沙发软硬度的测试设备

技术领域

本发明涉及家具技术领域，更具体地，涉及一种沙发软硬度的测试设备。

背景技术

目前，沙发作为一种软体家具，不仅可以为我们提供舒适的坐姿支撑，还是一种高效消除疲劳的休息坐具。而沙发的软硬度是人坐上沙发的第一直观感受，是影响沙发舒适性的重要因素之一，沙发的软硬度严重影响着人对沙发的舒适性感受，对人体健康和疲劳缓解也有着不可忽视的影响。但相关技术中并没有能够检测沙发硬度的装置，从而并不能直观的给出沙发硬度的参考，不利于消费者对沙发进行挑选。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明提供了一种沙发软硬度的测试设备。

有鉴于此，本发明提出了一种沙发软硬度的测试设备，包括：测试平台，测试平台包括框架和设置在框架底部的支撑平台；支架，支架与框架连接；测试装置，与支架连接，测试装置能够沿竖直方向和水平方向运动，用于检测沙发所承受的载荷信息和在载荷信息下沙发与测试装置接触的表面的位移信息；控制装置，与测试装置相连接，控制装置被配置为根据载荷信息和位移信息确定沙发的硬度等级。

本发明提出的技术方案中，提供了一种沙发软硬度的测试设备，包括用于放置沙发的测试平台，测试平台上设置有框架和支撑平台，沙发能够放置在支撑平台上，支架与框架连接，测试装置与支架连接，从而支架为测试装置提供支撑，其中，测试装置能够检测沙发承受的载荷信息和沙发的位移信息，从而控制装置根据载荷信息和位移信息确定沙发的硬度等级，进而可供消费者参考，同时，生产企业也可根据沙发的硬度评价沙发的软硬程度。

需要说明的是，测试装置向沙发的座面或靠背施加压力，沙发与测试装置接触的表面因此产生一定的位移。沙发所承受的载荷信息，也即测试装置对沙发施加的压力。沙发与测试装置接触的表面在该载荷下产生的位移信息，也即测试装置所产生的位移。

具体地，测试装置能够沿竖直方向运动，从而获取沙发座面的载荷信息和位移信息，测试装置能够沿水平方向运动，从而获取沙发靠背的载荷信息和位移信息。

具体地，框架为刚性框架，支撑平台为刚性平台。

具体地，硬度等级包括硬、软硬适中、软三个等级。

根据本发明提供的上述的沙发软硬度的测试设备，还可以具有以下附加技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，测试装置包括：竖直轴，与支架连接，竖直轴能够沿竖直方向移动，竖直轴伸入框架内的一端设有第一加载垫，第一加载垫与竖直轴通过万向节连接；水平轴，与支架连接，水平轴能够沿第一方向移动，且水平轴能够相对于水平面倾斜，水平轴伸入框架内的一端设有第二加载垫；第一方向与竖直方向相垂直。

在该技术方案中，测试装置包括竖直轴和水平轴，竖直轴和水平轴与支架连接，竖直轴能够沿竖直方向运动，从而检测沙发座面部分的位移信息和载荷信息，水平轴能够在水平面上沿第一方向移动，因此水平轴能够检测沙发靠背的载荷信息和位移信息，进一步地，竖直轴上设有第一加载垫，通过第一加载垫接触沙发，从而对沙发的座面部分施加压力以使沙发座面产生位移，并且，第一加载垫与竖直轴通过万向节连接，从而使得第一加载垫可向各个方向活动。水平轴上设有第二加载垫，从而通过对沙发的靠背部分施加压力以使沙发的靠背部分发生位移，以供控制装置对沙发硬度的评定。

其中，水平轴还能够相对于水平面倾斜，从而适应不同角度的靠背，提高了测量的准确性和适应性。

在上述任一技术方案中，进一步地，测试装置还包括：压力测试装置，压力测试装置设于竖直轴和水平轴，与控制装置连接，用于检测沙发的载荷信息；位移传感器，位移传感器设于竖直轴和水平轴，与控制装置连接，用于检测沙发与测试装置接触的表面的位移信息。

在该技术方案中，测试装置还包括压力测试装置和位移传感器，压力测试装置用于检测沙发的载荷信息，位移传感器用于测量沙发与测试装置接触的表面的位移信息，从而控制装置能够根据竖直轴上的压力测试装置和位移传感器检测沙发座面的硬度，根据水平轴上的压力测试装置和位移传感器检测沙发靠背的硬度。

