一种筒状弹力针织物线圈结构拍摄和穿着压力测试系统

1.本发明涉及服装压力测试技术领域的一种测试系统及测试方法，尤其涉及一种筒状弹力针织物线圈结构拍摄和穿着压力测试系统。


背景技术：

2.筒状弹力针织物是针织物中应用非常广泛的一种，通常由纬编针织组织构成，具有良好的压缩和伸长的特性，比如日常穿着的袜子、紧身衣、弹力裤等产品，这类产品穿着合体性好并且舒适性高，而且部分带有一定的功能性。例如紧身塑形衣可以达到塑性的效果，在女性群体中广受欢迎；运动员穿着弹力裤还可以避免肌肉受伤；压力较大的压缩长筒袜还有改善静脉曲张的作用。当前人们对于服装压力舒适性的要求越来越高，因为服装压力过大会导致健康问题，压力过小会导致服装穿着效果不好，所以定制压力服技术逐渐成为人们研究的热点。除了材料性能之外，线圈结构和针织工艺参数是实现筒状弹力针织物的压力的关键，因此需要测试此类筒状弹力针织物压力的同时观测线圈结构的变化的装置。
3.现有的测试筒状弹力针织物压力的测试方法主要分为两种：真人穿着测试和模型穿着测试，这两种方法的相同点都是利用一些带有传感器的压力测试设备比如气囊式、电阻式、液压式等测试装置，测试出不同位置的压力值。不同点在于真人测试通常选择实验对象，真实穿着后测量，这种测试方法虽然能够得到更加真实的数据，但是由于个体差异性大，受主观影响大并且操作不便。模型穿着测试使用较多的模型多为人台、固定躯干模型等，缺点在于成本高，尺寸固定。
4.现有的观测弹性织物线圈结构的方法有：使用拉伸仪将织物平面拉伸，再对线圈结构观测；将织物平铺并用显微镜观测线圈结构。缺点在于操作复杂，无法模拟筒状针织物的筒状拉伸。本发明所涉及的测试装置和方法可以同时测试压力值和观测对应位置的线圈结构，便于研究线圈结构和压力的变化关系，改善了上述测试方法的缺点。


技术实现要素：

5.本发明所提供一种筒状弹力针织物线圈结构拍摄和穿着压力测试系统，能够同步测量拉伸条件下筒状弹力针织物的线圈结构和压力变化。
6.本发明采用的技术方案是：
7.包括辅助拉伸装置、图像拍摄测量装置、压力测试装置和pc端；辅助拉伸装置上方设置有图像拍摄测量装置，辅助拉伸装置电连接到压力测试装置，图像拍摄测量装置和压力测试装置均分别与pc端进行电连接；
8.所述辅助拉伸装置包括支撑模型、固定支架、隔板、固定硬板、移动杆和固定杆；两块固定硬板竖直相对间隔布置，两块固定硬板之间通过四角的固定支架固定连接，每个所述固定硬板上均分别开设有一个第一通孔，固定杆两端分别插装到两个固定硬板的第一通孔中；
9.每个所述固定硬板上还均分别开设有一个第二通孔，且所述第二通孔均布置在所述的第一通孔相同水平高度处，移动杆两端分别插装到两个固定硬板的第二通孔中；所述移动杆和固定杆在同一水平高度处相互水平平行；所述支撑模型设置在移动杆和固定杆上。
10.所述的移动杆和固定杆之间布置有多个隔板，多个隔板沿移动杆和固定杆方向间隔设置；两个所述隔板的一端均分别与移动杆接触连接，两个所述隔板的另一端均分别与固定杆进行槽连接，且所述两个隔板分别位于半圆柱模型的两侧移动杆和固定杆之间的位置；
11.所述的支撑模型是由两个所述半圆柱模型组成；每个所述半圆柱模型均开设有通孔，固定杆穿设过其中一个半圆柱模型的通孔，移动杆穿设过其中另一个半圆柱模型的通孔，且所述的两个第二半圆柱模型是由一个圆柱体通过纵切面对称分割形成。
12.所述图像拍摄测量装置包括环形灯、倍数调节旋钮、主物镜、摄物目镜、 ccd摄像机、支柱、调焦手轮、信号传输线和电源线；ccd摄像机镜头朝下且下端向下依次布置有摄物目镜和主物镜，在主物镜外表面周向布置有倍数调节旋钮，所述主物镜与倍数调节旋钮进行螺纹连接，主物镜底部固定安装有环形灯，支柱通过调焦手轮连接到摄物目镜；ccd摄像机的信号输出一端通过信号传输线和电源线分别电连接到pc端和电源。
