CN107782881B - 基于人体五感的纺织品综合风格测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，包括纺织品触‑视‑听觉测量装置、仿生手指、图像摄取装置、声强计、气相色谱仪、液相色谱仪和信号数据处理单元。本发明的方法是通过仿生手指在织物表面往复摩擦和压缩，实时测量力及温度的变化，利用声强计获得振动信号、图像摄取装置捕捉织物表面特征，同时提取摩擦过程中产生的气体以及颗粒分别导入至气相色谱仪与液相色谱仪进行定性定量分析，从而实现基于人体五感的纺织品风格评价。本发明不仅具有快速便捷的一体化测量，还具有测量精度高、工作性能稳定可靠、可重复性操作、操作简单、适用性广等特点，可用于实际生活中纺织品质量检验，尤其是综合风格评价。

Description

基于人体五感的纺织品综合风格测量装置和方法

技术领域

本发明涉及一种基于人体五感的纺织品综合风格测试装置及基于该装置的测试方法。

背景技术

现代社会，随着人们生活水平的提高，对生活的要求也在逐渐提高。纺织作为生活息息相关的行业，也有了飞速发展，特别是服装或家纺产品的舒适性是广大消费者最为关注的重点之一。随着科学技术的发展和生活水平的提高，人们对纺织品的要求已经不仅仅局限于遮蔽、保暖等基本功能，开始追求穿着舒适性和风格及其安全性。因此，纺织品综合风格研究至关重要。织物风格是评价纺织产品质量的重要指标，同时也是影响纺织品销售的重要因素。消费者主要通过触觉及视觉来判定产品的质量，因此优良的织物风格是纺织领域必不可少的研究目标。此外，纺织品生产过程中的每道工序及工艺参数对最终产品的风格都有一定的影响，包括原料组成、纱线结构、织物组织结构等。这决定织物风格的研究具有重大的影响意义。

日常生活中我们无时无刻不在与外界物体产生摩擦接触，例如对护肤品、纺织品、医疗器械、体育运动用品等。纺织品表面纹理丰富细腻，具有多尺度、多维性特点，纺织品的舒适性很大程度上取决于织物的触觉信息，即人用手触摸纤维和织物的感觉反应。现实生活中人们通过触摸来挑选感觉舒适的服装，织物手感是影响织物性能的一个十分重要的因素，也是纺织品和服装舒适性的重要评判指标之一。近年来，伴随着人们对纺织品安全性追求的提高，纺织品的气味和组成成分的安全性得到关注，纺织品的异味对人体健康存在很大危害，其主要来源有两个方面：一是纺织品上残留化学整理剂和助剂生成；二是纺织品在生产、加工、运输、储存、销售过程中容易被微生物污染，来自于环境中。

纺织品风格评价及应用研究逐渐深入，目前的方法与人体对纺织品的感觉存在差距，因为忽略了人体五感产生的生理过程和本质含义。大量工作者通过仪器对织物基本物理属性的测试来代替相应指标的感官分析，建立基于织物基本物理属性指标的模型，但忽视生理过程，与实际织物触觉质感具有偏差。

发明内容

本发明的目的是：通过基于仿生手指的纺织品触-视-听觉测量装置的开发，结合气相色谱仪、液相色谱仪的应用，模拟人体对纺织品产生的生理过程，实现基于人体五感的纺织品综合风格测量。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，其特征在于，包括纺织品触-视-听觉测量装置、仿生手指、图像摄取装置、声强计、气相色谱仪、液相色谱仪和信号数据处理单元，其中：

纺织品试样、仿生手指、图像摄取装置和声强计均设于纺织品触-视-听觉测量装置内部，仿生手指在纺织品触-视-听觉测量装置的控制下对纺织品试样作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动，信号数据处理单元检测仿生手指在移动过程中的信号变化量，同时，由纺织品触-视-听觉测量装置将纺织品试样加热，通过仿生手指检测纺织品试样的温度和热流量变化量；

