CN110025185A - 一种自适应智能舒适枕头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应智能舒适枕头，其中，枕头上平铺有水袋，水袋上设置有头部支撑装置，头部支撑装置处在充气和不充气的状态，在需要时提供头部支撑；该自适应智能舒适枕头在人们使用过程中，能够随着人们睡姿的变化自动调整枕头高度，为人们提供了舒适健康的睡眠条件，有利于人们的身心健康和提高工作效率，同时能够根据人们的具体情况和习惯调节枕头的高度，适用性广，实用性强，而且结构简单，操作灵活，使用方便，给人们生活带来了很大的便利。

Description

一种自适应智能舒适枕头

技术领域

本发明属于自动调整高度的智能枕头技术领域，具体涉及一种根据不同的用户需求自适应智能调整枕头高度的枕头。

背景技术

大量的市场调查发现，每个人对枕头的高度，硬度要求都不一样，即使同一个人，当采取不同睡姿时，如仰卧或者侧卧，对枕头的高度要求也不一样。睡眠姿势从侧卧合适高度变换为仰卧时，因枕头高于仰卧合适高度，引起后颈部肌肉紧张，头部对于枕头的压力（以下简称横向力P）增大，枕芯填充物压缩变形增加，枕头高度变小，直到变大的横向力P与变大的枕头支反力平衡，实现非合适高度条件下的枕头高度小范围调节。反之，睡眠姿势从仰卧合适高度变换为侧卧时，因枕头高度低于侧卧合适高度，引起颈部上侧肌肉紧张，使横向力P减小，枕芯填充物压缩变形减小，枕头高度变大，直到变小的横向力P与变小的枕头支反力平衡,实现非合适高度条件下的枕头小范围高度调节。但是头部在枕头上长时间处于非合适高度时,颈部的一部分肌肉随之长时间处于紧张状态 ,易出现落枕症状。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种自适应智能舒适枕头。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自适应智能舒适枕头，该枕头包含枕头本体、头部支撑装置、气路系统、水袋、导线、软气管和控制系统，所述水袋平铺设置在枕头本体上，所述头部支撑装置安装在水袋上，头部支撑装置通过软气管与气路系统连接，气路系统通过导线与控制系统连接。

头部支撑装置可以放置在枕头本体的上面并位于枕头本体中间部位，也可以放置在枕头本体的下面并位于枕头本体中间部位，或者放置在枕头本体的内部并位于枕头本体中间部位。

作为本发明的再进一步方案是：所述气路系统包括外壳、气泵、消音装置、泄气装置、三头管、支撑脚、进气管、内胆、隔音棉、加强块，外壳的内部设有内胆，内胆通过加强块与外壳的内壁连接，外壳与内胆之间形成的夹层中设有隔音棉，外壳的底面设有支撑脚，内胆内腔的底面螺栓安装有气泵，气泵的进气口连通有进气管，进气管的底端延伸至外壳的外部，气泵的出气口连通有三头管，内胆内腔的底面设有位于气泵左侧的泄气装置，泄气装置与三头管的左端连通，内胆内腔的顶面设有消音装置，消音装置与三头管的顶端连通，气泵可替换为其它能够实现产生压缩气体的装置，消音装置包括但不仅限于消音盒，金属隔音腔或金属隔音装置，消音装置消除和降低产生压缩气体装置所产生的噪音，分为两个功能模块：一是消音盒，用来降低或消除压缩气流噪音；二是隔音棉用来进一步加强隔音效果。泄气装置是带有一定气阻的缓慢排气的装置，泄气装置包括但不仅限于如高分子滤芯，金属滤芯，同时也消除和降低气囊气体排气时的噪音。

