发制品垂度测试仪的制作方法

本发明涉及发制品测试设备技术领域，具体涉及一种发制品垂度测试仪。

背景技术：

发制品是以人发、动物毛发或化纤丝为原料，经过一系列工序加工的假发制品，主要用于发型装饰、美容美发教学及弥补缺发、脱发等生理缺陷，满足特种行业需求等。近五年，发制品行业年均增长速度都保持在18％以上，预计未来几年，发制品行业的全球市场规模仍将保持较快增长速度，国内发制品行业规模也会随着市场需求增大进入高速扩张期。

发制品品种很多，不同发制品的色泽、手感、弹性和垂度、柔顺性都是不一样的。垂度、柔顺性反映了发制品材质的不同，决定着品质、价格、外观、使用效果等。

然而，目前国内外没有客观的、测试结果可资比较的用于发制品垂度的检测仪器设备，给发制品的研发设计、生产加工、贸易销售、学术交流、人才培养带来了不便。例如，生产企业没有品质评定的手段和工具设备，消费者也没有投诉依据，监管部门无法执法监管，涉及此类纠纷时也无法解决。前几年，曾发生过出口产品因品质与客户感官评估要求不一致，从而出现集中退货的情况，严重影响整个发制品行业甚至洗发护发美发行业的健康发展。研制发制品垂度检测设备，能为规范我国发制品行业打下良好基础，促进发制品行业快速、健康发展，提高产品质量，有助于提升我国发制品的信誉度，扩大出口，增加出口创汇能力，进一步稳固我国发制品第一出口国的地位。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是提供一种发制品垂度测试仪，用于通过投影法评价发制品的垂度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

设计一种发制品垂度测试仪，包括：壳体、光源单元、具有正反转功能的转动机构、控制处理单元、显示单元、用于夹持待测发束的发束夹持器、光路调整单元、至少两个感光传感器，所述转动机构安装在所述壳体内，其转动输出轴竖直向下对接于所述发束夹持器以带动该发束夹持器正反向转动；所述光源单元、光路调整单元分别设置于壳体内的对应位置处，以使自所述光源单元发出的光束照射于所述光路调整单元后，在同一水平面形成两条互相垂直的横向光束带和纵向光束带，所述感光传感器分别设置于该横向光束带、纵向光束带所经路径中，用于感知被待测发束所遮挡的垂直投影的宽度和/或长度；所述控制处理单元接收各感光传感器所采集的光线信号经处理后输出至显示单元。

优选的，所述发制品垂度仪还包括：升降机构，所述转动机构安装在该升降机构上，以使所述升降机构能够带动所述发束夹持器升降，以实现待测发束的始端、末端依次经过所述的同一个感光传感器。

进一步的，所述升降机构包括升降台，所述转动机构安装在所述升降台上，所述壳体内沿垂线方向设有刻度或刻度尺，所述壳体的表面设有用于观察所述刻度或刻度尺的视缝；或者，所述壳体的表面设有用于观察所述升降台位置的视缝，在所述视缝的旁边、所述壳体的表面设有沿垂线方向的刻度或刻度尺。

更进一步的，在所述壳体内设有用于限定升降台的上行极限位置的上限位开关以及用于限定升降台的下行极限位置的下限位开关；在所述上限位开关与下限位开关之间，还设有用于标定初始位置的接近开关，在所述升降台的下表面设有与所述接近开关配合的检测位，所述上限位开关、下限位开关、接近开关依次分别与所述控制处理单元的i/o接口电连接。

更进一步的，在所述转动输出轴和发束夹持器之间的对应位置处设有测力传感器。

优选的，所述光源单元包括：凸透镜以及设置在所述凸透镜的焦点处的点光源。

优选的，所述光路调整单元包括反光镜一，所述光源单元发出的光平行于所述水平面，其中一部分光束以45°的入射角度照射于所述反光镜一后，并以垂直于另一部分光束的方向射出。

优选的，所述光路调整单元包括互相垂直设置的反光镜一以及反光镜二，所述光源单元发出的光以45°的入射角度照射于所述反光镜一和反光镜二后，在同一水平面形成两条互相垂直的横向光束带和纵向光束带。

优选的，所述感光传感器为线阵型ccd传感器，所述线阵型ccd传感器设在同一平面上。

优选的，所述显示单元为触摸屏显示器。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：本发明发制品垂度测试仪具有可靠性好、精度高的特点，可以快速测定批样发制品的垂度。

