[实用新型]人体皮肤摩擦性能测试仪

说明书

技术领域

本发明属于皮肤摩擦性能测试领域，具体涉及一种人体皮肤摩擦性能测试仪。

背景技术

皮肤位于人体的表面，是人体健康的第一道防线。人体皮肤许多生理功能的实现都依赖于其力学性能，而皮肤的弹性性能是皮肤力学性能的一个重要参数。因此，人体皮肤摩擦和弹性性能的研究对于人们保持皮肤健康，提高生活质量具有重要的意义。

护肤品和化妆品行业在全球市场发展迅速，应用皮肤的摩擦性能可以对护肤品和化妆品进行定量地评价。涂在皮肤上的护肤品或化妆品，其功能是向皮肤释放营养和保护成份，储藏水分，组织皮肤表面水分的蒸发，给皮肤带来光滑和湿润的感觉，同时也使皮肤的粘度和摩擦力及弹性性能发生了变化。

然而，目前的皮肤测试装置大多只能针对人体上肢部位皮肤进行测试，测试部位的局限性较大，对于脸部额头、脸颊、耳后等部位的测试受到机器的约束，而且测试精度受传感器的限制，灵敏度不高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种人体皮肤摩擦性能测试仪，通过对皮肤测试仪的结构进行改进，实现对人体微小部位，例如额头，脸颊，耳后等部位进行皮肤测试，而且通过对力敏感元件的改进，提高测量精度。

本发明的技术方案是：一种人体皮肤摩擦性能测试仪，包括摩擦性能测试装置，所述装置包括测试件和传感系统信号处理器，测试件包括摩擦元件和传感器，摩擦元件固定在传感器的上PCB板上，传感器的下PCB板固定在皮肤摩擦性能测试装置上，传感器采集正压力和摩擦力并发送给传感系统信号处理器，所述传感器包括X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合，所述X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合均包括两个以上相互形成差动的电容单元模块，所述电容单元模块采用由两个以上的条状电容单元组成的梳齿结构，每个条状电容单元包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极，所述X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合的电容值求和计算电容传感器的法向力且消除切向力影响。

人体皮肤摩擦性能测试仪，传动装置包括传感器固定件，传感器的下PCB板固定在传感器固定件上端，传动装置通过传感器固定件使摩擦元件穿过皮肤摩擦测试装置顶端的矩形孔来回移动，摩擦元件为硅树脂材料。所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长度大于感应电极长度，驱动电极长度两端分别预留左差位δ_左和右差位δ_右，b_0驱＝b_0感+δ_右+δ_左，其中，b_0驱为条状电容单元的驱动电极长度，b_0感为条状电容单元的感应电极长度。所述差位δ_左＝δ_右，且其中d₀为条状电容单元介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，τ_max为最大应力值。所述两组相互形成差动的电容单元模块的条状电容单元的驱动电极和感应电极沿宽度方向设有初始错位偏移，错位偏移大小相同、方向相反。所述三角形结构包括20个以上条状电容单元、与条状电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间距a_δ。所述平行板面积S＝M(a₀+a_δ)*b₀/99％，其中，M为条状电容单元数量，b₀为条状电容单元的长度，a₀条状电容单元的宽度，a_δ为条状电容单元的电极间距。所述条状电容单元的宽度其中，d₀为介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述传感系统信号处理器和电容单元模块之间设有中间变换器，变换器用于设置电压对电容或频率对电容的传输系数。所述梳齿状结构包括20个以上条状电容单元、与条状电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间距a_δ。

本发明有如下积极效果：本发明的皮肤摩擦性能测试装置针对人体上肢部位皮肤进行测试，测试部位包括脸部额头、脸颊、耳后等部位灵活方便，另外，本发明的传感器灵敏度高，并且通过驱动电极两端预留差位解决力间耦合，具有较好的动态性能。本发明在电容传感器测量三维力的基础上，有效使用平板有效面积，并且通过差动等方法有效解决三维力间耦合，从而使法向与切向转换都达到较高的线性、精度与灵敏度。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式的条状电容单元及其坐标系。