CN106724356A - 一种可控温度的姿态自适应床垫 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可控温度的姿态自适应床垫，包括：床垫本体、伸缩单元、伸缩单元管路、伸缩单元气路、温度控制管路、温度控制气路、温度传感器模块、处理器模块，还包括压力传感器模块和/或控制模块，伸缩单元使床垫本体贴合人体轮廓；通入温度气体于床垫本体内腔伸缩单元空隙间；伸缩单元气路控制伸缩单元伸缩量；温控气路产生温度气体充入床垫本体并吸收非温控气体；处理器模块控制伸缩单元伸缩量、温控管路受温控气体温度、接收命令；控制模块控制伸缩单元伸缩量、设定温控气路控制温度以控制床垫本体内部温度。本发明可以快速根据用户的人体外轮廓自动调节床形使其最大限度的贴合人体外轮廓，同时具备温度调节功能。

Description

一种可控温度的姿态自适应床垫

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，具体地，涉及一种可控温度的姿态自适应床垫。

背景技术

目前的床大多按照传统的平面方式组成，难以满足每个个体的特殊要求，尤其针对一些有疾病的对睡觉姿势要求的用户难以实现。目前还没有一种能够实现不同用户的自适应的床的出现。

经检索，公开号为CN105496083A、申请号为CN201510975953.4的中国发明申请，公开了一种自适应保健床垫，包括：床架；充气层，其覆盖设置在所述床架上端面上；第一贯通孔和第二贯通孔，其均匀间隔开贯通设置在所述充气层内；多个弹簧，其贯通设置在所述第二贯通孔内；调整层，其覆盖设置在所述充气层的上端面上；多个压力传感器，其均匀嵌入式设置在所述架体上端面上设置的多个凹槽内；第二气腔，其均匀嵌入式设置在所述架体上端面上设置的多个凹槽内的所述多个压力传感器的上方；充气泵，其通过充气管道给充气层充气；以及微处理器。该发明提供的自适应保健床垫的结构紧凑，设计合理，能够根据使用者的体重的不同迅速调整床垫上表面的变形状态，保证使用者的睡眠质量和身体健康。

但是上述专利存在以下不足：只能通过充气管路充气不能根据压力传感进行放弃从而降低充气层的高度。上述专利也不具备床表面的温控功能。

发明内容

针对现有方法的不足，本发明所涉及一种可控温度的姿态自适应床垫，可以快速根据用户的人体外轮廓自动调节床形使其最大限度的贴合人体外轮廓，同时具备温度调节功能。

为实现以上目的，本发明提供一种可控温度的姿态自适应床垫，包括：床垫本体、伸缩单元、伸缩单元管路、伸缩单元气路、温度控制管路、温度控制气路、温度传感器模块和处理器模块；还包括压力传感器模块和/或控制模块，其中：

所述床垫本体内部为空腔，若干个所述伸缩单元并排设置在所述床垫本体的空腔内；所述伸缩单元气路通过所述伸缩单元管路连接所述伸缩单元，所述床垫本体通过所述温度控制管路连接所述温度控制气路；所述床垫本体通过所述温度控制管路通入恒定温度的气体，所述恒定温度的气体充斥于床垫本体内的各伸缩单元空隙之间；

所述压力传感器模块布置在所述床垫本体的外部，用于采集所述床垫本体上方的人体不同位置的压力信息并传输给所述处理器模块，用于所述伸缩单元的伸缩量控制；

所述温度传感器模块铺设于所述床垫本体上，用于采集所述床垫本体表面的温度信息并传输给所述处理器模块，用于所述温度控制气路控制；

所述处理器模块，接收所述压力传感器模块采集的压力信息，并根据所述压力信息发送控制命令给所述伸缩单元气路，从而分别控制每个伸缩单元的伸缩量；所述处理器模块接收所述温度传感器模块采集的温度信息，并根据所述温度值信息控制所述温度控制气路生成的冷热气体比例，进而控制输入床垫本体内的气体温度；

所述温度控制气路通过所述温度控制管路将所述恒定温度的气体充入所述床垫本体的空腔内，同时吸收所述床垫本体的非恒定温度的气体；

所述伸缩单元气路根据所述处理器模块的控制信号，通过所述伸缩单元管路分别控制每个伸缩单元的伸缩量，使所述床垫本体表面与人体轮廓贴合；

所述控制模块，用于设定床垫的工作模式和/或各种参数。

优选地，每个所述的伸缩单元均有一个气嘴，所述气嘴与所述伸缩单元管路连接，所述伸缩单元内部充有气体，通过控制所述伸缩单元中的气体容量来控制其伸缩量，每个伸缩单元均独立控制其中的气体容量；每个所述的伸缩单元均沿床垫本体平面垂直方向伸缩运动。

