一種紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置及方法。所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，包括箱體，箱體內(nèi)設(shè)有光源及攝像器，箱體的左側(cè)壁上刻有第一標定板；箱體的底壁上刻有第二標定板，紡織材料固定在第二標定板上。本發(fā)明可實現(xiàn)間隔織物球形壓縮后的表面形變的測定，有助于明晰間隔織物結(jié)構(gòu)與壓縮性能的關(guān)系。
【專利說明】一種紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紡織材料在球形壓縮時的表面變形形態(tài)與接觸輪廓的測試裝置及方法，尤其是應用了一定的光學原理和圖像處理技術(shù)，得到了織物表面在受壓時的三維形態(tài)的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]間隔織物是由上、下表面層和中間的間隔絲夾層組成的典型立體結(jié)構(gòu)的紡織材料，具有柔性和彈性的三維空間結(jié)構(gòu)，賦予其良好抗壓回彈性，已廣泛用于汽車內(nèi)裝飾、功能服裝、襯墊材料等領(lǐng)域，尤其是在床墊方面的應用，可抽象為一定曲率球形硬物與間隔織物壓縮相互作用的結(jié)構(gòu)和性能研究，關(guān)系著人的睡眠質(zhì)量、舒適性和生理健康友好性。目前，間隔織物的結(jié)構(gòu)性能研究多著重于平板壓縮性能及影響因素分析，而間隔織物在球形壓縮條件下與球的交互作用的研究鮮見報道，尤其是解析間隔織物球形壓縮條件下的表面形變形態(tài)與間隔織物結(jié)構(gòu)的關(guān)系極為重要，因此有比要研制間隔織物球形壓縮測試時的壓縮輪廓曲線及其表面形變形態(tài)的測量裝置和方法。
[0003]當前的技術(shù)還沒有能夠找到準確的測試間隔織物的球形壓縮下的形變形態(tài)和接觸輪廓的方法，其原因在于表面大，傳感器設(shè)置困難；而且球與間隔織物接觸時，存在不可見區(qū)域，故球與間隔織物的接觸區(qū)域無法觀察。但是，在紡織領(lǐng)域中已有利用光學原理測試紡織材料的三維形態(tài)的研究，如不蹤紗(Morton W E and Yen K C1952The arrangement offibers in fibro yams J.Text.1nst.43T60-6)的應用拍攝技術(shù),用于分析紗線的搶度、混紡、分布等的分析確定；還有后來各種改進的測試技術(shù)(Riding G1964Filament migrationin single yams J.Text.1nst.55T9-17 ；Grishanov S A, Harwood R J and Bradshaw MS1999A model of fibre migration in staple-fibre yarn J.Text.1nst.90298-321),都應用了光學原理，以及專利方面的應用(胡金蓮，辛斌杰.織物表面分析方法及其系統(tǒng).中國專利:03142762.6，2004)。但示蹤紗僅僅觀察單根纖維的三維形態(tài)，對于間隔織物球形壓縮過程中大面積區(qū)域未曾涉及；上述專利也是要構(gòu)造特定的織物傳遞機構(gòu)，讓織物彎曲后從各個角度進行測量，而本發(fā)明涉及的間隔織物為球形壓縮作用下的表面形變形態(tài)，形態(tài)是固定的，不能隨意彎曲，故也不能解決本發(fā)明所涉及的技術(shù)問題。
[0004]對本發(fā)明所涉及的球形壓縮條件下的表面形變形態(tài)的觀察，基于光學原理和創(chuàng)新技術(shù)方法，開發(fā)一種用于間隔織物球形壓縮時表面形變形態(tài)與接觸輪廓的測試方法。在這一測試系統(tǒng)中，為了獲得球形壓頭與間隔織物結(jié)構(gòu)的關(guān)系，將間隔織物切割后，通過數(shù)個角度的攝像器攝取間隔織物的數(shù)個視圖圖像，獲得織物三維的測試數(shù)據(jù)，從而得出間隔織物球形壓縮的形變形態(tài)和輪廓接觸曲線。
