CN111265358A - 一种包含热疗、针灸和指压按摩三联执行机构的智能化床垫 - Google Patents
一种包含热疗、针灸和指压按摩三联执行机构的智能化床垫 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种包含热疗、针灸和指压按摩三联执行机构的智能化床垫(含与之配套的枕垫)；本发明部署了一批传感器，用于监测用户使用床垫时身体姿态、环境温度和三联机构的工况；主要是建立了基于环境监测、用户身体姿态和执行机构工况等参数的监测单元，用来为智能控制决策提供输入信号；同时，本发明按照人体功能学将监测单元和执行机构合理地部署在枕垫和床垫相关位置，部署时会根据用户的行为习惯和生理参数进行个性化设置，以保障相关执行机构能够实现用户所需要的服务。通过智能、闭环控制，实现卧式理疗服务，解决了现有按摩产品和床垫功能单一、控制简单，无法高效利用用户睡眠时间、改善用户睡眠质量的问题。
Description
技术领域
本发明涉及机电一体化技术领域，特别是涉及一种针灸、按摩和热疗三联执行机构和能够提升用户相关睡眠质量的闭环控制系统。
背景技术
目前，市场上有很多按摩产品，其中一些床垫和枕垫已经植入按摩等理疗元素。单独的按摩椅、按摩器一般不同时具有热疗、针灸和按摩功能，及时极少数具有复合功能，其科学性、舒适性和经济性都有待提升。本发明针对每个用户都需要睡眠，且不少人睡眠质量有待提升这个问题，将人工智能和物联网技术引入床垫、枕垫产品，开发热疗、按摩、针灸三联供机构，引入无线充电设备，根据环境参数、用户身体参数和消费习惯，在床枕垫的合宜位置设置相应的监测和执行单元，为用户提供睡眠前、睡眠中良好的服务，改善和提高用户的生活品质；且带热疗和针灸功能的仿指压按摩机构，结构紧凑、功能复合、仿生性强。
发明内容
为了克服上述现有技术的在安全性、经济性、针对性、智能化等方面不足，本发明提供了一种一种带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫。
本发明所采用的技术方案是：一是采取闭环控制系统，通过引入时间、环境温度、工况参数和用户数据等途径，设立监控单元模块，将原来的简单、开环控制，变成智能闭环控制。二是采取手动、半自动和自动化组合的智能控制模式，设置常用睡眠前和睡眠中应用情景，将中医养生和保健理念和现代控制技术结合，实现以物联网为基础的智能控制。三是开发热疗、针灸和指压按摩三联供机构，相关功能可以组合实施，也可以单独实施；根据人体功能学知识，针对消费者的个体生理参数，将其部署在床垫、枕垫和床背垫的合宜位置，保障按摩和针灸的针对性。四是采取全直流安全电压驱动方式，通过有线供电和无线充电两种方式，保证接入床垫枕垫的电流全部为直流安全电压。五是开发了独特的指压按摩机构，相关机构在底层部署加热模块，在其上部署具有传热和导电功能的按摩和针灸模块；按摩模块采用电机和减速箱，带动两个按摩头做对称圆周运动，形成局部圆周指压效果；按摩头底部安置在绝缘滚针轴承上，该轴承滚针为绝缘体，内壁和外壁充当高频电流针灸系统之电极，将正负极电流分别导通到两个旋转按摩球上，形成按摩球和人体的导通回路，实现针灸功能；且既可以实现三联功能的组合供给，也可以单独供给。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一是集成创新，把物联网、人工智能和中医保健技术集成到床垫这个大健康产品上。
二是根据环境和人体参数，设置用户个性化的保健供给服务点，对保健服务实行智能化控制。
三是通过智能化程序的预先设定，给用户手动、半自动、自动选择的权利，可以单独分项目和分区操作，也可以组织操作，既节约时间、又节约能源，还能够防止过度使用和不当使用对用户造成的伤害。
四是仿生指压，舒适性和科学性进一步提升。
五是睡眠时间的充分运用，节约用户时间、提高用户体质、监控用户睡姿、改善用户睡眠。
六是使用直流安全电压和应有的安全保护措施，使装备使用的安全性进一步提升。
七是本发明所开发的热疗模块，具有恒温控制能力，且温度可调。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为系统控制框图。
图2为模块布置示意图。
图3为热疗、针灸和指压按摩三联供机构部署示意图。
图中所示：
1、中央控制单元；
