CN108652323B - 智能调节支撑模块及自动调节的床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支撑模块，所述支撑模块包括感应弹簧、外圈弹簧、传感器，所述感应弹簧略高于外圈弹簧，所述感应弹簧套装于所述外圈弹簧内且所述感应弹簧的底部连接所述传感器。本发明还公开了一种自动调节的床，其包括上述支撑模块。本发明提供的支撑模块及设有该支撑模块的自动调节的床，使每个传感器独立受力，也具有保护传感器与内圈弹簧的作用，另外，通过内圈弹簧与外圈弹簧分隔开，在内圈弹簧收到压力过大时可调动外圈弹簧的弹力，同时可以降低噪声。支撑模块用于普通床上能解决现有的床不能很好使人体的脊柱处于正常的生理曲线的问题。

Description

智能调节支撑模块及自动调节的床

技术领域

本发明涉及床领域，具体涉及一种智能调节支撑模块及包括该智能调节支撑模块的自动调节的床。

背景技术

人的一生有三分之一的时间在睡眠中度过，人睡眠的质量很大程度影响着人的健康状况。良好的睡眠质量有助于人们在睡眠过程中充分休息，恢复体力或康复疾病。而不好的睡眠质量会让人休息不好，造成亚健康等疾病。而只有使用优质的床才能获得优质的睡眠。在正常情况下，人体的脊柱有四个弯曲，从侧面看呈 S 形，即颈椎前凸、胸椎后凸、腰椎前凸和骶椎后凸。也就是说人体的外形是具有一定的曲线的。一张良好的床应该能保持合人体的正常的生理曲线，才能让人在睡眠过程中有舒适的感觉。同时，因为现今生活节奏快，人们的压力通常很大，很多人的头、颈、肩部都存在一定的健康问题，在睡眠过程中这些部位的承托问题显得尤为重要。

现在市场上的床具存在着诸多方面的健康隐患。市场上的床具可分为 ：硬板床，席慕思软床和骨架床等类型。这些床都不能根据人体曲线受力不同进行自动调整，因此为了提高睡眠质量需要对其进行改进。

发明内容

本发明提出一种智能调节支撑模块及包括该支撑模块的自动调节的床，解决了现有的床无法自动调节使人体的脊柱保持正常的生理曲线的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明实施例公开了一种智能调节支撑模块，所述支撑模块包括感应弹簧、外圈弹簧、传感器，所述感应弹簧略高于外圈弹簧，所述感应弹簧套装于所述外圈弹簧内且所述感应弹簧的底部连接所述传感器，所述外圈弹簧不与所述传感器接触，其中所述外圈弹簧为至少一个。

进一步地，所述支撑模块还包括：设置于所述感应弹簧底部的第一限位块及设置于所述外圈弹簧底部的第二限位块，所述限位块用于避免感应弹簧及外圈弹簧受外力作用向水平方向位移。

进一步地，所述支撑模块还包括感应板，所述感应板设置于感应弹簧的顶部，且将外圈弹簧与感应弹簧隔离。

进一步地，所述感应板包括：感应板本体、设于所述感应板本体中部的安装槽及设于所述感应板本体外部圆周的止口，所述止口用于接触所述外圈弹簧以避免所述感应弹簧压到最低，所述安装槽顶部设有向内的倒角边，所述安装槽用于安设所述感应弹簧一端部。

进一步地，所述感应板为圆柱形中空面盖，其为塑胶材质加工成型。

本发明提供的智能调节支撑模块，具有以下有益效果：压力在传导过程中使每个传感器独立受力，也具有保护传感器与内圈弹簧的作用，另外，通过内圈弹簧与外圈弹簧分隔开，在内圈弹簧收到压力过大时可调动外圈弹簧的弹力，同时可以降低噪声。

本发明实施例还涉及一种自动调节的床，包括：床垫，若干个支撑模块及连接所述支撑模块的控制器，所述智能调节支撑模块设置于所述床垫中，每一个支撑模块包括感应弹簧、外圈弹簧、传感器，所述感应弹簧略高于外圈弹簧，所述感应弹簧套装于所述外圈弹簧内且所述感应弹簧的底部连接所述传感器，所述外圈弹簧不与所述传感器接触，其中所述外圈弹簧为至少一个。

