CN106038130B - 一种智能床垫 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能床垫，属于床垫技术领域，其技术方案主要包括床体和用于支撑床体的床架，所述床体包括由前向后依次铰接的背框、腰框和座框，所述座框固定在床架上，所述床架上设有带驱动端的第一驱动器，所述床架上铰接有第一连杆，所述第一连杆和背框之间设有第二连杆，所述第一驱动器的驱动端做伸缩运动带动第一连杆摆动，所述第二连杆的一端与第一连杆联动、另一端可向背框施加使背框相对于腰框上下翻转的力，所述腰框上设有位于第一连杆的摆动区域内的销轴，第一连杆可通过销轴向腰框施加使腰框相对于座框上下翻转的力，其优点在于能使驱动器承受的负载力得到降低。

Description

一种智能床垫

技术领域

本发明涉及床垫，尤其涉及一种智能床垫。

背景技术

以正常作息计算，人每天需要约三分之一的睡眠时间，床的舒适性在很大程度上决定了睡眠质量。尤其对于卧床的老人、残疾人或病人，若长时间平躺或侧卧会造成局部受压，由此产生诸多健康问题。

目前市场上供应的护理床具有由前向后依次铰接的背板、腰板和座板，背板和腰板能够通过电机或者电机与连杆的组合驱动实现翻转，从而实现背部姿势的调整，提高舒眠舒适性以及便于卧床老人等特殊用户进食及活动身躯，但是，这些护理床的驱动器承受的负载力很大，因此对驱动器的要求很高，导致成本难以下降。

发明内容

本发明要达到的目的就是提供一种智能床垫，使驱动器承受的负载力得到降低。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种智能床垫，包括床体和用于支撑床体的床架，所述床体包括由前向后依次铰接的背框、腰框和座框，所述座框固定在床架上，其特征在于，所述床架上设有带驱动端的第一驱动器，所述床架上铰接有第一连杆，所述第一连杆和背框之间设有第二连杆，所述第一驱动器的驱动端做伸缩运动带动第一连杆摆动，所述第二连杆的一端与第一连杆联动、另一端可向背框施加使背框相对于腰框上下翻转的力，所述腰框上设有位于第一连杆的摆动区域内的销轴，第一连杆可通过销轴向腰框施加使腰框相对于座框上下翻转的力。

进一步的，所述第一驱动器的驱动端与第一连杆之间设有第三连杆，所述第三连杆的一端与第一驱动器的驱动端铰接、另一端与第一连杆铰接，或者，所述第一连杆具有第一受力部，所述第一受力部位于第一驱动器的驱动端的伸缩运动路径上。

进一步的，所述第二连杆的一端与第一连杆铰接、另一端与背框的下部铰接。

进一步的，所述第二连杆上设有长条形导向孔，所述床架上设有伸入导向孔的导向柱以及支撑于第二连杆下方且平行于导向孔设置的导向板，第二连杆可沿导向孔和导向板的长度方向滑动，所述背框的下部设有背框受力部，所述第二连杆的一端位于第一连杆的摆动路径上，所述背框受力部位于第二连杆另一端的滑动路径上。

进一步的，所述座框的后端铰接有大腿框，所述大腿框的后端铰接有小腿框，所述床架上设有带驱动端的第二驱动器，所述第二驱动器的驱动端做伸缩运动向大腿框施加使大腿框相对座框上下翻转的力。

进一步的，所述第一驱动器和第二驱动器的驱动端均设有滚轮，所述床架上设有抵持于滚轮上方的压板。

进一步的，所述第一驱动器和第二驱动器均包括具有输出轴的电机、连接电机输出轴的蜗杆、与蜗杆啮合传动的蜗轮以及与蜗轮传动配合的传动组件，所述传动组件包括与蜗轮同轴旋转的第一斜齿轮、与第一斜齿轮啮合传动的第二斜齿轮、同心设置于第二斜齿轮上的螺孔、与螺孔螺纹连接的螺杆以及用于安装第一斜齿轮和第二斜齿轮的齿轮箱，所述齿轮箱固定于床架上，所述螺杆的一端伸入齿轮箱、另一端伸出齿轮箱，所述第一驱动器和第二驱动器的驱动端均设置于其螺杆伸出齿轮箱的一端。

进一步的，所述背框的下部设有背板，腰框的下部设有腰板，座框的下部设有座板，大腿框的下部设有大腿板，大腿框与小腿框通过铰链相连，所述背板、腰板、座板和大腿板由前向后依次铰接，所述第二连杆通过背板向背框施加使背框相对于腰框上下翻转的力，所述销轴设置于腰板上，所述第二驱动器的驱动端通过大腿板向大腿框施加使大腿框相对座框上下翻转的力。

进一步的，所述床体宽度方向的两侧均设有背板、腰板、座板、大腿板、铰链、第一驱动器的传动组件以及第二驱动器的传动组件，第一驱动器的两个传动组件中的蜗轮均通过第一传动杆连接实现同步转动，第二驱动器的两个传动组件中的蜗轮通过第二传动杆连接实现同步转动。

进一步的，所述床架包括沿床体长度方向设置且支撑于床体两侧底部的支撑管，所述第一驱动器和第二驱动器的齿轮箱为一体成型且固定于座板上；或者，所述支撑管包括可拆卸连接的第一支撑管和第二支撑管，所述第一驱动器的齿轮箱固定于第一支撑管，所述第二驱动器的齿轮箱固定于第二支撑管。

进一步的，所述背框、腰框、座框、大腿框和小腿框均包括沿宽度方向设置的中空管以及伸缩配合于中空管两端的延长管，每组中空管与延长管围合的区域形成所述背框、腰框、座框、大腿框或小腿框。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1.由于第一驱动器的驱动端通过第一连杆和第二连杆将力传递到背框上，带动背框相对于腰框上下翻转，所以缩短了动力臂，增大了第二连杆向背框施加的力，就相应的降低了第一驱动器承受的负载力，对第一驱动器的要求就可以降低，所以第一驱动器的成本和故障率也都得到了降低；

第一连杆在摆动过程中将会接触销轴，通过销轴将力传递到腰框上，带动腰框相对于座框上下翻转，这样使得背框由平放状态向上翻转一定角度后，腰框才与背框一起向上翻转，而人体背部向上弯曲一定角度后，腰部才与背部一起弯曲，所以，背框与腰框可以贴合人体上身躯干的运动过程，更加符合人体工程学的设计；

智能床垫相对护理床，体积较小，能够很方便的替换普通床垫，将床架放置于房间床上或直接放置于地面上，即可快速完成安装，有利于在普通家庭中推广使用；

2.第二驱动器的驱动端直接将力施加于大腿框，使大腿框相对座框上下翻转，小腿框自动跟随大腿框进行适应性的翻转，简化了大腿框和小腿框的驱动机构，大腿框和小腿框翻转十分稳定，并且故障率很低；

3.背框、腰框、大腿框和小腿框由于受到人体重量载荷的作用，会向第一驱动器和第二驱动器的驱动端施加向上的作用力，导致第一驱动器和第二驱动器的驱动端向上偏斜，通过在第一驱动器和第二驱动器的驱动端设置滚轮，在床架上设置压板抵持于滚轮上方，从而抵消第一驱动器和第二驱动器的驱动端所受的侧向力，压板同时对第一驱动器和第二驱动器的驱动端具有导向作用，使第一驱动器和第二驱动器的驱动端稳定的做伸缩线性运动，背框、腰框、大腿框和小腿框翻转过程更加稳定，第一驱动器和第二驱动器的使用寿命也更长；

4.第一驱动器和第二驱动器在结构上更为紧凑，在保证驱动端的行程的前提下使得自身的体积最小，并且自身所需要克服的摩擦力也最小，具有功耗小、传动效率高的优点；

5.背板、腰板、座板、大腿板和小腿板既作为床体的铰接部件，也作为背框、腰框、座框、大腿框和小腿框的受力部件，减少了传动部件的数量，结构更紧凑；

6.床体的两侧都通过背板、腰板、座板、大腿板和小腿板进行铰接，使得背板、腰板、大腿板和小腿板翻转更加稳定，背框和腰框的两侧都通过一个第一驱动器的传动组件驱动实现翻转，大腿框和小腿框的两侧都通过一个第二驱动器的传动组件驱动实现翻转，而两个第一驱动器的传动组件的蜗轮通过一根第一传动杆实现同步旋转，两个第二驱动器的传动组件的蜗轮通过一根第二传动杆实现同步旋转，这样，只需要第一驱动器和第二驱动器都只需要设置一个电机，降低了成本和控制难度；

7.当第一驱动器和第二驱动器的齿轮箱为一体成型时，其固定于座板上，一体成型的齿轮箱随座框一起与大腿框断开，智能床垫就可以快速拆卸的两个部分；而当第一驱动器和第二驱动器的齿轮箱为两部分时，床架相应的分为第一支撑管和第二支撑管两部分，座板也相应的分为第一座板和第二座板两部分，第一驱动器和第二驱动器的齿轮箱分别安装在座板的两部分上，通过断开第一支撑管和第二支撑管，第一驱动器的齿轮箱与第二驱动器的齿轮箱也相应分开，智能床垫同样可以快速拆卸为两部分；智能床垫快速拆卸为两部分能够方便打包运输，安装也十分方便。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明第一种实施例中背框、腰框、座框、大腿框和小腿框处于平放状态下的剖视图；

图2为本发明第一种实施例中背框、大腿框和小腿框处于向上翻转状态下的剖视图；

图3为本发明第一种实施例中背框、大腿框和小腿框处于最大翻转角度的状态下的剖视图；

图4a为图1中A区域的局部放大图；

图4b为图1中B区域的局部放大图；

图5为本发明第一种实施例中第一驱动器或第二驱动器的剖视图；

图6为本发明第一种实施例中智能床垫的俯视图；

图7为本发明第二种实施例中背框、腰框、座框、大腿框和小腿框处于平放状态下的剖视图；

图7a为图7中C区域的局部放大图；

图8为本发明第二种实施例中背框、大腿框和小腿框处于向上翻转状态下的剖视图；

图9为本发明第二种实施例中背框、大腿框和小腿框处于最大翻转角度的状态下的剖视图；

图10为本发明第二种实施例中智能床垫的俯视图；

图11为图10的延长管伸出中空管状态下的俯视图；

图12为本发明第三种实施例中背框、腰框、座框、大腿框和小腿框处于平放状态下的剖视图；

图12a为图12中D区域的局部放大图。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，本发明提供一种智能床垫，包括床体1和用于支撑床体1的床架2，床体1包括由前向后依次铰接的背框11、腰框12、座框13、大腿框14和小腿框15，背框11、腰框12、座框13、大腿框14和小腿框15上部分别安装床板或者包覆软性材质，用户使用时，还可以在此基础上增加席子或垫被，提升使用舒适性，座框13固定在床架2上，床架2上设有带驱动端3’的第一驱动器3和带驱动端4’的第二驱动器4，床架2上铰接有第一连杆3a，第一连杆3a和背框11之间设有第二连杆3b，第一驱动器3的驱动端3’做伸缩运动带动第一连杆3a摆动，第二连杆3b的一端与第一连杆3a联动、另一端可向背框11施加使背框11相对于腰框12上下翻转的力，腰框12上设有位于第一连杆3a的摆动区域内的销轴3d，第一连杆3a可通过销轴3d向腰框12施加使腰框12相对于座框13上下翻转的力，第二驱动器4的驱动端4’做伸缩运动向大腿框14施加使大腿框14相对座框13上下翻转的力。

在本实施例中，第一驱动器3的驱动端3’与第一连杆3a之间设有第三连杆3c，第三连杆3c的一端与第一驱动器3的驱动端3’铰接、另一端与第一连杆3a铰接，第一驱动器3的驱动端3’通过第三连杆3c来实现与第一连杆3a联动。

背框11的下部设有背板11a，腰框12的下部设有腰板12a，座框13的下部设有座板13a，大腿框14的下部设有大腿板14a，小腿框15的下部设有小腿板15a，背板11a、腰板12a、座板13a和大腿板14a由前向后依次铰接，大腿框14与小腿框15通过铰链15a相连，在本实施例中，第二连杆3b的一端与第一连杆3a铰接、另一端与背框11的下部的背板11a铰接，因此，第二连杆3b与第一连杆3a联动，第一连杆3a摆动时带动第二连杆3b运动，第二连杆3b通过背板11a向背框11施加使背框11相对于腰框12上下翻转的力，销轴3d设置于腰板12a上，第二驱动器4的驱动端4’通过大腿板14a向大腿框14施加使大腿框14相对座框13上下翻转的力。

如图2所示，当第一驱动器3的驱动端3’伸出时，第一驱动器3的驱动端3’通过第三连杆3c带动第一连杆3a摆动，第一连杆3a带动第二连杆3b运动，使得第二连杆3b向背框11输出力，使背框11相对腰框12向上翻转，当第二驱动器4的驱动端4’伸出时，第二驱动器4的驱动端4’直接向大腿框14输出力，使大腿框14相对座框13向上翻转，小腿框15则跟随大腿框14向上翻转，躺在智能床垫上的用户背部和腿部就能相应的被抬起，从而实现睡姿的调整。

如图3所示，第一驱动器3的驱动端3’和第二驱动器4的驱动端4’继续伸出，背框11、大腿框14和小腿框15向上翻转的角度可以进一步增大，在第一连杆3a受第一驱动器3的驱动端3’增大摆动角度，将会接触到销轴3d，销轴3d由于位于第一连杆3a的摆动路径上，因此，第一连杆3a向销轴3d施加力，从而带动腰框12相对座框13向上翻转，直至第一驱动器3的驱动端3’和第二驱动器4的驱动端4’处于最大行程时，背框11、腰框12、大腿框14和小腿框15达到最大的翻转角度，此时，用户的背部、腰部、大腿部和小腿部相应的处于最大的弯曲角度。

如图4a、图4b和如图5所示，第一驱动器3的驱动端3’设有滚轮3e，第二驱动器4的驱动端4’设有滚轮4e，床架2上设有抵持于滚轮3e上方的压板3f和抵持于滚轮4e上方的压板4f。

第一驱动器3和第二驱动器4采用同样的结构，第一驱动器3包括具有输出轴的电机31、连接电机31输出轴的蜗杆311、与蜗杆311啮合传动的蜗轮312以及与蜗轮312传动配合的传动组件32，传动组件32包括与蜗轮同轴旋转的第一斜齿轮321、与第一斜齿轮321啮合传动的第二斜齿轮322、同心设置于第二斜齿轮322上的螺孔322a、与螺孔322a螺纹连接的螺杆322b以及用于安装第一斜齿轮321和第二斜齿轮322的齿轮箱323，齿轮箱323固定于床架2上，螺杆322b的一端伸入齿轮箱323、另一端伸出齿轮箱323，第一驱动器3的驱动端3’设置于其螺杆322b伸出齿轮箱323的一端，相同的，第二驱动器4的齿轮箱423也固定于床架2上，第二驱动器4的驱动端4’设置于其螺杆422b伸出齿轮箱423的一端。

如图6所示，为了提高智能床垫翻转使用时的稳定性，床体1宽度方向的两侧均设有背板11a、腰板12a、座板13a、大腿板14a、铰链15a、第一驱动器3的传动组件以及第二驱动器4的传动组件，第一驱动器3的两个传动组件中的蜗轮通过第一传动杆33连接实现同步转动，第二驱动器4的两个传动组件中的蜗轮通过第二传动杆43连接实现同步转动，第一传动杆33、第二传动杆43与其连接的蜗轮可以通过焊接相连来实现同步转动，也可以采用的是，第一驱动器3的两个传动组件中的蜗轮以及第二驱动器4的两个传动组件中的蜗轮都同心设置有通孔，第一传动杆33的两端分别轴孔配合第一驱动器3的两个蜗轮的通孔，第二传动杆43的两端分别轴孔配合第二驱动器4的两个蜗轮的通孔，第一传动杆33、第二传动杆43及其配合的通孔的横截面均为三角形、矩形形和六角形等多边形结构，也可以为椭圆形，横截面只要是非圆形的非回转结构都可以。

本实施例中，为了便于运输智能床垫，智能床垫可快速拆卸为两部分，具体的，床架2包括沿床体1长度方向设置且支撑于床体1两侧底部的支撑管21，座板13a包括第一座板和第二座板，支撑管21包括可拆卸连接的第一支撑管211和第二支撑管212，第一座板固定于第一支撑管211，第二座板固定于第二支撑管212，第一支撑管211和第二支撑管212通过螺栓连接，便于安装和拆卸，第一驱动器3的齿轮箱323固定于第一座板，第二驱动器4的齿轮箱423固定于第二座板，座框13由第一座框131和第二座框132组成，第一座框131固定于第一支撑管211，第二座框132固定于第二支撑管212，通过将第一支撑管211和第二支撑管212拆卸，背框11、腰框12、第一座框131和第一支撑管211作为智能床垫的一部分，第二座框132、小腿框14、大腿框15和第二支撑管212作为智能床垫的另一部分，智能床垫可以快速拆卸为两个部分，缩小了运输体积，客户能够方便的运输到家中，智能床垫在家中移进或移出不容易被狭小的房门干涉，两个部分的智能床垫快速拼接就可以使用，操作起来也十分方便。

当然，座框13也可以做一体式，其固定在第一支撑管211或第二支撑管212也是可以实现第一支撑管211和第二支撑管212的分离。

为了实现智能床垫宽度的可调，背框11、腰框12、座框13、大腿框14和小腿框15均包括沿宽度方向设置的中空管以及伸缩配合于中空管16两端的延长管17，每组中空管16与延长管17围合的区域形成背框11、腰框12、座框13、大腿框14或小腿框15。

需要说明的是，本实施例的上述结构变化，也可以适用于本发明的其他实施例。

实施例二：

如图7至图11及图7a所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，不需要设置第三连杆，第一连杆3a具有第一受力部3a’，第一受力部3a’为第一连杆3a，第一受力部3a’位于第一驱动器3的驱动端3’的伸缩运动路径上，第一驱动器3的驱动端3’伸缩运动时，将力直接作用于第一受力部3a’带动第一连杆3a摆动。

本实施例中，第一驱动器3的齿轮箱323和第二驱动器4的齿轮箱423为一体成型且固定于座板13a上，一体成型的齿轮箱随座框13一起与大腿框14断开，智能床垫同样可以快速拆卸为两部分。

需要说明的是，本实施例的上述结构变化，也可以适用于本发明的其他实施例。

实施例三：

如图12和图12a所示，本实施例与上述实施例的不同之处在于，第二连杆3b上设有长条形导向孔3b’，床架2上设有伸入导向孔3b’的导向柱22以及支撑于第二连杆3b下方且平行于导向孔设置的导向板23，第二连杆3b可沿导向孔和导向板的长度方向滑动，背框11下部的背板11a设有背框受力部11a’，第二连杆3b的一端位于第一连杆3a的摆动路径上，背框受力部11a’位于第二连杆3a另一端的滑动路径上。

需要说明的是，本实施例的上述结构变化，也可以适用于本发明的其他实施例。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明权利要求书中所定义的范围。

Claims (10)

1.一种智能床垫，包括床体和用于支撑床体的床架，所述床体包括由前向后依次铰接的背框、腰框和座框，所述座框固定在床架上，其特征在于，所述床架上设有带驱动端的第一驱动器，所述床架上铰接有第一连杆，所述第一连杆和背框之间设有第二连杆，所述第一驱动器的驱动端做伸缩运动带动第一连杆摆动，所述第二连杆的一端与第一连杆联动、另一端可向背框施加使背框相对于腰框上下翻转的力，所述腰框上设有位于第一连杆的摆动区域内的销轴，第一连杆可通过销轴向腰框施加使腰框相对于座框上下翻转的力。

