CN112034145B - 纺织品触感模拟装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纺织品触感模拟装置及方法，包括存放组件、吸取机构、操作台、外壳和底板,存放组件位于操作台左侧，其中的中心圆盘旋转可以将存放托盘送至吸取位置，使样本可以被吸取层吸附并放置于操作台上面板，上面板设有槽口，位于内侧的褶皱杆收缩时可以接触样本使其发生褶皱，滚筒和压板位于夹紧框架内部，凸轮边缘与夹紧框架内侧的边缘相切，凸轮的转动使两侧的张紧机构靠拢或远离，滚筒和压板位于夹紧框架内侧，固定于滚筒上的张紧杆用于在模拟过程中撑起样本，使若干层样本贴合便于操作者感受模拟的纺织品触感。本发明可通过将多层纺织品吸取到操作位置，并进行褶皱及张紧处理，以实现不同纺织品触感的模拟。

Description

纺织品触感模拟装置及方法

技术领域

本发明涉及纺织品物理特性测试技术领域，具体地说是一种纺织品触感模拟装置及方法。

背景技术

随着网购平台的迅速发展，人们不用出门就可以购买到几乎一切物品，然而到目前为止，网购平台上的纺织品交易不能让消费者感受到质地，容易造成退货和影响购物体验的问题。另外，在服装设计方面，设计师需要用到大量不同种类的布料，就需要大量不同纺织物样品模板，笨重而麻烦。若能开发一种可以模拟纺织品触感的装置就能解决上述问题，现有技术中有人为此进行了尝试。

日本的Katsuhiko Sato提出用气环式驱动器实现触觉的方案。利用手指扣，放在手掌一侧，通过调整通气压力使气环呈现不同的触感以达到再现触感的目的。该装置体积小、重量轻，但分辨率低，且呈现出的触感与人手动作之间存在的延迟受手指软硬程度影响较大。

英国先进机器人研究中心研制的TeleTact Glove使用安装在手套上的微型空气袋提供接触反馈。手指上的空气袋以阵列形式排列，可以顺序驱动模仿物体滑动时的手感。通过空气袋中的两个毛细管实现进气和排气，通过调整气囊的充气程度来对皮肤产生压力，通过手套可以感知物体的尺寸、形状和质地。但由于通过气囊模拟触感，仅由气囊表面作为被触摸部位，无法表现出不同的粗糙感。

综上，现有技术并没有专门用于模拟纺织品触感的装置，上述装置都是广泛的模拟各种触感，对于各项指标相互影响的纺织品来说，其触感就难以被精准再现。

发明内容

有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的分辨率低、传感具有延迟以及在纺织品触感模拟方面可供感受的指标不足等技术问题，提供了一种能准确全面模拟纺织品触感的装置及方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的纺织品触感模拟装置，包括存放组件、吸取机构、操作台、外壳和底板;所述外壳上设有顶板、左侧板、右侧板、前面板和后面板，所述前面板设有操作口，用于感受装置模拟的纺织品触感，所述存放组件安装于顶板和底板之间，所述吸取机构安装于前面板和后面板之间，所述操作台和外壳均安装于底板上。所述存放组件包括转轮部分和驱动部分，所述转轮部分包括转轮臂、存放托盘、长杆、连接杆、中心圆盘和转轴，所述驱动部分包括电机A、小带轮、皮带和大带轮；

所述转轮部分前侧安装在前面板上，后侧由转轮臂固定于顶板上，前后两侧各有若干长杆，所述连接杆设于每两根相邻的长杆间，前后两侧每两根对应的长杆间设有存放托盘，用于存放样本，所述转轮部分由驱动部分驱动旋转，以实现将存放托盘旋转至相应工作位置；

所述电机A带动小带轮，所述皮带敷设于所述小带轮和大带轮上，所述大带轮安装于所述转轴上，所述中心圆盘也安装在所述转轴上。

作为可选，所述吸取机构包含限位组件、吸取臂和连杆机构。所述连杆机构包含主动杆、从动杆、立柱和电机B，所述主动杆固定于立柱侧面，由电机B提供动力，所述电机B安装于立柱内部，所述立柱安装于底板上。