可以理解的是，竖直轴和水平轴分别向沙发的座面和靠背施加压力，因此沙发座面所承受的载荷信息也即竖直轴对沙发施加的压力，沙发靠背的载荷信息也即水平轴对沙发施加的压力，沙发座面所产生的位移信息也即竖直轴所产生的位移信息，沙发靠背的位移信息也即水平轴所产生的位移信息。沙发与测试装置接触的表面也即沙发与第一加载垫接触的表面，或者沙发与第二加载垫接触的表面。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一加载垫和第二加载垫均为硬质材料加载垫；第一加载垫包括背离竖直轴的第一加载面，第一加载面包括两个凸起部和形成在两个凸起部之间的凹陷部；第二加载垫包括背离水平轴的第二加载面，第二加载面为曲面。

在该技术方案中，第一加载垫和第二加载垫均为硬质材料加载垫，也即第一加载垫和第二加载垫为刚性材料，从而提高了测量的准确性。其中，第一加载垫的第一加载面包括两个凸起部和位于两个凸起部之间的凹陷部，第二加载垫为曲面，从而使得第一加载垫和第二加载垫的设计更符合人体工程学，进而提升了对沙发硬度测量的准确性。

在上述任一技术方案中，进一步地，在沿水平面的截面中，第二加载面呈圆弧形，第二加载面的半径大于或等于400mm，且小于或等于550mm；在沿水平面的截面中，第一加载面中两个凸起部沿第一方向对称设置，万向节与第一加载垫的连接点位于两个凸起部的对称线上；其中，沿第一方向，第一加载面在第二方向上的宽度自万向节向第一加载面的两端逐渐减小，第一加载面的宽度大于或等于330mm，且小于或等于380mm，第一加载面的厚度大于或等于60mm，且小于或等于75mm。

在该技术方案中，第二加载面呈圆弧形，且半径在400mm至550mm之间，第一加载面呈对称设置，且沿第一方向，第一加载面在第二方向上的宽度自万向节向第一加载面的两端逐渐减小，第一加载面的宽度大于或等于330mm，且小于或等于380mm，第一加载面的厚度大于或等于60mm，且小于或等于75mm模拟人体臀部和腿部，从而更符合人体工程学，提高了测量的准确性，其中，万向节与第一加载垫的连接点位于两个凸起部的对称线上，从而使得第一加载垫和保持水平。

具体地，万向节设置在两个凸起部的对称线上，且万向节所在的位置的第一加载面的宽度为380mm。

在上述任一技术方案中，进一步地，支架包括：支撑横梁，支撑横梁沿第一方向设于框架的顶部，竖直轴与支撑横梁连接；立柱，立柱与支撑横梁连接，立柱沿竖直方向设置，水平轴与立柱连接。

在该技术方案中，支架包括支撑横梁和立柱，支撑横梁沿第一方向设置，竖直轴能够沿支撑横梁在竖直方向上移动，从而实现对沙发座面部分的测试。立柱沿竖直方向设置，且与支撑横梁连接，从而可供水平轴安装，并且，水平轴能够在立柱上沿水平方向运动和沿水平面转动，从而实现了对沙发靠背的测试。

在上述任一技术方案中，进一步地，支撑横梁上设有凹槽，凹槽内设有滑轨，滑轨沿第一方向设置，竖直轴与滑轨滑动连接。

在该技术方案中，支撑横梁上设有沿第一方向延伸的凹槽，以及设置在凹槽内的滑轨，从而使得竖直轴能够在第一方向上移动，进而实现了对沙发各部分硬度的测试，提高了对不同形状沙发的适应性。

在上述任一技术方案中，进一步地，支撑横梁和立柱能够在框架上沿第二方向移动；第一方向、第二方向和竖直方向三者相互垂直。

在该技术方案中，支撑横梁和立柱能够沿第二方向移动，进而扩大了测试装置的测试范围，使得对沙发硬度的测量更加全面、准确，也使得测试设备能够适应不同的沙发。

在上述任一技术方案中，进一步地，沙发软硬度的测试设备，还包括：驱动装置，与支架、测试装置和控制装置连接；采集卡，采集卡与控制装置、驱动装置和测试装置连接。

在该技术方案中，驱动装置与支架和测试装置、控制装置连接，控制装置控制驱动装置驱动支架和测试装置的运动，采集卡采集测试装置和驱动装置各自线路的信号。

进一步地，还包括线路通道，线路通道用于将驱动装置和测试装置的线路收集在一起。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括：挡脚，设于支撑平台上，挡脚用于固定沙发。

