CN108991816A - 一种床垫 - Google Patents

Abstract

本发明适用于寝具技术领域，提供了一种床垫，包括床垫本体、设置于床垫本体内的多个形变装置、与形变装置一一对应且与形变装置连接的多个形变感应装置、设置于床垫本体外的控制器，以及与控制器电性连接的多个气泵；形变装置内设有用于在外力的作用下朝形变感应装置的方向传递形变的弹性腔体，形变感应装置包括U型管结构、容置于U型管结构内的导电液，以及设置于U型管结构远离弹性腔体的一端的第一弹片、第二弹片和第三弹片，第一弹片和第二弹片，以及第一弹片和第三弹片分别用于在被导电液触碰时接通并产生形变信号，气泵用于在控制器的控制下对弹性腔体内部进行升压或降压。本发明能够解决睡眠障碍问题，提升睡眠质量，达到健康睡眠效果。

Description

一种床垫

技术领域

本发明涉及寝具技术领域，特别涉及一种床垫。

背景技术

睡眠是人类不可缺少的一种生理现象。人的一生中，睡眠占了近1/3的时间，睡眠的质量好坏与人体健康与否有密切关系。随着城市化、现代化的加速，人们的压力越来越大，存在睡眠问题的人也越来越多。世界卫生组织调查显示，中国居民睡眠障碍的患病率高达42.7％，中国居民的失眠发生率高达38％，目前已明确属于睡眠障碍的疾病多达80余种。老人是睡眠呼吸暂停综合症(sleep apnea syndrome，SAS)的高发人群，比例达40％。

目前国内睡眠市场除了床垫、枕头等寝具以外，改善睡眠的保健类产品、治疗睡眠障碍的医疗产品和技术等多个层面也包含在内。最普遍为大众所接受的则是睡眠管理、睡眠监测中的智能硬件及移动应用产品，健康睡眠领域的创业方向以智能硬件居多，即智能硬件+APP的模式完成消费者的大数据分析后，制定个性化的睡眠模式。

现有技术中，对人体睡眠状态的监测通常采用摄像头拍照的形式来判断人体的睡眠状态，此种方式无法实时监测人体的睡眠状态，且监测数据不够准确。另外，市面上的床垫在使用一段时间后易发生变形，人体睡在变形的床垫上会感觉不适，进而影响人体的睡眠。

发明内容

本发明的目的在于提供一种床垫，旨在解决现有技术中的床垫不利于人体健康睡眠的技术问题。

本发明是这样实现的，一种床垫，包括床垫本体、设置于所述床垫本体内的多个形变装置、与所述形变装置一一对应且与所述形变装置连通的多个形变感应装置、设置于所述床垫本体外的控制器，以及与所述控制器电性连接的多个气泵；

所述形变装置内设有用于在外力的作用下朝所述形变感应装置的方向传递形变的弹性腔体，所述形变感应装置包括U型管结构、容置于所述U型管结构内的导电液，以及设置于所述U型管结构远离所述弹性腔体的一端的第一弹片、第二弹片和第三弹片，所述第一弹片和第二弹片，以及所述第一弹片和第三弹片分别用于在被所述导电液触碰时接通并产生形变信号，所述控制器用于接收和处理所述形变信号，所述气泵还与对应的所述弹性腔体连通且用于在所述控制器的控制下对所述弹性腔体内部进行升压或降压。弹性腔体是一个密封的腔体。

进一步地，所述第一弹片、第二弹片和第三弹片相互平行且间隔设置，所述第一弹片的一端延伸至所述导电液内，所述第二弹片的端面与所述导电液的液面之间距离小于所述第三弹片的端面与所述导电液的液面之间的距离。

进一步地，所述U型管结构包括U型管本体，以及盖设于所述U型管本体两端的第一端盖和第二端盖，所述U型管本体内具有用于容置所述导电液的容纳腔，所述第一弹片、第二弹片和第三弹片均插设于所述第二端盖上。

