【技术实现步骤摘要】
床垫缓压数据采集装置、采集方法以及床垫缓压分级定量化评价方法
[0001]本专利技术涉及床垫缓压测试
，尤其涉及一种床垫缓压分级定量化测试辅助设备及测试方法。
技术介绍
[0002]床垫作为人体类家具，是人们睡眠的主要载体，起着支撑人体全部重量的作用。二者之间有着复杂的生物力学相互作用关系，床垫受到人体重量的作用而形变，产生弹力支撑着人体的肌肉与骨骼。同时，与床垫相接触的人体局部软组织受到人体重量的挤压而产生内应力，力与力之间相互平衡，使人体保持稳定状态。人
‑
床之间的界面压力直接影响着人的睡眠舒适性和睡眠质量。如果床垫不能有效缓解压力，会使肩胛骨、肘部、骶骨、脚跟等骨突部的受压面积过小，局部软组织的压力过大，导致血液循环受阻。对于健康人而言，局部缺血会让人产生疼痛感，从而翻身调整睡姿。过度频繁的翻身会造成睡眠周期的紊乱，降低睡眠质量。对于行为受限的人来说，血液流通受阻超过2小时便会导致不可逆的损伤，引起压疮和组织坏死。
[0003]一款设计良好的床垫应能够合理地分担人体重量，提供有效支撑，缓解局部压力，帮助休息和睡眠。判断床垫的优劣，需要对其物理特性进行测试和评价。床垫硬度和贴合度是分别从床垫的软硬程度和独立支撑性两个维度评价床垫的支撑性能。它们是床垫的固有属性，从侧面反映床垫的缓压，并为床垫缓压结构、材料设计提供了思路、方向和依据。但缓压不仅与床垫的软硬度和贴合度有关，还与人体体型、体重等人体特征参量有关，反映的是二者之间复杂的生物力学关系。体压分布测试是一种直接获得人
‑...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种床垫缓压数据采集装置，其特征在于：包括包括测试平台(1)；移动支架(2)，所述移动支架(2)安装于测试平台(1)上并可以在第一水平方向相对测试平台(1)移动；人体模型定位装置(4)，竖直地安装于所述移动支架(2)，所述人体模型定位装置(4)被配置为在于所述第一水平方向正交的第二水平方向相对所述测试平台(1)可运动；人体模型定位装置(4)包括在竖直运动部；仿真人体模型(3)，其上具有至少一个与所述人体模型定位装置(4)匹配的卡口以与所述人体模型定位装置(4)的所述竖直运动部接合；升降平台(5)，设置于所述测试平台(1)上方以及人体模型定位装置(4)的下方，所述其被配置为耦合于所述移动支架(2)以沿所述升降平台(5)可在竖直方向移动以带动所述仿真人体模型(3)从第一高度位置移动至第二高度位置；所述升降平台(5)包括释放机构，以将所述仿真人体模型(3)在所述第二高度位置释放至所述测试平台(1)。2.根据权利要求1所述的床垫缓压数据采集装置，其特征在于：所述人体模型定位装置(4)的所述竖直运动部包括可伸缩机构和可平转机构以使得所述人体模型定位装置(4)底部设置的挡头(43)可以下降或上升并且可以平转；以及；所述人体模型定位装置(4)连接伺服电机，所述伺服电机控制所述人体模型定位装置(4)的所述可伸缩机构的动作以及所述可平转机构的动作。3.根据权利要求2所述的床垫缓压数据采集装置，其特征在于：所述伺服电机被配配置为驱动所述可伸缩机构下降以使得所述挡头(43)进入所述卡口(31)，驱动所述可平转机构平转以使得所述挡头(43)与所述卡口(31)卡紧。4.根据权利要求1所述的床垫缓压数据采集装置，其特征在于：所述升降平台(5)包括固定平板和耦合于所述固定平板的可移动平板，所述可移动平板用于承托所述仿真人体模型(3)，所述可移动平板被配置为可移动至所述固定平板下方，从而解除对所述仿真人体模型(3)的承托。5.