作为本发明的再进一步方案是：所述泄气装置包括气箱，气箱的底面与内胆内腔的底面连接，气箱内腔的底面连接有滑杆，滑杆的外部活动套接有顶起弹簧和滑板，滑板的顶面设有密封橡胶，滑杆的顶端连接有固定块，固定块的底面开设有密封孔，气箱的顶面连接有固定套管，固定套管的内部活动套接有磁块，磁块的底端固定连接有按压杆，按压杆的底端延伸至密封孔的内部并与密封橡胶固定连接，按压杆的外部活动套接有复位弹簧，固定套管内腔的顶面设有线圈，气箱的右侧面连通有接头管，接头管的另一端与三头管的左端连通。

作为本发明的再进一步方案是：所述密封橡胶呈锥形，密封橡胶与密封孔相适配，密封橡胶能与密封孔密封插接。

作为本发明的再进一步方案是：所述顶起弹簧的两端分别与气箱内腔的底面和滑板的底面连接，顶起弹簧呈压缩状态。

作为本发明的再进一步方案是：所述按压杆与气箱的顶面和固定块均活动套接，所述固定套管的顶端与外壳的顶面齐平。

作为本发明的再进一步方案是：所述复位弹簧的两端分别与气箱的顶面和磁块的底面连接，复位弹簧在磁块的重力作用下呈压缩状态。

作为本发明的再进一步方案是：所述消音装置包括消音盒，消音盒的顶面与内胆内腔的顶面连接，消音盒的内壁连接有第一隔板和第二隔板，消音盒的底面连通有直角弯管，直角弯管的底端与三头管的顶端连通，直角弯管的另一端穿插在第一隔板的内部，第一隔板的内部穿插有位于直角弯管下方的短管，第一隔板的内部穿插有位于直角弯管上方的长管，长管的另一端穿插在第二隔板的内部，消音盒的右端连通有输出管，输出管的右端延伸至外壳的外部并通过软管与头部支撑装置连通。

作为本发明的再进一步方案是：控制系统包括微处理器系统、声音传感器、压力传感器、气路开关、电源系统，微处理器系统通过导线与声音传感器、电源系统连接，微处理器系统通过导线分别控制气泵和泄气装置的启闭，控制系统内设置有电源系统，通过电源系统对各部件进行供电，所述压力传感器设置在控制系统内，压力传感器通过导线连接到微处理器系统，压力传感器通过另一根软气管连通到头部支撑装置与气路系统直接连接的软气管中部位置，两根软气管将头部支撑装置、气路系统和压力传感器三个部件均形成连通状态，两根软气管连接点处设置有气路开关，所述气路开关可以采用电磁阀组，气路开关的启闭由微处理器系统控制，当头部装置为1个气囊时的气路开关为一组电磁阀，当头部支撑装置为3个或多个气囊时的气路开关为3个或多个电磁阀组，当气路开关闭合时，头部支撑装置、压力传感器和气路系统通过软气管相互连通， 故可以检测头部支撑装置内气压值和压力变化，及时对头部支撑装置进行气压调整，通过在两根软气管连接交汇处设置气路开关，能够同时控制压力传感器与气管系统的介入；声音传感器探测人体生命体征参数和接受语音数据输入，控制系统根据压力传感器获得头部和颈部施加在头部支撑装置上不同部位的压力的大小，控制气泵产生压缩气体的时间长短，来改变头部支撑装置不同部位的高度，使头部和颈部获得适当的支撑力。产生压缩气体的时间越长，对应气袋或气囊的高度越高，支撑力就越大，根据用户的实际情况和使用习惯，也可以由用户自己设置适合的支撑力度和枕头高度，并在睡眠过程中自动调节。

作为本发明的再进一步方案是，所述水袋内设置有温度传感器和加热膜，所述温度传感器和加热膜均由控制系统通过导线电连控制，所述加热膜材料为石墨烯，石墨烯材料较软，不易刺破水袋；通过温度传感器与加热膜能够调节水袋的温度，通过水袋温度对头部支撑装置的热传导，来实现对头部支撑装置的加热，从而使得人体颈部与头部具有更舒适的温度，避免颈部受寒，出现落枕现象。

