置力传感器10在L型支架11的横杆的下方，所述横置力传感器10固定在L型支架11的竖杆的另一侧，所述连杆12通过安装铰链固定安装在L型支架11的横杆的下方，所述连杆12的下端有纵置力传感器9，所述纵置力传感器9下端有固定布料用末端13，为了避免检测时候布料发生错位，可在纵置力传感器底部设置固定布料用末端。
[0031]作为本实用新型方法一种实施例，本实用新型提供一种服装面料表面物理特性智能检测方法，其采用如图3所述检测设备，具体检测方法如下:
[0032]步骤一:
[0033]将待检测面料平铺于底架I内的摄像头14下方，摄像头14如图5所示采集图像并通过USB接口上传至上位机，然后由上位机程序对图像进行图像处理，与纹理库中的预存纹理逐一比对，若相似度大于90%，确定匹配成功后，一般情况相似度达到90%就可以确定匹配成功，确定匹配成功后，并确定其纹理编号；
[0034]本实用新型所述上位机采用LABVIEW的视觉模块，通过LABVIEW的视觉模块可方便地采集面料的图像，实现纹理及颜色的检测并与PC机中的模板相匹配，以实现对其的识另IJ，工作稳定且成功率较高；
[0035]步骤二:
[0036]将待检测面料包裹在固定布料用末端13表面并固定，被测人体手臂沿滑台移动方向放置于固定布料用末端13下方，由上位机程序界面对系统初始化，并设置正压力理想值、滑台移动速度、滑台移动距离、导纳系数等参数；
[0037]步骤三:
[0038]按“开始”按钮后，下位机通过串口接收上位机所设置的参数，并开始进行如图4所述运动控制；
[0039]首先，步进电机4的推杆带动整个固定布料用末端13向下运动，当接触到人体皮肤表面时，由力传感器5中纵置力传感器9检测正压力，并通过AD模块输入给下位机，下位机如图7所示通过导纳力控制器控制直流电机运动，使正压力跟踪设定值；同时，步进电机运动并通过丝杆6带动滑台7沿水平方向移动，并将力传感器5中横置力传感器10采集的力信号通过AD模块输入给下位机，由杠杆原理可知，横置力传感器10采集的力和实际的摩擦力符合如下关系:摩擦力fs=Fa/b，采样过程中下位机将采集的正压力和摩擦力的数值通过串口发送至上位机并显示出来；
[0040]本实用新型所述导纳力控制器的设定方法如图6所示，设定力和实际力的误差通过导纳模型转换为速度误差，然后利用PID控制器实现速度控制，进而实现力伺服，本实用新型是基于导纳的力控制应用于摩擦系数测量中，解决了如何保证在人体皮肤曲面上产生稳定正压力的难题，所述导纳力控制器的单片机控制板采用IAP15F2K61S2单片机控制板，由于基于导纳的导纳力控制器运算较大，普通单片机难以满足计算需求。故选用STC公司的IAP15F2K61S2单片机控制板，该单片机具有超强抗干扰、超低功耗、超强抗静电、大容量EEPROM，IT的时钟周期是传统51单片机IDE13——12倍等一系列特点。
[0041]步骤四:
[0042]当滑台移动距离达到设定值时，停止正压力的力控制，直流电机推杆回缩至零位，同时步进电机反转带动滑台移动至初始位置；
[0043]步骤五:
[0044]上位机对采集的正压力和摩擦力进行数据处理，并统计出有效值，设每个采样周期的摩擦力为fsi，正压力为FNi，根据库仑摩擦定律，确定待测面料和人体皮肤之间的摩擦系数 y = Xfsi/XFN1
[0045]本实用新型如图2所示整个系统主要由LABVIEW人机界面、机械本体(滚珠丝杠滑台、直流推杆、作用端)、单片机测控板和摄像头等部件构成，作用端包括两个力传感器，可分别检测竖直方向的正压力和水平方向的摩擦力。整个作用端和直流推杆末端固连，直流推杆通过连接板固定在滚珠丝杠滑台上，滑台由一个57步进电机驱动作水平移动，首先，由摄像头采集服装面料图像，通过LABVIEW的图像检测和识别算法和上位机(PC)中预存的面料模板相比对，从而实现服装面料表面纹理的识别。然后进行服装面料和人体皮肤之间摩擦系数的测算，单片机测控板一方面通过采集竖直方向的力和控制直流推杆实现力伺月艮，另一方面采集水平方向的摩擦力，然后将两个方向的力信息通过串口通信发送到上位机(PC)，并在LABVIEW界面中处理和显示，最终通过数据统计的方法计算出面料与皮肤的摩擦系数。
[0046]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。
【主权项】
1.一种服装面料表面物理特性检测机器人，包括底架(1)、主支架(2)、固定架(3)、步进电机(4)、丝杆固定架(5)、丝杆(6)、滑台(7)、直流电机(8)、纵置力传感器(9)、横置力传感器(10)、L型支架(11)、连杆(12)、摄像头(14)、电机固定架(15)和支撑杆(16)，其特征在于:所述底架(I)上有主支架(2)，所述丝杆固定架(5 )通过两对固定架(3 )固定在主支架(2) —侧，所述丝杆固定架(5) —侧有电机固定架(15)，所述步进电机(4)固定在电机固定架(15)上，所述丝杆固定架(5)上有一对支撑杆(16)和一根丝杆(6 )，所述丝杆(6 )在两个支撑杆(16)之间，所述丝杆(6 ) 一端与步进电机(4)转轴相连，所述支撑杆(16)和丝杆(6)穿过滑台(7)，所述直流电机(8)固定安装在滑台(7)上，所述直流电机(8)的推杆朝下，所述L型支架(11)的横杆固定在直流电机(8 )的推杆的下端，所述摄像头(14)固定在L型支架(11)的竖杆的一侧，所述横置力传感器(10)在L型支架(11)的横杆的下方，所述横置力传感器(10)固定在L型支架(11)的竖杆的另一侧，所述连杆(12)通过安装铰链固定安装在L型支架(11)的横杆的下方，所述连杆(12)的下端有纵置力传感器(9)。
2.根据权利要求1所述的一种服装面料表面物理特性检测机器人，其特征在于:所述纵置力传感器(9)下端有固定布料用末端(13)。
【专利摘要】一种服装面料表面物理特性智能检测机器人，底架上有主支架，丝杆固定架通过两对固定架固定在主支架一侧，丝杆固定架一侧有电机固定架，步进电机固定在电机固定架上，丝杆固定架上有一对支撑杆和一根丝杆，丝杆在两个支撑杆之间，丝杆一端与步进电机转轴相连，支撑杆和丝杆穿过滑台，直流电机固定安装在滑台上，直流电机的推杆朝下，L型支架的横杆固定在直流电机的推杆的下端，摄像头固定在L型支架的竖杆的一侧，横置力传感器在L型支架的横杆的下方，横置力传感器固定在L型支架的竖杆的另一侧，连杆通过安装铰链固定安装在L型支架的横杆的下方，连杆的下端有纵置力传感器。本实用新型检测时候是使用真人皮肤进行检测，因此检测的准确度高，更能反映面料真实的人体舒适度。
【IPC分类】G01N21-84, G01N19-02
【公开号】CN204330556
【申请号】CN201520029841
【发明人】郭语, 时光, 张恺钰, 宋文俊, 朱君, 邓炜, 匡才远, 李晓晖, 时维元, 王珺, 鞠全勇, 陈健
【申请人】金陵科技学院
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月16日