进一步地，所述床垫设置有通孔，所述通孔数量与所述支撑模块的数量相同，所述支撑模块设置于所述通孔中，所述支撑模块顶部与所述床垫上表面平齐。

进一步地，所述支撑模块进行纵横排列，纵向上相邻的两个智能调节支撑模块通过连接扣连接固定，横向上相邻的四个智能调节支撑模块通过连接环及连接扣连接，所述连接环与所述外圈弹簧顶部外圈相外切。

进一步地，所述连接环和连接扣均为不锈钢材质或玻璃钢材质。

进一步地，所述床垫为海绵床垫、乳胶床垫或记忆棉床垫，所述支撑模块下方设置有弹簧。

本发明提供的智能调节支撑模块及包括访支撑模块的自动调节的床，具有以下有益效果：本发明提供的自动调节的床，能够克服普通床无法根据人体睡姿及人体不同部位承受的压力自动调节的缺点，解决现有的床不能很好使人体的脊柱处于正常的生理曲线的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的一种智能调节支撑模块结构示意图；

图2为本发明实施例一的一种智能调节支撑模块中部分结构示意图；

图3为本发明实施例一的一种自动调节的床结构示意图；

图4为本发明实施例一的一种自动调节的床另一视角结构示意图；

图5为本发明实施例二的一种自动调节的床中连接环及连接扣示意图；

图6为本发明实施例三的一种自动调节的床中的结构示意图；和

图7为本发明一个实施例提供的一种自动调节的床的床垫结构示意图。

图中：1感应弹簧，2外圈弹簧，3传感器，4第一限位块，5第二限位块，6感应板，10支撑模块，20床垫，30通孔，40连接环，50连接扣，61感应板本体，62安装槽，63止口，64倒角边，65圆通孔，200床。

具体实施方式

通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步了解本发明，但应理解，但它们并不用于对本发明进行限定。对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。

请参阅图1，显示了一种智能调节支撑模块，该支撑模块10包括感应弹簧1、外圈弹簧2、传感器3，感应弹簧1略高于外圈弹簧2，感应弹簧1套装于外圈弹簧2内且感应弹簧1的底部连接传感器3，外圈弹簧2不与传感器3接触，其中外圈弹簧2为至少一个。本发明的支撑模块可以用于智能调节床，以及智能调节沙发等，可置于床垫中，感应弹簧1用于检测床垫或沙发垫表面受到的压力，并传递给传感器3，该传感器3检测到压力相关的数据并传递给数据处理器，数据处理器可以与控制器（图中未显示）连接，该控制器用于控制床垫的支撑状态及床的支架的调节动作。通过设置该智能支撑模块，可以实现智能调节床的人性化智能调节。

在优选的实施例中，该数据处理器和控制器集成在一起。

传感器3设置于床的固定支架上并与之相对固定，通知在感应弹簧1底部内侧，这样可以保护传感器，且便于更稳定的处理数据。

图1中显示感应弹簧1与外圈弹簧2粗细程度不同，实际应用中弹簧的弹性系数可以调整，以能够实现本发明所述的智能调节为主要目的。

请参阅图1，支撑模块10还包括：设置于感应弹簧1底部的第一限位块4及设置于外圈弹簧2底部的第二限位块5，限位块用于避免感应弹簧1及外圈弹簧2受外力作用向水平方向位移。在实际应用中，这两个限位块都固定于床的支架上，以便将双弹簧结构与支架相对固定。

根据本发明的一个实施例，该感应弹簧1的高度高于外圈弹簧2，这样便于感应弹簧1更好地感应到压力，同时在感应弹簧1被压下来的时候，可以调动外圈弹簧2，以保护感应弹簧。

请参阅图1，该支撑模块10还包括感应板6，感应板6设置于感应弹簧1的顶部。因为该双弹簧结构置于床垫中，因此将感应板盖住于感应弹簧上，使得床垫顶部比较平整，提高用户体验的舒适度。

请参阅图1及图2，该感应板6整体为瓶盖结构，其包括：感应板本体61、设于感应板本体61中部的呈中空状的安装槽62，该安装槽结构与感应弹簧1顶部外部轮廓对应，用于安设感应弹簧1上端部。该感应板6还包括设于感应板本体61外部圆周的止口63，该止口63用于接触外圈弹簧2以避免感应弹簧1压到最低，由此保护感应弹簧和传感器。安装槽62下部内边缘设有向内的倒角边64，外边缘也设有同样的倒角边，这样设置便于将该感应板6的空心桶状结构插入外圈弹簧2和感应弹簧1之间的空隙中，便于进行固定。进一步地，感应板6顶部中央可设有一圆通孔65。圆通孔65可用于固定该感应弹簧1。