根据权利要求1所述的床垫缓压数据采集装置，其特征在于：所述仿真人体模型(3)由仿真人体硅胶包覆关节可动的内部骨骼支架组成，并可以通过线路连接电机(6)和主机(7)，由主机(7)的测试系统控制关节转动，调节姿态。6.根据权利要求1所述的床垫缓压数据采集装置，其特征在于：还包括体压感应垫，所述体压感应垫平铺于所述床垫表面，使其至少覆盖所述床垫的睡眠区域。7.一种床垫缓压数据采集装置，其特征在于：包括步骤将体压感应垫平铺于所述床垫表面，使其至少覆盖所述床垫的睡眠区域；利用人体模型定位装置将呈标准卧姿的仿真人体模型布置到所述体压感应垫的上方；使得所述仿真人体模型缓缓落下，平稳放置在所述体压感应垫上；待体压垫检测到的压力分布相对稳定后以第一采样率记录第一时间段内的压力数据作为所述床垫缓压数据的原始数据。8.根据权利要求7所述的床垫缓压数据采集方法，其特征在于：所述利用人体模型定位装置将呈标准卧姿的仿真人体模型布置到所述体压感应垫的上方的步骤包括：将处于卧姿的所述仿真人体模型放置于所述床垫上，将所述人体模型定位装置于所述仿真人体模型对
准并且驱动所述人体模型定位装置下降以接合所述仿真人体模型；驱动所述人体模型定位装置上升以使得所述仿真人体模型离开所述床垫，以及将所述仿真人体模型精确调整至所述标准卧姿。9.根据权利要求7所述的床垫缓压数据采集方法，其特征在于：还包括在测试之前将所述床垫静置在室温(23
±
2)℃，相对湿度(50
±
5)％的环境中24小时。10.根据权利要求7所述的床垫缓压数据采集方法，其特征在于：利用人体模型定位装置将呈标准卧姿的仿真人体模型布置到所述体压感应垫的纵向中轴线的上方。11.根据权利要求10所述的床垫缓压数据采集方法，其特征在于：针对单人床垫，所述体压感应垫的纵向中轴线应与床垫的纵向中轴线重合；针对双人床垫，所述体压感应垫的纵向中轴线应与所述床垫左侧或右侧的四等分线重合。12.根据权利要求7所述的床垫缓压数据采集方法，其特征在于：所述标准卧姿分为仰卧位标准卧姿和侧卧位标准卧姿两种；分别针对所述仰卧位标准卧姿和所述侧卧位标准卧姿收集所述床垫缓压数据的原始数据。13.根据权利要求12所述的床垫缓压数据采集方法，其特征在于：其中，处于仰卧位标准卧姿时，人体模型仰面朝上，手臂向下伸直，平放于身体两侧，手掌朝向身体内测，手腕与躯干边缘距离7cm；双腿伸直，双脚略微分开，使左右脚踝外侧距离与人体模型的胸宽相同；处于侧卧位标准卧姿时，人体模型面朝一侧，躯干与床垫呈90
°
夹角，颈椎C7(32b)前屈20
°
，胸椎T3(32c)前屈15
°
，腰椎L1(32d)前屈10
°
，使躯干略微向前弯曲；肩关节前伸70
°
，使两只上臂向身体前方抬起，肘关节前伸85
°
，使上臂与前臂呈95
°
夹角，双手掌心相对叠放在面前；髋关节前伸60
°
，膝关节屈曲70
°
，使大腿与小腿夹角110
°
，呈自然弯曲的姿态，踝关节前伸30
°
，使脚掌与小腿呈120
°
夹角。14.根据权利要求7所述的床垫缓压数据采集方法，其特征在于：所述使得所述仿真人体模型缓缓落下，平稳放置在所述体压感应垫上的步骤包括使仿真人体模型的头顶处距床垫边缘预定的距离。15.根据权利要求7所述的床垫缓压数据采集方法，其特征在于：利用不同类型的人体模型重复全部采集步骤。16.一种床垫缓压分级定量化的评价方法，包括以下步骤：获得标准仰卧位和侧卧位下人
‑
床界面平均压力最大压力P95，压力指数PI，百分比面积指数％PAI
≥i
，波宽指数BWI，半波宽指数HWI；分别计算十二类人体模型在仰卧和侧卧两种姿态下人
‑
