CN112674533A - 一种具有多向移动垫块的智能床垫及其调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多向移动垫块的智能床垫及其调节方法，属于智能床垫技术领域，包括柔性垫块、接触传感器、人体感知单元、分析单元和移动控制单元，每块所述柔性垫块的表层均设置有多个接触传感器，所述人体感知单元判断人体在智能床垫上的睡眠姿态以及人体部位的位置，并将数据发送至分析单元，所述分析单元分析确定与睡眠姿态和人体部位位置匹配的柔性垫块分布布局，向移动控制单元下达移动指令，移动控制单元向每个柔性垫块下达驱动信号。通过柔性垫块的横向移动，有利于人体放松；避免身体对臂部血管和神经的压迫，提高床垫的舒适度，且根据人体分布布局自动化实现柔性垫块的移动，自动调节，静态调节，提高睡眠质量。

Description

一种具有多向移动垫块的智能床垫及其调节方法

技术领域

本发明涉及智能床垫技术领域，特别涉及其一种具有多向移动垫块的智能床垫及其调节方法。

背景技术

智能床垫是针对人体睡眠习惯，整合全球多种优质、健康的睡眠原材料，经过科学的组合设计出3种不同软硬度的床垫。可在电机作用下升高腿部位置，使血液回流，对心脏、大脑和腿部有益；另可抬高头部位置，方便在床上看书、看电视等休闲娱乐；背部设置滚动式按摩和背、腿部震动式按摩系统，可放松肌体、调节身心、舒筋松骨。

专利号为CN201921292054.4公开了一种多功能智能床垫，智能床垫配合电动床，不仅使用户的头部可以抬起，还可将用户的腿部下放，使用户坐起时更加舒适，同时该智能床垫的中部设置有与卫生装置配合的卫生通孔，可以使用户能够在床上进行大小便，另外，该智能床垫上装有若干个体动信息检测传感器，用于对用户的睡眠进行无感监测，随时了解分析用户的睡眠情况。

专利号为CN202010164638.4公开了一种多功能智能床垫，包括：功能层以及用于固定和翻转所述功能层的翻转装置，所述功能层包括内层和外层，所述内层包括若干功能装置，所述外层为透气性纺织物面料；所述功能层外表面边缘处设有外表支架，所述外表支架用于固定和连接所功能层和翻转装置；所述翻转装置包括人体安全支撑层和翻转机构，所述人体安全支撑层用于支撑所述功能层，所述人体安全支撑层外表面设有人体安全支撑架，所述人体安全支撑架用于固定和连接所述人体安全支撑层，所述功能层包括两个状态，隐藏状态和显露状态，所述智能床垫还包括控制系统和供电系统。兼具制热制冷与抽/吹风功能，且具有健康理疗功能，智能化程度高，具有杀菌除螨等功能。

但是上述专利中的智能床垫均为整体结构，且无法根据人体分布状况尽心移动调节，无法有效提高人体睡眠质量和睡眠的舒适度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多向移动垫块的智能床垫及其调节方法，通过柔性垫块的横向移动，有利于人体放松；避免身体对臂部血管和神经的压迫，提高床垫的舒适度，且根据人体分布布局自动化实现柔性垫块的移动，自动调节，静态调节，提高睡眠质量，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有多向移动垫块的智能床垫，包括柔性垫块、接触传感器、人体感知单元、分析单元和移动控制单元，每块所述柔性垫块的表层均设置有多个接触传感器，所述接触传感器将是否具有人体接触的传感信号发送至人体感知单元，所述人体感知单元根据每块柔性垫块上接触传感器发送的传感信号，判断人体在智能床垫上的睡眠姿态以及人体部位的位置，并将数据发送至分析单元，所述分析单元根据人体的睡眠姿态和人体部位的位置，分析确定与睡眠姿态和人体部位位置匹配的柔性垫块分布布局，所述分析单元根据柔性垫块的分布布局，向移动控制单元下达移动指令，移动控制单元根据移动指令，向每个柔性垫块下达驱动信号；

