織物單向懸垂性測(cè)試系統(tǒng)的研制.pdf

1、織物的懸垂性是指織物在自身重力作用下產(chǎn)生的三維形變，是織物的一個(gè)重要特性。傳統(tǒng)懸垂性的測(cè)試方法都是基于傘式投影法，即試樣平放在一圓盤(pán)上，通過(guò)獲取試樣的懸垂投影大小和輪廓建立其評(píng)價(jià)體系。這種方法織物受垂直于其平面的重力作用，而在很多情況下，織物（例如窗簾、西裝、裙子等）受平行于其平面的重力作用而自然下垂，因此懸垂性傳統(tǒng)測(cè)試方法中織物的受力狀態(tài)與實(shí)際不符，這將影響到測(cè)量結(jié)果的可信度。尋找織物懸垂性新的測(cè)量方法，完善懸垂性測(cè)試儀器是當(dāng)前需要解

2、決的問(wèn)題。
　　本文介紹了一種懸垂性測(cè)量方法即單向懸垂性測(cè)量法，這種方法是模擬窗簾懸掛方式，試樣單端懸掛，另一端自然下垂，通過(guò)一個(gè)三維掃描裝置獲取試樣的三維輪廓并建立三維模型，從試樣三維模型中提取表征懸垂性的特征指標(biāo)。
　　本文為單向懸垂性測(cè)量方法設(shè)計(jì)了一套測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括硬件結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)軟件。硬件結(jié)構(gòu)包括三維掃描儀、三維掃描的運(yùn)動(dòng)控制結(jié)構(gòu)、試樣的夾持結(jié)構(gòu)和裝置框架結(jié)構(gòu)等，三維掃描儀采用廉價(jià)且掃描精度為毫米級(jí)的微軟 Kin

3、ect體感設(shè)備，運(yùn)動(dòng)控制結(jié)構(gòu)采用了固高GTS四軸運(yùn)動(dòng)控制器，可實(shí)現(xiàn)高性能和復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)模式。硬件結(jié)構(gòu)主要是根據(jù) Kinect掃描的特點(diǎn)和要求以及單向懸垂性的測(cè)試原理來(lái)設(shè)計(jì)的，主要用于完成試樣的三維掃描。軟件包括運(yùn)動(dòng)控制程序、試樣三維模型掃描程序、三維模型處理軟件以及數(shù)據(jù)處理程序。試樣三維的重建采用KinectFusion點(diǎn)云拼接技術(shù)，重建后的試樣模型保存為STL格式文件。利用C++語(yǔ)言結(jié)合OpenGL編程對(duì)三維模型進(jìn)行顯示，通過(guò)刪除雜質(zhì)、

4、裁剪、矯正試樣模型，并水平截取懸垂投影輪廓，求出水平面與試樣三維輪廓的交線，將這些交線整理成頭尾相連的一條曲線段并濾波得到二維懸垂投影曲線，通過(guò)相關(guān)算法識(shí)別出此投影曲線的波峰、波谷點(diǎn)，提取了表征單向懸垂程度指標(biāo)（單向懸垂系數(shù)）和懸垂形態(tài)指標(biāo)（峰數(shù)、彎曲指數(shù)、峰高、峰對(duì)稱(chēng)性系數(shù)等），建立了單向懸垂性評(píng)價(jià)體系。
　　通過(guò)誤差測(cè)試試驗(yàn)，本測(cè)試裝置的掃描精度的相對(duì)誤差在1％左右。為了驗(yàn)證本懸垂性測(cè)試系統(tǒng)的可行性和穩(wěn)定性，本文選取了15塊不

5、同試樣，用傳統(tǒng)方法（XDP-1懸垂儀）和本測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試試樣的懸垂性，將兩種方法的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)兩種方法高度線性相關(guān)。選取三塊試樣每塊試樣測(cè)試10次，發(fā)現(xiàn)本系統(tǒng)測(cè)試的變異系數(shù)在2%-5%之間，穩(wěn)定性比較好，重現(xiàn)性比較高。
　　單向懸垂性測(cè)試方法相比傳統(tǒng)傘式投影法存在一些明顯的優(yōu)點(diǎn)：首先，試樣的受力狀態(tài)與實(shí)際懸掛織物的受力是一致的，測(cè)量結(jié)果更可信；其次，這種方法實(shí)現(xiàn)了懸垂性的一種三維非接觸測(cè)量，更能全面反映織物的懸垂性