基于LabVIEW的袜品压力测试系统开发与应用.pdf

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1、第2 9 卷第7 期 2 0 0 8 年7 月 纺织学报 J o u r n a lo fT e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 9N o 7 J u l 2 0 0 8 文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0 0 8 ) 0 7 0 1 0 4 0 4 基于L a b V I E W 的袜品压力测试系统开发与应用 王远焕，龙海如 ( 东华大学，上海2 0 1 6 2 0 ) 摘要开发了一种基于L a b V I E W 虚拟仪的袜品压力测定系统，探讨不同于服装压力测试的袜品压力测试方法。 系统采用轻便、可挠、薄片且灵敏的F l e x i F

2、o r c e 压力传感器，高精度凋理模块处理前端信号，并借助L a b V I E W 语言开 发了可对仪器进行操作的系统应用软件，包括数据的采集、分析、保存、回放等功能。用此系统测量袜子作用于石 膏脚模上不同部位的袜压，并结合理论公式分析这几个部位的袜压分布情况，为考察和评价袜子的舒适性提供了 新的测试手段。 关键词L a b V I E W ；袜压；虚拟仪器；F l e x i F o r c e 传感器 中图分类号：T S1 8 1 8文献标识码：A D e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no ft h es o c k p r e

3、 s s u r em e a s u r e m e n t s y s t e mb a s e do nL a b V I E W W A N GY u a n h u a n ，L O N GH a i r u ( D o n g h u aU n i v e 础y ，S h a n g h a i2 0 1 6 2 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t1 h ep u r p o s eo ft h i sr e s e a r c hi st od e v e l o pas o c k - p r e s s u r em e a s u r e m e

4、n ts y s t e mb a s e do nL a b V I E W v i s u a li n s t r u m e n ta n dt oe x p l o r eam e t h o do ns o c k p r e s s u r em e a s u r e m e n td i f f e r i n gf r o mc l o t h p r e s s u r et e s t A t h i n f l e x i b l ea n ds e n s i t i v eF l e x i F o r c es e n s o ri su s e da n dt

5、 h eh i s h p r e c i s i o nc o n d i t i o n i n gm o d u l ei Si n t r o d u c e d t op r o c e s st h ef r o n ts i g n a l W i t hL a b V I E Wl a n g u a g e ，t h ea p p l i c a t i o ns o f t w a r ef o rt h es y s t e mi sd e v e l o p e d ， i n c l u d i n gf u n c t i o n so fd a t aa c q

6、u i s i t i o n ，a n a l y s i s ，s a v ea n dr e a p p e a r a n c e I na d d i t i o n ，p r e s s u r e so fd i f f e r e n t p o s i t i o n so fs o c k sw e a r i n go np l a s t e rm o d e l so ff e e ta r em e a s u r e db yt h i ss y s t e m ，a n dc o m b i n i n gw i t ht h e o r e t i c f o

7、 r m u l a t h ep r e s s u r ed i s t r i b u t i o no fd i f f e r e n ts o c kp o s i t i o n si sd i s c u s s e d 弛er e s e a r c hp r o v i d e san e wt e s t m e a n sf o ri n v e s t i g a t i o na n de v a l u a t i o no fs o c kc o m f o r t K e yw o r d s L a b V I E W ；s o c k p r e s s

8、u r e ；v i r t u a li n s t r u m e n t ；F l e x i F o r c es e n s o r 服装压力是服装舒适性研究关注的重要内 容。3o ，袜子作为服装的一个重要分支，其压力舒适 性是物理、心理、生理等多种因素相互作用的综合结 果。与袜子压力舒适性相关较高的是袜子对于小腿 和脚的袜压，即作用于脚腿各个部位单位面积的压 力。测量服装压的方法可以分为间接法和直接法， 间接法包括根据欧拉公式理论计算H 1 和石膏法【纠 等，直接方法有U 型导管气压法b J 、平衡法1 及光导 纤维法。等；但是由于人脚曲面的复杂性及人体运 动时的生理、物理变化的复

