变化蜂巢织物基压力传感器的制备及性能研究

为改善织物基柔性压力传感器的灵敏度、响应性和稳定性,通过机织结构设计将微结构引入棉织物中,织造了具有圆顶形微表面结构的变化蜂巢组织织物。以变化蜂巢织物、炭黑(CB)和聚乙烯醇(PVA)为原料,采用浸烘法制备了不同的传感织物。测试了炭黑质量分数与传感器电阻的关系,并对制备的传感器结构形貌和力学传感性能进行表征,探讨其在人体运动监测中的应用。结果表明:在炭黑质量分数为5%时,传感器电阻降至20 kΩ/cm,制备的传感器具有较高的灵敏度,较小的迟滞性,在不同压力和压缩速率条件下均能保持良好的稳定性、重复性及耐用性。认为:制备的传感器可以应用于人体运动监测,包括手指按压、指关节、手腕和肘关节弯曲运动等。

镀银针织物柔性传感器运动监测研究

肢体运动监测在康复医学领域有着重要的应用,柔性可穿戴织物传感器成为该领域的热点。文中选用锦纶镀银纱线作为导电元件,通过纬编针织技术使其与羊毛纱线混织成罗纹结构针织物柔性传感器,验证锦纶镀银纱可编织性,测试不同导电纱含量的柔性传感器传感性能和透气性能,并证实该传感器可用于肢体运动监测的可能性,如手指和手腕运动。该传感器具有宽传感范围和高灵敏度以及优异稳定性,该研究为康复医学领域和体育领域监测肢体运动提供思路和解决方案。

间隔织物用钢筘运动路径规划及驱动机构设计

为满足间隔织物打纬过程中钢筘运动轨迹和动态特性等需求,基于凸轮连杆组合机构研究钢筘运动路径规划、驱动机构设计及动态特性控制方法。建立基于刚体导引的钢筘驱动机构设计模型及基于傅里叶级数的钢筘运动特性控制模型,设计并仿真验证钢筘运动路径及其运动特性。结果表明:摇杆初始角位移是决定钢筘运动路径的重要参数,设计5组不同参数的钢筘驱动机构均可实现钢筘平行打纬,最小轨迹误差率为0.02%;构建的凸轮从动运动规律可平稳控制钢筘沿其运动路径往复运动,且在钢筘运动启停阶段有50°的近似静止时间,可增加开口角和引纬角,有利于提高织机转速和满足幅宽需求;调节负向加速度峰值可获得不同惯性打纬力,为打纬机构参数化设计提供理论参考。

Analysis of Transverse Vibration of a Longitudinally Moving Fabric

Fabric moves along running direction continuously in the processing of weaving,dyeing and finishing and its dynamic behavior is very complex.Running at a high speed,the fabric vibrates,which has great influence not only on the performance of machine,but also on the fabric itself.Analysis of transverse free vibration of a longitudinally moving fabric is put forward in this paper and the calculating formula of natural frequencies of the fabric is introduced accordingly.Meanwhile the effects of several parameters on the first order natural frequency are also discussed.

聚苯胺尼龙导电织物的制备及其传感性能

采用低温原位聚合法在尼龙织物表面形成一层聚苯胺导电材料,并用场发射扫描电子显微镜和显微拉曼成像光谱仪对其形貌及化学组成进行了表征,用数显万用表和电化学工作站测试了其导电性能。结果表明,聚苯胺聚合在尼龙织物的表面,赋予尼龙织物较好的导电性,聚苯胺尼龙导电织物电导率为31.62 S/m。聚苯胺尼龙导电织物的电阻随应变的增大而增大,当应变回复到初始状态时,电阻逐渐恢复并接近初始值,在3500次拉伸-回复循环后仍有96.2%的高循环稳定性。聚苯胺尼龙导电织物具有良好的传感性能,在0~15%应变范围内可以准确监测人体的关节运动。同时,聚苯胺尼龙导电织物也具有热电性能,其塞贝克系数为8.406μV/K,有望作为温差传感器。

基于特征运动观测的蝴蝶前飞规律及样机验证

为了研究蝴蝶扑翼飞行的原理,研制低频扑翼的仿生器,通过蝴蝶飞行运动的生物学观测,提出蝴蝶的3种特征运动状态,分析扑翼运动、胸部俯仰运动及腹部摆动运动之间的相位关系,构建蝴蝶前飞运动学模型。基于“杆-膜”仿生翼的新工艺和定制的机载飞控系统,研制轻量化的仿生蝴蝶扑翼飞行器样机,研究蝴蝶样机的飞行控制策略。通过六维力传感器对样机做地面动力学测试,利用高速摄像机对样机飞行进行运动学跟踪,证明了基于特征运动状态的蝴蝶前飞规律和原理样机研制的有效性。

