[发明专利]一种多尺度纤维制品接触形态测试装置及其检测分析方法

权利要求书

1.一种多尺度纤维制品接触形态测试装置，其特征在于：包括平面接触形态测试系统和曲面接触形态测试系统，平面接触形态测试系统和曲面接触形态测试系统皆安装在机架上，该测试装置用于可视化地测定与分析在不同载荷下，不同纤维类型、不同组织结构的纤维束及织物与载体表面间接触形态；平面接触形态测试系统包括平面加压装置、光源a和工业相机a；工业相机a、光源a和平面加压装置由上至下依次设置；所述的曲面接触形态测试系统包括曲面加压装置、光源b和工业相机b；工业相机b安装于移位装置上，工业相机b能沿着移动装置上的移动轨道进行移动；移位装置固定于机架上；曲面加压装置包括透明曲面辊、夹具、施力装置和S型力传感器；透明曲面辊安装于机架上，其表面用于承载样品；样品的一侧由夹具a夹持；夹具a与S型力传感器a连接；S型力传感器a固定于机架上；样品的另外一侧由另一个夹具b夹持，该夹具b与另一个S型力传感器b连接，该侧的S型力传感器b与施力装置相连；施力装置安装于机架上；光源b位于透明曲面辊与工业相机b之间；所述移位装置，包括滑槽和滑块，滑块安装在滑槽内，能沿着滑槽内的轨道进行滑动，该轨道为圆弧形；工业相机b与滑块固连。

2.根据权利要求1所述的一种多尺度纤维制品接触形态测试装置，其特征在于：平面加压装置包括压力传感器、法兰、测试板、透明玻璃板和回形压板；回形压板置于透明玻璃板上；透明玻璃板置于测试板上，两者之间用于放置待测样品；测试板通过法兰与压力传感器固连；压力传感器固定于工作台上；工作台固定于机架上。

3.根据权利要求2所述的一种多尺度纤维制品接触形态测试装置，其特征在于：回形压板通过螺栓与工作台连接，且在螺栓与回形压板之间装有弹簧；通过拧紧回形压板四个角上的螺栓挤压弹簧，实现对回形压板施加压力，进而调节施加在待测样品上的压力，并通过压力传感器测定。

4.根据权利要求1所述的一种多尺度纤维制品接触形态测试装置，其特征在于：所述施力装置包括双轨丝杠、滑台和凸台；双轨丝杠安装在机架上，滑台安装在双轨丝杠上，两者能相对移动，凸台与滑台配合安装，凸台与S型力传感器b连接。

5.根据权利要求1所述的一种多尺度纤维制品接触形态测试装置，其特征在于：夹具包括L块和条形块；待测样品的一端放置在L块和条形块之间，L块和条形块紧固连接。

6.根据权利要求1至5项任意一项所述的一种多尺度纤维制品接触形态测试装置的检测分析方法，其特征在于：

（1）.将待测样品放置在平面或者曲面加压装置内部，对待测样品施压并记录该压力数值；

（2）.利用工业相机拍摄平面加压装置内的待测样品形态或者多角度拍摄曲面加压装置内的待测样品形态；

（3）.采用图像拼接算法对多角度拍摄到的曲面上的待测样品图像进行拼接，用于取得曲面上样品接触形态的全景图像；图像拼接算法包括以下步骤：

a）.图像预处理；

b）.图像配准：基于SURF算法对不同视角的采集图像进行特征点的提取和匹配，再利用求得的变换矩阵进行图像配准；

c）.坐标变换：根据匹配的点集将其转换到同一坐标下；

d）.图像融合：将其他几幅图像拷贝到一幅视角采集图像的特定位置进行图像的融合拼接；

（4）.结合待测样品的受力数值，对取得的待测样品的平面及曲面接触形态进行分析。