提到“黑科技”,许多人首先想到的可能是钢铁侠的战甲或黑衣人的记忆消除笔。实际上,在我们的日常生活中,许多看似普通的物品,背后也蕴藏着令人惊叹的创新科技,它们早已深深融入了现代人的生活,并成为我们生活的一部分,而它们背后所隐藏的科技,往往远超我们的想象。

图片来自@华为运动健康

根据中国睡眠研究会日前公布的《2024中国居民睡眠健康白皮书》显示,我国居民平均睡眠时长为6.75小时,我国居民整体睡眠存在时长不足、质量欠佳等问题。遗憾的是,许多中国人其实并未真正体验过优质睡眠,尤其在选择床垫上,许多人只满足于床垫没有弹簧声、没有异味,忽视了床垫是否软硬适中、是否能提供舒适的睡眠支持等更为深层次的需求。

在现代床垫研发过程中,压力分布测试设备扮演着至关重要的角色。随着消费者对睡眠质量需求的不断提高,床垫厂商开始注重开发能够精确评估床垫舒适性和支撑性的技术。压力分布测试设备不仅可以帮助设计师全面理解床垫如何与人体接触并提供支撑,还能够为床垫的舒适性、健康性以及个性化定制提供强有力的数据支持。床垫的设计并非仅仅是基于材料的选择与外观的考虑,更需要深入到人体工学和生物力学的层面,以确保床垫能够最大化地提供舒适的睡眠体验和有效的支撑。压力分布测试设备通过精确的压力数据和详细的压力分布图,帮助设计师优化床垫的硬度、材料选择以及区域支撑结构,使床垫不仅满足不同体型、睡姿的需求,同时也能满足个性化需求,从而保证床垫的整体功能性和健康性。

脊椎是人体支撑系统的核心,正常的脊椎曲线是维持健康姿势和避免长时间睡眠导致脊椎劳损的关键。床垫的支撑性必须保持脊椎的自然曲线,避免过度下沉或过度支撑。如果床垫在腰部过软,脊椎可能会失去自然弯曲,导致腰椎病等健康问题;而床垫过硬则会使得脊椎无法充分放松,从而加剧背部的疲劳感和不适感。压力分布测试设备可以通过测量床垫表面与人体接触点的压力变化,帮助设计师了解床垫在各个部位的支撑情况,从而调整床垫的硬度和厚度,确保脊椎在睡眠过程中得到适当的支撑。

不仅如此,人体的其他部位,如肩部、臀部、膝关节等,在不同睡姿下承受的压力也有所不同。侧卧时,肩膀和髋部是承受压力较大的部位,因此床垫需要提供适当的柔软度,以避免压迫血管和神经,防止血液循环不畅;而对于仰卧时,床垫的腰部支撑至关重要。压力分布测试可以帮助设计师分析每个睡姿下床垫的表现,保证各个关键部位能够得到恰到好处的支撑和舒适感,进而减少使用者的压力积聚和不适。

这种数据驱动的设计方法能够极大提升床垫的舒适性,避免传统经验或单纯感觉的主观设计,确保每位消费者都能获得舒适、健康的睡眠体验。

随着消费者对个性化睡眠需求的不断提高,床垫的定制化设计变得尤为重要。每个人的体型、睡姿、健康状况和舒适感受都不同,这使得“千人一床”的标准化床垫设计难以满足所有消费者的需求。压力分布测试设备通过精准的数据分析,可以为每个消费者提供个性化的床垫设计方案。

例如,通过测量个体的体重分布、睡姿习惯以及对硬度的偏好,设计师可以为消费者量身定制床垫的硬度、材料和区域支撑结构,使其能够根据个体需求提供最佳的舒适性和支撑力。对于老年人、孕妇或有特殊健康需求的消费者,压力分布测试可以帮助设计师了解他们在床垫上的压力需求,避免因不适当的支撑造成的身体不适,进而设计出符合这些特殊需求的床垫。这种量身定制的设计理念能够有效提升床垫的舒适性和功能性,同时也能帮助消费者改善睡眠质量,增强健康和恢复能力。

以婴儿床垫为例,为了对三组不同的婴儿床垫做舒适性测评,上海逢友生物力学实验室的技术人员,运用pressurefilms柔性织物压力分布系统,用等身的婴儿模型测试三组床垫的相关生物力学数据。(因版权问题,测试主体不对外展示)

通过pressurefilms柔性织物压力分布系统,我们可以看到婴儿躺在床垫上的压力分布状况,清晰地看出婴儿的头部、躯干以及四肢。

原始数据配合Matlab可计算出最大压力、受力面积、平均压力、平均压力梯度、最大压力梯度等。

根据以上五个指标,可以针对不同床垫、枕头等用品进行舒适性评价,检验并辅助改进相关用品的设计,使其能够贴合身型,有效支撑身体,防止婴儿脊椎变形。

pressurefilms柔性织物压力分布系统采用柔性织物压力传感材料,具备一定的延展性,柔软舒适透气,能够很好地贴合床垫、椅子、汽车座椅等产品设备的表面或里面。除此之外,pressurefilms柔性织物压力分布系统还具备可弯折性,可测曲面压力值,可耐轻微水洗(PCB部分除外),若意外沾水,待传感器部分干透,其性能即可恢复如初。

随着科技的发展,压力分布测试设备也在不断进步,变得更加智能化和精准。现代的压力分布测试设备能够集成高精度传感器、人工智能和大数据分析功能,不仅能够实时监测床垫的压力表现,还能够根据数据分析提供优化设计的建议。通过这些先进技术,设计师能够对床垫的每一层结构、每一种材料的配置进行更加精细化的调整,确保床垫的每个部分都能够最大化地发挥其作用。未来,随着智能床垫的逐步普及,压力分布测试设备将更加深度地与智能调节技术结合,开发出能够自动适应用户体重、睡姿、睡眠状态等变化的智能床垫。

pressurefilms柔性织物压力分布系统

除了床垫本身的性能外,床垫的环境适应性也是一个不可忽视的因素。现代消费者越来越关注床垫是否能适应不同的环境条件,如温湿度变化、不同季节的舒适性等。压力分布测试设备还可以与环境传感器结合,测试床垫在不同环境下的表现。例如,在高温高湿的环境下,床垫可能会因为材料的压缩性变化导致压力分布的改变,而压力分布测试设备可以帮助设计师识别这些变化,调整床垫的材料选择和结构设计,从而保证床垫在各种环境条件下都能保持良好的支撑和舒适性。

总的来说,压力分布测试设备在床垫研发设计中的应用具有深远的意义,它不仅使得床垫的设计更加科学、精准,还推动了床垫行业的创新和个性化定制。通过精确的压力数据,设计师可以根据人体生物力学的需求优化床垫的支撑和舒适性,确保床垫能够在不同睡姿、不同体型和不同健康状态的消费者之间提供最佳的睡眠体验。

随着技术的不断进步,压力分布测试设备的功能将愈加多元化,推动床垫设计向更高精度、更个性化的方向发展,同时帮助消费者享有更加健康、舒适的睡眠质量。