作为本发明的再进一步方案是，所述头部支撑装置是一种可以改变高度和硬度的装置，可以是单层气囊或者多层气囊，或者是多个气囊水平组合在一起，头部支撑装置表面被覆盖以软的材料进行包覆；头部支撑装置可以通过气泵产生一定压力的气体使自身产生高度的变化，也可以产生硬度的变化。

作为本发明的再进一步方案是，所述枕头本体的材料是一种柔软且有弹性的材料，或由多种不同硬度和不同弹性的材料组合而成，枕头或者头部支撑装置表面覆盖的软的材料的材料可以用一层乳胶（LATEX）和一层记忆棉（慢回弹材料，聚氨酯）或者多层乳胶和多层记忆棉的组合而成。

作为本发明的再进一步方案是，所述电源系统为电池或电源适配器，电池包括但不仅限于锂电池，干电池和其它种类电池。

作为本发明的再进一步方案是，所述控制系统支持蓝牙功能， 也支持WiFi功能，或者其它可以通过无线将数据传输到显示设备或网络的方式；其中显示设备包括手机、电脑、平板或其他能够数据显示的电子设备；其中网络包括但不仅限于有线网络、无线网络、局域网以及物联网等。

有益效果：本发明，有益效果如下：

本发明自适应智能舒适枕头在人们使用过程中，能够随着人们睡姿的变化自动调整枕头高度，为人们提供了舒适健康的睡眠条件，有利于人们的身心健康和提高工作效率，同时能够根据人们的具体情况和习惯调节枕头的高度，适用性广，实用性强，本发明通过温度传感器与加热膜能够调节水袋的温度，通过水袋温度对头部支撑装置的热传导，来实现对头部支撑装置的加热，从而使得人体颈部与头部具有更舒适的温度，避免颈部受寒，出现落枕现象。

本发明结构简单，操作灵活，使用方便，给人们生活带来了很大的便利。

附图说明

图1为一种自适应智能舒适枕头的结构图。

图2为气路系统的内部结构示意图。

图3为泄气装置的结构示意图。

图4为消音装置的结构示意图。

图5为头部装置为1个气囊时的气路开关分布图。

图6为头部支撑装置为3个或多个气囊时的气路开关分布图。

1、枕头本体；2、头部支撑装置；3、气路系统；30、外壳；31、内胆；32、加强块；33、隔音棉；34、支撑脚；4、气泵；41、进气管；42、三头管；5、泄气装置；501、气箱；502、滑杆；503、顶起弹簧；504、滑板；505、密封橡胶；506、固定块；507、密封孔；508、固定套管；509、磁块；510、按压杆；511、复位弹簧；512、接头管；513、线圈；6、消音装置；61、消音盒；62、第一隔板；63、第二隔板；64、直角弯管；65、短管；66、长管；67、输出管；7、控制系统；71、微处理器系统；72、压力传感器；73、声音传感器；74、电池；气路开关75；8、水袋；81、温度传感器、82、加热膜、9、导线；10、软气管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图所示，一种自适应智能舒适枕头，该枕头包含枕头本体1、头部支撑装置2、气路系统3、软气管10、导线9和控制系统7，头部支撑装置2安装在枕头本体1上，头部支撑装置2可以放置在枕头本体1的上面并位于枕头本体1中间部位，也可以放置在枕头本体1的下面并位于枕头本体1中间部位，或者放置在枕头本体1的内部并位于枕头本体1中间部位；头部支撑装置2可以是单层气囊或者多层气囊，也可以是多个气囊组合在一起，头部支撑装置2可以被覆盖以软的材料如棉或者其他类似材料制成的套；头部支撑装置2的高度由充气时间长短来实现，头部支撑装置2的硬度是设计头部支撑装置2时，通过改变头部支撑装置2的体积来控制同样的充气时间下头部支撑装置2的硬度，头部支撑装置2通过软气管10与气路系统3连接，气路系统3通过导线9与控制系统7连接。

