CN109907585A - 一种三档智能温控的床垫及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种三档智能温控的床垫，包括若干个区域，每个所述区域可进行不同温度的升温或降温。与现有技术相比，本发明的优点是：由于人体不同部位的舒适温度各不相同，本发明所述床垫进行三分区以满足身体各个部位的热舒适，避免了传统方案中整体的加热造成人体体表不适；同时，由于人体睡眠阶段的适宜温度比睡前温度低2—3℃更为适宜，通过所述压力检测模块检测压力变化情况来判定人体是否进入熟睡，确保各个睡眠阶段的适宜温度控制。

Description

一种三档智能温控的床垫及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种温控床垫，尤其涉及一种三档智能温控的床垫。

背景技术

人类健康由睡眠、运动、饮食三大支柱构成，睡眠是人的一种基本生理需求，与日常工作、生活息息相关，睡眠质量的好坏直接影响健康甚至寿命，健康睡眠，是现代生活对人们提出的新要求；温控床垫的兴起给人类睡眠带来了极大的好处，但同时，温控床垫还存在着一些不足之处。

在传统方法中，温控床垫仅仅是通过内置水管将床垫升温或降温的形式进行温控，且温度控制需要手动；考虑到人体睡眠时各个部位温度不同，传统方法的温控床垫无法对床垫进行分区智能温控从而造成身体的不舒适。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种三档智能温控的床垫，本发明所述床垫可进行三分区控温和智能根据睡眠情况调节床垫温度。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种三档智能温控的床垫，包括若干个区域，每个所述区域可进行不同温度的升温或降温。

上述方案中，所述床垫还包括若干个温度监测模块，所述温度监测模块用于监测所在区域的温度及其变化；

一水循环模块，所述水循环模块包括第一分区水箱和第二分区水箱，所述水循环模块用于所在区域中水的流通循环；

一温控模块，所述温控模块用于对所述第一分区水箱进行加热或制冷；

一压力检测模块，所述压力检测模块用于检测区域上的压力变化情况；

一处理模块，所述处理模块用于接收所述温度监测模块的温度变化信号与所述压力检测模块的压力变化信号，并根据所述温度变化信号或压力变化信号控制所述温控模块对所在区域进行加热或制冷；

通过所述模块实现对所述床垫的若干个区域进行不同温度的升温或降温。

不同区域的不同适宜温度使得人体的睡眠质量更好，减少因为过热的不适感和过冷的不适感。

上述方案中，所述温控模块包括加热装置和制冷装置；所述加热装置为加热丝，所述加热装置用于对所述第一分区水箱中的水进行加热；所述制冷装置为半导体制冷片，所述制冷装置用于对所述第一分区水箱中的水进行制冷。

上述方案中，所述第一分区水箱包括若干个第一子水箱，所述第二分区水箱包括与第一子水箱数量相同的第二子水箱，所述每对第一子水箱和第二子水箱间设置有控制阀，所述第一子水箱和第二子水箱上设置有水管，所述水管分别内置于所述床垫的若干个区域，所述每个第二子水箱内分别设置有水泵；所述第一分区水箱用于储存床垫对应区域内水管的回流水和外界的注入水；所述第二分区水箱用于储存第一分区水箱进过加热或制冷后的恒温水；将水箱分成第一分区水箱和第二分区水箱，加热或制冷第一分区水箱，将恒温水储存在所述第二分区水箱中，防止床垫内的回流水注入而导致温度变化，进一步导致温度不准确，这样的设计提高了水温的准确度。

上述方案中，所述水泵为变频水泵；变频水泵可根据实际用水情况设定管网压力，自动控制变频水泵出水量，减少了水的跑、漏现象，防止水量过急或过缓造成水管的破裂，延长了设备的实用寿命。

上述方案中，所述温度监测模块是指温度传感器，所述温度传感器设置于每个所述区域表面的中央位置，所述温度传感器用于监测所述区域表面的温度并传导至所述处理模块，所述处理模块控制温控模块将所述区域的温度控制在20—45℃之间。

上述方案中，所述压力检测模块是指若干个压力传感器，所述压力传感器设置于每个所述区域表面，所述压力传感器用于感应所述区域表面的压力变化并传导至所述处理模块，所述处理模块根据所述区域表面的压力变化控制所述温控模块对区域进行温度调节。

上述方案中，所述处理模块包括壳体，所述壳体表面设置有开关和显示器，所述壳体内部设置有控制主板，所述控制主板上设置有散热风扇，所述控制主板用于控制所述温控模块用于对区域进行加热或制冷。

