专利名称：面料触感舒适度测试方法以及其专用装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种面料触感舒适度测试方法，还涉及一种面料触感舒适度测试专用
装置。
背景技术：
面料的材质、密度、厚度、组织结构和染整加工エ艺对着装者皮肤表面的刺激程度有重要影响。面料与皮肤间摩擦系数越大，着装者触感越明显，面料舒适性越差。为表征面料对着装者皮肤表面的刺激程度(触感)，可通过一定的方法測量面料与人体皮肤之间的摩擦系数来实现。物体间的摩擦分为静摩擦、滑动摩擦和滚动摩擦三种状态。在研究面料与人体皮肤之间的摩擦状态时，通常以静摩擦和滑动摩擦为主要研究对象。目前还没有合适的测试方法及相应的测试装置。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够快速、准确的对面料触感舒适度进行测试的方法，还提供一种实现该面料触感舒适度测试方法的专用装置。为解决上述技术问题，本发明的技术方案为一种面料触感舒适度测试方法，其创新点在于所述步骤为
a)首先选用ー测试板，测试板的上表面选用接近人体皮肤特征的虚拟皮肤层；
b)将测试板水平放置，然后将需要测试的面料平铺在测试板的上表面；
c)将铺设有面料的测试板一端向上缓慢抬起，使得测试板的傾斜度逐渐増大，当面料开始向下滑时立即停止抬起测试板，并记录下此时测试板与水平面之间的夹角Θ ；
d)面料由静止变为滑动的瞬间与测试板上表面之间的摩擦系数即为面料与测试板上表面虚拟皮肤层之间的静摩擦系数，记作μ，且μ = tg9 ;根据上述步骤c)中得到的测试板与水平面之间的夹角Θ具体数值计算出静摩擦系数具体数值，该静摩擦系数直接反应面料触感舒适度。还提供一种实现上述面料触感舒适度测试方法的专用装置，包括基座，其创新点在于还包括一设置在基座上的测试板，该测试板的上表面具有ー层接近人体皮肤特征的虚拟皮肤层，测试板的前端与基座铰接；一安装在基座上的提升机构，该提升机构用于提升或放下测试板的后端；ー夹角检测装置，该夹角检测装置用于检测基座与测试板之间的夹角，并输出检测到的夹角信号；ー控制器，该控制器具有信号输入接口和夹角显示输出接ロ，控制器通过信号输入接ロ与夹角检测装置通信，控制器通过夹角显示输出接ロ与夹角显示器通信。进ー步的，所述虚拟皮肤层为人造革面层。进ー步的，所述提升机构包括安装在基座上的提升支架、驱动装置，提升支架的顶端安装定滑轮，驱动装置的输出端连接绕绳器，绕绳器上的绳索向上绕过定滑轮后与测试板后端连接。进ー步的，所述驱动装置为带减速器的电机。进ー步的，还包括在面料在开始下滑时关闭驱动装置的自动控制模块，其包括一设置在虚拟皮肤层上的位移传感器，控制器具有面料下滑控制接ロ和驱动控制接ロ，所述面料下滑控制接ロ与位移传感器的信号输出接ロ通信，驱动控制接ロ与驱动装置通信；驱动装置由控制器根据位移传感器信号控制启闭。进ー步的，所述测试板上钻延伸并贯通虚拟皮肤层的传感器安装孔，位移传感器安装在传感器安装孔内。进ー步的，所述夹角检测装置为角度传感器。进ー步的，还包括一摩擦系数显示器，控制器具有一摩擦系数输出接ロ，该摩擦系
数输出接ロ与摩擦系数显示器通信。本发明的优点在干上表面选用接近人体皮肤特征的虚拟皮肤层与面料发生相对滑动的瞬间，其摩擦系数为静摩擦系数μ，利用面料、水平之间形成的夹角θ与静摩擦系数μ的线性关系，直接测量夹角Θ，从而经计算得到虚拟皮肤层与面料之间的摩擦系数，从而可以快速、准确的模拟表征被测面料与人体皮肤之间触感舒适度。利用面料触感舒适度测试专用装置进行面料摩擦系数检测时，其能够在面料下滑时通过自动模块与夹角检测装置配合检测此时的夹角Θ，并由控制器根据利用面料、水平之间形成的夹角Θ与静摩擦系数μ的线性关系自动计算出摩擦系数，检测人员只需记录即可，无需人工換算。


图I为面料在检测斜面上受カ分析示意图。图2为本发明中面料触感舒适度测试专用装置主视图。图3为本发明中面料触感舒适度测试专用装置俯视图。图4为本发明中面料触感舒适度测试专用装置系统连接图。