进一步地，所述第一弹片位于所述第二弹片与第三弹片之间。

进一步地，所述弹性腔体通过导管与所述U型管本体连通。

进一步地，所述弹性腔体靠近所述U型管本体的一端设有第一开口，所述第一端盖上开设有第二开口，所述导管的两端分别与所述第一开口和第二开口密封连接，且所述导管远离所述弹性腔体的一端延伸至所述U型管本体内。

进一步地，所述形变装置包括弹性层及紧贴所述弹性层表面设置的软质层，所述弹性层内具有所述弹性腔体。

进一步地，所述控制器包括分别与所述第一弹片、第二弹片和第三弹片电性连接且用于分析和计算所述形变信号的形变信号处理装置，与所述形变信号处理装置电性连接且用于判断所述形变信号的形变信号识别装置，与所述形变信号识别装置电性连接且用于将所述形变信号识别装置的信号判断结果反馈给下一级电控装置的信号反馈装置，以及与所述信号反馈装置电性连接且用于对所述信号反馈装置发出的形变信号进行信号处理后传递给所述气泵的气压调节装置。

进一步地，所述床垫本体沿其宽度方向依次分设为第一侧卧区、仰卧区和第二侧卧区，所述第一侧卧区、仰卧区和第二侧卧区均沿其长度方向分设有多个子单元，每一所述子单元内均设置有所述形变装置和形变感应装置。

进一步地，所述弹性腔体内填充有颗粒物和气体。

实施本发明的一种床垫，具有以下有益效果：

第一、当人体自然躺卧于床垫上时，形变装置会发生形变，而形变感应装置此刻可感应形变装置的形变并产生形变信号，实现了人体睡眠状态的实时监测，其所采集的数据为实时数据；

第二、当形变装置产生形变时，会挤压其内的弹性腔体朝形变感应装置的方向传递形变，使得U型管结构内的导电液的左侧液面下降，右侧液面上升，并最终触碰第一弹片和第二弹片，或第一弹片和第三弹片接通并产生形变信号，在床垫中，通过采集多个形变感应装置的形变信号即可得到人体睡眠时的行为状态，相比于传统摄像头的方式，本发明采集的睡眠状态数据，其精度和灵敏度更高；

第三、通过采用控制器接收和处理形变信号，并控制气泵对弹性腔体内部进行升压或降压，以实现床垫的形状的自动调节，进而满足人体行为状态的需求，从而解决睡眠障碍问题，提升睡眠质量，达到健康睡眠效果；

第四、本发明根据对人体睡眠状态的自动识别、自动调节床垫形状，以适应人体行为需要，其可靠性和准确性高。

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是本发明实施例提供的形变装置与形变感应装置的立体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的形变装置与形变感应装置的剖视图；

图3是本发明实施例提供的形变装置、形变感应装置、控制器及气泵的连接结构框图；

图4是本发明实施例提供的床垫的立体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的床垫的分区示意图；

图6是本发明实施例提供的人体在床垫上仰卧的侧视图；

图7是本发明实施例提供的人体在床垫上侧卧的侧视图。

上述附图所涉及的标号明细如下：

1-形变装置；11-弹性层；111-第一开口；12-软质层；2-形变感应装置；21-第一弹片；22-第二弹片；23-第三弹片；24-U型管本体；25-导电液；26-第一端盖；27-第二端盖；3-控制器；31-形变信号处理装置；32-形变信号识别装置；33-信号反馈装置；34-气压调节装置；4-气泵；5-导管；6-电缆线；7-床垫本体；71-第一侧卧区；72-仰卧区；73-第二侧卧区；8-导气管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1至图3及图4所示，本发明实施例提供的床垫包括床垫本体7、多个形变装置1、多个形变感应装置2、控制器3和多个气泵4。其中，多个形变装置1和多个形变感应装置2一一对应且相互连通，多个形变装置1和多个形变感应装置2均设置于床垫本体7内。控制器3和多个气泵4设置于床垫本体7外，气泵4与控制器3电性连接且受控制器3的控制，且气泵4的个数与形变装置1的个数对应。可以理解的是，控制器3的个数可以是一个，此时通过一个控制器3与多个形变感应装置2和多个气泵4连接，实现控制器3对多个气泵4的独立控制；控制器3的个数也可以是与形变感应装置2的个数对应，此时每一控制器3与对应的形变感应装置2和气泵4连接。

