CN105615444B - 一种枕头模拟设备及精准定制枕头的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种枕头模拟设备及精准定制枕头的方法，通过枕头模拟设备模拟出初始枕头模型并让用户仰睡在初始枕头模型上，根据用户感觉调整活动柱的运动，待用户感觉舒适后停止活动柱的运动，即可得到仰睡枕头模型，用户再侧睡在仰睡枕头模型上，比较侧睡与仰睡状态各活动柱顶端的压力值，当某个活动柱顶端的压力值增大幅度大于预设值时，则控制装置控制调整相应位置活动柱运动，直至相应活动柱顶端的压力值增大幅度小于或等于预设值时则停止活动柱的运动，即可获得理想枕头模型，根据采集到的该理想枕头模型的三维模型即可精准定制枕头，该方法简单容易实现，可以测量出用户实际的颈部和头部曲线数据及试枕模拟枕头进一步的体验，得到更精准的枕头数据。
Description
技术领域
本发明涉及枕头定制技术领域，更具体地，涉及一种枕头模拟设备及精准定制枕头的方法。
背景技术
随着科技的发展和物质生活水平的提高，人们对枕头的要求逐渐从单一功能向保护颈椎方向发展。众所周知，睡觉时维持颈椎的正常生理状态，才能使颈项部皮肤、肌肉、韧带、椎间关节及穿过颈部的气管、食道和神经等组织与整个人体一起放松、休息。使用传统枕头时，无论是仰睡还是侧睡，都会使颈椎生理状态改变，使颈部某些局部肌肉过度紧张，久而久之，颈部肌肉就会发生劳损、挛缩，促使颈椎位置发生微小变化，引起颈部神经根和血管受刺激或压迫，出现反射性痉挛，甚至造成脑部供血不足，产生颈、肩、背、臂麻痛或头晕、头痛、视力下降、耳鸣、恶心、听力减退等症状。从现代医学研究上认识，人体的脊柱，从正面看是一条直线，但侧面看是具有三个生理弯曲的曲线。为保护颈部的正常生理弯曲，维持人们睡眠时正常的生理活动，使用符合自身脊柱的枕头很有必要。因此，枕头制造行业非常需要一种精准定制的设备及方法，以满足不同用户的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种枕头模拟设备，使用该枕头模拟设备可以获取用户实际颈部和头部曲线数据，依据此数据制作出的枕头更符合用户颈部和头部。
为达到上述目的，本发明一种枕头模拟设备采用的技术方案是：
一种枕头模拟设备，包括控制装置、可变形的外壳体、活动柱及驱动活动柱移动的驱动结构；所述活动柱及驱动结构均置于可变形的外壳体的下方，且活动柱的顶端抵住外壳体的下表面，外壳体的表面对应活动柱顶端位置设有压力传感器，所述压力传感器及驱动结构均与控制装置电连接。
上述方案中，当用户仰睡或侧睡在枕头模拟设备上，颈部和头部通过外壳体挤压活动柱顶端，对活动柱顶端产生压力，控制装置根据压力传感器检测到的压力值的大小控制驱动机构驱动活动柱移动进而推动外壳体变形，待用户感觉舒适时停止活动柱移动，根据当前状态枕头模型的三维模型即可精准制作枕头。本发明的枕头模拟设备可以获取用户实际颈部和头部曲线数据，依据此数据制作出的枕头更符合用户颈部和头部。
优选地，为了更好地固定驱动结构，以防由于驱动结构晃动进而影响活动柱的运动方向，在外壳体的下方设有底座，并将驱动结构固定在底座上。
优选地，为了驱动活动柱移动，上述驱动机构包括螺杆及电机，活动柱的下端设有螺纹孔，螺杆的上端与活动柱的螺纹孔螺纹配合，螺杆的下端与电机连接，电机固定在外壳体下方的底座上，电机与控制装置电连接。
优选地，上述电机为伺服电机、螺杆电机或步进电机。
另一方案，同样为了驱动活动柱移动，所述驱动机构为气/液压推动机构，气/液压推动机构包括缸体及活塞杆，气/液压推动机构的活塞杆与活动柱连接，缸体固定在外壳体下方的底座上，气/液压推动机构的缸体与气/液压提供源通过连接管连接，且连接管上设有电磁阀，电磁阀与控制装置电连接。
本发明的另一目的是提供一种精准定制枕头的方法，包括以下步骤：