所述柔性垫块包括横向移动底座、纵向升降底座、承托座、柔性垫层和联动板，所述横向移动底座的中部滑动连接有联动板，所述承托座的上表面上固定连接有柔性垫层，下表面上开设有两条相互平行的滑槽，并通过滑槽滑动连接有纵向升降底座，所述纵向升降底座安装于联动板的上端，所述横向移动底座安装于联动板的下端；

所述横向移动底座包括横向滑轨、纵向滑轨、滑动框体、驱动组件和齿条，所述横向滑轨和纵向滑轨各有两条，两者相互交替首尾相接构成矩形形状，且横向滑轨和纵向滑轨的一侧通过螺栓固定连接有齿条，所述横向滑轨和纵向滑轨上滑动连接有四个滑动框体，四个所述滑动框体构成“井”字型，且滑动框体的端部均安装有驱动组件。

进一步地，所述柔性垫块共有n*m块，n为柔性垫块沿横向排列的数量，m为柔性垫块沿纵向排列的数量。

进一步地，所述滑槽的横截面为T型或工字型。

进一步地，相邻所述横向移动底座之间固定连接。

进一步地，所述驱动组件包括驱动电机和齿轮，滑动框体的端部上表面安装有驱动电机，驱动电机连接有齿轮，齿轮与齿条相互啮合。

进一步地，所述纵向升降底座包括主向伺服电机、副向伺服电机、主联动轴、联动轴外套筒、联动杆组件、滑动底座和副联动轴，柔性垫块的下表面上通过滑槽滑动连接有滑动底座，滑动底座共有四个，每条滑槽上均滑动连接有两个滑动底座，柔性垫层两角处的滑动底座之间通过副联动轴相互连接，副联动轴上通过轴承旋转连接有联动杆组件，联动杆组件由两根外杆体和两根内杆体构成，主联动轴的两端分别固定连接有两根内杆体，联动轴外套筒的两端分别固定连接有两根外杆体，联动轴外套筒套接于主联动轴外部，联动轴外套筒与副向伺服电机相互连接，主联动轴与主向伺服电机相互连接。

进一步地，所述副向伺服电机和主向伺服电机均安装于联动板上。

进一步地，所述纵向升降底座包括底板和升降气缸组件，联动板的上端通过螺栓固定连接有底板，底板和柔性垫层之间的四角处分别设置有一个升降气缸组件。

根据本发明的另一方面，提供一种具有多向移动垫块的智能床垫的调节方法，包括以下步骤：

S101：信号获取，每块柔性垫块上的接触传感器将是否具有人体接触的传感信号发送至人体感知单元；

S102：数据传递，人体感知单元根据传感信号判断人体在智能床垫上的睡眠姿态以及人体部位的位置，并将数据发送至分析单元；

S103：数据分析，分析单元依据数据分析确定与睡眠姿态和人体部位位置匹配的柔性垫块分布布局，并向移动控制单元下达移动指令；

S104：移动指令，移动控制单元根据移动指令，向每个柔性垫块的横向移动底座和纵向升降底座下达驱动信号；

S105：移动实施，横向移动底座和纵向升降底座依据驱动信号进行移动。

进一步地，移动实施中移动指令发送至横向移动底座中的驱动电机以及纵向升降底座上的主向伺服电机和副向伺服电机，或者移动指令发送至横向移动底座中的驱动电机以及纵向升降底座上的升降气缸组件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种具有多向移动垫块的智能床垫及其调节方法，通过柔性垫块的横向移动，一方面让人体的主要支撑部位处的柔性垫块分布更加紧实，提供更好的支撑，另一方面让例如背部、腿部的柔性垫块分布较为稀疏，从而更为柔软，有利于人体放松；当人体采取侧卧姿势的时候，可让臂部对应的柔性垫块之间间距变大，出现一个缝隙，从而容纳臂部，避免身体对臂部血管和神经的压迫，提高床垫的舒适度，且以接触传感器和人体感知单元获取信息，分析单元分析人体数据后驱动移动结构根据人体分布布局自动化实现柔性垫块的移动，自动调节，静态调节，提高睡眠质量。

