CN108887996B - 弹性可调模块、家居产品及家居产品的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于家居产品技术领域，尤其涉及一种弹性可调模块、家居产品及家居产品的控制方法。弹性可调模块包括控制板、与控制板电连接的电机、齿轮箱、若干弹性系数不同的弹簧和上盖，电机固定于齿轮箱的底部，电机的主轴与齿轮箱的输入端固定连接，齿轮箱的输出端设有若干嵌装槽，各弹簧相互嵌套且各弹簧的底部分别与各嵌装槽连接，上盖套设在最外侧的弹簧之外并与弹簧的顶部固定连接，且上盖与齿轮箱之间设有用于限制上盖相对于齿轮箱周向转动的限位结构。本发明的弹性可调模块的弹性系数可以根据需求实现调节，避免出现过硬或者过软的现象，那么当弹性可调模块应用在家居产品上时，可以实现调整家居产品的软硬度，为人体提供更加的体验。

Description

弹性可调模块、家居产品及家居产品的控制方法

技术领域

本发明属于家居产品技术领域，尤其涉及一种弹性可调模块、家居产品及家居产品的控制方法。

背景技术

家居产品，例如席梦思床垫最早是1876年前由美国商人扎尔蒙·席梦思发明的一种用布包着的弹簧床垫，它解决了原来床板硬，睡在上面不舒服的问题。经过不断的发展，人们生活品质的提高，对床垫的需求也不断提升。采用电动排骨架进行颈部深度保护，采用气动或电动进行按摩保健，在床垫内设置传感器进行睡眠监测和定时唤醒。虽然各种新功能的加入，但睡眠舒适度是床垫的最根本功能。由于床垫硬度过硬或过软，可能导致人体睡眠体验不佳，睡眠质量不高，现有床垫在智能感知人体睡眠质量，自动调节床垫硬度等方面仍无法满足多元化的消费需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弹性可调模块、家居产品及家居产品的控制方法，旨在解决现有技术中的家居产品存在硬度过硬或过软的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种弹性可调模块，包括控制板、与控制板电连接的电机、齿轮箱、若干弹性系数不同的弹簧和上盖，所述电机固定于所述齿轮箱的底部，且所述电机的主轴与所述齿轮箱的输入端固定连接，所述齿轮箱的输出端设有用于适配各所述弹簧的嵌装槽，各所述弹簧相互嵌套且各所述弹簧的底部分别与各所述嵌装槽连接，所述上盖套设在最外侧的所述弹簧之外并与所述弹簧的顶部固定连接，且所述上盖与所述齿轮箱之间设有用于限制所述上盖相对于所述齿轮箱周向转动的限位结构。

本发明的有益效果：本发明的弹性可调模块，当上盖的顶面受到压力时，弹簧可压缩一定量，上盖下降一定高度，当压力达到一定程度后，上盖的下降高度达到原预留的距离，上盖与齿轮箱的上端面接触，上盖停止下降，上盖与齿轮箱之间成硬接触；当需要调节弹簧的硬度时，电机启动后正向转动，通过齿轮箱的输入端带动齿轮箱转动，齿轮箱的输出端带动弹簧的底部的下端面转动，当转动角度为A1时，有其中一个弹簧扭转。当转动到角度A2时，有两个弹簧扭转。扭转的弹簧数量多，弹性可调模块的总弹性系数大，硬度越硬，当需要减少弹簧的弹性系数时，电机启动后反向转动即可。如此，弹性可调模块的弹性系数可以根据需求实现调节，避免出现过硬或者过软的现象，那么当弹性可调模块应用在家居产品上时，可以实现调整家居产品的软硬度，进而避免家居产品的硬度出现过硬或过软的现象，为人体的依靠、躺坐、睡眠等提供更加的体验，满足人们对家居产品多元化的消费需求。

本发明采用的另一技术方案是：一种家居产品，包括表层和包覆于所述表层内部的芯层，所述芯层包括依序由上至下布置的上层、中层和下层，所述中层内设有上述的弹性可调模块，所述家居产品还包括控制器和感应器，所述感应器设于各所述弹性可调模块的上方，且所述感应器固定安装于所述上层或者所述上盖，所述控制器与所述感应器电性连接。

