CN104921891A - 一种充气床垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充气床垫，包括底垫、多个气阀、至少一个气泵和阵列在底垫上的多个气囊；所述多个气囊通过充气鼓起，排气收缩，所述不同气囊用于支撑人体的不同部位；所述气泵通过气阀对气囊充气；所述气阀用于连接气泵和气囊。本发明充分考虑到上述各种人体工程学和运动生理学原理，创造性的发明出自动充气翻身床垫；本发明所述的床垫具备与众不同的、控制身体多个部位同时配合运动的翻身、扭身控制方法，可以实现最舒适的翻身效果和辅助运动效果。

Description

一种充气床垫

技术领域

本发明涉及一种充气床垫。

背景技术

很多瘫痪、骨折等重病患者、或者失去运动机能长期卧床的老人，某些身体局部承压时间过长，血流不畅，久而久之产生褥疮，给病人本身带来更多的病痛，也对护理人员造成更大的麻烦。因此市场上陆续出现了防褥疮气(床)垫、翻身床垫等产品，也有很多人发明了各种不同的充气床垫、翻身床等产品，提高了护理工作的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结合人体工程学原理，创新发明了具有人体工程学特征的电控充气翻身床垫，真正实现了与身体各部位运动轨迹紧密贴合，实现各部位同步动作，完成最舒适的翻身和肢体辅助运动的产品目标，为广大失去运动机能的卧床患者或老人，减轻褥疮发生概率的充气床垫。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种充气床垫，包括底垫、多个气阀、至少一个气泵和阵列在底垫上的多个气囊；

所述多个气囊通过充气鼓起，排气收缩，所述不同气囊用于支撑人体的不同部位；

所述气泵通过气阀对气囊充气；

所述气阀用于连接气泵和气囊。

一个气泵可以连接一个或者多个气阀，每个气阀则只能连接一个气囊。整个床垫可以只用一个气泵，通过多通的管子，连接多个气阀，气阀与气囊则一一对应，来控制气囊的充气或排气。

气泵只是一直充气的，而控制器则负责控制气阀的关闭或打开，实现气囊的充气或排气。

如：控制器控制气阀开关关闭，此时气泵的气就充到气囊中；反之，如果气囊在充气状态下，控制器控制气阀开关打开，则气囊里的气体就通过气阀的管子排掉。

气泵设置在底垫以外，通常放置于地板上，减少振动噪音。

本发明的有益效果是：本发明充分考虑到上述各种人体工程学和运动生理学原理，创造性的发明出自动充气翻身床垫；本发明所述的床垫具备与众不同的、控制身体多个部位同时配合运动的翻身、扭身控制方法，可以实现最舒适的翻身效果和辅助运动效果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述气囊包括扇形气囊和方形气囊；

所述扇形气囊充气后的纵截面呈扇形；

所述方形气囊充气后的纵截面呈长方形。

进一步，所述多个气囊包括一个方形气囊和六个扇形气囊；

所述方形气囊设置于头枕处，用于支撑头颈部；

所述六个扇形气囊沿底垫中间线分两排设置；

所述中间线左侧和右侧分布均匀分布三个扇形气囊。

进一步，所述靠近方形气囊的一边的四个扇形气囊的圆心角朝向底垫中间线；

所述此四个扇形气囊用于协助人体向左侧或向右侧翻身。

进一步，所述远离方形气囊的一边的两个扇形气囊的圆心角朝向方形气囊一侧；

所述此两个扇形气囊用于托起腿部，使人体腿部自然弯曲。

进一步，所述气阀个数与气囊个数相适配；所述气阀接受控制器的指令，打开阀门，将气囊内的气体排空，每个气阀控制一个气囊的充气和排气。

进一步，还包括多条气管；

所述气阀与气泵和气囊分别通过气管相连通，所述气阀还通过一条气管与外部连通。

进一步，还包括控制器和控制中心，所述控制器用于接收外部输入指令，并将输入指令传输到控制中心；

所述控制中心内部集成了人体工程学原理和预设根据人体工程学设计的控制程序，所述控制中心根据输入指令调用相应控制程序控制气泵通过气阀对相应的气囊进行充气；所述控制中心根据输入指令调用相应控制程序控制气阀对相应的气囊进行排气。

