专利名称：带有基座球面点接触式压感传感器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种传感器装置，特别涉及一种用于根据体压分布测定设计床垫或沙发舒适 度的定量化分析系统用的带有基座球面点接触式压力传感器装置。
背景技术：
伴随着人们生活水平的显著提高，人们对各种活动后的休息、睡眠的舒适性要求越 来越高，因此必须努力提高软体床垫、沙发的舒适度，并快速准确的掌握、判断，实现 床垫、沙发开发的舒适度优化，理性而科学的帮助消费者选择适合自己体形和达到健康 睡眠的床垫。目前，作为测量应用的传感元件，中国尚属空白或说尚不成熟。在日本目前也是考 虑用电阻应变式传感器作为测试传感元件，但其体积大，采用未经改型的压力式传感器， 敏感度和测量精度较差，测量点的选取离散性较大，成本造价高，为能广泛应用；在德 国直接用陶瓷电容作为压力传感器，两线制连接，陶瓷电容压力传感器价格低廉，但稳 定性较差，易受导线的分布电容的影响，在床垫变形时发生较大的干扰信号，在本领域 应用推广也不是很广泛；在美国ERGO-LIGHT的系统，它是由300多个气泡加导气管组成 了测试床垫，充分利用气体帕斯卡原理，每根导气管直径在lmm左右，气压传感器置于 采集箱内，每根导气管从床垫通向采集箱内的气压传感器，该结构容易受到压力均匀性 的影响，同时受到外界大气压和温度变化导致气体压力变化的附加误差较大，并且釆用 气体压力传感器成本高，精度和稳定性较低等不足，也未获得大面积推广。目前国内是用弹力试验方法来测定床垫的舒适性，基本上凭弹簧和海绵及填充物的 特性来确定床垫的软硬舒适度，尚无定量化分析系统。在日本、德国和美国，根据体压 分布来测定设计床垫舒适度是一种较为先进的方法，成熟的测量系统(包括硬件和软件) 开发起步较早，但属低精度的，只采用平面云图显示，对软体结构的体压形变量没有得 到量化的显示和反映，英文操作界面，不能建立和设置床垫设计参数的后台数据库，不 能对模拟仿真的结论加以总结反馈给设计人员。国内没有专门的研究机构进行该项目的 研究。由于技术的原因，企业参与研究较少，但市场的需求应较为迫切。发明内容发明的目的在于，通过提供一种带有基座球面点接触式压感传感器装置，以改变目前存 在的产品研制的基础以制造物理样机为驱动，产品研制成本高，产品研制过程为串行过程， 造成产品研制周期长的问题。最终达到床垫数字化设计和模拟分析，以提高产品设计效 率，提高产品的可靠性，满足人们对舒适度的需求。 本发明是采用以下技术手段实现的一种带有基座球面点接触式压感传感器装置，由软体支撑基座(22)、压力传感器 (25)、传力压盖(24)组成；所述的软体支撑基座(22〉内设有压力传感器(25)， 在压力传感器(25)的下侧设有电阻应变器(27)，在压力传感器(25)的上侧设有传 力压盖(24)。前述的有压力传感器(25)具有引出线孔(26),其下侧设有粘贴应变器的内腔(28)， 压力导入球面(29)，定位和超载支撑台阶(210)。前述的传力压盖(24),在其两侧下沿设具有定位和防超载的下翻边支撑(217)。 前述的软体支撑基座(22)内侧设有装配边界固定的清根槽(23)。 前述的软体支撑基座(22)设有传感器引线用的暗槽(213)。 前述的暗槽(213)的下侧设有防护焊点受压迫的腔口 (214)。 前述的腔口 (214)为"门"形。前述支撑基座(22)的边恻的形状为减少压力损耗的斜坡(21)。 前述的外侧设有防转动和脱出的圆腰弧形的外壳(215)。前述的整体装配后的结构具有内钳位间隙(211)，外钳位间隙(212)和形变量预留 间隙(216)。本发明与现有技术相比，具有以下明显的优势和有益效果由于本发明带有基座球面点接触式压力传感器装置，利用电阻应变原理及其科学合理的 辅助结构以及微小的体积，可实现软体结构上，多点压力的准确测量，为国内开发该空白项 目奠定了坚实的基础。该传感器装置像人的每一个神经末梢，承担着信号感应和传递的任务， 将每一个被检测点的受压值准确的传递到信息收集和处理系统，以得到最佳值。提高了床垫 设计的科学性和效率，增强了人体舒适性，满足了人体工学的基本原理和健康睡眠的要求；能 科学有效的指导床垫、沙发的开发和设计改良，提升国际竞争能力。同时满足消费者选购的 科学性，提高品位和品牌价值。