优选地，所述的伸缩单元管路将每个伸缩单元单独连接到伸缩单元气路，伸缩单元气路通过充气和放气控制每个伸缩单元的伸缩量。

优选地，所述的伸缩单元气路由若干阀门和泵组成，根据压力传感器模块采集的压力信号由处理器模块自动控制阀门和泵的工作，从而完成对各个伸缩单元的充气和放气，最终实现对每个伸缩单元伸缩量的控制。

更优选地，所述的伸缩单元管路将每个伸缩单元气路单独连接到伸缩单元气路，通过充气和放气来控制伸缩单元的伸缩量。

更优选地，所述的压力传感器单元可以为压力应变片，用于采集压力传感器单元正上方的压力值，并将采集到的压力值传输给处理器模块用于计算每个伸缩单元的伸缩量。

优选地，所述的控制模块为单独的控制按钮，通过电路与所述所述处理器模块连接。

优选地，所述的控制模块为智能终端，所述智能终端通过有线或无线的方式与所述处理器模块连接。

优选地，通过所述控制模块设定所述温度控制气路的温控气体温度，从而控制床垫本体内部的温度，实现对床垫本体的温度控制。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

本发明装置，操作方便，通过改变每个伸缩单元的伸缩量即可将床外表面轮廓最优化的与人体外轮廓贴合，同时还具备温度调节功能。本发明操作方便，结构简单，具有广泛推广意义。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一优选实施例的结构示意图；

图中：1-伸缩单元，2-床垫本体，3-伸缩单元管路，4-伸缩单元气路，5-压力传感器模块，6-温度控制管路，7-温度控制气路，8-温度传感器模块，9-处理器模块，10-控制模块；

图2为本发明一优选实施例的压力传感器模块的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，一种可控温度的姿态自适应床垫，包括：伸缩单元1、床垫本体2、伸缩单元管路3、伸缩单元气路4、温度控制管路6、温度控制气路7、温度传感器模块8、处理器模块9，以及还包括压力传感器模块5和/或控制模块10，其中：

所述床垫本体2，内部是一个密封的空间，用于包裹并排安放的伸缩单元1，且各伸缩单元1之间存在空隙；所述伸缩单元气路4通过所述伸缩单元管路3连接所述伸缩单元1，所述床垫本体2通过所述温度控制管路6连接所述温度控制气路7；所述床垫本体2通过所述温度控制管路6通入恒定温度的气体，所述恒定温度的气体充斥于床垫本体2内的各伸缩单元1空隙之间，以调节床垫本体2的温度；

所述压力传感器模块5，布置在床垫本体2的外部，用于采集所述床垫本体2上方的人体不同位置的压力信息并传输给所述处理器模块，用于所述伸缩单元的伸缩量控制；

所述温度控制管路6，用于连接所述床垫本体2和温度控制气路7，用于提供循环气体，即将一定温度的温控气体(即恒定温度的气体)注入所述床垫本体2中，并排出非温控气体；

所述温度控制气路7，用于在所述温度传感器模块8的反馈下产生温控气体(即恒定温度的气体)充入到所述床垫本体2，并吸收所述床垫本体2的非温控气体；

所述温度传感器模块8，铺设在所述床垫本体2的上部，用于采集床垫本体2表面的温度并传输给所述处理器模块9，作为所述温度控制气路7的控制依据；

所述处理器模块9，接收所述压力传感器模块5采集的压力信息，并根据所述压力信息发送控制命令给所述伸缩单元气路，从而分别控制每个伸缩单元1的伸缩量；所述处理器模块9接收所述温度传感器模块8采集的温度信息，控制所述温度控制管路6生成的温控气体的温度，控制所述温度控制气路7生成的冷热气体比例，进而控制输入床垫本体2内的气体温度；

所述控制模块10，用于设定床垫的工作模式和/或各种参数，所述处理器模块9可以接收所述控制模块10发出的各种控制信号；当采用控制模块10进行手动设置时，可以无需压力传感器模块，温度传感器模块做温度控制的闭环。

作为一优选的实施方式，每个所述伸缩单元1均有一个气嘴，气嘴外露，所述气嘴与所述伸缩单元管路3连接，所述伸缩单元1内部充有气体，通过控制所述伸缩单元1中的气体容量来控制其伸缩量。多个伸缩单元1并排设置在一起，每个伸缩单元1都是独立控制其中的空气容量，从而根据床垫本体上方的人体轮廓来控制每个伸缩单元1的伸缩量，修正床垫本体表面的凹凸尺寸，使得凹凸尺寸尽可以贴合上方的人体轮廓。