声强计，用于采集仿生手指对纺织品试样作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动的振动信号；

图像摄取装置，用于摄取经仿生手指往复力学作用后的纺织品试样的图像；

气相色谱仪，用于分析仿生手指在移动过程中与纺织品试样摩擦所产生的气体的组分及含量；

液相色谱仪，用于分析仿生手指在移动过程中与纺织品试样摩擦所产生的颗粒的组分及含量；

信号数据处理单元，用于对仿生手指、声强计、图像摄取装置、气相色谱仪及液相色谱仪采集到的信息进行分析处理。

优选地，所述纺织品触-视-听觉测量装置包括电子显示屏、步进电机、支撑块、连杆、定重压块、电加热板工作平台和塑料导管，连杆下端连接所述仿生手指，步进电机驱动连杆带动仿生手指竖直方向和水平方向往复移动，竖直方向往复移动是指仿生手指在纺织品试样的厚度方向上往复压缩，获得纺织品试样的柔软度、丰满度、硬挺度和平整度，水平方向往复移动是指在纺织品试样的表面方向上水平往复摩擦，获得纺织品试样的滑爽度；所述纺织品试样通过定重压块固定在电加热板工作平台上；所述气相色谱仪通过塑料导管与纺织品触-视-听觉测量装置相连通；

所述仿生手指包括金属棒、硅胶手指、电阻应变计、PVDF压电薄膜和热敏电阻，金属棒一端插入在硅胶手指中间，硅胶手指内埋入电阻应变计、PVDF压电薄膜和热敏电阻；所述的电阻应变计和PVDF压电薄膜能感应作用于硅胶手指(22)上的三维方向的力；所述的热敏电阻能感应硅胶手指上的温度和热流量。

优选地，所述金属棒为不锈钢材料制成的直径为3-20mm、长度为15-50mm的圆柱形杆；所述硅胶手指的直径为10-60mm、长度为20-100mm。

优选地，所述电阻应变计的数量为3-5片，所述PVDF压电薄膜的数量为3-8片，所述热敏电阻的数量为1-2个，其中，电阻应变计和PVDF压电薄膜采用内部间隔分布的方法，所述热敏电阻置于硅胶手指内部靠近头端处；

所述电阻应变计置于硅胶手指内部，检测硅胶手指在待测纺织品试样表面往复压缩过程中表面产生的微小变形，电阻应变计的变化可获得硅胶手指按压过程产生的应变及相应的应力；

所述PVDF压电薄膜为动态应变传感器，在硅胶手指与待测纺织品试样表面往复来回摩擦和往复压缩运动过程中，PVDF压电薄膜上下电极表面之间产生电信号，同拉伸或弯曲的形变成比例，PVDF压电薄膜的变化可获得硅胶手指按压过程产生的应变及相应的应力；

所述热敏电阻在不同的温度下表现出不同的电阻值，在电加热板工作平台处于加热的工作状态中，置于仿生手指内部的热敏电阻监测待测纺织品试样的温度和热流量变化，在电加热板工作平台处于关闭的工作状态中，置于仿生手指内部的热敏电阻监测待测纺织品试样的温度和热流量变化。

优选地，所述电加热板工作平台对纺织品试样的下表面提供恒定温度，获得纺织品试样上、下表面的温差以及单位时间内通过的热流量，获得纺织品试样的热阻；所述电加热板工作平台对纺织品试样的下表面提供定时间的加热和冷却时，获得所述纺织品试样的蓄热率和接触凉暖感。

优选地，所述仿生手指在纺织品试样上的竖直方向和水平方向往复移动，所产生的声波振动信号通过声强计采集，通过信号处理分析获得纺织品试样的听觉风格以及刺痒性、粗糙度。

优选地，所述图像摄取装置采用CCD照相机，将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，将图像信息转变成数学化信号，传送至信号数据处理单元中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，测试纺织品试样表面的颜色和光泽，获得纺织品试样的视觉风格，并对比纺织品试样经仿生手指的竖直方向往复压缩和水平方向往复摩擦后的颜色和光泽，获得纺织品试样的摩擦色牢度和色差。

优选地，所述的气相色谱仪吸取纺织品触-视-听觉测量装置内的气体，所述的气体是纺织品试样的挥发气体，获得纺织品试样的嗅觉风格。

优选地，所述的液相色谱仪吸取纺织品触-视-听觉测量装置的颗粒，颗粒是仿生手指在纺织品试样上的竖直方向往复压缩和水平方向往复摩擦时纺织品试样的掉落部分，获得纺织品试样的味觉风格。

本发明的另一个技术方案是提供了一种基于人体五感的纺织品综合风格测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：将待测纺织品试样放置于电加热板工作平台上，放置左右两端的定重压块将纺织品试样固定于电加热板工作平台，启动纺织品触-视-听觉测量装置和图像摄取装置，检测纺织品试样表面的图像信号，传送至信号数据处理单元中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，获得纺织品试样的颜色和光泽，以及视觉风格；