[0005]但是目前還未見有用于間隔織物球形壓縮條件下的表面形變形態(tài)的測量方法，也未見有可以驗證間隔織物的結(jié)構(gòu)與壓縮性能的測試儀器。故為指導間隔織物的結(jié)構(gòu)設(shè)計，開發(fā)新的功能產(chǎn)品，也為了明晰間隔織物的結(jié)構(gòu)與壓縮性能的關(guān)系，需要對間隔織物球形壓縮后的表面形變形態(tài)進行測試，實現(xiàn)快速、客觀的有效測量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是在于提供一種紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置及方法，可對紡織材料在壓縮條件下的表面變形形態(tài)進行快速、客觀測量；還可用于較厚的紡織材料的在壓縮作用下的表面變形形態(tài)的測量。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，包括箱體，箱體內(nèi)設(shè)有光源及攝像器，箱體的左側(cè)壁上刻有第一標定板；箱體的底壁上刻有第二標定板，紡織材料固定在第二標定板上。
[0008]優(yōu)選地，所述的箱體由頂壁、左側(cè)壁、右側(cè)壁、前壁、后壁、底壁及L型門組成，所述的L型門嵌入頂壁及前壁中，并與頂壁鉸鏈連接。
[0009]更優(yōu)選地，所述的箱體的頂壁、左側(cè)壁、右側(cè)壁、前壁、后壁、底壁及L型門的內(nèi)壁顏色均為黑色，且表面粗糙，粗糙度的對數(shù)值范圍為2-10，粗糙度的對數(shù)值的變異系數(shù)為15% -50%。
[0010]優(yōu)選地，所述的第一標定板包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為0.2mm-10mm，第一標定板的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm ;第一標定板的長度和寬度均大于10cm。
[0011]優(yōu)選地，所述的第二標定板包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為0.2mm-10mm，第二標定板的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm ;第二標定板的長度和寬度均大于20cm。
[0012]優(yōu)選地，所述的光源由第一光源、第二光源、第三光源和第四光源構(gòu)成，所述的光源均固定在箱體的頂壁上。
[0013]優(yōu)選地，所述的攝像器包括第一攝像器和第二攝像器，所述的第一攝像器固定在箱體的頂壁上，所述的第二攝像器固定在箱體的右側(cè)壁上。
[0014]優(yōu)選地，所述的紡織材料上標記標定陣列線，所述的標定陣列線包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為Imm-1Omm ;標定陣列線的材料為柔性反光線材、鍍銀尼龍線或畫筆刻畫的顏色線。
[0015]優(yōu)選地，所述的紡織材料為間隔織物、三維機織物、三維針織物、非織物或復合織物。
[0016]本發(fā)明還提供了一種紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量方法，其特征在于，采用上述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，具體步驟包括:
[0017]第一步:在紡織材料表面做標定陣列線，用球形壓頭對紡織材料進行球形壓縮至規(guī)定應力或應變位置，再用樹脂將壓縮后的紡織材料固化；
[0018]第二步:將固化后的紡織材料等分切割成兩塊，將其中一塊放置在箱體的底壁上刻有第二標定板的位置上；
[0019]第三步:打開光源，照射漫反射光至紡織材料上，啟動攝像器分別攝取紡織材料的俯視圖和側(cè)視圖，通過圖像處理獲得該塊紡織材料表面的標定陣列線的三維坐標；[0020]第四步:將另外一塊紡織材料進行第二步至第三步處理，獲得該塊紡織材料表面的標定陣列線的三維坐標；將兩塊紡織材料表面的標定陣列線的三維坐標組合后獲得紡織材料球形壓縮后的整體表面形變形態(tài)。
