CN105832072A - 一种有颈椎牵引功能的升降枕头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种有颈椎牵引功能的升降枕头，包括充气枕头（1）和外部控制系统组成.所述充气枕头（1）是一个接近长方体的气囊；所述外部控制系统主要包括：手握式充气器（3）,电动充气泵（4），压力检测器（8），压力检测器（11），排气电磁阀(5)，电磁阀（7），微机控制器（10），单向阀（6），降速器（9）；所述压力检测器（8）用气管连接到所述充气枕头（1）;所述排气阀(6)的排气口与环境空气接通;所述充气枕头（1）的内腔的前部还设有一个独立的横向安装的气囊（2），所述气囊（2）不和充气枕头（1）连通。
Description
技术领域
本发明涉及床上用品领域，具体涉及到一种有颈椎牵引功能的升降枕头。
背景技术
现代社会,许多人天天用电脑,由于姿势不对,导致颈椎病频发,严惩影响人们生活,所以许多人睡觉时,都希望平卧时枕头低一些,侧卧时枕头可以高一些,这样对颈椎的保护很有帮助，另外，许多人还需要枕头能对颈椎有牵引和按摩功能；但目前市场的的普通升降枕头都没有这些功能.也有一些枕头有充气囊实现可变高低功能，虽然可以变高低，但不能自动调节,都是通过人工调节的方式改变枕头的高低，操作不便,并且其枕头中的气囊只有一只，导致枕头变换高低的过程不够平稳；另外，传统的升降枕头还有一个很大的缺陷，就是在枕头放气时，前部没有支撑颈椎的部件，使用者会不舒服.
终上所述,传统的可变高低枕头，当人们使用时,或是操作麻烦，或是可靠性不高，或是不舒服，实用性有限。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种无需人工调节，能根据使用者头部的简单动作造成的压力变化控制枕头高低,避免了传统的可变高低枕头使用复杂的睡姿检测装置的缺点，同时枕头的前部设计有专门的颈椎支撑和牵引气囊.
1 为了实现这个目的，本发明采用以下技术方案：一种有颈椎牵引功能的升降枕头,包括充气枕头（1）和外部控制系统组成.所述充气枕头（1）是一个长方形气囊；所述充气枕头（1）是一个长方形气囊；所述外部控制系统主要包括：手握式充气器（3）,电动充气泵（4），压力检测器（8），压力检测器（11），排气电磁阀(5)，电磁阀（7），微机控制器（10），单向阀（6），降速器（9）；所述压力检测器（8）用气管连接到所述充气枕头（1）上;所述排气电磁阀(5)的排气口与环境空气接通; 所述充气枕头（1）的内腔的前部还设有一个独立的气囊（2），所述气囊（2）不和充气枕头（1）连通；所述气囊（2）的一侧通过三通连接头用气管分别连接于手握式充气器（3）的出口以及电磁阀（7）的B口；所述外部控制系统还设有单向阀(6)、电磁阀(7)、压力检测器（11）;所述电动充气泵（4）的排气口与所述单向阀（6）的入口用气管连通；所述单向阀（6）的出口经三通连接头用气管分别连接于所述排气电磁阀（5）的入口以及所述电磁阀（7）的A口；所述电磁阀（7）的C口连接到所述降速器（9）的入口；所述降速器（9）的出口用气管连接到所述充气枕头（1）上；所述压力检测器（11）连接在与所述电磁阀（7）的B口相通的气管上；所述电动充气泵（4）、压力检测器（8）、压力检测器（11）、排气电磁阀（5），电磁阀（7）全都通过控制电线与所述微机控制器（10）连接.
与普通的充气枕头相比，本发明采用的新方案包括以下几个方面：
1 所述充气枕头（1）的内腔的前部设有一个独立的横向安装的气囊（2），其不与充气枕头（1）连通；当充气枕头（1）放气后，这个气囊（2）可以起到专门的颈椎支撑作用；另一方面，可以过微机控制器（10）的控制，让气囊（2）反复地充放气，人的颈椎就会反复地升高降低，在升高后，利用人头部的自重实现对颈椎关节，肌肉，韧带的放松，牵拉，起到理疗的作用.有这个气囊（2）后，就不仅仅是一个普通的升降枕头，还具有一定的理疗功效.
