CN110121640A - 用于测试滚动阻力的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于测试床垫的滚动阻力的方法和装置，其通过跨越床垫的至少一部分滚动圆柱形重物并测量圆柱形重物跨越床垫移动的扭矩来测试。该装置优选是自动化的，并且优选地在圆柱体以恒定速度跨越床垫连续地移动时连续地测量扭矩。

Description

用于测试滚动阻力的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种测试床垫的滚动阻力的方法。特别地，本发明涉及但不限于通过测量跨越床垫滚动重物所需的扭矩来测试和量化床垫的滚动阻力的方法。

背景技术

本文对背景技术的引用不应被解释为承认这种技术构成公知常识。

床垫通常用在床架等上，用于休息和睡觉。夫妇在同一床垫上一起睡觉是相当普遍的。在这种情况下，床垫的偏转会引起称为“共滚”的现象，由此使用者的重量引起凹陷，这促使两个使用者朝向彼此滚在一起。通常认为这是不合需要的，并且已经进行了许多尝试以试图克服和防止这种现象。

通常认为在防止共滚时期望的一个特征是滚动阻力。实质上，这是床垫对床垫上滚动的主体(例如人)所提供的阻力。然而，客观地量化和比较床垫的滚动阻力是非常困难的，特别是在购买时，不可能在任何长时间内与伴侣一起睡在床垫上。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种测试床垫的滚动阻力的方法或测试床垫的滚动阻力的装置，该方法或装置克服或改善上述一个或多个缺点或问题，或者至少提供一个有用的商业选择。

从以下描述中，本发明的其他优选目的将变得显而易见。

在一种形式中，尽管不一定是唯一的或实际上最宽的形式，但提供了一种测试床垫的滚动阻力的方法，该方法包括以下步骤：

将圆柱形重物定位在所述床垫上；

使圆柱形重物跨越床垫的至少一部分移动；以及

测量所述圆柱形重物跨越床垫移动的扭矩。

优选地，使圆柱形重物跨越床垫的至少一部分移动的步骤包括使圆柱形重物跨越床垫的至少一部分滚动。优选地，圆柱形重物滚动至少一整个旋转，甚至更优选地滚动超过1个旋转。

优选地，测量圆柱形重物的扭矩的步骤包括测量由圆柱形重物跨越床垫移动产生的扭矩。可替代地，优选地，测量圆柱形重物的扭矩的步骤包括测量使圆柱形重物跨越床垫滚动所需的扭矩。

优选地，使圆柱形重物跨越床垫的至少一部分移动的步骤包括使用至少一个致动器移动圆柱形重物。优选地，致动器是线性致动器。优选地，线性致动器是液压或气动致动器。可替代地，致动器可以是电动的。致动器可以是旋转致动器。优选地，致动器跨越床垫推动圆柱形重物。可替代地，致动器可以跨越床垫拉动圆柱形重物。优选地，致动器可操作地连接到圆柱形重物的轮轴。优选地，圆柱形重物和致动器可操作地连接，使得当致动器使圆柱形重物跨越床垫的至少一部分移动时，圆柱形重物的质量分布保持恒定。

可选地，该方法还包括将第一重物(优选静态重物)定位在床垫上的步骤。优选地，第一重物是第一圆柱体，并且优选地，圆柱形重物是第二圆柱体。优选地，该方法包括将加重的圆柱体布置成具有平行的旋转轴。优选地，圆柱体具有相似的尺寸和重量。优选地，第二圆柱体与第一圆柱体间隔开。优选地，使圆柱形重物跨越床垫的至少一部分移动的步骤包括使第二圆柱体朝向第一圆柱体移动。

优选地，该方法包括响应于圆柱形重物跨越床垫移动而确定第一重物的角度的任何变化。优选地，响应于第二重物移动而确定第一重物的角度的任何变化的步骤包括使用倾斜计进行测量。优选地，倾斜计包括数字量角器。优选地，该方法包括在进行任何测量之前将数字量角器归零的步骤。

优选地，测量由圆柱形重物产生的扭矩的步骤包括测量测力计的输出。优选地，测力计位于第二圆柱体的轮轴上。优选地，测力计位于致动器与圆柱形重物之间。优选地，测力计是扭矩计。

优选地，圆柱形重物连续移动。优选地，测量由圆柱形重物跨越床垫移动产生的扭矩的步骤包括当圆柱形重物跨越床垫连续移动时，连续地或至少基本上连续地测量扭矩。优选地，使圆柱形重物跨越床垫的至少一部分移动的步骤包括以恒定速度连续移动圆柱形重物。