大提花织绣家纺面料的开发

为了解决家纺面料绣花处厚度突变、手感僵硬,易产生密路和稀路疵点而形成的横档问题,介绍纺纱原料及其物理指标、面料设计参数,阐明纺纱工艺、烧毛工艺、经纱质量控制、整经工艺、穿经及织造工艺的技术要点;对比分析未采取措施、安装横档消除专用装置、变纬密工艺、安装横档消除专用装置和变纬密工艺相结合4种方法,对不同品种布面稀密路疵点的控制情况。结果表明:在大提花工艺基础上局部增加绣花织造工艺,采取安装横档消除专用装置和变纬密工艺相结合的方法,可解决因纬密突变带来的布面横档问题,生产的大提花织绣家纺面料色彩层次丰富、花型清晰、立体感强且手感顺滑柔软,产品的科技附加值和利润率较高。

微系统领域的关键技术

评述微系统的 3维成形、空间运动机构制作和微作业技术。提出了微系统的定义 ,指出了它区别于宏系统、微电子系统的特点及这些特点对上述 3个技术的影响。评述了 L IGA、DRIE、EDM、微浮雕、折叠法、RPM 6种 3维成形法 ,并指出如何组合它们以适应微光学系统、微流体系统、微机构等商品化的配套需要。评述了微运动副的制造方法、带弹性变形件及柔性变形件的微机构设计原理和制造方法 ,并对它们的选择原则提出建议。评述了微物体在流体中的作业、微注射、狭窄空间中的作业、工作台—机器人系统上的微作业。提出了值得研究的若干课题群。

纵向运动织物的振动固有频率分析

在织造和染整加工过程中,织物沿纵向连续运动,因此织物的振动性能比较复杂,它是典型两维纵向运动,而涉及两维纵向运动物体振动特性研究的文献较少。因此对纵向运动织物的自由振动进行了理论分析,给出了其固有频率的计算公式,并对固有频率的几个影响参数进行了讨论。

色织泡泡纱织物的生产实践

对泡泡纱织物送经机构进行了改造,解释了泡泡纱织物的起泡原理和要求,阐述了改造后的送经机构的优点,泡泡纱的设计及其风格特征,探讨了生产工艺和改进措施。

平绒织机送经机构的工作原理与性能分析

介绍了一种平绒织机的地经送出机构,结合平绒织物的织造工艺,分析了该机构的工作原理、受力情况以及机构的调节性能,指出了其改进的方向.

影响干衣机内织物运动轨迹的因素分析

详细分析家用滚筒干衣机织物烘干运动轨迹及受力情况的特点，指出影响这一轨迹的主要因素；探讨这些因素与运动轨迹之间的显著性关系；并从烘干时间、烘干后织物平整度、烘干能耗的角度，证明目前市场上千衣机滚筒使用的固定转速45—50r／min是否合理，得出家用滚筒干衣机滚筒最佳的烘干转速应为42-48r／min。指出织物烘干运动轨迹与织物热质传输的关系，为干衣机性能改进提供参考。

金纳米线负载棉针织物柔性传感器制备及应用

柔性传感器具有稳定性优异、响应迅速、灵敏度高等特点,在智能可穿戴设备上具有广阔的开发前景。为满足可穿戴器件的要求,制备金纳米线,并用金纳米线溶液浸渍处理棉针织物,获得具有较好性能的传感元件。利用铜离子处理后的纱线人工绣制叉指电极,与金纳米线棉针织物复合材料组装成压阻式柔性传感器件,并将其置于人体的不同部位如手指、颈椎等部位,进行人体关节弯曲运动的传感性能测试。结果表明,所制备的压阻式柔性传感器实现了对人体关节运动过程中不同状态的实时跟踪与监测,取得了良好效果,为可穿戴柔性传感器的设计与应用提供了可行性方案。

织物三维动态仿真中最佳特征图案评价方法

从织物运动的动态图像序列出发,基于特征的织物三维动态仿真方法中,如何从运动织物图像序列中获取高精度的特征点匹配是关键,而影响特征点匹配精度的因素除了匹配算法外还有构成特征点的织物特征图案。针对特定的特征描述与匹配算法下,不同特征图案类型会导致不同程度的特征误匹配问题,提出了一种织物最佳特征图案的评价方法,通过该方法可以帮助选取或主动构建具有合适特征图案的织物作为三维动态仿真织物模板使用,从而有效提升织物三维动态仿真性能。论文最后以26个大写英文字符作为织物特征图案为例,通过实验给出了26个大写英文字符作为织物特征图案的最佳组合。