[0021]本發(fā)明的實施原理在于首先在紡織材料表面做標定陣列線，并用樹脂將球形壓縮后的紡織材料進行固化，再通過切割機等分切割紡織材料；然后將切割后的紡織材料放置在箱體的標定板上，通過光源透射漫反射光至紡織材料上，攝像器分別攝取紡織材料的俯視圖和側(cè)視圖，通過第一標定板將所拍攝到的紡織材料的側(cè)視圖的標定陣列線轉(zhuǎn)換為二維坐標，通過第二標定板將所拍攝到的紡織材料的俯視圖的標定陣列線轉(zhuǎn)換為二維坐標；根據(jù)獲得的紡織材料的俯視圖和側(cè)視圖的坐標，可得紡織材料表面的標定陣列線的三維坐標，從而獲得紡織材料球形壓縮后的表面形變形態(tài)。本發(fā)明可實現(xiàn)紡織材料球形壓縮后的表面形變的測定，有助于明晰紡織材料結(jié)構(gòu)與壓縮性能的關(guān)系。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0023]1.本發(fā)明涉及的紡織材料球形壓縮條件下表面形變后的形態(tài)測量，實現(xiàn)了紡織材料在壓縮過程中表面形態(tài)的變化，建立了科學的表征手段；
[0024]2.可實現(xiàn)客觀、精準的較厚的織物在壓縮作用下的表面變形的形態(tài)分析，為研究織物表面變化與結(jié)構(gòu)的關(guān)系提供了測試裝置和方法；
[0025]3.整個裝置結(jié)構(gòu)精巧，可實現(xiàn)簡易、便捷、快速的紡織材料表面三維變形形態(tài)的測試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是紡織材料球形壓縮表面形態(tài)的測量裝置示意圖；
[0027]圖2是間隔織物試樣變形前、后的示意圖；
[0028]圖3是箱體的左側(cè)壁示意圖；
[0029]圖4是箱體的底壁示意圖；
[0030]圖5是頂壁與前壁、左側(cè)壁的銜接示意圖；
[0031]圖6是箱體的前壁示意圖；
[0032]圖7是箱體的頂壁與L型門的示意圖；
[0033]圖8是頂壁與前壁的銜接示意圖；
[0034]圖9是箱體的右側(cè)壁示意圖；
[0035]圖10是箱體的后壁示意圖；
[0036]圖11經(jīng)編間隔織物的俯視圖；
[0037]圖12經(jīng)編間隔織物的側(cè)視圖；
[0038]圖13經(jīng)編間隔織物的表面形態(tài)三維示意圖；
[0039]圖中:
[0040]1-箱體、11-頂壁、12-左側(cè)壁、121-第一標定板、13-右側(cè)壁、14-前壁、15-后壁、16-底壁、161-第二標定板、17-L型門，2-光源、21-第一光源、22-第二光源、23-第三光源、24-第四光源，3-攝像器、31-第一攝像器、32-第二攝像器，4-試樣，41-標定陣列線。
【具體實施方式】[0041]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，作詳細說明如下。
[0042]實施例1:經(jīng)編間隔織物壓縮表面形變的測量
[0043]如圖1所示，為紡織材料球形壓縮表面形態(tài)的測量裝置示意圖，所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，包括箱體1，如圖5-10所示，所述的箱體I由頂壁11、左側(cè)壁12、右側(cè)壁13、前壁14、后壁15、底壁16及L型門17組成，所述的L型門17嵌入頂壁11及前壁14中，并與頂壁11鉸鏈連接。所述的箱體I的頂壁11、左側(cè)壁12、右側(cè)壁13、前壁14、后壁15、底壁16及L型門17的內(nèi)壁顏色均為黑色，且表面粗糙，粗糙度的對數(shù)值范圍為8，粗糙度的對數(shù)值的變異系數(shù)為30%。箱體I內(nèi)設(shè)有光源2及攝像器3，所述的光源2由第一光源21、第二光源22、第三光源23和第四光源24構(gòu)成,所述的光源2均固定在箱體I的頂壁11上。所述的攝像器3包括第一攝像器31和第二攝像器32，所述的第一攝像器31固定在箱體I的頂壁11上，所述的第二攝像器32固定在箱體I的右側(cè)壁13上。如圖3所示，箱體I的左側(cè)壁12上刻有第一標定板121 ;如圖4所示，箱體I的底壁16上刻有第二標定板161，間隔織物4固定在第二標定板161上。所述的第一標定板121包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為0.8_，第一標定板121的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm;第一標定板121的長度和寬度均大于IOcm0所述的第二標定板161包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為0.8mm，第二標定板161的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于