优选地，圆柱形重物和静态重物中的至少一个的质量是可变的。优选地，该方法包括改变重物的质量直到每个重物具有预定质量的步骤。

优选地，该方法还包括在床垫上标记一条或多条参考线的步骤。优选地，在床垫上标记多条参考线。优选地，将圆柱形重物定位在床垫上的步骤包括将圆柱形重物定位在床垫上的参考线上。

优选地，在床垫上标记一条或多条参考线的步骤包括确定床垫的中心线并测量标记距中心线预定距离的至少一条参考线。优选地，在床垫上标记一条或多条参考线的步骤包括测量距床垫的一个或多个边缘的预定距离并标记平行于床垫边缘的参考线。优选地，在床垫上标记一条或多条参考线的步骤包括在床垫上标记参考网格。

该方法可以包括自动确定圆柱形重物在床垫上的定位位置。该方法可包括当圆柱形重物位于床垫上时测量圆柱形重物。使圆柱形重物跨越床垫的至少一部分移动的步骤优选地包括当第二重物移动时，测量第二重物的位移。优选地，在第二重物移动时测量第二重物的位移的步骤是自动执行的。第二重物的位移可以通过在第二重物跨越床垫滚动时测量第二重物的旋转来测量，旋转包括任何部分旋转。

在一种形式中，通过驱动***沿着床垫推动圆柱形重物。在另一种形式中，通过驱动***沿着床垫拉动圆柱形重物。在后一种形式中，圆柱形重物优选地可操作地连接到从驱动***延伸的一对线性构件。优选地，致动器缩回线性构件，线性构件又跨越床垫拉动加重的圆柱体。

在另一种形式中，提供了一种用于测试床垫的滚动阻力的装置，优选地执行如上所述的方法，该装置包括：

圆柱形重物；

可操作地联接到圆柱形重物的至少一个致动器，该致动器配置成使圆柱形重物跨越床垫的至少一部分移动；以及

测力计，该测力计配置成测量圆柱形重物跨越床垫移动的扭矩。

优选地，测力计包括扭矩计。优选地，该装置还包括驱动***，该驱动***构造成使圆柱形重物跨越床垫移动。优选地，驱动***包括一个或多个致动器。优选地，致动器是可操作地连接到圆柱形重物的轮轴的线性致动器。优选地，测力计配置成测量由圆柱形重物跨越床垫移动产生的扭矩。在另一种形式中，一个或多个致动器优选地是旋转致动器，其配置成驱动圆柱体跨越床垫。在这种形式中，测力计优选地配置成测量跨越床垫滚动圆柱形重物所需的扭矩。

驱动***可以配置成跨越床垫推动和/或拉动圆柱形重物。驱动***可包括从驱动***延伸到圆柱形重物的一对线性构件。驱动***可以包括致动器，该致动器构造成缩回线性构件，该线性构件又跨越床垫拉动加重的圆柱体。

优选地，该装置包括静态重物。优选地，静态重物包括倾斜计，以当圆柱形重物跨越床垫移动时测量静态重物的角度变化。优选地，倾斜计包括数字量角器。优选地，加重的圆柱体的质量是可变的。优选地，该装置是自动化的，以使圆柱形重物跨越床垫连续地移动，并连续地或至少基本上连续地测量由圆柱形重物跨越床垫移动产生的扭矩。

根据以下详细描述，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

仅作为示例，下面将参考附图更全面地描述本发明的优选实施例，其中：

图1示出了测试床垫在第一位置的滚动阻力的装置的示意图；

图2示出了测试图1的床垫在第二位置的滚动阻力的装置的示意图；

图3示出了展示连续角度和扭矩测量的线状图；以及

图4示出了测试床垫的滚动阻力的另一装置的透视图。

具体实施方式

图1和图2示出了具有标记12的床垫10。第一加重圆柱体20形式的静态重物和第二加重圆柱体40形式的圆柱形重物位于床垫10的顶部上，在标记12上。驱动***50具有液压、气动或电动致动器形式的致动器52，其可操作地连接到第二加重圆柱体40的轮轴42。在另一种形式(未示出)中，致动器可以是驱动第二加重圆柱体40跨越床垫10的旋转致动器。

还提供了测力计54，其被配置为测量由跨越床垫移动的第二加重圆柱体40产生的扭矩。当通过驱动***50使第二加重圆柱体40跨越床垫移动时，测力计确定由床垫的滚动阻力在传递到第二加重圆柱体40上时所产生的扭矩，优选地以牛顿米(Nm)为单位。在旋转致动器形式中，测力计优选地是扭矩计，其测量使第二加重圆柱体40跨越床垫10滚动所需的扭矩。

第一圆柱体20具有安装在其一端的倾斜计22，优选地为数字量角器的形式。倾斜计22可以安装到位于第一圆柱体20的端部上的支架(仅在图4中示出)。倾斜计22构造成测量第一圆柱体20的角度。尽管在图1中示出为水平的，倾斜计22并非严格必须在水平位置开始，而是可以将其归零或具有初始读数，该初始读数可以从后续读数中减去以产生从初始位置到另一位置的相对角度测量值。

