CN113138266A - 一种纺织品触知觉舒适性的测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纺织品触知觉舒适性的测量装置及其测量方法，此装置中包括底座单元、移动单元和夹持单元，其中，底座单元，包括型支架和设置于型支架腔内的限位导杆；移动单元，设置于型支架内，其包括移动板和驱动移动板运动的驱动杆；以及，夹持单元，包括第一夹持板和第二夹持板，第一夹持板设置于型支架的端部，第二夹持板设置于移动板的侧壁上；本装置结构简单，成本低廉，操作方便，通过单台装置的单次测试，即可完成织物的弯曲、压缩、拉伸、摩擦、热辐射和热传导性能的测试，可有效节省测试时间；纺织物作为粘弹性体，分离式多次测量容易产生较大测量误差，该装置可连续测试多重性能，实现了高效精准测试，且测试快速、高效。

Description

一种纺织品触知觉舒适性的测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及的纺织物测定技术领域，尤其涉及一种纺织品触知觉舒适性的测量装置及其测量方法。

背景技术

织物的触知觉舒适性是人手触摸织物或与人体皮肤与织物接触过程中，织物的固有物理属性作用于人体感觉神经元对织物所产生的柔软感、硬挺感、粗糙感以及冷暖感等多种感觉的综合反映。织物的触知觉舒适性受到织物基本力学性能，如弯曲、压缩、拉伸、摩擦，以及织物的热学性能的影响。织物触知觉舒适性是评定织物综合品质和市场价值的重要量度。

目前的测试装置和方法主要以单项性能测试为主，或者采用多台仪器进行多次测量获取多个性能指标来评价织物的触觉舒适性，现有方法存在系统误差大、测试过程复杂、仪器装置昂贵、人工成本及时间成本高等缺点，而且很少有仪器将力学性能和热学性能进行综合测试，未曾见到有单台仪器能实现织物弯曲、屈曲、压缩、拉伸、摩擦、热辐射、热传导等多种性能的综合测试。为此，提供一种简易装置及方法用于测定纺织品的各项物理属性。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有纺织品触知觉舒适性的测量存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明要解决的一个问题是提供一种纺织品触知觉舒适性的测量装置，其目的在于通过单台测试装置，实现对织物材料多重物理性能(包括多种力学性能和热学性能)的快速测量。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种纺织品触知觉舒适性的测量装置，此装置包括底座单元、移动单元和夹持单元，其中，底座单元，包括型支架和设置于所述型支架腔内的限位导杆；移动单元，设置于所述型支架内，其包括移动板和驱动所述移动板运动的驱动杆；以及，夹持单元，包括第一夹持板和第二夹持板，所述第一夹持板设置于所述型支架的端部，所述第二夹持板设置于所述移动板的侧壁上。

作为本发明所述纺织品触知觉舒适性的测量装置的一种优选方案，其中：所述移动板的板体上具有驱动孔和导向孔，所述驱动杆贯穿所述驱动孔并连接于所述型支架的腔内，所述驱动杆的一端安装有驱动电机；所述限位导杆贯穿所述导向孔。

作为本发明所述纺织品触知觉舒适性的测量装置的一种优选方案，其中：所述第一夹持板和第二夹持板的结构相同；所述第一夹持板包括固定板、对称设置于所述固定板顶部的导杆、连接于所述导杆顶部的连接板，以及滑动套接于所述导杆上的压力块；调节杆贯穿于所述连接板板体中部的贯穿孔，并螺纹连接于所述压力块顶部的螺纹孔内；所述第二夹持板具有第二固定板、第二导杆、第二压力块。

作为本发明所述纺织品触知觉舒适性的测量装置的一种优选方案，其中：所述固定板通过应力传感器连接于所述型支架的腔体侧壁上，且所述固定板远离所述应力传感器的一侧设置有红外温度传感器；所述第二固定板固定于所述移动板的侧壁上，其远离所述第二固定板的一侧设置有金属加热板。

本发明要解决的另一个问题是提供一种纺织品触知觉舒适性的测量方法，其目的在于通过使用上述单台测试装置，实现对织物材料多重物理性能包括多种力学性能和热学性能的快速测量，从而客观评价织物的触知觉舒适性。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种纺织品触知觉舒适性的测量方法，此测量方法包括如下测量步骤：