床界面整体区域、肩部和臀部局部区域的最大压力、平均压力、压力指数、四个不同压力阈限范围内的包括百分比接触面积、波宽指数和半波宽指数的多个压力指标；计算多种类人体模型在仰卧和侧卧状态下，人
‑
床界面压力综合指标值S
jsu
和S
jla
，利用人
‑
床界面压力综合指标值S
jsu
和S
jla
，分别计算床垫对十二类人群的缓压等级D
j
；以及计算床垫的平均缓压等级D。17.根据权利要求16所述的床垫缓压分级定量化的评价方法，其特征在于：根据以下公式获得标准仰卧位和侧卧位下人
‑
床界面平均压力床界面平均压力
其中为平均压力，单位为千帕；Pi为接触面内各测试点的压力值，单位为千帕；N为接触面内测试点个数。18.根据权利要求16所述的床垫缓压分级定量化的评价方法，其特征在于：根据以下公式获得标准仰卧位和侧卧位下人
‑
床界面最大压力P95，其中，P95为全部测试点中第95百分位的压力值，视为最大压力值，单位为千帕；SD为所有测试点的压力值标准差，单位为千帕，K为常数。19.根据权利要求16所述的床垫缓压分级定量化的评价方法，其特征在于：根据以下公式获得标准仰卧位和侧卧位下人
‑
床界面压力指数PI，标准仰卧位和侧卧位下人
‑
床界面百分比面积指数％PAI
≥i
，即特定压力阈限范围i～j内的接触面积占总接触面积的百分比，，即特定压力阈限范围i～j内的接触面积占总接触面积的百分比，，即特定压力阈限范围i～j内的接触面积占总接触面积的百分比，其中，SD为所有测试点的压力值标准差，单位为千帕，K为常数；PI为压力指数，单位为千帕；SD10为压力阈限范围大于10mmHg的接触面的压力值标准差，单位为千帕；PM10为压力阈限范围大于10mmHg的接触面的压力平均值，单位为千帕；PAI
T
为总接触面积，单位为平方厘米。20.根据权利要求16所述的床垫缓压分级定量化的评价方法，其特征在于：根据以下公式获得标准仰卧位和侧卧位下人
‑
床界面波宽指数BWI，即压力值小于平均压力的接触面积占总接触面积的百分比。21.根据权利要求16所述的床垫缓压分级定量化的评价方法，其特征在于：根据以下公式获得标准仰卧位和侧卧位下人
‑
床界面半波宽指数HWI，即压力值小于等于二分之一最大压力的接触面积占总接触面积的百分比。22.根据权利要求16所述的床垫缓压分级定量化的评价方法，其特征在于：人
‑
床界面压力综合指标值S
jsu
和S
jla
的计算公式如下：S
jsu
＝S
jsuT
+S
jsuS
+S
jsuB
S
jla
＝S
jlaT
+S
jlaS
+S
jlaBjlaBjlaBjlaBjlaB
式中，下标j为人群类别编号，取值范围为1～12，分别代表十二类人群；下标su和la分别表示仰卧和侧卧两种人体模型姿态；下标T，S，B分别代表整体区域、肩部区域和臀部区域；S
jsu
为第J类人群仰卧状态下人
‑
床界面压力综合指标值；S
jsuT
为第J类人群仰卧状态下整体人
‑
床界面压力综合指标值；S
jsuS
第J类人群仰卧状态下肩部人
‑
床界面压力综合指标值；S
jsuB
第J类人群仰卧状态下臀部人
‑
床界面压力综合指标值；S
jla
为第J类人群侧卧状态下人
‑
床界面压力综合指标值；S
jlaT
为第J类人群侧卧状态下整体人
‑
床界面压力综合指标值；S
jlaS
第J类人群侧卧...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉霞，陈郑杭，徐润民，程彬，郭勇，单华锋，刘董叶，杨丽帆，吴存鼎，
申请(专利权)人：麒盛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。