CN111067301A - 一种人体曲线自适应智能床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种人体曲线自适应智能床，包括：床头和床体，床头的支撑面上并列设置有成矩阵分布的若干气囊单元，气囊单元包括至少具有一个棱柱型腔体的壳体以及位于棱柱型腔体顶部的橡胶顶，橡胶顶用于对倚靠于床头上的人体进行支撑，壳体底部设置有底板，底板上设置有通孔；各通孔均通过管路以及控制阀与气源连接；气囊单元中还设置有气压检测单元，用于对棱柱型腔体内的气体压力进行监测，控制器根据所监测的结果控制位于棱柱型腔体的气体量；从而通过橡胶顶不同程度的形变，保证对人体不同部位的有效支撑。通过本发明的技术方案，可根据不同的使用者实现不同的支撑面形状，从而满足不同个体的舒适度体验。

Description

一种人体曲线自适应智能床

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种人体曲线自适应智能床。

背景技术

随着生活水平的提高，健康养生逐渐被人们所重视，在日常生活中，人们大约利用1/3的时间用于睡眠和休息，床体作为睡眠和休息的主要载体，对人们的身体健康起到尤为重要的作用。

目前常规的床体包括床头和床身两部分，床头大多在出厂时完成软包等工序，而床身形成对床垫进行支撑的框架结构，用于对购买者自行采购选配的床垫进行支撑和定位。

针对现有的床头结构，除部分设置储物区域外，大多通过适度柔软的表层对人体的背部进行支撑，以供休息者通过靠卧的姿势进行阅读和视频观看等休闲娱乐活动，其舒适度在一定程度上影响了人们对床体的整体体验。面对现有的床头设计，相关领域技术人员主要从特定形状设计，多层材料设计和外观色彩设计等方面进行技术突破，面对众多的消费者均形成统一的产品形态，无法针对不同的使用者而实现特定的形状，从而适应客户个体的体态需求。

鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种人体曲线自适应智能床，使其更具有实用性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人体曲线自适应智能床，可根据不同的使用者实现不同的支撑面形状，从而满足不同个体的舒适度体验。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案为：

一种人体曲线自适应智能床，包括床头和床体；

所述床头的支撑面上并列设置有成矩阵分布的若干气囊单元，所述气囊单元包括至少具有一个棱柱型腔体的壳体以及位于所述棱柱型腔体顶部的橡胶顶，所述橡胶顶用于对倚靠于床头上的人体进行支撑，所述壳体底部设置有底板，所述底板上设置有通孔；

各所述通孔均通过管路以及控制阀与气源连接；

所述气囊单元中还设置有气压检测单元，用于对所述棱柱型腔体内的气体压力进行监测，控制器根据所监测的结果控制位于所述棱柱型腔体的气体量；从而通过所述橡胶顶不同程度的形变，保证对人体不同部位的有效支撑。

进一步地，所述床头上每一横行中的各所述气囊单元的充气或放气量等同，且各横行中的所述气囊单元因人体挤压而气压升高所达到的峰值气压相等。

进一步地，所述峰值气压为因人体的挤压而在各所述气囊单元气压变化中达到的峰值，或者 ，为通过所述控制器而设定的标准极限值。

进一步地，所述气囊单元中成方阵排布有至少4个棱柱型腔体，且各所述棱柱型腔体均通过通孔与公共的缓冲腔体联通，所述缓冲腔体与管路联通。

进一步地，所述棱柱型腔体中设置有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧一侧与所述橡胶顶相抵，另一端贯穿所述通孔，且与所述缓冲腔体内壁相抵。

进一步地，所述橡胶顶上设置有至少一个球面凸起。

进一步地，所述球面凸起的凸起顶部固定设置有支撑片。

进一步地，所述床体位于所述床头的底部设置有安装腔体，至少用于对所述控制阀、气源和控制器进行安装。

进一步地，所述气源包括气泵，以及联通所述床头外部的吸气管路，在所述气泵的作用下，空气自所述吸气管路进入各所述气囊单元。

进一步地，所述安装腔体内设置有隔音结构。

本发明的有益效果为：在床头未被人体挤压时，可通过控制器设定气囊单元中的初始气压值，从而保持床头获得稳定的形状，此时停止气源的工作并保压；当人体对床头进行挤压或挤压姿势变化时，个别气囊单元被挤压而压力升高，此种情况被气压检测单元所检测，并传输至控制器中，控制器对此部分气囊单元的控制阀进行开启，从而通过进气和/或放气将此部分的气囊单元的压力值调节至趋近于平衡，使得人体的各个支撑点获得近似相等的支撑力，保证人体的舒适性，根据不同个体进行区别化的曲线自适应，提供舒适性体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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中记载的一些实施例，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为实施例1中床体的结构示意图；