13.所述半圆柱模型套装有织物模具，所述图像拍摄测量装置的主物镜的镜头朝下垂直对准两个半圆柱模型中间的缝隙放置。
14.所述压力测试装置包括压力传感器、传感器接口、信号采集模块和信号传输线；至少一个压力传感器设置在辅助拉伸装置的半圆柱模型外圆周面上，信号采集模块的一端设置有传感器接口，通过传感器接口将信号采集模块与压力传感器进行连接，信号采集模块的另一端通过信号传输线电连接到pc端。
15.包括多个压力传感器，多个压力传感器紧贴于半圆柱模型上，压力传感器的感应点被织物覆盖。
16.所述固定硬板上的第二通孔为条形通孔，移动杆沿着第二通孔横向移动；且固定硬板上的通孔和半圆柱模型的通孔大小一致。
17.方法包括以下步骤：
18.第一步标记测试点：
19.在压力袜的所需测试部位上进行测试点的标记；
20.第二步组装辅助装置：
21.按照压力袜的所需测试部位选择对应尺寸的支撑模型，将支撑模型中的两个半圆柱模型分别套在固定杆和移动杆上；
22.第三步连接压力测试装置：
23.连接压力测试装置到电源和pc端，对压力测试装置中的压力传感器在无人为施加压力的情况下进行校准，校准后将压力传感器分别贴在支撑模型中的两个半圆柱模型的外圆周面上；
24.第四步穿套压力袜：
25.将压力袜的所需测试部位穿套在支撑模型上，压力袜上所标记的测试点与压力传感器的感应端位置重合，支撑模型的两个半圆柱模型之间放置上一种隔板；
26.第五步连接图像拍摄测量系统：
27.连接图像拍摄测量装置，通过数据传输线连接至pc端，调试图像拍摄测量装置中环形灯的光线亮度，将刻度标尺放置于压力袜上，转动图像拍摄测量装置的调焦手轮调整摄物目镜和主物镜的焦距，调至ccd摄像机能够清晰地拍摄到压力袜的纱线线圈结构和刻度标尺的刻度；
28.第六步图像系统单位标定：
29.通过ccd摄像机采集显微图像进行单位长度的标定并保存；
30.第七步压力测试：
31.开始压力测试，通过压力传感器实时监测压力数据，通过ccd摄像机实时采集显微图像，观察压力数据直至压力数据不变后达到平稳状态后停止测试，将压力测试的压力数据和显微图像进行保存；
32.第八步增加拉伸：
33.按照不同的拉伸量，按照隔板尺寸从小到大的顺序，在支撑模型的两个半圆柱模型之间依次放置上不同尺寸的隔板，使得压力袜的所需测试部位依次进行不同程度的拉伸，每次拉伸后回到步骤四重复进行处理；
34.第九步更换测试部位：
35.针对压力袜的不同测试部位，回到步骤一重复进行处理，将不同测试部位的显微图像和压力数据进行记录。
36.所述的织物为压力袜；所述的压力袜的所需测试部位包括脚踝处、小腿肚处和大腿处，依次选择对应半径为3cm、4.5cm、6cm的半圆柱模型。
37.所述第三步中，设置至少两个压力传感器，两个压力传感器分别在两个半圆柱模型的外圆周面上。
38.本发明的有益效果是：本发明所述的一种筒状弹力针织物线圈结构拍摄和穿着压力测试系统，该发明优点在于：辅助拉伸装置、图像拍摄测量系统、压力测试系统、pc端四个部分组合可以同步测试织物在拉伸条件下的压力和线圈结构。其中，辅助拉伸装置结构简单操作方便，所涉及的模具、隔板、杆可拆卸，并且可以根据测试样品的需要定制不同尺寸的模具，拉伸过程中可以更换不同尺寸的隔板达到不同程度的拉伸。
39.图像拍摄测量系统和压力测试系统分别与pc端连接，通过pc端软件控制这两部分测试，其中图像拍摄测量系统的显微镜可以清晰地看到织物的线圈结构以及可以在pc端存储图像，压力测试仪带有轻薄传感器，紧贴于模具上，测试灵敏数据准确，且可以连接多个传感器同时进行测量。该测试方法优点在于可以同步测试筒状弹性针织物的线圈结构和对应位置压力值，并且可以定制不同尺寸的模具以及增加不同的拉伸量，便于测试在拉伸过程中线圈结构和对应压力值的变化关系，测试流程简单易操作，不受外界环境干扰。