第二步：仿生手指的手感测量，即启动步进电机驱动支撑块和连杆带动仿生手指在电加热板工作平台上对纺织品试样作竖直方向往复压缩和水平方向的往复摩擦力学挤压移动，通过信号数据处理单元实时监测仿生手指中电阻应变计和PVDF压电薄膜应力应变变化，分析纺织品试样的硬挺度、柔软度、丰满度、滑爽都、平整度；

第三步：打开电加热板工作平台，置于仿生手指内部的热敏电阻监测待测纺织品试样的温度和热流量变化，分析出纺织品试样的热阻；关闭电加热板工作平台，置于仿生手指内部的热敏电阻监测待测纺织品试样的温度和热流量变化，分析出纺织品试样的蓄热率和接触凉暖感；

第四步：声强计采集仿生手指在电加热板工作平台上对纺织品试样作竖直方向往复压缩和水平方向的往复摩擦力学挤压移动的振动信号，获得纺织品试样的听觉风格以及刺痒性、粗糙度；

第五步：图像摄取装置摄取经仿生手指在电加热板工作平台上对纺织品试样作竖直方向往复压缩和水平方向的往复摩擦力学挤压移动后的纺织品试样上的颜色和光泽，可获得摩擦色牢度和色差；

第六步：采集仿生手指与纺织品试样摩擦过程中产生的气体，通过塑料导管导入气相色谱仪，分析气体混合物中的组分及含量，获得嗅觉风格；

第七步：采集仿生手指与纺织品试样摩擦过程中产生的颗粒，通过塑料导管导入液相色谱仪，分析颗粒物中的组分及含量，获得味觉风格。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明尤其是创新地设计了一种基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，通过基于仿生手指的纺织品触-视-听觉测量装置的开发，结合气相色谱仪、液相色谱仪的应用，模拟人体对纺织品产生的生理过程，实现基于人体五感的纺织品综合风格测量；

2)本发明能够一次性完成对同一纺织品硬挺度与柔软度手感风格、视觉风格、听觉风格、嗅觉风格、味觉风格的基于人体五感的测量评价；

3)本发明数据在线实时显示，可精确表征织物手感、视觉、听觉、嗅觉、味觉的风格评价；

4)装置操作简单，重复性和再现性优良，可实现简易、便捷、稳定的测量状态。

附图说明

图1为本发明提供的基于人体五感的纺织品综合风格测量装置示意图；

图2为纺织品触-视-听觉测量装置示意图；

图3为电加热工作平台示意图；

图4为纺织品触-视-听觉测量装置的剖视图；

图5为仿生手指示意图。

其中：1-纺织品触-视-听觉测量装置：11-电子显示屏、12-步进电机、13-支撑块、14-连杆、15-定重压块、16-织物试样、17-电加热板工作平台、18-塑料导管；

2-仿生手指：21-金属棒、22-硅胶手指、23-电阻应变计、24-PVDF压电薄膜、25-热敏电阻；

3-图像摄取装置；4-声强计；5-气相色谱仪；6-液相色谱仪；7-信号数据处理单元。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方法涉及一种基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，能够一次性完成对同一纺织品的触觉手感风格、视觉风格、听觉风格、嗅觉风格、味觉风格的基于人体五感的测量评价。如图1所示，包括纺织品触-视-听觉测量装置1、仿生手指2、图像摄取装置3、声强计4、气相色谱仪5、液相色谱仪6和信号数据处理单元7，其中仿生手指2、图像摄取装置3和声强计4均设于纺织品触-视-听觉测量装置1内部。

如图2所示，纺织品触-视-听觉测量装置1包括电子显示屏11、步进电机12、支撑块13、连杆14、定重压块15、纺织品试样16、电加热板工作平台17和塑料导管18，连杆14下端连接仿生手指2，步进电机12驱动连杆14带动仿生手指2竖直方向和水平方向往复移动，与通过定重压块15固定在电加热板工作平台17的纺织品试样16表面发生摩擦；气相色谱仪5通过塑料导管18与纺织品触-视-听觉测量装置1相连通，可吸取纺织品触-视-听觉测量装置1内的气体，所述的气体是纺织品试样16的挥发气体，可获得纺织品试样16的嗅觉风格；液相色谱仪6与纺织品触-视-听觉测量装置1相连通，可吸取纺织品触-视-听觉测量装置1的颗粒，所述的颗粒是仿生手指2在纺织品试样16上的竖直方向和水平方向往复移动时纺织品试样16的掉落部分，可获得纺织品试样16的味觉风格。

