提高仪器使用寿命。此外，本实用新型装置操作简单，智能化、集成化和精准度高。
19.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本技术作进一步详细的说明。
附图说明
20.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
21.图1为本实用新型的全自动智能拉拔式附着力测试装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型的全自动智能拉拔式附着力测试装置中锭子的结构示意图；
23.图3为本实用新型的全自动智能拉拔式附着力测试装置中拉拔器的结构示意图；
24.图4为本实用新型的全自动智能拉拔式附着力测试装置中拉拔器的内部结构图；
25.附图标记说明
26.1、控制台；2、led触摸屏；3、抽拉摄像头；4、usb接口；5、ac适配器接口；6、液压软管；7、拉拔器机身；8、拉拔器；9、活塞按帽；10、电动切割器接头；11、电动开关；12、安全锁；13、锭子；14、液压缸；15、活塞杆；16、驱动电机；17、齿轮传动机构；18、切割刀头；19、推拉式快换接头；20、电子控制液压泵；171、齿圈；172、行星架；191、筒状内衬；192、活动套筒；193、环形凹槽一。
具体实施方式
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
28.如图1～图4所示，本实用新型的全自动智能拉拔式附着力测试装置，包括控制台1、拉拔器8、及其配套使用的锭子13，控制台1上设有电子控制液压泵20和拉力测试模块，通过液压软管6与拉拔器8连接；其中，控制台1上表面配有led触摸屏2，控制台1侧表面配有抽拉摄像头3、usb接口4和ac适配器接口5，且上述四者均与拉力测试模块信号连接；拉拔器8包括拉拔器机身7、液压缸14、驱动机构、电动切割器接头10。
29.如图4所示，驱动机构包括驱动电机16、电机安装座和行星齿轮传动机构17；电动切割器接头10与行星齿轮传动机构17连接，而驱动机构的电机安装座与液压缸14固定连接，通过控制台1控制所述液压缸14伸缩，使电动切割器接头10伸出或缩回拉拔器机身7内，实现拉拔功能，驱动电机16通过行星齿轮传动机构17驱动电动切割器接头10转动，实现切割功能功能。0n
30.其中，电动切割器接头10包括推拉式快换接头19和切割刀头18两部分，推拉式快换接头19包括筒状内衬191、活动套筒192、弹簧和若干滚珠；当拉动活动套筒192后，滚珠处于自由状态，可以将与被测量样品连接的锭子快速插接到筒状内衬191内。为了方便拉动活动套筒192，在拉拔器机身7底部设有一对贯通内侧的弧形槽。
31.如图4所示，切割刀头18安装在活动套筒192外端，活动套筒192的另一端与行星齿轮传动机构中齿圈171传动连接；筒状内衬191与行星齿轮传动机构中行星架172固定连接，而行星架172与电机安装座固定连接。
32.当实验需要对样品进行切割时，通过液压缸14中活塞杆15的伸缩控制电动切割器接头10前端的切割刀头凸出于拉杆器机身底面，然后驱动电机工作时，通过行星齿轮传动机构带动整个电动切割器接头10转动，进而带动切割刀头工作，对样品漆膜进行切割。
33.其中，活动套筒上端设有环形凹槽一193，环形凹槽一与齿圈下端周向固定、轴向滑动连接，具体采用花键与花键槽配合或使用平键进行周向定位；活动套筒的下端设有环形凹槽二，切割刀头18固定安装在环形凹槽二内。
34.而切割刀头18由若干个独立的刀片组件组成，若干刀片组件沿环形凹槽二环形阵列分布，且刀片组件具有轴向伸缩的弹性元件，可以伸缩。当切割刀头18对弧面的样品进行切割时，通过刀片组件中弹性元件的伸缩，可以保证样品表面留下一个完整的圆环或者椭圆环。
35.液压缸14为双活塞杆液压缸，活塞杆15的外端连接有活塞按帽9，当液压泵不向液压缸14提供高压液压油时，可以通过活塞按帽9手动调整电动切割器接头10的位置。
36.如图3所示，拉拔器机身上还设有电动开关11和安全锁12，电动开关11与驱动电机16电连接，安全锁是电机开关的一个保险装置，使用电机的时候要先打开安全锁。关闭安全锁时可通过上下拉动带动推拉式快换接头对锭子进行固定和卸载。打开安全锁时三层结构都进行固定，形成整体，此时按下电动开关，电动切割器接头可进行低速转动。
