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随着纺织材料、电子技术、生物科技、通信技术的不断进步,智能纺织品受到了越来越多学者的关注和研究。智能纺织品融合了纺织服装、电子信息、生物传感、物理传感等各类技术,不仅仅满足了消费者对包括穿着保暖、彰显个性的基本需求外,更赋予其感知、响应处理等功能,可以按照需求监测人体各项生理数据和运动数据等。智能纺织品在实现数据采集、信号传输等功能时,应保持柔软、舒适的特点,保证智能纺织品在穿着过程中的服用性能。因此,柔性传感器研究为目前智能纺织品开发工作中的重点工作之一。针织产品具有柔软、易变形、与人体接触面积大的特点,因此成为柔性传感器的优秀载体。目前,国内外对于织物结构的应变传感器基本上都是以针织结构为基础,以镀银导电纱为柔性传感器主要编织原料,国内对嵌织柔性传感器型智能纺织品以无缝内衣形式居多,而对于腿部产品智能纺织品研究较少。本课题以压力袜为主体,研究镀银导电纱线的结构与性能,选择合适的原料进行编织;选用合适的编织工艺和结构,在压力袜对应压力梯度点位上进行导电纱线添纱形成柔性传感器;验证柔性传感器对抬腿动作监测的可行性;分析研究柔性传感器组织结构、尺寸等对其电阻影响,以及经过拉伸、摩擦、洗涤后的电阻稳定性。具体研究内容如下:(1)选择编织原料。对压力袜原料进行选择和分析,并对其进行力学性能测试;对导电纱线微观形态、基本性能、导电性以及电-力学性能进行观察和测试,研究染色、氧化对导电纱线电阻的影响,选择合适的导电纱线进行编织。(2)选择合适的袜机进行智能压力袜的编织,针对各部位特点进行编织工艺参数的设计,以及柔性传感器组织结构的设计,并对智能压力袜的基本性能进行测试,包括其密度、厚度、透气性、弹性回复性能以及压力梯度。(3)由志愿者穿着嵌织柔性传感器智能压力袜,在志愿者进行抬腿动作的同时,实时监测柔性传感器的电阻变化,对柔性传感器人体动作监测功能进行验证。(4)对柔性传感器的导电性能、应力传感性能以及稳定性能进行测试,其中应力传感性能包括灵敏度和重复性测试,稳定性能则包括耐洗涤性和耐摩擦性。通过这一系列的实验、分析和研究最终得到以下结论:锦纶包覆氨纶纱具有优良的耐磨性和织物回弹性,通过力学性能测试,280/40/40锦纶双层包覆氨纶伸长率高达378.21%,40/40/40锦纶双层包覆氨纶纱伸长率达257.72%,符合压力袜用纱要求;镀银导电纱符合针织用纱要求,经过对导电纱线导电性能、染色稳定性能、拉伸稳定性能抗氧化性能的综合测试分析,最终选用77.78dtex抗氧化镀银导电纱作为柔性传感器的主要编织原料;采用Marz CC4-II型单针筒袜机设计合适的编织工艺进行织造,在压力袜4个点位上设计2种组织,9种不同尺寸,共18个智能压力袜试样;柔性传感器的电阻变化周期与志愿者抬腿动作周期基本一致,验证了柔性传感器对动作监测的可能性,其波峰、波谷之间的电阻波动范围在0.07Ω~0.94Ω之间;对嵌织柔性传感器进行导电测试、应力传感性能测试,发现织物密度越小,柔性传感器电阻越大;相同部位(相同密度),一隔一添纱组织柔性传感器电阻大于一隔三组织柔性传感器电阻,灵敏度则小于一隔三组织灵敏度;相同横列数,其纵行数越多,电阻越大,灵敏度越大;相同纵行数,横列数越多,电阻越小,电阻灵敏度越小;各试样柔性传感器均具有优良的重复性;一隔一组织柔性传感器耐摩擦性大于一隔三组织,横列数越少,柔性传感器耐摩擦性能越好,纵行数越多,柔性传感器耐摩擦性能越好;经过正交实验及分析,最终得出柔性传感器横列数为18、纵行数为20,组织为一隔一添纱组织的B部位处其电阻耐洗涤稳定性最好。本课题以镀银导电纱为柔性传感器主要原料,以压力袜为载体,探究柔性传感器的传感性能以及电阻稳定性能,并验证了其动作监测性能,研究不同组织结构、尺寸、密度对柔性传感器的性能影响,为后续柔性传感器的结构设计、组织选择提供了一定理论参考依据。