作为可选，所述限位组件包含V型限位块和U型限位块，所述V型限位块安装于U型限位块之内，受从动杆驱动及U型限位块限制，仅能够水平移动。

作为可选，所述吸取臂包含支撑臂、保护层和吸取层，所述支撑臂穿置于V型限位块和U型限位块的槽口中，受V型限位块驱动，在存放托盘和操作台之间做往复运动，所述保护层设于支撑臂下方，所述吸取层设于保护层内部。

作为可选，所述操作台包含支撑组件、褶皱处理部分和张紧机构。所述支撑组件包括上面板、中间板、下面板和支架，所述上面板用于放置样本，并设有槽口供褶皱处理部分和张紧机构工作，所述褶皱处理部分两侧均设有张紧机构，所述张紧机构外侧由弹簧与下面板相连，所述下面板左右两侧边上设有若干凹槽，用于放置并固定弹簧。

作为可选，所述张紧机构安装于下面板上，从中间板和上面板的槽口中穿出，包含框架、电机C、滚筒、弹簧、凸轮、张紧杆、电动推杆和压板，所述框架下部内侧设有凸轮，外侧设有弹簧，所述凸轮用于控制两侧张紧机构之间的距离，未放置样本时两侧张紧机构间距较大，放置后间距缩小，所述压板由电动推杆驱动向下移动，将放置好的样本紧压在滚筒上，张紧杆固定于滚筒上，位于两侧张紧机构内侧，且与滚筒同时旋转，将位于两侧张紧机构之间的样本向上顶起，所述电机C安装于中间板上，驱动滚筒旋转。

作为可选，所述褶皱处理部分包括固定板、移动板、铰链、褶皱杆、丝杠、联轴器和电机D，所述固定板和电机D安装于中间板相应的凹槽内，所述褶皱杆通过铰链安装在固定板和移动板之间，所述移动板设有螺纹孔，所述丝杠穿置于固定板和移动板内，通过联轴器由电机D驱动，当处理褶皱时，电机D驱动丝杠旋转使移动板向固定板靠拢，褶皱杆穿过上面板的槽口接触样本使其产生褶皱。

作为可选，所述张紧机构中还包含滑块和滑槽，所述压板向下移动时，处在滑槽中的滑块接触样本，褶皱处理部分使样本产生褶皱后，所述滑块受力可在滑槽中移动，防止样本在褶皱过程中被刺破。

本发明还提供了另一种技术解决方案，一种模拟纺织品触感的方法：

步骤一：启动电机A带动小带轮，使大带轮和转轮部分将模拟所需的样本旋转至吸取位置，启动电机B使连杆机构运动，带动V型限位块做往复运动，此时吸取臂将所需样本吸取并放置在操作台上。

步骤二：所述电机A使得转轮部分继续转动，直至在模拟过程中所需的所有样本被依次吸取至操作台操作位置。

步骤三：旋转凸轮，使两侧的张紧机构相互靠拢，启动电动推杆，将样本压紧于滚筒表面上，启动电机C旋转滚筒，张紧杆将样本撑起，使多层样本紧贴以模拟纺织品触感。

步骤四：启动电机D，移动板向固定板靠拢，褶皱杆穿过上面板的槽口接触样本，使样本发生褶皱，实现对纺织品触感的模拟。

采用以上结构和方法，本发明与现有技术相比，具有以下优点：存放托盘位于操作台左侧，两边连接有长杆，长杆固定于中心圆盘上，中心圆盘旋转可以将存放托盘送至吸取位置，使样本可以被吸取层吸附并放置于上面板，上面板设有槽口，滚筒和压板可以穿过上面板固定样本，位于内侧的褶皱杆收缩时可以接触样本使其发生褶皱，滚筒和压板位于夹紧框架内部，凸轮边缘与夹紧框架内侧的边缘相切，凸轮的转动使两侧的夹紧框架靠拢或远离，滚筒和压板位于夹紧框架内侧，固定于滚筒上的张紧杆用于在模拟过程中撑起样本，使若干层样本贴合便于操作者感受。本发明可完成纺织品触感的模拟，可以通过若干层样本的堆叠呈现不同纺织品的各项物理特性，以实现不同纺织品触感的模拟。