具体实施例方式测试原理物品放置在一斜面上，随着斜面与水平面之间的夹角不断増加，放置在斜面上的物品向低端滑动的趋势也越明显。面料由静止变为滑动的瞬间与斜面之间的摩擦系数即为面料与斜面之间的静摩擦系数，此时，记该摩擦系数为μ，记斜面与水平面之间的夹角为Q。摩擦系数μ与夹角θ的关系为
如图I所示，被测面料M在斜面上的受カ情况见下图。在重力G作用下，面料受カ可分解为与斜面平行的力F2以及与斜面垂直的力F3，面料M的静摩擦カ记作f。由图I可知
F3=Gcos Θ式(I)
F2=Gsin Θ式(2)
f=uF3式(3)
当斜面与水平面之间的夹角Θ不断増大，使得斜面上的被测面料下滑时，在开始滑动的那一瞬间，拉动面料向下滑动的カF2与静摩擦力f相等，即F2=f式(4)
将式(I) (2) (3)代入(4)，则 μ = (Gsin Θ )/ (Gcos Θ )
简化后有
μ = tg Θ
因此，测得斜面与水平面之间的角度Θ，即可测得被测织物与斜面之间的摩擦系数，从而能够模拟表征被测面料与人体皮肤之间触感舒适度。本发明中面料触感舒适度测试方法具体步骤为
第一歩首先选用ー测试板，测试板的上表面需要具有接近人体皮肤特征的虚拟皮肤层。第二步将测试板水平放置，且其虚拟皮肤层朝上，然后将需要测试的面料平铺在测试板的上表面。第三步将铺设有面料的测试板一端向上缓慢抬起，使得测试板的傾斜度逐渐增大，当面料开始向下滑时立即停止抬起测试板，并记录下此时测试板与水平面之间的夹角Θ O第四步面料由静止变为滑动的瞬间与测试板上表面之间的摩擦系数即为面料与测试板上表面虚拟皮肤层之间的静摩擦系数，记作U，μ = tg9 ;根据上述步骤三中得到的测试板与水平面之间的夹角Θ具体数值计算出静摩擦系数具体数值，该静摩擦系数直接反应面料触感舒适度。上述面料触感舒适度测试方法中使用到的专用装置机械结构如图2、3、4所示 包括基座I、控制面板2、角度显示器3、摩擦系数显示器4、测试板铰接座5、虚拟皮肤层
6、测试板7、提升支架8、绳索9、提升支架座10、电机11、定滑轮12、传感器安装孔14、绕绳器15。上述基座I上设置测试板7，该测试板7的上表面具有接近人体皮肤特征的虚拟皮肤层6。本发明中，虚拟皮肤层6采用人造革面层，人造革面层的细腻程度应尽可能的接近人体皮肤表面的基本状态，以最大限度地降低虚拟皮肤层6与真实皮肤差异对测量结果的影响。测试板7的前端通过测试板铰接座5与基座I连接，后端连接提升机构。提升机构安装在基座I上，用于提升或放下测试板7的后端，其包括提升支架8、驱动装置，提升支架8的顶端安装定滑轮12，提升支架8的下端通过提升支架座10安装在基座I的后部。驱动装置的输出端连接绕绳器15，绕绳器15上的绳索9向上绕过定滑轮12后与测试板7后端连接。驱动装置采用带減速器的电机11。电机11可由设置在基座I上的控制面板2控制启闭，控制面板2具有开启、暂停、关闭三档按钮，起接通电源和切断电源之作用。暂停开关居中，可在检测人员发现被检测面料在测试板7上向下滑移时，触动暂停开关。实验结束后通过关闭按钮以切断电源。夹角检测装置安装在基座I上，用于检测基座I与测试板7之间的夹角，并输出检 测到的夹角信号。本发明中角度检测装置采用角度传感器16，具体安装在测试板铰接座5内。控制器13内置于基座I内，其具有信号输入接ロ、夹角显示输出接口和摩擦系数输出接ロ，控制器13通过信号输入接ロ与角度传感器通信，通过夹角显示输出接ロ与夹角显示器3通信，通过摩擦系数输出接ロ与摩擦系数显示器4通信。为提高实验准确性，避免人工关闭电机11造成的测试误差或失误，本发明中面料触感舒适度测试方法中使用到的专用装置
还包括在面料刚开始下滑时关闭驱动装置的自动控制模块，其包括ー设置在虚拟皮肤层6上的位移传感器15，位移传感器15的具体安装位置为测试板7上钻延伸并贯通虚拟皮肤层6的传感器安装孔，位移传感器15安装在传感器安装孔14内，传感器安装孔14靠近测试板7的上部或下部。同时，控制器13具有面料下滑控制接口和驱动控制接ロ，面料下滑控制接ロ与位移传感器15的信号输出接ロ通信，驱动控制接ロ与驱动装置的电机11通信。驱动装置的电机11由控制器13根据位移传感器信号控制启闭。测试时，若传感器安装孔14设置在测试板7的上部，则面料的上边缘紧贴并位于传感器安装孔14的下侧，若传感器安装孔14设置在测试板7的下部，则面料的下边缘紧贴并位于传感器安装孔14的