2、操作控制单元；
3、电源模块；
4、监控模块；
5、针灸模块；
6、热疗模块；
7、按摩模块；
8、按摩头；
9、绝缘滚针轴承；901、轴承内壁；902、轴承外壁；
10、驱动电机及减速箱；
11、连杆；
12、针灸电极；
13、按摩头内导轨；
14、按摩头外导轨；
15、控温加热垫片。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1-3所示，随着人工智能技术和物联网技术的发展，现代控制技术对传统产业的转型升级支撑功能越来越强大。本实施例将智能化控制技术引入传统的床垫和枕垫产业，形成智能化、人性化、多功能、养生型床上用品，通过良好的睡眠环境的构建，护佑人民群众身心健康。
目前市场上已经有很多带温度控制和针灸、按摩功能的穿戴用品，相关控制技术已经成熟；但是，相关产品功能单一、携带和穿戴不方便，实际使用效率不高、寿命不长。本实施例按照个性化定制、模块化工作的形式，构建睡眠即养生的工作环境。根据环境温度和季节变换，提供人体所需的恒温睡眠环境和必要的保健供给，使使用者处于良好的护佑状态。通过设置必要的压力、声光电传感器，感知使用者的睡眠质量和状态，通过自动的按摩或针灸动作使其重新快速进入优质水平、舒适睡眠状态。系统可以通过传感器组成的监控模块数据，形成用户睡眠大数据，供医疗机构和专业人士分析用户生活习惯和身体状况，起到预防和监测作用。
本实施例主要由中央控制单元1和操作控制单元2、电源模块3、监控模块4、针灸模块5、热疗模块6、按摩模块7组成，电源模块3为中央控制单元1、操作控制模块2、监控模块4、针灸模块5、热疗模块6、按摩模块7供给能源，监控模块4由传感器和总线构成，将各类输入数据传输到中央控制单元1，中央控制单元1根据输入信号和操作控制单元2输入的操作指令，单独或组合启动针灸模块5、热疗模块6、按摩模块7；在自动工作模式下，中央控制单元1会依据设定程序，自动启动和用户保健需求像适应的功能模块；用户也可以手动操控相关功能模块。系统控制框图如图1所示。
本实施例的监控、针灸、热疗和按摩模块设置如图2所示。本实施例将人体正常睡眠区域分为床垫区和枕头区两个区域，以成年双人床为例说明如下：将人体监测区分为头部、颈部、肩部、腰部、臀腿部(含大腿)、小腿部、足部等若干个监控区域，在其中设置必要的传感器，以监控用户坐、睡姿，为正确的操作控制提供决策数据基础。同时，本实施例也在头部、颈部、肩部、腰部、臀腿部(含大腿)、小腿部、足部设置不同的理疗服务功能模块，分别由加热模块、针灸模块和按摩模块单独或组合完成。其布置如图2所示。
本实施例所用的电源模块输出为直流安全电压，一般为24V及以下。
本实施例包含一种能够提供加热、针灸和指压按摩功能的组合机构，该机构的动作可组合，亦可独立实现。如图3所示：该结构底层部署温度精确可控的加热和传热机制，在其上设置带温度和电流传导机制的指压按摩机构。指压按摩机构包括驱动电机及减速箱10、连杆11、两个按摩头8和一个绝缘滚针轴承9(轴承的滚针为绝缘体，防止轴承内圈和外圈导通)两个按摩头8底部有导槽，该导槽用于保障按摩头8在做圆周运动时沿轴承圆心稳定旋转。按摩头18和按摩头28底部有电刷，保持和滚珠轴承内壁901和外壁的连接状态，针灸模块产生的高频电流通过滚珠轴承9内外壁联通人体，形成针灸电流回路，实时提供针灸服务。因此，本机构，可以实现按摩、热敷和针灸功能的三联供。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其特征在于：带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，能够检测使用环境，用户坐、睡姿，各执行机构工况，并根据用户操作指令和其他输入信号，智能运算并提供合宜的热疗、针灸和指压按摩服务，监控和改进用户睡眠质量；相关监控传感器被按需部署在床垫和枕垫合宜位置，所有监控信号被输入中央处理单元；所有热疗、针灸和指压功能既可以独立运行，也可以组合运行，由程序进行控制、用户可以选择自动、半自动和手动三种操作模式；热疗、针灸和指压机构的部署，根据消费者身体参数部署在床垫、枕垫合宜部位。