本发明的家居产品，由于使用有上述的弹性可调模块，当设置的感应器感应到弹性可调模块的弹性系数时，可以通过控制器控制弹性可调模块的弹性系数，如此实现调节家居产品的软硬度，避免家居产品出现过硬或者过软的现象，为人体的依靠、躺坐、睡眠提供更加的体验，满足人们对家居产品多元化的消费需求。

本发明采用的又一技术方案是：一种上述的家居产品的控制方法，包括以下步骤：

S01：所述控制器通过各所述感应器的压力或位移的分布，判断躺在所述上层上的人员的数量和睡姿；

S02：所述控制器根据判断获得的人员的数量和睡姿控制调整不同位置的所述弹性可调模块的弹性系数。

本发明的家居产品的控制方法，可以根据各感应器的压力或位移的分布，判断躺在上层上的人员的数量和睡姿，并通过控制器根据判断获得的人员的数量和睡姿控制调整不同位置的弹性可调模块的弹性系数，如此实现调节家居产品的软硬度，避免家居产品出现过硬或者过软的现象，为人体的睡眠提供更加的体验，提高睡眠质量，满足人们对家居产品多元化的消费需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的弹性可调模块的剖切视图。

图2为本发明实施例提供的家居产品的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的家居产品的芯层的结构分解示意图。

图4为本发明实施例提供的家居产品的上盖的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

1—弹性可调模块 2—表层 3—芯层

4—上层 5—中层 6—下层

10—电机 20—齿轮箱 21—箱体

22—齿轮传动机构 23—下轴承 24—上轴承

30—弹簧 40—上盖 41—弹簧槽

42—支撑台阶 43—抵接筋 50—垫片

211—敞开口 212—嵌装槽 221—偏心轴

222—第一内齿轮 223—第二内齿轮 224—第一外齿轮

225—第二外齿轮。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～4描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义。

实施例一。

如图1所示，本实施例提供的一种弹性可调模块1，其包括控制板(图未示)、与控制板电连接的电机10、齿轮箱20、若干弹性系数不同的弹簧30和上盖40，电机10的工作通过其内置的芯片控制，所述电机10固定于所述齿轮箱20的底部，且所述电机10的主轴与所述齿轮箱20的输入端固定连接，所述齿轮箱20的输出端设有用于适配各所述弹簧30的嵌装槽212，各所述弹簧30相互嵌套且各所述弹簧30的底部分别与所述齿轮箱20的输出端的各所述嵌装槽212连接，所述上盖40套设在所述弹簧30之外并与所述弹簧30的顶部固定连接，且所述上盖40与所述齿轮箱20之间设有用于限制所述上盖40相对于所述齿轮箱20周向转动的限位结构(图未示)。限位结构的设置是用于防止弹簧30被齿轮箱20带动旋转时上盖40被迫带动转动，也就是说可以实现防止上盖40周向转动，上盖40只能够在弹性力的作用下实现上下方向的运动，即上盖40可以相对于齿轮箱20上下运动。

进一步地，限位结构可以是凸起结构与凹陷结构的配合，分别在上盖40和齿轮箱20上设置凸起结构与凹陷结构，如此通过凸起结构与凹陷结构的配合，限制住上盖40相对于齿轮箱20周向转动。

本发明实施例的弹性可调模块1，其通过内置的控制板实现总控制。

本发明实施例的弹性可调模块1，当上盖40的顶面受到压力时，弹簧30可压缩一定量，上盖40下降一定高度，当压力达到一定程度后，上盖40的下降高度达到原预留的距离，上盖40与齿轮箱20的上端面接触，上盖40停止下降，上盖40与齿轮箱20之间成硬接触；当需要调节弹簧30的弹性系数时，电机10启动后正向转动，通过齿轮箱20的输入端带动齿轮箱20转动，齿轮箱20的输出端带动弹簧30的底部的下端面转动，当转动角度为A1时，有其中一个弹簧30扭转。当转动到角度A2时，有两个弹簧30扭转。扭转的弹簧30数量多，弹性可调模块1的总弹性系数大，硬度越硬。当需要减少弹簧30的弹性系数时，电机10启动后反向转动即可。如此，弹性可调模块1的弹性系数可以根据需求实现调节，避免出现过硬或者过软的现象，那么当弹性可调模块1应用在家居产品上时，可以实现调整家居产品的软硬度，进而避免家居产品的硬度出现过硬或过软的现象，为人体的依靠、躺坐、睡眠等提供更加的体验，例如可以提高睡眠质量，满足人们对家居产品多元化的消费需求。

