CN112378686B - 一种床垫支撑稳定性指标的评判方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种床垫支撑稳定性指标的评判方法。本发明方法用床垫的蠕变值§评判床垫的支撑稳定性等级，评判方法是：§≦2mm，A级，床垫支撑稳定性非常好；2mm<§≦4mm，B级，床垫支撑稳定性好；4mm<§≦6mm，C级，床垫支撑稳定性一般；6mm<§≦8mm，D级，床垫支撑稳定性较差；8mm<§，E级，床垫支撑稳定性差。本发明方法以床垫的蠕变值§来评判床垫支撑稳定性，具有评判方法简单，从床垫的使用过程和功能性方向对床垫进行定量评判，能够直观的反映床垫的支撑稳定性，当床垫支撑稳定性的指标越差，表明人体躺在床垫上随时间的延长，下陷越严重以及测试准确等优点。

Description

一种床垫支撑稳定性指标的评判方法

技术领域

本发明涉及床垫支撑稳定性评判领域，特别是一种床垫支撑稳定性指标的评判方法。

背景技术

床垫弹性、硬度等指标主要是一个瞬时纲量，但人躺在床垫上是一个较长的过程，在这个过程中床垫对人体到底有没有影响？有什么影响呢？现阶段对这方面的研究较少，但生活中可以发现，持续对一个粘弹性物体施加一个恒定的力时，该物体会随着时间的推移慢慢产生形变。比如：人坐在沙发上，时间长了，就能发现臀部下面的沙发会明显比刚开始坐的时候压痕深得多。同样，人体躺在床垫上也会有这样的情况发生，只不过人体平躺在床上，由于力分散的作用，床垫压陷的情况没有沙发压陷的情况那么明显。实际上，床垫压陷会给人体造成失稳的感觉，只不过是因为压陷速度较慢，所以人体感觉不明显，但是这种压陷对人体肌肉放松以及人体脊椎是不利的。因此，有必要对床垫被压陷的现象进行研究，以开发出符合人体工效学的床垫产品。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种床垫支撑稳定性指标的评判方法。本发明方法以床垫的蠕变值§来评判床垫支撑稳定性，具有评判方法简单，从床垫的使用过程和功能性方向对床垫进行定量评判，能够直观的反映床垫的支撑稳定性，当床垫支撑稳定性的指标越差，表明人体躺在床垫上随时间的延长，下陷越严重以及测试准确等优点。

本发明的技术方案：一种床垫支撑稳定性指标的评判方法该方法用床垫的蠕变值§评判床垫的支撑稳定性。

前述的床垫支撑稳定性指标的评判方法中，所述用床垫的蠕变值§评判床垫的支撑稳定性的等级，评判方法是：§≦2mm，A级，床垫支撑稳定性非常好；2mm<§≦4mm，B级，床垫支撑稳定性好；4mm<§≦6mm，C级，床垫支撑稳定性一般；6mm<§≦8mm，D级，床垫支撑稳定性较差；8mm<§，E级，床垫支撑稳定性差。

前述的床垫支撑稳定性指标的评判方法中，所述蠕变值§的计算公式是：§＝Y2-Y1；测试床垫样块的位移与时间变化曲线图，Y1为曲线中施加压力最大时y轴的值，Y2为施力结束时y轴的值。

前述的床垫支撑稳定性指标的评判方法中，所述测试床垫样块的位移与时间变化曲线图的方法是：将床垫样块放在测试机的平台上，用测试机的程序设置压型参数，测得床垫样块的位移与时间变化曲线图。

前述的床垫支撑稳定性指标的评判方法中，所述用测试机的程序设置压型参数的设置内容是：速度设定为≦30mm/min，压力设定为≦(5～34)kg。

前述的床垫支撑稳定性指标的评判方法中，所述速度设定为5mm/min，压力设定为≦21kg。

前述的床垫支撑稳定性指标的评判方法中，所述测试机是万能材料拉力测试机。

前述的床垫支撑稳定性指标的评判方法中，所述万能材料拉力测试机的型号为TM2101。

前述的床垫支撑稳定性指标的评判方法中，所述测试机的压盘边缘与床垫样块边缘的距离≧100mm。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明方法直接用床垫的蠕变值§评判床垫的支撑稳定性，评判方法非常简单。

2、尽管目前在床垫领域，大都以耐久性来评判床垫性能，但是这个指标只能对床垫的使用寿命进行判断，是一个使用累积指标；本发明对床垫支撑稳定性的划分是基于床垫在受力过程中的变形纲量来对其支撑稳定性进行评判，能比较科学准确地衡量床垫受压的支撑稳定状况，是一个使用过程指标；耐久性指标是床垫使用寿命时间或次数的判断指标，侧重于质量评判指标；而本发明的支撑稳定性指标是床垫使用与人体工效影响的评判指标，更多地是侧重于功能性评判指标。所以，本发明用对床垫支撑稳定性指标的评判弥补了现目前对床垫的使用过程和功能性的评判缺失。