37.电动切割器接头于位于拉拔器机身内部，可通过拉拔器机身两侧的圆弧形开口进行手动的上下拉动。关闭安全锁时可通过上下拉动活动套筒192，带动推拉式快换接头19对锭子进行固定和卸载。打开安全锁时推拉式快换接头19都进行固定，形成整体，此时按下电
动开关，电动切割器接头10可进行低速转动。
38.电动切割器接头10由控制台1提供电力，电力经由液压软管6附近的电源线传输至位于拉拔器内部的电动机工作。切割是为了去除样品表面的面漆层，在样品表面留下一个能看见金属的圆环或者椭圆形状。(切割并不是为了将样品整个进行切割，只需对样品的表面的涂层进行切割，切割露出样品的底材即可。)
39.推拉式快换接头的结构如图4所示，在关闭安全锁的情况下，可通过拉拔器机身两侧的圆弧形开口对活动套筒192进行向上拉动，使得推拉式快换接头中的每个金属圆球有一定的活动空间，此时可以将锭子的上部分放入，后将活动套筒192往上拉的手松开，活动套筒192自动回弹，金属圆球固定，从而固定锭子。
40.拉拔器内存在限位结构，在仪器泄压的状态下，可通过按压或者拉扯拉拔器上的活塞按帽9，可对固定锭子的部位和电动切割接头整体进行竖直调整，最低可调整距圆口部位3～4mm。电动切割接头的切割刀头18可单独调整超出拉拔器下端圆口部位3～4mm位置。
41.拉拔器下端的圆口部分比锭子的下半部分直径大3mm左右，推拉式快换接头中筒状内衬的圆孔比锭子的上半部分大一点。使得在拉拔的过程中样品不能通过。
42.推拉式快换接头部位会将锭子的上半部分固定，仪器对锭子进行拉拔时,会对锭子提供一个向上的拉力，一般会将锭子从样品上拔下来或者达到设定的“加压上限”才会停止。
43.如图1、图2所示，控制台1的外壳全封闭，裸露接口配有防尘塞，提高了其防水、防尘、防震。控制台1上装配有抽拉摄像头3，对拉拔后的破坏表面进行拍照，确定破坏类型。可同对应的试验参数，一同记录。控制台1内配备wlan模块，通过wlan无线传输技术，能与云端进行传输，并能下载软件更新。
44.根据锭子的曲率、尺寸及样品的实际情况，在led屏上对系统进行相应的参数设置，控制台由液压软管与拉拔器相连，并控制其工作，待拉拔完成后，保存该次试验数据，并使用抽拉摄像头拍摄对应照片。
45.本装置配备电子控制液压泵，自动提供连续和平滑的拉剥力。很大程度上减少了人力和人为操作的影响。可调节拉拔速率、拉拔限值和维持时间。此外，控制台1两侧配有减震橡胶座，平稳，防滑，提高仪器使用寿命。
46.同时，控制台1上配套设置一款先进的涂层附着力检测设备及分析软件，用于测试平面和曲面的涂层或漆膜与基底之间结合的牢固程度；实现检测数据的智能记录与导出和分析；
47.1、对检测锭子和仪器计算软件进行改进解决小经管曲率问题；仪器可实现检测原始数据和检测报告的导出功能；2、支持更丰富的检测数据导入功能；3、支持更丰富的检测记录如：拍照记录和视频记录；4、支持检测数据云端传输功能；5、拉开法附着力智能检测仪；6、测试装置支持检测数据导入和自动评级功能；7、测试装置支持数据云端传输功能。
48.其中，抽拉摄像头是一种小型高清摄像头，摄像头配有双色温闪光灯，后方为一种与控制台可以连接的线材，不用时可以放回控制台里面。软件部分采用opencv平台研发的机器视觉系统，该系统采用c++优化算法，改进了图像预处理和识别的算法。待锭子与样品拉拔完成后，输入样品涂层的层数，通过控制台启用摄像头，后将锭子与样品被拉拔所留下的破坏部位进行识别，系统通过摄像头所记录的画面。
49.系统采用网格法对样品拉拔后的不同破坏面的面积进行计算，得出所占全部面积的百分比，并根据样品的各个涂层、胶粘剂和样品底材的颜色及性质的不同，结合《色漆和清漆拉开法附着力试验》gb/t 5210-2006(破坏性质y/z为胶黏剂与试柱间的胶结破坏，y为胶黏剂的内聚破坏,n/y为最后一道涂层与胶黏剂的附着破坏，a为低材，b～n为第一至第n道油漆。对每种破坏类型，估计的破坏面积百分数，精确至10％。)对样品涂层的破坏性质并结合破坏强度进行综合判定，并保存在对应的试验记录上。