2.根据权利要求1所述的一种带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其特征在于：带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其包含床垫和枕垫，可组合控制、使用，也可以独立使用，均包含监测和智能控制功能；可以是单人床部署模式，也可以是双人床部署模式。所有热疗、针灸和指压功能，由程序进行控制、用户可以选择自动、半自动和手动三种操作模式；热疗、针灸和指压机构的部署，根据消费者身体参数部署在床垫、枕垫合宜部位。
3.根据权利要求1所述的一种带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其特征在于：所有热疗、针灸和指压功能既可以独立运行，也可以组合运行；相关机构在底层部署加热模块，在其上部署具有传热和导电功能的按摩和针灸模块；按摩模块采用电机和减速箱，带动两个按摩头做对称圆周运动，形成局部圆周指压效果；按摩头底部安置在绝缘滚针轴承上，该轴承滚针为绝缘体，内壁和外壁充当高频电流针灸系统之电极，将正负极电流分别导通到两个旋转按摩球上，形成按摩球和人体的导通回路，实现针灸功能；且既可以实现三联功能的组合供给，也可以单独供给。
4.根据权利要求1所述的一种带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其特征在于：所有传感器和执行机构均采取并联控制模式，其电源由电源模块供给，其监测信号经总线输入至中央控制单元；同时，中央控制单元对各执行单元的控制，也采取并联控制模式，可以单独或同时启动相关的功能和区域。
5.根据权利要求1所述的一种带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其特征在于：带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其智能化由程序预先设定，能够根据季节、传感器输入信号和消费者习惯自动启动睡眠前服务和睡眠中服务；睡眠前服务主要由三联供机构组合完成，睡眠中服务则包含自动监测和睡姿矫正服务，及系统或用户预设的合宜功能。上述按摩、针灸服务具有周期性，热疗服务一般采取承压恒温控制模式；正常使用中，系统会为用户设置针灸和按摩的动作疗程时间长度，防范超时间按摩和针灸的副作用；热疗机构主要依据使用环境测试参数，和用户坐、睡姿参数，启动恒温控制，使用户处于合宜的温度环境中。
6.根据权利要求1所述的一种带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其特征在于：带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，热疗机构主要依据使用环境测试参数，和用户坐、睡姿参数，启动恒温控制，使用户处于合宜的温度环境中；热疗机构包括普通的加热模块和利用帕尔贴效应的温度补偿模块，前者主要用于增加床垫、枕垫的温度，后者利用元器件的帕尔贴效应，通过变换电流供给方向和功率，既可以增加床枕垫温度，也可以降低床枕垫温度，达到恒温(降温)功能。
7.根据权利要求1所述的一种带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其特征在于：带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其监控单元和执行单元所使用的电源，均为直流安全电压，一般为直流24伏及以下，且包含有线连接和无线充电模式；本发明包含无线供电模块功能，可以保证在床枕垫上无交流强电存在，进一步提高产品的安全性。
8.根据权利要求1所述的一种带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，其特征在于：带热疗、针灸和指压按摩三联功能的智能床垫，可以是单人床枕配置，也可以是双人床枕配置，并可以增加床背靠垫。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113456482A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-10-01 | 湖南馨创科技开发有限公司 | 用于艾灸的可调式多功能人工智能躺床及其控制 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20200612 |