專利名稱：帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳感器裝置，特別涉及一種用于根據(jù)體壓分布測(cè)定設(shè)計(jì)床墊或沙發(fā) 舒適度的定量化分析系統(tǒng)用的帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓力傳感器裝置。背暴技術(shù)伴隨著人們生活水平的顯著提高，人們對(duì)各種活動(dòng)后的休息、睡眠的舒適性要求越 來越高，因此必須努力提高軟體床墊、沙發(fā)的舒適度，并快速準(zhǔn)確的掌握、判斷，實(shí)現(xiàn) 床墊、沙發(fā)開發(fā)的舒適度優(yōu)化，理性而科學(xué)的幫助消費(fèi)者選擇適合自己體形和達(dá)到健康 睡眠的床墊。目前，作為測(cè)量應(yīng)用的傳感元件，中國(guó)尚屬空白或說尚不成熟。在日本目前也是考 慮用電阻應(yīng)變式傳感器作為測(cè)試傳感元件，但其體積大，采用未經(jīng)改型的壓力式傳感器， 敏感度和測(cè)量精度較差，測(cè)量點(diǎn)的選取離散性較大，成本造價(jià)高，為能廣泛應(yīng)用；在德 國(guó)直接用陶瓷電容作為壓力傳感器，兩線制連接，陶瓷電容壓力傳感器價(jià)格低廉，但穩(wěn) 定性較差，易受導(dǎo)線的分布電容的影響，在床墊變形時(shí)發(fā)生較大的干擾信號(hào)，在本領(lǐng)域 應(yīng)用推廣也不是很廣泛；在美國(guó)ERGO-LIGHT的系統(tǒng)，它是由300多個(gè)氣泡加導(dǎo)氣管組成 了測(cè)試床墊，充分利用氣體帕斯卡原理，每根導(dǎo)氣管直徑在lmm左右，氣壓傳感器置于 采集箱內(nèi)，每根導(dǎo)氣管從床墊通向采集箱內(nèi)的氣壓傳感器，該結(jié)構(gòu)容易受到壓力均勻性 的影響，同時(shí)受到外界大氣壓和溫度變化導(dǎo)致氣體壓力變化的附加誤差較大，并且采用 氣體壓力傳感器成本高，精度和穩(wěn)定性較低等不足，也未獲得大面積推廣。目前國(guó)內(nèi)是用彈力試驗(yàn)方法來測(cè)定床墊的舒適性，基本上憑彈簧和海綿及填充物的 特性來確定床墊的軟硬舒適度，尚無定量化分析系統(tǒng)。在日本、德國(guó)和美國(guó)，根據(jù)體壓 分布來測(cè)定設(shè)計(jì)床墊舒適度是一種較為先進(jìn)的方法，成熟的測(cè)量系統(tǒng)(包括硬件和軟件) 開發(fā)起步較早，但屬低精度的，只采用平面云圖顯示，對(duì)軟體結(jié)構(gòu)的體壓形變量沒有得 到量化的顯示和反映，英文操作界面，不能建立和設(shè)置床墊設(shè)計(jì)參數(shù)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，不 能對(duì)模擬仿真的結(jié)論加以總結(jié)反饋給設(shè)計(jì)人員。國(guó)內(nèi)沒有專門的研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行該項(xiàng)目的 研究。由于技術(shù)的原因，企業(yè)參與研究較少，但市場(chǎng)的需求應(yīng)較為迫切。實(shí)用新型內(nèi)容實(shí)用新型的目的在于，通過提供一種帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，以改變目 前存在的產(chǎn)品研制的基礎(chǔ)以制造物理樣機(jī)為驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)品研制成本高，產(chǎn)品研制過程為串行過 程，造成產(chǎn)品研制周期長(zhǎng)的問題。達(dá)到床墊數(shù)字化設(shè)計(jì)和模擬分析的要求，以提高產(chǎn)品 設(shè)計(jì)效率，提高產(chǎn)品的可靠性，滿足人們對(duì)舒適度的需求。本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的一種帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，由軟體支撐基座22、壓力傳感器25、 傳力壓蓋24組成；所述的軟體支撐基座22內(nèi)設(shè)有壓力傳感器25,在壓力傳感器25的 下側(cè)設(shè)有電阻應(yīng)變器27，在壓力傳感器25的上側(cè)設(shè)有傳力壓蓋24。前述的有壓力傳感器25具有引出線孔26，其下側(cè)設(shè)有粘貼應(yīng)變器的內(nèi)腔28,壓力導(dǎo)入 球面29，定位和超載支撐臺(tái)階210。前述的傳力壓蓋24，在其兩側(cè)下沿設(shè)具有定位和防超載的下翻邊支撐217。前述的軟體支撐基座22內(nèi)側(cè)設(shè)有裝配邊界固定的清根槽23。前述的軟體支撐基座22設(shè)有傳感器引線用的暗槽213。前述的暗槽213的下側(cè)設(shè)有防護(hù)焊點(diǎn)受壓迫的腔口 214。前述的腔口214為"門"形。前述支撐基座22的邊側(cè)的形狀為減少壓力損耗的斜坡21。 