CN109991397A - 一种织物柔软度测试装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种织物柔软度测试装置，包括两个夹头、可调节光源、真空罩、抽真空高压风机、三维感知装置；两个夹头相对水平设置在所述真空罩内，夹头的一端通过伸缩杆与动力装置连接；所述可调节光源安装于真空罩上，所述可调节光源的轴向与位置与两个夹头的中线重合；在所述真空罩内设置有抽真空高压风机，在每个夹头的任意一侧对应设置有一个三维感知装置。结合三位感知装置并通过图像处理对试验过程进行数据化显示，使试验结果更具有说服性和正确性，具有简单方便，测试效果准确等优点。

Description

一种织物柔软度测试装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及纺织服装性能测试领域，具体涉及一种织物柔软度测试装置与方法。

背景技术

织物的柔软度是织物的一项力学物理指标，它的物理意义是：“织物抵抗其弯曲方向形状变化的能力。”不同的织物具有不同的内在、外观质量，以致具有不同的柔软度。在纺织行业中，不同的织物类型和不同的纤维纺纱与织造的面料导致了纺织品的服用性能有所不同。其不同的柔软度、手感及风格让纺织品的应用领域及应用手段而不同，也直接关系着这种织物的销售情况。因此检验材料的柔软度已成为纺织领域面料检测的重要考核指标之一。

现有的柔软度测试仪有M508型织物柔软度测试仪，用于测定织物、领称布、无纺布、人造革的刚柔性能；HOM型柔软度测试仪，可测试材料包括无纺布、卫生巾、面巾纸、薄膜及纺织品；还有特定的测试仪，例如织物柔软度测试仪、纸张柔软度测试仪、皮革柔软度测试仪、布草柔软度测试仪等。它们都对测试试样的材料与表面平整程度都有一定的要求，否则得到的结果准确度不高。若想要得到不同材料、表面不平整的试样的柔软度，必须要先对待测试样进行熨烫使其平整，再根据不同测试仪的材料要求来选择测试仪进行试验。材料的种类与对试样制备的复杂程度使试验的工作量增大与仪器的使用利用率降低，耗时耗力耗物。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种织物柔软度测试装置与方法，具体技术方案如下：

其中，一种织物柔软度测试装置具体技术为：

一种织物柔软度测试装置，其特征在于：包括两个夹头(2)、可调节光源(6)、真空罩(5)、抽真空高压风机(4)、三维感知装置(3)；

两个夹头(2)相对水平设置在所述真空罩(5)内，夹头(2)的一端通过伸缩杆(7)与动力装置连接；

所述可调节光源(6)安装于真空罩(5)上，所述可调节光源(6)的轴向与位置与两个夹头(2)的中线重合；

在所述真空罩(5)内设置有抽真空高压风机(4)，在每个夹头(2)的任意一侧对应设置有一个三维感知装置(3)。

其中，一种织物柔软度测试装置工作方法为：

一种织物柔软度测试装置工作方法，其特征在于：采用以下步骤，

采用以下步骤，

步骤1：选取待测样品，选取待测样品尺寸S，将待测样品裁剪成尺寸S大小，将待测样品两端分别夹持在两个夹头之间，保持织物水平自然长度；

步骤2：调节可调节光源亮度，确保三维感知装置采集的图像清晰；

步骤3：闭合真空罩，使真空罩成为封闭状态；

步骤4：打开抽真空高压风机抽取装置中的空气，使装置中的气压降到0Pa以下；

步骤5：任意一个夹头松开样品，使样品自由下落；

步骤6：三维感知装置抓拍下落角度的织物，形成三维图像；

步骤7：利用三维图像的信息，建立空间模型，进行柔软度指标的提取；

步骤8：设织物被夹持为水平面时夹头中点为O点，被夹持边为X轴，与被夹持边垂直方向为Y轴，与水平面垂直方向为Z轴。夹角θ是计算机根据所得数据计算得到的重心G与O点的连线与其投影到XOY面上的直线所得到的夹角。设定夹角θ，该夹角θ为15°,取夹角θ下，样品的重心坐标为G(x₀，y₀，z₀)，假设该样品的下落距离为h₀＝z₀，下落时间为t₀；

步骤9：取t₀的前0.001s和后0.001s时织物下落的高度分别为h_-0.001、h_+0.001，即h_-0.001＝z_0-0.001，h_+0.001＝z_0+0.001，则当时间为t₀时的速度v₀₁可求得

取t₀的前0.002s和后0.002s时织物下落的高度分别为h_-0.002、h_+0.002，即h_-0.002＝z_0-0.002，h_+0.002＝z_0+0.002，则当时间为t₀时的速度v₀₂可求得

取t₀的前0.003s和后0.003s时织物下落的高度分别为h_-0.003、h_+0.003，即h_-0.003＝z_0-0.003，h_+0.003＝z_0+0.003，则当时间为t₀时的速度v₀₃可求得