在一个实施例中，感应弹簧1的顶端卡接于感应板6的内部。

另一个实施例中，该圆通孔65为螺纹孔，感应弹簧1顶端通过螺钉固定于感应板6下方。

具体地，感应板6整体为塑胶材质加工成型，优选采用POM（聚甲醛）塑胶材质。该感应板6固定于感应弹簧1上端部，可将感应弹簧1与外圈弹簧2分隔开，在感应弹簧1受到压力过大时可调动外圈弹簧2的弹力，同时因为采用POM塑胶材质，并且将感应弹簧1和外圈弹簧2分隔开，可以防止两个弹簧相互碰撞，降低噪声。

根据本发明的实施例，在具体应用中，会采用多个上述智能调节支撑模块。具体地，该外圈弹簧2可通过网连装置连接在一起。优选实施例中，如图5，该网连装置包括连接环40和连接扣50。

本发明提供的智能调节支撑模块，具有以下有益效果：压力在传导过程中使每个传感器独立受力，也具有保护传感器与内圈弹簧的作用，另外，通过内圈弹簧与外圈弹簧分隔开，在内圈弹簧收到压力过大时可调动外圈弹簧的弹力，同时可以降低噪声。

请参阅图3，显示了一种自动调节的床200，包括：床垫20、若干个支撑模块10及连接支撑模块10的控制器（未画出）。如图所示，床垫20内设置有若干个支撑模块10。再次参阅图1，每一个支撑模块10包括感应弹簧1、外圈弹簧2、传感器3，感应弹簧1略高于外圈弹簧2，感应弹簧1套装于外圈弹簧2内且感应弹簧1的底部连接传感器3，外圈弹簧2不与传感器3接触，其中外圈弹簧2为一个。在其他实施例中可以根据实际需要设置不止一个的外圈弹簧2。

请参阅图3、图4及图5，根据本发明的实施例，该床垫20设置有通孔30，通孔30数量与支撑模块10的数量相同，支撑模块10设置于通孔30中，支撑模块10顶部与床垫20上表面平齐，这样在使用时不会有凹凸不平的感觉。

请参阅图5，根据本发明的实施例，多个支撑模块10纵横排列，纵向排成一排，图5中显示每排有5个支撑模块10，横向上有六排支撑模块。纵向上相邻的两个支撑模块10通过连接扣50连接固定，横向上相邻的四个支撑模块10通过连接环40及连接扣50连接，连接环40与外圈弹簧2顶部外圈相外切，连接扣50用于外圈弹簧2之间、连接环40与外圈弹簧2之间连接固定。

根据本发明的实施例，请参阅图5，该连接环40和连接扣50均为不锈钢材质，也可以同时为玻璃钢材质。

根据本发明的实施例，请参阅图3，该床垫20为海绵床垫或乳胶床垫，也可以为记忆棉床垫。

其他实施例中，该网连装置可包括其他类型的结构，例如弧形。

进一步地，该支撑模块下方还可设置弹簧，做成弹簧床垫。

优选地，该连接环40和连接扣50均为不锈钢材质。通过设置连接环40和连接扣50是将外圈弹簧连接成网状，这样设置的作用是：床垫20通常是局部受力，但具体哪里受力不是恒定的，因此局部受力过多时对于单个的弹簧或弹簧组会造成损伤，如果将各个弹簧组（内圈弹簧+外圈弹簧）连接成网状，则每次虽然是直接受力，但会牵连其他弹簧组，对于单个弹簧组能起到保护的作用。

为减少弹簧牵拉产生的噪声，可以在弹簧缝隙中加入填充材质，例如海绵、乳胶等软质材质。

具体地，该自动调节的床还包括支承结构，该支承结构可包括支撑部和机械调节部。其中控制器与机械调节部连接，该机械调节部与支撑部滑动连接，该支撑部为整体结果，或者设有一定数量的分区，这些分区分别对应人体的特定部位，例如头部、肩部、腰部、臀部、腿部和手部。该控制器用于检测上述传感器传递的压力参数并根据所述压力参数来确定人体在所述自动调节床的实时状态，并用于驱动所述机械调节部动作来调节支撑部规定分区的高度。