S1：预设参数，并将测量装置初始化；

S2：将待测纺织物夹持于所第一夹持板和第二夹持板之间；

S3：开始测量，开启各传感器，驱动移动板逐渐向第二夹持板移动，而后再逐渐远离第二夹持板，并最终使得待测纺织物从夹持单元脱落；

S4：数据处理，将上述测量获得的压力与位移、温度与位移的数据带入测量模型中处理。

作为本发明所述纺织品触知觉舒适性的测量方法的一种优选方案，其中：预设参数包括调节第一夹持板和第二夹持板之间的间距，间距小于待测纺织物的初始长度；包括，设置金属加热板的加热温度；还包括，设置第二固定板和第二压力块对待测纺织物的压缩力小于或等于待测纺织物与第二夹持板表面的最大静摩擦力。

作为本发明所述纺织品触知觉舒适性的测量方法的一种优选方案，其中：通过第一夹持板、第二夹持板夹持待测纺织物时，通过第一夹持板完全压紧待测纺织物的一端，其另一端由第二夹持板夹持，并保持自由夹持的状态。

作为本发明所述纺织品触知觉舒适性的测量方法的一种优选方案，其中：移动过程中，先匀速驱动移动板，带动第二夹持板向第一夹持板移动，逐渐弯曲待测纺织物，并压缩重叠的待测纺织物；再反向驱动移动板，带动第二夹持板逐渐远离第一夹持板，使得待测纺织物逐渐由压缩回复、弯曲回复、拉伸并直至从夹持单元中脱落。

作为本发明所述纺织品触知觉舒适性的测量方法的一种优选方案，其中：测量过程中，应力传感器监测挤压和拉伸待测纺织物过程中的应力变化，得到应力—位移关系曲线；红外温度传感器监测待测纺织物在弯曲压缩过程中的温度变化，得到温度—位移关系曲线。

作为本发明所述纺织品触知觉舒适性的测量方法的一种优选方案，其中：在数据处理时，对得到的应力—位移关系曲线和温度—位移关系曲线分别采用二次方程y＝ax^2+bx+c进行拟合，并建立用于评定待测纺织物的回归方程。

本发明的有益效果：

1、本装置结构简单，成本低廉，操作方便，通过单台装置的单次测试，即可完成织物的弯曲、压缩、拉伸、摩擦、热辐射和热传导性能的测试，可有效节省测试时间。

2、纺织物作为粘弹性体，分离式多次测量容易产生较大测量误差，该装置可连续测试多重性能，实现了高效精准测试，且测试快速、高效，便于综合评价纺织物的触知觉舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本发明纺织品触知觉舒适性的测量装置的整体结构示意图。

图2为本发明纺织品触知觉舒适性的测量装置的外部结构示意图。

图3为本发明纺织品触知觉舒适性的测量装置的移动板及第二夹持板连接结构示意图。

图4为本发明纺织品触知觉舒适性的测量装置的整体正视结构示意图。

图5为本发明纺织品触知觉舒适性的测量装置的移动板移动过程示意图。

图6为本发明纺织品触知觉舒适性的测量方法的应力—位移关系曲线。

图7为本发明纺织品触知觉舒适性的测量方法的温度—位移关系曲线。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

实施例1

参照图1～4，为本发明第一个实施例，提供了一种纺织品触知觉舒适性的测量方法，此装置包括底座单元100、移动单元200和夹持单元300。其中，底座单元100为装置的安装及支撑的主体，移动单元200及夹持单元300均安装于底座单元200上；移动单元200为可调节机构，可用于调节夹持单元300中两夹持板间的间距；夹持单元300用于夹持纺织物，并通过设置于夹持板上的电子器件测试纺织物的目标物理特性。

具体的，底座单元100，包括U型支架101和设置于U型支架101腔内的限位导杆102；其中，U型支架101为支撑框架，并不局限于U型，其具有底部放置板，在放置板的顶部两端对称设置有立板，两立板与放置板构成U型，限位导杆102用于限定移动单元200中移动板201的移动，限位导杆102可设置单根或对称且平行设置两根或多根；进一步的，为实现对移动板201的限位移动，还可通过导槽、导轨等具体方式，不局限于本实施例中导杆的方式。