3、目前有对床垫的很多性能的评判方法，但是这些评判方法大都是以定性的方式来判断，这种判断方式由于评判者和评判床垫的不同，判断结果的差异非常大。而本发明对床垫的支撑稳定性评判是采用定量的评判方式，可以非常直观地展示不同床垫之间支撑性能的差异性，所以相比于其他床垫性能的评判方式，本发明更能指导床垫的设计开发。

4、通过本发明方法，只需算的床垫的蠕变值§，就能够评判出床垫支撑稳定性的优劣等级，当§≦2mm，A级，床垫支撑稳定性非常好；2mm<§≦4mm，B级，床垫支撑稳定性好；4mm<§≦6mm，C级，床垫支撑稳定性一般；6mm<§≦8mm，D级，床垫支撑稳定性较差；8mm<§，E级，床垫支撑稳定性差。本发明中评判的支撑稳定性的指标越差，表明人体躺在床垫上随时间的延长，下陷越严重。所以，通过本发明方法可以很直观的看出床垫的支撑稳定性情况。

5、用本发明提出床垫的支撑稳定性进行评判分级，消费者在选择床垫时，可以根据自身的需求结合指标大小进行选择，使消费者的个性化需求得到更好的满足。

6、根据研究发现，人体平躺在床上时，当其压强大于78mm(10.37kPa)汞柱时超过2小时，对身体的毛细血管就会造成不可逆的损伤，因此床垫设计时，让人睡在床垫上面的压力尽可能小。而市面上大多数床垫的人体体压压强分布介于2-10kPa之间，所以本发明中结合弹簧床垫软硬度采用的测试力采用测试值210n，约6.69kPa，实际中该测试力的测试范围可以在50n-340n之间；由于加载速度越慢越接近于人体睡眠的真实模拟值，而且受到反作用力的惯性影响越小，但是加载速度越慢实验时间越长，效率越低，因此确保精度的前提下，尽可能的让实验速度比较大，通过实验知晓目前床垫的受力加载速度大多数在20mm/min-100mm/min，而这个最低加载速度在比较硬的床垫上实验时，受到反作用力惯性的影响比较大，得到的曲线会出现一定的偏移，为了使绝大多数床垫的加载曲线精度比较高，所以因此本发明采用的是5mm/min，该参数可根据实际需要设置范围在5-30mm/min；并且本发明中规定了压盘的边缘必须要与样块的边缘具有≧100mm的距离，由此确保床垫样块的受力均匀性。本发明对测试蠕变值§的方法进行了优化，通过本发明的参数值对床垫的蠕变值§进行测试，具有测定的蠕变值§的准确度高的优点。

综上所述：本发明方法以床垫的蠕变值§来评判床垫支撑稳定性，具有评判方法简单，从床垫的使用过程和功能性方向对床垫进行定量评判，能够直观的反映床垫的支撑稳定性，当床垫支撑稳定性的指标越差，表明人体躺在床垫上随时间的延长，下陷越严重以及测试准确等优点。

为提出本方法，发明人做了大量研究，部分研究记录如下：

一、床垫支撑稳定性研究的技术路线

1、分析支撑稳定性指标与人体睡眠健康的关联关系；

2、查阅并分析比较现有的检测与表征方法，初步构建本标准的检测及表征方法；

3、通过对不同材料、不同厚度、不同组合结构方式的样块进行指标实验测试，得出相应的数据并对其进行统计分析；

4、构建支撑稳定性测量方法与指标评判方法。

二、指标的研究方法与过程

2.1研究方法及参数分析

2.1.1指标关联参数分析

人体躺在床垫睡觉有一个时间过程，不同材料制作的床垫在这个过程中表现不一。主要因为材料的应力松弛差异性而造成蠕变程度不一样。蠕变的主要影响因素有材料、结构以及受力大小等影响。

为了较为科学判断不同材料以及不同结构的蠕变性能，因此需要规定一个接近于实际使用情况的受力作为测试力，表示为F。F与人体躺在床垫上的体压分布有关联。为得到F，对不同材质组合成不同的软硬度床垫进行用两种不同BMI值进行体压测试，测试结果如表1所示。

表1-两种不同BMI值在不同材料组合上体压测试结果

由表1数据可知其平均压强的平均值为3.89kPa与4.41kPa，最大平均压强值分别为5.64kPa和6.21kPa。

结合弹簧床垫软硬度采用的测试力采用测试值(210n、275n、340n)，取自《QBT1952.2-2011软体家具弹簧软床垫》相关规定要求。所以本方法中F设为210n，压盘直径为200mm，压强约为6.69kPa。