进一步，所述底垫采用两块承重软垫构成或一个整体承重软垫构成。

进一步，所述方形气囊充气时，所述方形气囊各位置点均衡充气，所述方形气囊表面逐步平行鼓起，托起头颈部。

本发明是在研究重病患者和长期卧床老人的身体状况，研究各种翻身护理床的结构特点，研究各种翻身充气床垫发明的基础上，结合人体工程学原理，创新发明了具有人体工程学特征的电控充气翻身床垫，真正实现了与身体各部位运动轨迹紧密贴合，实现各部位同步动作，完成最舒适的翻身和肢体辅助运动的产品目标，为广大失去运动机能的卧床患者或老人，减轻褥疮发生的概率。

本发明与其他类似发明的最大区别，也是本发明的发明重点，在于：

1、本发明考虑到：人体在翻身过程中，头颈部(特别是颈椎)的曲度必须与胸椎和腰椎的曲度配合，与躯干的转侧动作同步进行控制和调整，才能达到翻身后人体头颈部仍然保持舒服姿势的效果。

2、本发明也考虑到：人体在翻身过程中，腿部的弯曲度和姿势，也会随着躯干部分的翻身而有所变化，只有在躯干转侧的同时，同步调整腿部的姿势，才能让髋部和腿部各关节的姿势，符合正常人体翻身转侧的生理学特点。

3、本发明的核心创新点：在充分考虑到上述问题的基础上，发明了符合人体工程学和运动生理学特点的控制方法，即：通过电脑程序设计，控制多个气囊，在同一时间进行不同的充气或放气的操作，推动人体各部位实现不同的运动，从而完成被动式的翻身、扭身、抬腿、伸腿等动作，对长期卧床或瘫痪的病人而言，就可以实现舒适的被动转侧、翻身效果或辅助运动效果。

本发明所述的人体工程学及运动生理学原理，主要指：

当人体翻身时，双腿必须同时配合运动，而且要双腿先弯曲起来，上半身再转侧，才是最舒适的姿势。

翻身时，双腿的运动轨迹是不同的。比如，向左侧翻身时，两个膝盖先抬起，双腿弯曲，上半身向左翻身时，左边膝盖先向外侧倾斜，低于右边膝盖，翻身后，右边膝盖再与左边膝盖靠拢，形成左侧卧的最佳舒适姿势。

在翻身过程中，脖子和肩膀之间的空隙随时都在变化，颈椎的生理曲度也随着发生变化。如果没有及时调整枕头的高度，会影响颈椎的曲度，造成颈椎的疲劳，带来酸麻、疼痛、落枕等各种不良症状。

常人的睡眠必须是左侧卧、右侧卧和仰卧这三种姿势互相轮换，且左侧卧与右侧卧的时间必须大致相等，以避免人体生物力学结构失衡，或者某一侧受压时间过长，而产生疼痛。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种充气床垫结构示意图；

图2为本发明涉及的控制器控制气囊的控制原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、底垫，2、气囊，21、扇形气囊，22、方形气囊。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明实施例所述的一种充气床垫，包括底垫1、多个气阀、至少一个气泵和阵列在底垫上的多个气囊2；

所述多个气囊2通过充气鼓起，排气收缩，所述不同气囊2用于支撑人体的不同部位；

所述气泵通过气阀对气囊2充气；

所述气阀用于连接气泵和气囊2。

一个气泵可以连接一个或者多个气阀，每个气阀则只能连接一个气囊。整个床垫可以只用一个气泵，通过多通的管子，连接多个气阀，气阀与气囊则一一对应，来控制气囊的充气或排气。