移动单元200，设置于U型支架101内，其包括移动板201和驱动移动板201运动的驱动杆202；其中，移动板201为可移动的板体，用于安装第二夹持板302，并承载第二夹持板302移动；而移动板201的移动则通过驱动杆202来驱动。需要说明的是，移动板201上可设置有位移传感器，或在底座单元100中设置有位移刻度，用于表征移动板201的移动距离。

移动板201的板体上具有驱动孔201a和导向孔201b，驱动杆202贯穿驱动孔201a并连接于U型支架101的腔内，驱动杆202的一端安装有驱动电机202a；限位导杆102贯穿导向孔201b。

具体的，在移动板201的板体上开设有驱动孔201a和导向孔201b，驱动孔201a配合驱动杆202的安装，可通过螺纹配合与驱动杆202之间产生相对位置，而移动板201通过导向孔201b滑动于限位导杆102上，导向孔201b的数量与限位导杆102的数量一致。驱动杆202的一端安装有驱动电机202a，用于带动驱动杆202运动。

夹持单元300，包括第一夹持板301和第二夹持板302，第一夹持板301设置于U型支架101的端部，第二夹持板302设置于移动板201的侧壁上。其中，两夹持板为镜像对称的分布方式，两夹持板之间用于夹持待测纺织物S，第一夹持板301安装于U型支架101的一端侧壁上，第二夹持板302安装于移动板201的侧壁上。

进一步的，第一夹持板301和第二夹持板302的结构相同；第一夹持板301包括固定板301a、对称设置于固定板301a顶部的导杆301b、连接于导杆301b顶部的连接板301c，以及滑动套接于导杆301b上的压力块301d；调节杆301e贯穿于连接板301c板体中部的贯穿孔，并螺纹连接于压力块301d顶部的螺纹孔内；第二夹持板302具有第二固定板302a、第二导杆302b、第二压力块302d。由于第一夹持板301与第二夹持板302的主体结构相同，因而仅以第一夹持板301的具体结构进行说明，并不再赘述第二夹持板302的结构。可理解的是，第二夹持板302中还包括有第二连接板302c和第二调节杆302e，如附图3中所示，附图中未具体展示第一夹持板301的结构。

具体的，第一夹持板301中固定板301a与压力块301d构成一对夹持机构，其中，压力块301d通过位于固定板301a上的导杆301b进行限位，而压力块301d的移动则通过调节杆301e来调节，详细的，调节杆301e贯穿连接板301c上的贯穿孔，其自由端的杆体上具有螺纹，并配合转动于压力块301d顶部的螺纹孔内，通过转动调节杆301e，即可改变压力块301d与固定板301a之间的压力及间距。需要说明的是，压力块301d中具有压力传感器，可用于监测压力块301d与固定板301a之间的压力。

固定板301a通过应力传感器303连接于U型支架101的腔体侧壁上，且固定板301a远离应力传感器303的一侧设置有红外温度传感器304；第二固定板302a固定于移动板201的侧壁上，其远离第二固定板302a的一侧设置有金属加热板305。

更进一步的，两夹持板上还安装有其他器件，第一夹持板301通过带有应力传感器303的连接件连接于U型支架101的端部侧壁上，其远离应力传感器303的一侧具有红外温度传感器304，用于监测温度信息；而第二夹持板301安装于移动板201的侧壁上，其远离第二固定板302a的一侧设置有金属加热板305，用于测试纺织物的隔热性能。需要说明的是，红外温度传感器304和金属加热板305的位置相对应。

实施例2

参照图5～7，为本发明第一个实施例，提供了一种纺织品触知觉舒适性的测量方法，此测量方法具体包括以下测量步骤：

S1：预设参数，并将测量装置初始化；

S2：将待测纺织物S夹持于所第一夹持板301和第二夹持板302之间；

S3：开始测量，开启各传感器，驱动移动板201逐渐向第二夹持板302移动，而后再逐渐远离第二夹持板302，并最终使得待测纺织物S从夹持单元300脱落；

S4：数据处理，将上述测量获得的压力与位移、温度与位移的数据带入测量模型中处理。

具体的，预设参数包括调节第一夹持板301和第二夹持板302之间的间距D，使得该间距D小于待测纺织物S的初始长度；预设参数还包括，设置金属加热板305的加热温度T，为了模仿纺织物S在人体表面的隔热或保温性能，可将加热温度T设定为37度；预设参数还包括，设置第二固定板302a和第二压力块302d对待测纺织物S的压缩力F₃小于或等于待测纺织物S与第二夹持板302表面的最大静摩擦力F₄，进一步的，即当压缩力F₃处于最大值时，等于最大静摩擦力F₄，待测纺织物S能够从第二夹持板302中脱落。本实施例中，优选最大静摩擦力F₄＝500cN。