如图3所示，电加热板工作平台17上包括置于凹槽里左右两个相同的定重压块15、置于工作平面的纺织品试样16和安装在平台外侧的图像摄取装置3；两个相同的定重压块15为不锈钢材料制成的直径为40mm，高度为40mm，重量为500g的圆柱形压块，分别放置于电加热板工作平台17两端直径为40±1.5mm，深度为20mm的凹槽中，左右两侧凹槽距电加热板工作平台17两端均为8cm，电加热板工作平台17长度为30cm，宽度为15cm；纺织品试样16长度为20cm，宽度为5cm；图像摄取装置3采用CCD照相机，将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数学化信号，传送至信号数据处理单元7中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，测试纺织品试样16表面的颜色和光泽，获得纺织品试样16的视觉风格，并对比纺织品试样经仿生手指的竖直方向和水平方向往复摩擦后的颜色和光泽，获得纺织品试样的色牢度和色差。

如图4、5所示，仿生手指2竖直方向往复移动，是在步进电机12的驱动下通过支撑块13、连杆14带动下，指仿生手指2在纺织品试样16的厚度方向上往复压缩，可获得纺织品试样16的柔软度、丰满度、硬挺度和平整度；仿生手指2水平方向往复移动，是在步进电机12的驱动下通过支撑块13、连杆14带动下，指仿生手指2在纺织品试样16的表面方向上水平往复摩擦，可获得纺织品试样16的滑爽度；仿生手指2在纺织品试样16上的竖直方向和水平方向往复移动，所产生的声波振动信号通过声强计4采集，通过信号处理分析获得纺织品试样16的听觉风格以及刺痒性、粗糙度。仿生手指2包括金属棒21，金属棒21一端插入在硅胶手指22中间，硅胶手指22内埋入电阻应变计23、PVDF压电薄膜24和热敏电阻25；仿生手指2主体由金属棒21和硅胶手指22构成，金属棒21为不锈钢材料制成的直径范围为3-20mm和长度范围为15mm-50mm的圆柱形杆，硅胶手指22的直径范围为10-60mm、长度为20-100mm，由硅胶材料制成的仿人手指；仿生手指2的硅胶手指22中包括3-5片电阻应变计23、3-8片PVDF压电薄膜24和1-2热敏电阻25，其中电阻应变计23和PVDF压电薄膜24采用内部间隔分布的方法，热敏电阻置于硅胶手指22内部靠近头端处。电阻应变计23和PVDF压电薄膜24能感应作用于硅胶手指22上的三维方向的力，电阻应变计23置于硅胶手指22内部，检测硅胶手指22在待测纺织品试样16表面向下按压过程中表面产生的微小变形，其产生的变化可获得硅胶手指22按压过程产生的应变及相应的应力，PVDF压电薄膜24为动态应变传感器，在硅胶手指22与待测纺织品试样16表面往复来回摩擦运动过程中，PVDF压电薄膜24上下电极表面之间产生电信号，同拉伸或弯曲的形变成比例，通过获得硅胶手指22按压过程产生的应变及相应的应力；热敏电阻25能感应硅胶手指22上的温度和热流量，是电加热板工作平台17对纺织品试样16的下表面提供恒定温度，则可获得纺织品试样16上下表面的温差以及单位时间内通过的热流量和热阻；当电加热板工作平台17对纺织品试样16的下表面提供定时间的加热和冷却时，则可获得纺织品试样16的蓄热率和接触凉暖感。

下面提供这种基于人体五感的纺织品综合风格测量装置的使用方法，包括以下步骤：

第一步：将待测纺织品试样16放置于电加热板工作平台17上，放置左右两端的定重压块15将纺织品试样16固定于电加热板工作平台17，启动纺织品触-视-听觉测量装置1，图像摄取装置3，检测纺织品试样16表面转换成图像信号，传送至信号数据处理单元7中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，获得纺织品试样16的颜色和光泽，以及视觉风格；

第二步：基于仿生手指2的手感测量装置包括步进电机12连接的支撑块13驱动固定在连杆14上的仿生手指2在电加热板工作平台17上对纺织品试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动，通过信号数据处理单元7实时监测仿生手指2中电阻应变计23和PVDF压电薄膜24应力应变变化，分析纺织品试样16的硬挺度、柔软度、丰满度、滑爽都、平整度；

第三步：打开电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测纺织品试样16的温度和热流量变化，分析出纺织品试样16的热阻；关闭电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测纺织品试样16的温度和热流量变化，分析出纺织品试样16的蓄热率和接触凉暖感；