气路系统3包括外壳30、气泵4、消音装置6、泄气装置5、三头管42、支撑脚34、进气管41、内胆31、隔音棉33、加强块32，外壳30的内部设有内胆31，内胆31通过加强块32与外壳30的内壁连接，外壳30与内胆31之间形成的夹层中设有隔音棉33，外壳30的底面设有支撑脚34，内胆31内腔的底面螺栓安装有气泵4，气泵4的进气口连通有进气管41，进气管41的底端延伸至外壳30的外部，气泵4的出气口连通有三头管42，内胆31内腔的底面设有位于气泵4左侧的泄气装置5，泄气装置5与三头管42的左端连通，内胆31内腔的顶面设有消音装置6，消音装置6与三头管42的顶端连通，外壳30和内胆31由金属材料或其他密度较高的材料制成，隔音棉33用来进一步加强隔音效果，用于降低或消除气泵4工作时产生的噪音。

泄气装置5包括气箱501，气箱501的底面与内胆31内腔的底面连接，气箱501内腔的底面连接有滑杆502，滑杆502的外部活动套接有顶起弹簧503和滑板504，滑板504的顶面设有密封橡胶505，滑杆502的顶端连接有固定块506，固定块506的底面开设有密封孔507，气箱501的顶面连接有固定套管508，固定套管508的内部活动套接有磁块509，磁块509的底端固定连接有按压杆510，按压杆510的底端延伸至密封孔507的内部并与密封橡胶505固定连接，按压杆510的外部活动套接有复位弹簧511，固定套管508内腔的顶面设有线圈513，线圈513通电时底端的磁极与磁块509顶端的磁极相同，固定套管508顶面开设有放气孔，线圈513与微处理器系统71电连接，气箱501的右侧面连通有接头管512，接头管512的另一端与三头管42的左端连通。

密封橡胶505呈锥形，密封橡胶505与密封孔507相适配，密封橡胶505能与密封孔507密封插接。

顶起弹簧503的两端分别与气箱501内腔的底面和滑板504的底面连接，顶起弹簧503呈压缩状态。

按压杆510与气箱501的顶面和固定块506均活动套接，固定套管508的顶端与外壳30的顶面齐平。

复位弹簧511的两端分别与气箱501的顶面和磁块509的底面连接，复位弹簧511在磁块509的重力作用下呈压缩状态。

消音装置6包括消音盒61，消音盒61的顶面与内胆31内腔的顶面连接，消音盒61的内壁连接有第一隔板62和第二隔板63，消音盒61的底面连通有直角弯管64，直角弯管64的底端与三头管42的顶端连通，直角弯管64的另一端穿插在第一隔板62的内部，第一隔板62的内部穿插有位于直角弯管64下方的短管65，第一隔板62的内部穿插有位于直角弯管64上方的长管66，长管66的另一端穿插在第二隔板63的内部，消音盒61的右端连通有输出管67，输出管67的右端延伸至外壳30的外部并通过软管与头部支撑装置2连通，其串联在气泵4和头部支撑装置2的气路之间，用来降低或消除压缩气流噪音。

控制系统7包括微处理器系统71、压力传感器72、声音传感器73、电源系统74、气路开关75，微处理器系统71通过导线9与声音传感器73、电源系统74连接，微处理器系统71通过导线9分别控制气泵4和泄气装置5的启闭，控制系统7内设置有电源系统74，通过电源系统74对各部件进行供电，所述压力传感器72设置在控制系统7内，压力传感器72通过导线9连接到微处理器系统71，压力传感器72通过软气管10连通到头部支撑装置2，靠近压力传感器72连接端的软气管10上设置有气路开关75，压力传感器72可以测试头部支撑装置2上的压力值和压力变化，控制系统7根据接压力传感器72获得头部支撑装置2的压力的大小，从而进行智能控制调节，通过控制气泵4产生压缩气体的时间长度，来改变头部支撑装置2的高度，使头部获得适当的支撑力，产生压缩气体的时间越长，枕头高度越高，根据用户的实际情况，也可以由用户自己设置适合自己的支撑力度和枕头高度，并在睡眠过程中自动调节。