附图说明

图1为一种发制品垂度测试仪的示意图。

图2为一种发制品垂度测试仪的内部结构图。

图3为一种发制品垂度测试仪的光路调整装置的实施例1的立体图。

图4为一种发制品垂度测试仪的光路调整装置的实施例2的立体图。

图中，11为壳体，111为门，1111为刻度，12为转动机构，14为显示单元，15为发束夹持器，16为光源单元，161为点光源，162为凸透镜，17为光路调整单元，171为反光镜三，172为反光镜四，173为反光镜一，174为反光镜二，18为感光传感器，19为升降机构，20为升降台，211为上限位开关，212为下限位开关，213为接近开关，22为测力传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。

垂度，drapability：已知长度和质量的发制品，在规定条件下因自重下垂的程度，用来反映发质的不同，指手握发条一端沿长度方向直立在重力场下，即便受到扰动因质量惯性距（简称惯距）不同而表现的沉坠感强弱（一般用垂度指数表示）、因产生静电及空气浮力不同而出现膨松上飘外形不同的程度（一般用垂度系数表示）。

垂度指数，drapabilityindex：用来表示发束惯距垂度的指标，是发丝线密度与发条主体长度立方、卷曲比平方之间的乘积。垂度指数大，发条垂度好。

悬垂系数，pendencycoefficient：用来表示发束外观垂度的指标，试样自然下垂时，是发束初始状态遮光量和旋转规定转数后发束的遮光量的比值。

实施例1：一种发制品垂度测试仪，参见图1-3，包括：壳体11、具有正反转功能的转动机构12、控制处理单元、显示单元14、用于夹持待测发束的发束夹持器15、光源单元16、光路调整单元17、两个感光传感器18，转动机构12以倒置的方式安装在壳体11内，发束夹持器15安装在转动机构12的输出轴上；光源单元16设置在壳体11的右侧，光路调整单元17设置在壳体11内的对应位置，光源单元16与待感光传感器18之间设有隔板，自光源单元16发出的光束照射于光路调整单元17后，在同一水平面形成两条互相垂直的横向光束带和纵向光束带，感光传感器18分别设置于该横向光束带、纵向光束带所经路径中，用于感知被待测发束所遮挡的垂直投影的宽度该水平面记为f水平面；两个感光传感器18所采集的光感信号经由控制处理单元处理后输出至显示单元14。在其它实施例中，感光传感器18的数目还可以是两个以上，分别设置在不同的高度或不同的周向上，或者竖直设置以测量待测发束的长度。

本实施例中，控制处理单元包括单片机，单片机型号为stm32f103v；显示单元14为屏幕上贴有四线电阻触摸屏的7英寸显示器，显示器型号为at070tn92，显示器驱动器型号为ssd1963，显示器触摸屏控制器为ads7843，单片机的fsmc脚与显示屏驱动器控制脚连接，显示屏驱动器输出脚与显示屏电连接，显示器触摸屏控制器与单片机的i/o口电连接；发束夹持器15为竖杆，竖杆的一端设置有夹子，也可以选用捆扎绳；光源单元16包括：凸透镜162以及设置在所述凸透镜162的焦点处的点光源161，感光传感器18为线阵型ccd传感器，在安装时，两个线阵型ccd传感器应安装在f水平面上。

参见图2，本实施例中，发制品垂度仪还包括：升降机构19以及用于驱动升降机构的步进电机，转动机构12安装在升降机构19上，以使升降机构19能够带动发束夹持器15升降，以实现待测发束的始端、末端依次经过同一个感光传感器。

本实施例中，升降机构19为皮带升降机构，包括：固定在壳体内的四个齿轮、安装在齿轮上的内齿皮带以及与内齿皮带固定连接的升降台20，其中一个齿轮安装在步进电机的输出轴上，步进电机带有步进电机驱动器，单片机的i/o接口依次分别与步进电机驱动器的控制端口电连接，步进电机驱动器的输出端口与步进电机的电源端口对应电连接，转动机构12安装在升降台20上，壳体11的表面设有门111，门111上设有用于观察升降台20位置的透明视缝1111，在透明视缝1112上设有沿垂线方向的刻度1112，在其它实施例中，也可以在视缝1111的旁边、壳体11的表面设有刻度尺，或者，在壳体11内沿垂线方向设有刻度或刻度尺，壳体11的表面设有用于观察所述刻度或刻度尺的视缝。