第四步：声强计4采集仿生手指2在电加热板工作平台17上对纺织品试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动的振动信号，获得纺织品试样16的听觉风格以及刺痒性、粗糙度；

第五步：图像摄取装置3摄取经仿生手指2往复力学作用后的纺织品试样16上的颜色和光泽，可获得色牢度和色差；

第六步：采集仿生手指2与纺织品试样16摩擦过程中产生的气体，通过塑料导管18导入气相色谱仪5，分析气体混合物中的组分及含量，获得嗅觉风格；

第七步：采集仿生手指2与纺织品试样16摩擦过程中产生的颗粒，通过塑料导管18导入液相色谱仪6，分析颗粒物中的组分及含量，获得味觉风格。

本装置基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，能够一次性完成对同一纺织品的触觉手感风格、视觉风格、听觉风格、嗅觉风格、味觉风格的基于人体五感的测量评价，具体设计如下5个实施例：实施例1为机织物硬挺度与柔软度手感风格、视觉风格、听觉风格、嗅觉风格、味觉风格的基于人体五感的测量评价，实施例2为针织物硬挺度与柔软度手感风格、视觉风格、听觉风格、嗅觉风格、味觉风格的基于人体五感的测量评价，实施例3为非织物硬挺度与柔软度手感风格、视觉风格、听觉风格、嗅觉风格、味觉风格的基于人体五感的测量评价，实施例4为编织物硬挺度与柔软度手感风格、视觉风格、听觉风格、嗅觉风格、味觉风格的基于人体五感的测量评价，实施例5为间隔织物硬挺度与柔软度手感风格、视觉风格、听觉风格、嗅觉风格、味觉风格的基于人体五感的测量评价。

实施例1

将机织物试样放置于电加热板工作平台17上，左右两端的分别放置定重压块15固定机织物试样16，启动纺织品触-视-听觉测量装置1，图像摄取装置3，检测机织物试样16表面转换成图像信号，传送至信号数据处理单元7中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，获得机织物试样16的颜色和光泽，以及视觉风格；步进电机12连接的支撑块13驱动固定在连杆14上的仿生手指2在电加热板工作平台17上对机织物试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动，通过信号数据处理单元7实时监测仿生手指2中电阻应变计23和PVDF压电薄膜24应力应变变化，分析机织物试样16的硬挺度、柔软度、丰满度、滑爽都、平整度；打开电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测机织物试样16的温度和热流量变化，分析出机织物试样16的热阻；关闭电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测机织物试样16的温度和热流量变化，分析出机织物试样蓄热率和接触凉暖感；声强计4采集仿生手指2在电加热板工作平台17上对机织物试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动的振动信号，获得机织物试样16的听觉风格以及刺痒性、粗糙度；图像摄取装置3摄取经仿生手指2往复力学作用后的机织物试样16上的颜色和光泽，获得色牢度和色差；采集仿生手指2与机织物试样16摩擦过程中产生的气体和颗粒，分别通过塑料导管181和塑料导管182导入气相色谱仪5和液相色谱仪6中，分析气体混合物中的组分及含量，获得嗅觉风格和味觉风格。

实施例2

将针织物试样放置于电加热板工作平台17上，左右两端的分别放置定重压块15固定针织物试样16，启动纺织品触-视-听觉测量装置1，图像摄取装置3，检测针织物试样16表面转换成图像信号，传送至信号数据处理单元7中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，获得针织物试样16的颜色和光泽，以及视觉风格；步进电机12连接的支撑块13驱动固定在连杆14上的仿生手指2在电加热板工作平台17上对针织物试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动，通过信号数据处理单元7实时监测仿生手指2中电阻应变计23和PVDF压电薄膜24应力应变变化，分析针织物试样16的硬挺度、柔软度、丰满度、滑爽都、平整度；打开电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测针织物试样16的温度和热流量变化，分析出针织物试样16的热阻；关闭电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测针织物试样16的温度和热流量变化，分析出针织物试样蓄热率和接触凉暖感；声强计4采集仿生手指2在电加热板工作平台17上对针织物试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动的振动信号，获得针织物试样16的听觉风格以及刺痒性、粗糙度；图像摄取装置3摄取经仿生手指2往复力学作用后的针织物试样16上的颜色和光泽，获得色牢度和色差；采集仿生手指2与针织物试样16摩擦过程中产生的气体和颗粒，分别通过塑料导管181和塑料导管182导入气相色谱仪5和液相色谱仪6中，分析气体混合物中的组分及含量，获得嗅觉风格和味觉风格。

