一种材料表面质地的模拟触觉评价方法技术

本发明专利技术涉及一种材料表面质地的模拟触觉评价方法，其特征在于，步骤为：搭建模拟测量平台；使纺织试样悬空产生变形；使得仿生皮肤与纺织试样之间产生受控的多向、多点接触运动；模拟不同触摸速度、不同平均触摸力下的接触摩擦状况；模拟触觉传感的信号计算。本发明专利技术能逼真模拟人体手指触摸织物时获取其表面质地信息的过程；逼真模拟人体皮肤与织物间的真实接触摩擦过程；从人体触觉传感机制来分析测试得到的力、振动信号，通过不同触觉感受器对不同刺激的敏感程度，来找到其对应关系，从而实现了模拟人体对织物表面质地的触觉量化与评估。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，其特征在于，步骤为：搭建模拟测量平台；使纺织试样悬空产生变形；使得仿生皮肤与纺织试样之间产生受控的多向、多点接触运动；模拟不同触摸速度、不同平均触摸力下的接触摩擦状况；模拟触觉传感的信号计算。本专利技术能逼真模拟人体手指触摸织物时获取其表面质地信息的过程；逼真模拟人体皮肤与织物间的真实接触摩擦过程；从人体触觉传感机制来分析测试得到的力、振动信号，通过不同触觉感受器对不同刺激的敏感程度，来找到其对应关系，从而实现了模拟人体对织物表面质地的触觉量化与评估。【专利说明】
本专利技术涉及一种材料表面触觉质感的模拟评价方法，属于纺织测量
，特别是纺织面料的表面触觉质感表征与评估领域。
技术介绍
触感是人们评价消费品质地的一个重要因素。以汽车为例，座椅、方向盘和仪表盘等内饰，都是由布、皮、塑料等不同材料制成的，其质地直接影响汽车本身的价值。由于用户在车厢内对内饰优质和舒适的要求，内饰质地的提高是发展中最重要的问题之一。因此，此类消费品的发展需要一种触感客观评估方法。与此同时，相似的触感可以用很多词语来表达，也就意味着我们可以区分细微差别的纹理质地。再者，评估的结果受到温度、湿度等环境因素和个人的影响。基于这些原因，始终不能建立材料表面触觉质感评估方法的标准，而量化触觉质感也一直是致力于研究的重要课题。织物手感风格的评价方法有主观和客观之分。主观方法无法排除任意性,且难以定量描述，因此常采用客观方法，尤以日本学者专利技术的KES织物风格测试评价系统公认度最高，但测试设备昂贵、评价指标多样且主要适用日本地区。因此，对于织物触觉质感的评估方法的探究一直在延续。中国专利(公开专利号CN102354368B —种用于织物感官性能评价的模式识别体系)，专利技术了一种用于织物感官性能评价的模式识别体系和方法，能够测得褶皱恢复能力和悬垂性等性能，虽然面料在通过喷嘴时经历的复杂低应力变形过程，与用手掌对面料进行手感评价时的变形过程一致，但仍然跟人体皮肤与面料表面直接接触过程中的相互作用存在不同，并不能完全代表人体对面料的触感，无法区分细微差别的触感，且获得的指标也不能解决消费者对于质地的需求。中国专利(公开专利号CN101725026A一种机织物柔软性等级的客观评价方法)，借助机织物物理性能的测试结果，通过公式计算具体数值，依据数值进行机织物柔软性等级的客观评价，该专利技术虽然定量了柔软感，但是完全割离了人体感受，无法代表消费者的触觉感受。中国专利(公开专利号CN101398356A —种皮革柔软性模糊评价方法)，采用不同载荷下的顶伸高度来评价皮革的柔软性，对其进行分等，相同载荷下，变形越大，则皮革柔软性越好，该方法同样是为了消除主观评价的不确定性，但是这样一来就忽略了人体的感觉系统特征，仍然无法表征人体对物体的柔软感觉。也有不少专利技术涉及到模拟人体皮肤与织物间接触作用的测试装置与方法。中国专利(公开专利号CN102590077A —种皮肤纺织品生物摩擦动态测量装置)，专利技术了一种皮肤纺织品生物摩擦动态测量装置，既可实时测试接触滑动过程中的摩擦力、压力、力矩作用，又能真实反映皮肤与织物间在不同滑动速度、不同初始压力下的多向接触摩擦运动过程，该装置只能测得力信号，而无法测得接触过程中的振动信号，且不涉及触觉质感评价方法。