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專利名稱：自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及床墊軟硬度測試工具，具體涉及可自定義型的手持式床墊軟硬度測量儀。
背景技術(shù)：
目前已存在一系列的海綿硬度標(biāo)準(zhǔn)及測量儀器，有海綿表面硬度計，海綿壓陷硬度測量儀等(GB10807-2006軟質(zhì)泡沫聚合材料壓陷性能測試標(biāo)準(zhǔn))。床墊方面，國標(biāo)(QBT1952.2-2011軟體家具彈簧床墊)將床墊的軟硬度分為十級，并且市場上也有一些按這個標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的軟硬測量儀器。但是，在床墊銷售過程中，這種十級的軟硬度并沒有流行起來。其原因是分級太細(xì)，人體不容易區(qū)分細(xì)微的軟硬度區(qū)別，往往在店中花上半個小時，也分不清6級合適還是7級合適，分級太細(xì)給消費(fèi)者造成區(qū)分困難。床墊也可不能像機(jī)械電子產(chǎn)品那樣將軟硬度做得很精確，生產(chǎn)中難以實(shí)現(xiàn)精確分級，工廠也不容易實(shí)現(xiàn)均一化生產(chǎn)。另一方面，分級太細(xì)也給產(chǎn)品的生產(chǎn)和管理帶來麻煩，如果一個工廠有一百款產(chǎn)品，每款分五種軟硬度，就是五百種產(chǎn)品，如果每款分為十種軟硬度，就是一千種產(chǎn)品，這給產(chǎn)品管理倉儲物流都帶來很大的麻煩，所以，在國外床墊銷售中，通常只分3-7級軟硬度，一些公司按七級軟硬度，一些公司按五級，按四級六級分的也有，宜家店里銷售的床墊只分三級軟硬度，分區(qū)越少對床墊生產(chǎn)和管理成本越低，越簡單。但是，分級太少也不能滿足消費(fèi)者的需求，所以，各個公司根據(jù)自己的銷售定位，采用不同的軟硬度分級。市場上需要一種可以由用戶根據(jù)自己的需要進(jìn)行床墊軟硬度分級定義的床墊軟硬度測量儀器，并且市場也需要一種成本低廉的手持式輕便小儀器，方便在工廠進(jìn)行測量，或者在床墊專賣店進(jìn)行軟硬度顯示。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其采用壓力傳感器和位移傳感器相結(jié)合對床墊的軟硬度進(jìn)行測量，結(jié)構(gòu)簡單、易于攜帶，并且用戶可根據(jù)自己需要進(jìn)行床墊的軟硬度分級。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其包括:一壓力傳感器，用于獲取對床墊用力時的壓力信號；—位移傳感器，用于獲取所述用力對床墊表面造成凹陷的位移信號；一控制面板，所述控制面板包括:—微處理器,用于接收所述壓力信號和位移信號，并結(jié)合壓力信號和位移信號與其內(nèi)設(shè)有的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比對；一觸控屏，用于輸入預(yù)設(shè)值至微處理器，并將所述比對的結(jié)果進(jìn)行顯示。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀進(jìn)一步包括內(nèi)支架、外支架、手柄、壓力傳感器上連接軸、壓力傳感器下連接軸，所述壓力傳感器上連接軸固定連接于壓力傳感器的上端和手柄之間，所述壓力傳感器下連接軸的上端固定連接于壓力傳感器的下端，其下端作用于床墊的表面，所述內(nèi)支架固定套接于壓力傳感器上連接軸的外圍，內(nèi)支架設(shè)置于外支架的內(nèi)部并與外支架滑動連接，控制面板安裝于外支架上，位移傳感器固定于內(nèi)支架上，該位移傳感器的伸縮軸通過一位移傳感器連接桿固定于外支架上。優(yōu)選地，所述壓力傳感器下連接軸的下端還固定連接一壓力圓盤。優(yōu)選地，所述壓力圓盤的直徑為20厘米。作為內(nèi)支架和外支架的一種滑動連接方式，所述內(nèi)支架和外支架通過一導(dǎo)軌滑動連接。作為內(nèi)支架和外支架的另一種滑動連接方式，所述內(nèi)支架和外支架通過相互配合的內(nèi)筒和外筒結(jié)構(gòu)滑動連接。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，所述自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀進(jìn)一步包括一零點(diǎn)平面板，所述零點(diǎn)平面板放置于床墊的表面，沿該零點(diǎn)平面板的高度方向設(shè)有一與外支架相匹配的鏤空槽，外支架固定于該鏤空槽的側(cè)壁上。優(yōu)選地，所述微處理器為單片機(jī)。優(yōu)選地，所述控制面板進(jìn)一步包括一蜂鳴器，所述蜂鳴器電性連接于微處理器的輸出端。