CN105607672A - 充气床垫的温度控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制充气床垫内气体温度的气体温度控制系统。所述气体温度控制系统系统包括进气组件，其具有内密封件和外密封件，以抑制或促进气体流入和流出所述充气床垫。所述气体温度控制系统还包括与所述进气组件流体连通的温度控制元件。所述温度控制元件位于所述外密封件内侧的充气床垫内。所述气体温度控制系统还包括控制器，其被配置为指示进气组件开启和闭合所述内密封件和外密封件以及所述温度控制元件的操作。

Description

充气床垫的温度控制系统和方法

相关申请的交叉引用

根据《美国法典》第35篇第119(e)条的规定，本申请主张享有于2014年11月19日提交的、名为“充气床垫的温度控制系统和方法”的美国临时申请No.62/081,803的权益，前述申请的全部内容和实质通过引用整体地结合于本文中，全部如下。

技术领域

本发明的主题主要涉及充气床垫的温度控制系统和方法，特别是用于控制充气床垫内所含气体的温度的系统和方法。

背景技术

充气床垫通常用于代替传统的弹簧床垫、记忆海绵床垫、水床及其它作为临时搭建的供人睡觉用的床。通常情况下，充气床垫包含一带气密密封件的软质弹性材料腔室，以允许充气床垫在使用中充气并在使用后放气。虽然有些充气床垫必须由用户手动充气，但许多充气床垫包括一手动或电动泵以对充气床垫机械充气。为了方便用户，一些充气床垫腔室的特点在于：具有内置式电动气泵，其通过将一电线插入到一标准的高压电源或者移动电源(如电池)来接收电力。

虽然内置的电动气泵可方便地对充气床垫充气和放气，但它们可能缺乏用户期望的其它特性。具体地，内置的电动气泵可能无法加热或冷却该充气床垫内的空气，进而允许用户调节和控制所述充气床垫表面的温度。

因此，存在改进的系统和方法来解决上面提到的缺陷的需要。本发明的实施例是针对这些和其它考虑。

发明内容

简单说来，本发明的实施例涉及充气床垫的温度控制系统和方法。在一些实施例中，一温度控制元件可以是内置电动气泵的一部分或可独立地连接到所述充气床垫的腔室。

在一些实施例中，一气体温度控制系统可控制充气床垫内的气体温度，或者控制充气床垫内截面的气体温度。该气体温度控制系统可包括一进气组件，其具有抑制或促进气体流进和流出该充气床垫的内密封件和外密封件。该气体温度控制系统还可包括与一所述进气组件流体连通的温度控制元件。该温度控制元件可设置在外密封件内侧的充气床垫内。该气体温度控制系统还可包括一控制器，其配置来指示内密封件和外密封件开、闭和温度控制元件的操作。

在一些其它实施方案中，一用于控制具有气体温度控制系统的充气床垫中气体温度的方法可包括接收用户输入。该方法还可以包括基于用户输入对充气床垫充气。该方法还可以包括关闭气体温度控制系统的外密封件，以抑制充气床垫外面的气体流动并使气体从充气床垫内的气腔室流到气体温度控制系统。该方法还可包括基于所述用户输入控制充气床垫内气体的温度。任选地，所述方法还可以包括关闭内密封件，以抑制气体从气腔室流入气体温度控制系统。

以上只概述了本发明的主题的一些方面，并不意味着是反映本发明的主题所要求保护的全部范围。本发明主题的其它的特征和优点都列在下面说明中，其从该说明可显而易见，或者通过实践本发明的主题可得知。此外，无论是前面的概述还是下面的详细描述都是示例性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的主题的进一步解释。

附图说明

附图包含在说明书中并构成本说明书的一部分，示出本发明主题的多个实施例，并且与说明书一起，用于解释本发明公开的主题的原理；并且，此外，并不意图以任何方式限制本发明公开的主题的范围。

图1根据本发明的一示例性实施例，示出了具有气体温度控制系统的充气床垫的示例性实施例的等距视图。

图2根据本发明的一示例性实施例，示出了显示环境气体流入充气床垫中的气体温度控制系统的示例性实施例的等距视图。

图3根据本发明的一示例性实施例，示出了显示环境气体流入充气床垫中且在该充气床垫中再循环的气体温度控制系统的示例性实施例的等距视图。

图4根据本发明的一示例性实施例，示出了显示环境气体流入充气床垫中的充气床垫的示例性实施例的等距视图。

图5根据本发明的一示例性实施例，示出了显示环境气体流入充气床垫中且在该充气床垫中再循环的充气床垫的示例性实施例的等距视图。

图6根据本发明的一示例性实施例，示出了显示气体在该充气床垫中再循环的充气床垫的示例性实施例的等距视图。

图7根据本发明的一示例性实施例，示出了显示气体流出充气床垫的充气床垫的示例性实施例的等距视图。

图8根据本发明的一示例性实施例，示出了具有气体温度控制系统的充气床垫的示例性实施例的等距视图。

图9根据本发明的一示例性实施例，示出了用于控制充气床垫内气体的温度的方法的示例性实施例的流程图。

图10根据本发明的一示例性实施例，示出了用于引导环境气体进入并对充气床垫充气的方法的示例性实施例的流程图。

图11根据本发明的一示例性实施例，示出了用于加热充气床垫内气体的方法的示例性实施例的流程图。

图12根据本发明的一示例性实施例，示出了用于自动控制充气床垫内气体的温度的方法的示例性实施例的流程图。

图13A根据本发明的一示例性实施例，示出了具有单独的温度控制气腔室的充气床垫的示例性实施例的等距视图。

图13B根据本发明的一示例性实施例，示出了显示气体流经温度控制气腔室的充气床垫的示例性实施例的俯视图。

图13C根据本发明的一示例性实施例，示出了具有单独的温度控制气腔室的充气床垫的示例性实施例的正视图。

本文所提供的任何标题仅为方便说明，并不影响本发明所要求保护的范围或含义。

具体实施方式

为满足法定要求，本发明对种实施例进行了详细说明。然而，该说明本身并非旨在限制本专利的范围。相反，本发明要求保护的主题还可以考虑通过包括与本文件中所述的类似的不同步骤或元素与其他当前或未来技术相结合的其它方式体现。