9、杂性，这些方法给袜子压 力的测量带来不同程度的困难，因此目前国内外对 袜子质量的评定以及压力舒适性的测试，主要局限 于袜口等部位的横向拉伸值以及借用测量服装压的 一些方法引。 本文建立了基于虚拟仪的袜品压力测试装置， 可以满足测量脚模着袜时各个部位的袜压，能较直 观、客观、实时地给出压力值，为评价袜子的压力舒 适性提供了新的测试手段以及袜压参考值。 1 袜压测量系统的开发 1 1 系统的组成 虚拟仪器( v I ) 是基于计算机的仪器，即计算机 和仪器的密切结合。虚拟仪器通过提供给用户组 收稿日期：2 0 0 7 0 8 1 3修回日期：2 0 0 8 0 2 2 2 作者简介：王远焕( 1

10、9 8 2 一) ，男，硕士生。研究方向为袜品压力测试系统开发。龙海如，通讯作者，E m a i l ：h r l o n g d h u e d u e l l 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第7 期王远焕等：基于L a b V I E W 的袜品压力测试系统开发与应用 1 0 5 建自己仪器的可重用源代码库，处理模块间通讯、定 时、触发等功能，强调在通用计算机平台的基础上， 通过软件和软面板，把由厂家定义的传统仪器转变 为由用户定义的、由

11、计算机软件和几种模块组成的 专用仪器。袜压测量系统的主要组成如图1 所示， 其中信号调理模块、数据采集卡、C P U 等均为美国 N I 公司的产品。 通至卜砂 袜面转折点( ) 袜跟处( ) 脚踝两侧 ( 、) 袜筒中部( ) 。根据服装压力的计算公 式I4 | ： n T HZ v P = 2 + _ I D Hl D v 式中：P 为织物压力，P a ；r 为织物张力，N m ；t o 为受 压部位的曲率半径，m ；H 为水平方向；V 为垂直 方向。 袜子作用于腿脚上的方式与服装作用于身体上 的方式一致，故也可用服装压力理论式来分析。由 式可知，随着袜子张力的增大和受压曲率半径的减 小，

12、袜子压力值增大。袜子压力主要与袜子材料的 弹性、延伸度和穿着部位有关。由于脚面各个部位 的曲面形状不一，导致袜子的延伸度和张力不同。 部位的不一，如、稍有内凹趋势等，使受压曲率 半径不一，最终使袜压呈现以上分布。袜口部位延 伸度较其他部位大，虽然受压曲率半径较其他部位 大一些，但差异没有张力那么明显。又由于袜口均 为罗纹组织，较其他部位厚，而且氨纶含量也较高， 弹性模量较大，这些都是袜口呈现最大袜压值的原 因。也充分证明了袜口能起到袜子不向下滑脱的 作用。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to

13、remove the watermark 第7 期王远焕等：基于L a b V I E W 的袜品压力测试系统开发与应用 1 0 7 另外，从表2 数据不难看出，袜口中部袜压分布 有这样的趋势，即内、外侧袜压( 、) 前后侧袜 压( 、) ，这主要与模型横截面4 个部位的屈曲程 度有关。分析石膏脚模可知，前、后侧曲率半径 内 外侧曲率半径，根据上面公式分析，可以说明这种分 布是合理的。 除了脚模的形状与部位外，脚模的尺寸、袜子的 原料组分与尺寸等对于袜压也有影响。由于研究使 用了一种脚模，被测的袜子是市场取样，无法做到固 定其他参数只改变一种参数，例如只改变氨纶的比 例等，所以本文没有探讨其他