附图说明

图1为本发明纺织品触感模拟装置的装置的示意图。

图2为本发明纺织品触感模拟装置中夹紧机构的示意图。

图3为本发明纺织品触感模拟装置中褶皱处理部分的示意图。

图中：顶板1、后面板2、转轮臂3、存放托盘4、保护层5、吸取臂6、吸取层7、前面板8、V型限位块9、U型限位块10、上面板11、中间板12、支架12、右侧板14、底板15、从动杆16、主动杆17、立柱18、电机A19、小带轮20、皮带21、电机B22、连接杆23、长杆24、大带轮25、转轴26、中心圆盘27、左侧板28、样本29、框架30、压板31、电动推杆32、滚筒33、滑块34、滑槽35、电机C36、下面板37、弹簧38、凸轮39、张紧杆40、固定板41、褶皱杆42、铰链43、移动板44、丝杆45、联轴器46、电机D47。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中为了示意的需要，并没有完全精确地按照实际比例绘制，在此予以说明。

如图1、2、3所示，本发明的模纺织品触感模拟装置，包括存放组件、吸取机构、操作台和外壳，存放组件由存放托盘4、样本29、4、连接杆23、中心圆盘27、转轴26电机A19、小带轮20、皮带21和大带轮25组成，转轴26一端设有大带轮25，且两端均设有两个中心圆盘27，每个中心圆盘27上设有若干长杆24，相邻长杆24间用连接杆23固定，两侧对应的长杆24间设有存放托盘4用于存放样本29，电机A19驱动小带轮20，带动皮带21及大带轮25旋转工作；吸取机构由立柱18、电机B22、主动杆17、从动杆16、V型限位块9、U型限位块10、支撑臂6、保护层5和吸附层7组成，立柱18安装于底板15上，电机B22安装于立柱18内部，驱动主动杆17旋转，带动从动杆16使V型限位块9在水平方向上往复运动，U型限位块10固定在后面板2上，上下设有凹槽使V型限位块9仅能发生水平移动，支撑臂6受限于V型限位块9和U型限位块10只能在存取机构与操作台间做往复运动，支撑臂6下方安装有保护层5，保护层5内部安装有吸附层7用于将样本29从存取机构转移至操作台上；操作台由上面板11、中间板12、下面板37、支架13、框架30、电动推杆32、压板31、滚筒33、滑槽35、滑块34、张紧杆40、电机C36、弹簧38、凸轮39、固定板41、移动板44、褶皱杆42、铰链43、丝杆45、联轴器46和电机D47组成，支架13安装于底板15上，上面板11、中间板12和下面板37分三层安装在支架13上，下面板37侧边上设有凹槽，以确定弹簧38的位置，下面板37上还安装有凸轮39，两侧的弹簧38使夹紧机构紧贴在凸轮39上，凸轮39旋转时可以控制两夹紧机构之间的距离以夹紧或松开样本29，框架30内安装有电动推杆32和滚筒33，电动推杆32用于驱动压板31，压板31上固定有滑槽35，滑块34安装在滑槽35内，夹紧样本29时，由固定在滚筒33上的张紧杆40使多层样本贴合以模拟所需织物触感，固定板41、移动板44和电机D47均安装于中间板12上，电机D47通过联轴器46驱动丝杆45旋转，使移动板44向固定板41靠近，期间由铰链43固定的褶皱杆42穿过上面板11中的凹槽，使样本29发生褶皱，模拟褶皱时的织物，此时压紧样本29的滑块34在滑槽35内滑动，防止褶皱杆42破坏样本29。

本发明的一种纺织品触感模拟方法，基于上述纺织品触感模拟装置，具体步骤如下：

步骤一：启动电机A带动小带轮，使大带轮和转轮部分将模拟所需的样本旋转至吸取位置，启动电机B使连杆机构运动，带动V型限位块做往复运动，此时吸取臂将所需样本吸取并放置在操作台上；