步骤10：在v₀₁、v₀₂、v₀₃中任意选择两个速度取平均值得t₀时的速度v₀；

步骤11：由能量守恒定律将h₀、v₀带入公式：

γ为柔软度参考值，g为重力常数，v为速度，(x,y,z)为空间坐标点；

步骤12：根据γ的大小来判断判断样品柔软度，设定有标准值C，γ大于标准值C，则说明样品柔软度大，γ小于标准值C，则说明样品柔软度小。

进一步地：所述步骤8中重心G(x₀，y₀，z₀)的计算公式为：

S1：平铺样品，记为S(x，y)并网格化后表示成S_i(x_i，y_i)i(0，1，2，3...n...m)；

S2：样品网格化后，每个网格模块的面密度表示为

S3：夹头夹持样品进行测试；

S4：三维感知装置采集悬垂部分三维图像，建立空间三维模型；

S5：设置x轴，该x轴方向与所述样品的弯折线重合；

S6：垂部部的面积记为

S7：悬垂部的网格模块密度表示为

S8：.悬垂部的质量为

S9：悬垂部的重心为G(x₀，y₀，z₀)；

S10：令重心G与过x轴、y轴的面的夹角θ为重心偏移角的大小,其θ的大小表示为

本发明的有益效果为：本发明较于其他织物柔软度测试仪有着可以测试各种单层材料、对试样准备处理的步骤简单的优点，且本发明设计了一套符合自己设计想法的柔软度测试装置，采用的计算原理和计算依据与常见的柔软度测试仪不同，本发明结合三位感知装置并通过图像处理对试验过程进行数据化显示，使试验结果更具有说服性和正确性，具有简单方便，测试效果准确等优点。

附图说明

图1为织物柔软度装置俯视图；

图2为织物柔软度装置图1的A-A剖视图；

图3为织物柔软度指标示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1和如图2所示：一种织物柔软度测试装置，包括两个夹头2、可调节光源6、真空罩5、抽真空高压风机4、三维感知装置3；

两个夹头2相对水平设置在真空罩5内，夹头2的一端通过伸缩杆7与动力装置连接；

可调节光源6安装于真空罩5上，可调节光源6的轴向与位置与两个夹头2的中线重合；

在真空罩5内设置有抽真空高压风机4，在每个夹头2的任意一侧对应设置有一个三维感知装置3。

的抽真空高压风机4是在真空罩5封闭的情况下抽掉装置中的空气，使装置中的气压降到0Pa以下，来防止织物在掉落时受空气阻力的影响导致结果不准确；

三维感知装置3方便及时扫描得到正确的三位图像。

一种织物柔软度测试装置工作方法，采用以下步骤，

步骤1：选取待测样品，选取待测样品尺寸S，将待测样品裁剪成尺寸S大小，S＝20mm*130mm，将待测样品两端分别夹持在两个夹头之间，保持织物水平自然长度；

步骤2：调节可调节光源亮度，确保三维感知装置采集的图像清晰；

步骤3：闭合真空罩，使真空罩成为封闭状态；

步骤4：打开抽真空高压风机抽取装置中的空气，使装置中的气压降到0Pa以下；

步骤5：任意一个夹头松开样品，使样品自由下落；

步骤6：三维感知装置抓拍下落角度的织物，形成三维图像；

步骤7：利用三维图像的信息，建立空间模型，进行柔软度指标的提取；

步骤8：设织物被夹持为水平面时夹头中点为O点，被夹持边为X轴，与被夹持边垂直方向为Y轴，与水平面垂直方向为Z轴。

计算机根据采集到的三维图像数据计算得到的重心G；

重心G与O点的连线与其投影到XOY面上的直线形成夹角θ，该夹角θ可以是小于最大弯折角度的任意一个角度；

此处取夹角θ为45°，在夹角θ为45°情况下，样品的重心为G(x₀，y₀，z₀)，假设该样品的下落距离为h₀＝z₀，下落时间为t₀，具体计算为：

S1：平铺样品，记为S(x，y)并网格化后表示成S_i(x_i，y_i)i(0，1，2，3...n...m)；

S2：样品网格化后，每个网格模块的面密度表示为

S3：夹头夹持样品进行测试；

S4：三维感知装置采集悬垂部分三维图像，建立空间三维模型；

S5：设置x轴，该x轴方向与所述样品的弯折线重合；

S6：垂部部的面积记为

S7：悬垂部的网格模块密度表示为

S8：.悬垂部的质量为

S9：悬垂部的重心为G(x₀，y₀，z₀)；

S10：设织物被夹持为水平面时夹头中点为O点，被夹持边为X轴，与被夹持边垂直方向为Y轴，与水平面垂直方向为Z轴。

计算机根据采集到的三维图像数据计算得到的重心G；

重心G与O点的连线与其投影到XOY面上的直线形成夹角θ；

该夹角θ的大小表示为在重心偏移角为45°时，由得到重心坐标G(0.6077,51.7202,51.7236)，此时样品下落的距离h₀＝z₀＝51.7236mm，下落时间为t₀＝0.23s；

步骤9：取t₀的前0.001s和后0.001s时织物下落的高度分别为h_-0.001、h_+0.001，即h_-0.001＝z_0-0.001＝50.9367mm，h_+0.001＝z₀₊₀₀₁＝52.5524mm则当时间为t₀时的速度v₀₁可求得