1.1）三维扫描人体颈部和头部，获取颈部和头部曲线数据；
1.2）控制装置根据已获取的颈部和头部曲线数据控制驱动机构驱动活动柱移动，活动柱推动外壳体变形，使外壳体变形形成初始枕头模型；
1.3）获取用户仰睡状态下符合舒适度的仰睡枕头模型，用户仰睡在初始枕头模型上，如果用户感觉舒适，则将初始枕头模型作为仰睡枕头模型，并记录当前各活动柱顶端的压力值；如果用户感觉不适，则根据活动柱顶端的压力值，控制装置调整活动柱的运动，直到用户感觉舒适，记录当前各活动柱顶端的压力值，并将此时可变形的外壳体变形而形成的枕头模型作为仰睡枕头模型；
1.4）获取符合用户舒适度的理想枕头模型，用户侧睡在仰睡枕头模型上，记录当前状态下各活动柱顶端的压力值；将侧睡状态下各活动柱顶端的压力值与仰睡状态下各活动柱顶端的压力值进行比较，当某个活动柱顶端的压力值增大幅度大于预设值时，则控制装置控制调整相应位置活动柱运动，直到相应活动柱顶端的压力值增大幅度小于或等于预设值时则停止调整活动柱运动，并把当前调整后的枕头模型作为理想枕头模型；
1.5）采集理想枕头模型的三维模型；
1.6）根据理想枕头模型的三维模型精准制作枕头，从而得到符合用户颈部和头部的精准枕头。
优选地，为了获取用户颈部和头部的曲线数据，在步骤1.1）中使用扫描装置扫描人体颈部和头部。
优选地，所述扫描装置为红外三维扫描仪、白光三维扫描仪或超声三维扫描仪。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种枕头模拟设备，当用户仰睡或侧睡在枕头模拟设备上，颈部和头部通过外壳体挤压活动柱顶端，对活动柱顶端产生压力，控制装置根据压力传感器检测到的压力值的大小控制驱动机构驱动活动柱移动进而推动外壳体变形，待用户感觉舒适时停止活动柱移动，本发明的枕头模拟设备可以获取用户实际颈部和头部曲线数据，依据此数据制作出的枕头更符合用户颈部和头部；本发明通过枕头模拟设备模拟出初始枕头模型并让用户仰睡在初始枕头模型上，根据用户感觉调整活动柱的运动，待用户感觉舒适后停止活动柱的运动，即可得到仰睡枕头模型，用户再侧睡在仰睡枕头模型上，当某个活动柱顶端的压力值增大幅度大于预设值时，则控制装置控制调整相应位置活动柱运动，直至相应活动柱顶端的压力值增大幅度小于或等于预设值时则停止活动柱的运动，即可获得理想枕头模型，根据采集到的该理想枕头模型的三维模型即可精准定制枕头，该方法简单容易实现，可以测量出用户实际的颈部和头部曲线数据及试枕模拟枕头进一步的体验，得到更精准的枕头数据。
附图说明
图1为本发明实施例1中枕头模拟设备的结构示意图。
图2为本发明实施例1中精准定制枕头的方法流程图。
图3为本发明实施例1中驱动机构及活动柱的分解示意图。
图4为图3中部件组装后示意图。
图5为本发明实施例2中驱动机构及活动柱的分解示意图。
图6为图5中部件组装后示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
本发明一种枕头模拟设备的结构示意图如图1所示，包括控制装置、可变形的外壳体1、活动柱2及驱动活动柱2移动的驱动结构3；所述活动柱2及驱动结构3均置于外壳体1的下方，所有活动柱2呈纵横对齐排列分布，且活动柱2的顶端抵住外壳体1的下表面，外壳体1的表面对应活动柱2顶端位置设有压力传感器5；所述压力传感器5及驱动结构3均与控制装置电连接。
使用枕头模拟设备时，用户仰睡或侧睡在枕头模拟设备上，颈部和头部通过外壳体1挤压活动柱2顶端，对活动柱2顶端产生压力，控制装置根据压力传感器5检测到的压力值的大小控制驱动机构3驱动活动柱2移动进而推动外壳体1变形，待用户感觉舒适时停止活动柱2移动，根据当前状态枕头模型的三维模型即可精准制作枕头。本发明的枕头模拟设备可以获取用户实际颈部和头部曲线数据，依据此数据制作出的枕头更符合用户颈部和头部。