进一步地，形变装置1用于在外力的作用下发生形变，形变感应装置2用于感应形变装置1的形变并产生相应的形变信号。控制器3与形变感应装置2电性连接且用于接收和处理形变感应装置2的形变信号。气泵4与控制器3电性连接且用于在控制器3的控制下进行工作，气泵4还与形变装置1连接且用于在控制器3的控制下对形变装置1内部进行升压或降压。

具体地，当控制器3获取到形变装置1内的压力低于正常工作状态的形变信号时，则控制气泵4对形变装置1进行充气，以使其内部的压力升高，直至处于正常工作状态；当控制器3获取到形变装置1内的压力高于正常工作状态的形变信号时，则控制气泵4对形变装置1进行放气，以使其内部的压力降低，直至处于正常工作状态。其中，正常工作状态是指人体外力作用与形变装置1上时，形变装置1自然变形的状态。

进一步地，上述形变装置1内设置有弹性腔体，该弹性腔体用于在人体外力的作用下朝形变感应装置2的方向传递形变，即弹性腔体的上侧、下侧、前侧、后侧和左侧均被限制形变，使得弹性腔体只能往右侧发生形变，该右侧即指朝向形变感应装置2的一侧，此时便于形变感应装置2感应弹性腔体的形变，以增强其精度和灵敏度。每一气泵4与对应的弹性腔体连通且用于在控制器3的控制下对弹性腔体内部进行升压或降压。该弹性腔体是一个密封的腔体。

进一步地，形变感应装置2包括U型管结构、导电液25、第一弹片21、第二弹片22和第三弹片23。其中，导电液25容置于U型管结构内，且导电液25用于感应弹性腔体的形变，并在感受到形变时发生位移，即在感受到弹性腔体的形变时，U型管结构内的左侧液面下降，右侧液面上升。第一弹片21、第二弹片22和第三弹片23设置于U型管结构远离弹性腔体的一端上，第一弹片21和第二弹片22用于在被导电液25触碰时相互接通并产生形变信号，第一弹片21和第三弹片23用于在被导电液25触碰时相互接通并产生形变信号。可以理解的是，在本发明实施例中，第一弹片21、第二弹片22和第三弹片23均用作电极。

当人体自然躺卧在床垫上时，会挤压弹性腔体，进而推动导电液25触碰第一弹片21和第二弹片22接通，维持正常状态；当人体刻意使弹性腔体内的局部压力减小时，会致第一弹片21和第二弹片22断开，此时需要通过控制器3控制气泵4对弹性腔体进行充气；在正常工作状态下，当人体刻意使弹性腔体内的局部压力增大时，将推动导电液25触碰第二弹片22和第三弹片23接通，此时需要通过控制器3控制气泵4对弹性腔体进行抽气。

在本发明实施例中，床垫本体7与人体头部接触的上端面采用软性材质制成，其不会影响人体作用于形变装置1上的压力。

实施本发明实施例的一种床垫，至少具有以下有益效果：

第一、当人体自然躺卧于床垫上时，形变装置1会发生形变，而形变感应装置2此刻可感应形变装置1的形变并产生形变信号，实现了人体睡眠状态的实时监测，其所采集的数据为实时数据；