優(yōu)選地，所述位移傳感器與微處理器之間、以及壓力傳感器與微處理器之間均電性連接一 A/D轉(zhuǎn)換器。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:1、通過壓力傳感器與位移傳感器配合，測量出壓陷深度(即位移)隨壓力變化曲線，以某個壓力下的壓陷深度來判斷軟硬度，通過與微處理器中的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比對，實(shí)現(xiàn)床墊軟硬度的快速測量。2、結(jié)構(gòu)簡單、重量小、易于攜帶。2、用戶可自行通過觸控屏輸入預(yù)設(shè)值，可實(shí)現(xiàn)根據(jù)自身需要確定軟硬度的級別，達(dá)到靈活建立適合自己的床墊軟硬度體系的目的。3、安裝一個零點(diǎn)平面板，在測量中，這個零點(diǎn)平面板作為參考平面不隨著壓力圓盤向下移動，解決了沒有位移量零點(diǎn)參考的問題，提高測量精準(zhǔn)度。

圖1是本實(shí)用新型自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1中控制面板的電原理框圖；圖4為壓陷深度隨壓力的變化曲線。其中:10、手柄；20、位移傳感器；21、位移傳感器連接桿；30、壓力傳感器；31、壓力傳感器上連接軸；32、壓力傳感器下連接軸；40、壓力圓盤；50、控制面板；51、微處理器；52、觸控屏；53、A/D轉(zhuǎn)換器；54、A/D轉(zhuǎn)換器；55、蜂鳴器；60、床墊；70、零點(diǎn)平面板；80、內(nèi)支架；90、外支架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明:[0031]如圖1-3所示，自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其包括用于獲取對床墊用力時的壓力信號的壓力傳感器30、用于獲取所述用力對床墊表面造成凹陷的位移信號的位移傳感器20、以及控制面板50，該控制面板50包括用于接收所述壓力信號和位移信號，并結(jié)合壓力信號和位移信號與其內(nèi)設(shè)有的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比對的微處理器51、以及用于輸入預(yù)設(shè)值至微處理器，并將所述比對的結(jié)果進(jìn)行顯示的觸控屏52。本實(shí)用新型通過壓力傳感器30與位移傳感器20配合，測量出床墊的壓陷深度(即位移)隨壓力變化曲線，以某個壓力下的壓陷深度來判斷軟硬度，通過與微處理器中的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比對，實(shí)現(xiàn)床墊軟硬度的快速測量，建立一個成本低廉的便攜式床墊軟硬度測量儀器。在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，微處理器51采用價格便宜的單片機(jī)例如AT89C51等。如圖3所示，記錄該便攜式床墊軟硬度測量儀器壓向床墊的過程中，各點(diǎn)的壓力和壓陷位移變化值，分別通過壓力傳感器30和微處理器51之間的A/D轉(zhuǎn)換器53以及位移傳感器20和微處理器51之間的A/D轉(zhuǎn)換器54將壓力信號和位移信號轉(zhuǎn)換成電信號，由微處理器51得到壓陷深度隨壓力變化曲線，即該壓力信號和位移信號之間的對應(yīng)關(guān)系，觸控屏52可顯示在一定壓力下，位移信號與預(yù)設(shè)值中的位移值進(jìn)行比對，直接顯示軟硬度值，這是一個一位數(shù)帶一位小數(shù)點(diǎn)的數(shù)值，如3.2,4.5等，當(dāng)然，該觸控屏52還可以直觀顯示對床墊的用力大小以及該力下床墊的凹陷深度，用戶可根據(jù)對床墊的用力大小以及該力下床墊的凹陷深度來進(jìn)行自身的預(yù)設(shè)值輸入。作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀還包括內(nèi)支架80、夕卜支架90、手柄10、壓力傳感器上連接軸31、壓力傳感器下連接軸32，壓力傳感器上連接軸31固定連接于壓力傳感器30的上端和手柄10之間，壓力傳感器下連接軸32的上端固定連接于壓力傳感器30的下端,其下端作用于床墊60的表面，內(nèi)支架80固定套接于壓力傳感器上連接軸31的外圍，內(nèi)支架80設(shè)置于外支架90的內(nèi)部并與外支架90滑動連接，內(nèi)支架80和外支架90通過一導(dǎo)軌或者相互配合的滑槽和凸起結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滑動連接，當(dāng)然，也可以采用內(nèi)外筒套接能相對順滑移動的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)滑動連接，控制面板50安裝于外支架90上，位移傳感器20固定于內(nèi)支架80上,該位移傳感器20的伸縮軸通過一位移傳感器連接桿21固定于外支架上。