CN105476361B - 一种自适应智能调整保健睡枕 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自适应智能调整保健睡枕，包括衬套、记忆棉内衬、橡胶网套、电磁自锁机构、塑料底衬、底板、第一薄片压力传感器、第二薄片压力传感器；若干电磁自锁机构通过塑料底衬固定在底板上，所述第二薄片压力传感器固定在橡胶网套上，并与橡胶网套一同固定在电磁自锁机构上，第二薄片压力传感器的数量与电磁自锁机构的数量相同，并与电磁自锁机构位置对应安装；所述第一薄片压力传感器固定在底板的延伸段上；所述记忆棉内衬与塑料底衬固定连接，所述衬套与记忆棉内衬固定连接，包裹整个枕头。本发明能有效降低颈椎疾病的产生，并减轻颈椎疾病患者的病痛。

Description

一种自适应智能调整保健睡枕

技术领域

本发明涉及一种自适应智能调整保健睡枕，属于医疗器械及机电一体化技术领域。

背景技术

目前越来越多的人开始关注功能性睡枕的研究，尤其是逐渐开始关注功能性睡枕对于颈椎病的预防以及理疗特性。国内睡枕的研究主要集中在枕芯的选择，过去多用棉花、麦草、茶叶等填充。其最大的缺陷就是不能有效地支撑我们的身体和头颈部重量且易变形，在较短的时间内会毫无弹性，导致颈椎受压迫。随着高分子材料的发展，各种新材料不断涌现，现在用作枕芯的材料也越来越多，如中空纤维类，用它作枕芯一般透气性较好，弹性足，睡上去比较舒服，但由于其纤维反弹力较大，选择不当会导致颈椎变形，睡醒后脖子酸痛。

发明内容

为了克服现有的现有功能睡枕功能不足、适应性差、颈椎病的理疗效果不明显的弊端， 本发明的目的是提供一种自适应智能调整保健睡枕，达到改善睡眠且有效预防颈椎疾病的目的。

为达到上述目的，本发明的构思是：

在枕头内部安装一整套自动调节系统，该系统有若干个能自动调节高度的部件在枕头内部按要求排列，通过系统地调节单个部件的高度，结合柔性面，使枕头的高度和弧度都处于最佳状态，很好地贴合人的头部轮廓。

根据上述构思，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自适应智能调整保健睡枕，包括衬套、记忆棉内衬、橡胶网套、电磁自锁机构、塑料底衬、底板、第一薄片压力传感器、第二薄片压力传感器；若干电磁自锁机构通过塑料底衬固定在底板上，所述第二薄片压力传感器固定在橡胶网套上，并与橡胶网套一同固定在电磁自锁机构上，第二薄片压力传感器的数量与电磁自锁机构的数量相同，并与电磁自锁机构位置对应安装；所述第一薄片压力传感器固定在底板的延伸段上；所述记忆棉内衬与塑料底衬固定连接，所述衬套与记忆棉内衬固定连接，包裹整个枕头。

所述电磁自锁机构包括平板，弹簧座，电磁线圈，夹紧块，小电磁铁，固定座，中柱衬套，弹簧，中柱，螺柱，小弹簧；所述平板固定在底板上，弹簧座固定在平板上，所述电磁线圈固定在平板上，所述固定座固定在平板上，小电磁铁固定在固定座的孔内，夹紧块通过上下两个导柱与固定座相连，能够在导柱方向滑动；所述小弹簧分别与夹紧块、固定座相连，通过小电磁铁和小弹簧控制夹紧块与固定座之间的距离，从而锁定或放开中柱和螺柱；所述中柱衬套与电磁线圈固定，弹簧套在中柱衬套上，中柱套于中柱衬套内，与螺柱固定，螺柱为空心外螺纹圆柱体，通过头部内孔与中柱连接，将弹簧座、电磁线圈、中柱衬套、弹簧和中柱套于空心外螺纹圆柱体内。

本发明的工作原理是：

1.机械单元工作原理：压力弹簧处于压缩状态时，产生向上的作用力，作用于中柱。中柱在电磁线圈的作用下产生一个方向向下的电磁力，与头部重量一起平衡弹簧力。通过改变电磁线圈电流大小，可以改变电磁力大小，从而实现对铁芯高度的调节。中柱顶部与可分合式夹紧块上的螺纹起锁定作用。需要调节高度时，可分合式夹紧块与中柱顶部分离，当高度调节完成后外套筒闭合，螺纹自锁，保持部件的高度。通过系统地调节各个部件的高度来达到调节枕头整体高度和枕头曲面弧度的目的。

2.控制原理：整套自适应智能变形保健睡枕共有两个敏感信息采集装置。由第一薄片压力传感器和第二薄片压力传感器共同参与信号采集，进而实现粗调和细调。第一薄片压力传感器为置于枕头延伸区的薄膜压力传感器，采集肩部位置信息。肩部位置信息可用以不失真地表达头部位置及睡姿状态，信号传送给单片机，单片机进行分析后，发出信号来控制电磁线圈中的电流大小，从而调节各个驱动元件的高度，实现粗调节。第二薄片压力传感器为薄膜压力传感器，分布于每个电磁自锁机构之上，感知电磁自锁机构接触力，将压力信号传至单片机并与预设值进行比较，计算出修正值并将修正信号传至需要修正的机械单元，进而实现微调。粗调和细调共同作用实现枕头自适应变形，以达到最佳的枕头高度与曲面弧度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明保健睡枕每次初始化后可以根据不同使用者的生理条件采集个人数据，并达到根据睡姿的变化实时调控枕头高度和曲面弧度的效果，满足每个使用者的使用要求。通过这种自适性调节，能有效降低颈椎疾病的产生，并减轻颈椎疾病患者的病痛。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的橡胶网套示意图。