2. 在所述电动充气泵（4）的排气口增加了一个单向阀（6），这个阀门很重要，当电动充气体泵停止后，起到保压的作用；如果没有这个阀门，就需要额外的保压电磁阀.
3 使用一个降速器（9）安装在气管上，使电动充气泵的振动不会通过气管传到枕头上，其工作原理是：由于与其前和其后的等长气管的体积相比，降速器的体积要大数倍，气流经过它的速度就会明显减小很多，泵出口气流的振动就会在其内部被减弱和平均，气流的振动传递到出口管道上就会大大地减弱.
4 使用了一个电磁阀（7）和压力检测器（11），将气囊（2）和电动充气泵（4）连通，实现气囊（2）的压力控制和自动充放气，从而实现颈椎牵引功能.
作为优选,所述电磁阀（7）是一个2位3通电磁阀, 其作用是可以让气囊（2）和充气枕头（1）在不同的时候与前面的充气管道接通，因此，2位3通电磁阀的功能也可以分解成2个二通电磁阀分别串联到气囊（2）和充气枕头（1）的入口管路上,通过微机控制器（10）的控制,实现原来的功能.
所述电磁阀（5）串联在电磁阀（7）前面，其作用是通过微机控制器（10）的控制，对气囊（2）或者充气枕头（1）放气，以一个阀门实现对两个部件的放气；电磁阀（5）的功能也可以用二个电磁阀代替，二个电磁阀分别接在电磁阀（7）的B和C口，气囊（2）和充气枕头（1）的入口管路上，这样做的好处是：在对气囊（2）时，也可以单独对枕头（1）放气，控制灵活.
作为优选,所述手握式充气器（3）上设有放气阀,单向阀.
作为优选，所述单向阀（6）的内部结构采用薄膜式较优，也可以采用滚珠式.所谓薄膜式，是指阀的内部起密封作用的是一片薄膜，其材料有橡胶，硅胶等.所谓滚珠式，是指阀的内部起密封作用的是一个圆形的金属或者塑料球体.
作为优选，气囊（2）是圆柱形的，也可是方形的，椭圆形的，横向固定在充气枕头（1）的前部；气囊（2）的两侧与充气枕头（1）的两侧紧密接触.
作为优选，气囊（2）的侧方设有一个或者2个气管接头，接头的材料是PVC，聚丙烯等.
作为优选，充气枕头（1）的侧方设有2个气管接头，接头的材料是PVC，聚丙烯等.
作为优选，所述充气枕头（1）和所述气囊（2）可以采用橡胶，TPU，PU，制成.
TPU：热塑性聚氨酯弹性体橡胶；
PU：聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯.
作为优选，所述降速器（9）是一节特别的空心管道，其特点是直径比其前或其后的气管明显大很多，且不填充任何介质.
作为优选，所述降速器（9）可由橡胶，硅胶，PVC材料，聚丙烯等制成.
作为优选，所述电动充气泵（4）可以是隔膜式、电磁式、叶轮式、活塞式等.
作为优选，所述连接气管可以采用，橡胶，硅胶，聚氯乙烯等制成.
作为优选，所述微机控制器(10)是一块包含单片机,电源模块,输入输出电路的电路板；更进一步，面板上设有液晶显示屏（10.1）、按键(10.2)、选择开关(10.3) 、2个或者3个电位器（10.4）；更进一步，选择开关有5个工作位，按钮的数量选3个.
作为优选，所述压力检测器（8）和（11）是一个压力变送器，输出直流电压或电流信号;更进一步，其压力检测范围在0-20Kpa较优,0-10Kpa最优.前述的压力变送器是指:只需要供给工作电压就可以直接输出标准信号的独立器件,不需要额外的电子电路就可以工作的一种传感器.
作为优选, 所述压力检测器（8）和（11）也可以压力传感器电子模块,可以集成安装在所述微机控制器(10)的电路板上,然后通过连接管道连接到所述充气枕头（1）上.所述压力传感器电子模块是指:仅供给工作电压还不能直接输出标准信号的集成电路模块,它需要额外的电子电路对信号进行放大和各种补偿处理才能工作,相当于压力变送器的一个零件.
作为优选, 所述压力检测器（8）和压力检测器（11）输出可以是以下任一种直流标准信号:0-10V,1-10V,0-5V,1-5V,0-20MA,4-20MA,1-4.5V,0.5-4.5V等,也可以直接输出数字信号。甩谓数字信号就是高低电平信号，区别于连续的模拟信号.