取t₀的前0.002s和后0.002s时织物下落的高度分别为h_-0.002、h_+0.002，即h_-0.002＝z_0-0.002＝50.1462mm，h_+0.002＝z_0+0.002＝53.3892mm,则当时间为t₀时的速度v₀₂可求得

取t₀的前0.003s和后0.003s时织物下落的高度分别为h_-0.003、h_+0.003，即h_-0.003＝z_0-0.003＝49.3661mm，h_+0.003＝z_0+0.003＝54.1624mm，则当时间为t₀时的速度v₀₃可求得

步骤10：由于v₀₁与v₀₂数值比较相近，取其平均值，v₀＝0.8095m/s；

步骤11：由能量守恒定律将h₀、v₀带入公式：

γ为柔软度参考值，g为重力常数，v为速度，为(x,y,z)为空间坐标点；

步骤12：根据γ的大小来判断判断样品柔软度，设定有标准值C，γ大于标准值C，则说明样品柔软度大，γ小于标准值C，则说明样品柔软度小。

Claims (4)

1.一种织物柔软度测试装置，其特征在于：包括两个夹头(2)、可调节光源(6)、真空罩(5)、抽真空高压风机(4)、三维感知装置(3)；

两个夹头(2)相对水平设置在所述真空罩(5)内，夹头(2)的一端通过伸缩杆(7)与动力装置连接；

所述可调节光源(6)安装于真空罩(5)的顶部，所述可调节光源(6)的照明端位于所述真空罩(5)；

在所述真空罩(5)内设置有抽真空高压风机(4)，在每个所述夹头(2)旁边相邻安装有所述三维感知装置(3)，所述三维感知装置(3)安装固定在所述真空罩(5)的侧壁。

2.用于权利要求1所述一种织物柔软度测试装置工作方法，其特征在于：采用以下步骤，

步骤1：选取待测样品，设定有标准尺寸S；将待测样品裁剪成标准尺寸S大小，将待测样品两端分别夹持在两个夹头之间，保持织物水平自然长度；

步骤2：调节可调节光源亮度，确保三维感知装置采集的图像清晰；

步骤3：闭合真空罩，使真空罩成为封闭状态；

步骤4：打开抽真空高压风机抽取装置中的空气，使装置中的气压降到0Pa以下；

步骤5：任意一个夹头松开样品，使样品自由下落；

步骤6：三维感知装置抓拍织物下落过程中的三维形态，并形成三维图像信息；

步骤7：利用三维图像的信息，建立空间模型，进行柔软度指标的提取；

步骤8：设织物被夹持为水平面时夹头中点为O点，被夹持边为X轴，与被夹持边垂直方向为Y轴，与水平面垂直方向为Z轴。

计算机根据采集到的三维图像数据计算得到的重心G；

重心G与O点的连线与其投影到XOY面上的直线形成夹角θ；

设定样品的重心坐标为G(x₀，y₀，z₀)，该样品的下落距离为h₀＝z₀，下落时间为t₀；

步骤9：取t₀的前0.001s和后0.001s时织物下落的高度分别为h_-0.001、h_+0.001，即h_-0.001＝z_0-0.001，h_+0.001＝z_0+0.001，则当时间为t₀时的速度v₀₁可求得

取t₀的前0.002s和后0.002s时织物下落的高度分别为h_-0.002、h_+0.002，即

h_-0.002＝z_0-0.002，h_+0.002＝z_0+0.002，则当时间为t₀时的速度v₀₂可求得

取t₀的前0.003s和后0.003s时织物下落的高度分别为h_-0.003、h_+0.003，即h_-0.003＝z_0-0.003，h_+0.003＝z_0+0.003，则当时间为t₀时的速度v₀₃可求得

步骤10：在v₀₁、v₀₂、v₀₃中任意选择两个速度取平均值得t₀时的速度v₀；

步骤11：由能量守恒定律将h₀、v₀带入公式：

γ为柔软度参考值，g为重力常数，v为速度，(x,y,z)为空间坐标点；

步骤12：根据γ的大小来判断判断样品柔软度，设定有标准值C，γ大于标准值C，则说明样品柔软度大，γ小于标准值C，则说明样品柔软度小。

3.用于权利要求2所述一种织物柔软度测试装置工作方法，其特征在于：所述步骤8中重心G(x₀，y₀，z₀)的计算公式为：

S1：平铺样品，记为S(x，y)并网格化后表示成S_i(x_i，y_i)i(0，1，2，3...n...m)；

S2：样品网格化后，每个网格模块的面密度表示为

S3：夹头夹持样品进行测试；

S4：三维感知装置采集悬垂部分三维图像，建立空间三维模型；

S5：设置x轴，该x轴方向与所述样品的弯折线重合；

S6：垂部部的面积记为

S7：悬垂部的网格模块密度表示为

S8：.悬垂部的质量为

S9：悬垂部的重心为G(x₀，y₀，z₀)；

S10：令重心G与过x轴、y轴的面的夹角θ为重心偏移角的大小,其θ的大小表示为

4.根据权利要求2所述一种织物柔软度测试装置工作方法，其特征在于：该夹角θ为15°，30°或者45°。