附图说明

图1为本发明的具有多向移动垫块的智能床垫的整体结构图；

图2为本发明实施例一中的具有多向移动垫块的智能床垫的柔性垫块结构图；

图3为本发明实施例一中的具有多向移动垫块的智能床垫的联动板连接图；

图4为本发明实施例一中的具有多向移动垫块的智能床垫的柔性垫层连接图；

图5为本发明实施例一中的具有多向移动垫块的智能床垫的横向移动底座结构图；

图6为本发明图5中A处局部放大图；

图7为本发明实施例一中的具有多向移动垫块的智能床垫的纵向升降底座结构图；

图8为本发明图7中B处局部放大图；

图9为本发明实施例二中的具有多向移动垫块的智能床垫的纵向升降底座结构图；

图10为本发明的具有多向移动垫块的智能床垫的调节方法流程图。

图中：100、柔性垫块；110、横向移动底座；111、横向滑轨；112、纵向滑轨；113、滑动框体；114、驱动组件；115、齿条；116、驱动电机；117、齿轮；120、纵向升降底座；121、主向伺服电机；122、副向伺服电机；123、主联动轴；124、联动轴外套筒；125、联动杆组件；126、滑动底座；127、副联动轴；128、底板；129、升降气缸组件；130、承托座；131、滑槽；140、柔性垫层；150、联动板；200、接触传感器；300、人体感知单元；400、分析单元；500、移动控制单元。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参阅图1，一种具有多向移动垫块的智能床垫，包括柔性垫块100、接触传感器200、人体感知单元300、分析单元400和移动控制单元500，每块柔性垫块100的表层均设置有多个接触传感器200，接触传感器200将是否具有人体接触的传感信号发送至人体感知单元300，人体感知单元300根据每块柔性垫块100上接触传感器200发送的传感信号，判断人体在智能床垫上的睡眠姿态以及人体部位的位置，并将数据发送至分析单元400，分析单元400根据人体的睡眠姿态和人体部位的位置，分析确定与睡眠姿态和人体部位位置匹配的柔性垫块100分布布局，分析单元400根据柔性垫块100的分布布局，向移动控制单元500下达移动指令，移动控制单元500根据移动指令，向每个柔性垫块100下达驱动信号；柔性垫块100共有n*m块，n为柔性垫块100沿横向排列的数量，m为柔性垫块100沿纵向排列的数量，用于检测人体与每个柔性垫块100的接触。

参阅图2至图4，柔性垫块100包括横向移动底座110、纵向升降底座120、承托座130、柔性垫层140和联动板150，横向移动底座110的中部滑动连接有联动板150，承托座130的上表面上固定连接有柔性垫层140，下表面上开设有两条相互平行的滑槽131，并通过滑槽131滑动连接有纵向升降底座120，滑槽131的横截面为T型或工字型，用于限位，纵向升降底座120安装于联动板150的上端，横向移动底座110安装于联动板150的下端；相邻横向移动底座110之间固定连接。

参阅图5至图6，横向移动底座110包括横向滑轨111、纵向滑轨112、滑动框体113、驱动组件114和齿条115，横向滑轨111和纵向滑轨112各有两条，两者相互交替首尾相接构成矩形形状，且横向滑轨111和纵向滑轨112的一侧通过螺栓固定连接有齿条115，横向滑轨111和纵向滑轨112上滑动连接有四个滑动框体113，四个滑动框体113构成“井”字型，且滑动框体113的端部均安装有驱动组件114，驱动组件114包括驱动电机116和齿轮117，滑动框体113的端部上表面安装有驱动电机116，驱动电机116连接有齿轮117，齿轮117与齿条115相互啮合，四个滑动框体113的中部条形槽相互交错的孔中安装有呈工字型的圆柱体，该圆柱体和滑动框体113之间活动连接，且其顶部固定连接联动板150。