50.综上，电动切割器接头10具有两个作用：1.切割的作用，切割刀头18对样品表面进行切割，直到在样品表面形成一个圆形切口且露出金属；2.接头的作用，可通过关闭安全锁并手动向上拉动活动套筒192，使得推拉式快换接头内每个金属圆球可以活动，以使锭子上部可以放入其中，松手可使电动切割器接头回到原位，金属圆球限制活动，以此来固定锭子。
51.电动切割器接头10将传统附着力检测仪的切割器和快速接头相结合，并在拉拔器8内装配电机，在控制台设置电池，电池通过液压软管旁的线材与电机和开关等进行连接，实现集成化。
52.该全自动智能拉拔式附着力测试装置适用于色漆、清漆或相关产品的单涂层或多涂层体系上进行拉开法附着力试验测定附着力。适用于多种底材，不同类型的底材，采用不同的步骤。
53.在锭子安装前，应确保锭子和试验样品的接触面清洁，涂层体系干燥/固化后，使用胶黏剂将锭子直接粘结到涂层的表面上，覆时应使用最少的胶黏剂，确保能在试验组合的各部分间产生牢固、连续的胶结面。如有可能，应立即除去多余的胶黏剂。
54.在拉拔器固定锭子的小头前，应使用仪器配套的电动切割器接头沿锭子边缘切透涂层至底材，并清理切割产生的碎片。如果拉拔器内电动切割器接头不在底部，则用掌心压下活塞按帽，将其按至底部，然后将快速接头卡在锭子的小头上。
55.本装置配有不同的曲率的锭子，系统内有与之匹配的参数，可进行自动评级。解决了长期以来小经管曲率大多采用划格法，操作难度较大且只能对附着力进行评级划分，而不能具体量化的痛点。本装置可广泛用于一些混凝土基层涂层、防腐涂层或者多道涂层体系中不同涂层之间的附着力测试。
56.下面结合附图简述全自动智能拉拔式附着力测试装置的工作原理和工作过程。
57.该装置主体：拉拔器、控制台、不同曲率的锭子和液压软管，其中拉拔器由活塞按帽、拉拔器机身和电动切割器接头组成，锭子与测试样品固化后用电动切割器，沿锭子的周线切透固化了的胶粘剂和漆层直达底材，然后用电动切割器的快速接头功能将锭子的小头卡在拉拔器上；控制台由触摸led屏、抽拉摄像头组成，根据锭子的曲率、尺寸及样品的实际情况，在led屏上对系统进行相应的参数设置，控制台由液压软管与拉拔器相连，并控制其工作，待拉拔完成后，保存该次试验数据，并使用抽拉摄像头拍摄对应照片。该装置是可以定量(用mpa)描叙平面及曲面为检测对象的涂层附着力具体大小，对于比较不同涂层的附着力大小是有效的，非常适合由一定曲率的检测对象使用，且该装置集成度高、操作方便。
58.如图1、图2所示，首先根据试验对象的曲率不同，选择相应曲率的锭子13并对锭子与样品的接触面进行清理，后使用胶粘剂均匀地涂在锭子13的下表面，将锭子13垂直轻轻的压到待测试样品的涂层表面并挤出多余的胶粘剂，随后将溢出的胶粘剂擦干净，待胶水
充分固化后(常温约24小时)方可准备进行附着力试验。
59.如图4所示，使用仪器配套的电动切割器接头10，打开安全锁12，按下电动开关11，沿锭子13边缘切周线切透固化了的胶粘剂和漆层直达底材，可得到一个圆形的测试区域，并清理切割产生的碎片。然后，若电动切割器接头10不位于底部，则用掌心下压活塞按帽9，则用掌心下压活塞按帽9，将电动切割器接头10按至底部(加压状态禁止按拉)，随后在通过拉拔器机身7两侧的圆弧形开口向上拉动活动套筒192，使筒状内衬191卡住锭子13上部分。
60.如图1所示，将控制台1开机，根据锭子及样品实际情况，在led触摸屏2上设置“增压速率”及“压强上限”等各项参数，并根据实际需要输入“保压时间”。点击“开始”，仪器开始加压，拉拔器8开始工作，固定锭子13的部位将锭子13往上提拉，压强曲线在led触摸屏2上描绘。
61.在试验过程中，若达到设定的“加压上限”，则进入保压阶段，“保压时间”开始计时，此时的“峰值”等于“加压上限”，达到设定时间后仪器自动泄压；在试验过程中，若达到设定的“加压上限”前，锭子13已被拉脱，则仪器自动停止，峰值显示在led触摸屏2，仪器自动泄压。泄压完成后，通过拉拔器机身7两侧的圆弧形开口向上拉动活动套筒192，拿下锭子13，使用抽拉摄像头3拍摄样品锭子13破坏面的照片，同该次实验数据一同保存。实验数据支持wlan上传云端，可通过手机访问云端，进行下载，也可通过usb接口4，进行数据传输。