作为优选，所述压力检测器（11）也可以安装在与电磁阀（7）的A口直接连接的管道上，这样安装时前面用一个四通连接四个元件，更方便.
作为优选，所述压力检测器（8）安装在微机控制器（10）的电路板上，其取压管使用单独的气管连接到所述充气枕头（1），而不与充气回路的管道共用一条管道，这样压力才会稳定.
作为优选，除手握式充气器（3）外,所述外部控制系统的所有元件集成安装在一个控制盒及其附近，通过三条气管连接所述充气枕头（1）及气囊（2），而不是和枕头安装在一起，这样做的优势是减小噪声，枕头与控制系统绝对没有电气联系，很安全。当然，也可以和充气枕头（1）安装在一起，这样的好处是使用比较方便,但噪声大,安全性差一些.
作为优选, 所述压力检测器（8）和（11）也可以是一个压力开关,输出开关信号.
作为优选,所述电动充气泵（4）是采用安全电压供电;更进一步，工作电压选择直流安全电压.
作为优选,所述排气电磁阀（5）和电磁阀(7)是一个直流电磁阀，用直流电源控制.
作为优选,所述排气电磁阀（5）和电磁阀(7)也可以是一个交流电磁阀，用交流电源控制.
作为优选,所述排气电磁阀（5）和电磁阀(7)是直动式电磁阀或者先导式;所谓直动式,就是用电磁力直接打开或关闭阀芯,从而控制管道的开闭,不借用管道中流体的压力作用工作. 所谓先导式,就是用电磁力不能直接打开或关闭阀芯,需要借用管道中流体的压力作用才能工作.
作为优选，除手握式充气器（3）以外,所述外部控制系统的所有元件集成安装在一个控制盒内，通过三条气管连接到所述充气枕头（1）和气囊（2）上，而不是和枕头集中安装在一起。
附图说明
图1为本发明具体实施例的系统构成示意图.
图2为本发明具体实施例中,用压力检测器实现枕头高低控制的工作原理图.
图3为本发明具体实施例的微机控制器（10）的面板结构图.
图4为充气枕头（1）的侧面结构图.
图5为降速器（9）的结构图.
图6是2位3通电磁阀（7）的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明.
2 如图1所示的一种有颈椎牵引功能的升降枕头,包括充气枕头（1）和外部控制系统组成.所述充气枕头（1）是一个长方形气囊；所述充气枕头（1）是一个长方形气囊；所述外部控制系统主要包括：手握式充气器（3）,电动充气泵（4），压力检测器（8），压力检测器（11），排气电磁阀(5)，电磁阀（7），微机控制器（10），单向阀（6），降速器（9）；所述压力检测器（8）用气管连接到所述充气枕头（1）上;所述排气电磁阀(5)的排气口与环境空气接通; 所述充气枕头（1）的内腔的前部还设有一个独立的气囊（2），所述气囊（2）不和充气枕头（1）连通；所述气囊（2）的一侧通过三通连接头用气管分别连接于手握式充气器（3）的出口以及电磁阀（7）的B口；所述外部控制系统还设有单向阀(6)、电磁阀(7)、压力检测器（11）;所述电动充气泵（4）的排气口与所述单向阀（6）的入口用气管连通；所述单向阀（6）的出口经三通连接头用气管分别连接于所述排气电磁阀（5）的入口以及所述电磁阀（7）的A口；所述电磁阀（7）的C口连接到所述降速器（9）的入口；所述降速器（9）的出口用气管连接到所述充气枕头（1）上；所述压力检测器（11）连接在与所述电磁阀（7）的B口相通的气管上；所述电动充气泵（4）、压力检测器（8）、压力检测器（11）、排气电磁阀（5），电磁阀（7）全都通过控制电线与所述微机控制器（10）连接.
所述微机控制器(10)的主要作用是根据压力检测器(8)和（11）的压力检测值,执行程序控制电动充气泵（4）和排气电磁阀（5）和电磁阀（7）的打开和关闭，同时也控制各种程序运行参数的写入与保存.