附图说明
40.图1为本发明整体四个部分的示意图；
41.图2为辅助拉伸装置的示意图；
42.图3为两个固定硬板孔位与移动杆和固定杆的示意图；
43.图4为一组半圆柱模型的正视图和侧视图以及内部透视图；
44.图5为隔板与杆位置的示意图；
45.图6为隔板插入两根杆之间的示意图；
46.图7为一组隔板的示意图；
47.图8为图像拍摄测量系统的示意图；
48.图9为图像拍摄测量系统镜头与织物以及模具见的位置关系示意图；
49.图10为压力测试系统的示意图；
50.图11为压力传感器与织物和模具间的位置关系示意图；
51.图12为脚踝处线圈结构图像。
52.图中所示：1-辅助拉伸装置，2-图像拍摄测量装置，3-压力测试装置，4-pc 端，5-半圆柱模型，6-固定支架，7-隔板，8-固定硬板，9-移动杆，10-固定杆，11-环形灯，12-倍数调节旋钮，13-主物镜，14-摄物目镜，15-ccd摄像机，16
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支柱，17-调焦手轮，18-信号传输线，19-电源线，20-压力传感器，21-传感器接口，22-信号采集模块，23-信号传输线，24-织物模具，25-第一通孔，26-第二通孔。
具体实施方式
53.以下参考说明书附图介绍本发明的具体实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
54.如图1所示，本实验装置包括辅助拉伸装置1、图像拍摄测量装置2、压力测试装置3和pc端4；具体的，辅助拉伸装置1上方设置有图像拍摄测量装置 2，辅助拉伸装置1电连接到压力测试装置3，图像拍摄测量装置2和压力测试装置3均分别与pc端4进行电连接。
55.如图2和图3所示，辅助拉伸装置1包括支撑模型、固定支架6、隔板7、固定硬板8、移动杆9和固定杆10；两块固定硬板8竖直相对间隔布置，两块固定硬板8之间通过四角的固定支架6固定连接，每个固定硬板8上均分别开设有一个第一通孔25，两个第一通孔25以两个固定硬板8之间的中间分别在两个固定硬板8对称布置，固定杆10两端分别插装到两个固定硬板8的第一通孔 25中；
56.每个固定硬板8上还均分别开设有一个第二通孔26，两个第二通孔26以两个固定硬板8之间的中间分别在两个固定硬板8对称布置，且第二通孔26均布置在第一通孔25相同水平高度处，移动杆9两端分别插装到两个固定硬板8的第二通孔26中；移动杆9和固定杆10在同一水平高度处相互水平平行；如图4 所示，支撑模型设置在移动杆9和固定杆10上。
57.如图5所示，移动杆9和固定杆10之间布置有多个隔板7，多个隔板7沿移动杆9和固定杆10方向间隔设置；
58.两个隔板7的一端均分别与移动杆9接触连接，两个隔板7的另一端均分别与固定杆10进行槽连接，且两个隔板7分别位于半圆柱模型5的两侧移动杆 9和固定杆10之间的位置。
59.如图4所示，支撑模型是由两个半圆柱模型5组成；每个半圆柱模型5均开设有通孔，固定杆10穿设过其中一个半圆柱模型5的通孔，移动杆9穿设过其中另一个半圆柱模型5的通孔，且两个第二半圆柱模型5是由一个圆柱体通过纵切面对称分割形成。
60.如图8所示，图像拍摄测量装置2包括环形灯11、倍数调节旋钮12、主物镜13、摄物
目镜14、ccd摄像机15、支柱16、调焦手轮17、信号传输线18 和电源线19；ccd摄像机15镜头朝下且下端依次布置有摄物目镜14和主物镜 13，在主物镜13外表面周向布置有倍数调节旋钮12，主物镜13与倍数调节旋钮12进行螺纹连接，通过调节倍数调节旋钮12对摄物目镜14和主物镜13进行调焦，主物镜13底部固定安装有环形灯11，支柱16通过调焦手轮17连接到摄物目镜14；通过调焦手轮可以调节摄物目镜14和主物镜13的高度，进而调整摄物目镜14和主物镜13的物距，并且环形灯朝下照亮织物，使得可以更加清晰地看到物象。ccd摄像机15的信号输出一端通过信号传输线18和电源线 19分别电连接到pc端4和电源。