气泵只负责充气，而控制器则负责控制气阀的关闭或打开，实现气囊的充气或排气。

如：控制器控制气阀开关关闭，此时气泵的气就充到气囊中；反之，如果气囊在充气状态下，控制器控制气阀开关打开，则气囊里的气体就通过气阀的管子排掉。

气泵设置在底垫以外，通常放置于地板上，减少振动噪音。

所述气囊2包括扇形气囊21和方形气囊22；所述扇形气囊21充气后的纵截面呈扇形；所述方形气囊22充气后的纵截面呈长方形。

所述多个气囊包括一个方形气囊22和六个扇形气囊21；

所述方形气囊22设置于头枕处，用于支撑头颈部，在本实施例中命名为枕头气囊；

所述六个扇形气囊21沿底垫中间线分两排设置；所述中间线左侧和右侧分布均匀分布三个扇形气囊21，分别为左侧肩背部气囊、右侧肩背部气囊、左侧腰髋部气囊、右侧腰髋部气囊、左侧腿部气囊和右侧腿部气囊。

所述左侧肩背部气囊、右侧肩背部气囊、左侧腰髋部气囊和右侧腰髋部气囊的圆心角朝向底垫中间线；用于协助人体向左侧或向右侧翻身。

所述左侧腿部气囊和右侧腿部气囊的圆心角朝向方形气囊22一侧；用于托起腿部，使人体腿部自然弯曲。

所述气阀个数与气囊2个数相适配；所述气阀接受控制器的指令，打开阀门，将气囊内的气体排空，每个气阀控制一个气囊的充气和排气。

还包括多条气管；所述气阀与气泵和气囊2分别通过气管相连通，所述气阀还通过一条气管与外部连通。

还包括控制器和控制中心，所述控制器用于接收外部输入指令，并将输入指令传输到控制中心；

所述控制中心内部集成了人体工程学原理和预设根据人体工程学设计的控制程序，所述控制中心根据输入指令调用相应控制程序控制气泵通过气阀对相应的气囊进行充气；所述控制中心根据输入指令调用相应控制程序控制气阀对相应的气囊进行排气。

所述底垫1采用两块承重软垫构成或一个整体承重软垫构成。

所述方形气囊22充气时，所述方形气囊22各位置点均衡充气，所述方形气囊22表面逐步平行鼓起，托起头颈部。

本发明所采用的市场上常见的扇形气囊，可根据需要，定制不同尺寸。

扇形气囊有一个充气/排气口，通过导气管与气阀连接。

充气前，扇形气囊处于收缩状态；充气后，气囊沿着主轴，呈扇形鼓起，可推动压在气囊上的物体或人体向上运动。

本发明所述扇形气囊，主要用于肩背部、腰髋部、腿部等部位。

本发明所采用的方形气囊，类似枕头大小，尺寸可定制。

方形气囊有一个充气/排气口，通过导气管与气阀连接。

充气前，方形气囊处于收缩状态；充气后，整个气囊内部各个方向同时均衡充气，平行鼓起，可推动压在气囊上的物体或人体向上运动。

本发明中的方形气囊，用于枕头部位。

本发明使用充气气泵，以及可以调节气囊充气和排气的气阀。气泵与气阀之间，用导气管连接。

如图2所示，为本发明涉及的控制器控制气囊的控制原理：

控制器按钮按下，发出指令；

控制中心(单片机)中的控制程序通过信号线，控制某个气泵充气，或者控制某个气阀充气或排气。

控制中心的程序，通过对不同气泵、气阀的同步调节，实现对人体翻身转侧姿势的控制。

气泵在接收控制信号后，经由气阀，为各个气囊充气。

气阀在接收控制信号后，为某些气囊进行充气，或对某些气囊进行排气。

本发明所述承重底垫，是指用海绵制作的床垫。可以是长达1.8-2米的整片海绵底垫，也可以是根据人体上半身和下本身比例，分别制作的两块海绵底垫拼接而成。

本发明所述的控制器，可以是手持式控制器，也可以设计成控制箱，用于控制气泵的充气和排气，或控制震动器，实现各种翻身、扭身、抬腿、伸腿、震动按摩等动作。本发明所述控制中心，即指载有本发明核心部分——符合人体工程学和运动生理学特点的控制程序的单片机。