服装类可穿戴心电监护系统的设计与实现

因对功能性服装的需求越来越迫切,设计了一款可穿戴的心电监护服装系统。系统设计了3个灵敏度较高的柔性织物电极,并选取导电性能良好的纺织线来完成信号采集。信号处理采用AD8232芯片搭配的简单电路和STM32F103C8T6为核心的单片机,然后通过蓝牙将数据实时发送至上位机并显示心电信号波形。针对穿戴过程中大幅度运动所带来的运动伪迹干扰,运用经验模态分解,结合主成分分析方法抑制。实验结果表明,该系统能有效实时监测人体在不同状态下的心电图。

连杆组合式举升机构的运动分析

利用复数向量法对自卸汽车油缸前推连杆放火式和油缸前推杠杆平衡式两种连杆组合式举升机构进行运动分析，并根据其运动规律建立了角度、角速度和角加速度的数学模型，同时还进行计算机仿真。

基于椭圆运动方式的小工具抛光去除函数

为了改进传统的小工具抛光的去除函数的特性和提高去除效率,在行星和平转动抛光方式的基础上,通过三转子机构,实现了椭圆式运动方式;以Preston理论为基础,研究并推导了在这种运动方式下的材料去除函数;通过计算机模拟得到了去除函数的面形矩阵,经过优化后获得了最终的抛光参量,得到了与理想的高斯型函数吻合程度高的去除函数。结果表明,仿真加工后,其去除效率优于行星式去除函数。基于椭圆运动方式的小工具抛光避免了行星和平转动抛光方式去除函数存在的缺陷,有助于提高抛光过程的去除效率。

面料及运动速度对连衣裙三围形态的影响

为研究不同面料和运动速度对服装造型的影响规律,选取身材相似的3名受试者和5种常见面料,按照受试者尺寸制作成连衣裙,利用三维动作捕捉仪获取受试者着装状态下,不同运动速度时连衣裙胸围、腰围和臀围表面的坐标点,通过曲线拟合得到三围曲线,并提取曲线面积、曲线周长、横向距离和纵向距离4个参数,作为客观评价连衣裙外观形态的参数。研究得出:面料和运动速度对连衣裙的4个参数均具有显著影响,其中对腰围参数的影响最大,其次为臀围,最后是胸围;短纤纱等不易变形的织物形成的胸围曲线较小,腰围和臀围曲线较大,且三围形态不易受运动速度的影响。

碳纤维立体织机平行打纬机构设计与优化

碳纤维立体织物结构复杂、厚度大,为解决其每层纬纱所受打纬力应均匀的问题,提出一种由共轭凸轮与四连杆相结合的组合式平行打纬机构。根据打纬工艺要求,以修正正余弦运动规律为基础来设计共轭凸轮,根据织机尺寸及允许空间来给定边界条件,应用反转法求解共轭凸轮轮廓线,得出推程、回程均为77°的远休止角为零的共轭凸轮;用二级杆组法对钢筘进行运动分析,得出钢筘加速度曲线始末两端均为零且连续无突变,打纬时刻钢筘加速度负向最大,实现惯性打纬;优化四连杆空间分布,摆臂长度直接关系钢筘与纬纱接触后是否做水平运动,其它杆长确定情况下,摆臂长度为398 mm时,钢筘打纬过程中运动方向与水平线夹角基本为0°,实现平行打纬。

差异化面料拼接对乳房晃动束缚的影响

为揭示面料拼接后的运动文胸对乳房晃动束缚的影响,提高运动状态下文胸对乳房的支撑性能,以设计后的16件运动文胸为对象,选择6名受试者,通过三维动态捕捉设备获取差异运动强度下穿着不同运动文胸样衣的人体胸部标记点位移数据,分析面料拼接对乳房晃动束缚的影响。结果表明:肩带+侧片分割的方式对乳房晃动的限制效果最好,减少量在[0.02,0.88]cm。在此分割方式下拼接高强度面料对乳房上标记点位移的减少量在[1.10,5.95]cm,其中面料的弹性回复率越大对限制乳房晃动的效果越好。所得到的面料拼接对运动文胸的量化影响分析结果,可用于指导高性能运动文胸的设计。