0.1mm ;第二標定板161的長度和寬度均大于20cm。
[0044]采用上述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置測量紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的方法為:
[0045]選擇0.5cm厚的經(jīng)編的間隔織物4表面做標定陣列線41，所述的標定陣列線41包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為4_ ;標定陣列線41的材料為柔性鍍銀尼龍線，通過粘結(jié)劑將鍍銀尼龍線粘結(jié)到間隔織物的表面。
[0046]如圖2所示，選用直徑為8cm的球形壓頭對間隔織物4進行球形壓縮至規(guī)定應力15N位置；用電子天平分別稱取24g E-51 (618)環(huán)氧樹脂與6g593固化劑，將試劑混合并充分攪拌，將混合溶液均勻涂抹于間隔織物4的表面，將壓縮后的間隔織物4固化，再采用切割機將固化后的間隔織物4等分切割成兩塊。
[0047]打開箱體I的L型門17，將切割后的間隔織物4的一半放置在箱體I的底壁16上，并放在底壁16上刻有第二標定板161的位置上,并關(guān)閉L型門17 ;打開第一光源21、第二光源22、第三光源23和第四光源24，照射漫反射光至間隔織物4上；啟動攝像器3的第一攝像器31和第二攝像器32，分別攝取間隔織物4的俯視圖(如圖11所示)和側(cè)視圖(如圖12所示)，通過圖像處理獲得間隔織物4表面的標定陣列線的三維坐標；同理將切割后的間隔織物4的另一半放置在箱體I中進行上述測試，將兩塊間隔織物4表面的標定陣列線的三維坐標組合后獲得紡織材料球形壓縮后的整體表面形變形態(tài)(如圖13所示)。
[0048]實施例2機織間隔織物壓縮表面形變的測量
[0049]如圖1所示，為紡織材料球形壓縮表面形態(tài)的測量裝置示意圖，所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，包括箱體1，如圖5-10所示，所述的箱體I由頂壁11、左側(cè)壁12、右側(cè)壁13、前壁14、后壁15、底壁16及L型門17組成，所述的L型門17嵌入頂壁11及前壁14中，并與頂壁11鉸鏈連接。所述的箱體I的頂壁11、左側(cè)壁12、右側(cè)壁13、前壁14、后壁15、底壁16及L型門17的內(nèi)壁顏色均為黑色，且表面粗糙，粗糙度的對數(shù)值范圍為9，粗糙度的對數(shù)值的變異系數(shù)為25%。箱體I內(nèi)設(shè)有光源2及攝像器3，所述的光源2由第一光源21、第二光源22、第三光源23和第四光源24構(gòu)成,所述的光源2均固定在箱體I的頂壁11上。所述的攝像器3包括第一攝像器31和第二攝像器32，所述的第一攝像器31固定在箱體I的頂壁11上，所述的第二攝像器32固定在箱體I的右側(cè)壁13上。如圖3所示，箱體I的左側(cè)壁12上刻有第一標定板121 ;如圖4所示，箱體I的底壁16上刻有第二標定板161，間隔織物4固定在第二標定板161上。所述的第一標定板121包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為1_，第一標定板121的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm ;第一標定板121的長度和寬度均大于10cm。所述的第二標定板161包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為1mm，第二標定板161的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm ;第二標定板161的長度和寬度均大于20cm。
[0050]采用上述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置測量紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的方法為:
[0051]選擇Icm厚的機織的間隔織物4表面畫標定陣列線41，所述的標定陣列線41包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為IOmm ;標定陣列線41為畫筆刻畫的顏色線。