所述伸缩单元管路3，用于将若干所述伸缩单元1的气嘴与所述伸缩单元气路4连接，通过所述伸缩单元气路4来分别控制每个所述伸缩单元1；所述伸缩单元气路4，用于控制每一个所述伸缩单元1的伸缩量，从而使得床垫本体表面和人体轮廓尽可能贴合。

所述的伸缩单元管路3将每个伸缩单元1单独连接到伸缩单元气路，伸缩单元气路4通过充气和放气控制每个伸缩单元1的伸缩量。

每个所述的伸缩单元1可以沿着床垫本体2平面垂直方向伸缩运动。

作为一优选的实施方式，所述的控制模块10用于接收操作人员的指令自动控制所述伸缩单元1的伸缩量从而贴合人体外轮廓，或者手动控制每个所述伸缩单元1的伸缩量；用于设定所述温度控制气路7的控制温度从而控制所述床垫本体2内部的温度，在睡眠过程中实现床垫本体的温度控制。

作为一优选的实施方式，所述的伸缩单元气路4由若干阀门和泵组成，根据压力传感器模块5采集的压力信号由处理器模块9自动控制阀门和泵的工作，从而完成对各个伸缩单元1的充气和放气，最终实现对每个伸缩单元伸缩量的控制。

所述的压力传感器模块5由若干压力传感器单元组成，每个压力传感器单元位于对应的一个伸缩单元1的正上方。

具体的，所述的压力传感器单元为压力应变片，用于采集压力传感器单元正上方的压力值，并将采集到的压力值传输给处理器模块用于计算每个伸缩单元的伸缩量。

作为一优选的实施方式，所述的控制模块10可以手动设置每个所述伸缩单元1的伸缩量，可以控制处理器模块9实现自适应状态下的所述伸缩单元1的伸缩量，也可以选定几种标准床形中的一种来确定每个所述伸缩单元1的伸缩量。

具体的，所述的控制模块10可以是单独的控制按钮，也可以是通用的手机、平板计算机、台式计算机、笔记本计算机，通过有线或无线的形式建立用户与所述处理器模块9的桥梁。比如在部分实施例中，所述控制模块10可以采用人机交互模块，通过人机交互模块手动设定床表面形状、温度，从而使得整个使用更为简单方便。

本发明有两种工作模式：手动设定姿态模式和自适应姿态模式，其中：

在手动设定姿态模式下，通过所述控制模块10手动设置每个所述伸缩单元1的伸缩量并传递给处理器模块9；通过所述控制模块设定所述温度控制气路的温控气体温度，从而控制床垫本体2内部的温度，实现对床垫本体2的温度控制。

在自适应姿态模式下，所述处理器模块9接收分布在床垫本体2表面的所述压力传感器模块采集的压力值，并根据压力值计算出每个伸缩单元的伸缩量，使床垫本体表面的轮廓和人体外轮廓保持一致。

如图2所示，所述压力传感器模块5布置在所述床垫本体2的外部，用于采集所述床垫本体2上方的人体不同位置的压力信息并传输给所述处理器模块9，用于所述伸缩单元的伸缩量控制。所述的压力传感器模块5的各压力传感器单元可以采用压力应变片。

所述温度传感器模块8铺设于所述床垫本体2上，用于采集所述床垫本体2表面的温度信息并传输给所述处理器模块9，用于所述温度控制气路控制。所述的温度传感器模块8可以采用现有的温度传感器，比如PT100温度传感器。

本发明上述自适应床具体使用时：

(1)开启电源；

(2)人躺于床垫本体2上，对床垫本体2产生压力，压力传感器模块5采集床垫本体2上方的人体不同位置的压力信息并传输给所述处理器模块9；温度传感器模块8采集床垫本体2上方表面的温度并传输给所述处理器模块9；

(3)处理器模块9根据压力传感器模块5采集的压力信息，根据压力值计算出每个伸缩单元的伸缩量，发送控制信号给伸缩单元气路4；处理器模块9根据温度传感器模块8采集的温度信息，控制所述温度控制管路6生成的温控气体的温度；

(4)温度控制气路7接通外部空气，根据温度控制管路6需生成的温控气体的温度，控制输入的外部空气冷、热比例，产生符合要求的恒定温度的气体即温控气体，并将温控气体通过温度控制管路6输出到床垫本体2内；同时通过所述温度控制管路6吸收所述床垫本体2内的非温控气体，从而实现对床垫本体2的温度调节；

(5)伸缩单元气路4根据处理器模块9确定的每个伸缩单元的伸缩量，经伸缩单元管路3分别控制每个伸缩单元1的伸缩量，所述伸缩量的控制是通过伸缩单元1内的气体容量实现，比如采用充气、放气改变各伸缩单元1内的气体容量，这样通过伸缩单元管路3分别控制每个伸缩单元1的伸缩量，各伸缩单元1在控制下沿床垫本体2平面垂直方向伸缩运动，使床垫本体2上表面与人体轮廓贴合，从而实现对床垫本体2的形状的调节。

