CN216523765U - 一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，测试设备包括包括底座、支架、压力位移双传感器和激光位移测距传感器，支架滑动设置在底座上，支架包括立柱、第一横板和第二横板，压力位移双传感器滑动设置在第一横板上，多个激光位移测距传感器滑动设置在第二横板上，且激光位移测距传感器穿过第一横板对位于底座上的待测床垫进行形变量位移检测。本实用新型的测试设备结构简单，操作方便，能对分区床垫区间干扰度进行定量分析。

Description

一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备

技术领域

本实用新型涉及床垫干扰度测试技术领域，更具体地说，是涉及一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备。

背景技术

目前市场上的床垫种类繁多，性能各异，包括棕榈床垫、乳胶床垫、分区床垫，普通袋装弹簧床垫等，目前分区床垫，普通袋装弹簧床垫的使用特殊点是，由多个弹性单元组成，各弹性单元间较为独立，比较少受到相邻单元弹性的影响。这种床垫在现有市场上分为两类：一是横向分区床垫，主要设计为双人分区，特点是夫妻睡觉翻身互相不受影响；二是纵向分区床垫，主要设计为脊柱友好型床垫，依据人类工效学的理论，按照人体卧姿时的身体重量，配置不同硬度的弹性材料，通过设置软硬不同的分区，使人体脊柱保持自然伸展状态，主要设计为肩臀腿三分区、头肩腰臀腿五分区等，使人体各部位充分放松，减少肌肉的静态施力，避免脊柱侧弯的状况出现。

不管是在实体卖场还是电商平台，宣称符合人类工效学的此类分区床垫越来越多，然而商家只能介绍新床垫的理念，国内外没有相应分区床垫抗干扰的测试方法和标准，商家只能通过实体演示表达产品分区抗干扰的能力，无法提供给消费者标准化的、与人体感受一致的测试结果。而国内做分区床垫区间干扰的研究几乎没有。

目前学术界和应用界对于床垫舒适性的研究方法和成果，主要是测试床垫硬度。这些方法都是基于床垫内部材料是均匀分布的，也就是说下压后床垫可以形成一个圆圈状扩散的下陷曲面。但本申请的对象是分区床垫，下压后形成的扩散下陷面是不均等的，例如，在实践上，当左右分区的床垫，左边下压后，形成下陷波主要在左边的分区，在分区交界线处型成崖断形的抬升，右边下陷不明显。这种互相抗干扰的情况传统测试方法难以评价。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，该测试设备结构简单，操作方便，能对分区床垫区间干扰度进行定量分析。

为了实现上述实用新型的目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，包括底座、支架、压力位移双传感器和激光位移测距传感器，所述底座上设有第一导轨，所述支架滑动设置在第一导轨上，所述支架包括立柱、第一横板和第二横板，所述第一横板和第二横板平行间隔固定在立柱的上部，所述第一横板中设有第一导向孔，所述压力位移双传感器滑动设置在第一导向孔内，所述第二横板上设有第二导向孔，且第一导向孔和第二导向孔位于同一垂直平面，多个激光位移测距传感器滑动设置在第二导向孔内，且激光位移测距传感器穿过第一导向孔对位于底座上的待测床垫进行形变量位移检测。

作为优选方案：所述压力位移双传感器、激光位移测距传感器分别通过滑块设置在第一导向孔、第二导向孔内，且分别通过第一驱动装置带动，所述第一驱动装置包括设置在第一导向孔或第二导向孔一侧的齿条，与滑块固定的第一驱动电机，第一驱动电机输出轴上设有齿轮，齿轮与齿条配合带动滑块运动，进而带动压力位移双传感器或激光位移测距传感器滑动。

作为优选方案：所述压力位移双传感器通过丝杆升降机设置在滑块上，所述丝杆升降机包括传动箱和丝杆，所述传动箱与滑块固定，所述丝杆贯穿传动箱，所述压力位移双传感器固定在丝杆下部。

作为优选方案：所述立柱在第一导轨上也通过第一驱动装置带动，所述立柱上还设有用来控制第一驱动装置以及丝杠升降机的电控盒。

作为优选方案：所述底座上还设有夹紧定位装置，所述夹紧定位装置为两个，一个夹紧定位装置滑动设置在第一轨道上，另一个夹紧定位装置固定在底座上与第一轨道相垂直的侧边上，且两个夹紧定位装置分别位于支架的两侧。

作为优选方案：所述夹紧定位装置包括支撑杆和压板，所述支撑杆的底部滑动设置在第一导轨上，所述支撑杆上还设有导向槽，所述压板的一端滑动设置在导向槽内，且位于导向槽内的压板与支撑杆底部设有拉簧。