第二、当形变装置1产生形变时，会挤压其内的弹性腔体朝形变感应装置2的方向传递形变，使得U型管结构内的导电液25的左侧液面下降，右侧液面上升，并最终触碰第一弹片21和第二弹片22，或第一弹片21和第三弹片23接通并产生形变信号，在床垫中，通过采集多个形变感应装置2的形变信号即可得到人体睡眠时的行为状态，相比于传统摄像头的方式，本发明采集的睡眠状态数据，其精度和灵敏度更高；

第三、通过采用控制器3接收和处理形变信号，并控制气泵4对弹性腔体内部进行升压或降压，以实现床垫的形状的自动调节，进而满足人体行为状态的需求，从而解决睡眠障碍问题，提升睡眠质量，达到健康睡眠效果；

第四、本发明根据对人体睡眠状态的自动识别、自动调节床垫形状，以适应人体行为需要，其可靠性和准确性高。

进一步地，结合图2，在本发明的一个实施例中，第一弹片21、第二弹片2222和第三弹片23相互平行且间隔设置，且第一弹片21的一端延伸至导电液25内，第二弹片22的端面与导电液25的液面之间距离小于第三弹片23的端面与导电液25的液面之间的距离。

进一步地，在本发明的一个实施例中，U型管结构包括U型管本体24、第一端盖26和第二端盖27。其中，U型管本体24两端开口，且U型管本体24内具有用于容置导电液25的容纳腔，第一端盖26和第二端盖27分别盖设于U型管本体24两端的开口上，上述第一弹片21、第二弹片22和第三弹片23均插设于第二端盖27上。在本实施例中，导电液25未充满U型管本体24的容纳腔。优选地，第一弹片21、第二弹片22和第三弹片23均与第二端盖27垂直。

进一步地，在本实施例中，第一弹片21位于第二弹片22与第三弹片23之间，且第一弹片21与第二弹片22之间的距离等于第一弹片21与第三弹片23之间的距离。

进一步地，在本发明的一个实施例中，弹性腔体通过导管5与U型管本体24连通，进而实现形变组件与形变感应组件的连通。具体地，在弹性腔体靠近U型管本体24的一端开设有第一开口111，相应地，在第一端盖26上开设有第二开口，该第一开口111和第二开口的形状和大小相同。在本实施例中，导管5的两端分别与第一开口111和第二开口密封连接，且导管5远离弹性腔体的一端延伸至U型管本体24内。

优选地，导管5呈L字型，以便于连通弹性腔体和U型管本体24。

进一步地，在本发明的一个实施例中，导管5与第一端盖26之间、第一端盖26与U型管本体24之间、第二端盖27与U型管本体24之间、第一弹片21与第二端盖27之间、第二弹片22与第二端盖27之间，以及第三弹片23与第二端盖27之间均密封连接。在本实施例中，当弹性腔体受压后，U型管本体24右侧的导电液25的液面上升，致使第一弹片21和第二弹片22导通，这时弹性腔体处于正常受压状态；当人体局部刻意按压弹性腔体时，U型管本体24右侧的导电液25将继续上升，致使第一弹片21和第三弹片23导通，这时，弹性腔体需要排气，以降低压强；当弹性腔体正常受压时，若人体局部刻意减压，则U型管本体24右侧的导电液25的液面会下降，致使第一弹片21和第二弹片22断开，这时弹性腔体需要加气。

进一步地，在本发明的一个实施例中，形变装置1包括弹性层11和软质层12。其中，弹性层11内具有上述弹性腔体且弹性层11具有在外力作用下发生形变的能力，软质层12紧贴弹性层11的表面设置，该软质层12不具备形变能力，且用于限制弹性层11的形变方向。优选地，弹性层11和软质层12均呈椭圆形。

进一步地，在本发明的一个实施例中，控制器3包括依次电性连接的形变信号处理装置31、形变信号识别装置32、信号反馈装置33和气压调节装置34。其中，形变信号处理装置31分别与第一弹片21、第二弹片22和第三弹片23电性连接，且该形变信号处理装置31用于分析和计算上述形变信号。