实施例3

将非织物试样放置于电加热板工作平台17上，左右两端的分别放置定重压块15固定非织物试样16，启动纺织品触-视-听觉测量装置1，图像摄取装置3，检测非织物试样16表面转换成图像信号，传送至信号数据处理单元7中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，获得非织物试样16的颜色和光泽，以及视觉风格；步进电机12连接的支撑块13驱动固定在连杆14上的仿生手指2在电加热板工作平台17上对非织物试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动，通过信号数据处理单元7实时监测仿生手指2中电阻应变计23和PVDF压电薄膜24应力应变变化，分析非织物试样16的硬挺度、柔软度、丰满度、滑爽都、平整度；打开电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测非织物试样16的温度和热流量变化，分析出非织物试样16的热阻；关闭电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测非织物试样16的温度和热流量变化，分析出非织物试样蓄热率和接触凉暖感；声强计4采集仿生手指2在电加热板工作平台17上对非织物试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动的振动信号，获得非织物试样16的听觉风格以及刺痒性、粗糙度；图像摄取装置3摄取经仿生手指2往复力学作用后的非织物试样16上的颜色和光泽，获得色牢度和色差；采集仿生手指2与非织物试样16摩擦过程中产生的气体和颗粒，分别通过塑料导管181和塑料导管182导入气相色谱仪5和液相色谱仪6中，分析气体混合物中的组分及含量，获得嗅觉风格和味觉风格。

实施例4

将编织物试样放置于电加热板工作平台17上，左右两端的分别放置定重压块15固定编织物试样16，启动纺织品触-视-听觉测量装置1，图像摄取装置3，检测编织物试样16表面转换成图像信号，传送至信号数据处理单元7中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，获得编织物试样16的颜色和光泽，以及视觉风格；步进电机12连接的支撑块13驱动固定在连杆14上的仿生手指2在电加热板工作平台17上对编织物试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动，通过信号数据处理单元7实时监测仿生手指2中电阻应变计23和PVDF压电薄膜24应力应变变化，分析编织物试样16的硬挺度、柔软度、丰满度、滑爽都、平整度；打开电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测编织物试样16的温度和热流量变化，分析出编织物试样16的热阻；关闭电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测编织物试样16的温度和热流量变化，分析出编织物试样蓄热率和接触凉暖感；声强计4采集仿生手指2在电加热板工作平台17上对编织物试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动的振动信号，获得编织物试样16的听觉风格以及刺痒性、粗糙度；图像摄取装置3摄取经仿生手指2往复力学作用后的编织物试样16上的颜色和光泽，获得色牢度和色差；采集仿生手指2与编织物试样16摩擦过程中产生的气体和颗粒，分别通过塑料导管181和塑料导管182导入气相色谱仪5和液相色谱仪6中，分析气体混合物中的组分及含量，获得嗅觉风格和味觉风格。

实施例5

将间隔织物试样放置于电加热板工作平台17上，左右两端的分别放置定重压块15固定间隔织物试样16，启动纺织品触-视-听觉测量装置1，图像摄取装置3，检测间隔织物试样16表面转换成图像信号，传送至信号数据处理单元7中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，获得间隔织物试样16的颜色和光泽，以及视觉风格；步进电机12连接的支撑块13驱动固定在连杆14上的仿生手指2在电加热板工作平台17上对间隔织物试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动，通过信号数据处理单元7实时监测仿生手指2中电阻应变计23和PVDF压电薄膜24应力应变变化，分析间隔织物试样16的硬挺度、柔软度、丰满度、滑爽都、平整度；打开电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测间隔织物试样16的温度和热流量变化，分析出间隔织物试样16的热阻；关闭电加热板工作平台17，置于仿生手指2内部的热敏电阻监测待测间隔织物试样16的温度和热流量变化，分析出间隔织物试样蓄热率和接触凉暖感；声强计4采集仿生手指2在电加热板工作平台17上对间隔织物试样16作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动的振动信号，获得间隔织物试样16的听觉风格以及刺痒性、粗糙度；图像摄取装置3摄取经仿生手指2往复力学作用后的间隔织物试样16上的颜色和光泽，获得色牢度和色差；采集仿生手指2与间隔织物试样16摩擦过程中产生的气体和颗粒，分别通过塑料导管181和塑料导管182导入气相色谱仪5和液相色谱仪6中，分析气体混合物中的组分及含量，获得嗅觉风格和味觉风格。

Claims (7)

