[发明专利]一种床垫贴合度定量化测试设备、方法以及评价方法

权利要求书

1.一种床垫贴合度定量化测试方法，包括测试设备，其特征在于，所述测试设备包括测试平台(1)、移动支架(2)、力学性能测试装置(3)、若干组光栅位移传感器(4)、主机(5)，所述移动支架(2)安装于测试平台(1)上并可以前后移动，所述移动支架(2)上设置有竖直朝下的若干组光栅位移传感器(4)以及力学性能测试装置(3)用于同步测量不同载荷作用下床垫的各个位置及周围的变形量和变形波，所述若干组光栅位移传感器(4)以及力学性能测试装置(3)通过各自的线路与主机(5)相连；

所述光栅位移传感器(4)的端部配有中间带凹槽的圆形垫片(41)；

所述测试方法包括以下步骤：

(1)首先，测试之前将床垫在室温(23±2)℃，相对湿度(50±5)％的环境中静置24小时；

(2)然后，将整体床垫放置于测试平台之上，将压头调节至与床垫接近接触，在3个光栅位移传感器的下端加带凹槽的垫片；

(3)测试时，首先对床垫进行预压处理，载荷100N，加载速度20mm/min，重复加载卸载3次；

(4)然后再加载至40N，记录此时压头位移a0和周围三个位置点的初始位移b0，c0，d0；再分别加载至90N、140N、190N，分别记录压头位移a1、a2和a3，及三个位置点的位移b1，c1，d1、b2，c2，d2、b3，c3，d3；

(5)分别获得床垫在90N、140N、190N受压状态下，受压中心点a1、a2和a3的变形量，以三种受压状态下距离中心点80mm、160mm和240mm 三个点的变形量b1，c1，d1、b2，c2，d2、b3，c3，d3，重复试验3次，取平均值。

2.一种根据权利要求1所述的床垫贴合度定量化测试方法的评价方法，其特征在于，所述测试方法的评价方法包括以下步骤：

(1)首先利用数据a0，a1，a2，a3和b0，c0，d0、b1，c1，d1、b2，c2，d2、b3，c3，d3，通过幂指数拟合，求90N、140N、190N载荷作用状态下，床垫上压陷形状纵剖面的曲线，并通过该曲线计算床垫在三种受力状态下的变形波及半径R1、R2、R3，单位为mm；并利用如下公式计算三种受力状态下床垫变形波及半径与受力点变形量的比值K1、K2、K3：

(2)对三种受力状态下床垫变形波及半径与受力点变形量的比值K1、K2、K3进行标准化处理，得到床垫在90N、140N、190N载荷作用状态下，床垫测试点的贴合度T1、T2、T3，计算公式如下：

其中0≤T1≤100％，0≤T2≤100％，0≤T3≤100％，T值越高床垫的贴合度越好，塑形性越好，各点的独立支撑性能越好，而各点之间的相互干扰性越小；当60％≤T1≤100％床垫的贴合度达到优。

3.根据权利要求1所述的床垫贴合度定量化测试方法，其特征在于，所述测试平台(1)包括四周支架(11)以及中间带孔的刚性台面(12)，所述四周支架(11)包括上层支架与下层支架，其中上层支架顶部内设有中间带孔的刚性台面(12)，所述中间带孔的刚性台面(12)下端固定匹配下层支架，所述下层支架的每侧中间部分留有气体通道(14)，所述移动支架(2)包括支架横梁(21)以及设置在两侧的立柱(22)，支架横梁(21)中间具有空槽(211)，空槽(211)内壁设有可供力学性能测试装置(3)、若干组光栅位移传感器(4)直线移动的运动轨道。

4.根据权利要求3所述的床垫贴合度定量化测试方法，其特征在于，所述上层支架两侧设有直线轨道(13)，所述移动支架(2)的两侧立柱(22)在直线轨道(13)中可前后移动。

5.根据权利要求4所述的床垫贴合度定量化测试方法，其特征在于，还包括伺服电机(8)，所述伺服电机(8)驱动控制移动支架(2)的两侧立柱(22)在直线轨道(13)中以及力学性能测试装置(3)、若干组光栅位移传感器(4)在空槽(211)的运动轨道中同步移动。