弹性可调模块1中的电机10可以是直流电机、交流电机、有刷电机、无刷电机、步进电机、伺服电机等，根据实际需求选择。

如图1所示，本实施例中，所述上盖40之内的顶部设有弹簧槽41，所述弹簧30的顶部嵌设固定在所述弹簧槽41内。具体地，上盖40的内部上方位置的结构具有一定的厚度，如此可以在厚度结构中设置弹簧槽41，安装弹簧30时，将弹簧30的顶部嵌设固定在弹簧槽41内，如此可以加强固定弹簧30的稳定性。当然，弹簧30还可以通过紧固件或者钢丝等方式固定在弹簧槽41内。或者，弹簧30可以焊接在弹簧槽41内。

如图1所示，本实施例中，所述上盖40之内的周壁设有支撑台阶42，所述上盖40位于所述支撑台阶42之下的部位套设于所述齿轮箱20的外部，且所述支撑台阶42位于所述齿轮箱20的顶部之上。具体地，支撑台阶42作为上盖40的支撑位，其在上盖40向下运动时，可以与齿轮箱20的顶部抵接，上盖40与齿轮箱20实现硬接触，如此可以限定上盖40下行的行程，避免上盖40的向下运动对其他部件造成损伤。

如图2所示，进一步地，所述支撑台阶处设有垫片50，所述垫片50套设在最外侧的所述弹簧之外。支撑台阶处设置的垫片50用于减小支撑台阶与齿轮箱顶部之间的碰撞力，确保上盖和齿轮箱的使用更加稳定和可靠。

如图4所示，进进一步地，所述上盖的内壁设有若干环形布置且沿竖直方向延伸的抵接筋43，所述抵接筋43与所述齿轮箱的外壁抵接。抵接筋43的设置可以减小上盖的内部与齿轮箱外壁之间的摩擦和晃动

如图1所示，支撑台阶42的形成可以在通过设定上盖40的内部在高度位置上形成厚度差而成型，例如上盖40更靠近齿轮箱20的内壁厚度更薄，而上盖40较远离齿轮箱20的内壁的厚度较厚，如此在厚度不一致的上盖40的内壁之间形成支撑台阶42。

如图1所示，本实施例中，所述齿轮箱20包括箱体21和齿轮传动机构22，箱体21用于供齿轮传动机构22安装和支撑，并且用于保护齿轮传动机构22。

具体地，所述齿轮传动机构22设于所述箱体21内，且所述齿轮传动机构22的输入端与所述电机10的主轴固定连接、输出端与所述弹簧30的底部固定连接。

本实施例中，所述齿轮传动机构22包括偏心轴221、第一内齿轮222、第二内齿轮223、第一外齿轮224和第二外齿轮225；齿轮箱20的输入端和输出端均为齿轮传动机构22的一部分结构，其中，偏心轴221的下端作为齿轮箱20的输入端，第二内齿轮223作为齿轮箱20的输出端。

如图1所示，进一步地，所述偏心轴221下端通过下轴承23与所述箱体21的底部连接，所述第一内齿轮222固定连接于所述箱体21的内壁，优选地，第一内齿轮222一体成型在箱体21的内壁上，所述第一外齿轮224和所述第二外齿轮225均设于所述箱体21内并通过所述偏心轴221穿设固定连接，且所述第一外齿轮224的端面与所述第二外齿轮225的端面固定连接，所述第一外齿轮224与所述第一内齿轮222啮合，所述箱体21的顶部具有敞开口211，所述第二内齿轮223设于所述敞开口211处并通过上轴承24与所述偏心轴221的上端连接，所述第二外齿轮225与所述第二内齿轮223啮合；第二外齿轮225通过箱体21顶部设置的敞开口211得以确保外露出箱体21，这样第二外齿轮225作为输出端可以便于与动作部件连接，并且第二外齿轮225的转动可以通过与其啮合的第二内齿轮223带动，而第一外齿轮224和第二外齿轮225是相互固定在一起的，可以是一体成型或者后期组装连接的，即第一外齿轮224和第二外齿轮225同时由偏心轴221带动，偏心轴221则由电机10的主轴带动转动而实现转动。

如图1所示，更进一步地，所述电机10固定于所述箱体21的底部，且所述电机10的主轴与所述偏心轴221的下端固定连接，所述弹簧30的底部与所述第二内齿轮223的顶部固定连接。

