一种枕头软硬度分级定量化测试设备及测试、评价方法技术

本发明专利技术公开了一种枕头软硬度分级定量化测试设备及测试、评价方法，包括测试平台，用于放置待测试的枕头；人体头部模型，由仿真人体头颈部生理轮廓的刚性材料构成，可调节设置在所述测试平台的上方；力学性能测试装置，可拆卸连接所述人体头部模型，包括用于在人体头部模型与待测试的枕头接触时测量枕头上的载荷

【技术实现步骤摘要】
一种枕头软硬度分级定量化测试设备及测试、评价方法


[0001]本专利技术涉及枕头软硬度测试
，具体涉及一种枕头软硬度分级定量化测试设备及测试、评价方法。

技术介绍

[0002]睡眠质量关乎人体健康，枕头作为寝具的主要组成部分之一，其舒适程度对睡眠质量有着直接而重要的影响。枕头的软硬度是反映枕头舒适度的一个重要指标，不仅影响人
‑
枕界面之间的压力缓解，还影响枕头对人体头颈部的支撑与颈椎健康。
[0003]枕头在睡眠过程中支撑着人体头颈部的复杂生物力学关系，枕头的硬度不宜过大或过小：当枕头的硬度过大时，中枢神经、椎动脉及头颈部皮下血管将受压迫，致使头部发麻疼痛，破坏颈椎正常生理曲度，使肩颈部肌肉处于紧张状态，造成肌肉疲劳，致使“落枕”频发，严重甚至会导致失眠、耳鸣、颈椎侧弯等脑神经衰弱及相关颈椎病症，同时导致人体在睡眠过程中频繁调整睡姿，造成睡眠时断时续难以保持，睡眠周期紊乱，不利于睡眠质量的提高；如果枕头过软，人体头颈部会深陷枕头之中，不利于颈椎保持自然生理曲度，肩颈部肌肉也难以放松，同时翻身和姿势调节也将消耗更大的能量，其调节次数将明显减少，从而致使人体局部持续处于受压状态，不利于人体血液循环和神经传导，此外，枕头过软会使人
‑
枕界面接触面积过大，不利于散湿散热，长时间湿粘的人
‑
枕界面微环境将不利于睡眠舒适性的提高。
[0004]枕头的软硬度对人体头颈部健康、睡眠质量等有着至关重要的作用。但目前枕头软硬程度的评价主要还停留在枕头填充材料的测试和枕头整体主观、定性地描述的程度，缺乏客观、定量地测试和评价整体枕头软硬度的方法和标准。同时不同于床垫，枕头为支撑人体头颈部提高舒适性，多为弧面或曲面设计，枕头表面形状与人体头颈部生理轮廓的匹配程度对枕头整体舒适度有着很大的影响。因此，枕头对人体的支撑不仅取决于枕头填充材料的力学性能，还必须考虑二者表面形状的贴合匹配程度以及人体头颈部的生理构造、重力分布等因素。传统测试方法中采用的端面平整的压头受自身形状及枕头曲面设计的限制，无法满足对真实的人
‑
枕之间界面形状的模拟，难以在整体枕头软硬度评价中，准确反映人
‑
枕之间的压力关系。
[0005]随着枕头消费市场的不断扩大，以及家居个性化、网络化、定制化的生产销售改革，枕头的软硬度的评价不能再停留于主观地、定性描述，必须要通过标准的定量化测试来对枕头软硬度进行评价和分级，这样一方面可以帮助消费者选购适合自己的枕头，另一方面也可以指导企业进行定制化设计和定量化生产。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是解决上述的不足，提供一种能够为枕头的人性化设计和定制化生产提供科学依据的统一的、标准化的枕头软硬度分级定量化测试设备及测试、评价方法。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种枕头软硬度分级定量化
测试设备，包括：
[0008]测试平台，用于放置待测试的枕头；
[0009]人体头部模型，由仿真人体头颈部生理轮廓的刚性材料构成，可调节设置在所述测试平台的上方；
[0010]力学性能测试装置，可拆卸连接所述人体头部模型，包括用于在人体头部模型与待测试的枕头接触时测量枕头上的载荷
‑
位移数据的传感器。
[0011]进一步的，所述测试平台的两侧分别设置有立柱，所述立柱之间设置有高度可调的用于安装所述传感器的横梁。
[0012]进一步的，所述传感器的底端设置有螺纹杆，所述人体头部模型上设置有与所述螺纹杆配合的螺孔。
