(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210464125.4 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 清华大学深圳国际研究生院 地址 518000 广东省深圳市南 山区西丽大 学城清华园区 申请人 厦门金鹭特种合金有限公司 (72)发明人 冯峰　冯平法　赵昊琳　乐祺中　 刘金磊　姜恩来　李友生　刘章龙　 林亮亮　 (74)专利代理 机构 厦门市首创君 合专利事务所 有限公司 3 5204 专利代理师 连耀忠 (51)Int.Cl. G01N 3/58(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种仿古刀剑锋利度测试方法和 测试装置 (57)摘要 本发明提供一种仿古刀剑锋利度测试方法， 包括： 驱动仿古刀剑匀速切割材料， 其中速度范 围为2‑10mm/min， 被切割材料高度与仿 古刀剑切 割高度持平， 材料的邵氏硬度为40 ‑70A； 通过高 速摄像机记录仿古刀剑切割材料过程随时间变 化的图像； 通过测 力仪记录仿古刀剑切割材料过 程随时间变化的受力； 基于仿古刀剑切割材料过 程随时间变化的图像获取切入时和断裂时的切 割深度， 计算切入功和断裂功； 最后计算仿古刀 剑锋利度； 本发明方法， 能够保证被切割材料与 刀剑指定位置切割角度稳定、 实现准静态切割， 消除冲击应力对仿古刀剑刃口可能带来的破坏， 减小测试过程对仿古刀剑的损伤， 且 材料切割过 程中进行精细监控， 获取切割过程中的各物理 量， 对其锋利度进行 更准确的分析。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114965136 A 2022.08.30 CN 114965136 A 1.一种仿古刀剑锋利度测试 方法， 其特 征在于， 包括： 驱动仿古刀剑匀速切割材料， 其中速度范围为2 ‑10mm/min， 被切割材料高度与仿古刀 剑切割高度持平， 所述材 料的邵氏硬度为 40‑70A； 通过高速摄 像机记录 仿古刀剑切割材 料过程随时间变化的图像； 通过测力仪记录 仿古刀剑切割材 料过程随时间变化的受力； 基于仿古刀剑切割材料过程随时间变化的图像获取切入时间点和断裂时间点， 根据切 入时间点和断裂时间点以及仿古刀剑速度计算切入时和断裂时的切割深度； 基于仿古刀剑切割材料过程随时间变化的受力以及切入时和断裂时的切割深度， 计算 切入功和断裂功； 根据切入时和断裂时的切割深度以及切入功和断裂功， 计算仿古刀剑锋利度。 2.根据权利要求1所述的一种仿古刀剑锋利度测试方法， 其特征在于， 基于仿古刀剑切 割材料过程 随时间变化的受力以及切入时和断裂时的切割深度， 计算切入功和断裂功， 具 体为： 其中， d1为切入时 的切割深度， d2锻炼时的切割深度， F为仿古刀剑切割材料过程随时间 变化的受力， W1为切入功， W2为断裂功。 3.根据权利要求2所述的一种仿古刀剑锋利度测试方法， 其特征在于， 根据切入时和断 裂时的切割深度以及切入功和断裂功， 计算仿古刀剑锋利度， 具体为： S＝Index1*Index2 其中， Index1表示基于切入的表 征锋利度的无量纲参数， Index2表示基于断裂的表 征锋 利度的无量纲参数， t为被切割工件的厚度， K为被切割材料的断裂韧性， S为仿古刀剑锋利 度。 4.应用权利要求1 ‑3之一所述方法的一种仿古刀剑锋利度测试装置， 其特征在于， 包 括： 包括仿古刀剑进 给机构、 仿古刀剑夹持装置、 材料高度调整装置、 材料固定装置、 激光对 刀装置、 测力仪和高速摄 像机； 所述仿古刀剑夹持装置设置在仿古刀剑进给机构上， 所述仿古刀剑进给机构 驱动仿古 刀剑低速运动， 所述仿古刀剑 夹持装置在仿古刀剑进给机构的滑块上， 所述材料固定装置 设置在材料高度调整装置的移动块上， 所述材料高度调节装置驱动调节仿古刀剑与切割材 料的相对高度， 所述激光对刀装置固定在仿古刀剑进给机构 中心线上方， 所述测力仪安装 在仿古刀剑进给机构滑块与仿古刀剑夹持装置之间， 所述高速摄像机安装在材料高度调整 装置端部并垂直于切割面， 所述测力仪与高速摄像机信号与计算机相连接， 所述进 给机构、 激光对刀装置、 测力仪与高速摄 像机独立供电。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114965136 A 25.根据权利要求4所述的一种仿古刀剑锋利度测试装置， 其特征在于， 所述仿古刀剑进 给机构通过步进电机控制 丝杆传动 实现， 所述测力仪安装座与丝杆的滑块固定， 所述仿古 刀剑夹持装置与测力仪安装座通过导柱连接， 所述仿古刀剑与仿古刀剑夹持装置手动调节 连接。 6.根据权利要求4所述的一种仿古刀剑锋利度测试装置， 其特征在于， 所述材料高度调 整装置通过步进电机控制杆传动实现， 所述材料固定装置两侧与控制杆的移动块通过螺栓 固定， 所述被切割 材料沿材料高度调整装置中心线对称放置于材料固定装置上， 材料压片 放置在被切割材 料上， 通过螺 栓与材料固定装置固定连接 。 7.如权利要求4所述的一种仿古刀剑锋利度测试装置， 其特征在于， 所述仿古刀剑进给 机构的滑块与夹持装置共同作直线运动， 滑块运动范围在100 ‑300毫米， 运动精度不大于 0.02毫米， 运动速度为 不大于每分钟10毫米。 8.如权利要求4所述的一种仿古刀剑锋利度测试装置， 其特征在于， 所述材料高度调整 装置的移动块与材 料固定装置共同作直线运动， 移动块 运动精度不大于 0.05毫米。 9.如权利要求4所述的一种仿古刀剑锋利度测试装置， 其特征在于， 被切割材料的厚度 在2毫米到10毫米之间， 长度在5 0毫米至10 0毫米之间， 宽度在25毫米至40毫米之间。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114965136 A 3