前述的外側(cè)設(shè)有防轉(zhuǎn)動(dòng)和脫出的圓腰弧形的外殼215。前述的整體裝配后的結(jié)構(gòu)具有內(nèi)鉗位間隙211，外鉗位間隙212和形變量預(yù)留間隙216。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)勢(shì)和有益效果-由于本實(shí)用新型帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓力傳感器裝置，利用電阻應(yīng)變?cè)砑捌淇茖W(xué)合 理的輔助結(jié)構(gòu)以及微小的體積，可實(shí)現(xiàn)軟體結(jié)構(gòu)上，多點(diǎn)壓力的準(zhǔn)確測(cè)量，為國(guó)內(nèi)開發(fā)該空 白項(xiàng)目奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該傳感器裝置像人的每一個(gè)神經(jīng)末梢，承擔(dān)著信號(hào)感應(yīng)和傳遞的 任務(wù)，將每一個(gè)被檢測(cè)點(diǎn)的受壓值準(zhǔn)確的傳遞到信息收集和處理系統(tǒng)，以得到最佳值。提高 了床墊設(shè)計(jì)的科學(xué)性和效率，增強(qiáng)了人體舒適性，滿足了人體工學(xué)的基本原理和健康睡眠的 要求；能科學(xué)有效的指導(dǎo)床墊、沙發(fā)的開發(fā)和設(shè)計(jì)改良，提升國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。同時(shí)滿足消費(fèi) 者選購(gòu)的科學(xué)性，提高品位和品牌價(jià)值。


圖1為帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置的結(jié)構(gòu)B-B剖視示意圖； 圖3為帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置的結(jié)構(gòu)A-A剖視示意圖； 圖4為帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置與床墊組合示意圖； 圖5為帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置與系統(tǒng)連接示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例加以說明請(qǐng)參閱圖l、圖2、圖3所示， 一種帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，由軟體支撐基座22、壓力傳感器25、傳力壓蓋24組成；所述的軟體支撐基座22內(nèi)設(shè)有壓力傳 感器25,在壓力傳感器25的下側(cè)設(shè)有電阻應(yīng)變器27,在壓力傳感器25的上側(cè)設(shè)有傳力 壓蓋24。前述的壓力傳感器25具有引出線孔26，其下側(cè)設(shè)有粘貼應(yīng)變器的內(nèi)腔28，壓力導(dǎo) 入球面29，該壓力導(dǎo)入球面29為弧形，當(dāng)受力點(diǎn)在斜向受力時(shí)，由于設(shè)有導(dǎo)入球面29， 使力可以有效的傳遞到電阻應(yīng)變器27上。在壓力傳感器25的邊側(cè)還設(shè)有定位和超載支 撐臺(tái)階210。在傳力壓蓋24的兩側(cè)下沿設(shè)具有定位和防超載的下翻邊支撐217;在軟體支撐基座 22內(nèi)側(cè)設(shè)有裝配邊界固定的清根槽23。在軟體支撐基座22設(shè)有傳感器引用的暗槽213 在暗槽213的下側(cè)設(shè)有防護(hù)焊點(diǎn)受壓迫的腔口 214。所述的腔口 214為"門"形。為了有效的減少壓力損耗，支撐基座22的邊側(cè)的形狀設(shè)計(jì)為斜坡21?？紤]到裝配 時(shí)，容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)和脫出，在壓感傳感器的外側(cè)設(shè)有防轉(zhuǎn)動(dòng)和脫出的圓腰弧形的外殼215。前述的整體裝配后的結(jié)構(gòu)具有內(nèi)鉗位間隙211，外鉗位間隙212和合理范圍內(nèi)的 形變量預(yù)留間隙216。請(qǐng)參閱圖4所示，為帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置與床墊組合示意圖；從 圖中可以看出，l為床墊，2為設(shè)置在床墊內(nèi)的傳感器， 一般情況下，單人床的傳感器為 均勻分布的300個(gè)，雙人床的傳感器為均勻分布的600個(gè)，所有的傳感器的信號(hào)采用單 通道輸入的方式輸入到信號(hào)采集系統(tǒng)。請(qǐng)參閱圖5所示，為帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置與系統(tǒng)連接示意圖；從 圖中可以看出，27為電阻應(yīng)變器，該電阻應(yīng)變器為惠斯登電橋，其中Ui為連接電阻應(yīng)變器27的輸出信號(hào)的端口， U0為連接信號(hào)采集系統(tǒng)30的輸出端口。