CN109171314B - 健康睡眠床及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种健康睡眠床及其调节方法，健康睡眠床包括床本体、信号源装置、充填装置、以及控制器，床本体具有供人体躺卧的躺卧面，信号源装置设于躺卧面一侧；信号源装置包括与充填装置连通的弹性囊、以及固定于弹性囊上的形变传感器，形变传感器包括与用于承受形变的形变接触层、中空的软管、以及软质层，软管夹设于形变接触层和软质层之间，软管内设有流体状或者粉末状的导电胶。本发明提供的健康睡眠床及其调节方法，可调节弹性囊的体积大小，调节躺卧面的形态，使躺卧于健康睡眠床上的人获取更加舒适的睡姿，如此获得更高的睡眠质量。

Description

健康睡眠床及其调节方法

技术领域

本发明属于寝具技术领域，更具体地说，是涉及一种健康睡眠床及其调节方法。

背景技术

睡眠是人类不可缺少的一项生理活动。人的一生中，睡眠占了接近三分之一的时间，睡眠的质量好坏与人体的健康有着密切的关系，良好的睡眠能够补充人体所需的能力，增强自身抵抗力，促进人体的正常生长发育。而随着城市化、现代化的加速，人们的压力越来越大，睡眠质量也在逐步下降。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。

国内睡眠市场除了普通的床垫等寝具以外，还有一些加强睡眠质量的保健类产品以及治疗睡眠障碍的医疗产品。市场上还有很多睡眠管理、睡眠监测中的智能硬件及移动应用产品，但是此类产品的功能均仅限于睡眠监测，无法真正的提高睡眠质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种健康睡眠床，以解决现有技术中存在的睡眠检测类产品仅能检测睡眠质量、无法有效提高睡眠质量的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种健康睡眠床，包括床本体、用于接收形变信号并将其转变为电信号的信号源装置、用于充填所述信号源装置的充填装置、以及用于分析所述电信号并将其反馈至所述充填装置的控制器，所述床本体具有供人体躺卧的躺卧面，所述信号源装置设于所述躺卧面一侧；所述信号源装置包括与所述充填装置连通的弹性囊、以及固定于所述弹性囊上的形变传感器，所述形变传感器包括与用于承受形变的形变接触层、中空的软管、以及软质层，所述软管夹设于所述形变接触层和所述软质层之间，所述软管内设有流体状或者粉末状的导电胶。

进一步地，所述信号源装置的数量为多个且均匀分布于所述躺卧面。

进一步地，所述床本体靠近所述躺卧面一侧填充有颗粒物。

进一步地，所述充填装置的出口端连接有导管，所述导管伸入所述床本体中且与所述弹性囊连通。

进一步地，所述软管的数量为多个，多个所述软管并排串联设置于所述形变接触层和所述软质层之间，形成软管组。

进一步地，所述软管组的两端均设有电导线，所述电导线的一端伸入所述导电胶中。

进一步地，所述形变接触层朝向所述软管一侧设有多个阵列分布的锥部，所述锥部的底端固定于所述形变接触层上，所述锥部的顶端与所述软管相抵接。

进一步地，所述软管的数量与所述锥部阵列的列数相同，同一列所述锥部抵接于同一根所述软管。

进一步地，所述弹性囊包括表皮层和设于所述表皮层内侧的弹性层，所述形变传感器贴设于所述表皮层。

本发明的另一目的在于提供一种健康睡眠床的调节方法，包括如下步骤：

通过信号源装置检测是否有压力作用于躺卧面；

若有压力作用于躺卧面，控制器根据信号源装置检测的结果分析并发送至充填装置；

充填装置根据分析结果向弹性囊充放介质，调节躺卧面的高度。

本发明提供的健康睡眠床及其调节方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明健康睡眠床通过在信号源装置中设置形变传感器检测床所受的压力的大小及承受压力的位置，并通过设置控制器分析压力所产生的电信号并形成指令，然后将指令传送至充填装置，使得充填装置可根据指令向形变传感器中的弹性囊充填介质或者放出介质，从而使得弹性囊的体积变大或者变小，调节躺卧面的形态，使躺卧于床上的人获取更加舒适的睡姿，如此获得更高的睡眠质量。