1.一种基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，其特征在于，包括纺织品触-视-听觉测量装置(1)、仿生手指(2)、图像摄取装置(3)、声强计(4)、气相色谱仪(5)、液相色谱仪(6)和信号数据处理单元(7)，其中：

纺织品试样(16)、仿生手指(2)、图像摄取装置(3)和声强计(4)均设于纺织品触-视-听觉测量装置(1)内部，仿生手指(2)在纺织品触-视-听觉测量装置(1)的控制下对纺织品试样(16)作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动，信号数据处理单元(7)检测仿生手指(2)在移动过程中的信号变化量，同时，由纺织品触-视-听觉测量装置(1)将纺织品试样(16)加热，通过仿生手指(2)检测纺织品试样(16)的温度和热流量变化量；

声强计(4)，用于采集仿生手指(2)对纺织品试样(16)作竖直方向和水平方向的往复力学挤压移动的振动信号；

图像摄取装置(3)，用于摄取经仿生手指(2)往复力学作用后的纺织品试样(16)的图像；

气相色谱仪(5)，用于分析仿生手指(2)在移动过程中与纺织品试样(16)摩擦所产生的气体的组分及含量；

液相色谱仪(6)，用于分析仿生手指(2)在移动过程中与纺织品试样(16)摩擦所产生的颗粒的组分及含量；

信号数据处理单元(7)，用于对仿生手指(2)、声强计(4)、图像摄取装置(3)、气相色谱仪(5)及液相色谱仪(6)采集到的信息进行分析处理；

所述纺织品触-视-听觉测量装置(1)包括电子显示屏(11)、步进电机(12)、支撑块(13)、连杆(14)、定重压块(15)、电加热板工作平台(17)和塑料导管(18)，连杆(14)下端连接所述仿生手指(2)，步进电机(12)驱动连杆(14)带动仿生手指(2)竖直方向和水平方向往复移动，竖直方向往复移动是指仿生手指(2)在纺织品试样(16)的厚度方向上往复压缩，获得纺织品试样(16)的柔软度、丰满度、硬挺度和平整度，水平方向往复移动是指在纺织品试样(16)的表面方向上水平往复摩擦，获得纺织品试样(16)的滑爽度；所述纺织品试样(16)通过定重压块(15)固定在电加热板工作平台(17)上；所述气相色谱仪(5)通过塑料导管(18)与纺织品触-视-听觉测量装置(1)相连通；

所述仿生手指(2)包括金属棒(21)、硅胶手指(22)、电阻应变计(23)、PVDF压电薄膜(24)和热敏电阻(25)，金属棒(21)一端插入在硅胶手指(22)中间，硅胶手指(22)内埋入电阻应变计(23)、PVDF压电薄膜(24)和热敏电阻(25)；所述的电阻应变计(23)和PVDF压电薄膜(24)能感应作用于硅胶手指(22)上的三维方向的力；所述的热敏电阻(25)能感应硅胶手指(22)上的温度和热流量；

所述电阻应变计(23)的数量为3-5片，所述PVDF压电薄膜(24)的数量为3-8片，所述热敏电阻(25)的数量为1-2个，其中，电阻应变计(23)和PVDF压电薄膜(24)采用内部间隔分布的方法，所述热敏电阻(25)置于硅胶手指(22)内部靠近头端处；

所述电阻应变计(23)置于硅胶手指(22)内部，检测硅胶手指(22)在待测纺织品试样(16)表面往复压缩过程中表面产生的微小变形，电阻应变计(23)的变化可获得硅胶手指(22)按压过程产生的应变及相应的应力；

所述PVDF压电薄膜(24)为动态应变传感器，在硅胶手指(22)与待测纺织品试样(16)表面往复来回摩擦和往复压缩运动过程中，PVDF压电薄膜(24)上下电极表面之间产生电信号，同拉伸或弯曲的形变成比例，PVDF压电薄膜(24)的变化可获得硅胶手指(22)按压过程产生的应变及相应的应力；

所述热敏电阻(25)在不同的温度下表现出不同的电阻值，在电加热板工作平台(17)处于加热的工作状态中，置于仿生手指(2)内部的热敏电阻(25)监测待测纺织品试样(16)的温度和热流量变化，在电加热板工作平台(17)处于关闭的工作状态中，置于仿生手指(2)内部的热敏电阻(25)监测待测纺织品试样(16)的温度和热流量变化；

所述仿生手指(2)在纺织品试样(16)上的竖直方向和水平方向往复移动，所产生的声波振动信号通过声强计(4)采集，通过信号处理分析获得纺织品试样(16)的听觉风格以及刺痒性、粗糙度。

