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专利号: 202210404207X
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 织造
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种检测多方向受力的电容阵列传感织物,其特征在于,包括第一织物系统和第二织物系统,且两系统通过表里换层组织一体成型织造;所述第一织物系统包括交织的第一经纱和第一纬纱,所述第二织物系统包括交织的第二经纱和第二纬纱,其中:第一、第二经纱交替排布,第一、第二纬纱交替排布;

定义所述电容阵列传感织物的经纱方向为Z方向、纬纱方向为X方向、厚度方向为Y方向,第一、第二织物系统的带电情况分为两种:所述第一织物系统中的第一经纱和所述第二织物系统中的第二纬纱为导电纱线,所述第一织物系统中的第一纬纱和所述第二织物系统中的第二经纱为不导电纱线,或者,所述第一织物系统中的第一纬纱和所述第二织物系统中的第二经纱为导电纱线,所述第一织物系统中的第一经纱和所述第二织物系统中的第二纬纱为不导电纱线,所述导电纱线为以导电纤维为芯丝的包芯纱线,或者为表面涂覆有绝缘涂层的导电纤维;将相邻的第一经纱或相邻的第二经纱在Y‑Z平面内形成的视觉交叉点作为电容点,用于检测X方向的剪切力,和/或,将相邻的第一纬纱或相邻的第二纬纱在X‑Y平面内形成的视觉交叉点作为电容点,用于检测Z方向的剪切力;将所述第一经纱与所述第二纬纱或所述第一纬纱与所述第二经纱在X‑Z平面内形成的视觉交叉点作为电容点,用于检测Y方向的压力。

2.根据权利要求1所述的检测多方向受力的电容阵列传感织物,其特征在于,当所述表里换层组织为通过调换表、里层的经纱位置形成的表里经换层组织时,所述电容阵列传感织物在所述表、里层的经纱交换位置处形成纬向的连接缝线,将所述电容阵列传感织物划分成两个区域;在第一区域中,第一经纬纱交织成表层组织,第二经纬纱交织成里层组织;

在第二区域中,所述第二经纱和所述第一纬纱交织成表层组织,所述第一经纱和第二纬纱交织成里层组织;

则按照所述表里经换层组织织造的电容阵列传感织物用于检测X方向的剪切力和Y方向的压力。

3.根据权利要求1所述的检测多方向受力的电容阵列传感织物,其特征在于,当所述表里换层组织为通过调换表、里层的纬纱位置形成的表里纬换层组织时,所述电容阵列传感织物在所述表、里层的纬纱交换位置处形成经向的连接缝线,将所述电容阵列传感织物划分成两个区域;在第一区域中,第一经纬纱交织成表层组织,第二经纬纱交织成里层组织;

在第二区域中,所述第一经纱和所述第二纬纱交织成表层组织,所述第二经纱和第一纬纱交织成里层组织;

则按照所述表里纬换层组织织造的电容阵列传感织物用于检测Z方向的剪切力和Y方向的压力。

4.根据权利要求1所述的检测多方向受力的电容阵列传感织物,其特征在于,当所述表里换层组织为通过同时调换表、里层的经纱和纬纱位置形成的表里经纬换层组织时,所述电容阵列传感织物在表、里层的经纬纱交换位置处形成经向和纬向的连接缝线,将所述电容阵列传感织物划分成四个区域,其中:一个对角线方向的两个区域合称为第一区域,另一个对角线方向的两个区域合称为第二区域;在所述第一区域中,第一经纬纱交织成表层组织,第二经纬纱交织成里层组织;在所述第二区域中,第二经纬纱交织成表层组织,第一经纬纱交织成里层组织;

则按照所述表里经纬换层组织织造的电容阵列传感织物用于检测X方向的剪切力、Z方向的剪切力和Y方向的压力。

5.根据权利要求1所述的检测多方向受力的电容阵列传感织物,其特征在于,所述导电纤维选用镀金属导电纱线,所镀金属材料为银、铜、镍、铝、锌、金中的至少一种;或者所述导电纤维选用导电的柔性纤维或纱线。

6.根据权利要求1所述的检测多方向受力的电容阵列传感织物,其特征在于,在位于Y‑Z和/或X‑Y平面内用于检测剪切力的电容阵列中,将介于两根导电纱线之间的不导电纱线作为介电层,所述不导电纱线为任意绝缘聚合物材料纺成或拉伸而成的丝状弹性纤维或纱线。

7.根据权利要求2‑4任一所述的检测多方向受力的电容阵列传感织物,其特征在于,在第一、第二区域中,表、里层的经纬纱均以平纹组织交织。

8.一种检测多方向受力的电容阵列传感织物的制备方法,其特征在于,包括:

选用导电纱线作为第一经纱和第二纬纱,选用不导电纱线作为第一纬纱和第二经纱,或者,选用导电纱线作为第一纬纱和第二经纱,选用不导电纱线作为第一经纱和第二纬纱,所述导电纱线为以导电纤维为芯丝的包芯纱线,或者为表面涂覆有绝缘涂层的导电纤维;

按照表里换层组织绘制织物上机图,其中:所述表里换层组织为表里经换层组织、表里纬换层组织或表里经纬换层组织,所述织物上机图包括组织图、穿筘图、穿综图和提综图;

根据所述组织图的经纱顺序整理第一、第二经纱,并分别卷绕在两个经轴上;其中,所述经纱顺序为所述第一、第二经纱交替排布形成的顺序;

采用分区穿综法,将所述第一、第二经纱按照所述穿综图依次穿入织机对应综框的综丝中,再按照所述穿筘图的入筘规律将穿入所述综丝的经纱穿入筘齿;在织机上按照所述提综图给出的提综规律设置提综顺序;

依次进行开口、引纬、打纬、卷曲、送经运动,使第一经纬纱交织形成第一织物系统、第二经纬纱交织形成第二织物系统,两系统通过所述表里换层组织逐渐织成连续的电容阵列传感织物;其中,进行引纬运动时的引纬顺序是根据所述组织图的纬纱顺序确定的,所述纬纱顺序为第一、第二纬纱交替排布形成的顺序;所述电容阵列传感织物用于检测X方向和/或Z方向的剪切力,同时还用于检测Y方向的压力。

9.根据权利要求8所述的检测多方向受力的电容阵列传感织物的制备方法,其特征在于,当所述表里换层组织为通过同时调换表、里层的经纱和纬纱位置形成的表里经纬换层组织时,所述电容阵列传感织物在表、里层的经纬纱交换位置处形成经向和纬向的连接缝线,将所述电容阵列传感织物划分成四个区域,其中:一个对角线方向的两个区域合称为第一区域,另一个对角线方向的两个区域合称为第二区域;

在所述组织图对应的第一区域中,所述第一纬纱与第二经纱相交的方格表示当引入所述第一纬纱时、所述第二经纱均不提升;所述第一经纱与第二纬纱相交的方格表示当所述第二纬纱引入时、所述第一经纱全部提升;

在所述组织图对应的第二区域中,所述第一纬纱与第二经纱相交的方格表示当所述第一纬纱引入时、所述第二经纱全部提升;所述第一经纱与第二纬纱相交的方格表示当所述第二纬纱引入时、所述第一经纱均不提升。

10.根据权利要求8所述的检测多方向受力的电容阵列传感织物的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括:

将经纬向的导电纱线分别并联连接,将经向的任一导电纱线和纬向的任一的导电纱线预留出一定长度作为所述电容阵列传感织物的电极引线,与信号检测装置连接,所述信号检测装置用于接收所述电容阵列传感织物发出的变化的电信号,并转换为相应的力检测信号输出。