在测量装置实际使用中，通过第一夹持板301、第二夹持板302夹持待测纺织物S时，优选为通过第一夹持板301完全压紧待测纺织物S的一端，其另一端由第二夹持板302夹持，并保持自由夹持的状态。上述的“完全压紧”表示第一夹持板301对待测纺织物S的一端的挤压力远大于二者之间的最大静摩擦力F₄，使此端不会从第一夹持板301之间脱落。而“自由夹持”表示此端的待测纺织物S可从第二夹持板302中脱落。

参照说明书附图5，移动前，开启金属加热板305，在移动过程中，先匀速驱动移动板201，带动第二夹持板302向第一夹持板301移动，逐渐弯曲待测纺织物S，并压缩重叠的待测纺织物S；再反向匀速驱动移动板201，带动第二夹持板302逐渐远离第一夹持板301，使得待测纺织物S逐渐由压缩回复、弯曲回复、拉伸并直至从夹持单元300中脱落。

测量过程中，应力传感器303监测挤压和拉伸待测纺织物S过程中的应力变化，得到应力—位移关系曲线；红外温度传感器304监测待测纺织物S在弯曲压缩过程中的温度变化，得到温度—位移关系曲线。

在数据处理时，对得到的应力—位移关系曲线和温度—位移关系曲线分别采用二次方程y＝ax^2+bx+c进行拟合，并建立用于评定待测纺织物S的回归方程。具体的，参照附图6所示，应力—位移关系曲线分成弯曲、压缩、压缩回复、弯曲回复、拉伸和摩擦六段曲线分别拟合获得对应的(a₁，b₁，c₁),(a₂，b₂，c₂)，(a₃，b₃，c₃)，(a₄，b₄，c₄)，(a₅，b₅，c₅)，(a₆，b₆，c₆)共六组指标；参照附图7所示，温度—位移关系曲线分为弯曲和压缩两段进行拟合，获得对应的(at₁，bt₁，ct₁)和(at₂，bt₂，ct₂)两组指标，一共八组指标可以用于反映织物的弯曲、压缩、压缩回复、弯曲回复、拉伸、摩擦、隔热性、热传导性等八个方面的物理性能；进而将八组指标作为输入变量，采用人的主观触知觉舒适性作为标定值，建立用于评价织物硬挺舒适性SC、压缩柔软舒适性CC、弹性舒适性EC、摩擦舒适性FC和冷暖舒适性TC的回归方程，用于评价织物的触知觉舒适性能。根据拟合的关系曲线，运算获得如下回归方程：

织物硬挺舒适性SC＝-4.6a₁+0.93b₁-0.059c₁+3.8a₄-0.56b₄-0.050c₄+21(1)

压缩柔软舒适性CC＝6.2a₂-1.3b₂+0.69c₂-6.7a₃+1.4b₃-0.45c₃+90(2)

弹性舒适性EC＝0.039a₅-0.024b₅-0.63c₅+76(3)

摩擦舒适性FC＝-4.1a₆-0.51b₆+3.1c₆+25(4)

冷暖舒适性TC＝5.1at₁-1.43bt₁+0.11ct₁-2.1at₂+0.45bt₂+0.012ct₂+11(5)

根据上述测量方式获得的各物理特性回归方程，可用于其他纺织物测量的表征，通过将新测出的数据带入上述回归方程，即可得出待测纺织物的触知觉舒适性数据，方便且直观快捷。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征)。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种纺织品触知觉舒适性的测量装置，其特征在于：包括，

底座单元(100)，包括U型支架(101)和设置于所述U型支架(101)腔内的限位导杆(102)；

移动单元(200)，设置于所述U型支架(101)内，其包括移动板(201)和驱动所述移动板(201)运动的驱动杆(202)；以及，

夹持单元(300)，包括第一夹持板(301)和第二夹持板(302)，所述第一夹持板(301)设置于所述U型支架(101)的端部，所述第二夹持板(302)设置于所述移动板(201)的侧壁上。