形变信号识别装置32的作用是对形变信号进行判断，依据其原始状态的“无信号”和“有信号”产生，可判断出形变装置1是否有受到外力的作用：当没有外力作用时，第一弹片21和第二弹片22、第一弹片21和第三弹片23相互之间是不会接通的，此时，不会有形变信号产生，因此形变装置1没有受到外力作用；当有外力作用时，第一弹片21和第二弹片22、第一弹片21和第三弹片23相互之间是会接通的，此时，会有形变信号产生，因此形变装置1有受到外力作用。同时，依据第一弹片21和第二弹片22，以及第一弹片21和第三弹片23有无形变信号，判断是否需要对弹性腔体进行升压或降压。

信号反馈装置33的作用是把形变信号识别装置32的信号判断结果反馈给下一级电控装置，如电器装置，用以决定下一级电控装置的工作状态是否“打开”或“关闭”，也就是可实现终端智能控制。

气压调节装置34的作用是对信号反馈装置33发出的形变信号进行信号处理后传递给气泵4。气泵4的作用是与形变装置1连接，根据气压调节装置34的信号启动气泵4，对形变装置1的内部气压进行升高或降低(也就是输入空气增加气压，或抽出空气降低气压)，以确保形变装置1的内部气压适应人体行为状态的要求。

在本实施例中，信号流的传递如下：外部压力作用于形变装置1，该形变装置1用作信号发生器；形变装置1作用于形变感应装置2，该形变感应装置2用作数据采集；形变感应装置2将信号传递给形变信号处理装置31，该形变信号处理装置31用于数据分析及云计算；形变信号处理装置31将信号传递给形变信号识别装置32，该形变信号识别装置32用于信号判断；形变信号识别装置32将信号传递给信号反馈器；信号反馈器将信号输出给气压调节装置34；气压调节装置34将信号输出给气泵4；气泵4调节形变装置1的气压。

这种人体行为自然状态下，触碰到变形物体时，导致形变感应装置2内部产生形变信号，形变信号经过信号处理、信号识别后，输出给控制形变装置1的气压调节装置34，可根据人体的行为需要自动调节床垫的形状，以满足人体行为的要求。

进一步地，第一弹片21、第二弹片22和第三弹片23分别通过电缆线6与形变信号处理装置31电性连接，气压调节装置34通过电缆线6与气泵4电性连接，气泵4通过导气管8与弹性腔体连接。

进一步地，结合图4，在本发明的一个实施例中，床垫本体7沿其宽度方向依次分设为第一侧卧区71、仰卧区72和第二侧卧区73。其中，第一侧卧区71和第二侧卧区73对称设置于仰卧区72的两侧，且仰卧区72的宽度大于第一侧卧区71和第二侧卧区73的宽度。第一侧卧区71、仰卧区72和第二侧卧区73均沿其长度方向分设有多个子单元，每一子单元内均设置有形变装置1和形变感应装置2。在本实施例中，通过在子单元的底部设置导气管8，将形变装置1内的弹性腔体与气泵4连通。

具体地，结合图5和图7，在本实施例中，第一侧卧区71分为C1、C2、C3、C4和C5共五个子单元，第二侧卧区73分为B1、B2、B3、B4和B5共五个子单元。其中，当人体侧卧于第一侧卧区71时，C1区域与人体的头部位置对应，C2区域与人体的背部位置对应，C3区域与人体的腰部位置对应，C4区域与人体的臀部位置对应，C5区域与人体的腿部位置对应。当人体侧卧于第二侧卧区73时，B1区域与人体的头部位置对应，B2区域与人体的背部位置对应，B3区域与人体的腰部位置对应，B4区域与人体的臀部位置对应，B5区域与人体的腿部位置对应。