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健康睡眠床的结构图；

图2为本发明实施例提供的信号源装置的结构图；

图3为本发明实施例提供的控制器的示意图；

图4为本发明实施例采用的一种形变传感器的结构图；

图5为本发明实施例采用的一种形变传感器的爆炸图；

图6为本发明实施例采用的又一形变传感器的结构图；

图7为本发明实施例采用的又一形变传感器的爆炸结构图。

其中，图中各附图标记：

100-床本体；101-躺卧面；102-仰卧区；103-侧卧区；11-信号源装置；110-弹性囊；111-表皮层；1110-避让孔；112-弹性层；1120-通孔；113-形变传感器；1131-软质层；1132-软管；1133-形变接触层；1134-导电胶；1135-电导线；1136-锥部；12-控制器；13-充填装置；14-导管。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

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。

请一并参阅图1至图5，现对本发明提供的健康睡眠床进行说明。该健康睡眠床，包括床本体100、信号源装置11、充填装置13以及控制器12。信号源装置11用于接收形变信号并将其转变为电信号，床本体100具有供人体躺卧的躺卧面101，信号源装置11设于躺卧面101一侧，以便更好的接收人体躺、卧、坐、压时所产生的形变，提高信号源装置11检测形变的灵敏度。充填装置13用于充填信号源装置11，使得信号源装置11发生形变，提升健康睡眠床的整体舒适度。控制器12与信号源装置11及充填装置13均电连接，控制器12用于分析信号源装置11产生的电信号并将其反馈至充填装置13，使充填装置13对信号源装置11充填或者放出介质。信号源装置11包括弹性囊110、以及固定于弹性囊110上的形变传感器113，形变传感器113用于将形变信号转变为电信号，弹性囊110内充填有气体或者液体，气体的种类或者液体的种类此处不作限定，弹性囊110会根据其内气体或者液体的体积发生形变。例如，气体或者液体的体积大于弹性囊110自然状态下的体积时，弹性囊110膨胀增大。形变传感器113包括形变接触层1133、中空的软管1132和软质层1131，软管1132设于接触层和软质层1131之间，软管1132内设有流体状或者粉末状的导电胶1134。形变接触层1133与人体直接或者间接接触，人体卧、躺、坐在形变接触层1133上时，形变接触层1133受到人体的压力而产生形变，软质层1131也在形变接触层1133和压力本身的作用下发生折弯现象，软管1132内的导电胶1134在折弯处形成断裂部位，导致导电胶1134与其他导电部件形成的导通回路在该断裂部位断开，形成断路，当检测到断路信号时，将该断路信号传输至控制器12，控制器12分析该断路信号，得出健康睡眠床所受压力大小及所受压力的位置，并将上述信息反馈至充填装置13，并根据该信息对弹性囊110充填或者放出介质。例如，信号源装置11检测到形变时，出线断路信号，控制器12分析得出断路点及断路点处的压力，然后控制充填装置13对断路点处的弹性囊110放出部分介质，减小弹性囊110的体积，提升舒适度。

本发明提供的健康睡眠床，与现有技术相比，本发明健康睡眠床通过在信号源装置11中设置形变传感器113检测床本体所受的压力的大小及承受压力的位置，并通过设置控制器12分析压力所产生的电信号并形成指令，然后将指令传送至充填装置13，使得充填装置13可根据指令向形变传感器113中的弹性囊110充填介质或者放出介质，从而使得弹性囊110的体积变大或者变小，调节躺卧面101的形态，使躺卧于健康睡眠床上的人获取更加舒适的睡姿，如此获得更高的睡眠质量。