枕头气囊用一个皮质外套包裹，充气管可穿过底垫的海绵，与气阀连接。

枕头气囊外套的四条边线，可以缝合在包裹底垫的皮套上得以固定。

枕头气囊充气时，气囊各位置点均衡充气，枕头表面逐步平行鼓起，托起头颈部。

根据人体工程学原理，常人的枕头高度最佳应该在6-15cm，因此，本发明所述的枕头气囊，是随着身体的翻转，逐步充气鼓起。枕头气囊充满气后的最大高度，控制在离床垫表面12cm以内，才能保证达到人体翻身侧卧时的颈部最佳舒适度，个别人如果觉得充气后的枕头还是太低，可以通过加垫一些布料的方式得到解决。

肩背部气囊的设计及安放位置:

两侧肩背部使用扇形气囊，扇形气囊的轴线位于中间，与人体脊椎平行。

左肩背部的气囊充气时，呈扇形鼓起，将人体左肩背部向右上方向顶起，实现向右侧转身的动作。

右肩背部的气囊充气时，呈扇形鼓起，将人体右肩背部向左上方向顶起，实现向左侧转身的动作。

气囊排尽空气后，人体借助自身重力恢复仰卧姿势。

腰髋部气囊的设计及安放位置:

两侧腰髋部使用扇形气囊，扇形气囊的轴线位于中间，与人体脊椎平行。

左腰髋部的气囊充气时，呈扇形鼓起，将人体左侧腰部和臀部向右上方向顶起，实现向右侧转身的动作。

右腰髋部的气囊充气时，呈扇形鼓起，将人体右侧腰部和臀部向左上方向顶起，实现向左侧转身的动作。

气囊排尽空气后，人体借助自身重力恢复仰卧姿势。

腿部气囊的设计及安放位置:

两侧腿部使用扇形气囊，扇形气囊的轴线分布两边，分别与人体脊椎垂直。

左侧腿部气囊充气时，呈扇形鼓起，将人体左侧大腿向上顶起，实现左腿弯曲抬起的动作。

右侧腿部气囊充气时，呈扇形鼓起，将人体右侧大腿向上顶起，实现右腿弯曲抬起的的动作。

气囊排尽空气后，人体借助腿部自身的重力，恢复两腿伸直平放的姿势。

具体实施例中控制中心内部包括以下可选控制程序：

向左侧翻身的控制程序：

控制器上设有各种功能按钮。

按下“向左侧翻身”按钮，则：

(1)：首先，气泵给左侧腿部气囊少量充气，微微抬高左腿；

(2)：接着，气泵给右侧腿部气囊大量充气，使右腿抬高，超过左腿；

(3)：接着，气泵给右侧肩背部气囊和右侧腰髋部气囊同时逐步充气，将人体躯干顶起，逐步向左侧翻身；同时，气阀给左侧腿部气囊适当放气，使左腿膝盖向外侧倾斜，逐步翻身。

(4)：与(3)同时，气泵给枕头气囊同步充气，逐步抬高人体头部，使颈椎的生理曲度及时调整，让人感觉舒服。

(5)：接着，气阀将左侧腿部气囊的气体逐步放完，让左边大腿和小腿弯曲放平。此时人体依靠自身动作，将右边膝盖向左边膝盖并拢，形成左侧卧的姿势。此时，右侧腿部气囊保持适当的充气状态，支撑右腿保持适当的弯曲度。

(6)：之后，如果控制器按下“恢复仰卧”按钮，则气阀先给右侧腿部气囊放气，紧接着，右侧肩背部和腰髋部气囊同时放气，枕头气囊也同时逐步放气，逐步让人体利用自身重力，向右侧转身，恢复仰卧平躺姿势。

向右侧翻身的控制程序:

控制器按下“向右侧翻身”按钮，则：

(1)：首先，气泵给右侧腿部气囊少量充气，微微抬高右腿；

(2)：接着，气泵给左侧腿部气囊大量充气，使左腿抬高，超过右腿；

(3)：接着，气泵给左侧肩背部气囊和左侧腰髋部气囊同时逐步充气，将人体躯干顶起，逐步向右侧翻身；同时，气阀给右侧腿部气囊适当放气，使右腿膝盖向外侧倾斜，逐步翻身。