在该技术方案中，挡脚设置在支撑平台上，将沙发固定住，从而提高对沙发硬度测量的准确性。

需要说明的是，控制装置根据载荷信息和位移信息确定沙发的硬度的过程，具体包括：控制装置根据载荷信息和位移信息确定沙发的载荷信息与位移信息对应的加载曲线，根据加载曲线确定加载曲线的平均斜率；根据平均斜率和加载曲线，确定沙发的硬度信息；根据硬度信息确定沙发的硬度等级。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了本发明一个实施例的沙发软硬度的测试设备的结构示意图；

图2示出了第一加载垫的主视图；

图3示出了第一加载垫的俯视图；

图4示出了第一加载垫的左视图；

图5示出了第二加载垫的主视图；

图6示出了第二加载垫的俯视图；

图7示出了第二加载垫的左视图。

其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1框架，2支撑平台，3竖直轴，4第一加载垫，5水平轴，6第二加载垫，7支撑横梁，8立柱，9凹槽，10挡脚，11万向节。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图7描述根据本发明一些实施例所述的沙发软硬度的测试设备。

如图1所示，根据本发明的第一方面的一个实施例，本发明提出了一种沙发软硬度的测试设备，包括：测试平台，测试平台包括框架1和设置在框架1底部的支撑平台2；支架，支架与框架1连接；测试装置，与支架连接，测试装置能够沿竖直方向和水平方向运动，用于检测沙发所承受的载荷信息和在载荷信息下沙发与测试装置接触的表面的位移信息；控制装置，与测试装置相连接，控制装置被配置为根据载荷信息和位移信息确定沙发的硬度等级。

本发明提出的实施例中，提供了一种沙发软硬度的测试设备，包括用于放置沙发的测试平台，测试平台上设置有框架1和支撑平台2，沙发能够放置在支撑平台2上，支架与框架1连接，测试装置与支架连接，从而支架为测试装置提供支撑，其中，测试装置能够检测沙发承受的载荷信息和沙发接触表面的位移信息，从而控制装置根据载荷信息和位移信息确定沙发的硬度等级，进而可供消费者参考，同时，生产企业也可根据沙发的硬度评价沙发的软硬程度。

需要说明的是，测试装置向沙发的座面或靠背施加压力，沙发与测试装置接触的表面因此产生一定的位移。沙发所承受的载荷信息，也即测试装置对沙发施加的压力。沙发与测试装置接触的表面在该载荷下产生的位移信息，也即测试装置所产生的位移。

具体地，测试装置能够沿竖直方向运动，从而获取沙发座面的载荷信息和位移信息，测试装置能够沿水平方向运动，从而获取沙发靠背的载荷信息和位移信息。

具体地，框架1为刚性框架，支撑平台2为刚性平台。

具体地，硬度等级在0-10范围内，涵盖了硬、软硬适中、软三个区间范围。

如图1所示，在上述实施例中，进一步地，测试装置包括：竖直轴3，与支架连接，竖直轴3能够沿竖直方向移动，竖直轴3伸入框架1内的一端设有第一加载垫4，第一加载垫4与所述竖直轴3通过万向节11连接；水平轴5，与支架连接，水平轴5能够沿第一方向移动，且水平轴5能够相对于水平面倾斜，水平轴5伸入框架1内的一端设有第二加载垫6；第一方向与竖直方向相垂直。

在该实施例中，测试装置包括竖直轴3和水平轴5，竖直轴3和水平轴5与支架连接，竖直轴3能够沿竖直方向运动，从而检测沙发座面部分的位移信息和载荷信息，并且，第一加载垫4与竖直轴3通过万向节11连接，从而使得第一加载垫4可向各个方向活动。水平轴5能够在水平面上沿第一方向移动，因此水平轴5能够检测沙发靠背的载荷信息和位移信息，进一步地，竖直轴3上设有第一加载垫4，通过第一加载垫4接触沙发，从而对沙发的座面部分施加压力以使沙发与第一加载垫4接触的表面产生位移，水平轴5上设有第二加载垫6，从而通过对沙发的靠背部分施加压力以使沙发的靠背与第二加载垫6接触的部分发生位移，以供控制装置对沙发硬度的评定。

其中，水平轴5还能够相对于水平面倾斜，从而适应不同角度的靠背，提高了测量的准确性和适应性。水平轴5调节范围为0°至±90°。

在上述任一实施例中，进一步地，测试装置还包括：压力测试装置，压力测试装置设于竖直轴3和水平轴5，与控制装置连接，用于检测沙发的载荷信息；位移传感器，位移传感器设于竖直轴3和水平轴5，与控制装置连接，用于检测沙发与测试装置接触的表面的位移信息。