在所述微机控制器(10)的控制下,所述枕头(1)转换高低的主要工作过程如下:当排气阀电磁阀(5)和电磁阀（7）断电关闭(此时电磁阀（7）的A和C口相通,B口封闭),且电动充气泵（4）打开后,气体不断被送入所述充气枕头(1), 所述充气枕头(1)内压力增大,此时充气枕头(1)将会变高;相反,当所述电动充气泵（4）停止, 且所述排气电磁阀(5)打开后, 充气枕头(1)中的气体将会被排放到大气中, 充气枕头(1)的压力下降体积减小, 充气枕头(1)的高度将会变低,这样就实现了枕头的高低变换.
但枕头应该什么变高,什么时候变低呢.本发明根据使用者简单的头部动作,仅使用一个压力检测器(8) ,巧妙地实现对使用者变换睡姿的检测，从而变换枕头的高低,避免了使用复杂且不可靠的睡姿检测系统;
参考图2用以说明用压力检测器控制枕头高低的过程,其工作原理(程序)如下：
图2所示的曲线表示的是所述充气枕头(1)的压力.当使用者平卧时，假定枕头处在最高位置,此时所述压力检测器（8）检测到所述充气枕头(1)的压力值为PH，此时如果使用者想让枕头变低,只需要用头朝枕头轻轻压下，此时所述充气枕头(1)的压力必然增加，当压力大于PHH时，此时所述微机控制器（10）判断使用者想平卧，将会打开所述排气电磁阀（5）,从而降低枕头高度，此时压力不断下降,当压力降到PL时，此时所述微机控制器（10）判断枕头已经到最低位置，此后将会关闭所述排气电磁阀（5），停止排气.
当使用者从平卧变成侧卧时，此时使用者想要枕头变高,只需把头轻轻抬起,由于没有了使用者头部的重量，此时充气枕头(1)的压力必然下降，当降低到PLL时，此时所述微机控制器（10）判断使用者想要变换到侧卧姿态，将会打开所述电动充气泵（4），开始充气，当气压达到PH时，所述微机控制器（10）判断枕头已经到最高位置,将会停止电动充气泵（4）充气.通过合理的选择四个压力控制点PHH，PH，PL，PLL，可以使枕头配合不同使用习惯和不同头部重量的使用者.
总结起来:就是当想要枕头变低时就用少许力压枕头,想要枕头变高时就轻轻抬头，这样枕头就变得很智能. 上述整个过程都通过所述微机控制器(10)控制，循环运行.
所述微机控制器(10)循环读入压力传感器的值,并循环执行上述利用压力检测器控制枕头高低工作程序,从而控制枕头的升高和降低.
所述气囊（2）在微机控制器（10）的控制下实现颈椎牵引的过程如下:
正常工作时,所述电磁阀(7)不通电,其AC口是接通的,B口是封闭的(参考图6),此时电动充气泵可以正常对充气枕头(1)充气;当微机控制器（10）面板上的选择开关（10.3）打到颈椎牵引模式后执行以下过程：
微机控制器（10）打开排气电磁阀(5)排掉充气枕头(1)中的气体;当压力检测器(8)的值降低到0后(此时认为已经排空充气枕头(1)中的气体), 在微机控制器（10）的控制下, 先关闭排气电磁阀(5),然后开始对电磁阀(7)和电动充气泵(4)通电, 此时电磁阀(7)变成AB接通,C口被封闭 ,气路已经切换到对气囊（2）充气,当所述压力检测器(11)达到设定的值后,停止充气,廷迟一段时间后,打开排气电磁阀(5),排掉气囊（2）的气体,然后在次关闭排气电磁阀(5), 打开电动充气泵(4)充气.反复执行前面的充放气过程, 气囊（2）就会反复地升高再降低,在气囊（2）升高后,使用者的颈椎被抬高,在头部重力的作用下,颈椎会向上凸,实现对颈椎关节，肌肉，韧带的牵拉，恢复颈椎的生理曲度，起到理疗的作用.以上过程中，如果出现压力检测器(8)的值大于0（说明充气枕头(1)中的气体没有被放完），系统应该重新执行开头放气过程，待充气枕头压力检测器(8)的值重新回到0并延时一段时间后，再次执行反复对气囊（2）的充放气过程；如果当选择开关（10.3）选择其它档位后,将会停止执行以上的颈椎牵引程序,回到正常升降控制模式.