参阅图7至图8，纵向升降底座120包括主向伺服电机121、副向伺服电机122、主联动轴123、联动轴外套筒124、联动杆组件125、滑动底座126和副联动轴127，柔性垫块100的下表面上通过滑槽131滑动连接有滑动底座126，滑动底座126共有四个，每条滑槽131上均滑动连接有两个滑动底座126，柔性垫层140两角处的滑动底座126之间通过副联动轴127相互连接，副联动轴127上通过轴承旋转连接有联动杆组件125，联动杆组件125由两根外杆体和两根内杆体构成，主联动轴123的两端分别固定连接有两根内杆体，联动轴外套筒124的两端分别固定连接有两根外杆体，联动轴外套筒124套接于主联动轴123外部，联动轴外套筒124与副向伺服电机122相互连接，主联动轴123与主向伺服电机121相互连接，副向伺服电机122和主向伺服电机121均安装于联动板150上。

参阅图10，为了更好的展现流动式污水水质在线监测的流程，本实施例现提出一种具有多向移动垫块的智能床垫的调节方法，包括以下步骤：

S101：信号获取，每块柔性垫块100上的接触传感器200将是否具有人体接触的传感信号发送至人体感知单元300；

S102：数据传递，人体感知单元300根据传感信号判断人体在智能床垫上的睡眠姿态以及人体部位的位置，并将数据发送至分析单元400；判断人体在智能床垫上的睡眠姿态(仰卧、俯卧、侧卧、坐姿)，以及每种睡眠姿态下的臂部、腿部、躯干部、腰部、肩颈部、背部等主要人体部位的位置；

S103：数据分析，分析单元400依据数据分析确定与睡眠姿态达到最佳匹配的和主要人体部位位置柔性垫块100分布布局，并向移动控制单元500下达移动指令；其中，柔性垫块100分布布局包括每个柔性垫块100在水平面的分布位置，以及每个柔性垫块100在纵向的高低位置；

S104：移动指令，移动控制单元500根据移动指令，向每个柔性垫块100的横向移动底座110和纵向升降底座120下达驱动信号；从而驱动纵向升降底座120改变横向移动底座110的高低位置，进而驱动横向移动底座110带动每个柔性垫块100在水平面上前、后、左、右移动预定的距离，其中，柔性垫层140为记忆海绵或橡胶；

S105：移动实施，横向移动底座110和纵向升降底座120依据驱动信号进行移动；移动实施中移动指令发送至横向移动底座110中的驱动电机116以及纵向升降底座120上的主向伺服电机121和副向伺服电机122，通过柔性垫块100的纵向升降，使其与人体曲线更为贴合；通过柔性垫块100的横向移动，一方面让人体的主要支撑部位(例如腰部)处的柔性垫块100分布更加紧实，提供更好的支撑，另一方面让例如背部、腿部的柔性垫块100分布较为稀疏，从而更为柔软，有利于人体放松；当人体采取侧卧姿势的时候，可让臂部对应的柔性垫块100之间间距变大，出现一个缝隙，从而容纳臂部，避免身体对臂部血管和神经的压迫。

实施例二

参阅图9，纵向升降底座120包括底板128和升降气缸组件129，联动板150的上端通过螺栓固定连接有底板128，底板128和柔性垫层140之间的四角处分别设置有一个升降气缸组件129。

参阅图10，为了更好的展现流动式污水水质在线监测的流程，本实施例现提出一种具有多向移动垫块的智能床垫的调节方法，包括以下步骤：

S101：信号获取，每块柔性垫块100上的接触传感器200将是否具有人体接触的传感信号发送至人体感知单元300；

S102：数据传递，人体感知单元300根据传感信号判断人体在智能床垫上的睡眠姿态以及人体部位的位置，并将数据发送至分析单元400；判断人体在智能床垫上的睡眠姿态(仰卧、俯卧、侧卧、坐姿)，以及每种睡眠姿态下的臂部、腿部、躯干部、腰部、肩颈部、背部等主要人体部位的位置；