图2为实施例1中床头的结构示意图；

图3为实施例1中气囊单元的剖视图；

图4为实施例1中人体曲线自适应智能床的控制流程图；

图5为实施例2中气囊单元的剖视图；

图6为实施例2中气囊单元的结构示意图；

图7为实施例3中床体的结构示意图；

附图标记：

床头1、床体2、气囊单元3、壳体31、橡胶顶32、底板33、通孔33a、缓冲腔体34、缓冲弹簧35、支撑片36、气压检测单元4、气源5、控制器6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本实施例采用递进的方式撰写。

实施例1：

如图1~4所示，本发明第一实施例中的人体曲线自适应智能床，包括：床头1和床体2，床头1的支撑面上并列设置有成矩阵分布的若干气囊单元3，气囊单元3包括至少具有一个棱柱型腔体的壳体31以及位于棱柱型腔体顶部的橡胶顶32，橡胶顶32用于对倚靠于床头1上的人体进行支撑，壳体31底部设置有底板33，底板33上设置有通孔33a；各通孔33a均通过管路以及控制阀与气源5连接；气囊单元3中还设置有气压检测单元4，用于对棱柱型腔体内的气体压力进行监测，控制器6根据所监测的结果控制位于棱柱型腔体的气体量；从而通过橡胶顶32不同程度的形变，保证对人体不同部位的有效支撑。

在床头1未被人体挤压时，可通过控制器6设定气囊单元3中的初始气压值，从而保持床头1获得稳定的形状，此时停止气源5的工作并保压；当人体对床头1进行挤压或挤压姿势变化时，个别气囊单元3被挤压而压力升高，此种情况被气压检测单元4所检测，并传输至控制器6中，控制器6对此部分气囊单元3的控制阀进行开启，从而通过进气和/或放气将此部分的气囊单元3的压力值调节至趋近于平衡，使得人体的各个支撑点获得近似相等的支撑力，保证人体的舒适性，根据不同个体进行区别化的曲线自适应，提供舒适性体验。

壳体31采用刚性结构 ，从而保证整个床头1结构的稳定性，橡胶顶32的大小则根据实际具体选择，以满足足够的形变空间，其中，橡胶顶32与壳体31的连接方式可采用粘接或其他任何现有技术中所具有的固定形式，此处不做赘述。其中，每一次人体的姿势变化，均需重新进行一次气体量的调节。

床头1上每一横行中的各气囊单元3的充气或放气量等同，且各横行中的气囊单元3因人体挤压而气压升高所达到的峰值气压相等。通过上述方式，目的在于降低整个智能床的控制难度，在人体实际对床头1进行使用的过程中，在同一水平高度上的受力宽度较小，且对舒适度的影响较小，整体体态的变化主要由高度范围内的曲线决定，因此作为上述实施例的优选，如图4所示，将同一高度范围内的各气囊单元3作为同一的控制单元进行控制，通过气量的调控，使得每一横行中的气压峰值相等，可保证人体在不同高度上的最大支撑力相等，此目的在于使得各横行中的人体挤压位置形成对人体近似相同的支撑力，在本实施例中，不被挤压的气囊单元3的气压也会随之上升，但不会对使用造成影响，鉴于不同人的施压位置不同，因此以压力上限为控制的条件，其中，横行的设置密度对舒适度的调整会起到一定影响作用，设置的密度越大，则舒适度的体验越优，但是控制难度也越大，本实施例中以附图2中设置5横行为例进行具体展示。