还必须指出的是，如在本说明书和所附的权利要求书中使用的，单数形式的“一”，“一个”和“该”包括其复数形式，除非上下文另有明确说明。引用含有组合物“a”的组成部分是指包括除了所述一个命名的其它成分。提及包含“一”构件的组合旨在包括除了所命名的构件之外的其它构件。另外，在对优选实施例的说明中，为清楚起见将使用术语。其含义是每个术语采取本领域技术人员理解的最广泛的含义，且包括以类似方式实现类似目的的所有技术等效物。

此处，使用的术语如“含有”、“具有”、“包含”或“包括”是开放式的，并且旨在与术语如“包括”或“包括”具有相同的含义，且不排除存在其它结构、材料或动作。同样，使用术语诸如“可”或“可能”含义是开放式的，且不需要体现该结构、材料或动作，没有使用这些术语并不意味着体现该结构、材料或动作是必要的。在该结构、材料或动作目前被认为是必需的范围内，它们确定为这样。

还应当理解的是，提及一个或多个方法步骤并不排除在存在另外的方法步骤或在那些明确示出的步骤之间插入方法步骤。此外，除非明确要求各个步骤的顺序，否则尽管术语“步骤”可在本文中使用以暗示采用的方法的不同方面，但该术语不应被解释为表示本文所公开的各种步骤之间的任何特定顺序。

下文描述的构成本发明的各种元素的组件旨在是说明而非限定。与本文中所描述的组件具有相同或类似功能的许多合适的组件也包含在本发明的范围内。可包括但不限于本文没有描述的此类其它组件，例如，在本发明公开的主题的进展之后开发的类似的组件。

为便于理解本发明的原理和特征，对各种示例性实施例说明如下。尤其是，本发明公开的主题是在上下文中说明了充气床垫用的气体温度控制系统。

用户可能希望控制的充气床垫内的气体温度。为控制气体温度，该用户对充气床垫充气，然后经由气体温度控制系统加热或冷却充气床垫内气体。尽管本发明中所描述的示例性实施例涉及充气床垫，但本发明所公开的系统及方法可同样适用于任何可充气床垫或充满替代流体(如，氦气、水等)的床垫。

现参照附图对该连接器系统进行详细说明，其中相同的附图标记在附图中表示相同部分。

图1示出了具有气体温度控制系统20的充气床垫10的示例性实施例的等距视图。充气床垫10也可以具有一移动电源30和一个排气阀40。充气床垫10一旦充气，可根据使用者的体型和数量具有不同的尺寸。例如，充气床垫可以是单人、普通双人、中号双人或大号双人床。在一些实施方式中，充气床垫10的外壁可形成被构建成储存气体或其它流体的可充气腔室。应当理解的是，充气床垫10可形成多个可充气腔室。例如，充气床垫10可具有左侧和右侧气腔室以使得成对地如所希望地对充气床垫10的左、右部分的单独充气和/或温度控制。同样地，充气床垫10可包括一具有单独的头部和/或脚部气腔室的主气腔室。在此构造中，例如，所述头部气腔室可充入比主气腔室更高的气压以助于头部气腔室更好地作为一枕头，而脚部气腔室内的气体比主气腔室内的气体更热，以助于温暖使用者的脚部。在其它实施方式中，充气床垫10的外壁可设置一个或多个结构独立的气腔室。充气床垫10(以及其所限定或设置的气腔室)可由聚氯乙烯(“PVC”)构成。然而，可以考虑使用其它材料，如其它塑料或橡胶。

移动电源30可用于给气体温度控制系统20提供电力以控制气体温度以及给该充气床垫充气和放气。在一些实施例中，移动电源30可以是电池，并提供直流电。在其他实施例中，移动电源30可包括电机或发电机和提供交流电。可考虑使用任何移动电源。此外，移动电源30可装在充气床垫10上的一个电源外壳(未示出)内，以便运输。

排气阀40可配置为其处于关闭位置时抑制气体流出充气床垫10，处于打开位置时，允许气体流出充气床垫10。在一些实施例中，排气阀40可在充气床垫10内的气压超过预设阈值时从所述关闭位置移动到一打开位置。在这种实施例中，排气阀40可起到一安全阀的作用，以防止过度充气期间损坏充气床垫10。在其他实施例中，排气阀40可包括可移动的塞子，用户想对充气床垫10放气时移除可将其移除。排气阀40可由聚氯乙烯(“PVC”)构成。然而，可考虑使用其它材料如塑料或橡胶。在一些实施例中，可使用多个排气阀40作为保持充气床垫10的气体的不同组件或部件的安全阀。