工作原理：

首先将接通电源系统74，然后通过微处理器系统71为压力传感器72设置一个临界值，设置完成后，压力传感器72感应到头部支撑装置2内部的气压低于临界值，然后将信息反馈给微处理器系统71，微处理器系统71控制气泵4开启，气泵4开始运行，然后气泵4通过进气管41吸收外部的空气并将空气通过软气管打入头部支撑装置2中，头部支撑装置2中的气压增加，直至头部支撑装置2中气压值达到临界值，然后压力传感器72感受到气压值后将信息反馈给微处理器系统71，微处理器系统71控制气泵4关闭，完成对头部支撑装置2高度和硬度的调节，在睡姿发生改变后，头部支撑装置2受到挤压的面积发生改变，头部支撑装置2内部的气压相应改变，头部支撑装置2内部气压变小时，微处理器系统71控制气泵4运行并增加头部支撑装置2内部气压，直至头部支撑装置2内部气压达到临界值时，微处理器系统71关闭气泵4，在头部支撑装置2内部气压变大时，微处理器系统71开启线圈513，线圈513将电能转化成磁力，通过同性磁极相斥的原理将磁块509向下推，磁块509通过按压杆510推动密封橡胶505向下移动，使密封孔507打开，直至头部支撑装置2内的气压达到临界值，实现自动调节功能，即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自适应智能舒适枕头，其特征在于，该枕头包含枕头本体（1）、头部支撑装置（2）、气路系统（3）、水袋（8）、导线（9）、软气管（10）和控制系统（7），所述水袋（8）平铺设置在枕头本体（1）上，所述头部支撑装置（2）安装在水袋（8）上，头部支撑装置（2）通过软气管（10）与气路系统（3）连接，气路系统（3）通过导线（9）与控制系统（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种自适应智能舒适枕头，其特征在于，所述气路系统（3）包括外壳（30）、气泵（4）、消音装置（6）、泄气装置（5）、三头管（42）、支撑脚（34）、进气管（41）、内胆（31）、隔音棉（33）、加强块（32），外壳（30）的内部设有内胆（31），内胆（31）通过加强块（32）与外壳（30）的内壁连接，外壳（30）与内胆（31）之间形成的夹层中设有隔音棉（33），外壳（30）的底面设有支撑脚（34），内胆（31）内腔的底面螺栓安装有气泵（4），气泵（4）的进气口连通有进气管（41），进气管（41）的底端延伸至外壳（30）的外部，气泵（4）的出气口连通有三头管（42），内胆（31）内腔的底面设有位于气泵（4）左侧的泄气装置（5），泄气装置（5）与三头管（42）的左端连通，内胆（31）内腔的顶面设有消音装置（6），消音装置（6）与三头管（42）的顶端连通。

3.根据权利要求2所述的一种自适应智能舒适枕头，其特征在于，所述泄气装置（5）包括气箱（501），气箱（501）的底面与内胆（31）内腔的底面连接，气箱（501）内腔的底面连接有滑杆（502），滑杆（502）的外部活动套接有顶起弹簧（503）和滑板（504），滑板（504）的顶面设有密封橡胶（505），滑杆（502）的顶端连接有固定块（506），固定块（506）的底面开设有密封孔（507），气箱（501）的顶面连接有固定套管（508），固定套管（508）的内部活动套接有磁块（509），磁块（509）的底端固定连接有按压杆（510），按压杆（510）的底端延伸至密封孔（507）的内部并与密封橡胶（505）固定连接，按压杆（510）的外部活动套接有复位弹簧（511），固定套管（508）内腔的顶面设有线圈（513），气箱（501）的右侧面连通有接头管（512），接头管（512）的另一端与三头管（42）的左端连通；所述密封橡胶（505）呈锥形，密封橡胶（505）与密封孔（507）相适配，密封橡胶（505）能与密封孔（507）密封插接；所述顶起弹簧（503）的两端分别与气箱（501）内腔的底面和滑板（504）的底面连接，顶起弹簧（503）呈压缩状态；所述按压杆（510）与气箱（501）的顶面和固定块（506）均活动套接，所述固定套管（508）的顶端与外壳（30）的顶面齐平；所述复位弹簧（511）的两端分别与气箱（501）的顶面和磁块（509）的底面连接，复位弹簧（511）在磁块（509）的重力作用下呈压缩状态。