14、因素对袜压的影响。 3结论 利用F l e x i F o r c e 传感器的特点，基于L a b V I E WV I 的压力测定系统，不仅实现了更为精确、快速、客观的 压力测定，而且可以完成人体腿脚特殊部位的压力测 定，实时数据采集、保存和处理。在设计卫生袜品( 如 预防静脉曲张的袜子、护踝等) 进行压力测定时，该系 统是可行的。对袜子不同部位的袜压测量，可以直观 地获取袜子作用于小腿和脚的压力分布，不仅有利于 了解袜子在腿、脚几个特殊部位的压力情况，而且为 进一步研究袜子的压力舒适性提供参考。渊 参考文献： 1 宋晓霞，冯勋伟服装压力与人体舒适性之关系 J 纺织学报，2 0 0 6 ，

15、2 7 ( 3 ) ：1 0 3 1 0 5 N a k a h a s h iM M o r o o k aH M o r o o k aH A ne s t i m a t i o no ft h e c o m f o r t a b l ea n dc r i t i c a l c l o t h i n gp r e s s u r ev a l u e s o n l e g s ， a n da na n a l y s i so ff a c t o r sa f f e c t i n gt h o s ev a l u e s J J o u r n a l o ft h

16、 eJ a p a nR e s e a r c hA 8 s o c i a t i o nf o rT e x t i l eE n d U s e s 。 2 0 0 0 。4 1 ：7 5 6 7 6 2 S a s a k iK ，M i y a s h i t aK ，E d a m u r aM ，e ta 1 E v a l u a t i o no f f o u n d a t i o nc o m f o r tb a s e do nt h es e n s o r ye v a l u a t i o na n d d y n a m i cc l o t h i n

17、 gp r e s s u r em e a s u r e m e n t J J o u r n a lo ft h e J a p a nR e s e a r c hA s s o c i a t i o nf o rT e x t i l eE n d U s e s ，1 9 9 7 ，3 8 ( 2 ) ：1 0 9 1 1 4 K i tKWJ r ，l b r a h i mSM F u n d a m e n t a lr e l a t i o n s h i po ff a b r i c e x t e n s i b i l i t yo fa n t h r o

18、p o m e t r i c r e q u i r e m e n t sa n dg a r m e n t p e r f o r m a n c e J T e x t i l eR e s e a r c hJ o u r n a l ，1 9 6 6 ，3 6 ( 1 ) ： 3 7 4 7 成秀光服装环境学 M 金玉顺，高绪珊，译北京： 中国纺织出版社，2 0 0 0 ：1 1 2 1 1 8 C h e nNL R e s e a r c ho nn e wt e s t i n gm e t h o da n di n s t r u m e n t o fc l o t

19、h i n gp r e s s u r e J J o u r n a lo fC h i n aT e x t i l eU n i v e r s i t y ， 1 9 9 9 1 6 ( 4 ) ：1 0 4 1 0 7 T o y o n o f iN ，K e n i c h iO ，S a d a m uS ，e ta 1 C o m f o r tp r e s s u r e e v a l u a t i o no fm e n 7ss o c k su s i n ga ne l a s t i co p t i c a lf i b e r J T e x t i l

20、 eR e s e a r c hJ o u r n a l ，1 9 9 8 ，6 8 ( 6 ) ：4 3 5 4 4 0 T s u j i s a k aT ，A z u m aY C o m f o r tp r e s s u r eo ft h et o pp a r to f m e n ss o c k s J T e x t i l eR e s e a r c hJ o u r n a l ，2 0 0 4 ，7 4 ( 7 ) ： 5 9 8 6 0 2 王磊，陶梅精通L a b V I E W8 0 M 北京：电子工业出 版社，2 0 0 7 ：4 1 3 占辉，徐军测量服装压力F l e x i F o r c e 传感器的评 价 J 陕西纺织，2 0 0 4 ( 2 ) ：4 1 4 3 1 J 1 J 1 j 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 1 J 2 3 4 5 6 7 8 9 托 r L r L r L r L r L r L r L r L r L 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark