一种全自动织物毛羽测试仪的制作方法

本发明属于纺织产品质量自动检测的装置，具体涉及织物毛羽的检测，尤其是一种全自动定压顶布折叠式织物毛羽测试仪。

背景技术：

织物表面过多的毛羽不仅会使织物的光洁度变差，易沾染尘土，还会给后续染整加工带来一系列的问题，如绒毛落入丝光碱液，会使碱液含杂增加，影响丝光效果和碱液回收的质量；落入印花浆料中，会造成拖浆、拖刀、花纹轮廓不清；较多的织物毛羽，也会使丝光和轧光光泽不良；对于化纤纯纺、混纺织物，布面毛羽会造成织物起毛起球，影响外观质量。当然，并不是所有织物毛羽越少越好，织物表面含有一定量的毛羽也会增加保暖性和舒适感。因此，在实际生产和应用中，需要对织物表面的毛羽进行测试，以确定是否满足使用要求。

对于织物毛羽特征的测试，目前实际生产中普遍采用目测法，将织物折叠，置于明亮处，迎着光线观察凸边处绒毛分布情况。测量结果受测试人员主观影响，测试结果可靠性差。还有单面压缩测试仪，利用分界压力与毛羽数量和毛羽的压缩、弯曲性质的关系，分界压力越大，说明毛羽数量越大。而在实际应用中，较短的毛羽弯曲刚度较大，会与较长毛羽的分界压力会达到相似水平，测量准确性差。分界压力的大小还会受毛羽材质抗弯刚度的影响，该仪器只能用于评定同种材质的织物烧毛前后毛羽的烧除程度。用法单一，很难普及。

也有采用图像处理法，对布面或试样折叠，把露出绒毛的部分向外，放置在有较大反差的背景之上，采用数码成像设备对所要评价的织物直接拍摄。通过图像处理，进行布面毛羽数量、长短等的评价。该种方法虽然先进，但是在实现中缺陷很多，例如，布面或试样折叠的力度和方式，拍摄人员对数码设备的调整等都会对毛羽成像效果有很大影响；其次测试周期长，图像分辨率低，图像处理比较繁琐，要求测试人员具备相关的图像处理专业知识。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种全自动织物毛羽测试仪，其借助线状的顶尖以设定的恒定压力顶起待测部位的织物，使织物张紧、毛羽在线状顶尖的作用下完全展现，同时借助固定位置的图像采集机构采集毛羽特征并自动进行分析，由于织物张紧力、图像采集等参数一致，不同织物之间具有可比性，且测试结果重复性好、精度高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种全自动织物毛羽测试仪，包括织物毛羽展现机构、毛羽图像采集机构以及配套的上位机；所述织物毛羽展现机构的结构中包括限位在操作台上、设有压力传感器、顶端呈刀口形状的顶布机构，分设在所述顶布机构两侧、借助升降机构具有独立升降自由度的压布机构；织物横跨所述顶布机构、两端分别借助所述压布机构和各自配套的升降机构定位、张紧，在顶布机构的顶端形成毛羽展现的结构。

所述压布机构包括对称分设在顶布机构两侧的具有升降自由度的压布平台、借助铰接轴与所述压布平台铰接的压布板、设置在压布板铰接端的靠模轮以及与所述靠模轮配合的靠轮模板，借助升降机构所述靠模轮与靠轮模板滚动配合、形成压布板在压布平台上的张开或闭合自由度。

所述靠轮模板与所述靠模轮的配合面为顶端呈弧状过渡的竖直立面。

所述铰接轴上套装有压布板的复位扭簧。

所述升降机构为气缸或电机驱动的滚珠丝杠副，所述气缸的活塞杆自由端或滚珠丝杠副的升降端与所述压布平台下端连接，所述压布平台侧面还设有升降导向机构。

所述毛羽图像采集机构包括分设在织物毛羽展现机构两侧、限位在操作台上的平行光源和工业相机。

所述顶布机构包括借助导向轴滑动限位在操作台上的顶板，所述顶板的顶端为带有圆弧倒角的刀口形状顶尖，所述压力传感器套装在所述导向轴上、并限位在操作台与顶板之间；所述压力传感器输出端接所述上位机的相应输入端，所述上位机接收压力传感器的信号、通过相应的输出端分别接所述升降机构和毛羽图像采集机构的控制端。

上述技术方案中，通过压布机构在顶布机构两侧定位织物的两边，借助升降机构对织物进行张紧，在刀口形状的顶尖端织物接近线状，线上的毛羽形态充分展现。借助压力传感器对顶压力的大小进行限定，保证织物的拉伸力一致，这样不同厚度和弹性的织物毛羽才有可比性。