61.如图9所示，半圆柱模型5套装有织物模具24，图像拍摄测量装置2的主物镜13的镜头垂直对准两个半圆柱模型5中间的缝隙放置。
62.如图10所示，压力测试装置3包括压力传感器20、传感器接口21、信号采集模块22和信号传输线23；多个压力传感器20设置在辅助拉伸装置1的半圆柱模型5外圆周面上用来测量压力数据，信号采集模块22的一端设置有传感器接口21，通过传感器接口21将信号采集模块22与压力传感器20通过电线进行连接，信号采集模块22的另一端通过信号传输线23电连接到pc端4。
63.图像测量存储装置配备有测量软件，测量软件包含标尺功能。使得调焦后，可以用标尺标定出一个单位长度，记录数据后利用拍摄功能记录下图片。
64.如图11所示，压力传感器20轻薄柔软，具体实施时，选择多个压力传感器20同时测试，多个压力传感器20紧贴于半圆柱模型5上，压力传感器20的感应点被织物覆盖。连接图像拍摄测量系统和压力测试系统的信号传输线，通过软件控制、测试和存储数据。
65.固定硬板8上的第二通孔26为条形通孔，移动杆9可以沿着第二通孔26 横向移动；且固定硬板8上的通孔和半圆柱模型5的通孔大小一致。半圆柱模型5和隔板7表面光滑材质坚硬不易变形，材料采用不锈钢或者亚克力；半圆柱模型5大小根据人体肢体部位的特定尺寸进行定制，隔板7有多组不同尺寸供更换；用于进一步调节模型的间距，以便调节模型围度尺寸。
66.本发明所涉及的辅助拉伸装置，需要装置成本低结构简单，易于组装和拆卸，所以本次实施采用亚克力材料制作固定硬板、半圆柱模型和隔板，使用不锈钢材料制作固定杆、移动杆和支架。
67.压力测试系统要求压力传感器要薄并且便于操作，可以选择多个压力传感器同时进行测量，当前应用较多的为电阻式和气囊式压力测试仪。电阻式压力测试仪中柔性传感器灵敏小巧，轻薄如纸，测试原理为：当感应区域施加了压力，传感器输出端会产生电压变化，并将其信号放大，随之传输到嵌入式的硬件中由a/d转换器将信号进行转换，最后pc端实施数据保存。气囊式压力测试仪中传感器采用高分子无拉伸材质制成的气囊，并且厚度通常在1mm以下，非常轻薄。本实施采用电阻式压力测试系统进行。
68.本实施例中，实验样品为筒状弹力针织物，采用的测试样品为一只m码的压力袜。
69.包括辅助拉伸装置1、图像拍摄测量装置2、压力测试装置3和pc端4；辅助拉伸装置1上方设置有图像拍摄测量装置2，辅助拉伸装置1电连接到压力测试装置3，图像拍摄测量装置2和压力测试装置3均分别与pc端4进行电连接；
70.辅助拉伸装置1包括支撑模型、固定支架6、隔板7、固定硬板8、移动杆 9和固定杆10；两块固定硬板8竖直相对间隔布置，两块固定硬板8之间通过四角的固定支架6固定连
接，每个固定硬板8上均分别开设有一个第一通孔25，固定杆10两端分别插装到两个固定硬板8的第一通孔25中；
71.每个固定硬板8上还均分别开设有一个第二通孔26，且第二通孔26均布置在的第一通孔25相同水平高度处，移动杆9两端分别插装到两个固定硬板8的第二通孔26中；移动杆9和固定杆10在同一水平高度处相互水平平行；支撑模型设置在移动杆9和固定杆10上。
72.移动杆9和固定杆10之间布置有多个隔板7，多个隔板7沿移动杆9和固定杆10方向间隔设置；两个隔板7的一端均分别与移动杆9接触连接，两个隔板7的另一端均分别与固定杆10进行槽连接，且两个隔板7分别位于半圆柱模型5的两侧移动杆9和固定杆10之间的位置；
73.支撑模型是由两个半圆柱模型5组成；每个半圆柱模型5均开设有通孔，固定杆10穿设过其中一个半圆柱模型5的通孔，移动杆9穿设过其中另一个半圆柱模型5的通孔，且两个第二半圆柱模型5是由一个圆柱体通过纵切面对称分割形成。