(4)：与(3)同时，气泵给枕头气囊同步充气，逐步抬高人体头部，使颈椎的生理曲度及时调整，让人感觉舒服。

(5)：接着，气阀将右侧腿部气囊的气体逐步放完，让右边大腿和小腿放平。人体依靠自身动作，将左边膝盖向右边膝盖并拢，形成右侧卧的姿势。此时左侧腿部气囊保持适当的充气状态，支撑左腿保持适当的弯曲度。

(6)：之后，如果控制器按下“恢复仰卧”按钮，则气阀先给左侧腿部气囊放气，然后左侧肩背部和腰髋部气囊同时放气，枕头气囊也同时逐步放气，逐步让人体利用自身重力，向左侧转身，恢复仰卧平躺姿势。

肩部向左侧扭身程序:

控制器按下“向左侧扭身”按钮，则：

(1)气泵给左右两侧腿部气囊同时适当充气，微微顶起双腿；

(2)接着，气泵给右侧肩背部气囊逐步充气，将右侧肩背部顶起，实现肩部向左侧扭身；

(3)此时，也可以同时控制气泵，给左侧腰髋部气囊逐步充气，将左侧腰髋部顶起，实现“肩部向左、腰部向右”的更大幅度的扭身。

(4)接着，气阀将右侧肩背部气囊(或左侧腰髋部气囊)的气体逐步放掉，让身体恢复仰卧平躺状态。

肩部向右侧扭身程序:

控制器按下“向右侧扭身”按钮，则：

(1)气泵给左右两侧腿部气囊同时适当充气，微微顶起双腿；

(2)接着，气泵给左侧肩背部气囊逐步充气，将左侧肩背部顶起，实现肩部向右侧扭身；

(3)此时，也可以同时控制气泵，给右侧腰髋部气囊逐步充气，将右侧腰髋部顶起，实现“肩部向右、腰部向左”的更大幅度的扭身。

(4)接着，气阀将左侧肩背部气囊(或右侧腰髋部气囊)的气体逐步放掉，让身体恢复仰卧平躺状态。

左腿的辅助抬腿运动程序:

控制器按下“左腿运动”按钮，则：

(1)气泵给左侧腿部气囊逐步充气，将左边大腿顶起，实现左腿的抬腿运动；

(2)接着，气阀将左侧腿部气囊逐步放气，左侧腿部利用重力，自然伸直。

(3)设定以上(1)(2)的抬腿和伸腿动作重复进行。

右腿的辅助抬腿运动程序:

控制器按下“右腿运动”按钮，则：

(1)气泵给右侧腿部气囊逐步充气，将右边大腿顶起，实现右腿的抬腿运动；

(2)接着，气阀将右侧腿部气囊逐步放气，右侧腿部利用重力，自然伸直。

(3)设定以上(1)(2)的抬腿和伸腿动作重复进行。

双腿辅助抬腿运动程序:

控制器按下“双腿运动”按钮，则：

(1)气泵给左右两侧腿部气囊同时逐步充气，将两边大腿顶起，实现抬腿运动；

(2)气阀将两侧气囊逐步放气，两边腿部自然伸直。

(3)自动控制程序也可以控制左右腿交替抬起、伸直。

枕头高度调节程序：

控制器按下“抬高枕头”按钮，则气泵给枕头气囊逐步充气，再次按“抬高枕头”按钮，则停止充气，保持枕头气囊的充气状态；

控制器按下“降低枕头”按钮，则气阀给枕头气囊逐步放气，再次按“降低枕头”按钮，则停止放气，保持枕头气囊的充气状态。

自动定时控制程序：

根据人体工程学和运动生理学原理，人体不能长时间保持同样的卧姿，必须左侧卧、右侧卧和仰卧这三种姿势互相轮换，且左侧卧与右侧卧的时间必须大致相等，以避免人体生物力学结构失衡。