气体温度控制系统20可包括进气组件22和控制器24。进气组件22可被配置为在充气床垫10充气时使环境气体(或外装气体或压缩气体)进入充气床垫10以及在充气床垫10放气时使气体排出充气床垫10。进气组件22可包括一个外密封件，其抑制或允许外部气体流入气体温度控制系统20。进气组件22可还包括一个内密封件(未示出)，其抑制或允许内部气体在气体温度控制系统20和充气床垫10的气腔室间流动。

控制器24可配置为接收用户输入并控制内密封件和外密封件的开闭、通过气体温度控制系统20对充气床垫10充气和放气以及通过气体温度控制系统20提高或降低充气床垫10内的气体温度。在一些实施例中，控制器24可包括具有存储器的一个或多个处理器，所述存储器具有配置为执行本发明中所描述的方法及操作的指令。此外，控制器24可容纳或连接一温度计或热电偶(或配置为测量温度的其它设备)，以测量充气床垫10内的气体温度。控制器24可选地包括一个显示器，其用于显示一个或多个当前状态或所需的充气床垫10内的气体温度。在一些实施例中，控制器24可连接一气压计(或配置为测量流体压力的其它设备)以测量充气床垫10内的气体压力，且所述显示器可选择性地显示一个或多个当前状态或所需的充气床垫10内的气体温度。控制器24可配置成执行一个或多个操作模式。例如，操作模式可包括充气模式、放气模式、气体循环模式、加热模式、冷却模式、空气温度自动控制模式和待机模式。在其他实施例中，控制器24可以包括一个或多个电子部件，其允许用户在模式之间进行切换。

当控制器24收到对充气床垫10充气的用户输入时可开启充气模式。在一些实施例中，充气模式可以持续到控制器24收到另外的停止对充气床垫10充气的用户输入为止。在其它实施例中，控制器可根据预设或是用户提供的充气床垫内的气压来自动控制充气的速度和持续时间。在充气模式期间，内密封件和外密封件都打开，以允许环境气体流入充气床垫10。在一些实施例中，例如，当充气床垫10形成多个气腔室时，气体温度控制系统20可引导流体在各气腔室内流通，并配置成分别控制每一气腔室内的气压、气体温度以及气流速度。例如，进气组件22可包括与不同的气腔室相关联的多个内密封件，且控制器24可逐一开启一个或多个内密封件以获得气腔室内所需的气压、其它温度以及气体流速。在其它实施例中，可通过阀门串联两个或多个气腔室(例如，至少一个气腔室与气体温度控制系统20直接流体连通，而其它气腔室与气体温度控制系统间接流体连通)。可以预期的是，控制器24可控制这些阀门的开启和闭合以获得在这些气腔室内所需的气压、气体温度以及气体流速。

当控制器24收到对充气床垫10放气的用户输入时可开启放气模式。在一些实施例中，放气模式可以持续到控制器24收到另外的停止对充气床垫10放气的用户输入为止。在其它实施例中，控制器可根据预设或是用户提供的充气床垫内的气压来自动控制放气的速度和持续时间。控制器24可接收与充气床垫10内的气体流体连通的气压计测量的气压，并根据这些测量值以及预设值或是用户提供的气压来控制放气的速度和持续时间。在放气模式期间，内密封件和外密封件都打开，以允许环境气体流入和流出充气床垫10。在一些实施方式中，例如，当充气床垫10形成多个气腔室时，气体温度控制系统20和每一气腔室之间的流体连通可与本发明的充气模式所描述的相类似。

当控制器24收到使充气床垫10内气体循环的用户输入时开启气体循环模式。这样做，控制器24可指示外密封件关闭而内密封件保持打开，使气体进入进气组件22，而不是逸出充气床垫10。充气床垫10内的气体循环可引起充气床垫10表面的振动或按摩脉冲，通过混合气腔室内气体和气体温度控制系统20内气体来调节气体温度，和/或通过温度控制系统20调节气压。在一些实施例中，气体循环模式可以持续到控制器24收到停止充气床垫10内气体循环的另外的用户输入为止。在其它实施例中，控制器可以自动控制充气床垫10内气体再循环的持续时间和/或间隔频率，由此提供热和冷的周期性混合，以避免充气床垫10上有过热或过冷的地方，其可能导致使用者不适和/或损坏充气床垫10。

在控制器24收到加热充气床垫10中气体的用户输入时可以开始加热模式。这样做，控制器24可指示外密封件关闭而内密封件保持打开，使空气进入进气组件22，但不逸出充气床垫10。引导充气床垫10中气体通过气体温度控制系统20可有助于加热空气。在一些实施例中，加热模式可持续到控制器24收到停止加热充气床垫10中气体的另外的用户输入为止。在其它实施例中，控制器可根据预设或是用户提供的充气床垫10内的气体温度来自动控制加热气体的速度和持续时间。

当控制器24收到冷却充气床垫10中气体的用户输入时，可以开启冷却模式。这样做，控制器24可指示外密封件关闭而内密封件保持打开，使空气进入进气组件22，但不逸出充气床垫10。引导充气床垫10中气体通过气体温度控制系统20可有助于冷却空气。在一些实施例中，冷却模式可持续到控制器24收到停止冷却充气床垫10中气体的另外的用户输入为止。在其它实施例中，控制器可根据预设或是用户提供的充气床垫10内的气体温度来自动控制冷却的速度和持续时间。