本发明的一个实施例中，该控制器包括控制芯片及规定数量的分区压力检测单元、分区处理电路及驱动装置，其中所述分区压力检测单元与所述分区处理电路电连接，用于检测每一所述分区的人体部位压力，并将所述压力转换为模拟电信号传输到所述分区处理电路，所述分区处理电路与所述分区压力检测单元电连接，并通过485总线与控制芯片电连接，用于对所述模拟电信号滤波、放大，并转换成需要的数字信号传输到控制芯片，所述控制芯片与所述分区处理电路以及驱动装置电连接，用于对分区压力检测单元数据进行分析，并依据规定的算法控制驱动装置动作，

所述驱动装置与所述控制芯片连接，用于根据控制芯片的指令动作。

以下通过具体实施例来进一步描述本发明：

实施例一：本实施例为本发明的改进方案。现有设计中有些床垫采用独立的弹簧装置，但发明人发现，当采用逐个独立弹簧时，如果设置满足要求的弹簧，可能出现每个弹簧的弹性系数相对较高，这将导致弹簧的线径、制作工艺等方面要求较高，成本较高。因此，本方案采用“簧中簧”的结构，如图4所示，即有两个弹簧构成弹簧组——大弹簧（外圈弹簧2）和小弹簧（感应弹簧1），大弹簧直径大于传感面板，将每个传感面板包在弹簧内部，传感面板不与大弹簧产生接触；另在每个传感面板上设置独立的小弹簧，小弹簧的高度略高于大弹簧的高度，保证人体睡在床垫上时，优先接触到小弹簧，从而达到精准的传感。这样，相当于有更多的弹簧受力，单个弹簧的弹性系数则可以有效减小，从而达到降低成本和工艺要求的目的。

当中间加入小弹簧后，当人体在床垫上进行翻身等动作时，小弹簧容易左右弯曲而接触到外部的大弹簧，产生噪声影响睡眠。为解决这一问题，发明人在小弹簧顶部增加一个圆形面板，即感应板6，如图4所示，其置于小弹簧和大弹簧中间，当小弹簧由于非竖直力的作用而左右摆动时，将通过圆形面板（感应板6）与弹簧组接触，该圆形面板选用POM等塑胶材料，可保证与弹簧组接触时不产生声音影响睡眠。

簧中簧机械结构在工作原理上与普通机械结构基本相似，只不过簧中簧机械结构在每个传感器上方有单独的感应板。这可以使得压力在传导过程中使每个传感器独立受力，也具有保护传感器与内圈弹簧的作用。

每组簧中簧的工作原理：感应板6与感应弹簧1连接，（由于其外形为呈台阶装的圆柱形，通过外环与外圈弹簧2配合，可上下滑动）受到压力时，感应弹簧1下降，传感器3接受到压力开始分析数据。当压力过大时，感应板6的止口63与外圈弹簧2上表面接触，外圈弹簧2受力以避免感应弹簧1压到最底部。外圈弹簧2和感应弹簧1都设有限位块（第一限位块4和第二限位块5），可避免弹簧受力时有水平方向的位移。

实施例二：对于实施例一的技术方案，使用者在站立、坐在床垫上、在床垫上蹦跳或做运动时，当受力面积较小时，可能出现全部受力都压在受力点下面的较少的几个弹簧上的情况，导致弹簧损坏或导致设计时须将弹簧的弹性系数增大，但弹性系数过大会导致用户体验下降。因此，本实施例中将大弹簧（外圈弹簧2）通过网连结构（纵向排列的外圈弹簧2的间隙可用连接环40连接，再加连接扣50）连接到一起，组成弹簧组，如图5所示，这样，人体站立、用力坐或做运动等情况下，不会出现只接触到两三个弹簧的情况，而是整个大弹簧组同时受力，这样，相当于将整组大弹簧并联起来，整体达到相同的弹性系数时，单个大弹簧的弹性系数则可以有效减小，从而达到降低成本和工艺要求的目的。

该模块结构上方安装由弹簧和钢圈编织而成的弹簧网（弹簧和弹簧、弹簧和钢圈（连接环40）之间用钢扣扣在一起），弹簧网刚好可以将感应弹簧包在其内部。且弹簧网总高度略低于感应弹簧，因此弹簧网对传感数据的影响可忽略不计。

当将上述模块10植入床垫20中时，如图3所示，为保持床垫20整体的柔软和舒适性，在相邻外圈弹簧2及外圈弹簧2和感应弹簧1之间的缝隙中，具体操作中可添加海绵、乳胶等软质材料进行填充，以保证更好的睡感。具体操作如下：