当设定床垫在手动设定姿态模式时，可以通过所述控制模块10手动设置每个所述伸缩单元1的伸缩量和参数，并传递给处理器模块9，可以不用压力传感器模块，其他部分工作过程和原理与上述相同。

本发明所述的可控温度的姿态自适应床垫，其操作方便，通过改变每个伸缩单元的伸缩量即可将床垫本体表面轮廓最优化的与人体外轮廓贴合，同时还具备温度调节功能。本发明操作方便，结构简单，具有广泛推广意义。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种可控温度的姿态自适应床垫，其特征在于包括：床垫本体、伸缩单元、伸缩单元管路、伸缩单元气路、温度控制管路、温度控制气路、温度传感器模块和处理器模块；还包括压力传感器模块和/或控制模块，其中：

所述床垫本体内部为空腔，若干个所述伸缩单元并排设置在所述床垫本体的空腔内；所述伸缩单元气路通过所述伸缩单元管路连接所述伸缩单元，所述床垫本体通过所述温度控制管路连接所述温度控制气路；所述床垫本体通过所述温度控制管路通入恒定温度的气体，所述恒定温度的气体充斥于床垫本体内的各伸缩单元空隙之间；

所述压力传感器模块布置在所述床垫本体的外部，用于采集所述床垫本体上方的人体不同位置的压力信息并传输给所述处理器模块，用于所述伸缩单元的伸缩量控制；

所述温度传感器模块铺设于所述床垫本体上，用于采集所述床垫本体表面的温度信息并传输给所述处理器模块，用于所述温度控制气路控制；

所述处理器模块，接收所述压力传感器模块采集的压力信息，并根据所述压力信息发送控制命令给所述伸缩单元气路，从而分别控制每个伸缩单元的伸缩量；所述处理器模块接收所述温度传感器模块采集的温度信息，并根据所述温度值信息控制所述温度控制气路生成的冷热气体比例，进而控制输入床垫本体内的气体温度；

所述温度控制气路通过所述温度控制管路将所述恒定温度的气体充入所述床垫本体的空腔内，同时吸收所述床垫本体的非恒定温度的气体；

所述伸缩单元气路根据所述处理器模块的控制信号，通过所述伸缩单元管路分别控制每个伸缩单元的伸缩量，使所述床垫本体表面与人体轮廓贴合；

所述控制模块，用于设定床垫的工作模式和/或各种参数。

2.根据权利要求1所述的一种可控温度的姿态自适应床垫，其特征在于，每个所述的伸缩单元均有一个气嘴，所述气嘴与所述伸缩单元管路连接，所述伸缩单元内部充有气体，通过控制所述伸缩单元中的气体容量来控制其伸缩量，每个伸缩单元均独立控制其中的气体容量。

3.根据权利要求1所述的一种可控温度的姿态自适应床垫，其特征在于，每个所述的伸缩单元均沿床垫本体平面垂直方向伸缩运动。

4.根据权利要求1所述的一种可控温度的姿态自适应床垫，其特征在于，所述的伸缩单元管路将每个伸缩单元单独连接到伸缩单元气路，伸缩单元气路通过充气和放气控制每个伸缩单元的伸缩量。

5.根据权利要求4所述的一种可控温度的姿态自适应床垫，其特征在于，所述的伸缩单元气路由若干阀门和泵组成，根据压力传感器模块采集的压力信号由处理器模块自动控制阀门和泵的工作，从而完成对各个伸缩单元的充气和放气，最终实现对每个伸缩单元伸缩量的控制。

6.根据权利要求1所述的一种可控温度的姿态自适应床垫，其特征在于，所述的压力传感器模块由若干压力传感器单元组成，每个压力传感器单元位于对应的一个伸缩单元的正上方。

7.根据权利要求6所述的一种可控温度的姿态自适应床垫，其特征在于，所述的压力传感器单元为压力应变片，用于采集压力传感器单元正上方的压力值，并将采集到的压力值传输给处理器模块用于计算每个伸缩单元的伸缩量。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种可控温度的姿态自适应床垫，其特征在于，所述的控制模块为单独的控制按钮，通过电路与所述处理器模块连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种可控温度的姿态自适应床垫，其特征在于，所述的控制模块为智能终端，所述智能终端通过有线或无线的方式与所述处理器模块连接。

10.根据权利要求1-7任一项所述的一种可控温度的姿态自适应床垫，其特征在于，通过所述控制模块设定所述温度控制气路的温控气体温度，从而控制床垫本体内部的温度，实现对床垫本体的温度控制。