作为优选方案：所述激光位移测距传感器通过安装杆固定在滑块上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型公开了一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，采用底座来放置床垫，且在底座上设置了可移动的支架，支架上设置了可移动的压力位移双传感器和激光位移测距传感器，上述结构使得压力位移双传感器和激光位移测距传感器在床垫的横向和纵向任意移动，方便对相应位置进行测量，本实用新型的测试设备结构简单，操作方便，能对分区床垫区间干扰度进行定量分析。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本实用新型的测试设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型测试双分区床垫的示意图；

图3为本实用新型测试多分区床垫的示意图。

附图中的标记为：1、底座；11、第一导轨；21、立柱；22、第一横板；23、第二横板；24、电控盒；25、第一导向孔；26、第二导向孔；31、压力位移双传感器；32、传动箱；33、丝杆；41、安装杆；42、激光位移测距传感器；51、支撑杆；52、压板；6、待测床垫；61、床垫分区线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示的一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，包括底座1、支架、压力位移双传感器31和激光位移测距传感器42，所述底座1上设有第一导轨11，所述支架滑动设置在第一导轨11上，所述支架包括立柱21、第一横板22和第二横板23，所述第一横板 22和第二横板23平行间隔固定在立柱的上部，所述第一横板22中设有第一导向孔25，所述压力位移双传感器31滑动设置在第一导向孔25内，所述第二横板23上设有第二导向孔 26，且第一导向孔25和第二导向孔26位于同一垂直平面，多个激光位移测距传感器42滑动设置在第二导向孔26内，且激光位移测距传感器42穿过第一导向孔25对位于底座1上的待测床垫6进行形变量位移检测。

所述压力位移双传感器31、激光位移测距传感器42分别通过滑块设置在第一导向孔 25、第二导向孔26内，且分别通过第一驱动装置带动，所述第一驱动装置包括设置在第一导向孔25或第二导向孔26一侧的齿条，与滑块固定的第一驱动电机，第一驱动电机输出轴上设有齿轮，齿轮与齿条配合带动滑块运动，进而带动压力位移双传感器31或激光位移测距传感器42滑动。

所述压力位移双传感器31通过丝杆升降机设置在滑块上，所述丝杆升降机包括传动箱 32和丝杆33，所述传动箱32与滑块固定，所述丝杆33贯穿传动箱32，所述压力位移双传感器31固定在丝杆下部。

所述立柱21在第一导轨11上也通过第一驱动装置带动，所述立柱21上还设有用来控制第一驱动装置以及丝杠升降机的电控盒24。

所述底座1上还设有夹紧定位装置，所述夹紧定位装置为两个，一个夹紧定位装置滑动设置在第一轨道上，另一个夹紧定位装置固定在底座上与第一轨道相垂直的侧边上，且两个夹紧定位装置分别位于支架的两侧。

所述夹紧定位装置包括支撑杆51和压板52，所述支撑杆51的底部滑动设置在第一导轨11上，所述支撑杆51上还设有导向槽，所述压板52的一端滑动设置在导向槽内，且位于导向槽内的压板52与支撑杆51底部设有拉簧。

所述激光位移测距传感器42通过安装杆41固定在滑块上。

如图2所示，一种用来衡量双分区床垫区间干扰度的测试方法和评价方法，采用如上所述的测试设备，并按照如下步骤进行：

第一步：将床垫6固定在测试设备上，并在根据床垫尺寸调整压力位移双传感器31的位置：将压力位移双传感器31对准床垫的A点，将激光位移测距传感器42对准床垫的B点；

第二步：启动测试设备，压力位移双传感器31以90±5mm/min的速度加载至1000N，记录A、B两点的加载过程中的下陷量挠度曲线；

第三步：计算床垫区间干扰度的算法步骤：

1)、对B点在A持续施力所测得的挠度曲线上，取K个所测得采样点进行均值方差归一化处理，依照如下公式(1)进行计算：

其中，

x_i：第i帧的下陷深度；

μ：K个采样点的下陷深度均值；

σ²：K个采样点的下陷深度方差；

2)、对归一化处理后的曲线进行积分，计算曲线包络面积，依照公式(2)进行计算：

其中，

B点至A点的距离系数，取米为单位；

上述步骤1)中算得归一化后测量数据；

3)、将该包络面积作为下陷挠度表示，带入式(3)计算最终干扰度评估系数：

当I处于(0，0.1】区间内，表达分区之间的挠度干扰系数处于优水平，即干扰程度较轻微，该床垫可以获得较佳的分区舒适度。

其中：所述床垫横向中心线为床垫分区线(61)，所述床垫上的A点为床垫纵向中心线距离单侧边缘1/4位置，所述床垫上的A点为床垫纵向中心线距离另一侧边缘3/8位置。

如图3所示，一种用来衡量多分区床垫区间干扰度的测试方法和评价方法，采用如上所述的测试设备，步骤如下：

第一步：将床垫6固定在测试设备上，对床垫进行物理逻辑分区，设为K，度量各分区的中心点坐标(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)、…、(x_n,y_n)，并测量各点间距S₁₂、S₁₃、S₁₄、…；