從上述的結(jié)構(gòu)可以看出，其結(jié)構(gòu)簡單、重量小，使用時可以手握手柄10對床墊用力，實(shí)現(xiàn)軟硬度的測量，攜帶時也可以手握該手柄進(jìn)行搬運(yùn)。在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，內(nèi)支架80和外支架90只起到一個相對運(yùn)動，測量壓陷距離的作用，所以，內(nèi)支架80和外支架90可以是圓形的，也可以是方形，或者其它形狀，只要保證圓盤向下壓時，能使位移傳感器20產(chǎn)生一個與床墊60表面之間的距離實(shí)現(xiàn)測量壓陷深度即可。實(shí)際上，真實(shí)人體對軟硬度的感受是，在某一力度壓力下，壓陷越深的感覺越軟，當(dāng)然，體重不同的人對軟硬的感受是不一樣的。所以，我們壓力傳感器下連接軸32的下端固定連接一壓力圓盤40以給定的壓力作為基準(zhǔn)來比較床墊60的凹陷深度,壓力圓盤40使用GB10807-2006軟質(zhì)泡沫聚合材料壓陷性能測試標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的直徑20CM的標(biāo)準(zhǔn)圓盤。為防止測量時直接踩于床墊上造成的測量誤差，作為本實(shí)用新型的改進(jìn)，該自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀還包括一用于設(shè)定零點(diǎn)平面的零點(diǎn)平面板70，零點(diǎn)平面板70放置于床墊的表面，沿該零點(diǎn)平面板的高度方向設(shè)有一與外支架90相匹配的鏤空槽，夕卜支架90固定于該鏤空槽的側(cè)壁上，外支架90的底端位于零點(diǎn)平面板70的下平面上。為了避免壓陷區(qū)對零點(diǎn)平面板70的影響，零點(diǎn)平面板70應(yīng)該達(dá)到一定的跨度。圓盤式零點(diǎn)平面板由于壓力軸離人體太遠(yuǎn)，不容易用力，所以，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，零點(diǎn)平面板70采用長方形的，其長度為60CM以上，寬度可以為30CM左右，窄長方形結(jié)構(gòu)不影響人站立手持式測量，安裝一個零點(diǎn)平面板70，在測量中，這個零點(diǎn)平面板作為參考平面不隨著壓力圓盤向下移動，解決了沒有位移量零點(diǎn)參考的問題，提高測量精準(zhǔn)度。另外，在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，控制面板50進(jìn)一步包括一蜂鳴器55，該蜂鳴器55電性連接于微處理器51的輸出端，當(dāng)壓力達(dá)到一定值(預(yù)設(shè)值中的最大壓力)可能會引起床墊的彈性不可逆回的變化，此時，蜂鳴器55報警。圖4是壓陷深度隨壓力的變化曲線，從中可以看到，在壓力小的時候，曲線有交叉，規(guī)律不明顯。從人體實(shí)際感受軟硬度的角度來考慮，應(yīng)該是壓力越大，壓陷深度越深。由于人體的體重和軟硬感受各異，我們以20CM壓力圓盤40下的壓陷深度來統(tǒng)一描述軟硬感受，正常體重的人，通常能接受的最軟床墊的壓陷深度大約為100-150mm，壓到IOOmm中國人可能就感覺很軟了，歐美人可能感覺壓到150mm才算很軟。由于本發(fā)明是一個可自定義軟硬度的儀器，用戶可以自行定義需要的軟硬度級別。我們以壓陷深度來評價軟硬度，在給定的計算壓力點(diǎn)下，壓陷深度越大，床墊越軟。從圖4中可以看到，壓力小于300N的時候，曲線規(guī)律不明顯 ，有交叉和矛盾的地方，軟的床墊在壓力小的時候，有時顯得比硬床墊壓陷得還少。但是，過了 300N以后，就比較有規(guī)律，基本上都是壓陷深度越大的越軟。我們將300N-400N確定為下陷深度有規(guī)律的區(qū)域，在這個范圍內(nèi)的各個壓力點(diǎn)，都可以用來比較壓陷深度。用戶可以自行決定最大軟度時的壓陷深度，例如，將最軟的一級定義為壓陷到120mm,如果他想分為六級，則每一級為20mm，如果他想分為五級，則每級壓陷深度為24mm，為了求得壓陷深度，我們還必須指定以哪個壓力下的壓陷深度作為軟硬度級別的比較標(biāo)準(zhǔn)，如圖4中，雖然確定每壓陷20mm為一級，但是，在壓力點(diǎn)15、16、17下比較壓陷深度，得到的軟硬度是不一樣的。舉例說明，在實(shí)驗(yàn)中我們選定340N為計算壓力點(diǎn)，在340N壓力下的壓陷深度作為軟硬度分級標(biāo)準(zhǔn)，先確定希望最軟那一級的壓陷深度是多少，例如選擇最軟一級為壓陷到140mm，再確定想分多少級，例如分為七級，那么每一級的級差是20mm，于是，0-20mm是一級(超硬)，20-40mm是_■級(硬),40-60mm是二級(稍硬)，60-80mm是四級(中)，80-100mm為五級(稍軟)，100-120mm為六級(軟)，120-140是七級(超軟)。