一种纺织纤维颜色识别用自然光照明装置

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1.本发明属于纺织纤维颜色识别照明技术领域，涉及一种采用由折叠发光板组合制成的多个不同的发光区域，能够发出均匀的自然光并有效反应纺织纤维和彩色绘画颜色真实性的照明装置，特别是一种纺织纤维颜色识别用自然光照明装置。


背景技术：

2.在现有纺织纤维制造技术和彩色绘画中，通常要对产品的颜色真实度进行识别。在工业生产中，一般把纺织纤维分为天然纤维和化学纤维两大类别；亚麻、棉纱、麻绳等是从植物中获取的，属于天然纤维；化学纤维的品种很多，例如尼龙、人造纤维、玻璃纤维等等。颜色是纺织纤维的一个重要检测标准，颜色的检测在目前的实际生产中主要依靠色卡的比对和人眼的识别，而纺织纤维色彩的获取需要依靠光线来获取，此时，光的纯度和亮度就很关键。在教学过程中绘画专业的作品主要看颜色的搭配，对作品的颜色识别是一项重要的教学内容。但是，在现有技术中比较缺少一种针对纺织纤维和彩色绘画颜色识别的自然光照明专用设备，而且现有的设备仅实现了普通的照明功能，不能实现色度和亮度的精准控制，而现有的照明灯亮度调节方式单一，难以提供有效的识别纺织纤维和绘画作品的颜色。
3.在现有技术中，中国专利cn201910674256.3公开了一种棉纤维色彩与成熟度检测装置及方法，包括立柱，立柱之间连接有上安装横梁和下安装横梁；所述上安装横梁上连接有气缸一；所述气缸一的活塞端连接有测试罩壳；所述测试罩壳内上端连接有标准光源灯和紫外线灯，测试罩壳内纵向连接有两根气动导轨；所述气动导轨的滑块之间连接有横板；所述横板下方连接有摄像头；所述测试罩壳下方设置有放置台，放置台上放置有试样台；所述下安装横梁上连接有气缸二，气缸二的活塞端连接有升降试验台。通过棉纤维在紫外线灯下进行照射，并通过摄像头将数据传送给后台电脑分析，该测试装置结构简单，测试量大，测试效率高，指标反映更全面，但是难以有效的反映纤维的自然本色，在实验室中对颜色的判别精度不能达到高标准的要求。
4.现有技术的中国专利号cn201711267876.2公开了一种彩棉内在品质近红外光谱无损快速检测方法，该方法是由样品参数值的测定、样品集分类、样品近红外光谱扫描和样品集的建立、编辑棕色彩棉各样品集、建立定量校正模型、优化定量校正模型和快速检测步骤完成，通过近红外光扫描棉纤维，获得以物质含量为基础的光谱，为表征纤维品质提供了可行的手段。解决了目前彩棉在收购和加工环节中品质鉴定方面遇到的关键技术难题，值得在彩棉品质鉴定中推广应用，但该技术也难以实现自然光均匀条件下的高精度颜色的辨别。
5.现有技术的中国专利号cn202111553311.7公开了一种基于光谱图像颜色处理技术检测纤维染色的方法，包括步骤：(1)确定补光参数：采用光谱成像仪采集数据，记录标准补光参数；(2)制备待测织物；(3)第一次判定：利用方差分析来判断数据间是否存在显著性差异；(4)第二次判定：确定管控值范围，并与待测织物的数据进行比较；(5)第三次判定：采
集标准织物和待测织物的多光谱图像，定义色差阈值m，并与标准织物的lab图像和待测织物的lab图像之间的色差
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e进行比较；其测试结果准确度较高，可避免误判、错判以及主观性强的问题，且方法简单，使用范围较广，但该技术方法没有提供一种使用方便的自然光照明专用设备。而且，上述现有技术涉及的纺织纤维颜色识别方法普遍存在光源的光度和纯的不均匀，光照区域单一，不能提供有效的识别纺织纤维的颜色的专用自然光照明装置。在青岛大学纺织纤维国家重点实验室及其各教学实验室、美术绘画实验室和纤维生产、染整和质量检测等场合，都经常要对纤维和学生绘画的颜色进行识别，很需要一种自然光环境的检测设备和均匀的光学区域。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，解决现有技术中纤维和绘画颜色识别用的照明设备亮度调节方式单一和精度较低的技术问题，寻求设计一种能够提升纺织纤维和绘画作品的颜色鉴别真实性的自然光照明装置，特别是通过折叠发光板和调亮盘实现纺织纤维和彩色绘画作品的颜色识别。