如图7所示，在一整块海绵上割出30个与传感器3位置相应的通孔30，海绵高度与感应弹簧1总高度持平。然后将海绵放置在支撑结构上方，令海绵的各个通孔30均包裹住感应弹簧1及外圈弹簧2；使得整体结构整洁美观，同时当有人在床垫上睡眠或其他动作时，保证弹簧之间不会相互接触而产生响声而影响睡感。

实施例三：本实施例为最基本的弹簧床垫结构，该实施例的床垫工艺简单，生产成本较低。在硬质的支撑材料表面设置独立弹簧，如图6，每个弹簧位于每个传感面板上并与传感器连接。该弹簧可以是塔式弹簧、直筒弹簧或者宽口窄身的弹簧，均可选用。弹簧的弹性系数不宜过大，过大的弹性系数会导致床垫过硬引起睡感不适；同时弹簧的弹性系数不宜过软，过软则当人体站立或用力坐在床垫上时，会出现弹簧已收缩至最低而出现接触到硬质物体的感觉，引起睡感不适。因此，此处取弹簧弹性系数及高度满足当普通成年人（70kg左右的体重）站立踩在床垫上时，弹簧不至于达到弹性极限缩至最低，且同时以保持人体没有接触到硬质物体的感觉为宜。在此，也可根据客户体重情况设置不同类型的床垫，例如I型对应常规体重的用户，II型对应体重超重的用户（例如，90Kg以上的体重），以使用户获得最佳使用体验。

本实施例中，也可以像实施例二一样，在一整块海绵上割出若干个与弹簧位置相应的通孔，弹簧下面设有传感器，海绵高度与弹簧总高度持平。然后将海绵放置在支撑结构上方，令海绵的各个通孔均包裹住弹簧；使得整体结构整洁美观，同时当有人在床垫上睡眠或其他动作时，保证弹簧之间不会相互接触而产生响声而影响睡感。

本发明提供的自动调节的床，具有以下有益效果：能够克服普通床无法根据人体睡姿及人体不同部位承受的压力自动调节的缺点，解决现有的床不能很好使人体的脊柱处于正常的生理曲线的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的。

Claims (7)

1.一种智能调节支撑模块，其特征在于，所述智能调节支撑模块包括感应弹簧、外圈弹簧、传感器、感应板、设置于所述感应弹簧底部的第一限位块，及设置于所述外圈弹簧底部的第二限位块，

所述感应弹簧略高于外圈弹簧，所述感应弹簧套装于所述外圈弹簧内且所述感应弹簧的底部连接所述传感器，所述外圈弹簧不与所述传感器接触，其中所述外圈弹簧为至少一个，所述第一限位块和第二限位块分别用于避免感应弹簧及外圈弹簧受外力作用沿水平方向移动，所述感应板设置于所述感应弹簧的顶部，且将外圈弹簧与感应弹簧隔离，

且所述感应板包括：感应板本体、设于所述感应板本体中部的安装槽及设于所述感应板本体外部圆周的止口，所述止口用于接触所述外圈弹簧以避免所述感应弹簧压到最低，所述安装槽顶部设有向内的倒角边，所述安装槽用于安设所述感应弹簧的一端部。

2.如权利要求1所述的智能调节支撑模块，其特征在于，所述感应板为圆柱形中空面盖，其为塑胶材质加工成型。

3.一种自动调节的床，包括如权利要求1或2所述的智能调节支撑模块，还包括床垫和与所述智能调节支撑模块连接的控制器，所述智能调节支撑模块设置于所述床垫中。

4.如权利要求3所述的自动调节的床，其特征在于，所述床垫设置有通孔，所述通孔数量与所述智能调节支撑模块的数量相同，所述智能调节支撑模块设置于所述通孔中，所述智能调节支撑模块顶部与所述床垫上表面平齐。

5.如权利要求3所述的自动调节的床，其特征在于，所述智能调节支撑模块进行纵横排列，纵向上相邻的两个智能调节支撑模块通过连接扣连接固定，横向上相邻的四个智能调节支撑模块通过连接环及连接扣连接，所述连接环与相邻的外圈弹簧顶部外圈相外切。

6.如权利要求5所述的自动调节的床，其特征在于，所述连接环和连接扣均为不锈钢材质或玻璃钢材质。

7.如权利要求3所述的自动调节的床，其特征在于，所述床垫为海绵床垫、乳胶床垫或记忆棉床垫，所述智能调节支撑模块下方设置有弹簧。