S103：数据分析，分析单元400依据数据分析确定与睡眠姿态达到最佳匹配的和主要人体部位位置柔性垫块100分布布局，并向移动控制单元500下达移动指令；其中，柔性垫块100分布布局包括每个柔性垫块100在水平面的分布位置，以及每个柔性垫块100在纵向的高低位置；

S104：移动指令，移动控制单元500根据移动指令，向每个柔性垫块100的横向移动底座110和纵向升降底座120下达驱动信号；从而驱动纵向升降底座120改变横向移动底座110的高低位置，进而驱动横向移动底座110带动每个柔性垫块100在水平面上前、后、左、右移动预定的距离，其中，柔性垫层140为记忆海绵或橡胶；

S105：移动实施，横向移动底座110和纵向升降底座120依据驱动信号进行移动；移动实施中移动指令发送至横向移动底座110中的驱动电机116以及纵向升降底座120上的升降气缸组件129，通过柔性垫块100的纵向升降，使其与人体曲线更为贴合；通过柔性垫块100的横向移动，一方面让人体的主要支撑部位(例如腰部)处的柔性垫块100分布更加紧实，提供更好的支撑，另一方面让例如背部、腿部的柔性垫块100分布较为稀疏，从而更为柔软，有利于人体放松；当人体采取侧卧姿势的时候，可让臂部对应的柔性垫块100之间间距变大，出现一个缝隙，从而容纳臂部，避免身体对臂部血管和神经的压迫。

综上所述：本发明提出的一种具有多向移动垫块的智能床垫及其调节方法，通过柔性垫块100的横向移动，一方面让人体的主要支撑部位处的柔性垫块100分布更加紧实，提供更好的支撑，另一方面让例如背部、腿部的柔性垫块100分布较为稀疏，从而更为柔软，有利于人体放松；当人体采取侧卧姿势的时候，可让臂部对应的柔性垫块100之间间距变大，出现一个缝隙，从而容纳臂部，避免身体对臂部血管和神经的压迫，提高床垫的舒适度，且以接触传感器200和人体感知单元300获取信息，分析单元400分析人体数据后驱动移动结构根据人体分布布局自动化实现柔性垫块100的移动，自动调节，静态调节，提高睡眠质量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有多向移动垫块的智能床垫，其特征在于，包括柔性垫块(100)、接触传感器(200)、人体感知单元(300)、分析单元(400)和移动控制单元(500)，每块所述柔性垫块(100)的表层均设置有多个接触传感器(200)，所述接触传感器(200)将是否具有人体接触的传感信号发送至人体感知单元(300)，所述人体感知单元(300)根据每块柔性垫块(100)上接触传感器(200)发送的传感信号，判断人体在智能床垫上的睡眠姿态以及人体部位的位置，并将数据发送至分析单元(400)，所述分析单元(400)根据人体的睡眠姿态和人体部位的位置，分析确定与睡眠姿态和人体部位位置匹配的柔性垫块(100)分布布局，所述分析单元(400)根据柔性垫块(100)的分布布局，向移动控制单元(500)下达移动指令，移动控制单元(500)根据移动指令，向每个柔性垫块(100)下达驱动信号；

所述柔性垫块(100)包括横向移动底座(110)、纵向升降底座(120)、承托座(130)、柔性垫层(140)和联动板(150)，所述横向移动底座(110)的中部滑动连接有联动板(150)，所述承托座(130)的上表面上固定连接有柔性垫层(140)，下表面上开设有两条相互平行的滑槽(131)，并通过滑槽(131)滑动连接有纵向升降底座(120)，所述纵向升降底座(120)安装于联动板(150)的上端，所述横向移动底座(110)安装于联动板(150)的下端；