采集系統(tǒng)30包括 有模擬信號(hào)放大電路300,其信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器400轉(zhuǎn)換后輸入到計(jì)算機(jī)500中進(jìn)行數(shù) 據(jù)處理，最后將經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)通過體壓圖顯示器600進(jìn)行顯示。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型而并非限制本實(shí)用新型所描述 的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的各個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型已進(jìn)行了詳細(xì)的 說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或等同 替換；而一切不脫離實(shí)用新型的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用 新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1. 一種帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，由軟體支撐基座(22)、壓力傳感器(25)、傳力壓蓋(24)組成；其特征在于所述的軟體支撐基座(22)內(nèi)設(shè)有壓力傳感器(25)，在壓力傳感器(25)的下側(cè)設(shè)有電阻應(yīng)變器(27)，在壓力傳感器(5)的上側(cè)設(shè)有傳力壓蓋(24)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，其特征在于所 述的壓力傳感器(25)具有引出線孔(26)，其下側(cè)設(shè)有粘貼應(yīng)變器的內(nèi)腔(28)，壓 力倒入球面(29)，定位和超載支撐臺(tái)階(210)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，其特征在于所 述的傳力壓蓋(24)的兩側(cè)下沿設(shè)具有定位和防超載的下翻邊支撐(217)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，其特征在于所 述的軟體支撐基座(22)內(nèi)側(cè)設(shè)有裝配邊界固定的清根槽(23)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，其特征在于所 述的軟體支撐基座(22)設(shè)有傳感器引線用的暗槽(213)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，其特征在于所 述的暗槽(213)的下側(cè)設(shè)有防護(hù)焊點(diǎn)受壓迫的腔口 (214)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，其特征在于所 述的腔口 (214)為"門"形。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，其特征在于-所述支撐基座(22)的邊側(cè)的形狀為減少壓力損耗的斜坡(21)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，其特征在于在 其外側(cè)設(shè)有防轉(zhuǎn)動(dòng)和脫出的圓腰弧形的外殼(215)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述的帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，其特 征在于整體裝配后的結(jié)構(gòu)具有內(nèi)鉗位間隙(211)，外鉗位間隙(212)和形變量預(yù) 留間隙(216)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶有基座球面點(diǎn)接觸式壓感傳感器裝置，由軟體支撐基座(22)、壓力傳感器(25)、傳力壓蓋(24)組成；軟體支撐基座(22)內(nèi)設(shè)有壓力傳感器(25)，在壓力傳感器(25)的下側(cè)設(shè)有電阻應(yīng)變器(27)，在壓力傳感器(25)上側(cè)設(shè)有傳力壓蓋(24)。該傳感器將每一個(gè)被檢測(cè)點(diǎn)的受壓值準(zhǔn)確的傳遞到信息收集和處理系統(tǒng)，以得到最佳值，提高了床墊設(shè)計(jì)的科學(xué)性和效率，增強(qiáng)了人體舒適性。
文檔編號(hào)G01L13/06GK201096577SQ20072012827
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日
發(fā)明者姚玉明, 孫永軍, 鄭卜偉 申請(qǐng)人:寧波柯力電氣制造有限公司