具体地，电机10的主轴转动而带动偏心轴221转动，此时连接在偏心轴221上的第一外齿轮224和第二外齿轮225同时转动，由于第一外齿轮224与第一内齿轮222啮合以及第二外齿轮225与第二内齿轮223啮合，那么最终是输出动力在第二内齿轮223上，第二内齿轮223最终实现转动从而带动连接于其上的弹簧30旋转。

本实施例中，所述齿轮传动机构22为具有自锁功能的结构的行星齿轮传动机构，优选地，行星齿轮传动机构为NN型行星齿轮传动机构。NN型行星齿轮传动机构也具有自锁功能的结构，该NN型行星齿轮传动机构的传动比大，反向驱动时具有自锁性。即正向驱动时，电机10可驱动齿轮箱20转动，带动弹簧30扭转，反向驱动时，弹簧30无法扭动齿轮箱20转动，如此可实现弹簧30调节后的保持，避免因为弹簧30由于自身的弹性力而复原。

实施例二。

如图1～3所示，本实施例提供的一种家居产品，包括表层2和包覆于所述表层2内部的芯层3，表层2对芯层3起到保护作用，所述芯层3包括依序由上至下布置的上层4、中层5和下层6，所述中层5内设有若干上述的弹性可调模块1，所述家居产品还包括控制器(图未示)以及数量与所述弹性可调模块1的数量相同的感应器(图未示)，各所述感应器分别对应设于各所述弹性可调模块1的上方，且各所述感应器固定安装于所述上层4或者所述上盖40，所述控制器与各所述感应器电性连接。具体地，本实施例的家居产品，由于使用有上述的弹性可调模块1，当设置的感应器感应到弹性可调模块1的弹性系数时，可以通过控制器控制弹性可调模块1的弹性系数，如此实现调节家居产品的软硬度，避免家居产品出现过硬或者过软的现象，为人体的依靠、躺坐、睡眠提供更加的体验，例如可以提高睡眠质量，满足人们对家居产品多元化的消费需求。

本实施例的家居产品在使用时，人员躺在芯层3的上层4时，设置在芯层3的上层4的感应器可感应人体对家居产品的压力，或者设置在弹性可调模块1内部的感应器可感应弹性可调模块1内的上盖40与齿轮箱20之间的位移。如此判断家居产品在某一位置需要支撑人员的硬度，进而通过控制器调整该位置处的单个或者多个弹性可调模块1的弹性系数，以适应人员的身体，例如，提高人体腰部区域的硬度，加强对人体腰部的支撑。

进一步地，上层4优选采用具有良好弹性的材料制成，以提高家居产品的舒适度；中层5则主要起到固定各模块化的弹性可调模块1；下层6优选固体材料制造，其主要用于安装和支撑弹性可调模块1。

本实施例中，所述控制器内设有用于与移动终端电信号连接的通信模块。即通信模块可以是无线通信模块或者有线通信模块。通过控制移动终端实现将信号传输到控制器上，再通过控制器控制各个弹性可调模块1的电机10工作。

具体地，所述通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee模块、GPRS模块、3G模块、4G模块或者5G模块、互联网连接模块。其中，蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee模块、GPRS模块、3G模块、4G模块或者5G模块即为无线通信模块，互联网连接模块即为有线通信模块。

本实施例中，各所述弹性可调模块1呈网格状面布置，且各所述弹性可调模块1沿所述中层5的长度方向和宽度方向等间距布置。

具体地，所述家居产品为床垫、坐垫、枕头或者沙发。

实施例三。

本实施例提供的一种家居产品的控制方法，其用于控制上述实施例二中的家居产品，具体包括以下步骤：

S01：所述控制器通过各所述感应器的压力或位移的分布，判断躺在所述上层4上的人员的数量和睡姿；控制器可以根据判断的人体的数量、平躺、侧卧、趴下等睡姿调整不同位置弹簧30模块的弹性系数。

S02：所述控制器根据判断获得的人员的数量和睡姿控制调整不同位置的所述弹性可调模块1的弹性系数。控制器可以对家居产品不同区域的弹性系数进行调节，用户可以选择预设模式进行快速调节，也可以对各个弹性可调模块1进行单独设置弹性系数。例如，控制器可以通过与手机、平板电脑等连接，然后通过手机或者平板电脑中的APP中预设软、中、硬等预设模式，最后可以快速地在APP中选择相关的模式实现控制各个弹性可调模块1的弹性系数。也可以不通过预设模式对弹性可调模块1实现控制，而单独控制某一个弹性可调模块1，以此选择适配的硬度支撑人体的某一位置。