2.2实验求证

2.2.1实验材料与设备

1、实验材料

表2-床垫样块原始参数记录表

2、实验设备

Tn2100测试机。

2.2.2实验的步骤与方法

①将样块放进测试机平台上，样块的中心基本对齐圆形压盘中心；

②设置压型参数，调用静力压缩程序，将速度设定为5mm/min，压力≦21kg，测试时间设定为60min。

③保存测试结果，并对曲线采用手动取点。主要取两个点，第一个点为压力为210n时的点y轴的值记为Y1，第二个点为停止时的点y轴的值，记为Y2。

④如下面的公式，两个值的差值为该时段的蠕变值§。

§＝Y2-Y1

2.2.3实验结果与分析

表3-不同材质与组合方式的蠕变测试结果表(单位：mm)

实验结果如表3所示，根据表3可知，绝大多数床垫的蠕变尺寸是在4mm以内，但以海绵类产品为接触面为主的床垫样块，其蠕变尺寸都是大于5mm。产生这样的原因与海绵类产品应力松弛比较大有关系。如图1所示，不同材料变形一定比例厚度的时间与力量变化关系。普通海绵类的力量随着时间进行其下降的速度以及比例都比较快，也就是说随着时间的进行压型同样的厚度材料其需要的力越来越小。反过来，如果施加恒定的力，那么其的变形量将会越来越大如图2所示。

3.床垫支撑性指标的探究与建立

根据以上的分析，对不同材质、不同厚度、不同结构方式样块测试出来的数据进行统计分析，如图3。

可见，床垫的蠕变大约在0.5-10mm之间，根据蠕变的尺寸范围，可以划分A、B、C、D、E五个等级。每个等级的蠕变范围值§分别是§≦2mm，2mm<§≦4mm，4mm<§≦6mm，6mm<§≦8mm，8mm<§。A-E五个等级分别表示该床垫支撑稳定性为非常好、好、一般、较差、差。

附图说明

图1是不同材质变形等比例高度的应力松弛图；

图2是不同材料同样压力的蠕变曲线图；

图3是床垫样块蠕变数据统计分析图；

图4是本发明支撑稳定指标图示；

图5是用测试机的程序设置压型参数的展示图；

图6是根据测试机的测试结果标定Y1和Y2的展示图。

其中，图2和图3中所示百分比均是蠕变值§。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例1。一种床垫支撑稳定性指标的评判方法，步骤如下：

第一步：将尺寸为300*300*60的床垫样块放在TM2101万能材料拉力测试机的平台上；所述万能材料拉力测试机的圆形压盘直径为200mm；

第二步：用万能材料拉力测试机的程序设置压型参数，设置内容是：速度设定为5mm/min，压力≦21kg进行测试，测得床垫样块的位移与时间变化曲线图；

第三步：保存测试结果，对位移与时间变化曲线图取点记值，第一个点取压力为21kgn时y轴的值记为Y1，第二个点取施力结束时y轴的值记为Y2；

第四步：利用公式§＝Y2-Y1计算床垫的蠕变值§。

第五步：用床垫的蠕变值§来评判床垫支撑稳定性的等级，评判方法是：§≦2mm，A级，床垫支撑稳定性非常好；2mm<§≦4mm，B级，床垫支撑稳定性好；4mm<§≦6mm，C级，床垫支撑稳定性一般；6mm<§≦8mm，D级，床垫支撑稳定性较差；8mm<§，E级，床垫支撑稳定性差。

实施例2。一种床垫支撑稳定性指标的评判方法，步骤如下：

第一步：将尺寸为300*300*80的床垫样块放在TM2101万能材料拉力测试机的平台上；所述万能材料拉力测试机的圆形压盘直径为200mm；

第二步：用万能材料拉力测试机的程序设置压型参数，设置内容是：速度设定为10mm/min，压力≦5kg进行测试，测得床垫样块的位移与时间变化曲线图；

第三步：保存测试结果，对位移与时间变化曲线图取点记值，第一个点取压力为5kgn时y轴的值记为Y1，第二个点取施力结束时y轴的值记为Y2；

第四步：利用公式§＝Y2-Y1计算床垫的蠕变值§。

第五步：用床垫的蠕变值§来评判床垫支撑稳定性的等级，评判方法是：§≦2mm，A级，床垫支撑稳定性非常好；2mm<§≦4mm，B级，床垫支撑稳定性好；4mm<§≦6mm，C级，床垫支撑稳定性一般；6mm<§≦8mm，D级，床垫支撑稳定性较差；8mm<§，E级，床垫支撑稳定性差。