第二步：依次在上述各点位(x_i,y_i)施加20kg载荷，待稳定后测量各中心点的垂直位移△ L₁、△L₂、△L₃……△L_n，轮流进行测量，获得各点位移数据；

依次计算K个中心点挠度干扰系数，每个中心点挠度干扰系数计算步骤如下：

1)、对B点在A持续施力所测得的挠度曲线上，取K个所测得采样点进行均值方差归一化处理，依照如下公式(1)进行计算：

其中，

x_i：第i帧的下陷深度；

μ：K个采样点的下陷深度均值；

σ²：K个采样点的下陷深度方差；

4)、对归一化处理后的曲线进行积分，计算曲线包络面积，依照公式(2)进行计算：

其中，

B点至A点的距离系数，取米为单位；

上述步骤1)中算得归一化后测量数据；

5)、将该包络面积作为下陷挠度表示，带入式(3)计算最终干扰度评估系数：

以中心点i位置为例，可得系数集合：I＝{I₁，…，I_K}；

第三步：取上述集合I的标准差σ，当σ处于(0，0.1】区间内，表达分区之间的挠度干扰系数处于优水平，即干扰程度较轻微，该床垫可以获得较佳的分区舒适度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，其特征在于：包括底座(1)、支架、压力位移双传感器(31)和激光位移测距传感器(42)，所述底座(1)上设有第一导轨(11)，所述支架滑动设置在第一导轨(11)上，所述支架包括立柱(21)、第一横板(22)和第二横板(23)，所述第一横板(22)和第二横板(23)平行间隔固定在立柱的上部，所述第一横板(22)中设有第一导向孔(25)，所述压力位移双传感器(31)滑动设置在第一导向孔(25)内，所述第二横板(23)上设有第二导向孔(26)，且第一导向孔(25)和第二导向孔(26)位于同一垂直平面，多个激光位移测距传感器(42)滑动设置在第二导向孔(26)内，且激光位移测距传感器(42)穿过第一导向孔(25)对位于底座(1)上的待测床垫(6)进行形变量位移检测。

2.根据权利要求1所述的一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，其特征在于：所述压力位移双传感器(31)、激光位移测距传感器(42)分别通过滑块设置在第一导向孔(25)、第二导向孔(26)内，且分别通过第一驱动装置带动，所述第一驱动装置包括设置在第一导向孔(25)或第二导向孔(26)一侧的齿条，与滑块固定的第一驱动电机，第一驱动电机输出轴上设有齿轮，齿轮与齿条配合带动滑块运动，进而带动压力位移双传感器(31)或激光位移测距传感器(42)滑动。

3.根据权利要求1所述的一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，其特征在于：所述压力位移双传感器(31)通过丝杆升降机设置在滑块上，所述丝杆升降机包括传动箱(32)和丝杆(33)，所述传动箱(32)与滑块固定，所述丝杆(33)贯穿传动箱(32)，所述压力位移双传感器(31)固定在丝杆下部。

4.根据权利要求3所述的一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，其特征在于：所述立柱(21)在第一导轨(11)上也通过第一驱动装置带动，所述立柱(21)上还设有用来控制第一驱动装置以及丝杠升降机的电控盒(24)。

5.根据权利要求1所述的一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，其特征在于：所述底座(1)上还设有夹紧定位装置，所述夹紧定位装置为两个，一个夹紧定位装置滑动设置在第一轨道上，另一个夹紧定位装置固定在底座上与第一轨道相垂直的侧边上，且两个夹紧定位装置分别位于支架的两侧。

6.根据权利要求5所述的一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，其特征在于：所述夹紧定位装置包括支撑杆(51)和压板(52)，所述支撑杆(51)的底部滑动设置在第一导轨(11)上，所述支撑杆(51)上还设有导向槽，所述压板(52)的一端滑动设置在导向槽内，且位于导向槽内的压板(52)与支撑杆(51)底部设有拉簧。

7.根据权利要求1所述的一种用来衡量分区床垫区间干扰度的测试设备，其特征在于：所述激光位移测距传感器(42)通过安装杆(41)固定在滑块上。

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