步骤二：所述电机A使得转轮部分继续转动，直至在模拟过程中所需的所有样本被依次吸取至操作台操作位置；

步骤三：旋转凸轮，使两侧的张紧机构相互靠拢，启动电动推杆，将样本压紧于滚筒表面上，启动电机C旋转滚筒，张紧杆将样本撑起，使多层样本紧贴以模拟纺织品触感；

步骤四：启动电机D，移动板向固定板靠拢，褶皱杆穿过上面板的槽口接触样本，使样本发生褶皱，实现对纺织品触感的模拟。

本发明纺织品触感模拟装置所涉及的技术特征也同样可以转用于纺织品触感模拟方法中。

本装置具体模拟步骤为：模拟开始时先检查装置，然后接通电源，将所模拟织物的信息输入装置，启动电机A19带动小带轮20，使大带轮25和转轮部分将模拟所需的样本29旋转至吸取位置，启动电机B22使连杆机构运动，带动V型限位块9做往复运动，此时吸取臂将所需样本29吸取并放置在操作台上，电机A19使得转轮部分继续转动，直至在模拟过程中所需的所有样本29被依次吸取至操作台操作位置。旋转凸轮39，使两侧的张紧机构相互靠拢，启动电动推杆32，将样本29压紧于滚筒33表面上，启动电机C36旋转滚筒33，张紧杆40将样本29撑起，使多层样本29紧贴以模拟纺织品手感。启动电机D47，移动板44向固定板41靠拢，褶皱杆42穿过上面板11的槽口接触样本29，使样本29发生褶皱，实现对纺织品触感的模拟。

虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

下面以一个具体的实施例来进一步说明本发明。

将纺织品的蓬松感、柔软感、粗糙感作为再现触感的三项指标，并按照蓬松至紧密、柔软至硬挺以及粗糙至光滑分别划分为Ⅰ-Ⅴ五个等级，选用三种已知蓬松感、柔软感和粗糙感等级的典型纺织品织物进行触感模拟，其三项触感指标的等级如表1所示，然后从存放组件中选择用于模拟三种典型织物触感的样本，如表2所示。

表1：纺织品织物三项触感指标参数表

表2：模拟三种典型织物触感时所需的样本

启动电机A带动小带轮，使大带轮和转动部分将模拟所需的样本旋转至吸取位置，启动电机B使连杆机构运动，带动V型限位块做往复运动，此时吸取臂将所需样本吸取并放置在上面板上，此前需要凸轮转动使两侧的张紧机构分离，便于放置样本，重复放置动作直到所有被选择的样本都被放置在上面板上，再次转动凸轮使张紧机构靠拢。然后位于内侧的褶皱杆收缩接触样本使其发生褶皱，凸轮转动使两侧的张紧机构，滚筒和压板位于夹紧框架内侧，固定于滚筒上的张紧杆用于在模拟过程中撑起样本，使若干层样本贴合便于操作者感受模拟的织物触感。

以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种纺织品触感模拟装置，包括存放组件、吸取机构、操作台、外壳和底板(15)；其特征在于：所述外壳上设有顶板(1)、左侧板(28)、右侧板(14)、前面板(8)和后面板(2)，所述前面板(8)设有操作口，用于感受模拟的纺织品触感，所述存放组件安装于顶板(1)和底板(15)之间，所述吸取机构安装于前面板(8)和后面板(2)之间，所述操作台和外壳均安装于底板(15)上；所述存放组件包括转轮部分和驱动部分，所述转轮部分包括转轮臂(3)、存放托盘(4)、长杆(24)、连接杆(23)、中心圆盘(27)和转轴(26)，所述驱动部分包括电机A(19)、小带轮(20)、皮带(21)和大带轮(25)；

所述转轮部分前侧安装在前面板(8)上，后侧由转轮臂(3)固定于顶板(1)上，前后两侧各有若干长杆(24)，所述连接杆(23)设于每两根相邻的长杆(24)间，前后两侧每两根对应的长杆(24)间设有存放托盘(4)，用于存放样本(29)，所述转轮部分由驱动部分驱动旋转，以实现将存放托盘(4)旋转至相应工作位置；

所述电机A(19)带动小带轮(20)，所述皮带(21)敷设于所述小带轮(20)和大带轮(25)上，所述大带轮(25)安装于所述转轴(26)上，所述中心圆盘(27)也安装在所述转轴(26)上；

所述操作台包含支撑组件、褶皱处理部分和张紧机构，所述支撑组件包括上面板(11)、中间板(12)、下面板(37)和支架(13)，所述上面板(11)用于放置样本(29)，并设有槽口供褶皱处理部分和张紧机构工作，所述褶皱处理部分两侧均设有张紧机构，所述张紧机构外侧由弹簧(38)与下面板(37)相连，所述下面板(37)左右两侧边上设有若干凹槽，用于放置并固定弹簧(38)；