进一步地，结合图5和图6，仰卧区72分为A1、A2、A3、A4、A5和A6共六个子单元。当人体仰卧于仰卧区72时，A1区域与人体的头部位置对应，A2区域与人体的背部位置对应，A3区域与人体的腰部位置对应，A4区域与人体的臀部位置对应，A5区域与人体的大腿部位置对应，A6区域与人体的小腿部位置对应。

优选地，在弹性腔体内填充有颗粒物和气体，以提高人体躺卧的舒适性，进而提高睡眠质量，达到健康睡眠效果。其中，颗粒物沉淀于弹性腔体的底部。

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 (10)

1.一种床垫，其特征在于，包括床垫本体、设置于所述床垫本体内的多个形变装置、与所述形变装置一一对应且与所述形变装置连通的多个形变感应装置、设置于所述床垫本体外的控制器，以及与所述控制器电性连接的多个气泵；

所述形变装置内设有用于在外力的作用下朝所述形变感应装置的方向传递形变的弹性腔体，所述形变感应装置包括U型管结构、容置于所述U型管结构内的导电液，以及设置于所述U型管结构远离所述弹性腔体的一端的第一弹片、第二弹片和第三弹片，所述第一弹片和第二弹片，以及所述第一弹片和第三弹片分别用于在被所述导电液触碰时接通并产生形变信号，所述控制器用于接收和处理所述形变信号，所述气泵还与对应的所述弹性腔体连通且用于在所述控制器的控制下对所述弹性腔体内部进行升压或降压。

2.如权利要求1所述的床垫，其特征在于，所述第一弹片、第二弹片和第三弹片相互平行且间隔设置，所述第一弹片的一端延伸至所述导电液内，所述第二弹片的端面与所述导电液的液面之间距离小于所述第三弹片的端面与所述导电液的液面之间的距离。

3.如权利要求2所述的床垫，其特征在于，所述U型管结构包括U型管本体，以及盖设于所述U型管本体两端的第一端盖和第二端盖，所述U型管本体内具有用于容置所述导电液的容纳腔，所述第一弹片、第二弹片和第三弹片均插设于所述第二端盖上。

4.如权利要求3所述的床垫，其特征在于，所述第一弹片位于所述第二弹片与第三弹片之间。

5.如权利要求3所述的床垫，其特征在于，所述弹性腔体通过导管与所述U型管本体连通。

6.如权利要求5所述的床垫，其特征在于，所述弹性腔体靠近所述U型管本体的一端设有第一开口，所述第一端盖上开设有第二开口，所述导管的两端分别与所述第一开口和第二开口密封连接，且所述导管远离所述弹性腔体的一端延伸至所述U型管本体内。

7.如权利要求1所述的床垫，其特征在于，所述形变装置包括弹性层及紧贴所述弹性层表面设置的软质层，所述弹性层内具有所述弹性腔体。

8.如权利要求1至7任一项所述的床垫，其特征在于，所述控制器包括分别与所述第一弹片、第二弹片和第三弹片电性连接且用于分析和计算所述形变信号的形变信号处理装置，与所述形变信号处理装置电性连接且用于判断所述形变信号的形变信号识别装置，与所述形变信号识别装置电性连接且用于将所述形变信号识别装置的信号判断结果反馈给下一级电控装置的信号反馈装置，以及与所述信号反馈装置电性连接且用于对所述信号反馈装置发出的形变信号进行信号处理后传递给所述气泵的气压调节装置。

9.如权利要求1至7任一项所述的床垫，其特征在于，所述床垫本体沿其宽度方向依次分设为第一侧卧区、仰卧区和第二侧卧区，所述第一侧卧区、仰卧区和第二侧卧区均沿其长度方向分设有多个子单元，每一所述子单元内均设置有所述形变装置和形变感应装置。

10.如权利要求9所述的床垫，其特征在于，所述弹性腔体内填充有颗粒物和气体。