即，在步骤S02中，所述控制器可根据APP预设模式调节或周期性调节不同位置的所述弹性可调模块1的弹性系数。

本发明实施例的家居产品的控制方法，可以根据各感应器的压力或位移的分布，判断躺在上层4上的人员的数量和睡姿，并通过控制器根据判断获得的人员的数量和睡姿控制调整不同位置的弹性可调模块1的弹性系数，如此实现调节家居产品的软硬度，避免家居产品出现过硬或者过软的现象，为人体的睡眠提供更加的体验，提高睡眠质量，满足人们对家居产品多元化的消费需求。

具体地，所述家居产品为床垫、坐垫或者沙发。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种弹性可调模块，其特征在于：包括控制板、与控制板电连接的电机、齿轮箱、若干弹性系数不同的弹簧和上盖，所述电机固定于所述齿轮箱的底部，且所述电机的主轴与所述齿轮箱的输入端固定连接，所述齿轮箱的输出端设有用于适配各所述弹簧的嵌装槽，各所述弹簧相互嵌套且各所述弹簧的底部分别与各所述嵌装槽连接，所述上盖套设在最外侧的所述弹簧之外并与所述弹簧的顶部固定连接，且所述上盖与所述齿轮箱之间设有用于限制所述上盖相对于所述齿轮箱周向转动的限位结构，所述限位结构用于防止所述弹簧被所述齿轮箱带动旋转时所述上盖被迫带动转动；其中，随着所述输出端的转动角度的增大，扭转的弹簧数量增加。

2.根据权利要求1所述的弹性可调模块，其特征在于：所述上盖之内的顶部设有弹簧槽，所述弹簧的顶部固定在所述弹簧槽内。

3.根据权利要求1所述的弹性可调模块，其特征在于：所述上盖之内的周壁设有支撑台阶，所述上盖位于所述支撑台阶之下的部位套设于所述齿轮箱的外部，且所述支撑台阶位于所述齿轮箱的顶部之上。

4.根据权利要求3所述的弹性可调模块，其特征在于：所述支撑台阶处设有垫片，所述垫片套设在最外侧的所述弹簧之外。

5.根据权利要求1所述的弹性可调模块，其特征在于：所述齿轮箱包括箱体和行星齿轮传动机构，所述行星齿轮传动机构设于所述箱体内，且所述行星齿轮传动机构的输入端与所述电机的主轴固定连接、输出端与所述弹簧的底部固定连接。

6.根据权利要求1～5任一项所述的弹性可调模块，其特征在于：所述上盖的内壁设有若干环形布置且沿竖直方向延伸的抵接筋，所述抵接筋与所述齿轮箱的外壁抵接。

7.一种家居产品，包括表层和包覆于所述表层内部的芯层，所述芯层包括依序由上至下布置的上层、中层和下层，其特征在于：所述中层内设有若干权利要求1～6任一项所述的弹性可调模块，所述家居产品还包括控制器和感应器，所述感应器设于各所述弹性可调模块的上方，且所述感应器固定安装于所述上层或者所述上盖，所述控制器与所述感应器电性连接。

8.根据权利要求7所述的家居产品，其特征在于：所述控制器内设有用于与移动终端电信号连接的通信模块。

9.根据权利要求8所述的家居产品，其特征在于：所述通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、ZigBee模块、GPRS模块、3G模块、4G模块或者5G模块、互联网连接模块。

10.根据权利要求7～9任一项所述的家居产品，其特征在于：各所述弹性可调模块整列布置。

11.根据权利要求7～9任一项所述的家居产品，其特征在于：所述家居产品为床垫、坐垫、枕头或者沙发。

12.一种权利要求7～11任一项所述的家居产品的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S01：所述控制器通过各所述感应器的压力或位移的分布，判断躺在所述上层上的人员的数量和睡姿；

S02：所述控制器根据判断获得的人员的数量和睡姿控制调整不同位置的所述弹性可调模块的弹性系数。

13.根据权利要求12所述的家居产品的控制方法，其特征在于：在步骤S02中，所述控制器可根据APP预设模式调节或周期性调节不同位置的所述弹性可调模块的弹性系数。