因此，本发明同时也设计了定时自动翻身功能，即：可以通过控制器进行“定时自动翻身”和“翻身角度”调节。

定时自动翻身程序：

通过控制器设置“定时自动翻身时间”，可以实现“向左侧翻身”、“恢复仰卧姿势”、“向右侧翻身”这三种状态的自动定时轮换，不需要人工操作控制器来进行翻身。这种定时自动翻身模式，通常在护理人员无法长时间守在病床旁边时，或者在病人夜晚入睡时，可以使用。

比如，将定时自动翻身时间设置为1小时，则这种模式的作用效果为：先向左侧翻身、保持1小时左侧翻身姿势，然后恢复仰卧姿势，再保持1小时，然后再向右侧翻身，在保持1小时后，恢复仰卧姿势。以此类推。

定时翻身模式，可以根据病人的实际情况，设计成“左右轮换翻身”、“左侧重复翻身”、“右侧重复翻身”等自动模式，更加符合病人的生理特点和人体工程学特点。

翻身角度调节程序：

无论向左翻身还是向右翻身，都可以设计成“大幅度翻身”、“中等幅度翻身”、“小幅翻身”等各种方式，主要通过调整各气囊的充气程度来实现。比如：控制器按下“小幅翻身”按钮，则翻身时，各气囊都只充气到1/2或1/3的容量，使人体保持微微侧身即可。其他同理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。

Claims (10)

1.一种充气床垫，其特征在于，包括底垫、多个气阀、至少一个气泵和阵列在底垫上的多个气囊；

所述多个气囊通过充气鼓起，排气收缩，所述不同气囊用于支撑人体的不同部位；

所述气泵通过气阀对气囊充气；

所述气阀用于连接气泵和气囊。

2.根据权利要求1所述的一种充气床垫，其特征在于，所述气囊包括扇形气囊和方形气囊；

所述扇形气囊充气后的纵截面呈扇形；

所述方形气囊充气后的纵截面呈长方形。

3.根据权利要求2所述的一种充气床垫，其特征在于，所述多个气囊包括一个方形气囊和六个扇形气囊；

所述方形气囊设置于头枕处，用于支撑头颈部；

所述六个扇形气囊沿底垫中间线分两排设置；

所述中间线左侧和右侧分布均匀分布三个扇形气囊。

4.根据权利要求3所述的一种充气床垫，其特征在于，所述靠近方形气囊的一边的四个扇形气囊的圆心角朝向底垫中间线；

所述此四个扇形气囊用于协助人体向左侧或向右侧翻身。

5.根据权利要求3所述的一种充气床垫，其特征在于，所述远离方形气囊的一边的两个扇形气囊的圆心角朝向方形气囊一侧；

所述此两个扇形气囊用于托起腿部，使人体腿部自然弯曲。

6.根据权利要求1所述的一种充气床垫，其特征在于，所述气阀个数与气囊个数相适配；所述气阀接受控制器的指令，打开阀门，将气囊内的气体排空，每个气阀控制一个气囊的充气和排气。

7.根据权利要求1所述的一种充气床垫，其特征在于，还包括多条气管；

所述气阀与气泵和气囊分别通过气管相连通，所述气阀还通过一条气管与外部连通。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种充气床垫，其特征在于，还包括控制器和控制中心，所述控制器用于接收外部输入指令，并将输入指令传输到控制中心；

所述控制中心内部集成了人体工程学原理和预设根据人体工程学设计的控制程序，所述控制中心根据输入指令调用相应控制程序控制气泵通过气阀对相应的气囊进行充气；所述控制中心根据输入指令调用相应控制程序控制气阀对相应的气囊进行排气。

9.根据权利要求8所述的一种充气床垫，其特征在于，所述底垫采用两块承重软垫构成或一个整体承重软垫构成。

10.根据权利要求2或3所述的一种充气床垫，其特征在于，所述方形气囊充气时，所述方形气囊各位置点均衡充气，所述方形气囊表面逐步平行鼓起，托起头颈部。