7.为了实现上述目的，本发明的总体技术方案构思是：可移动式控制箱顶部的左侧嵌入式固定制有调亮盘，控制箱顶部的右侧设置有上下调高柱，上下调高柱的顶部通过多维空间可调式蛇皮管与组合结构的折叠发光板连接；其中折叠发光板由右发光板、左发光板和固定发光板无缝式阻尼转动结构组合而成，右发光板通过右折线与固定发光板连接在一起，左发光板通过左折线与固定发光板连接在一起；右发光板、左发光板和固定发光板上分别安装有若干led式的自然光灯；蓄电池作为电源分别与控制单元、调亮盘、自然光灯电信息连通，实现光区环境和光照亮度的调控；折叠发光板能够折叠式组成不同发光区域及其形状，以满足识别颜色的操作空间不同的需求。
8.本发明提供的纺织纤维颜色识别用自然光照明装置，其主体结构包括控制箱、移动轮、蓄电池、控制单元、调亮盘、固定盘、上下调高柱、蛇皮管、折叠发光板、自然光灯、左折线和右折线；便携式可移动结构的控制箱的底部四角处均安装有带制动功能的移动轮，直流供电用的大容量的蓄电池和控制单元固定设置在控制箱的内腔中，控制箱顶侧面上的左侧部嵌入式制有调亮盘，控制箱顶侧面上的右侧处设置有上下调高柱，高度可滑动式调整的上下调高柱通过其底部套接的固定盘固定在控制箱的表面，上下调高柱的顶部通过内腔中装有电源线的蛇皮管与折叠发光板实现机械和电信息连接，具有电量、光亮度和色度控制功能的控制单元分别通过蛇皮管中的电源线与蓄电池、调亮盘和折叠发光板上的自然光灯可控式电信息连通，实现总体的光电控制和亮度调节。
9.本发明涉及的折叠发光板由右发光板、左发光板和固定发光板可调试对接组成，右发光板通过右折线与固定发光板无缝对接式阻尼转动状连接在一起；左发光板通过左折线与固定发光板无缝对接式阻尼转动状连接在一起；右发光板、左发光板和固定发光板上分别安装有规律排布的若干led式或其他结构的自然光灯，每个自然光灯分别与控制单元对应式电信息连通，能够实现对每个自然光灯的单独控制并随折叠发光板的形状变化而实现发光或调光。
10.本发明涉及的左折线包括第一连接部、第一阻尼轴、第二连接部和第一轴套；第一连接部和第二连接部分别设置在左发光板的对接侧面的两端，第一阻尼轴安装在第一连接
部与第二连接部之间的空腔内，其两端穿过第一连接部和第二连接部，第一连接部和第二连接部的内部为中空结构，其形状与第一阻尼轴的形状相匹配，构成阻尼转动状连接的无缝式对接结构，以保证使左折线不影响折叠发光板整体发光的均匀度。
11.本发明涉及的右折线包括第三连接部、第二阻尼轴、第四连接部和第二轴套；右折线与左折线的功能、结构及其连接方式对称式相同。
12.本发明涉及的折叠发光板上设置的阻尼轴与轴套组合的阻尼转动状结构，便于实现右发光板、左发光板和固定发光板的阻尼式弯折结构的转动，从而实现有右发光板、左发光板和固定发光板组合成的折叠发光板的形状、角度、亮度和光区范围的随意调整并发光均匀，为纺织纤维颜色识别提供均匀光强的测试场合和条件；右发光板、左发光板和固定发光板三者的发光面组合形状分别为平板式圆盘状或内凹式弧形状或方形状，能够实现多种光照环境并便于组合调节。
13.本发明对纺织纤维颜色进行识别时，先开启控制单元的电源，将待识别的纺织纤维放置在折叠发光板下面的工作台上，调整上下调高柱的高度及蛇皮管的弯曲度，让折叠发光板最大面积覆盖待识别的纺织纤维，再通过调节调亮盘调整led式的自然光灯的亮度，通过弯折式调整右发光板、左发光板和固定发光板的角度改变照射到待识别的纺织纤维的表面的距离，能够组成多个光照区域或环境，从而实现光照亮度和光区环境的调整，通过多种方式实现照明亮度的调整，增加纺织纤维和彩色绘画颜色的识别准确度，避免了受到其它光线的客观影响，同时克服了现有技术照明光线亮度调整方式单一的问题；通过设置的控制单元和调亮盘实现对自然光灯的发光控制；利用所设置的移动轮调整整体装置在不同场合下的灵活移动，提升运转能力，能够更好的适应不同实验室、生产车间及其流水线等场合的应用。
14.本发明用于纺织纤维研究、美术绘画教学实验室和生产车间及其流水线对颜色分级鉴别时的照明场合，能够发出自然光(白光)，光区的光线均匀，色彩清亮，能有效反应纤维、绘画或涂料的颜色真实性，通过三块可互相弯折的发光板配合组成不同区间的、均匀的发光区域。