当控制部24收到控制充气床垫10中气体温度的用户输入时可以开启气体温度/压力自动控制模式。这样做，控制器24可指示外密封件关闭而内密封件保持打开，从而允许气体进入进气组件22，但不逸出充气床垫10。引导充气床垫10中气体通过气体温度控制系统20可有助于控制气体温度。在一些实施例中，温度自动控制模式可自动确定何时气体温度超过第一预设阈值，并基于该确定结果加热或冷却气体直到气体温度达到第二预定阈值。例如，如果所需的气体温度为80度而温度低于65度即第一预定阈值时，控制器24可引导气体流过气体温度控制系统20而气体温度控制系统20加热气体直到气体温度达到80度即该第二预定阈值为止。类似地，在一些实施例中，压力自动控制模式可自动确定何时气体压力超过第一预设阈值，并基于该确定结果增加或降低气压直到气压达到第二预设阈值。用户可在气体温度/压力自动控制模式前或期间提供用户输入来改变所述第一和/或第二预定阈值及其他控制设置，如气流速度。不同的气流速度可以与不同的噪声电平相关联，并且当用户睡在充气床垫10上时，该用户可能需要一个缓慢的气流速度以便减小噪声。相反，当用户没有睡在充气床垫上时，该用户可能需要更快的气流速度以便更快或更均匀地加热气体。

在其它实施方式中，例如，当充气床垫10形成多个气腔室时，可分别控制每一气腔室或气腔室组中的气流循环、加热、降温、加压、和/或自动温度/压力控制。例如，当气体温度控制系统20与每一气腔室或气腔室组(彼此串联)直接流体连通时，控制器24可指示每一内密封件的分别开启，从而获得每一气腔室中的不同气体温度、气压以及气体流速。在该配置中，例如，相对于用户需要更低的气体温度的其它气腔室(如，头部气腔室或主气腔室)，用户需要某一气腔室(如，脚部气腔室)具有更高的再循环和/或加热频率的高的气体温度。因此，可打开允许脚部气腔室和气体温度控制系统20间的直接流体流体的内密封件，而保持其它内密封件的关闭，从而，气体温度控制系统20可单独再循环和/或加热脚部气腔室内的气体。之后，可打开另一与主气腔室相关联的不同内密封件，而保持其它内密封件的关闭，气体温度控制系统20可例如冷却主腔室中循环的气体。此外，如果一气腔室需要更频繁的控制(例如，其控制最暖和的气温，从而，必须比其它冷却气腔室加热的更频繁)，控制器24可自动提高加热频率和/或加热时间周期作为气体温度/压力自动控制模式的一部分。类似地，在一些实施例中，控制器24可根据用户输入可分别自动控制每一腔室内的气压。

当控制器24接收来自移动电源30的电力且不替换为另一种模式时可以开启待机模式。例如，控制器24可在接收到用户输入之前在待机模式下进行操作。在一些实施例中，控制器24可在处于加热和冷却循环之间的气体温度控制自动模式期间进入待机模式。在待机模式期间，气体温度控制系统20可不指示加热或冷却气体和/或形成气流。控制器24可指示外密封件关闭，以便将气体留在充气床垫10中。在一些实施例中，控制器24还可以指示内密封件关闭，以抑制气体再循环。在其他实施例中，控制器24可指示内密封件保持打开。可考虑充气床垫10仅包括外密封件，而不包括内密封件。

图2示出环境气体经由气体温度控制系统20流入充气床垫10的示意图。如图所示，环境气体可穿过一个打开的外密封件、气体温度控制系统20和一个打开的内密封件。进气组件22可包括风扇26和温度控制元件28，其可以是加热元件、冷却元件或它们的组合。在本发明中，风扇26可包括任何用于引导(如，鼓风、抽吸等)空气流入或流出充气床垫10的设备。例如，风扇26可具有一个或多个可旋转的倾斜的叶片以引导气体。在其他实施例中，风扇26可以是一电动空气压缩机、真空吸尘器或其它用于引导气流和/或加压气体的机械装置。风扇26可由PVC或其它塑料、金属或其他硬质材料制成。移动电源可为电风机26提供电力。

温度控制元件28可配置为通过电阻加热处理而将移动电源30发出的电力转换为热力。温度控制元件28可由一镍铬铁合金、坝塔尔合金、白铜、白炽灯、陶瓷和其它已知的用于将电力转化为热力的材料中的一种或几种构成。如图所示，温度控制元件28可形成一个在通过气体温度控制系统20的气路中延伸的三叉戟结构。在本实施例中，增加温度控制元件28的表面积可增加加热元件28加热气体的速度。温度控制元件28可考虑采取其它形式，如金属丝条或线圈。在一些实施例中，温度控制元件28可以是热传导性材料，该材料由另一热源(未示出)加热和/或冷却。温度控制元件28可考虑可选地设计为可提供加热和/或冷却。

图3示出环境气体经由气体温度控制系统20流入充气床垫10且在充气床垫10和气体温度控制系统20间再循环的示意图。如图所示，在充气床垫10内循环并进入气体温度控制系统20前，环境气体可穿过一个打开的外密封件、气体温度控制系统20和一个打开的内密封件。在一些实施例中，外密封件可以基于操作模式充当单向阀。例如，在充气模式中，外密封件可构造成仅允许空气进入充气床垫10，而抑制空气流出。与此相反，内密封件可以被配置为允许气体在气腔室和气体温度控制系统20之间双向流动。

