[发明专利]一种精细选条错位密实化圆竹制品的加工方法

说明书

本发明公开了一种精细选条错位密实化圆竹制品的加工方法，该方法为：先根据应用场景设计出圆竹制品及其构建单元所需的规格尺寸，利用图像识别技术分选出维管束梯度分布相似的竹条，并将竹条横截面切削成类似等腰梯形的竹条，以梯形斜边为接触面，形成错位结合，并在竹条之间、圆竹的外表面和内表面添加聚丙烯薄膜作为粘合剂，且圆竹的外表面和内表面添加纤维布形成外在的束缚力，制造出轻质空心的圆竹制品。本发明以竹材本身的梯度结构为基础，利用图像识别技术，精细化选条，提升竹条的物理力学性能的相似度，将竹条的端面切削成等腰梯形，错位结合，形成局部密实的结合处，提高圆竹制品物理力学性能的均匀性。

技术领域

本发明属于圆竹制品加工技术领域，具体涉及一种精细选条错位密实化圆竹制品的加工方法。

背景技术

竹材作为木材的替代品，在现代生产生活中已被广泛应用。圆竹制品是竹材加工利用的重要分支，因其质量轻、强度高的特点，被广泛应用于家居和建筑领域中。但由于圆竹制品是将竹材经过砍伐、修枝、整形后制作成中空有节的竹秆；因此圆竹制品的可设计性能和应用范围受制于竹材原料的基本形态和基础的物理力学性能，需要根据竹材的尺寸变异性、力学性能和外观质量对其筛选分级，导致圆竹制品的可设计性和材料利用率大大降低。

竹材是一种以薄壁细胞和维管束相互结合的自然复材，主要是由维管束和薄壁细胞组织组合而成。维管束由四个纤维鞘包围导管组成，密度高、强度也高，而薄壁细胞则是中空型、高脆性材料，相互组合后形成蜂窝状的薄壁细胞组织，密度低、易于压缩。维管束的分布以竹青侧最密，至竹黄侧最疏，形成梯度结构。竹材的力学强度可分为细分为四个梯度结构，其中梯度A(8)靠竹青侧力学强度最高，拉伸强度为350.26MPa，梯度B(5、6、7)强度次之，拉伸强度平均值为283.67MPa，梯度C(3、4)拉伸强度再次下降，平均值为145.67MPa，梯度D(1、2)拉伸强度最低，平均值为128.07MPa。力学强度呈现出由高到低、呈现出梯度结构。

图像识别技术是人工智能领域应用很广泛的技术，也是其主要的研究领域之一。原理是以图像特征为基础，寻找图像特征，分析图像的内容和性质并进行判断，从而达到识别图像含义的目的。使用相机对竹条端面进行预处理及寻找出竹材端面维管束的排列规律，并对图片进行降噪和去雾处理，寻找维管束在竹材中排布的特点，提取竹材端面的特征，通过数学模型进行计算匹配出端面维管束排列相似的竹条，并通过机器分选得出梯度结构不同的竹条。

维管束的检测方法及装置(CN109829879B)中公开了识别维管束的梯度分布规律，并进行精细化分类后形成梯度结构相似的竹条，实现竹条分类科学化、精细化、智能化，降低误选率、提升工作效率，实现材料利用率增加，圆竹制品物理力学性能稳定。

为解决上述问题，开发出一种精细选条错位密实化圆竹制品的加工方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种精细选条错位密实化圆竹制品的加工方法。该方法通过识别竹条中维管束的梯度分布规律，并进行精细化分类后形成梯度结构相似的竹条，并将竹条的横截面切削为类似等腰梯形，以等腰梯形的斜面作为胶合面，高密度对低密度进行挤压，形成局部密实的状态，增加结合力。使用聚丙烯薄膜作为竹条之间的胶粘剂，同时在圆竹的外表面和内表面包裹纤维布和聚丙烯薄膜作为圆竹制品的外在束缚力，进一步增加其结合强度、提高其防开裂的能力以及其环保性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种精细选条错位密实化圆竹制品的加工方法，其特征在于，该方法为：

S1、圆竹制品及其构成单元的尺寸设计：根据家居和建筑中结构用材的需求，设计出圆竹制品及其构建单元所需的规格尺寸；