加重的圆柱体20,40优选各自重在40kg和120kg之间，更优选在50kg和100kg之间，甚至更优选在60kg和80kg之间，并且优选形式重约70kg。

图4示出了另一种布置，其中第二加重圆柱体40构造成被拉向第一加重圆柱体20而不是被推向第一加重圆柱体20。在图4的布置中，第二加重圆柱体40可操作地连接到一对线性构件56，线性构件56通常由金属丝或绳索制成，其从驱动***50延伸。驱动***具有邻接床垫10的框架，致动器使线路构件56缩回，线路构件56又将第二加重圆柱体40沿箭头2所示的方向拉向第一圆柱体20。

图3示出了线状图，其示出了当第二圆柱体40在床垫上连续移动500mm(例如有意地)时第二圆柱体40的扭矩5和第一圆柱体20的角度7。获得图3中所示的测量值所采取的实例步骤如下。

首先，将床垫10放置在水平支撑表面上。然后将标记12应用到床垫10上。标记12优选地从床垫10的中心线确定并且与床垫10的中心线和边缘隔开预定距离。优选地，标记形成网格，优选地两个纵向标记与中心线间隔大约405mm，并且两条纵向垂直线与床垫12的短端间隔大约400mm。标记可以通过任何合适的形式制成，例如记号笔或白垩(chalk)。

然后可以将第一圆柱体20和第二圆柱体40放置在床垫10上。当圆柱体20,40加重时，它们通常非常重并且可以使用起重机等的辅助装置来辅助将圆柱体20,40定位在床垫10上。可移动的锚固件，例如环首螺钉24,44(如图4所示)可以固定到圆柱体20,40上，以便由起重机提升。

一旦圆柱体20,40位于床垫10上，它们可以定位在标记12上。特别地，每个圆柱体20,40的轮轴优选地与标记12对准。驱动***50优选地可拆卸地附连到第二圆柱体40，并且因此，驱动***50的致动器52优选地连接到第二圆柱体40的轮轴42。可选地，驱动***50的驱动致动器52可以永久地安装到第二圆柱体40，在这种情况下，驱动***50优选地包括用于将第二圆柱体40提升和定位在床垫10上的装置。

可选地，倾斜计22可以安装到第一圆柱体20以测量角度，从而同时评估床垫10的共滚特性。如果对这种共滚特性不感兴趣，那么第一圆柱体20可能被认为不是必要的。然而，优选的是具有静态重物，例如第一圆柱体20，以使第二圆柱体40如所概述地那样接近。

一旦定位了圆柱体20,40并且第二圆柱体40可操作地连接到驱动***50的致动器52，致动器就被致动，其朝向第一圆柱体10驱动第二圆柱体40，如箭头2所示。当第二圆柱体跨越床垫10移动时，床垫10的滚动阻力在第二圆柱体20中产生扭矩，该扭矩是使用测力计54测量的。运动和测量优选地同时且连续地进行。

一旦进行了测量，就可以绘制它们。如图3所示，床垫10的滚动阻力特性可以量化并与其他床垫进行比较。

有利地，本发明允许对床垫的滚动阻力特性进行量化并以可重复的科学方式进行比较。该方法相对简单明了，并且精确地测量滚动阻力和“共滚”特性。因此，可以容易地识别并相应地宣传具有增强的滚动阻力的床垫。

在本说明书中，诸如第一和第二、左和右、顶部和底部等形容词可以仅用于将一个元件或动作与另一个元件或动作区分开，而不必要求或暗示任何实际的这种关系或顺序。在上下文允许的情况下，对整数或组件或步骤(或类似物)的引用不应被解释为仅限于该整数、组件或步骤中的一个，而是可以是该整数、组件或步骤等中的一个或多个。

出于对相关领域普通技术人员的描述的目的，提供了本发明的各种实施例的以上描述。其并非旨在穷举或将本发明限制于单个公开的实施例。如上所述，本发明的许多替代和变化对于上述教导领域的技术人员来说是显而易见的。因此，虽然已经具体讨论了一些替代实施例，但是本领域普通技术人员将清楚或相对容易地开发其他实施例。本发明旨在包括在此讨论的本发明的所有替代、修改和变化，以及落入上述发明的精神和范围内的其他实施例。

在本说明书中，术语“包括”、“包括有”、“包含”，“包含有”或类似术语旨在表示非排他性包含，使得包括元素列表的方法、***或装置不单单包含这些元素，而是可能包括未列出的其他元素。

Claims (31)