上述方案中，所述第一分区水箱和第二分区水箱内置于所述壳体，所述壳体表面还设置有水回流接口和水输出接口以及注水口；所述水回流接口用于接收床垫内置水管中水的回流；所述水输出接口用于向床垫内置水管进行水输出；所述注水口用于补充第一分区水箱中的水。

一种采用所述床垫的使用方法，包括以下几个步骤：

步骤A：设置睡前适宜温度，睡觉前预热；

步骤B：当人体上床时，所述压力检测模块感应区域上的压力变化情况，若压力变化减少，即人体的活动减少，则所述处理模块判定人体进入熟睡阶段，并控制所述温控模块调低2—3℃所述区域的温度；

步骤C：经过设定时长的睡眠时间后，所述温控模块自动调高2—3℃所述区域的温度。

与现有技术相比，本发明的优点是：由于人体不同部位的舒适温度各不相同，本发明所述床垫进行三分区以满足身体各个部位的热舒适，避免了传统方案中整体的加热造成人体体表不适；同时，由于人体睡眠阶段的适宜温度比睡前温度低2—3℃更为适宜，通过所述压力检测模块检测压力变化情况来判定人体是否进入熟睡，确保各个睡眠阶段的适宜温度控制。

附图说明

图1为本发明所述床垫的分区示意图。

图2为本发明所述床垫中的水循环模块示意图。

图3为本发明所述床垫中的压力传感器的分布示意图。

图4为本发明所述床垫的使用流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1--4所示，一种三档智能温控的床垫，包括若干个区域，每个所述区域可进行不同温度的升温或降温。

所述床垫还包括若干个温度监测模块，所述温度监测模块用于监测所在区域的温度及其变化；

一水循环模块，所述水循环模块包括第一分区水箱1和第二分区水箱2，所述水循环模块用于所在区域中水的流通循环；

一温控模块，所述温控模块用于对所述第一分区水箱1进行加热或制冷；

一压力检测模块，所述压力检测模块用于检测区域上的压力变化情况；

一处理模块，所述处理模块用于接收所述温度监测模块的温度变化信号与所述压力检测模块的压力变化信号，并根据所述温度变化信号或压力变化信号控制所述温控模块对所在区域进行加热或制冷；

通过所述模块实现对所述床垫的若干个区域进行不同温度的升温或降温。

本发明所述床垫的区域数量为三个，实现确保肩颈区、躯干区以及下肢部分适宜的温度，肩颈区、躯干区以及下肢部分区为本发明所述床垫的第一区域、第二区域和第三区域；

所述第一区域需要控制温度在28—30℃之间；所述第二区域需要控制温度在26—28℃之间；所述第三区域需要控制温度在30—32℃之间；

所述第一区域、第二区域和第三区域内分别设置有水管，所述水管以“S”形分布；所述水管采用医用级硅胶软管，无毒且使用寿命长。

所述温控模块包括加热装置和制冷装置；所述加热装置为加热丝，所述加热装置用于对所述第一分区水箱1中的水进行加热；所述制冷装置为半导体制冷片，所述制冷装置用于对所述第一分区水箱1中的水进行制冷；

所述加热丝为金属，可在水环境下正常工作，可将水迅速的提升温度；

所述半导体制冷片是一个热传递的工具，所述半导体制冷片包括两片陶瓷片，所述两片陶瓷片间设置有N型和P型的半导体材料（碲化铋），当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷端和热端；冷端即可作为本发明所述床垫水箱内的制冷装置。

所述第一分区水箱1包括若干个第一子水箱11，所述第二分区水箱2包括与第一子水箱11数量相同的第二子水箱21，所述每对第一子水箱11和第二子水箱21间设置有控制阀3，所述第一子水箱11和第二子水箱21上设置有水管5，所述水管5分别内置于所述床垫的若干个区域，所述每个第二子水箱21内分别设置有水泵23；所述第一分区水箱1用于储存床垫对应区域内水管5的回流水和外界的注入水；所述第二分区水箱2用于储存第一分区水箱1进过加热或制冷后的恒温水。

所述每个所述第一子水箱11和第二子水箱21的容量均在250—300ml之间，大容量的水箱延长了使用时间，不需要频繁加水。

每个所述第一子水箱11内分别设置有水温温度传感器，所述水温温度传感器为铂热电阻温度传感器，型号为pt100，所述水温温度传感器的精度在0.3—0.5℃，所述水温温度传感器可在水环境下正常工作，所述水温温度传感器可在温度范围为-10—100℃之间正常工作；所述水温温度传感器用于检测每个所述第一子水箱11内的温度，所述水温温度传感器将温度信号至处理模块，当每个所述第一子水箱11内的温度到达所述第一区域、第二区域和第三区域对应的温度范围时，所述处理模块控制所述温控模块不再对每个所述第一子水箱11继续加热或制冷，使每个所述第一子水箱11内的水温维持在所述第一区域、第二区域和第三区域的对应温度；考虑到热量的少量散失，可将每个所述第一子水箱11内的水温再升高2—3℃。