中国专利(公开专利号CN202885804U—种纹理触觉评价过程的模拟测量平台)，专利技术了一种纹理触觉评价过程的模拟测量平台，可以同时测量及分析在不同运动速度、运动方式下的多向摩擦力、压力变化，该专利技术提供了一种可模拟皮肤与织物等纹理表面间的接触、摩擦过程的测试装置，但并未涉及具体的模拟触觉信号分析方法。中国专利(公开专利号CN102967290A 一种纹理触觉评价过程的模拟测量方法)，该专利技术能够逼真模拟皮肤与织物间的接触、摩擦作用过程，并提取纹理刺激特征物理量，从而实现对触觉质感的表征，但并不能够对其实现评估。人们通常以触摸物体的方式来获得触感。在触摸过程中，人体通过体内的触觉感受器得到的动觉和触觉信息来感知物体的质地。众所周知，“主动触摸”或者“抚摸表面”是感知表面粗糙或者滑溜的合适方式，而刚度和热感的获得需采取“被动触摸”或者“只是按压物体”。特别地，主动触摸被认为是探测表面微小粗糙的有效方式。在人类的无毛皮肤如手掌和手指处，存在四种触觉感受器:FA I (麦斯纳氏小体)、SA K默克尔式小盘)、FAII (潘申尼小体)和SAII (鲁菲尼氏小体)。感知物理量与感受器探测振动共享频段，因此人体通过分析和整合由感受器得到的信息来获取触觉。为了模拟人体触觉，已经出现了测量物体表面粗糙或者纹理质地的一批传感器。Kato tech Ltd.开发了一种将手掌感觉数字化的测量仪，可以模仿轻抚、拉伸、折叠以及推挤等接触动作来测得物体的物理特性。但是，该装置一次只能测得物体的一项物理性质，对于评估复杂的由多因素导致的触感还是相当困难。其他还有用应变计和PVDF薄膜制成的传感器。Mukaibou等人开发了一种模拟人体手指组织结构和感知机制的纹理传感器，拥有骨骼和指甲，两层组织结构以及伪指纹表皮。组织结构内含5只硅胶应变计，具有与麦斯纳氏小体相似的功能。此外，在传感器底部安装了两只双叶弹簧，来测量实验过程中的法向力和切向力。该传感器能够鉴别粗糙、柔软和摩擦方面的差异，也可通过数据分析估计物体表面纹理。但是相关实验只能针对纹理质地完全不同的物体。PVDF薄膜传感器还可以用在阅读盲文、监测皮肤状况、衡量头发手感等方面。PVDF薄膜是一种高分子压电材料，其特性与潘申尼小体类似。该传感器系统声称可以用模拟头发表面的仿板评估头发在干/湿状态下的触摸手感。很多已开发的传感器，包括上述提到的，都只能测量表面粗糙度。尽管触觉信息由多因素构成，但是它们都只能测得影响触觉的其中一个因素。也就是说，还没有方法能够通过测量得出手感的细微区别。因此，要想建立触觉质感评价方法标准，必须提出一种模拟主动触摸过程的新型模拟触觉评价方法。
技术实现思路
本专利技术的目的提供。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了，其特征在于，步骤为:第一步、搭建模拟测量平台，该模拟测量平台包括底座，立柱设于底座上，在底座的表面设有沿左右移动的X轴滑槽导轨或沿前后移动的Y轴滑槽导轨，在X轴滑槽导轨及Y轴滑槽导轨内分别设有由X轴电机驱动的X轴滑块丝杆组件及由Y轴电机驱动的Y轴滑块丝杆组件；当底座的表面设有X轴滑槽导轨时，Y轴滑槽导轨固定在X轴滑块丝杆组件的X轴滑块上；当底座的表面设有Y轴滑槽导轨时，X轴滑槽导轨固定在Y轴滑块丝杆组件的Y轴滑块上；用于固定纺织品试样的试样固定机构固定在Y轴滑块或X轴滑块上，在试样固定机构的上方设有固定在立柱上的Z轴滑槽导轨，在Z轴滑槽导轨内设有由Z轴电机驱动的Z轴滑块丝杆组件，Z向面板固定在Z轴滑块丝杆组件的Z轴滑块上，在Z向面板上设有微调兼过载保护结构；试样固定机构包括固定在Y轴滑块或X轴滑块上的X-Y平面面板，在X-Y平面面板的两侧各有一块Y-Z矩形立板，在一侧的Y-Z矩形立板上方开两个螺纹孔，使其上方的圆柱形杆通过螺母与Y-Z矩形立板结合，形成握持纺织品试样的夹具，将纺织品试样夹持，另一侧Y-Z矩形立板高度略低，在其截本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章媛，姜瑞涛，胡吉永，杨旭东，丁辛，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：