采用上述技术方案产生的有益效果在于：（1）本发明中用刀口形状顶尖的顶布机构顶起布面，并用拉力或压力传感器控制织物的拉伸力，代替传统的人为对折方式，减少人为干扰，毛羽特征更接近自然状态，提高了对不同弹性织物测试的一致性和可比性；（2）上位机与控制升降机构机械运动的单片机和毛羽图像采集机构通讯，通过上位机控制整个测试过程，即待测织物的定位、图像采集，并完成对图像的分析处理，得到毛羽系数，整个测试过程中无需人工干预，提高了测试的客观性和准确性；（3）在进一步改进的方案中，测试过程中采用平行集光源照射，使成像更加清晰，减少外界环境的明暗对测试结果的影响；工业相机采用黑白相机，搭配平行集光源，采集的图像只显示毛羽阻挡光线情况，跟织物的颜色没有关系，此种测试方法排除了织物颜色对测试结果的影响；（4）通过压布机构各自的升降机构可以自动调节压布平台升降的高度，从而定位织物毛羽不同的检测部位，便于多次重复检测，提高测试精度。

附图说明

图1是本发明毛羽测试仪的原理结构示意图；

图2是本发明织物毛羽展现机构的主视结构示意图；

图3是压布机构去除升降机构和预压机构后的结构示意图，其中虚线代表压紧过程中的状态变化图；

图4是本发明压布机构的立体结构示意图；

图5是预压机构的立体结构示意图；

其中，1代表织物毛羽展现机构，11代表压布机构，11-1、压布平台，11-1-1、凹槽，11-2、压布板，11-3、靠模轮，11-4、靠轮模板，11-5代表预压机构，11-5-1、预压薄板，11-5-2、压紧扭簧，11-5-3、连接座，11-5-4、转轴，11-6、导轨滑块副，11-7、安装板，11-8、滚珠丝杠副，11-9、电机，11-10、支撑板，11-11、铰接轴，11-12、复位扭簧，12、顶布机构，3代表上位机，4代表织物，5、操作台。

具体实施方式

参见图1，是本发明织物毛羽测试仪布局的原理结构图，其包括织物毛羽展现机构1、毛羽图像采集机构以及配套的上位机3。上位机3与控制织物毛羽展现机构的机械运动的单片机和毛羽图像采集机构中的工业相机通讯，通过上位机控制整个测试过程中的顶压展示毛羽和毛羽图像采集，并对采集的图像进行分析处理，得到毛羽系数。在测试过程中无需人工干预，提高了测试的客观性和准确性。

其中织物毛羽展现机构的结构示意图参见图2~图4，所述织物毛羽展现机构1的结构中包括限位在操作台5上、设有拉力或压力传感器、顶端呈刀口形状的顶布机构12，以及分设在所述顶布机构12两侧、借助升降机构具有独立升降自由度的压布机构11，织物横跨所述顶布机构12、两端分别借助所述压布机构11压紧；所述织物4借助所述升降机构拉伸张紧、在顶布机构12的顶端形成毛羽展现的结构。两侧的压布机构11具有单独的升降自由度，当压布机构将织物两端压紧时，通过将压布机构对称下降或不对称下降可以将织物的不同部分在顶布机构12的尖端进行拉伸，通过拉力或压力传感器的数值来控制压布机构11下降的距离，从而实现在恒定的张紧力下对织物的不同部位以及不同弹性和厚度的织物进行恒定力的拉伸，在相同条件下的拉伸所展示的毛羽特征具有可比性。本实施例中，顶布机构的顶端呈刀口形状，使得织物的测试部分接近线状，尽量能实现采集织物一条直线上的毛羽图像，能充分展示毛羽形态，防止其他部位毛羽的干扰，利于分析毛羽系数和计算。

所述压布机构11包括对称分设在顶布机构12两侧的具有升降自由度的压布平台11-1、与所述压布平台11-1铰接的压布板11-2、设置在压布板11-2铰接端的靠模轮11-3以及与所述靠模轮11-3配合的靠轮模板11-4，借助升降的压布平台11-1、所述靠模轮11-3与靠轮模板11-4滚动配合、形成压布板11-2在压布平台11-1上的压紧与松开的结构。所述靠轮模板11-4与所述靠模轮11-3的配合面为顶端呈弧状过渡的竖直立面。压布平台11-1具有竖直升降自由度，当其升至一定高度时，设置在压布板11-2上的靠模轮11-3与靠轮模板11-4的弧状过渡配合，压布板11-2与铰接的压布平台11-1之间处于自由状态，由于压布平台11-1与压布板11-2的铰接轴11-11上套装有复位扭簧11-12，此时压布板11-2的压布凸面从压布平台11-1上弹开；当其降至一定高度时，靠模轮11-3顶压在靠轮模板11-4的竖直立面上，压布板11-2的压布端压紧在压布平台11-1上。所述压布平台11-1上设有与压布板11-2的压紧面配合的凹槽11-1-1，所述凹槽11-1-1内设置弹性垫，压布凸面和凹槽配合将织物定位压紧。