15.本发明与现有技术相比，通过多种方式实现自然光照明亮度的调整，增加了纺织纤维和彩色绘画颜色的识别准确度，避免了受到自然光线的客观影响，可以用于纺织学科和教学专业实验室场合的纺织纤维印染色彩鉴别时的照明，能够发出自然光(白光)，光源的光线均匀，色彩清亮，可以有效反应水彩颜色或涂料颜色真实性，通过三块折叠发光板可以折叠组成不同发光区域；其总体结构设计合理，使用操作灵便，照明区域光线均匀且纯度高，颜色识别精度好，应用环境友好。
附图说明：
16.图1为本发明涉及的纺织纤维颜色识别用自然光照明装置连接原理结构示意草图。
17.图2为本发明涉及的左折线和右折线的连接结构原理示意图。
18.图3为本发明涉及的电源线连接结构原理示意图。
19.图4为本发明涉及的上下调高柱的结构原理示意图。
20.图5为本发明涉及的折叠发光板结构原理示意图。
具体实施方式：
21.以下结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
22.实施例1：
23.本实施例提供了一种纺织纤维颜色识别用自然光照明装置的主体原理连接实例，其主体结构包括控制箱1、移动轮2、蓄电池3、控制单元4、调亮盘5、固定盘6、上下调高柱7、蛇皮管8、右发光板9、左发光板10、折叠发光板11、自然光灯12、固定发光板13、左折线14和右折线15；便携式可移动结构的控制箱1的底部四角处均安装有带制动功能的移动轮2，直流供电用的大容量的蓄电池3和控制单元4固定设置在控制箱1的内腔中，控制箱1顶侧面上的左侧部嵌入式制有调亮盘5，控制箱1顶侧面上的右侧处设置有上下调高柱7，高度可滑动式调整的上下调高柱7通过其底部套接的固定盘6固定在控制箱1的表面，上下调高柱7的顶部通过内腔中装有电源线的蛇皮管8与折叠发光板11实现机械和电信息连接，具有电量、光亮度和色度控制功能的控制单元4分别通过蛇皮管8中的电源线分别与蓄电池3、调亮盘5和折叠发光板11可控式电信息连通，实现总体的光电控制和亮度调节。
24.本实施例涉及的折叠发光板11作为核心的创新结构部件，其主体结构由右发光板9、左发光板10和固定发光板13组成，右发光板9通过右折线15与固定发光板13无缝对接式阻尼转动状连接在一起；左发光板10通过左折线14与固定发光板13无缝对接式阻尼转动状连接在一起；右发光板9、左发光板10和固定发光板13上分别安装有规律排布的300-2500支led式或其他结构的自然光灯12，每个自然光灯12分别与控制单元4连接而对应式电信息连通，能够实现对每个自然光灯的单独控制和随折叠发光板11的形状变化而发光或调光。
25.本实施例涉及的左折线14包括第一连接部16、第一阻尼轴17、第二连接部19和第一轴套18；第一连接部16和第二连接部19分别设置在左发光板10的对接侧面的两端，第一阻尼轴17安装在第一连接部16与第二连接部19之间的空腔内，其两端穿过第一连接部16和第二连接部19，第一连接部16和第二连接部19的内部为中空结构，其形状与第一阻尼轴17的形状相匹配，构成阻尼转动状连接的无缝式对接结构，以保证光线的均匀度。
26.本实施例涉及的右折线15包括第三连接部20、第二阻尼轴21、第四连接部23和第二轴套22；右折线15与左折线14的功能、结构及其连接方式对称式相同。
27.本实施例涉及的折叠发光板11上设置的阻尼轴与轴套组合的阻尼转动状结构，便于实现右发光板9、左发光板10和固定发光板13的阻尼式弯折结构的转动，从而实现有右发光板9、左发光板10和固定发光板13组合成的折叠发光板11的形状、角度、亮度和光区范围的随意调整，为纺织纤维颜色识别提供均匀光强的测试场合和条件，有效解决现有技术的光线亮度单一的问题；右发光板9、左发光板10和固定发光板13三者的发光面组合形状分别为平板式圆盘状或内凹式弧形状或方形状，能够实现多种光照环境并便于组合调节。
28.本实施例的工作原理和有益效果为：在需要对纺织纤维颜色进行识别时，开启控制单元4的电源，将待识别的纺织纤维放置在折叠发光板11下面的工作台上，调整上下调高柱7的高度及蛇皮管8的弯曲度，让折叠发光板11最大面积覆盖待识别的纺织纤维，再通过调节调亮盘5调整led式的自然光灯12的亮度，通过弯折式调整右发光板9、左发光板10和固定发光板13的角度改变照射到待识别的纺织纤维的表面的距离，能够组成多个光照区域或环境，从而实现光照亮度和光区环境的调整，通过多种方式实现照明亮度的调整，增加纺织纤维颜色的识别准确度，避免了受到其它光线的客观影响，同时克服了现有技术照明光线