实施例3。一种床垫支撑稳定性指标的评判方法，步骤如下：

第一步：将尺寸为300*400*120的床垫样块放在TM2101万能材料拉力测试机的平台上；所述万能材料拉力测试机的圆形压盘直径为220mm；

第二步：用万能材料拉力测试机的程序设置压型参数，设置内容是：速度设定为20mm/min，压力≦30kg进行测试，测得床垫样块的位移与时间变化曲线图；

第三步：保存测试结果，对位移与时间变化曲线图取点记值，第一个点取压力为30kgn时y轴的值记为Y1，第二个点取施力结束时y轴的值记为Y2；

第四步：利用公式§＝Y2-Y1计算床垫的蠕变值§。

第五步：用床垫的蠕变值§来评判床垫支撑稳定性的等级，评判方法是：§≦2mm，A级，床垫支撑稳定性非常好；2mm<§≦4mm，B级，床垫支撑稳定性好；4mm<§≦6mm，C级，床垫支撑稳定性一般；6mm<§≦8mm，D级，床垫支撑稳定性较差；8mm<§，E级，床垫支撑稳定性差。

实施例4。一种床垫支撑稳定性指标的评判方法，步骤如下：

第一步：将尺寸为400*400*80的床垫样块放在TM2101万能材料拉力测试机的平台上；所述万能材料拉力测试机的圆形压盘直径为150mm；

第二步：用万能材料拉力测试机的程序设置压型参数，设置内容是：速度设定为15mm/min，压力≦20kg进行测试，测得床垫样块的位移与时间变化曲线图；

第三步：保存测试结果，对位移与时间变化曲线图取点记值，第一个点取压力为20kgn时y轴的值记为Y1，第二个点取施力结束时y轴的值记为Y2；

第四步：利用公式§＝Y2-Y1计算床垫的蠕变值§。

第五步：用床垫的蠕变值§来评判床垫支撑稳定性的等级，评判方法是：§≦2mm，A级，床垫支撑稳定性非常好；2mm<§≦4mm，B级，床垫支撑稳定性好；4mm<§≦6mm，C级，床垫支撑稳定性一般；6mm<§≦8mm，D级，床垫支撑稳定性较差；8mm<§，E级，床垫支撑稳定性差。

实施例5。一种床垫支撑稳定性指标的评判方法，步骤如下：

第一步：将尺寸为300*300*60的床垫样块放在TM2101万能材料拉力测试机的平台上；所述万能材料拉力测试机的圆形压盘直径为200mm；

第二步：用万能材料拉力测试机的程序设置压型参数，设置内容是：速度设定为8mm/min，压力≦10kg进行测试，测得床垫样块的位移与时间变化曲线图；

第三步：保存测试结果，对位移与时间变化曲线图取点记值，第一个点取压力为10kgn时y轴的值记为Y1，第二个点取施力结束时y轴的值记为Y2；

第四步：利用公式§＝Y2-Y1计算床垫的蠕变值§。

第五步：用床垫的蠕变值§来评判床垫支撑稳定性的等级，评判方法是：§≦2mm，A级，床垫支撑稳定性非常好；2mm<§≦4mm，B级，床垫支撑稳定性好；4mm<§≦6mm，C级，床垫支撑稳定性一般；6mm<§≦8mm，D级，床垫支撑稳定性较差；8mm<§，E级，床垫支撑稳定性差。

Claims (1)

1.一种床垫支撑稳定性指标的评判方法，其特征在于：该方法用床垫的蠕变值§评判床垫的支撑稳定性等级，评判方法是：§≦2mm，A级，床垫支撑稳定性非常好；2mm<§≦4mm，B级，床垫支撑稳定性好；4mm<§≦6mm，C级，床垫支撑稳定性一般；6mm<§≦8mm，D级，床垫支撑稳定性较差；8mm<§，E级，床垫支撑稳定性差；

所述蠕变值§的计算公式是：§=Y2-Y1；测试床垫样块的位移与时间变化曲线图，Y1为曲线中施加压力最大时y轴的位移值，Y2为施力结束时y轴的位移值；

所述测试床垫样块的位移与时间变化曲线图的方法是：将床垫样块放在测试机的平台上，用测试机的程序设置压型参数，测得床垫样块的位移与时间变化曲线图；

所述用测试机的程序设置压型参数的设置内容是：速度设定为5mm/min，压力设定为≦21kg；

所述测试机是万能材料拉力测试机；

所述万能材料拉力测试机的型号是TM2101；

所述测试机的压盘边缘与床垫样块边缘的距离≧100mm。