图1为带有基座球面点接触式压感传感器装置的结构示意图； 图2为带有基座球面点接触式压感传感器装置的结构B-B剖视示意图； 图3为带有基座球面点接触式压感传感器装置的结构A-A剖视示意图 图4为带有基座球面点接触式压感传感器装置与床垫组合示意图； 图5为带有基座球面点接触式压感传感器装置与系统连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例加以说明请参阅图l、图2、图3所示， 一种带有基座球面点接触式压感传感器装置，由软体 支撑基座(22)、压力传感器(25)、传力压盖(24)组成；所述的软体支撑基座(22) 内设有压力传感器(25)，在压力传感器〔25)的下侧设有电阻应变器(27)，在压力 传感器(25)的上侧设有传力压盖(24)。前述的压力传感器(25)具有引出线孔(26)，其下侧设有粘贴应变器的内腔(28)， 压力导入球面(29)，该压力导入球面(29)为弧形，当受力点在斜向受力时，.由于设 有导入球面(29)，使力可以有效的传递到电阻应变器(27)上。在压力传感器(25) 的边侧还设有定位和超载支撑台阶(210)。在传力压盖(24)的两侧下沿设具有定位和防超载的下翻边支撑(217);在软体支 撑基座(22)内侧设有装配边界固定的清根槽(23)。在软体支撑基座(22)设有传感 器引用的暗槽(213)。在暗槽(213)的下侧设有防护焊点受压迫的腔口 (214)。所述 的腔口 (214)为"门"形。为了有效的减少压力损耗，支撑基座(22)的边侧的形状设计为斜坡(21)。考虑 到装配时，容易出现转动和脱出，在压感传感器的外侧设有防转动和脱出的圆腰弧形的 外壳(215)。前述的整体装配后的结构具有内钳位间隙(211),外钳位间隙(212)和合理范 围内的形变量预留间隙(216)。请参阅图4所示，为带有基座球面点接触式压感传感器装置与床垫组合示意图；从 图中可以看出，l为床垫，2为设置在床垫内的传感器， 一般情况下，单人床的传感器为 均匀分布的300个，双人床的传感器为均匀分布的600个，所有的传感器的信号采用单 通道输入的方式输入到信号采集系统。请参阅图5所示，为带有基座球面点接触式压感传感器装置与系统连接示意图；从图中可以看出，27为电阻应变器，该电阻应变器为惠斯登电桥，其中Ui为连接电阻应 变器(27)的输出信号的端口， U0为连接信号采集系统30的输出端口。采集系统30包 括有模拟信号放大电路300，其信号经A/D转换器400转换后输入到计算机500中进行 数据处理，最后将经过处理后的数据通过体压图显示器600进行显示。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方 案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是， 本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱 离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1. 一种带有基座球面点接触式压感传感器装置，由软体支撑基座(22)、压力传感器(25)、传力压盖(24)组成；其特征在于所述的软体支撑基座(22)内设有压力传感器(25)，在压力传感器(25)的下侧设有电阻应变器(27)，在压力传感器(5)的上侧设有传力压盖(24)。
2、 根据权利要求l所述的带有基座球面点接触式压感传感器装置，其特征在于所 述的有压力传感器(25)具有引出线孔(26)，其下侧设有粘贴应变器的内腔(28)， 压力倒入球面(29)，定位和超载支撑台阶(210)。
3、 根据权利要求l所述的带有基座球面点接触式压感传感器装置，其特征在于所 述的传力压盖(24)，在其两侧下沿设具有定位和防超载的下翻边支撑(217)。
4、 根据权利要求1所述的带有基座球面点接触式压感传感器装置，其特征在于所 述的软体支撑基座(22)内侧设有装配边界固定的清根槽(23)。
5、 根据权利要求l所述的带有基座球面点接触式压感传感器装置，其特征在于所 述的软体支撑基座(22)设有传感器引线用的暗槽(213)。
6、 根据权利要求5所述的带有基座球面点接触式压感传感器装置，其特征在于所 述的暗槽(213)的下侧设有防护焊点受压迫的腔口 (214)。
7、 根据权利要求6所述的带有基座球面点接触式压感传感器装置，其特征在于所 述的腔口 (214)为"门"形。
8、 根据权利要求l所述的带有基座球面点接触式压感传感器-装置，其特征在于所 述支撑基座(22)的边侧的形状为减少压力损耗的斜坡(21)。
9、 根据权利要求l所述的带有基座球面点接触式压感传感器装置，其特征在于在 其外侧设有防转动和脱出的圆腰弧形的外壳(215)。
10、 根据权利要求1至9任一所述的带有基座球面点接触式压感传感器装置，其特 征在于整体装配后的结构具有内钳位间隙(211),外钳位间隙(212)和形变量预 留间隙(216)。
全文摘要
本发明公开了一种带有基座球面点接触式压感传感器装置，由软体支撑基座(22)压力传感器(25)、传力压盖(24)组成；软体支撑基座(22)内设有压力传感器(25)在压力传感器(25)的下侧设有电阻应变器(27)，在压力传感器(25)上侧设有传压盖(24)。该传感器将每一个被检测点的受压值准确的传递到信息收集和处理系统，以得到最佳值，提高了床垫设计的科学性和效率，增强了人体舒适性。
文档编号G01L1/18GK101278788SQ20071009030
公开日2008年10月8日 申请日期2007年4月4日 优先权日2007年4月4日
发明者姚玉明, 孙永军, 郑卜伟 申请人:宁波柯力电气制造有限公司