其中，此中控制形式当应用于双人床时，优选将床头1的左右两侧划分为两个区域进行独立控制，从而使得两个人均可获得较好的体验。

具体地，峰值气压为因人体的挤压而在各气囊单元3气压变化中达到的峰值，或者，为通过控制器6而设定的标准极限值。上述方案限定了峰值气压的来源：当采用因人体的挤压而达到的峰值时，即采用其中一横行作为控制的标准，将其他各横行调整至此横行中的峰值气压即可，此标准与人体的挤压力有关，挤压力越大则对原气压值固定的气囊单元3的挤压力越大，从而产生的压差越大，可以使得不同的使用者获得不同的使用体验；当采用通过控制器6而设定的标准极限值时，则可使得不同的使用者获得相同的支撑力，当然此支撑力可根据实际需要设定，一旦确定发生压力的变化后，即可快速反应，从而将各横行的气压极限值调整为设定值。

在使用过程中，以腰部对气囊单元3的挤压力小于背部对气囊单元3挤压力的情况为例，在对气囊单元3挤压的过程中，其中的气体压力增大，气压检测单元4获得此信息，此时需要将位于腰部气囊单元3的气体量调节至大于位于背部的气囊单元3的气体量，通过使腰部气囊单元3的橡胶顶32获得更大的形变量而更贴近人体，从而使得对人体的支撑面积增大，提高舒适度。

实施例2：

人体曲线自适应智能床包括：床头1和床体2，床头1的支撑面上并列设置有成矩阵分布的若干气囊单元3，气囊单元3包括至少具有一个棱柱型腔体的壳体31以及位于棱柱型腔体顶部的橡胶顶32，橡胶顶32用于对倚靠于床头1上的人体进行支撑，壳体31底部设置有底板33，底板33上设置有通孔33a；各通孔33a均通过管路以及控制阀与气源5连接；气囊单元3中还设置有气压检测单元4，用于对棱柱型腔体内的气体压力进行监测，控制器6根据所监测的结果控制位于棱柱型腔体的气体量；从而通过橡胶顶32不同程度的形变，保证对人体不同部位的有效支撑。

因为增加气囊单元3的密度会带来生产成本和控制难度的增加，因此作为本发明的第二个实施例，通过对气囊单元3的结构改进同样在不改变其设置密度的前提下提高了使用效果。

在本实施例中，如图5所示，人体曲线自适应智能床的气囊单元3中成方阵排布有至少4个棱柱型腔体，且各棱柱型腔体均通过通孔33a与公共的缓冲腔体34联通，缓冲腔体34与管路联通。通过上述缓冲腔体34的设置，使得每个气囊单元3均形成了一个独立的调节单元，气体可以在缓冲腔体34中得到缓冲，并重新分配至各个棱柱型腔体中，从而使得不同棱柱型腔体的橡胶顶32获得不同的形变空间，从而即使在不增加气囊单元3设置密度的前提下，仍能够通过气囊单元3中不同支撑点的形变自调节而获得贴合人体的有效支撑。

在本实施例中，优选将气压检测单元4设置在缓冲腔体34内，从而使得气压的监测更加准确。

其中，棱柱型腔体中设置有缓冲弹簧35，缓冲弹簧35一侧与橡胶顶32相抵，另一端贯穿通孔33a，且与缓冲腔体34内壁相抵。通过缓冲弹簧35的设置，可提高气囊单元3的结构稳定性，从而可在不设置初始气压的前提下，仍能够保证整个床头1的结构稳定性，人体对床头1进行挤压时，也可起到一定的缓冲作用，从而使得气体量的变化更加平缓稳定，保证控制效果。

作为上述实施例的优选，橡胶顶32上设置有至少一个球面凸起， 球面凸起在感知压力后的变形率较大，利于气压变化情况的监测，从而提高智能床的控制精度。为了增加与人体的接触面积，从而使得人体获得更加舒适的体验，如图6所示，球面凸起的凸起顶部固定设置有支撑片36。

实施例3：

本实施例中，人体曲线自适应智能床包括床头1和床体2，床头1的支撑面上并列设置有成矩阵分布的若干气囊单元3，气囊单元3包括至少具有一个棱柱型腔体的壳体31以及位于棱柱型腔体顶部的橡胶顶32，橡胶顶32用于对倚靠于床头1上的人体进行支撑，壳体31底部设置有底板33，底板33上设置有通孔33a；各通孔33a均通过管路以及控制阀与气源5连接；气囊单元3中还设置有气压检测单元4，用于对棱柱型腔体内的气体压力进行监测，控制器6根据所监测的结果控制位于棱柱型腔体的气体量；从而通过橡胶顶32不同程度的形变，保证对人体不同部位的有效支撑。