亮度调整方式单一的问题；通过设置的控制单元4和调亮盘5实现对自然光灯12的发光控制；利用所设置的移动轮2调整整体装置在不同场合下的灵活移动，提升运转能力，能够更好的适应不同实验室、生产车间及其流水线等场合的应用。
29.本实施例可以广泛用于纺织学科纤维实验室、教学专业实验室和生产车间及其流水线，用于对纤维印染色彩分级鉴别时的照明场合，能够发出自然光(白光)，光区的光线均匀，色彩清亮，可以有效反应印染颜色或涂料的颜色真实性，通过三块可互相弯折的发光板可以配合组成不同的、均匀的发光区域。
30.实施例2：
31.本实施例在实施例1的基础上进行改进，所涉及的蛇皮管8为金属质螺旋蛇皮状的结构，能够自动挺立并在平面180度及三维空间内随意弯折；蛇皮管8与第一电缆线套24、第二电缆线套25和第三电缆线套26相通式连接形成供电线路的空间，使电源线依次穿过蛇皮管8、第一电缆线套24、第二电缆线套25和第三电缆线套26，实现对右发光板9、左发光板10、固定发光板13和led式的自然光灯12的控制式供电；第一电缆线套24、第二电缆线套25和第三电缆线套26均具有长度和弯曲的伸缩性，保证电源线不会因折叠发光板11的折叠影响导电，确保控制单元4的控制信号及电能及时的传输，保证纺织纤维颜色的识别的精度。
32.实施例3：
33.本实施例在实施例1或实施例2的基础上改进，所涉及的上下调高柱7包括第一高度柱27、第二高度柱28、支撑杆29、液压顶30和手柄31；第一高度柱27和第二高度柱28套接在一起，第二高度柱28的右侧焊接有支撑杆29，支撑杆29的顶端与液压顶30的顶端连接在一起，液压顶30的底部固定在控制箱1的表面，手柄31安装在液压顶30上；其工作原理和有益效果为：在使用中，需要调节上下调高柱7的高度时，按动液压顶30的手柄31，液压顶30上升带动支撑杆29运动，进而带动第一高度柱27上升，使得上下调高柱7的整体高度上升，从而调整了折叠发光板11的整体高度，实现光源的亮度和光区范围调整，保证纺织纤维颜色识别的精度。
34.实施例4：
35.本实施例在实施例1-3的基础上继续改进，所涉及的折叠发光板11还包括拉伸杆32、把手33和固定条34；折叠发光板11两侧开有若干散热孔结构，折叠发光板11的顶部设置有把手33，拉伸杆32的一端与折叠发光板11顶部的左侧焊接，拉伸杆32的另一端与折叠发光板11右侧焊接在一起，折叠发光板11的内部固定式设置有固定条34，固定条34上固定式设置有规律排布的若干自然光灯12的单体；其工作原理和有益效果为：通过在折叠发光板11的顶部设置可以开启的顶板结构，实现对led式的自然光灯12的拆卸和安装，便于对自然光灯12进行维护和保养，需要时拉起把手33，在拉伸杆32作用下，将顶板结构抬起；折叠发光板11两侧开有的若干散热孔结构，实现空气的对流，能够有效提高led式自然光灯12的热量散失，有效提升使用寿命。
36.实施例5：
37.本实施例在于验证实施例1-4涉及的纺织纤维颜色识别用自然光照明装置的使用效果，主要进行了以下的对比实验；
38.(1)实验设备：
39.实验组：使用本实施例1-4涉及的自然光照明装置，自制；
40.对照组：使用现有技术的常用的台灯装置，购置；
41.(2)实验地点和方法：
42.在青岛大学纺织服装学院染整实验室；
43.学生课程教学对比实验，对相同面积的纺织纤维或彩色绘画作品进行颜色识别，并对识别的时间和准确率通过多组实验数据的平均值作概要性对比；
44.(3)实验结果：
45.表1：纤维颜色在不同光源下的数据平均值
[0046] 纺织纤维面积识别时间识别准确率实验组1-3m320-24min大于98％对照组1-3m340-45min接近90％
[0047]
通过表1可以得知，本实施例涉及的纺织纤维颜色识别用自然光照明装置由于采用折叠式结构的发光板和高度及空间可灵活调整等结构，实现了光照强度的调整，无论在识别时间还是识别准确率均优于对照组，提高了纺织纤维颜色识别的效率和准确度，节省识别时间。
[0048]
本实施例涉及的的照明装置(实验室自制)在多个美术学院绘画实验室应用于对大量彩色水彩画作品的颜色鉴别和较学评价，师生普遍认为，光照度均匀，光线柔和，使用操作灵便，识别精度大有提高，减少了老照明灯的反光现象，鉴别用时节省40％以上。