在该实施例中，测试装置还包括压力测试装置和位移传感器，压力测试装置用于检测沙发的载荷信息，位移传感器用于测量沙发与测试装置接触的表面的位移信息，从而控制装置能够根据竖直轴3上的压力测试装置和位移传感器检测沙发座面的硬度，根据水平轴5上的压力测试装置和位移传感器检测沙发靠背的硬度。

具体地，在竖直轴3和水平轴5两个方向上，采用无极电缸调节压力及位移传感器。

在具体应用中，竖直轴3带动第一加载垫4沿竖直方向向沙发的座面部分运动，直至作用于沙发的测试点，达到设定的载荷值后卸载，每个测试点重复三次取平均值。

水平轴5带动第二加载垫6沿第一方向向沙发的靠背分部分运动，对沙发的靠背施加压力，直至达到设定的载荷值后卸载，每个测试点重复三次取平均值。

可以理解的是，竖直轴3和水平轴5分别向沙发的座面和靠背施加压力，因此沙发座面所承受的载荷信息也即竖直轴3对沙发施加的压力，沙发靠背的载荷信息也即水平轴5对沙发施加的压力，沙发座面所产生的位移信息也即竖直轴3所产生的位移信息，沙发靠背的位移信息也即水平轴5所产生的位移信息。

如图2至图4，图5至图7所示，在上述任一实施例中，进一步地，第一加载垫4和第二加载垫6均为硬质材料加载垫；第一加载垫4包括背离竖直轴3的第一加载面，第一加载面包括两个凸起部和形成在两个凸起部之间的凹陷部；第二加载垫6包括背离水平轴5的第二加载面，第二加载面为曲面。

在该实施例中，第一加载垫4和第二加载垫6均为硬质材料加载垫，也即第一加载垫4和第二加载垫6为刚性材料，从而提高了测量的准确性。其中，第一加载垫4的第一加载面包括两个凸起部和位于两个凸起部之间的凹陷部，第二加载垫6为曲面，从而使得第一加载垫4和第二加载垫6的设计更符合人体工程学，进而提升了对沙发硬度测量的准确性。

具体地，第二加载垫6的尺寸为250mm×200mm的刚性矩形结构。

在上述任一实施例中，进一步地，如图2至图4所示，在沿水平面的截面中，第二加载面呈圆弧形，第二加载面的半径大于或等于400mm，且小于或等于550mm；在沿水平面的截面中，第一加载面中两个凸起部沿第一方向对称设置，万向节11与第一加载垫4的连接点位于两个凸起部的对称线上；其中，沿第一方向，第一加载面在第二方向上的宽度自万向节11向第一加载面的两端逐渐减小，第一加载面的宽度大于或等于330mm，且小于或等于380mm，第一加载面的厚度大于或等于60mm，且小于或等于75mm。

在该实施例中，第二加载面呈圆弧形，且半径在400mm至550mm之间，第一加载面呈对称设置，从而更符合人体工程学，提高了测量的准确性。

具体地，如图2所示，由万向节11与第一加载垫4的连接点，至第一加载面的第一端中，最大宽度L1为380mm，由万向节11与第一加载垫4的连接点，至第一加载面的第二端中，最大宽度L2为330mm，由万向节11与第一加载垫4的连接点至第一加载面的第一端的距离L3为175mm；如图3所示，第一加载垫4的宽度的最大尺寸L4为380mm，厚度L5为75mm；如图4所示，尺寸L6为495mm。其中，如图2所示，A所示交点为测试点，也为万向节11与第一加载垫11的连接点。具体地，万向节11设置在两个凸起部的对称线上，且万向节11所在的位置的第一加载面的宽度为380mm。

具体地，如图5所示，尺寸L7为250mm，尺寸L8为200mm，如图6所示，尺寸L9为50mm，第二加载面呈圆柱面，曲率半径R1为450mm，R2为12mm。

如图1所示，在上述任一实施例中，进一步地，支架包括：支撑横梁7，支撑横梁7沿第一方向设于框架1的顶部，竖直轴3与支撑横梁7连接；立柱8，立柱8与支撑横梁7连接，立柱8沿竖直方向设置，水平轴5与立柱8连接。

在该实施例中，支架包括支撑横梁7和立柱8，支撑横梁7沿第一方向设置，竖直轴3能够沿支撑横梁7在竖直方向上移动，从而实现对沙发座面部分的测试。立柱8沿竖直方向设置，且与支撑横梁7连接，从而可供水平轴5安装，并且，水平轴5能够在立柱8上沿水平方向运动和沿水平面转动，从而实现了对沙发靠背的测试。