请参阅图1，作为本发明提供的健康睡眠床的一种具体实施方式，信号源装置11的数量为多个且均匀分布于躺卧面101。信号源装置11内设弹性囊110，因此可调节其大小，改变躺卧面101的整体形态。当躺卧面101上均匀分布多个信号源装置11时，可调节的区域增多，使得躺卧面101的整体形态变化的可能性增多，进一步增加调节的功能。在其他实施例中，多个信号源装置11均匀分布于床本体100对应头部枕卧的区域，便于重点监测睡眠时头部的位移及变化，并调节通过信号源装置11调节头部的姿势。更进一步地，床本体100包括仰卧区102、设于仰卧区102两侧的侧卧区102，将床本体100沿其宽度方向分成三部分，仰卧区102和每个侧卧区102上均至少设有一个信号源装置11，使人们在各个睡眠姿势时均能够根据其具体姿势调节弹性囊110的大小。

请继续参阅图1，作为本发明提供的健康睡眠床的一种具体实施方式，床本体100靠近躺卧面101一侧填充有颗粒物。颗粒物可设于信号源装置11的上侧或者下侧，颗粒物可为荞麦颗粒等，具有镇定安神、促进睡眠的作用。优选颗粒物设于头部枕躺区域。

请继续参阅图1，作为本发明提供的健康睡眠床的一种具体实施方式，充填装置13的出口端连接有导管14，导管14伸入床本体100中且与弹性囊110连通。充填装置13可选为气泵或者液泵，导管14用于输送气体或者液体。优选充填装置13的数量为一个，与充填装置13连接的导管14数量为多个，且导管14的数量与弹性囊110的数量相同。每个导管14上可设置阀门，需要充填或者放出介质时将阀门打开，反之将阀门关闭，便于实现每个信号源装置11的单独控制。导管14的一端与充填装置13连接，导管14的另一端伸入床本体100中，与弹性囊110连接。优选各个导管14从床本体100的同一侧伸入床本体100中，便于对导管14进行集中管理和控制。

请参阅图3，作为本发明提供的健康睡眠床的一种具体实施方式，控制器12包括信号处理装置、信号识别装置、信号反馈器及压力调节装置，信号处理装置与信号反馈器电连接，压力调节装置与充填装置13电连接。信号处理装置与信号源装置11电连接，用于对信号源装置11收集的形变信号进行分析、计算和处理。信号识别装置用于对分析处理后的信号进行判断，根据其电路状态判断信号源装置11是否受到外力的作用：当受到外力作用时，软管1132内的导电胶1134具有断点，电路为断路，此时信号源装置11受到外力的作用；当没有外力作用时，软管1132内的导电胶1134没有断点，电路为通路，此时信号源装置11没有受到外力的作用。信号反馈器用于把信号识别装置信号判断结果反馈给压力调节装置。压力调节装置根据信号反馈器发出的信号控制充填装置13的开关，确保每个弹性囊110的内部压力适应人体状态的要求。

进一步地，在其他实施例中，形变传感器113中的形变接触层1133与软质层1131一体成型，围合形成一个腔体，软管1132设于该腔体中。形变接触层1133可选为棉布、化纤料等纺织类物品，软质层1131可与形变接触层1133的材质相同，软质层1131也可由橡胶、硅胶类的软胶材质制成。

进一步地，作为本发明提供的健康睡眠床的一种具体实施方式，导电胶1134为云母粉、石墨粉、镍粉中的一种或多种，或者为导电银胶。当然，导电胶1134也为金、银、铜、铝、锌、铁等粉末中的一种或者多种组成，其材质此处不作限定。

请一并参阅图4至图7，作为本发明提供的健康睡眠床的一种具体实施方式，软管1132的数量为多个，多个软管1132并排串联设置于形变接触层1133和软质层1131之间，形成软管组。软管1132的数量此处不作限定，软管1132的数量可为1个、2个、3个等，其具体数量可根据所需检测压力区域的精度选定。相邻软管1132之间无缝隙接触或者呈预定间距设置。当相邻软管1132之间无缝隙接触时，软管1132所覆盖的区域内所有的压力信号均能够检测，检测精度较高。当相邻软管1132之间呈预定间距设置时，软管1132所辐射的区域内可能出现检测盲区，即在某些区域内存在压力信号时而没有检测到压力信号，但是该种结构可简化系统的负担，同时还能检测压力变化的趋势。多个软管1132串联设置，形成串联电路。具体地，第一个软管1132的首端和第二个软管1132的首端电连接，第二个软管1132的尾端和第三个软管1132的尾端电连接，第三个软管1132的首端和第四个软管1132的首端电连接，如此使得所有的软管1132形成一个串联电路。优选上述第一个软管1132和最后一个软管1132分别设于软管组的相对两侧。