参考图3为本发明一个较佳实施例的所述微机控制器（10）的面板结构图，包括液晶显示屏(10.1)和个按钮(10.2),选择开关（10.3）,电位器(10.4);所述液晶显示屏(10.1)用以显示系统的参数,例如四个压力控制点PH，PHH，PL，PLL的值; 所述按钮(10.2)用以调节系统参数, 例如调节四个压力控制点PHH，PH，PL，PLL的值,这里选择3个按钮比较适合; 所述选择开关（10.3）用以控制系统的工作模式;所述电位器(10.4)有2个或3个,其中一个的作用是设定控制器中的参数PL,另一个的作用是设定控制器中的参数PH.还可以加第三个电位器，用以设定充气速度.电位器改变参数的原理是：通过电位器提供一个可变的直流电压，经过外部或者CPU的内部A/D转换器转换成数字信号，供给CPU使用.
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.
一种有颈椎牵引功能的升降枕头，包括充气枕头（1）和外部控制系统组成;所述外部控制系统主要包括：手握式充气器（3）,电动充气泵（4），压力检测器（8），压力检测器（11），排气电磁阀(5)，电磁阀（7），微机控制器（10），单向阀（6），降速器（9）；所述压力检测器（8）用气管连接到所述充气枕头（1）上;所述排气电磁阀(5)的排气口与环境空气接通;其特征在于: 所述充气枕头（1）的内腔的前部还设有一个独立的气囊（2），所述气囊（2）不和充气枕头（1）连通；所述气囊（2）的一侧通过一个三通连接头,用气管分别连接于手握式充气器（3）的出口以及电磁阀（7）的B口；所述外部控制系统还设有单向阀(6)、电磁阀(7)、压力检测器（11）;所述电动充气泵（4）的排气口与所述单向阀（6）的入口用气管连通；所述单向阀（6）的出口经三通连接头用气管分别连接于所述排气电磁阀（5）的入口以及所述电磁阀（7）的A口；所述电磁阀（7）的C口连接到所述降速器（9）的入口；所述降速器（9）的出口用气管连接到所述充气枕头（1）上；所述压力检测器（11）连接在与所述电磁阀（7）的B口相通的气管上；所述电动充气泵（4）、压力检测器（8）、压力检测器（11）、排气电磁阀（5），电磁阀（7）全都通过控制电线与所述微机控制器（10）连接。
2.根据权利要求1所述的一种有颈椎牵引功能的升降枕头,其特征在于:所述电磁阀（7）是一个2位3通电磁阀。
3.根据权利要求1所述的一种有颈椎牵引功能的升降枕头,其特征在于: 所述排气电磁阀(5)和电磁阀（7）都是直动式电磁阀。
4.根据权利要求1所述的一种有颈椎牵引功能的升降枕头，其特征在于: 所述单向阀（6）是一个薄膜式单向阀。
5.根据权利要求1所述的一种有颈椎牵引功能的升降枕头,其特征在于:所述压力检测器（8）和（11）是一个压力变送器。
6.根据权利要求4所述的一种有颈椎牵引功能的升降枕头,其特征在于: 所述压力检测器（8）和（11）的输出是连续的电压或电流信号。
7.根据权利要1所述的一种有颈椎牵引功能的升降枕头, 其特征在于:所述压力检测器（8）和（11）是一个非独立的压力传感器电子模块，集成安装在所述微机控制器(10)的电路板上, 通过连接气管连接到所述气囊（2）上。
8.根据权利要求4所述的一种有颈椎牵引功能的升降枕头,其特征在于：所述压力检测器（8）和(11)安装在所述微机控制器(10)的电路板上，其取压管使用单独的气管连接到所述充气枕头（1）上，不与充气回路的管道共用一条管道。
9.根据权利要求1所述的一种有颈椎牵引功能的升降枕头，其特征在于: 除手握式充气器（3）以外,所述外部控制系统的所有元件集成安装在一个控制盒及其附近，通过三条气管连接到所述充气枕头（1）和气囊（2）上，而不是和枕头集中安装在一起。
10.根据权利要求1所述的一种有颈椎牵引功能的升降枕头，其特征在于(参考图3): 所述微机控制器（10）的面板上设有液晶显示屏（10.1）、按键(10.2)、选择开关(10.3) 、电位器（10.4）。
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