[0052]選用直徑為8cm的球形壓頭對間隔織物4進行球形壓縮至規(guī)定應變20%位置，所述的應變是指壓縮球下降的距離與間隔織物厚度的比值；用電子天平分別稱取24gE-51(618)環(huán)氧樹脂與6g593固化劑，將試劑混合并充分攪拌，將混合溶液均勻涂抹于間隔織物4的表面，將壓縮后的間隔織物4固化，再采用切割機將固化后的間隔織物4等分切割。
[0053]打開箱體I的L型門17，將切割后的間隔織物4放置在箱體I的底壁16上，并放在底壁16上刻有第二標定板161的位置上,并關(guān)閉L型門17 ;打開第一光源21、第二光源22、第三光源23和第四光源24，照射漫反射光至間隔織物4上；啟動第一攝像器31和第二攝像器32，分別攝取間隔織物4的俯視圖和側(cè)視圖，通過圖像處理獲得間隔織物4表面的標定陣列線的三維坐標；同理將切割后的間隔織物4的另一半放置在箱體I中進行測試，將兩塊間隔織物4表面的標定陣列線的三維坐標組合后獲得紡織材料球形壓縮后的整體表面形變形態(tài)。
[0054]實施例3滌綸絲間隔織物壓縮表面形變的測量
[0055]如圖1所示，為紡織材料球形壓縮表面形態(tài)的測量裝置示意圖，所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，包括箱體1，如圖5-10所示，所述的箱體I由頂壁11、左側(cè)壁12、右側(cè)壁13、前壁14、后壁15、底壁16及L型門17組成，所述的L型門17嵌入頂壁11及前壁14中，并與頂壁11鉸鏈連接。所述的箱體I的頂壁11、左側(cè)壁12、右側(cè)壁13、前壁14、后壁15、底壁16及L型門17的內(nèi)壁顏色均為黑色，且表面粗糙，粗糙度的對數(shù)值范圍為3，粗糙度的對數(shù)值的變異系數(shù)為15%。箱體I內(nèi)設(shè)有光源2及攝像器3，所述的光源2由第一光源21、第二光源22、第三光源23和第四光源24構(gòu)成,所述的光源2均固定在箱體I的頂壁11上。所述的攝像器3包括第一攝像器31和第二攝像器32，所述的第一攝像器31固定在箱體I的頂壁11上，所述的第二攝像器32固定在箱體I的右側(cè)壁13上。如圖3所示，箱體I的左側(cè)壁12上刻有第一標定板121 ;如圖4所示，箱體I的底壁16上刻有第二標定板161，間隔織物4固定在第二標定板161上。所述的第一標定板121包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為4_，第一標定板121的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm ;第一標定板121的長度和寬度均大于10cm。所述的第二標定板161包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為4mm，第二標定板161的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm ;第二標定板161的長度和寬度均大于20cm。
[0056]采用上述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置測量紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的方法為:
[0057]選擇1.8cm厚的滌綸絲制作的間隔織物4表面做標定陣列線41，所述的標定陣列線41包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為IOmm ;標定陣列線41的材料為柔性鍍銀尼龍線，將鍍銀尼龍線按照機織間隔織物表面的交織結(jié)構(gòu)植入機織間隔織物的表面。
[0058]選用直徑為12cm的球形壓頭對間隔織物4進行球形壓縮至規(guī)定應力35N位置；用電子天平分別稱取24g E-51 (618)環(huán)氧樹脂與6g593固化劑，將試劑混合并充分攪拌，將混合溶液均勻涂抹于間隔織物4的表面，將壓縮后的間隔織物4固化，再采用切割機將固化后的間隔織物4等分切割。