2.根据权利要求1所述的纺织品触知觉舒适性的测量装置，其特征在于：所述移动板(201)的板体上具有驱动孔(201a)和导向孔(201b)，所述驱动杆(202)贯穿所述驱动孔(201a)并连接于所述U型支架(101)的腔内，所述驱动杆(202)的一端安装有驱动电机(202a)；

所述限位导杆(102)贯穿所述导向孔(201b)。

3.根据权利要求1或2所述的纺织品触知觉舒适性的测量装置，其特征在于：所述第一夹持板(301)和第二夹持板(302)的结构相同；

所述第一夹持板(301)包括固定板(301a)、对称设置于所述固定板(301a)顶部的导杆(301b)、连接于所述导杆(301b)顶部的连接板(301c)，以及滑动套接于所述导杆(301b)上的压力块(301d)；

调节杆(301e)贯穿于所述连接板(301c)板体中部的贯穿孔，并螺纹连接于所述压力块(301d)顶部的螺纹孔内；

所述第二夹持板(302)具有第二固定板(302a)、第二导杆(302b)、第二压力块(302d)。

4.根据权利要求3所述的纺织品触知觉舒适性的测量装置，其特征在于：所述固定板(301a)通过应力传感器(303)连接于所述U型支架(101)的腔体侧壁上，且所述固定板(301a)远离所述应力传感器(303)的一侧设置有红外温度传感器(304)；

所述第二固定板(302a)固定于所述移动板(201)的侧壁上，其远离所述第二固定板(302a)的一侧设置有金属加热板(305)。

5.一种采用如权利要求1～4任一所述的纺织品触知觉舒适性测量装置的测量方法，其特征在于：还包括如下测量步骤：

预设参数，并将测量装置初始化；

将待测纺织物(S)夹持于所第一夹持板(301)和第二夹持板(302)之间；

开始测量，开启各传感器，驱动移动板(201)逐渐向第二夹持板(302)移动，而后再逐渐远离第二夹持板(302)，并最终使得待测纺织物(S)从夹持单元(300)脱落；

数据处理，将上述测量获得的压力与位移、温度与位移的数据带入测量模型中处理。

6.根据权利要求5所述的纺织品触知觉舒适性的测量方法，其特征在于：预设参数包括调节第一夹持板(301)和第二夹持板(302)之间的间距(D)，间距(D)小于待测纺织物(S)的初始长度；

包括，设置金属加热板(305)的加热温度(T)；

还包括，设置第二固定板(302a)和第二压力块(302d)对待测纺织物(S)的压缩力(F₃)小于或等于待测纺织物(S)与第二夹持板(302)表面的最大静摩擦力(F₄)。

7.根据权利要求5或6所述的纺织品触知觉舒适性的测量方法，其特征在于：通过第一夹持板(301)、第二夹持板(302)夹持待测纺织物(S)时，通过第一夹持板(301)完全压紧待测纺织物(S)的一端，其另一端由第二夹持板(302)夹持，并保持自由夹持的状态。

8.根据权利要求7所述的纺织品触知觉舒适性的测量方法，其特征在于：移动过程中，先匀速驱动移动板(201)，带动第二夹持板(302)向第一夹持板(301)移动，逐渐弯曲待测纺织物(S)，并压缩重叠的待测纺织物(S)；

再反向驱动移动板(201)，带动第二夹持板(302)逐渐远离第一夹持板(301)，使得待测纺织物(S)逐渐由压缩回复、弯曲回复、拉伸并直至从夹持单元(300)中脱落。

9.根据权利要求5、6和8任一所述的纺织品触知觉舒适性的测量方法，其特征在于：测量过程中，应力传感器(303)监测挤压和拉伸待测纺织物(S)过程中的应力变化，得到应力—位移关系曲线；

红外温度传感器(304)监测待测纺织物(S)在弯曲压缩过程中的温度变化，得到温度—位移关系曲线。

10.根据权利要求9所述的纺织品触知觉舒适性的测量方法，其特征在于：在数据处理时，对得到的应力—位移关系曲线和温度—位移关系曲线分别采用二次方程y＝ax^2+bx+c进行拟合，并建立用于评定待测纺织物(S)的回归方程。

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