请继续参阅图4至图7，作为本发明提供的健康睡眠床的一种具体实施方式，软管组的两端均设有电导线1135，电导线1135的一端伸入导电胶1134中，电导线1135的另一端与其他导电部件连接。其中，软管组的两端为软管组所形成的串联电路的两端。例如，软管组包括三个软管1132，第一个软管1132的首端和第二个软管1132的首端电连接，第二个软管1132的尾端和第三个软管1132的尾端电连接，则软管组的两端分别为第一个软管1132的尾端和第三个软管1132的首端，其中一根电导线1135的一端伸入第一个软管1132尾端的导电胶1134中，另一端连接于外部导电部件，另一根电导线1135的一端伸入第三个软管1132首端的导电胶1134中，另一端也连接于外部导电部件，形成完整的回路。

请参阅图4及图5，在其中一种实施例中，形变接触层1133承受压力的一侧为平滑的平面或者曲面，使人体直接或者间接接触形变接触层1133时，更加舒适。形变接触层1133朝向软管1132一侧也为平滑的平面或者曲面，进一步增加人体卧、躺、压时的舒适度。

请参阅图6及图7，在另一种实施例中，与图4中实施例的不同之处在于，形变接触层1133朝向软管1132一侧设有多个阵列分布的锥部1136，使形变接触层1133的该侧凹凸不平。锥部1136的底端固定于形变接触层1133上，锥部1136的顶端与软管1132相抵接。锥部1136的底端为面积较大的一端，锥部1136的顶端为面积较小的一端。锥部1136的顶端优选为平滑的平面或者曲面，使得锥部1136的该端与软管1132相抵接时，既能有效的使软管1132内的导电胶1134流动，又不会刺破软管1132，延长软管1132的使用寿命。锥部1136的设置一是使得在同样的压力下，软管1132所受的压强增大，更易使导电胶1134流动；二是可以精准检测到哪些区域受力，根据软管1132的折弯点及其内导电胶1134流动后的电阻变化位置精准的判断该信号源装置11所受压力的区域，使得压力检测更加精准。可选地，锥部1136呈圆锥形或者方锥形，方锥形包括三角锥形、四边锥形等，锥部1136的具体形状此处不作限定。

请参阅图4至图7，作为本发明提供的健康睡眠床的一种具体实施方式，软管1132的数量与锥部阵列的列数相同，同一列锥部1136抵接于同一根软管1132，使得压力通过锥部1136有效传递至其对应的软管1132，使得检测的结果更准确。锥部阵列为M×N阵列，M和N均为大于或者等于1的自然数，M为锥部1136的行数，N为锥部1136的列数，同一列上的锥部1136与同一根软管1132相抵接，锥部1136列数的排列方向与软管1132的轴向方向相同。例如，锥部阵列为10×3，锥部1136的行数为10行，列数为3列，软管1132的数量也为3，其中，同一列上的10个锥部1136均抵接于同一个根软管1132上。优选锥部1136的中心轴与其对应的软管1132的中心轴相交，即锥部1136与其对应的软管1132相正对，增强该信号源装置11的可靠性。