所述褶皱处理部分包括固定板(41)、移动板(44)、铰链(43)、褶皱杆(42)、丝杆(45)、联轴器(46)和电机D(47)，所述固定板(41)和电机D(47)安装于中间板(12)相应的凹槽内，所述褶皱杆(42)通过铰链(43)安装在固定板(41)和移动板(44)之间，所述移动板(44)设有螺纹孔，所述丝杆(45)穿置于固定板(41)和移动板(44)内，通过联轴器(46)由电机D(47)驱动，当处理褶皱时，电机D(47)驱动丝杆(45)旋转使移动板(44)向固定板(41)靠拢，褶皱杆(42)穿过上面板(11)的槽口接触样本(29)使其产生褶皱。

2.根据权利要求1所述的纺织品触感模拟装置，其特征在于：所述吸取机构包括限位组件、吸取臂和连杆机构，所述连杆机构包含主动杆(17)、从动杆(16)、立柱(18)和电机B(22)，所述主动杆(17)固定于立柱(18)侧面，由电机B(22)提供动力，所述电机B(22)安装于立柱(18)内部，所述立柱(18)安装于底板(15)上。

3.根据权利要求2所述的纺织品触感模拟装置，其特征在于：所述限位组件包括V型限位块(9)和U型限位块(10)，所述V型限位块(9)安装于U型限位块(10)之内，受从动杆(16)驱动及U型限位块(10)限制，仅能够水平移动。

4.根据权利要求3所述的纺织品触感模拟装置，其特征在于：所述吸取臂包括支撑臂(6)、保护层(5)和吸取层(7)，所述支撑臂(6)穿置于V型限位块(9)和U型限位块(10)的槽口中，受V型限位块(9)驱动，在存放托盘(4)和操作台之间做往复运动，所述保护层(5)设于支撑臂(6)下方，所述吸取层(7)设于保护层(5)内部。

5.根据权利要求4所述的纺织品触感模拟装置，其特征在于：所述张紧机构安装于下面板(37)上，从中间板(12)和上面板(11)的槽口中穿出，包含框架(30)、电机C(36)、滚筒(33)、弹簧(38)、凸轮(39)、张紧杆(40)、电动推杆(32)和压板(31)，所述框架(30)下部内侧设有凸轮(39)，外侧设有弹簧(38)，所述凸轮(39)用于控制两侧张紧机构之间的距离，未放置样本(29)时两侧张紧机构间距较大，放置后间距缩小，所述压板(31)由电动推杆(32)驱动向下移动，将放置好的样本(29)紧压在滚筒(33)上，张紧杆(40)固定于滚筒(33)上，位于两侧张紧机构内侧，且与滚筒(33)同时旋转，将位于两侧张紧机构之间的样本(29)向上顶起，所述电机C(36)安装于中间板(12)上，驱动滚筒(33)旋转。

6.根据权利要求5所述的纺织品触感模拟装置，其特征在于：所述张紧机构中还包括滑块(34)和滑槽(35)，所述压板(31)向下移动时，处在滑槽(35)中的滑块(34)接触样本(29)，褶皱处理部分使样本(29)产生褶皱后，所述滑块(34)受力可在滑槽(35)中移动，防止样本(29)在褶皱过程中被刺破。

7.一种纺织品触感模拟方法，基于权利要求6所述的纺织品触感模拟装置，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一：启动电机A带动小带轮，使大带轮和转轮部分将模拟所需的样本旋转至吸取位置，启动电机B使连杆机构运动，带动V型限位块做往复运动，此时吸取臂将所需样本吸取并放置在操作台上；

步骤二：所述电机A使得转轮部分继续转动，直至在模拟过程中所需的所有样本被依次吸取至操作台操作位置；

步骤三：旋转凸轮，使两侧的张紧机构相互靠拢，启动电动推杆，将样本压紧于滚筒表面上，启动电机C旋转滚筒，张紧杆将样本撑起，使多层样本紧贴以模拟纺织品触感；

步骤四：启动电机D，移动板向固定板靠拢，褶皱杆穿过上面板的槽口接触样本，使样本发生褶皱，实现对纺织品触感的模拟。

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