所述横向移动底座(110)包括横向滑轨(111)、纵向滑轨(112)、滑动框体(113)、驱动组件(114)和齿条(115)，所述横向滑轨(111)和纵向滑轨(112)各有两条，两者相互交替首尾相接构成矩形形状，且横向滑轨(111)和纵向滑轨(112)的一侧通过螺栓固定连接有齿条(115)，所述横向滑轨(111)和纵向滑轨(112)上滑动连接有四个滑动框体(113)，四个所述滑动框体(113)构成“井”字型，且滑动框体(113)的端部均安装有驱动组件(114)。

2.如权利要求1所述的一种具有多向移动垫块的智能床垫，其特征在于，所述柔性垫块(100)共有n*m块，n为柔性垫块(100)沿横向排列的数量，m为柔性垫块(100)沿纵向排列的数量。

3.如权利要求1所述的一种具有多向移动垫块的智能床垫，其特征在于，所述滑槽(131)的横截面为T型或工字型。

4.如权利要求1所述的一种具有多向移动垫块的智能床垫，其特征在于，相邻所述横向移动底座(110)之间固定连接。

5.如权利要求1所述的一种具有多向移动垫块的智能床垫，其特征在于，所述驱动组件(114)包括驱动电机(116)和齿轮(117)，滑动框体(113)的端部上表面安装有驱动电机(116)，驱动电机(116)连接有齿轮(117)，齿轮(117)与齿条(115)相互啮合。

6.如权利要求1所述的一种具有多向移动垫块的智能床垫，其特征在于，所述纵向升降底座(120)包括主向伺服电机(121)、副向伺服电机(122)、主联动轴(123)、联动轴外套筒(124)、联动杆组件(125)、滑动底座(126)和副联动轴(127)，柔性垫块(100)的下表面上通过滑槽(131)滑动连接有滑动底座(126)，滑动底座(126)共有四个，每条滑槽(131)上均滑动连接有两个滑动底座(126)，柔性垫层(140)两角处的滑动底座(126)之间通过副联动轴(127)相互连接，副联动轴(127)上通过轴承旋转连接有联动杆组件(125)，联动杆组件(125)由两根外杆体和两根内杆体构成，主联动轴(123)的两端分别固定连接有两根内杆体，联动轴外套筒(124)的两端分别固定连接有两根外杆体，联动轴外套筒(124)套接于主联动轴(123)外部，联动轴外套筒(124)与副向伺服电机(122)相互连接，主联动轴(123)与主向伺服电机(121)相互连接。

7.如权利要求6所述的一种具有多向移动垫块的智能床垫，其特征在于，所述副向伺服电机(122)和主向伺服电机(121)均安装于联动板(150)上。

8.如权利要求1所述的一种具有多向移动垫块的智能床垫，其特征在于，所述纵向升降底座(120)包括底板(128)和升降气缸组件(129)，联动板(150)的上端通过螺栓固定连接有底板(128)，底板(128)和柔性垫层(140)之间的四角处分别设置有一个升降气缸组件(129)。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的具有多向移动垫块的智能床垫的调节方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：信号获取，每块柔性垫块(100)上的接触传感器(200)将是否具有人体接触的传感信号发送至人体感知单元(300)；

S102：数据传递，人体感知单元(300)根据传感信号判断人体在智能床垫上的睡眠姿态以及人体部位的位置，并将数据发送至分析单元(400)；

S103：数据分析，分析单元(400)依据数据分析确定与睡眠姿态和人体部位位置匹配的柔性垫块(100)分布布局，并向移动控制单元(500)下达移动指令；

S104：移动指令，移动控制单元(500)根据移动指令，向每个柔性垫块(100)的横向移动底座(110)和纵向升降底座(120)下达驱动信号；

S105：移动实施，横向移动底座(110)和纵向升降底座(120)依据驱动信号进行移动。

10.如权利要求9所述的一种具有多向移动垫块的智能床垫的调节方法，其特征在于，移动实施中移动指令发送至横向移动底座(110)中的驱动电机(116)以及纵向升降底座(120)上的主向伺服电机(121)和副向伺服电机(122)，或者移动指令发送至横向移动底座(110)中的驱动电机(116)以及纵向升降底座(120)上的升降气缸组件(129)。

Images