图3是本发明的电磁自锁机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施例做进一步的说明。

如图1和图2所示，一种自适应智能调整保健睡枕，包括衬套1，记忆棉内衬2，橡胶网套3，电磁自锁机构4，塑料底衬5，底板6，薄片压力传感器7，薄片压力传感器8。其中，第一薄片压力传感器7固定在底板6的延伸段上，共计15个，按照5列3排进行排列，用于检测肩部信息，从而判断使用者的睡姿。电磁自锁机构4通过塑料底衬5固定在底板6上，主要起到支撑使用者头部和调节枕头高度及曲面形状的作用，其中电磁自锁机构4一共有42个。第二薄片压力传感器8固定在橡胶网套3上，并与橡胶网套3一同固定在电磁自锁机构4上，第二薄片压力传感器8的数量为42个，并与电磁自锁机构4位置对应安装；用于检测头部曲面轮廓的压力分布。记忆棉内衬2与塑料底衬5固定连接，一方面起到隔音和缓冲的作用，另一方面与电磁自锁机构4配合，共同完成调节枕头高度及曲面形状的功能。衬套1固定在记忆棉内衬2上，包裹整个枕头，起到装饰枕面和保护枕头内部干净卫生的作用。

如图3所示，所述电磁自锁机构4包括平板11，弹簧座12，电磁线圈13，夹紧块14，小电磁铁15，固定座16，中柱衬套17，弹簧18，中柱19，螺柱20，小弹簧21。平板11固定在底板6上，起到固定连接的作用。弹簧座12固定在平板11上，为弹簧18提供支撑。电磁线圈13固定在平板11上，为中柱19提供向下的拉力。固定座16固定在平板11上，小电磁铁15固定在固定座16的孔内，夹紧块14通过上下两个导柱与固定座16相连，可以在导柱方向滑动。小弹簧21分别与夹紧块14、固定座16相连，提供将夹紧块14与固定座16推开的斥力。通过小电磁铁15和小弹簧21来控制夹紧块14与固定座16之间的距离从而锁定或放开中柱19和螺柱20。中柱衬套17与电磁线圈13固定，用于约束中柱19，使中柱19只能沿中柱衬套17的轴向运动，同时避免中柱19与电磁线圈13发生干涉。中柱19套于中柱衬套17内与螺柱20固定，螺柱20为空心外螺纹圆柱体，通过头部内孔与中柱19连接，将弹簧座12、电磁线圈13、中柱衬套17、弹簧18和中柱19套于空心外螺纹圆柱体内。

本发明的使用过程如下：

当使用者的睡姿发生变化时，平铺于肩下的第一薄片压力传感器7压力信号发生改变，压力信号传送到智能睡枕内置的控制器中，小电磁铁15通电，控制螺柱20与夹紧块14分离，此时弹簧18与头部重力相平衡后，螺柱20下降一定高度。通过现在螺柱20的高度与预设的最佳高度比较后，通过控制电磁线圈13通电电流大小来调整螺柱20的高度，至此完成了第一步的粗调整工作。通过带42个固定在橡胶网套3表面的第二薄片压力传感器8采集压力变化信号，再次传送至控制器中，处理后对螺柱20的高度进行微调，直至出现符合人头部形状的轮廓。此时小电磁铁15断电，夹紧块14闭合，与螺柱20互锁，达到保持当前轮廓形状的效果，然后电磁线圈13断电。配合附于枕面的衬套1和记忆棉内衬2，能够更好地贴合使用者的头部、面部的轮廓曲线。直到使用者的睡姿再次发生变换时，重新启动进行上述调整过程，进行再次调整。

Claims (1)

1.一种自适应智能调整保健睡枕，其特征在于，包括衬套（1）、记忆棉内衬（2）、橡胶网套（3）、电磁自锁机构（4）、塑料底衬（5）、底板（6）、第一薄片压力传感器（7）、第二薄片压力传感器（8）；若干电磁自锁机构（4）通过塑料底衬（5）固定在底板（6）上，所述第二薄片压力传感器（8）固定在橡胶网套（3）上，并与橡胶网套（3）一同固定在电磁自锁机构（4）上，第二薄片压力传感器（8）的数量与电磁自锁机构（4）的数量相同，并与电磁自锁机构（4）位置对应安装；所述第一薄片压力传感器（7）固定在底板（6）的延伸段上；所述记忆棉内衬（2）与塑料底衬（5）固定连接，所述衬套（1）与记忆棉内衬（2）固定连接，包裹整个枕头；所述电磁自锁机构（4）包括平板（11），弹簧座（12），电磁线圈（13），夹紧块（14），小电磁铁（15），固定座（16），中柱衬套（17），弹簧（18），中柱（19），螺柱（20），小弹簧（21）；所述平板（11）固定在底板（6）上，弹簧座（12）固定在平板（11）上，所述电磁线圈（13）固定在平板（11）上，所述固定座（16）固定在平板（11）上，小电磁铁（15）固定在固定座（16）的孔内，夹紧块（14）通过上下两个导柱与固定座（16）相连，能够在导柱方向滑动；所述小弹簧（21）分别与夹紧块（14）、固定座（16）相连，通过小电磁铁（15）和小弹簧（21）控制夹紧块（14）与固定座（16）之间的距离，从而锁定或放开中柱（19）和螺柱（20）；所述中柱衬套（17）与电磁线圈（13）固定，弹簧（18）套在中柱衬套（17）上，中柱（19）套于中柱衬套（17）内，中柱（19）与螺柱（20）固定，螺柱（20）为空心外螺纹圆柱体，通过头部内孔与中柱（19）连接，将弹簧座（12）、电磁线圈（13）、中柱衬套（17）、弹簧（18）和中柱（19）套于空心外螺纹圆柱体内。