图4示出充气模式开始时气体流入充气床垫10的示意图。如图所示，环境气体通过一打开的外密封件流入到进气组件22，并穿过气体温度控制系统20和一个打开的内密封件进入充气床垫10的气腔室。参照图2所示，进气组件22可通过风扇26而吸入气体并引导该气体流过温度控制元件28。随着气体进入充气床垫10，充气床垫10可充气到其最大尺寸。在一些实施例中，内密封件和/或外密封件可以包括单向阀，其开始可允许气体流入充气床垫10但不流出。可基于操作模式来改变阀的功能。在其它实施例中，内密封件和/或外密封件可允许气体双向流动。此外，该内密封件和/或外密封件可包括两个或更多个阀，其中至少有一个阀允许气体双向流动且至少有一个阀允许气体单向流动。内密封件和外密封件中使用的阀的数量和种类可以基于操作模式而改变。风扇26可被配置成可产生足够的气流以有效地防止气体从充气床垫10流出。在一些实施例中，当环境(外部)通过气体温度控制系统10进入充气床垫10时，加热元件28可加热(或开始加热)该气体以避免或减少充气模式后的加热模式所需的时间。

图5示出了气体流入充气床垫10及在充气模式下的气体再循环的示意图。如图所示，环境气体流入进气组件22，并且通过气体温度控制系统20进入(多个)气腔室。然后，一旦气体进入该气腔室，其在返回到气体温度控制系统20之前循环。在一些实施例中，例如，当充气床垫10形成多个气腔室时，气体可在其返回气体温度控制系统20之前分别在每一气腔室内循环或在多个气腔室(例如，当气腔室串联时)间循环。引导返回到气体温度控制系统20中的气体可考虑驻留在一个气体保持室内同时将其加热或冷却。在其它实施例中，引导回到气体温度控制系统20的气体与进入充气床垫10的环境气体混合。在这些实施例中，内密封件可以允许气体双向流动。风扇26可产生足够的气流，以防止气体从充气床垫10流出，但其被设置为使得内部气体流入或流出气体温度控制系统20且由温度控制元件28加热和/或冷却。例如，风扇26可安装在气体温度控制系统中的温度控制元件28的上游。

图6示出了气体循环模式下充气床垫10中的气体循环示意图。如图所示，外密封件随床垫充气而关闭，以抑制气体流入和流出充气床垫10。在一些实施例中，内密封件可关闭以防止气体从充气床垫10中的(多个)气腔室流入和流出气体温度控制系统20。可考虑混合驻留在(多个)气腔室内的气体以形成均匀的温度。在其他实施例中，内密封件可打开以使气体在气腔室和气体温度控制系统20间流动。风扇26可混合(多个)气腔室和气体温度控制系统内的气体以不断循环和/或温度控制元件28加热或冷却气体温度控制系统20内的气体。

图7示出了放气模式下的气体流出充气床垫10的示意图。如图所示，打开内密封件和外密封件以允许空气从气腔室通过气体温度控制系统20流入大气。在一些实施例中，内密封件和外密封件可包括一个双向阀，其使气体直接流进和流出充气床垫10。可选地，风扇26可以引导气体流出充气床垫10。在这种实施例中，内密封件和外密封件可有压力阀，其仅在达到预设的气压阈值时允许气体流动。

图8示出了具有电源插头60的充气床垫10的另一实施例。在本实施例中，电源插头60可用来代替移动电源30向气体温度控制系统20提供电源。然而，移动电源30可在室外和室内的位置使用，但是，当充气床垫10设置在电源插座附近时，电源插头60可适合在室内使用。移动电源30可考虑包括一可连接的电源插头60。电源插头60可包括各种电源插头，如那些配置为插入USB端口和12V标准插座的电源插头。

图9示出了用于控制充气床垫10内气体温度的方法100的一实施方案。如图所示，控制器24可接收用户输入110。例如，该用户输入可包括一所需的气体温度和/或一所需的气压，或指示控制器24对充气床垫10充气或放气。用户输入可考虑反映在控制器24的一显示器上。根据对充气床垫10充气的用户输入，控制器24可指示气体温度控制系统20对充气床垫10充气(120)，具体地，风扇26可吸入环境气体并将气体引导到充气床垫10内。在一些实施例中，温度控制元件28可在气体最初进入充气床垫10时加热和/或冷却该气体。一旦充气床垫10充气达到与控制器24连通的气压计或其它气压测量设备/传感器(未示出)或另外的用户输入所指示的所需水平，控制器24可指示关闭外密封件(130)。通过关闭外密封件，气体不能流出充气床垫10。控制器24可指示内密封件保持打开，允许气体在气腔室和气体温度控制系统20之间流动。当外密封件关闭且内密封件处于打开状态，控制器24可基于接收到的用户输入指示温度控制元件28加热/冷却或继续加热/冷却内充气床垫10的气体(140)。可在加热模式或冷却模式下持续操作控制器24，直到达到所需的温度阈值。当达到所需的温度阈值时，控制器24可指示内密封件关闭(150)，从而抑制气体在该气腔室和气体温度控制系统之间流动。在其他实施例中，例如在气体温度自动控制模式下，内密封件可保持打开或充气床垫10可不包括气体温度控制系统20和气腔室之间的内密封件。在包含多个气腔室的实施例中，控制器24可指示第一内密封件(对应于第一气腔室)开启当其它关闭，并在一种操作模式(例如，加热模式、冷却模式等)下操作气体温度控制系统20，直到第一气腔室中达到所需的温度阈值。然后，控制器24可关闭第一内密封件并打开其它内密封件或密封件(之间关闭)，并在一种操作模式(例如，加热模式、冷却模式等)下操作气体温度控制系统20，直到第二气腔室或气腔室组中达到所需的温度阈值。