请参阅图3，作为本发明提供的健康睡眠床的一种具体实施方式，弹性囊110包括表皮层111和设于表皮层111内侧的弹性层112，形变传感器113贴设于表皮层111，优选形变传感器113设于表皮层111与人体接触的一侧，使得设于其上的形变传感器113能够接收到人体的压力，产生直接的变形。在该实施例中，弹性层112围合形成用于填充气体或者液体的空腔，表皮层111包裹于弹性层112的表面，使得弹性层112完全隐藏于表皮层111中。在其他实施例中，表皮层111可仅部分包裹于弹性层112的外侧，优选具有表皮层111的一侧靠近人体设置。形变传感器113可嵌设或者贴设于表皮层111的表面。当然，为了避免形变传感器113过度灵敏，减少误判次数，可将形变传感器113设于弹性层112内。更具体地，软质层1131固定于表皮层111的表面，使形变接触层1133更靠近于人体，最大化人体压力对软管1132所能产生的形变。在其他实施例中，软质层1131固定于弹性层112的外壁，或者形变接触层1133固定于弹性层112的内壁。表皮层111的材料可选为与软质层1131相同。弹性层112优选由橡胶、硅胶等类型的软胶制成，使其具有一定的弹性变形空间。在其他实施例中，表皮层111和弹性层112的材料相同，均具有一定的弹性变形空间。进一步地，弹性层112上开设有通孔1120，用于与充填装置13相连通，表皮层111上开设有与通孔1120正对的避让孔1110。

本发明还提供一种健康睡眠床的调节方法，该调节方法包括以下步骤：通过信号源装置11检测是否有压力作用于躺卧面101；若有压力作用于躺卧面101，控制器12根据信号源装置11检测的结果分析并发送至充填装置13；充填装置13根据分析结果向弹性囊110充放介质。信号源装置11检测是否有压力作用于躺卧面101具体包括：形变接触层1133受力变形，软管1132跟随折弯变形，导电胶1134于折弯变形处出现断裂点，使导电胶1134及外部导电器件所形成的回路断开，形成断路信号时，判断有压力作用于躺卧面101；若回路始终为通路，则没有压力作用于躺卧面101。

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 (9)

1.健康睡眠床，其特征在于：包括床本体、用于接收形变信号并将其转变为电信号的信号源装置、用于充填所述信号源装置的充填装置、以及用于分析所述电信号并将其反馈至所述充填装置的控制器，使所述充填装置对所述信号源装置充填或放出介质；所述床本体具有供人体躺卧的躺卧面，所述信号源装置设于所述躺卧面一侧；所述信号源装置包括与所述充填装置连通的弹性囊、以及固定于所述弹性囊上的形变传感器，所述形变传感器包括与用于承受形变的形变接触层、中空的软管、以及软质层，所述软管夹设于所述形变接触层和所述软质层之间，所述软管内设有流体状或者粉末状的导电胶；其中，所述形变接触层朝向所述软管一侧设有多个阵列分布的锥部，所述锥部的底端固定于所述形变接触层上，所述锥部的顶端与所述软管相抵接；所述形变传感器用于将形变信号转变为电信号。

2.如权利要求1所述的健康睡眠床，其特征在于：所述信号源装置的数量为多个且均匀分布于所述躺卧面。

3.如权利要求1所述的健康睡眠床，其特征在于：所述床本体靠近所述躺卧面一侧填充有颗粒物。

4.如权利要求1所述的健康睡眠床，其特征在于：所述充填装置的出口端连接有导管，所述导管伸入所述床本体中且与所述弹性囊连通。

5.如权利要求1所述的健康睡眠床，其特征在于：所述软管的数量为多个，多个所述软管并排串联设置于所述形变接触层和所述软质层之间，形成软管组。

6.如权利要求5所述的健康睡眠床，其特征在于：所述软管组的两端均设有电导线，所述电导线的一端伸入所述导电胶中。

7.如权利要求1所述的健康睡眠床，其特征在于：所述软管的数量与所述锥部阵列的列数相同，同一列所述锥部抵接于同一根所述软管。

8.如权利要求1所述的健康睡眠床，其特征在于：所述弹性囊包括表皮层和设于所述表皮层内侧的弹性层，所述形变传感器贴设于所述表皮层。

9.如权利要求1-8任一项所述的健康睡眠床的调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过信号源装置检测是否有压力作用于躺卧面；

若有压力作用于躺卧面，控制器根据信号源装置检测的结果分析并发送至充填装置；

充填装置根据分析结果向弹性囊充放介质，调节躺卧面的高度。

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