[0013]进一步的，所述测试平台上设置有用于对待测试的枕头进行定位的定位机构，所述定位机构包括设置在所述测试平台上四周的滑动槽和与所述滑动槽配合的定位挡板。
[0014]进一步的，所述测试平台的底部设置有平台支架，所述测试平台上设置有均匀分布的用于将测试过程中产生的气体排出的通孔。
[0015]进一步的，所述测试平台的四周设置有刻度线。
[0016]一种枕头软硬度分级定量化测试方法，采用上述的枕头软硬度分级定量化测试设备，包括如下步骤：
[0017]S1、测试前将待测试的枕头静置在室温23
±
2℃、相对湿度50
±
5％的环境中24小时；
[0018]S2、将待测试的枕头放置在测试平台上，拨动定位挡板并配合测试平台上设置的刻度线，将待测试的枕头定位至测试位置，使得枕头纵向中轴线与人体头部模型重合；
[0019]S3、通过横梁带动传感器和人体头部模型匀速下降，枕头在压力作用下产生变形，当压头载荷达到额定载荷时(男性模型：49.88N、女性模型：41.75N)，立即以同样的速度卸载至载荷为0N；
[0020]S4、分别利用男性、女性的两种人体头部模型重复上述步骤，主机获得测试过程中的载荷
‑
位移数据并储存实验加载曲线和卸载曲线，重复三次，取最后一次测试的数据。
[0021]一种枕头软硬度分级定量化测试的评价方法，通过上述的枕头软硬度分级定量化测试方法中得到的测试过程中的载荷
‑
位移数据绘制载荷
‑
位移曲线，并根据载荷
‑
位移曲线计算枕头的软硬度指标S值，并利用S值的范围对枕头软硬度进行分级，当1≤S<3表示枕头较硬，当3≤S≤6表示枕头软硬适中，当6<S≤10表示枕头较软。
[0022]S13、利用人体主观舒适性评价方法对枕头软硬度进行评价，并对枕头软硬度指标S值进行修正。
[0023]进一步的，所述枕头软硬度指标值通过公式1得到：
[0024][0025]其中：a＝1.145
×
10
‑2，b＝6.238
×
10
‑1；K通过公式2得到：
[0026][0027]其中，A
100％
为0N至额定载荷范围内加载曲线与x轴之间围成的总面积；T为加载曲线斜率的平均数，通过公式3得到；
[0028]R为枕头补偿高度，男性模型：37mm，女性模型：25mm；V为相对剩余高度，通过公式4得到；
[0029]F
100％
为额定载荷值；H
100％
为额定载荷值下枕头的下陷量；
[0030]F
65％
为额定载荷的65％的载荷值；H
65％
为F
65％
载荷下枕头的下陷量；
[0031]F
40％
为额定载荷的40％的载荷值；H
40％
为F
40％
载荷下枕头的下陷量；
[0032]F
25％
为额定载荷的25％的载荷值；H
25％
为F
25％
载荷下枕头的下陷量；
[0033][0034][0035]其中，T
65％本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
公式1其中：a＝1.145
×
10
‑2，b＝6.238
×
10
‑1；K通过公式2得到：其中，A
100％
为0N至额定载荷范围内加载曲线与x轴之间围成的总面积；T为加载曲线斜率的平均数，通过公式3得到；R为枕头补偿高度，男性模型：37mm，女性模型：25mm；V为相对剩余高度，通过公式4得到；F
100％
为额定载荷值；H
100％
为额定载荷值下枕头的下陷量；F
65％
为额定载荷的65％的载荷值；H
65％
为F
65％
载荷下枕头的下陷量；F
40％
为额定载荷的40％的载荷值；H
40％
为F
40％
载荷下枕头的下陷量；F
25％
为额定载荷的25％的载荷值；H
25％
为F
25％
载荷下枕头的下陷量；载荷下枕头的下陷...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈玉霞，陈郑杭，徐润民，郭勇，王晨，刘晓虎，洪璐，吴良奎，王倩，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：