由于本发明所述床垫的区域数量为三个，则每个区域的子水箱数量也为三个，所述每个区域对应一个第一子水箱11和一个第二子水箱21，所述每对第一子水箱11和一个第二子水箱21独立工作，所述三个第一子水箱11分别用于接收第一区域、第二区域和第三区域的回流水，所述三个第一子水箱11还分别用于接收外界的注入水，通过加热或制冷后，将恒温水输入至对应的三个所述第二子水箱中，再输出至水管5对床垫进行温度调节。

所述水管5排列间距2—4cm，离表面有一定厚度，厚度在2--3cm之间，确保升温或降温的有效性。

所述水泵23为变频水泵；变频水泵可根据实际用水情况设定管网压力，自动控制变频水泵出水量，减少了水的跑、漏现象，防止水量过急或过缓造成水管的破裂，延长设备的实用寿命。

所述温度监测模块是指温度传感器4，所述温度传感器4设置于每个所述区域表面的中央位置，所述温度传感器4用于监测所述区域表面的温度并传导至所述处理模块，所述处理模块控制温控模块将所述区域的温度控制在20—45℃之间；

所述温度传感器4为热敏电阻，精度在0.1—0.3℃；可在-10—100摄氏度的环境中正常工作；

若所述温度传感器4检测到的温度值在控制范围区间内，则不进行温度控制调节；若所述温度传感器4检测到的温度值在控制范围区间内，则所述温度传感器4将温度信号传导至处理模块，所述处理模块控制所述温控模块对水箱进行温度调节，考虑到热量的散失，所述处理模块控制温控模块将所述区域的温度控制在22—47℃之间，从而控制床垫的温度调节、控制在20—45℃之间；

所述压力检测模块是指若干个压力传感器6，所述压力传感器6设置于每个所述区域表面，所述压力传感器6用于感应所述区域表面的压力变化并传导至所述处理模块，所述处理模块根据所述区域表面的压力变化控制所述温控模块对区域进行温度调节；所述压力传感器6为平板式压力传感器，厚度在0.5—1cm之间，在所述第一区域、第二区域和第三区域上设置的所述平板式压力传感器数量分别为2—4个。

所述处理模块包括壳体，所述壳体表面设置有开关和显示器，所述壳体内部设置有控制主板，所述控制主板上设置有散热风扇，所述控制主板用于控制所述温控模块用于对区域进行加热或制冷；所述开关用于控制床垫的开启和关闭，所属显示器为LED屏幕，用于显示当前各个区域的温度数值，还用于在所述显示器的交互界面中设定自己所倾向的温度值，所述处理模块获取设置的倾向温度值，再控制所述温控模块进行温度调节。

所述壳体可通过模具或现有3D打印技术来完成。

所述第一分区水箱1和第二分区水箱2内置于所述壳体，所述壳体表面还设置有水回流接口和水输出接口以及注水口；所述水回流接口用于接收床垫内置水管5中水的回流；所述水输出接口用于向床垫内置水管5进行水输出；所述注水口用于补充第一分区水箱1中的水。

一种采用所述床垫的使用方法，包括以下几个步骤：

步骤A：设置睡前适宜温度，睡觉前预热；

步骤B：当人体上床时，所述压力检测模块感应区域上的压力变化情况，若压力变化减少，即人体的活动减少，则所述处理模块判定人体进入熟睡阶段，并控制所述温控模块调低2—3℃所述区域的温度；

步骤C：经过设定时长的睡眠时间后，所述温控模块自动调高2—3℃所述区域的温度。

确保各个睡眠阶段的适宜温度控制，控制器可控的温度范围设定在20-30℃范围之内，整个运行过程是：睡觉前30min开启预热模式，进行被褥微环境温度的升温/降温（所述第一区域需要控制温度在28—30℃之间；所述第二区域需要控制温度在26—28℃之间；所述第三区域需要控制温度在30—32℃之间）；每个所述区域表面压力传感器6监测器检测到人体躺在床上，若所述压力传感器6监测到压力信号变化未有明显减少时，保持原先温度；若所述压力传感器6监测到压力信号变化减少，即人体活动次数减少时，温度下降，切换到熟睡时适宜的温度值（所述第一区域需要控制温度在26—28℃之间；所述第二区域需要控制温度在24—26℃之间；所述第三区域需要控制温度在28—30℃之间）；所述处理模块设定人在床上睡眠时间持续6.5h—7h时，温度随之上升（所述第一区域需要控制温度在28—30℃之间；所述第二区域需要控制温度在26—28℃之间；所述第三区域需要控制温度在30—32℃之间），确保其清醒时有个舒适的被褥微环境温度；当然，适宜的温度可自由调节，由使用者任意选择自己所倾向的温度值。