其中，在外壳体1的下方设有底座4，驱动结构3固定在底座4上。这样设置更好地固定驱动结构3，以防由于驱动结构3晃动进而影响活动柱2的运动方向。
本发明一种使用该枕头模拟设备精准定制枕头的方法流程图如图2所示，包括如下步骤：
1.1）利用扫描装置扫描人体颈部和头部，获取颈部和头部曲线数据；
1.2）控制装置根据已获取的颈部和头部曲线数据控制驱动机构3驱动活动柱2移动，活动柱2推动外壳体1变形，使外壳体1变形形成初始枕头模型；
1.3）用户仰睡在初始枕头模型上，如果用户感觉舒适，则将初始枕头模型作为仰睡枕头模型，并记录当前各活动柱2顶端的压力值；如果用户感觉不适，例如局部压迫感较大，则根据活动柱2顶端的压力值，控制装置调整活动柱2的运动，直到用户感觉舒适，记录当前各活动柱2顶端的压力值，并将此时可变形的外壳体1变形而形成的枕头模型作为仰睡枕头模型；
1.4）用户侧睡在仰睡枕头模型上，记录当前状态下各活动柱2顶端的压力值；将侧睡状态下各活动柱2顶端的压力值与仰睡状态下各活动柱2顶端的压力值进行一一比较，当某个活动柱2顶端的压力值增大幅度大于预设值时，本实施例的预设值为5pa-10pa，则控制装置控制调整相应位置活动柱2运动，直到相应活动柱2顶端的压力值增大幅度小于或等于预设值时则停止调整活动柱2运动，并把当前调整后的枕头模型作为理想枕头模型；
1.5）采集理想枕头模型的三维模型；
1.6）根据理想枕头模型的三维模型制作符合用户颈部和头部曲线的精准枕头，精准枕头可以采用3D打印或往具有自动成型枕头模具填充材料的方式得到。
上述扫描装置可以为红外三维扫描仪、白光三维扫描仪或超声三维扫描仪的任一种。
本实施例中，如图3、4所示，上述驱动机构3包括螺杆141及电机143，活动柱2的下端设有螺纹孔131，螺杆141的上端与活动柱2的螺纹孔131螺纹配合，螺杆141的下端与电机143连接，螺杆141只作旋转运动而不上下移动，电机143固定在外壳体1下方的底座4上，电机143与控制装置电连接。控制装置输出相应的信号给电机143，电机143带动螺杆141转动，利用螺杆141的螺纹与活动柱2的螺纹孔131的螺纹配合，实现活动柱2相对螺杆141上下移动。通过电机143旋转的圈数而控制活动柱2的位移，电机143旋转的圈数由控制装置输给的信号控制。
本实施例的电机143为伺服电机、螺杆电机或步进电机。
实施例2
本实施例一种枕头模拟设备与实施例1类似，其区别为：如图5、6所示，所述驱动机构3为气压推动机构，气压推动机构包括缸体147及活塞杆146，气压推动机构的活塞杆146与活动柱2连接，缸体147固定在外壳体1下方的底座4上，气压推动机构的缸体147与气压提供源通过连接管连接，且连接管上设有电磁阀，电磁阀与控制装置电连接。气压提供源提供压缩空气给气压推动机构作为动力，通过改变压缩空气的流向而改变活塞杆146移动的方向，压缩空气推动缸体147内的活塞移动，活塞带动活塞杆146上下移动，而活塞杆146带动活动柱2上下移动，活塞杆146移动的距离是通过控制电磁阀的打开时间而控制。
或者，所述驱动机构3为液压推动机构，液压推动机构包括缸体147及活塞杆146，液压推动机构的活塞杆146与活动柱2连接，液压推动机构的缸体147与液压提供源通过连接管连接，且连接管上设有电磁阀，电磁阀与控制装置电连接。液压提供源提供液压油给气压推动机构作为动力，通过改变液压油的流向而改变活塞杆146移动的方向，液压油推动缸体147内的活塞移动，活塞带动活塞杆146上下移动，而活塞杆146带动活动柱2上下移动，活塞杆146移动的距离是通过控制电磁阀的打开时间而控制。
