[发明专利]一种纺织材料球压下接触形态的力感应式测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及纺织精密测量仪器技术领域，尤其是涉及纺织材料球压下接触形态的测量装置及方法，尤其是应用了一定的力感应原理技术，得到了织物表面在球形压缩时球体与织物表面接触的形态及其接触力值的在线测量装置和方法，适于间隔织物、层合织物、三维机织物、三维针织物、非织物或复合织物的球压下接触形态和接触力的力感应式测量。

背景技术

由于纺织科学与技术的快速发展，纺织材料已在生物医用领域发挥着重要的作用，尤其是作为医用的床垫和坐垫青睐的间隔织物，乃间隔丝连接上、下表面层织物构成的三维结构织物，中间空隙大，赋予床垫和坐垫等材料具有极好的透气性和压迫舒适性。使用过程中，对老人、婴儿和不能自理的病人而言，人-椅间的接触压迫舒适性的关键性能就是所选用的人-间隔织物-椅间的间隔织物压缩性能(韦锡南赵琳张建芬，基于3D经编间隔织物的轮椅坐垫，实用新型专利，申请号：201220680074.0申请日：2012-12-11；韦锡南乔惠珍张建芬李美娟，基于3D经编间隔织物的婴儿透气防水垫，实用新型专利，申请号：201220680578.2申请日：2012-12-11；许金升，一种经编间隔织物及其构成的汽车座垫，实用新型专利，申请号：201220656876.8申请日：2012-12-03；李少玲陈红霞，婴儿护理床垫，实用新型专利，申请号：200620007163.3申请日：2006-04-29；韦锡南韦春燕韦薇张建芬，基于3D经编间隔织物的插片枕，实用新型专利，申请号：201220680579.7申请日：2012-12-11；韦锡南孟俊洪邓新伟，基于3D经编间隔织物的保健坐垫，实用新型专利，申请号：201220682284.3申请日：2012-12-11)。

但是现有的纺织材料的压缩性能测试国家标准(GB/T24442.2-2009，纺织品压缩性能的测定第2部分：等速法；GB/T24442.1-2009，纺织品压缩性能的测定第1部分：恒定法)，是将试样直接放在压缩仪下进行平板压缩性能测试；而人与间隔织物间的交互作用是近似球形的身体部位与间隔织物的接触作用，采用平板压缩性能测试，显然有些不合理。而且，传统的纺织结构材料压缩过程厚度方向的抗压缩性能弱，在压缩过程未产生明显的滑动现象。但医用领域所选用的间隔织物的间隔丝抗压缩性能强，由于压缩夹头表面光滑，当间隔织物压缩时会在压缩夹头表面水平滑移，另外，由于间隔丝的压缩刚度大，间隔织物边缘明显翘起，严重影响间隔织物的压缩性能试验结果。

因此，为了指导和设计用于医用领域的间隔织物结构，优化间隔织物产品，极为必要获得稳定和精准的球形压缩接触性能试验，并极为必要研制间隔织物球形压缩测试时的平稳测量装置和方法。目前还未见有纺织材料球形压缩时的专门测量装置，以及球压过程中与间隔织物间接触形态的测量方法，还有压缩过程中如何防止滑动的测量装置，目前国内外无相关报道。

本发明针对间隔织物的压缩性能试验出现的问题，采用上、下夹持器束缚间隔织物的垂直移动，尤其是间隔织物边缘的翘起，并采用固定针在间隔织物边缘插入，从而固定间隔织物的边缘，完成间隔织物的边界条件的固定，避免压缩过程中间隔织物的边界条件不可控的测量问题；为了获得球-间隔织物的压缩交互作用时的接触形态，采用球表面植入力传感器单元感应压力的方法获得接触形态，从而更优地明晰间隔织物的结构与压缩性能的关系，更好指导间隔织物的结构设计，开发新的功能产品，故需要发明适宜间隔织物球形压缩接触形态的装置和方法，实现平稳、高重现性、精准、客观的有效测量。

发明内容

本发明目的是在于提供一种纺织材料球压下接触形态的力感应式测量装置及方法，可对纺织材料在球形压缩作用下的纺织材料与球接触区域及其接触力进行稳定的测量，在于明晰纺织材料的球形压缩交互作用机制，建立纺织材料更全面的有效压缩性能测试方法，尤其是球形压缩的在线测量装置和方法，指导功能纺织材料的结构设计与研发。

为了达到上述目的，本发明提供了一种纺织材料球压下接触形态的力感应式测量装置，包括夹持机构、压缩机构和位移机构，其特征在于，所述的压缩机构包括滑行杆，滑行杆的一端可由位移机构带动上下移动，滑行杆的另一端连接压力传感器，压力传感器连接固接杆，固接杆连接盖板，盖板与内半球和外半球固定连接形成半球，内半球设于外半球内侧，所述的半球内置有力感应机构；所述的外半球上设有圆柱形孔；所述的力感应机构包括压力传感器、压杆和压脚，压杆一端连接压力传感器，另一端连接压脚；所述的压力传感器固定于内半球表面，压杆设于外半球的圆柱形孔中，压脚凸出在外半球的表面。