2.如权利要求1所述的一种基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，其特征在于：所述金属棒(21)为不锈钢材料制成的直径为3-20mm、长度为15-50mm的圆柱形杆；所述硅胶手指(22)的直径为10-60mm、长度为20-100mm。

3.如权利要求1所述的一种基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，其特征在于：所述电加热板工作平台(17)对纺织品试样(16)的下表面提供恒定温度，获得纺织品试样(16)上、下表面的温差以及单位时间内通过的热流量，获得纺织品试样(16)的热阻；所述电加热板工作平台(17)对纺织品试样(16)的下表面提供定时间的加热和冷却时，获得所述纺织品试样(16)的蓄热率和接触凉暖感。

4.如权利要求1所述的一种基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，其特征在于：所述图像摄取装置(3)采用CCD照相机，将被检测的目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，将图像信息转变成数字化信号，传送至信号数据处理单元(7)中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，测试纺织品试样(16)表面的颜色和光泽，获得纺织品试样(16)的视觉风格，并对比纺织品试样(16)经仿生手指(2)的竖直方向往复压缩和水平方向往复摩擦后的颜色和光泽，获得纺织品试样(16)的摩擦色牢度和色差。

5.如权利要求1所述的一种基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，其特征在于：所述的气相色谱仪(5)吸取纺织品触-视-听觉测量装置(1)内的气体，所述的气体是纺织品试样(16)的挥发气体，获得纺织品试样(16)的嗅觉风格。

6.如权利要求1所述的一种基于人体五感的纺织品综合风格测量装置，其特征在于：所述的液相色谱仪(6)吸取纺织品触-视-听觉测量装置(1)的颗粒，颗粒是仿生手指(2)在纺织品试样(16)上的竖直方向往复压缩和水平方向往复摩擦时纺织品试样(16)的掉落部分，获得纺织品试样(16)的味觉风格。

7.一种采用如权利要求1所述的基于人体五感的纺织品综合风格测量装置的基于人体五感的纺织品综合风格测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步：将待测纺织品试样(16)放置于电加热板工作平台(17)上，放置左右两端的定重压块(15)将纺织品试样(16)固定于电加热板工作平台(17)，启动纺织品触-视-听觉测量装置(1)和图像摄取装置(3)，检测纺织品试样(16)表面的图像信号，传送至信号数据处理单元(7)中的图像处理系统，进行目标特征提取运算，获得纺织品试样(16)的颜色和光泽，以及视觉风格；

第二步：仿生手指(2)的手感测量，即启动步进电机(12)驱动支撑块(13)和连杆(14)带动仿生手指(2)在电加热板工作平台(17)上对纺织品试样(16)作竖直方向往复压缩和水平方向的往复摩擦力学挤压移动，通过信号数据处理单元(7)实时监测仿生手指(2)中电阻应变计(23)和PVDF压电薄膜(24)应力应变变化，分析纺织品试样(16)的硬挺度、柔软度、丰满度、滑爽都、平整度；

第三步：打开电加热板工作平台(17)，置于仿生手指(2)内部的热敏电阻监测待测纺织品试样(16)的温度和热流量变化，分析出纺织品试样(16)的热阻；关闭电加热板工作平台(17)，置于仿生手指(2)内部的热敏电阻监测待测纺织品试样(16)的温度和热流量变化，分析出纺织品试样(16)的蓄热率和接触凉暖感；

第四步：声强计(4)采集仿生手指(2)在电加热板工作平台(17)上对纺织品试样(16)作竖直方向往复压缩和水平方向的往复摩擦力学挤压移动的振动信号，获得纺织品试样(16)的听觉风格以及刺痒性、粗糙度；

第五步：图像摄取装置(3)摄取经仿生手指(2)在电加热板工作平台(17)上对纺织品试样(16)作竖直方向往复压缩和水平方向的往复摩擦力学挤压移动后的纺织品试样(16)上的颜色和光泽，可获得摩擦色牢度和色差；

第六步：采集仿生手指(2)与纺织品试样(16)摩擦过程中产生的气体，通过塑料导管(18)导入气相色谱仪(5)，分析气体混合物中的组分及含量，获得嗅觉风格；

第七步：采集仿生手指(2)与纺织品试样(16)摩擦过程中产生的颗粒，通过塑料导管(18)导入液相色谱仪(6)，分析颗粒物中的组分及含量，获得味觉风格。

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