1.一种测试床垫的滚动阻力的方法，该方法包括以下步骤：

将圆柱形重物定位在所述床垫上；

使所述圆柱形重物跨越所述床垫的至少一部分移动；以及

测量所述圆柱形重物跨越所述床垫移动的扭矩。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述圆柱形重物跨越所述床垫的至少一部分移动的步骤包括使用可操作地连接到所述圆柱形重物的轮轴的至少一个致动器来移动所述圆柱形重物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述圆柱形重物和致动器可操作地连接，使得当所述致动器使所述圆柱形重物跨越所述床垫的至少一部分移动时，所述圆柱形重物的质量分布保持恒定。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括将静态重物定位在所述床垫上的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述静态重物是第一圆柱体，并且所述圆柱形重物是第二圆柱体，并且所述方法包括将加重的圆柱体布置成具有平行的旋转轴线，以及使所述圆柱形重物跨越所述床垫的至少一部分移动的步骤包括使第二圆柱体朝向第一圆柱体移动。

6.根据权利要求4或5所述的方法，还包括：响应于所述圆柱形重物跨越所述床垫移动，确定第一重物的角度的任何变化。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，测量由所述圆柱形重物产生的扭矩的步骤包括测量测力计的输出。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述测力计位于所述第二圆柱体的轮轴上。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述测力计位于所述致动器与所述圆柱形重物之间。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述圆柱形重物跨越所述床垫连续地移动。

11.根据权利要求11所述的方法，其中，测量由所述圆柱形重物跨越所述床垫移动产生的扭矩的步骤包括当所述圆柱形重物跨越床垫连续地移动时，连续地或至少基本上连续地测量所述扭矩。

12.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述圆柱形重物以恒定速度跨越床垫连续地移动。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，改变所述圆柱形重物的重量，直到所述圆柱形重物具有预定质量。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使所述圆柱形重物跨越所述床垫的至少一部分移动的步骤包括当所述第二重物移动时，测量所述第二重物的位移。

15.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第二重物的位移通过在所述第二重物跨越所述床垫滚动时测量所述第二重物的旋转来测量，所述旋转包括任何部分旋转。

16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过驱动***沿着所述床垫推动所述圆柱形重物。

17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过驱动***沿着所述床垫拉动所述圆柱形重物。

18.根据权利要求18所述的方法，其中，所述圆柱形重物可操作地连接到从所述驱动***延伸的一对线性构件，并且致动器缩回所述线性构件，所述线性构件又跨越所述床垫拉动所述加重的圆柱体。

19.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使所述圆柱形重物跨越所述床垫的至少一部分移动的步骤包括使所述圆柱形重物跨越所述床垫的至少一部分滚动。

20.根据权利要求20所述的方法，其中，所述圆柱形重物跨越所述床垫滚动至少一整个旋转。

21.一种用于测试床垫的滚动阻力的装置，优选地执行如上所述的方法，所述装置包括：

圆柱形重物；

可操作地联接到所述圆柱形重物的至少一个致动器，所述致动器配置成使所述圆柱形重物跨越所述床垫的至少一部分移动；以及

测力计，所述测力计配置成测量所述圆柱形重物跨越床垫移动的扭矩。

22.根据权利要求20所述的装置，其中，所述测力计包括扭矩计。

23.根据权利要求22或23所述的装置，其中，所述装置还包括驱动***，所述驱动***配置成使所述圆柱形重物跨越所述床垫移动。

24.根据权利要求22所述的装置，其中，所述驱动***配置成跨越所述床垫推动所述圆柱形重物。

25.根据权利要求22所述的装置，其中，所述驱动***配置成跨越所述床垫拉动所述圆柱形重物。

26.根据权利要求24所述的装置，其中，所述驱动***包括从所述驱动***延伸到所述圆柱形重物的一对线性构件。

27.根据权利要求25所述的装置，其中，所述驱动***包括致动器，所述致动器配置成缩回所述线性构件，所述线性构件又跨越所述床垫拉动所述加重的圆柱体。

28.根据权利要求22至26中任一项所述的装置，其中，所述测力计配置成测量由所述圆柱形重物跨越所述床垫移动产生的扭矩。

29.根据权利要求22至26中任一项所述的装置，其中，所述测力计配置成测量跨越所述床垫滚动所述圆柱形重物所需的扭矩。

30.根据权利要求22至26中任一项所述的装置，其中，所述装置包括具有倾斜计的静态重物，所述倾斜计配置成在所述圆柱形重物跨越所述床垫移动时测量所述静态重物的角度变化。

31.根据权利要求22至27中任一项所述的装置，其中，所述装置是自动化的，以使所述圆柱形重物跨越所述床垫连续地移动，并连续地或至少基本上连续地测量由所述圆柱形重物跨越所述床垫移动产生的扭矩。