[0059]打開箱體I的L型門17，將切割后的間隔織物4的一半放置在箱體I的底壁16上，并放在底壁16上刻有第二標定板161的位置上,并關(guān)閉L型門17 ;打開第一光源21、第二光源22、第三光源23和第四光源24，照射漫反射光至間隔織物4上；啟動第一攝像器31和第二攝像器32，分別攝取間隔織物4的俯視圖和側(cè)視圖，通過圖像處理獲得間隔織物4表面的標定陣列線的三維坐標；同理將切割后的間隔織物4的另一半放置在箱體I中進行測試，將兩塊間隔織物4表面的標定陣列線的三維坐標組合后獲得紡織材料球形壓縮后的整體表面形變形態(tài)。
[0060]實施例4玻璃纖維紗機織間隔織物壓縮表面形變的測量
[0061]如圖1所示，為紡織材料球形壓縮表面形態(tài)的測量裝置示意圖，所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，包括箱體1，如圖5-10所示，所述的箱體I由頂壁11、左側(cè)壁12、右側(cè)壁13、前壁14、后壁15、底壁16及L型門17組成，所述的L型門17嵌入頂壁11及前壁14中，并與頂壁11鉸鏈連接。所述的箱體I的頂壁11、左側(cè)壁12、右側(cè)壁13、前壁14、后壁15、底壁16及L型門17的內(nèi)壁顏色均為黑色，且表面粗糙，粗糙度的對數(shù)值范圍為2，粗糙度的對數(shù)值的變異系數(shù)為40%。箱體I內(nèi)設(shè)有光源2及攝像器3，所述的光源2由第一光源21、第二光源22、第三光源23和第四光源24構(gòu)成,所述的光源2均固定在箱體I的頂壁11上。所述的攝像器3包括第一攝像器31和第二攝像器32，所述的第一攝像器31固定在箱體I的頂壁11上，所述的第二攝像器32固定在箱體I的右側(cè)壁13上。如圖3所示，箱體I的左側(cè)壁12上刻有第一標定板121 ;如圖4所示，箱體I的底壁16上刻有第二標定板161，間隔織物4固定在第二標定板161上。所述的第一標定板121包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為1_，第一標定板121的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm ;第一標定板121的長度和寬度均大于10cm。所述的第二標定板161包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為1mm，第二標定板161的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm;第二標定板161的長度和寬度均大于20cm。
[0062]選擇1.4cm厚的玻璃纖維紗制作的機織的間隔織物4表面做標定陣列線41，所述的標定陣列線41包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為5mm ;所述的標定陣列線41的材料為柔性反光線材，將鍍銀尼龍線按照機織間隔織物表面的交織結(jié)構(gòu)植入機織間隔織物的表面。
[0063]選用直徑為16cm的球形壓頭對4進行球形壓縮至規(guī)定應力150N位置；用電子天平分別稱取24g E-51 (618)環(huán)氧樹脂與6g593固化劑，將試劑混合并充分攪拌，將混合溶液均勻涂抹于4的表面，將壓縮后的4固化，再采用切割機將固化后的4等分切割；
[0064]打開箱體I的L型門17，將切割后的4放置在箱體I的底壁16上，并放在底壁16上刻有第二標定板161的位置上，并關(guān)閉L型門17 ;打開光源2的第一光源21、第二光源22、第三光源23和第四光源24，照射漫反射光至4上；啟動攝像器3的第一攝像器31和第二攝像器32，分別攝取4的俯視圖和側(cè)視圖，通過圖像處理獲得4表面的標定陣列線的三維坐標；同理將切割后的4的另一半放置在箱體I中進行測試，將兩塊間隔織物4表面的標定陣列線的三維坐標組合后獲得紡織材料球形壓縮后的整體表面形變形態(tài)。
【權(quán)利要求】
1.一種紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，包括箱體(1)，箱體(I)內(nèi)設(shè)有光源⑵及攝像器⑶，箱體⑴的左側(cè)壁(12)上刻有第一標定板(121);箱體(I)的底壁(16)上刻有第二標定板(161)，紡織材料(4)固定在第二標定板(161)上。
2.如權(quán)利要求1所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，所述的箱體⑴由頂壁(11)、左側(cè)壁(12)、右側(cè)壁(13)、前壁(14)、后壁(15)、底壁(16)及L型門(17)組成，所述的L型門(17)嵌入頂壁(11)及前壁(14)中，并與頂壁(11)鉸鏈連接。