本实施例中，转动机构12选用步进电机，在其它实施例中，也可选用凸轮机构以实现发束夹持器的摆动。

参见图2，本实施例中，壳体11内设有用于限定升降台20的上行极限位置的上限位开关211以及用于限定升降台20的下行极限位置的下限位开关212，在上限位开关211与下限位开关212之间，还设有用于标定初始位置的接近开关213，在升降台20的下表面设有与接近开关213配合的检测位，上限位开关211、下限位开关212、接近开关213依次分别与控制处理单元的i/o接口电连接。

参见图2-图3，本实施例中，点光源161设在凸透镜162的上方，因此需要反光镜三、反光镜四将向下的平行光束调整为向上的平行光束，反光镜三与水平面呈45°夹角以使入射角为45°，反光镜四与反光镜三互相垂直，详见图3，向上的平行光束以45°入射角照射于反光镜一、反光镜二时，在f水平面处形成两条互相垂直的横向光束带和纵向光束带。

参见图2，本实施例中，在转动机构12的转动输出轴和发束夹持器15之间固定连接有测力传感器22，测力传感器22为拉力传感器，型号为lrs-250g，测力传感器22的信号输出端接入差分信号放大电路后接入控制处理单元的adc端口。

本实施例的发制品垂度测试仪的工作过程是：将发制品垂度测试仪接电后，单片机复位，控制步进电机带动升降台20恢复初始位置212处，当下接近开关检测到检测位置时，发出开关信号，复位完成，此时拉力传感器的值校正为0。将待测发束固定在发束夹持器15上，点亮点光源161后，点光源1611发出的光经凸透镜162形成平行光束，平行光束经光路调整单元17反射后，在f面形成两束互相垂直的横向光束带和纵向光束带，该横向光束带和纵向光束带交汇于待测发束处并垂直照射于对应设置的感光传感器18上，待测发束在其中一个感光传感器上形成长度为s1的遮挡，在另一个感光传感器上形成长度为s2的遮挡；由于两个感光传感器互相垂直，s1×s2可计算得出一个矩形面积。由于其中一个感光传感器18安装在门后方，透明视缝1111并不会对感光传感器18造成影响。同时，拉力传感器输出拉力值信号，控制处理器处理后，将该拉力值g输出到触摸屏上，待测发束的质量为g÷g。

通过触摸屏输入转动机构转动命令，可选顺时针转动命令或多次正反转转动命令以形成摆动效果，待一定时间后，再次测量两个感光传感器处的遮挡阴影长度s1＇和遮挡阴影长度s2＇，s1＇×s2＇可计算得出第二个矩形面积。通过触摸屏输入升降台升降命令，单片机接收该命令后，控制步进电机的输出轴转动，安装在步进电机的输出轴上的齿轮带动内齿皮带转动，进而带动升降台下降，当升降台与下限位开关相撞时，下限位开关动作，并输出开关信号，控制处理单元接收该开关信号后，控制步进电机停止转动，此时第三交测量两个感光传感器处的遮挡阴影长度s1＂和遮挡阴影长度s2＂，s1＂×s2＂可计算得出第三个矩形面积，发制品的垂度系数=（s1×s2－s1＂×s2＂）÷（s1＇×s2＇－s1＂×s2＂），此时，升降台的位置处刻度为s3，待5s后，控制处理单元控制步进电机的输出轴反转，通过齿轮、内齿皮带带动升降台上升，控制处理器将感光传感器的电信号与感光传感器无遮挡时的极限电信号对比，当两值相等时，控制步进电机停止转动，此时，升降台的位置处的刻度为s4，则发束长度为s4－s3。

实施例2：一种发制品垂度测试仪，本实施例与实施例1大部分相同，不同之处在于，参见图4，光路调整单元17为一个反射镜，反射镜垂直于水平面，水平光束以45°的入射角照射于光路调整单元17时，一部分位于光路调整单元之外，另一部分经光路调整单元17反射形成垂直于该光束的纵向光束带。

本实施例的发制品垂度测试仪的工作过程与实施例1相同。

应当明白，实施例1中的升降机构还可以设置成丝杠升降机构等具有升降功能的机构。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。