本实施例中所述升降机构包括与所述压布平台11-1下端面连接的气缸或电机11-9驱动的滚珠丝杠副11-8。每个压布平台11-1分别设有电机11-9和配套的滚珠丝杠副11-8，所述电机定位在操作台5下方的底座上，借助皮带传动副驱动滚珠丝杠副11-8。为了使压布平台11-1运动平稳，所述压布平台11-1侧面还设有升降导向机构，升降导向机构的具体结构可以是：在所述压布平台11-1下端面或侧面设有支撑板11-10，所述支撑板11-10上设有导轨滑块副11-6，所述滚珠丝杠副11-8或气缸的升降端与支撑板11-10定位；所述导轨滑块副11-6中的滑块定位在与操作台5限位的安装板11-7上。压布平台11-1在升降机构的作用下沿导轨升降。

所述顶布机构12包括借助导向轴滑动限位在操作台5上的顶板12-1，所述顶板12-1的顶端为带有圆弧倒角的刀口形状顶尖，所述压力传感器套装在所述导向轴上、并限位在操作台5与顶板12-1底端之间；所述压力传感器输出端接所述上位机3的相应输入端，所述上位机3接收压力传感器的信号、通过相应的输出端分别接所述升降机构和毛羽图像采集机构的控制端。

具体操作时，首先将压布平台11-1升至预定高度、压布板11-2的压布端松开，将织物4横跨顶布机构、两端平铺在压布平台11-1上；在织物定位、压紧之前，首先借助预压机构将织物限位，所述预压机构包括设置在所述铰接轴11-11与压布凹槽11-1-1之间的压布平台11-1的预压薄板11-5-1，所述预压薄板11-5-1的两端分别借助套装有压紧扭簧11-5-2的转轴11-5-4与定位在压布平台11-1上、并设置在压布板11-2外侧的连接座11-5-3铰接；所述预压薄板11-5-1的厚度小于织物压紧状态时压布平台11-1与压布板11-2之间的间隙，参见图5。抬起预压薄板11-5-1，将织物4平铺在压布平台11-1上，松开预压薄板11-5-1，织物被平压在压布平台11-1上。能有效防止压布平台在向下运动过程中，压布板在压紧织物之前，织物的卷曲和偏移。

然后压布平台11-1下降、使压布板压紧在压布平台11-1上，随着压布平台继续下降，对织物4有了一定的拉伸力。根据压力传感器传送的压力信号，上位机通过控制升降机构的单片机用于控制压布平台下降的位置。

当压布平台降到合适位置时，所述毛羽图像采集机构采集毛羽图像。本实施例中毛羽图像采集机构包括分设在织物毛羽展现机构两侧、定位在操作台5上的平行光源21和工业相机22。所述平行光源21的发光面大于所要检测织物的有效尺寸；所述工业相机所采集的图像像素尺寸小于毛羽直径；所述工业相机的输出端接所述上位机的相应输入端。在顶布机构的一侧用平行集光源21照射，另一侧通过面阵工业相机采集图像。平行光源的光线均匀性好，能保证整个像面清晰一致，提高图像分析结果的真实性；面阵工业相机可以对静态物体成像，简化了机械结构；所采集的图像为毛羽阻挡光线情况，与外界环境的明暗和毛羽颜色无关，免去了图像RGB到灰度的变换和灰度修正。采用的工业相机要求其图像传感器的像素尺寸小于毛羽直径，并且经微距环调整焦距和镜头微调后所采集的图像的像素尺寸小于毛羽直径。为了保证不同织物测试结果的可比性，镜头的调整要求一次性，即调整后锁死，不能再人为调整。

对于采集的图像可以按照现有处理方法进行分析。

综上所述，上位机控制与织物毛羽展现机构配套的单片机实现织物的定位和拉伸，同时控制工业相机采集图像，并将采集的图像上传到上位机分析软件进行图像分析，测试过程全部通过上位机3控制，防止了人为干扰，测试结果准确客观。