3.如權(quán)利要求2所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，所述的箱體(1)的頂壁(11)、左側(cè)壁(12)、右側(cè)壁(13)、前壁(14)、后壁(15)、底壁(16)及L型門(17)的內(nèi)壁顏色均為黑色，且表面粗糙，粗糙度的對數(shù)值范圍為2-10，粗糙度的對數(shù)值的變異系數(shù)為15% -50%。
4.如權(quán)利要求2所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，所述的第一標定板(121)包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為0.2mm-10mm，第一標定板(121)的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm ;第一標定板(121)的長度和寬度均大于10cm。
5.如權(quán)利要求1所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，所述的第二標定板(161)包 括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為0.2mm-10mm，第二標定板(161)的所有直線的顏色為白色，寬度相等，且小于0.1mm ;第二標定板(161)的長度和寬度均大于20cm。
6.如權(quán)利要求1所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，所述的光源(2)由第一光源(21)、第二光源(22)、第三光源(23)和第四光源(24)構(gòu)成，所述的光源⑵均固定在箱體(1)的頂壁(11)上。
7.如權(quán)利要求1所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，所述的攝像器(3)包括第一攝像器(31)和第二攝像器(32)，所述的第一攝像器(31)固定在箱體(1)的頂壁(11)上，所述的第二攝像器(32)固定在箱體(1)的右側(cè)壁(13)上。
8.如權(quán)利要求1所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，所述的紡織材料(4)上標記標定陣列線(41)，所述的標定陣列線(41)包括一組縱向設(shè)置的平行直線和一組橫向設(shè)置的平行直線，縱向設(shè)置的平行直線和橫向設(shè)置的平行直線垂直交錯，縱向設(shè)置以及橫向設(shè)置的相鄰兩條平行直線的間距皆為1mm-1Omm ;標定陣列線(41)的材料為柔性反光線材、鍍銀尼龍線或畫筆刻畫的顏色線。
9.如權(quán)利要求1所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，其特征在于，所述的紡織材料為間隔織物、三維機織物、三維針織物、非織物或復合織物。
10.一種紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-9中任一項所述的紡織材料球形壓縮表面形變形態(tài)的測量裝置，具體步驟包括: 第一步:在紡織材料表面做標定陣列線(41)，用球形壓頭對紡織材料進行球形壓縮至規(guī)定應力或應變位置，再用樹脂將壓縮后的紡織材料固化； 第二步:將固化后的紡織材料等分切割成兩塊，將其中一塊放置在箱體(1)的底壁(16)上刻有第二標定板(161)的位置上； 第三步:打開光源(2)，照射漫反射光至紡織材料上，啟動攝像器(3)分別攝取紡織材料的俯視圖和側(cè)視圖，通過圖像處理獲得該塊紡織材料表面的標定陣列線的三維坐標；第四步:將另外一塊紡織材料進行第二步至第三步處理，獲得該塊紡織材料表面的標定陣列線的三維坐標；將兩塊紡織材料表面的標定陣列線的三維坐標組合后獲得紡織材料球形壓縮后的整體表面形變形 態(tài)。
【文檔編號】G01B11/16GK103615988SQ201310630062
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】杜趙群, 吳韻眉, 劉鵬飛, 劉蕭, 盧冠一 申請人:東華大學