4.根据权利要求2所述的一种自适应智能舒适枕头，其特征在于，所述消音装置（6）包括消音盒（61），消音盒（61）的顶面与内胆（31）内腔的顶面连接，消音盒（61）的内壁连接有第一隔板（62）和第二隔板（63），消音盒（61）的底面连通有直角弯管（64），直角弯管（64）的底端与三头管（42）的顶端连通，直角弯管（64）的另一端穿插在第一隔板（62）的内部，第一隔板（62）的内部穿插有位于直角弯管（64）下方的短管（65），第一隔板（62）的内部穿插有位于直角弯管（64）上方的长管（66），长管（66）的另一端穿插在第二隔板（63）的内部，消音盒（61）的右端连通有输出管（67），输出管（67）的右端延伸至外壳（30）的外部并通过软管与头部支撑装置（2）连通。

5.根据权利要求1所述的一种自适应智能舒适枕头，其特征在于，所述水袋（8）内设置有温度传感器（81）和加热膜（82），所述温度传感器（81）和加热膜（82）均由控制系统（7）通过导线（9）电连控制；所述加热膜材料为石墨烯。

6.根据权利要求1所述的一种自适应智能舒适枕头，其特征在于，所述控制系统（7）包括微处理器系统（71）、压力传感器（72）、声音传感器（73）、电源系统（74），微处理器系统（71）通过导线（9）与声音传感器（73）、电源系统（74）连接，微处理器系统（71）通过导线（9）分别控制气泵（4）和泄气装置（5）的启闭，控制系统（7）内设置有电源系统（74），通过电源系统（74）对各部件进行供电；

所述压力传感器（72）设置在控制系统（7）内，压力传感器（72）通过导线（9）连接到微处理器系统（71），压力传感器（72）通过另一根软气管（10）连通到头部支撑装置（2）与气路系统（3）直接连接的软气管（10）中部位置，两根软气管（10）将头部支撑装置（2）、气路系统（3）和压力传感器（72）三个部件均形成连通状态，两根软气管（10）连接交汇处设置有气路开关（75）。

7.根据权利要求1所述的一种自适应智能舒适枕头，其特征在于，所述头部支撑装置（2）是一种可以改变高度和硬度的装置，可以是单层气囊或者多层气囊，或者是多个气囊水平组合在一起，头部支撑装置表面被覆盖以软的材料进行包覆；头部支撑装置可以通过气泵产生一定压力的气体使自身产生高度的变化，也可以产生硬度的变化。

8.根据权利要求1所述的一种自适应智能舒适枕头，其特征在于，所述枕头本体（1）的材料是一种柔软且有弹性的材料，或由多种不同硬度和不同弹性的材料组合而成。

9.根据权利要求1所述的一种自适应智能舒适枕头，其特征在于，所述电源系统（74）为电池或电源适配器。

10.根据权利要求1所述的一种自适应智能舒适枕头，其特征在于，所述控制系统（7）支持蓝牙功能， 也支持WiFi功能，或者其它可以通过无线将数据传输到显示设备或网络的方式；其中显示设备包括手机、电脑、平板或其他能够数据显示的电子设备；其中网络包括但不仅限于有线网络、无线网络、局域网以及物联网等。