2.根据权利要求1所述的一种智能床垫，其特征在于，所述第一驱动器的驱动端与第一连杆之间设有第三连杆，所述第三连杆的一端与第一驱动器的驱动端铰接、另一端与第一连杆铰接，或者，所述第一连杆具有第一受力部，所述第一受力部位于第一驱动器的驱动端的伸缩运动路径上。

3.根据权利要求1所述的一种智能床垫，其特征在于，所述第二连杆的一端与第一连杆铰接、另一端与背框的下部铰接。

4.根据权利要求1所述的一种智能床垫，其特征在于，所述第二连杆上设有长条形导向孔，所述床架上设有伸入导向孔的导向柱以及支撑于第二连杆下方且平行于导向孔设置的导向板，第二连杆可沿导向孔和导向板的长度方向滑动，所述背框的下部设有背框受力部，所述第二连杆的一端位于第一连杆的摆动路径上，所述背框受力部位于第二连杆另一端的滑动路径上。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种智能床垫，其特征在于，所述座框的后端铰接有大腿框，所述大腿框的后端铰接有小腿框，所述床架上设有带驱动端的第二驱动器，所述第二驱动器的驱动端做伸缩运动向大腿框施加使大腿框相对座框上下翻转的力。

6.根据权利要求5所述的一种智能床垫，其特征在于，所述第一驱动器和第二驱动器的驱动端均设有滚轮，所述床架上设有抵持于滚轮上方的压板。

7.根据权利要求5所述的一种智能床垫，其特征在于，所述第一驱动器和第二驱动器均包括具有输出轴的电机、连接电机输出轴的蜗杆、与蜗杆啮合传动的蜗轮以及与蜗轮传动配合的传动组件，所述传动组件包括与蜗轮同轴旋转的第一斜齿轮、与第一斜齿轮啮合传动的第二斜齿轮、同心设置于第二斜齿轮上的螺孔、与螺孔螺纹连接的螺杆以及用于安装第一斜齿轮和第二斜齿轮的齿轮箱，所述齿轮箱固定于床架上，所述螺杆的一端伸入齿轮箱、另一端伸出齿轮箱，所述第一驱动器和第二驱动器的驱动端均设置于其螺杆伸出齿轮箱的一端。

8.根据权利要求7所述的一种智能床垫，其特征在于，所述背框的下部设有背板，腰框的下部设有腰板，座框的下部设有座板，大腿框的下部设有大腿板，大腿框与小腿框通过铰链相连，所述背板、腰板、座板和大腿板由前向后依次铰接，所述第二连杆通过背板向背框施加使背框相对于腰框上下翻转的力，所述销轴设置于腰板上，所述第二驱动器的驱动端通过大腿板向大腿框施加使大腿框相对座框上下翻转的力。

9.根据权利要求8所述的一种智能床垫，其特征在于，所述床体宽度方向的两侧均设有背板、腰板、座板、大腿板、铰链、第一驱动器的传动组件以及第二驱动器的传动组件，第一驱动器的两个传动组件中的蜗轮通过第一传动杆连接实现同步转动，第二驱动器的两个传动组件中的蜗轮通过第二传动杆连接实现同步转动。

10.根据权利要求7所述的一种智能床垫，其特征在于，所述床架包括沿床体长度方向设置且支撑于床体两侧底部的支撑管，所述第一驱动器和第二驱动器的齿轮箱为一体成型且固定于座板上；或者，所述支撑管包括可拆卸连接的第一支撑管和第二支撑管，所述座板包括第一座板和第二座板，第一座板固定于第一支撑管，第二座板固定于第二支撑管，所述第一驱动器的齿轮箱固定于第一座板，所述第二驱动器的齿轮箱固定于第二座板。