具体地，水平轴5还能够在立柱8上沿竖直方向移动。

如图1所示，在上述任一实施例中，进一步地，支撑横梁7上设有凹槽9，凹槽9内设有滑轨，滑轨沿第一方向设置，竖直轴3与滑轨滑动连接。

在该实施例中，支撑横梁7上设有沿第一方向延伸的凹槽9，以及设置在凹槽9内的滑轨，从而使得竖直轴3能够在第一方向上移动，进而实现了对沙发各部分硬度的测试，提高了对不同形状沙发的适应性。

在上述任一实施例中，进一步地，支撑横梁7和立柱8能够在框架1上沿第二方向移动；第一方向、第二方向和竖直方向三者相互垂直。

在该实施例中，支撑横梁7和立柱8能够沿第二方向移动，进而扩大了测试装置的测试范围，使得对沙发硬度的测量更加全面、准确，也使得测试设备能够适应不同的沙发。

当然，支撑横梁7和立柱8也可以固定不动。

在上述任一实施例中，进一步地，沙发软硬度的测试设备，还包括：驱动装置，与支架、测试装置和控制装置连接；采集卡，采集卡与控制装置、驱动装置和测试装置连接。

在该实施例中，驱动装置与支架和测试装置、控制装置连接，控制装置控制驱动装置驱动支架和测试装置的运动，采集卡采集测试装置和驱动装置各自线路的信号。

进一步地，还包括线路通道，线路通道用于将驱动装置和测试装置的线路收集在一起。

具体地，驱动装置为伺服电机。

如图1所示，在上述任一实施例中，进一步地，还包括：挡脚10，设于支撑平台2上，挡脚10用于固定沙发。

在该实施例中，挡脚10设置在支撑平台2上，将沙发固定住，从而提高对沙发硬度测量的准确性。

需要说明的是，控制装置根据载荷信息和位移信息确定沙发的硬度的过程，具体包括：控制装置根据载荷信息和位移信息确定沙发的载荷信息与位移信息对应的加载曲线，根据加载曲线确定加载曲线的平均斜率；根据平均斜率和加载曲线，确定沙发的硬度信息；根据硬度信息确定沙发的硬度等级。

本发明提供的沙发软硬度的测试设备还包括计算机及计算机控制系统，控制系统可以即时计算出硬度检测结果并保留和导出试验中间数据。

测试设备对沙发靠背和座面软硬度的分级量化的测试方法包括：

1)在测试之前，将沙发放置在(23±2)℃、相对湿度为(50±5)％的环境条件下调节24h。

2)测试时，将沙发放在支撑平台2上，沙发挡脚10将其位置固定，第一加载垫4/第二加载垫6以90mm/min的速度匀速下降，按要求作用于沙发的各测试点上，达到规定的载荷值后卸载，预压三次后停留60秒，适当拍打，再次进行测试，取最后这次的结果。

3)由控制装置获得并存储实验加载曲线。

其中，在测试过程中，不同的载荷值对应不同的位移值，因此可根据位移和载荷数据绘制加载曲线，具体地，在X-Y轴坐标系中，X轴为位移数据，Y轴对应为载荷数据。

进一步地，可根据沙发的硬度，对沙发软硬度的分级量化进行评价。

沙发软硬度的分级量化的评价方法，包括以下步骤：

沙发座面硬度等级的评价：

1)沙发座面硬度等级S的计算公式如下：

S＝10(1-e

其中a＝3.5004×10

2)K是影响沙发硬度的重要因素，单位为平方毫米(mm

其中A

3)加载曲线斜率的平均值T计算公式如下：

其中T

沙发靠背硬度等级的评价：

沙发靠背硬度等级S的计算公式如下：

1)S＝10(1-e

其中a＝8.3968×10

其中A

3)加载曲线斜率的平均值T计算公式如下：

其中T

根据本申请提出的实施例，通过测试设备所获得的载荷数据与位移数据等测试数据，经数学模型的转化，幂指数拟合后，建立硬度的计算公式，最终获得沙发的硬度值，实现对沙发硬度的检测，可以对沙发的软硬度进行客观程度上的量化，并且根据沙发软硬程度的不同，可以对测试结果进行分级评价；同时，本发明方法可以对沙发的座面和靠背的软硬度分别进行测试评价，可以为消费者提供更为科学合理的选择依据。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。