上侧，以便面料ー发生滑动，位移传感器就能输出位移信号。专用装置的工作原理
基座I水平放置，通过控制面板2的开启按钮，接通电机11的电源，绕绳器15转动卷曲9，使得测试板7的后端不断的上拾，从而改变测试板7与水平面的夹角；当虚拟皮肤层6上的面料开始下滑时，位于面料边缘的位移传感器信号变化，由控制器13控制电机11停止，并记录下此时的角度传感器信号，该角度传感器信号通过控制器13输出至夹角显示器3，夹角显示器3示数即测试板与水平面之间的夹角Θ，并可通过控制器13直接将该角度传感器信号经计算转化成摩擦系数μ，通过摩擦系数显示器4显示出来。
权利要求
1.一种面料触感舒适度测试方法，其特征在于所述步骤为 a)首先选用一测试板，测试板的上表面选用接近人体皮肤特征的虚拟皮肤层； b)将测试板水平放置，然后将需要测试的面料平铺在测试板的上表面； c)将铺设有面料的测试板一端向上缓慢抬起，使得测试板的倾斜度逐渐增大，当面料开始向下滑时立即停止抬起测试板，并记录下此时测试板与水平面之间的夹角Θ ； d)面料由静止变为滑动的瞬间与测试板上表面之间的摩擦系数即为面料与测试板上表面虚拟皮肤层之间的静摩擦系数，记作μ，且μ = tg0 ;根据上述步骤C)中得到的测试板与水平面之间的夹角Θ具体数值计算出静摩擦系数具体数值，该静摩擦系数直接反应面料触感舒适度。
2.一种实现上述面料触感舒适度测试方法的专用装置，包括基座，其特征在于还包括一设置在基座上的测试板，该测试板的上表面具有一层接近人体皮肤特征的虚拟皮肤层，测试板的前端与基座铰接； 一安装在基座上的提升机构，该提升机构用于提升或放下测试板的后端； 一夹角检测装置，该夹角检测装置用于检测基座与测试板之间的夹角，并输出检测到的夹角信号； 一控制器，该控制器具有信号输入接口和夹角显示输出接口，控制器通过信号输入接口与夹角检测装置通信，控制器通过夹角显示输出接口与夹角显示器通信。
3.根据权利要求2所述的面料触感舒适度测试专用装置，其特征在于所述虚拟皮肤层为人造革面层。
4.根据权利要求2所述的面料触感舒适度测试专用装置，其特征在于所述提升机构包括安装在基座上的提升支架、驱动装置，提升支架的顶端安装定滑轮，驱动装置的输出端连接绕绳器，绕绳器上的绳索向上绕过定滑轮后与测试板后端连接。
5.根据权利要求4所述的面料触感舒适度测试专用装置，其特征在于所述驱动装置为带减速器的电机。
6.根据权利要求4所述的面料触感舒适度测试专用装置，其特征在于还包括在面料在开始下滑时关闭驱动装置的自动控制模块，其包括一设置在虚拟皮肤层上的位移传感器，控制器具有面料下滑控制接口和驱动控制接口，所述面料下滑控制接口与位移传感器的信号输出接口通信，驱动控制接口与驱动装置通信；驱动装置由控制器根据位移传感器信号控制启闭。
7.根据权利要求6所述的面料触感舒适度测试专用装置，其特征在于所述测试板上钻延伸并贯通虚拟皮肤层的传感器安装孔，位移传感器安装在传感器安装孔内。
8.根据权利要求2所述的面料触感舒适度测试专用装置，其特征在于所述夹角检测装置为角度传感器。
9.根据权利要求2所述的面料触感舒适度测试专用装置，其特征在于还包括一摩擦系数显示器，控制器具有一摩擦系数输出接口，该摩擦系数输出接口与摩擦系数显示器通 目。
全文摘要
本发明涉及一种面料触感舒适度测试方法及其专用装置，测试方法为首先选用一测试板，其上表面选用虚拟皮肤层；将测试板水平放置，将铺设有面料的测试板一端向上缓慢抬起，当面料开始向下滑时立即停止抬起测试板，并记录下此时测试板与水平面之间的夹角θ；根据静摩擦系数μ=tgθ计算出静摩擦系数具体数值，从而可以快速、准确的模拟表征被测面料与人体皮肤之间触感舒适度。专用装置其能够在面料下滑时通过自动模块与夹角检测装置配合检测此时的夹角θ，并由控制器自动计算出摩擦系数，检测人员只需记录即可，无需人工换算。
文档编号G01N19/02GK102818766SQ20121026471
公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月30日 优先权日2012年7月30日
发明者陈志华, 贺良震 申请人:南通纺织职业技术学院