图10描述了充气床垫10充气(120)的实施例。如图所示，控制器24可打开指示该外密封件(122)，以允许气体进入气体温度控制系统20。然后控制器24可指示内密封件打开(124)，以允许气体通过气体温度控制系统20进入充气床垫10的(多个)气腔室，然后控制器24可经由风扇26引导气体通过气体温度控制系统20进入充气床垫10的(多个)气腔室。控制器24可配置为根据用户输入或预定设置控制气流的速度。

图11示出一基于收到的用户输入加热/冷却充气床垫10中气体(140)的实施例。如图所示，控制器24可通过风扇26引导充气床垫10内的空气(142)进入气体温度控制系统20。备选地，控制器24可不操作风扇26，而是让气体自身慢慢流入气体温度控制系统20。然后，控制器24可指示加热元件28来加热或冷却气体温度控制系统20内的气体(144)。当气体流过加热元件28的表面时，来自加热元件28的热量可转移到该气体中。气体可在其被加热时持续流过气体温度控制系统20。然而，可考虑关闭内密封件，以使得使充气床垫10中的部分气体以预定的时间间隔进行加热。在加热元件28加热气体后，控制器24经由风扇26可指示该被加热的气体回到(146)充气床垫10中。充气床垫10内的气体的加热/冷却(140)可继续进行，直到达到所希望的气体温度。控制器24可与充气床垫10内的温度计保持连接，并确定何时气体温度超出一阈值。类似地，控制器24可基于用户输入以及气压计的测量值来控制充气床垫10内(多个)气腔室的气压。

在用于自动控制充气床垫10内气体温度160的方法的另一个实施例中，如图12所示，充气床垫10可不包括内密封件或控制器24指示内密封件保持打开。如图所示，控制器24可接收用户输入162，如一所需的气体温度和/或一所需的气压，或者指示控制器24对充气床垫10充气或放气。用户输入可考虑反射在控制器24的一显示器上。根据用户的输入来对充气床垫10充气，控制器24可指示气体温度控制系统20对充气床垫10充气(164)。具体而言，风扇26可吸入环境气体并引导气体进入充气床垫10。在一些实施例中，温度控制元件28可在气体刚进入充气床垫10时加热该气体。一旦充气床垫10充气到如与控制器24连通的气压传感器(未示出)或另外的用户输入所指示的所需的水平，控制器24可指示关闭外密封件(166)。通过关闭外密封件，空气不能流出充气床垫10。在含有内密封件的充气床垫10的实施方案中，控制器可以指示内密封件保持打开，以允许气体在气腔室和气体温度控制系统20之间自由流动。

当外密封件闭合时，控制器24基于收到的用户输入指示温度控制元件28加热/冷却或持续加热/冷却内充气床垫10内的气体(168)。控制器24可持续在加热模式或冷却模式下工作，直到达到所需的温度阈值。当达到期望的温度阈值时，控制器24可进入气体温度自动控制模式。在气体温度自动控制模式下，控制器24检测该气体温度是否低于一阈值(170)。当控制器24检测到该气体温度已低于该阈值时，控制器24可基于该检测自动指示温度控制元件28重新加热和/或重新冷却充气床垫10内的气体(172)。在一些实施例中，控制器24可指示温度控制元件28加热和/或冷却该空气，直到该气体温度达到基于所述用户输入的所希望的水平。在其他实施例中，控制器24可基于其检测气体已经低于或高于阈值的时间，指示温度控制元件28加热和/或冷却气体，直到该气体温度超过所需的水平达一阈值。

基于所收到的用户输入或新的用户输入，控制器24可指示风扇26继续再循环充气床垫10内的气体使以混合气体直到达到一个大约均匀的气体温度。可考虑控制器与充气床垫10内的两个或更多个温度计相连以便在气体温度已均匀时作出判断。例如，大致均匀的气体温度可以是测量的充气床垫10内的每个温度计彼此相差在华氏两度内。类似地，控制器24可基于用户输入或压力计的测量值来控制充气床垫10内(多个)气腔室的气压(例如，达到均匀的气压)。

在其他实施例中，气体温度控制系统20可与被配置为对充气床垫10充气和放气的传统气泵一起使用。在这样的实施例中，该气泵可设置在气体温度控制系统20的上游或下游以及配置在所述内密封件和外密封件之间。

此外，一个或多个压缩气体室可考虑用于保持和加热来自风扇26的压缩气体。在这些实施例中，温度控制元件28可位于风扇26的上游。来自充气床垫10的气体可流入气体温度控制系统20并在被风扇26压缩前由加热元件28加热。压缩该加热气体增加该气体温度。该已加热的压缩气体可存储在压缩气体室中并用作加热充气床垫10中气体的另外的热源。例如，控制器24可首先指示气体温度控制系统20加热气体并填充压缩气体室作为加热元件28的一个另外的热源。然后，当气体从充气床垫10流入气体温度控制系统20，加热元件28可在该气体通过压缩气体室而被加热之前初步加热该气体。该压缩气体室可设在充气床垫内、客户需要另外加热的不同位置。例如，该压缩气体室可被设置在充气床垫10上用户脚部放置处，以对充气床垫的那个区域提供额外的热量和/或在加热元件28关闭后继续加热充气床垫10内气体。应当理解的是，保持压缩气体的气腔室的侧壁可以是厚的或是强力材料，以按需要承受压缩气体的压力的增加。在一些实施例中，环境气体可在进入充气床垫10前进行外部压缩。在其它实施例中，充气床垫10还可包括一压缩机或配配置成压缩充气床垫10内的一个或多个气腔室内的气体的设备。