74.图像拍摄测量装置2包括环形灯11、倍数调节旋钮12、主物镜13、摄物目镜14、ccd摄像机15、支柱16、调焦手轮17、信号传输线18和电源线19； ccd摄像机15镜头朝下且下端向下依次布置有摄物目镜14和主物镜13，在主物镜13外表面周向布置有倍数调节旋钮12，主物镜13与倍数调节旋钮12进行螺纹连接，主物镜13底部固定安装有环形灯11，支柱16通过调焦手轮17连接到摄物目镜14；ccd摄像机15的信号输出一端通过信号传输线18和电源线19 分别电连接到pc端4和电源。
75.半圆柱模型5套装有织物模具24，图像拍摄测量装置2的主物镜13的镜头朝下垂直对准两个半圆柱模型5中间的缝隙放置。
76.压力测试装置3包括压力传感器20、传感器接口21、信号采集模块22和信号传输线23；至少一个压力传感器20设置在辅助拉伸装置1的半圆柱模型5 外圆周面上，信号采集模块22的一端设置有传感器接口21，通过传感器接口 21将信号采集模块22与压力传感器20进行连接，信号采集模块22的另一端通过信号传输线23电连接到pc端4。
77.包括多个压力传感器20，多个压力传感器20紧贴于半圆柱模型5上，压力传感器20的感应点被织物覆盖。
78.固定硬板8上的第二通孔26为条形通孔，移动杆9沿着第二通孔26横向移动；且固定硬板8上的通孔和半圆柱模型5的通孔大小一致。
79.方法包括以下步骤：
80.第一步标记测试点：
81.在压力袜的所需测试部位上进行测试点的标记；
82.第二步组装辅助装置：
83.按照压力袜的所需测试部位选择对应尺寸的支撑模型，将支撑模型中的两个半圆柱模型分别套在固定杆和移动杆上；
84.第三步连接压力测试装置：
85.连接压力测试装置3到电源和pc端，对压力测试装置3中的压力传感器 20在无人为施加压力的情况下进行校准，校准后将压力传感器20分别贴在支撑模型中的两个半圆柱模型的外圆周面上；
86.第四步穿套压力袜：
87.将压力袜的所需测试部位穿套在支撑模型上，压力袜上所标记的测试点与压力传感器的感应端位置重合，支撑模型的两个半圆柱模型之间放置上一种隔板；
88.第五步连接图像拍摄测量系统：
89.连接图像拍摄测量装置，通过数据传输线连接至pc端，调试图像拍摄测量装置2中环形灯11的光线亮度，将刻度标尺放置于压力袜上，转动图像拍摄测量装置2的调焦手轮17调整摄物目镜14和主物镜13的焦距，调至ccd摄像机15能够清晰地拍摄到压力袜的纱线线圈结构和刻度标尺的刻度；
90.第六步图像系统单位标定：
91.通过ccd摄像机15采集显微图像进行单位长度的标定并保存；
92.第七步压力测试：
93.开始压力测试，通过压力传感器20实时监测压力数据，通过ccd摄像机 15实时采集显微图像，观察压力数据直至压力数据不变后达到平稳状态后停止测试，将压力测试的压力数据和显微图像进行保存；
94.第八步增加拉伸：
95.按照不同的拉伸量，按照隔板尺寸从小到大的顺序，在支撑模型的两个半圆柱模型之间依次放置上不同尺寸的隔板，使得压力袜的所需测试部位依次进行不同程度的拉伸，每次拉伸后回到步骤四重复进行处理；
96.第九步更换测试部位：
97.针对压力袜的不同测试部位，回到步骤一重复进行处理，将不同测试部位的显微图像和压力数据进行记录。
98.织物为压力袜；压力袜的所需测试部位包括脚踝处、小腿肚处和大腿处，依次选择对应半径为3cm、4.5cm、6cm的半圆柱模型。
99.第三步中，设置至少两个压力传感器20，两个压力传感器20分别在两个半圆柱模型的外圆周面上。
100.表1压力值测试数据表(单位：kpa)
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