本实施例的枕头模拟设备的工作原理，控制装置输出相应的信号给相应的电磁阀，控制相应的电磁阀的工作，通过控制电磁阀打开时间而控制活塞杆146移动的距离，从而实现控制活动柱2移动的距离。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种枕头模拟设备，其特征在于，包括控制装置、可变形的外壳体（1）、活动柱（2）及驱动活动柱（2）移动的驱动结构（3）；所述活动柱（2）及驱动结构（3）均置于外壳体（1）的下方，且活动柱（2）的顶端抵住外壳体（1）的下表面，外壳体（1）的表面对应活动柱（2）顶端位置设有压力传感器（5）；所述压力传感器（5）及驱动结构（3）均与控制装置电连接；
所述外壳体（1）的下方还设有底座（4），驱动结构（3）固定在底座（4）上；
所述驱动机构（3）包括螺杆（141）及电机（143），活动柱（2）的下端设有螺纹孔（131），螺杆（141）的上端与活动柱（2）的螺纹孔（131）螺纹配合，螺杆（141）的下端与电机（143）连接，电机（143）固定在外壳体（1）下方的底座（4）上，电机（143）与控制装置电连接。
2.根据权利要求1所述的枕头模拟设备，其特征在于，所述电机（143）为伺服电机、螺杆电机或步进电机。
3.一种枕头模拟设备，其特征在于，包括控制装置、可变形的外壳体（1）、活动柱（2）及驱动活动柱（2）移动的驱动结构（3）；所述活动柱（2）及驱动结构（3）均置于外壳体（1）的下方，且活动柱（2）的顶端抵住外壳体（1）的下表面，外壳体（1）的表面对应活动柱（2）顶端位置设有压力传感器（5）；所述压力传感器（5）及驱动结构（3）均与控制装置电连接；
所述外壳体（1）的下方还设有底座（4），驱动结构（3）固定在底座（4）上；
所述驱动机构（3）为气/液压推动机构，气/液压推动机构包括缸体（147）及活塞杆（146），气/液压推动机构的活塞杆（146）与活动柱（2）连接，缸体（147）固定在外壳体（1）下方的底座（4）上，气/液压推动机构的缸体（147）与气/液压提供源通过连接管连接，且连接管上设有电磁阀，电磁阀与控制装置电连接。
4.一种精准定制枕头的方法，该方法使用权利要求1或3所述的枕头模拟设备，其特征在于，包括以下步骤：
4.1）三维扫描人体颈部和头部，获取颈部和头部曲线数据；
4.2）控制装置根据已获取的颈部和头部曲线数据控制驱动机构（3）驱动活动柱（2）移动，活动柱（2）推动外壳体（1）变形，使外壳体（1）变形形成初始枕头模型；
4.3）获取用户仰睡状态下符合舒适度的仰睡枕头模型，用户仰睡在初始枕头模型上，如果用户感觉舒适，则将初始枕头模型作为仰睡枕头模型，并记录当前各活动柱（2）顶端的压力值；如果用户感觉不适，则根据活动柱（2）顶端的压力值，控制装置调整活动柱（2）的运动，直到用户感觉舒适，记录当前各活动柱（2）顶端的压力值，并将此时可变形的外壳体（1）变形而形成的枕头模型作为仰睡枕头模型；
4.4）获取符合用户舒适度的理想枕头模型，用户侧睡在仰睡枕头模型上，记录当前状态下各活动柱（2）顶端的压力值；将侧睡状态下各活动柱（2）顶端的压力值与仰睡状态下各活动柱（2）顶端的压力值进行比较，当某个活动柱（2）顶端的压力值增大幅度大于预设值时，则控制装置控制调整相应位置活动柱（2）运动，直到相应活动柱（2）顶端的压力值增大幅度小于或等于预设值时则停止调整活动柱（2）运动，并把当前调整后的枕头模型作为理想枕头模型；所述活动柱（2）顶端的压力值增大幅度为活动柱（2）顶端的压力值增大的值；
4.5）采集理想枕头模型的三维模型；
4.6）根据理想枕头模型的三维模型精准制作枕头。
5.根据权利要求4所述的精准定制枕头的方法，其特征在于，步骤4.1）所述的颈部和头部曲线数据是通过扫描装置扫描人体颈部和头部获取的。
6.根据权利要求5所述的精准定制枕头的方法，其特征在于，所述扫描装置为红外三维扫描仪、白光三维扫描仪或超声三维扫描仪。
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