在一些实施例中，控制器24可控制与床垫气体温度相关的功率消耗，以确保可选并且高效的功率消耗。例如，控制器24可基于加热元件28的有效操作，指示加热元件28在预定的时间间隔或仅在超过一时间阈值的持续时间内加热该气体。也就是说，如果加热元件28相对于保持加热其要消耗大量功率以加热其自身，当需要增加的气体温度只通过操作加热元件28持续一时间阈值就可实现时，则控制器24可决定只操作加热元件28，以防止不必要的或不希望的加热元件28的加热和再加热。

通过使用内密封件和外密封调节流入气体温度控制系统20的气源(例如，周围的外部气体或充气床垫10中的气体)，所述气体温度控制系统20可有效地控制充气床垫10内的气体温度而无需使用单独充气/放气的其它组件和加热系统。可在内密封件和外密封件外部使用其他调节装置例如一个或多个调节阀。

充气床垫10内(多个)气腔室和气体温度控制系统20的气体流动通道的尺寸和形状可设置为便于优化充气床垫10的气体流动。具体而言，该气体通道可以是弯曲的和/或包括漏斗状以最大限度减少不期望的充气床垫10中气体的回流。

在一些实施例中，充气床垫10可具有仅有顶部气腔室的温度受控的多个气腔室。例如，如图13A-C所示，充气床垫10可具有设置于温度受控的气腔室200下方的主气腔室190。在该构造中，充气床垫10的顶表面的温度、压力在一定程度上受到控制，无需对整个充气床垫10进行加热、冷却或加压，节省了能量，降低了使用成本，并减少了设置以及组装时间。

温度受控气腔室200可配置成直接或间接接收来自于进气组件22的气体。例如，在一些实施方式中，充气床垫10可具有多个均被设置为引导气体进入相应气腔室的进气组件22。或者，在其它实施方式中，充气床垫10可具有设置在进气组件22下游的气体分流阀180，并被配置成选择性地引导气体进入主气腔室190或温度受控气腔室200。应当理解的是，控制器24可控制气体分流阀180的操作。在实践中，在一些实施例中，进气组件22可引导环境气体通过气体分流阀180并进入主气腔室90以对主气腔室90进行充气，从而使得充气床垫10基本成型。然后，控制器24可指示加热元件28加热/冷却引入的环境气体并指示气体分流阀180将已加热/已冷却的气体引入温度受控气腔室200。

当进入温度受控气腔室200时，所述已加热/已冷却的气体可直接进入到由底壁202、多个分隔壁、侧壁206以及顶壁208共同形成的一个或多个气体通道中。如图13B所详细示出的，引入的已加热/已冷却的气(如实线箭头所示)体的第一部分可直接通过形成在温度受控气腔室200的左侧的气体通道，而引入的已加热/已冷却的气体(如箭头所示)的第二部分可直接通过形成在温度受控气腔室100的右侧的气体通道。在其它实施方式中，所有的已加热/已冷却气体可直接引入相同的气体通道。应当理解的是，在一些实施例中，温度受控气腔室200可仅成型在充气床垫10的顶表面的一部分上，例如，以仅在所需范围(例如，仅加热/冷却充气床垫10的脚部部分，等)内提供温度控制。

在一些实施例中，如图13A和13B所示，分隔壁204可连接底壁202、顶壁208和一侧壁206，以形成具有单出口开口和单入口开口的气体通道。在该构造中，已加热/已冷却的气体(如箭头所示)可沿充气床垫10的长度方向穿过进入随后的由后续分隔壁204或侧壁206形成的气体通道，并经由该后续气体通道穿过充气床垫10的长度方向。随着已加热/已冷却的气体到达最外侧气体通道的末端，其可从最外侧气体通道返回以在温度受控气腔室200内再循环。在一些实施例中，一个或多个气体出口210可位于温度受控气腔室200的最外侧气体通道的末端。所述气体出口210可包括减压阀，所述减压阀被配置成一旦温度受控气腔室200内的气压查过一预设阈值，其选择性地排放来自于温度受控气腔室200内的气体。以这种方式，可向温度受控气腔室200中引入新的已加热/已冷却气体，而流经温度受控气腔室200逐渐成为环境的最初气体，则从温度受控气腔室200中排放出，以达到所需的温度和压力水平。

应当理解的是，一个或多个分隔壁204可包括被配置成在引导大部分气体穿过气体通道时，允许一部分气体可穿过该分隔壁的一个或多个孔。此外，分隔壁204可包括一个或多个闸门，所述闸门被配置成在开启和闭合位置间选择性切换以选择性地促进温度受控气腔室200内的气体的混合或是允许气体更快地通过温度受控气腔室200内的某一区域。这些闸门还可将分隔壁204连接到一非相连的侧壁206以选择性地阻止气体流入一个或多个指定气体通道，这有利于限制气体通道某一部分的温度或压力水平(例如，如果位于充气床垫10的左侧的用户更喜欢较冷的温度而位于充气床垫右侧的用户更喜欢较高的温度)。

如图13C的侧视图所示，温度受控气腔室200可被限定在充气床垫10的顶部以在使用环境气体对充气床垫10进行充气(例如，利用环境气体而不是已加热/已冷却气体向主气腔室190进行充气)时向用户提供所需的温度(一定程度上，压力)。例如，在一些实施例中，温度受控气腔室200可具有约0.5-6英寸的深度，而在其他实施方式中，可具有1-3英寸的深度。应当理解的是，温度受控气腔室200可加压到所需的气压而无需与主腔室190内的气压相同，以达到与具有充满压缩气体的单一气腔室的充气床垫10相类似的用户体验。在此类实施例中，主气腔室190可至少基本以环境气体(或压缩气体)进行充气。