每壓陷2_軟度增加0.1。用戶可自行選擇軟硬度級差，修改測量壓力值，建立自己的分級數(shù)，通過修改這幾個參數(shù)來靈活地建立自己的軟硬度體系。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其特征在于，其包括: 一壓力傳感器，用于獲取對床墊用力時的壓力信號； 一位移傳感器，用于獲取所述用力對床墊表面造成凹陷的位移信號； 一控制面板，所述控制面板包括: 一微處理器，用于接收所述壓力信號和位移信號，并結(jié)合壓力信號和位移信號與其內(nèi)設(shè)有的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比對； 一觸控屏，用于輸入預(yù)設(shè)值至微處理器，并將所述比對的結(jié)果進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其特征在于，所述自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀進(jìn)一步包括內(nèi)支架、外支架、手柄、壓力傳感器上連接軸、壓力傳感器下連接軸，所述壓力傳感器上連接軸固定連接于壓力傳感器的上端和手柄之間，所述壓力傳感器下連接軸的上端固定連接于壓力傳感器的下端，其下端作用于床墊的表面，所述內(nèi)支架固定套接于壓力傳感器上連接軸的外圍，內(nèi)支架設(shè)置于外支架的內(nèi)部并與外支架滑動連接，控制面板安裝于外支架上，位移傳感器固定于內(nèi)支架上，該位移傳感器的伸縮軸通過一位移傳感器連接桿固定于外支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其特征在于，所述壓力傳感器下連接軸的下端還固定連接一壓力圓盤。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其特征在于，所述壓力圓盤的直徑為20厘米。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其特征在于，所述內(nèi)支架和外支架通過一導(dǎo)軌滑動連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其特征在于，所述內(nèi)支架和外支架通過相互配合的內(nèi)筒和外筒結(jié)構(gòu)滑動連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其特征在于，所述自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀進(jìn)一步包括一零點(diǎn)平面板，所述零點(diǎn)平面板放置于床墊的表面，沿該零點(diǎn)平面板的高度方向設(shè)有一與外支架相匹配的鏤空槽，外支架固定于該鏤空槽的側(cè)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其特征在于，所述微處理器為單片機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其特征在于，所述控制面板進(jìn)一步包括一蜂鳴器，所述蜂鳴器電性連接于微處理器的輸出端。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其特征在于，所述位移傳感器與微處理器之間、以及壓力傳感器與微處理器之間均電性連接一 A/D轉(zhuǎn)換器。
專利摘要本實(shí)用新型提供自定義型便攜式床墊軟硬度測量儀，其包括一壓力傳感器，用于獲取對床墊用力時的壓力信號；一位移傳感器，用于獲取所述用力對床墊表面造成凹陷的位移信號；一控制面板，所述控制面板包括一微處理器，用于接收所述壓力信號和位移信號，并結(jié)合壓力信號和位移信號與其內(nèi)設(shè)有的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比對；一觸控屏，用于輸入預(yù)設(shè)值至微處理器，并將所述比對的結(jié)果進(jìn)行顯示。本實(shí)用新型通過壓力傳感器與位移傳感器配合，測量出壓陷深度(即位移)隨壓力變化曲線，以某個壓力下的壓陷深度來判斷軟硬度，通過與微處理器中的預(yù)設(shè)值進(jìn)行比對，實(shí)現(xiàn)床墊軟硬度的快速測量，建立一個成本低廉的便攜式床墊軟硬度測量儀器。
文檔編號G01N3/40GK203025056SQ20122075039
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者楊杰, 崔泳嫻 申請人:廣東睡眠一百分床墊網(wǎng)股份有限公司