[實用新型]人體皮膚摩擦性能測試儀

有效

• 申請號: 201520558624.5
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN204863105U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 裴瑞平;黃壘;朱海朋
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 馬榮

技術領域

本發明屬于皮膚摩擦性能測試領域，具體涉及一種人體皮膚摩擦性能測試儀。

背景技術

皮膚位于人體的表面，是人體健康的第一道防線。人體皮膚許多生理功能的實現都依賴于其力學性能，而皮膚的彈性性能是皮膚力學性能的一個重要參數。因此，人體皮膚摩擦和彈性性能的研究對于人們保持皮膚健康，提高生活質量具有重要的意義。

護膚品和化妝品行業在全球市場發展迅速，應用皮膚的摩擦性能可以對護膚品和化妝品進行定量地評價。涂在皮膚上的護膚品或化妝品，其功能是向皮膚釋放營養和保護成份，儲藏水分，組織皮膚表面水分的蒸發，給皮膚帶來光滑和濕潤的感覺，同時也使皮膚的粘度和摩擦力及彈性性能發生了變化。

然而，目前的皮膚測試裝置大多只能針對人體上肢部位皮膚進行測試，測試部位的局限性較大，對于臉部額頭、臉頰、耳后等部位的測試受到機器的約束，而且測試精度受傳感器的限制，靈敏度不高。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種人體皮膚摩擦性能測試儀，通過對皮膚測試儀的結構進行改進，實現對人體微小部位，例如額頭，臉頰，耳后等部位進行皮膚測試，而且通過對力敏感元件的改進，提高測量精度。

本發明的技術方案是：一種人體皮膚摩擦性能測試儀，包括摩擦性能測試裝置，所述裝置包括測試件和傳感系統信號處理器，測試件包括摩擦元件和傳感器，摩擦元件固定在傳感器的上PCB板上，傳感器的下PCB板固定在皮膚摩擦性能測試裝置上，傳感器采集正壓力和摩擦力并發送給傳感系統信號處理器，所述傳感器包括X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容單元組合，所述X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容單元組合均包括兩個以上相互形成差動的電容單元模塊，所述電容單元模塊采用由兩個以上的條狀電容單元組成的梳齒結構，每個條狀電容單元包括上極板的驅動電極和下極板的感應電極，所述X方向差動電容單元組合和Y方向差動電容單元組合的電容值求和計算電容傳感器的法向力且消除切向力影響。

人體皮膚摩擦性能測試儀，傳動裝置包括傳感器固定件，傳感器的下PCB板固定在傳感器固定件上端，傳動裝置通過傳感器固定件使摩擦元件穿過皮膚摩擦測試裝置頂端的矩形孔來回移動，摩擦元件為硅樹脂材料。所述每個條狀電容單元的驅動電極和感應電極寬度相同，驅動電極的長度大于感應電極長度，驅動電極長度兩端分別預留左差位δ_左和右差位δ_右，b_0驅＝b_0感+δ_右+δ_左，其中，b_0驅為條狀電容單元的驅動電極長度，b_0感為條狀電容單元的感應電極長度。所述差位δ_左＝δ_右，且其中d₀為條狀電容單元介質厚度，G為彈性介質的抗剪模量，τ_max為最大應力值。所述兩組相互形成差動的電容單元模塊的條狀電容單元的驅動電極和感應電極沿寬度方向設有初始錯位偏移，錯位偏移大小相同、方向相反。所述三角形結構包括20個以上條狀電容單元、與條狀電容單元一一對應連接的引線，相鄰兩條狀電容單元之間設有電極間距a_δ。所述平行板面積S＝M(a₀+a_δ)*b₀/99％，其中，M為條狀電容單元數量，b₀為條狀電容單元的長度，a₀條狀電容單元的寬度，a_δ為條狀電容單元的電極間距。所述條狀電容單元的寬度其中，d₀為介質厚度，E為彈性介質的楊氏模量，G為彈性介質的抗剪模量。所述傳感系統信號處理器和電容單元模塊之間設有中間變換器，變換器用于設置電壓對電容或頻率對電容的傳輸系數。所述梳齒狀結構包括20個以上條狀電容單元、與條狀電容單元一一對應連接的引線，相鄰兩條狀電容單元之間設有電極間距a_δ。

本發明有如下積極效果：本發明的皮膚摩擦性能測試裝置針對人體上肢部位皮膚進行測試，測試部位包括臉部額頭、臉頰、耳后等部位靈活方便，另外，本發明的傳感器靈敏度高，并且通過驅動電極兩端預留差位解決力間耦合，具有較好的動態性能。本發明在電容傳感器測量三維力的基礎上，有效使用平板有效面積，并且通過差動等方法有效解決三維力間耦合，從而使法向與切向轉換都達到較高的線性、精度與靈敏度。

附圖說明

圖1是本發明的具體實施方式的條狀電容單元及其坐標系。