62.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种全自动智能拉拔式附着力测试装置，其特征在于，包括控制台(1)、拉拔器(8)和包含多种型号锭子(13)的锭子套装；所述拉拔器(8)包括拉拔器机身(7)、液压缸(14)、驱动机构和电动切割器接头(10)；其中，所述电动切割器接头(10)包括推拉式快换接头(19)和切割刀头(18)，所述推拉式快换接头(19)包括筒状内衬(191)、活动套筒(192)、弹簧和若干滚珠，所述推拉式快换接头(19)对所述锭子(13)进行快速固定和卸载；所述切割刀头(18)安装在活动套筒(192)外端，而所述驱动机构与所述电动切割器接头(10)传动连接，所述切割刀头(18)旋转并对样品漆膜进行切割；所述控制台(1)上设有电子控制液压泵(20)、拉力测试模块和led触摸屏(2)，所述电子控制液压泵(20)、所述led触摸屏(2)分别与所述拉力测试模块信号连接，而所述电子控制液压泵(20)通过液压软管(6)与所述液压缸(14)连接，所述液压缸(14)再控制所述驱动机构和所述电动切割器接头(10)在所述拉拔器机身(7)内伸缩，实现所述锭子(13)的拉拔。2.根据权利要求1所述的全自动智能拉拔式附着力测试装置，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机(16)、电机安装座和行星齿轮传动机构(17)；所述电动切割器接头(10)与所述行星齿轮传动机构(17)连接，而所述驱动机构的电机安装座与所述液压缸(14)的活塞杆(15)固定连接。3.根据权利要求2所述的全自动智能拉拔式附着力测试装置，其特征在于，所述活动套筒(192)上端与所述行星齿轮传动机构中齿圈(171)传动连接；所述筒状内衬(191)与所述行星齿轮传动机构中行星架(172)固定连接。4.根据权利要求3所述的全自动智能拉拔式附着力测试装置，其特征在于，所述活动套筒(192)上端设有环形凹槽一(193)，所述环形凹槽一与所述齿圈(171)下端采用花键与花键槽配合，实现周向固定、轴向滑动连接。5.根据权利要求2所述的全自动智能拉拔式附着力测试装置，其特征在于，所述拉拔器(8)上还设有电动开关(11)和安全锁(12)，所述电动开关(11)与所述驱动电机(16)电连接。6.根据权利要求2所述的全自动智能拉拔式附着力测试装置，其特征在于，所述液压缸(14)为双出杆油缸，所述活塞杆(15)的外端连接有活塞按帽(9)。7.根据权利要求1所述的全自动智能拉拔式附着力测试装置，其特征在于，所述拉拔器机身(7)底部设有一对贯通内侧的弧形槽。8.根据权利要求1所述的全自动智能拉拔式附着力测试装置，其特征在于，所述切割刀头(18)包括若干个独立的刀片组件，每个所述刀片组件均具有轴向伸缩的弹性元件。9.根据权利要求1所述的全自动智能拉拔式附着力测试装置，其特征在于，所述控制台(1)上设有抽拉摄像头(3)，所述抽拉摄像头(3)与所述拉力测试模块信号连接。10.根据权利要求1所述的全自动智能拉拔式附着力测试装置，其特征在于，所述控制台(1)上设有usb接口(4)和wlan模块，所述usb接口(4)、所述wlan模块分别与所述拉力测试模块信号连接。

技术总结
本实用新型公开了一种全自动智能拉拔式附着力测试装置，包括控制台、拉拔器和包含多种型号锭子的锭子套装；拉拔器包括拉拔器机身、液压缸、驱动机构和电动切割器接头；电动切割器接头包括推拉式快换接头和切割刀头，推拉式快换接头对锭子进行快速固定和卸载；切割刀头对样品漆膜进行切割；而控制台上设有电子控制液压泵、拉力测试模块和LED触摸屏。附着力测试装置将传统附着力检测仪的切割器和快速接头相结合，并在拉拔器内装配电机，实现集成化；本装置配有不同的曲率的锭子，系统内有与之匹配的参数，可以准确测定存在曲率管径或平面样品的涂层与底材之间的附着力，且各项参数直接明了，增加了附着力检测数据的精确度。增加了附着力检测数据的精确度。增加了附着力检测数据的精确度。


技术研发人员：杨学俊 付书林 俞发乾 陈翔 沈达 郑宇
受保护的技术使用者：安徽省七星工程测试有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/9/16