在本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种三档智能温控的床垫，其特征在于，包括若干个区域，每个所述区域可进行不同温度的升温或降温。

2.根据权利要求1中所述的一种三档智能温控的床垫，其特征在于，所述床垫还包括若干个温度监测模块，所述温度监测模块用于监测所在区域的温度及其变化；

一水循环模块，所述水循环模块包括第一分区水箱（1）和第二分区水箱（2），所述水循环模块用于所在区域中水的流通循环；

一温控模块，所述温控模块用于对所述第一分区水箱（1）进行加热或制冷；

一压力检测模块，所述压力检测模块用于检测区域上的压力变化情况；

一处理模块，所述处理模块用于接收所述温度监测模块的温度变化信号与所述压力检测模块的压力变化信号，并根据所述温度变化信号或压力变化信号控制所述温控模块对所在区域进行加热或制冷；

通过所述模块实现对所述床垫的若干个区域进行不同温度的升温或降温。

3.根据权利要求2中所述的一种三档智能温控的床垫，其特征在于，所述温控模块包括加热装置和制冷装置；所述加热装置为加热丝，所述加热装置用于对所述第一分区水箱（1）中的水进行加热；所述制冷装置为半导体制冷片，所述制冷装置用于对所述第一分区水箱中（1）的水进行制冷。

4.根据权利要求2中所述的一种三档智能温控的床垫，其特征在于，所述第一分区水箱（1）包括若干个第一子水箱（11），所述第二分区水箱（2）包括与第一子水箱（11）数量相同的第二子水箱（21），所述每对第一子水箱（11）和第二子水箱（21）间设置有控制阀（3），所述第一子水箱（11）和第二子水箱（21）上设置有水管（5），所述水管（5）分别内置于所述床垫的若干个区域，所述每个第二子水箱（21）内分别设置有水泵（23）；所述第一分区水箱（1）用于储存床垫对应区域内水管（5）的回流水和外界的注入水；所述第二分区水箱（2）用于储存第一分区水箱（1）进过加热或制冷后的恒温水。

5.根据权利要求4中所述的一种三档智能温控的床垫，其特征在于，所述水泵(23)为变频水泵。

6.根据权利要求2中所述的一种三档智能温控的床垫，其特征在于，所述温度监测模块是指温度传感器（4），所述温度传感器（4）设置于每个所述区域表面的中央位置，所述温度传感器（4）用于监测所述区域表面的温度并传导至所述处理模块，所述处理模块控制温控模块将所述区域的温度控制在20—45℃之间。

7.根据权利要求2中所述的一种三档智能温控的床垫，其特征在于，所述压力检测模块是指若干个压力传感器（6），所述压力传感器（6）设置于每个所述区域表面，所述压力传感器（6）用于感应所述区域表面的压力变化并传导至所述处理模块，所述处理模块根据所述区域表面的压力变化控制所述温控模块对区域进行温度调节。

8.根据权利要求2中所述的一种三档智能温控的床垫，其特征在于，所述处理模块包括壳体，所述壳体表面设置有开关和显示器，所述壳体内部设置有控制主板，所述控制主板上设置有散热风扇，所述控制主板用于控制所述温控模块用于对区域进行加热或制冷。

9.根据权利要求4或8中所述的一种三档智能温控的床垫，其特征在于，所述第一分区水箱（1）和第二分区水箱（2）内置于所述壳体，所述壳体表面还设置有水回流接口和水输出接口以及注水口；所述水回流接口用于接收床垫内置水管（5）中水的回流；所述水输出接口用于向床垫内置水管（5）进行水输出；所述注水口用于补充第一分区水箱（1）中的水。

10.一种采用权利要求1中所述床垫的使用方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤A：设置睡前适宜温度，睡觉前预热；

步骤B：当人体上床时，所述压力检测模块感应区域上的压力变化情况，若压力变化减少，即人体的活动减少，则所述处理模块判定人体进入熟睡阶段，并控制所述温控模块调低2—3℃所述区域的温度；

步骤C：经过设定时长的睡眠时间后，所述温控模块自动调高2—3℃所述区域的温度。