虽然本发明结合各附图以及如上所述内容对本发明的各示例性方面进行了描述，但应当理解的是，为获得与本发明相同效果的其他类似方面的使用或可对所述方面进行的修改和增加并不偏离本发明。例如，在本发明的各个方面中，方法和组合是根据本发明公开的主题的各方面进行说明的。然而，经本文的教导也可以考虑这些所描述的方面的其它等效方法或组合。因此，本发明不应限于任何单一方面，而应理解为所附的权利要求书所述的范围。

Claims (20)

1.一种可充气床垫，其包括：

设置在充气床垫内部的一个或多个可充气气腔室；以及

与所述一个或多个气腔室流体连通的气体温度控制系统，所述气体温度控制系统包括：

包括外密封件和内密封件的进气组件，所述外密封件被配置成选择性地开启以允许气体流入和流出进气组件以及选择性地闭合以阻止气体流入或流出进气组件，所述内密封件被配置成选择性地开启以允许气体在所述气腔室和进气组件间通过，以及选择性地闭合以阻止气体流入或流出所述气腔室；

与所述进气组件流体连通的风扇，所述风扇被配置成选择性地引导气体流入和流出充气床垫，以及选择性地循环所述充气床垫内的气体；

与所述进气组件流体连通的温度控制元件，所述温度控制元件被配置成选择性地加热和/或冷却所述进气组件内的气体；以及

被配置成指示所述内密封件和外密封件的开启和闭合以及所述温度控制元件和风扇的运行的控制器。

2.根据权利要求1所述的可充气床垫，其特征在于：还包括与所述控制器相连的温度计，所述温度计被配置成测量充气床垫内部的气体温度。

3.根据权利要求1所述的可充气床垫，其特征在于：还包括放气阀，其被配置成当充气床垫内的气压超过预设阈值时选择性地排放充气床垫内部的气体。

4.一种用于充气床垫的气体温度控制系统，所述系统包括：

进气组件，其具有被配置成选择性地开启以允许气体流入和流出所述进气组件以及选择性地闭合以阻止气体流入和流出所述进气组件的至少一个外密封件；

温度控制元件，其被配置成选择性地加热和/或冷却所述进气组件内的气体；以及

控制器，其被配置成指示所述内密封件和外密封件的开启和闭合以及所述温度控制元件的运行。

5.根据权利要求4所述的气体温度控制系统，其特征在于：还包括被配置成使充气床垫内的气体选择性地流入、流出的风扇。

6.根据权利要求5所述的气体温度控制系统，其特征在于：所述风扇和温度控制元件设置在所述进气组件的内部。

7.根据权利要求4所述的气体温度控制系统，其特征在于：还包括向所述温度控制元件和控制器提供电力的移动电源。

8.根据权利要求4所述的气体温度控制系统，其特征在于：还包括与所述控制器相连的温度计，所述温度计被配置成测量所述充气床垫内部的气体温度。

9.根据权利要求8所述的气体温度控制系统，其特征在于：还包括与所述控制器相连的显示器，所述显示器被配置成显示一项或多项当前状态或是充气床垫内所需的气体温度。

10.根据权利要求9所述的气体温度控制系统，其特征在于：还包括与所述控制器相连的压力计，所述压力计被配置成测量所述充气床垫内的气压；所述显示器还被配置成显示一项或多项当前状态或是所需充气床垫内的气压。

11.根据权利要求4所述的气体温度控制系统，其特征在于：所述进气组件还包括被配置成选择性地开启以允许气体经所述外密封件流入所述进气组件并穿过所述进气组件，以及选择性地闭合以阻止气体穿过所述进气组件的至少一个内密封件。

12.一种用于控制具有温度控制系统的充气床垫内的气体温度的方法，所述方法包括：

控制器接收用户输入；

根据所述用户输入对充气床垫内的一个或多个气腔室进行充气；

闭合所述温度控制系统的外密封件以阻止所述充气床垫放气；

促进气体在所述气腔室和所述气体温度控制系统间的流通；

根据用户输入控制充气床垫内部的气体温度。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：还包括闭合所述气体温度控制系统的内密封件以阻止已充气的气腔室和气体温度控制系统间的气体流通。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述充气床垫内部的气体温度的控制还包括：

测量至少一个已充气气腔室内的气体温度；

通过控制器确定何时所测量的气体温度超过第一预设阈值；

基于该确定结果，选择性地开启内密封件以允许气体在至少一个已充气气腔室和所述气体温度控制系统间流通；

基于该确定结果，气体温度控制系统选择性地加热和/或冷却所述气体温度控制系统内的气体，直到至少一个已充气气腔室内的气体温度超过第二预设阈值。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于：充气床垫内部的气体温度控制还包括根据用户输入选择性地引导气体以多种预设气体流速中的一种在充气床垫内循环。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：促进所述气腔室和所述气体温度控制系统间的气体流通包括在开启所述气体温度控制系统的内密封件的同时通过一个或多个风扇混合气腔室内和温度控制系统内的气体。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述控制器被配置成指示内密封件的开启以及一个或多个风扇运转一预设的持续时间。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：所述控制器被配置成反复指示所述内密封件开启的同时以及一个或多个风扇以预设的时间间隔进行运转。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于：充气床垫内部的气体温度控制包括在预设的时间间隔内，对所述气体温度控制系统内部的气体的进行加热和冷却中的一种或几种。

20.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：还包括根据用户输入控制充气床垫内的气压。