因为智能床主要用于使用者的休息，因此上述控制系统所带来的噪音必然在一定程度上会影响本发明的使用效果，作为本发明的第三个实施例，对床体2进行了结构改进。具体地，本实施例中，床体2位于床头1的底部设置有安装腔体21，至少用于对控制阀、气源5和控制器6进行安装。

整个智能床在使用的过程中，噪音的来源主要为控制阀阀芯工作位置的切换和气源5供气过程中的噪音，将其设置于床头1中，由于距离人体过近，会影响使用者的休息，在本实施例中，如图7所示，将其设置于床体2位于床头1底部的位置处，床垫和床头1均可在一定程度上减弱噪音的影响，而具体的管路和电线可通过孔位贯穿至床头1中分别与气囊单元3和气压检测单元4连接。

其中，气源5包括气泵51，以及联通床头1外部的吸气管路，在气泵51的作用下，空气自吸气管路进入各气囊单元3。通过上述方式使得气体的获取简单易行，其中，可在吸气管路的端部设置消音装置，从而降低噪音的发生，具体的，消音器可在现有设备中进行选型。

安装腔体21内设置有隔音结构，隔音结构可使用隔音毡、纤维板等。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种人体曲线自适应智能床，包括：床头（1）和床体（2），其特征在于：

所述床头（1）的支撑面上并列设置有成矩阵分布的若干气囊单元（3），所述气囊单元（3）包括至少具有一个棱柱型腔体的壳体（31）以及位于所述棱柱型腔体顶部的橡胶顶（32），所述橡胶顶（32）用于对倚靠于床头（1）上的人体进行支撑，所述壳体（31）底部设置有底板（33），所述底板（33）上设置有通孔（33a）；

各所述通孔（33a）均通过管路以及控制阀与气源（5）连接；

所述气囊单元（3）中还设置有气压检测单元（4），用于对所述棱柱型腔体内的气体压力进行监测，控制器（6）根据所监测的结果控制位于所述棱柱型腔体的气体量；从而通过所述橡胶顶（32）不同程度的形变，保证对人体不同部位的有效支撑。

2.根据权利要求1所述的人体曲线自适应智能床，其特征在于：

所述床头（1）上每一横行中的各所述气囊单元（3）的充气或放气量等同，且各横行中的所述气囊单元（3）因人体挤压而气压升高所达到的峰值气压相等。

3.根据权利要求2所述的人体曲线自适应智能床，其特征在于：

所述峰值气压为因人体的挤压而在各所述气囊单元（3）气压变化中达到的峰值，或者，为通过所述控制器（6）而设定的标准极限值。

4.根据权利要求1所述的人体曲线自适应智能床，其特征在于：

所述气囊单元（3）中成方阵排布有至少4个棱柱型腔体，且各所述棱柱型腔体均通过通孔（33a）与公共的缓冲腔体（34）联通，所述缓冲腔体（34）与管路联通。

5.根据权利要求4所述的人体曲线自适应智能床，其特征在于：所述棱柱型腔体中设置有缓冲弹簧（35），所述缓冲弹簧（35）一侧与所述橡胶顶（32）相抵，另一端贯穿所述通孔（33a），且与所述缓冲腔体（34）内壁相抵。

6.根据权利要求5中所述的人体曲线自适应智能床，其特征在于：所述橡胶顶（32）上设置有至少一个球面凸起。

7.根据权利要求6所述的人体曲线自适应智能床，其特征在于：所述球面凸起的凸起顶部固定设置有支撑片（36）。

8.根据权利要求1所述的人体曲线自适应智能床，其特征在于：所述床体（2）位于所述床头（1）的底部设置有安装腔体（21），至少用于对所述控制阀、气源（5）和控制器（6）进行安装。

9.根据权利要求8所述的人体曲线自适应智能床，其特征在于：所述气源（5）包括气泵，以及联通所述床头（1）外部的吸气管路，在所述气泵的作用下，空气自所述吸气管路进入各所述气囊单元（3）。

10.根据权利要求8所述的人体曲线自适应智能床，其特征在于：所述安装腔体（21）内设置有隔音结构。

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