CN113576200A - 石墨烯智能控温床暖垫及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了石墨烯床垫领域的石墨烯智能控温床暖垫及其使用方法，包括床垫外套，所述床垫外套一侧壁上贯穿设置有控制器接头，所述控制器接头一端设置有加热层，所述加热层上铺设有石墨烯填充料、传感器总成以及排线，所述控制器接头内设置有智能电路板，所述智能电路板上设置有智能家居连接模块、语音控制模块以及蓝牙连接模块。本发明中，通过增加三轴加速传感器和NTC高精度温度传感器，可有效的区分人体的腰部和腿部的加热温度，同时又能够以设定的算法计算人体的熟睡程度，进而调整不同的加热温度，给用户最佳的使用体验。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯床垫技术领域，具体是石墨烯智能控温床暖垫及其使用方法。
背景技术
石墨烯具有优异的电学、热学和力学性能，这些优良的特性，使其具有很广的应用范围和很好的应用前景，可壑应用在高性能纳电子器件、复合材料、场发射材料、气体传感器、通信技术和成像技术等领域，床垫添加石墨烯，具有超强抗菌抑菌性能，抑制细菌滋生，再加上强大的吸湿祛湿性能，避免潮湿生菌异味等，保证舒适、健康、干净的睡眠环境。
目前，现有的石墨烯床垫具有以下不足：
1、床垫不能够根据用户的睡觉程度来自动调整温度，影响使用体验；
2、床垫的智能化不足，不能够与智能家居配合使用，不便于用户远程启动床垫进行预热；
3、床垫的支撑性和透气性不足，用户使用时对身体会产生较大的负担；
4、床垫主体结构不便拆卸清洗。
因此，本领域技术人员提供了石墨烯智能控温床暖垫及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供石墨烯智能控温床暖垫及其使用方法，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：
石墨烯智能控温床暖垫，包括床垫外套，所述床垫外套一侧壁上贯穿设置有控制器接头，所述控制器接头一端设置有加热层，所述加热层上铺设有石墨烯填充料、传感器总成以及排线，所述控制器接头内设置有智能电路板，所述智能电路板上设置有智能家居连接模块、语音控制模块以及蓝牙连接模块，所述智能电路板上带有处理器和控制器，所述智能电路板上带有接收无线信号的组件，用于联网，所述智能家居连接模块内独立运行的芯片通过与室内智能家具连接局域网的方式实现共频，被智能软件统一调控，所述蓝牙连接模块用于连接外部智能语音控制的设备，语音控制设备发出的无线指令被所述语音控制模块识别转换成电信号发送给所述智能电路板做进一步的处理，变成控制信号发送给所述加热层，所述传感器总成上带有收集传感器模拟信号量的组件，模拟量通过所述排线传递给所述智能电路板做进一步的处理。
作为本发明再进一步的方案：所述石墨烯填充料内嵌在所述加热层内壁中，所述排线包括正极线和负极线，所述传感器总成与所述石墨烯填充料以及所述排线均电性连通，所述控制器接头与所述正极线以及所述负极线焊接，所述排线卡压在所述加热层中，所述排线外表面使用绝缘漆包裹，区别于前一代的石墨烯发热薄膜不透气，本装置中由石墨烯填充料和加热层面料构成的石墨烯加热面料耐水洗，耐揉搓，高透气性，平整度高、无异物。
作为本发明再进一步的方案：所述智能电路板内嵌在所述控制器接头中，所述智能家居连接模块、语音控制模块以及蓝牙连接模块均与所述智能电路板焊接，所述控制器接头外部两侧壁上均设置有与所述智能电路板电性连接的电源线和遥控器手柄，遥控器手柄可实现床垫上下温度分区调节，遥控器设置高中低三挡温度区间，低档按键，温度控制在28-30摄氏度，中档按键，温度控制在36-38摄氏度，高档按键，温度控制在43-45摄氏度。
作为本发明再进一步的方案：所述加热层底部设置有支撑海绵层，所述支撑海绵层底部设置有3D材料层，所述加热层顶部和所述3D材料层底部均设置有空气层面料。
作为本发明再进一步的方案：所述床垫外套包裹在所述空气层面料外部，所述传感器总成上由NTC高精度温度传感器和三轴加速传感器组成，NTC高精度温度传感器具有较高的温度监控作用，三轴加速传感器是基于加速度的基本原理去实现工作，具有体积小和重量轻特点，以一定算法确定人体睡眠状态，在不同睡眠状态给与不同的温度，深睡时，温度为32摄氏度；浅睡时，睡眠温度为37摄氏度，未睡时温度为40摄氏度。
作为本发明再进一步的方案：所述NTC高精度温度传感器有两组对称分布于所述加热层上，所述加热层按照人体上身和腿部6:4的比例进行分配，所述NTC高精度温度传感器采用热敏电阻材料制成，分布在上下各一个，实时监测体感温度，可动态化实现体感温度的实时调整，避免闷热或过冷冻醒。
作为本发明再进一步的方案：所述床垫外套的总高度为6CM，所述支撑海绵层为高密度海绵材料制成，所述3D材料层采用功能性的聚酯纤维材料制成。
作为本发明再进一步的方案：所述支撑海绵层的厚度为2CM，所述3D材料层的厚度为1CM。
石墨烯智能控温床暖垫的使用方法：本装置在具体使用的时候，通过所述电源线将装置接通电源，用户可使用所述遥控手柄手动调节所述加热层的加热温度，或者通过所述智能家居连接模块连接米家的智能APP，使用软件远程控制调节，所述蓝牙连接模块与小爱同学智能连接，用户对小爱同学发生语音口令即可控制床垫的智能工作，实现一键暖床的功能，所述加热层中两组所述NTC高精度温度传感器位于用户躺下时的腰部和脚部处，不仅给与腰和腿不同温度的呵护，而且再配合所述三轴加速传感器计算人体的熟睡程度，来自动调整加热的温度，给用户最佳的使用体验，同时达到节能的目的，另外，所述3D材料层，干爽网面通风透气，可有效撑托体贴包容，软硬适中，有效释放颈椎压力，防止睡眠中因受到压迫，有效的延长深度睡眠，所述空气层面料采用日本大和抗菌剂纳米银离子材料处理，具有三A级抗菌功能，所述床垫外套可拆洗，且床垫内采用的新一代石墨烯发热面料具有特有的织物形态，耐水洗，进而大大提高了床垫的可清洗性，保持了床垫的洁净卫生。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过增加三轴加速传感器和NTC高精度温度传感器，可有效的区分人体的腰部和腿部的加热温度，同时又能够以设定的算法计算人体的熟睡程度，进而调整不同的加热温度，给用户最佳的使用体验；
2、本发明中，通过设置智能家居连接模块、智能电路板、蓝牙连接模块以及语音控制模块，可有效的连接米家智能APP和蓝牙控制器，方便用户在远程控制床垫工作，实现一键暖床的功能；
3、本发明中，通过设置3D材料层，干爽网面通风透气，可有效撑托体贴包容，软硬适中，有效释放颈椎压力，防止睡眠中因受到压迫，有效的延长深度睡眠。
4、本发明中，通过空气层面料和床垫外套，空气层面料采用抗菌剂纳米银离子材料处理，床垫外套可拆洗，且床垫内采用新一代石墨烯发热面料采用特有的织物形态，耐水洗，进而大大提高了床垫的可清洗性，保持了床垫的洁净卫生。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中除去床垫外套后的结构示意图；
图3为本发明中加热层的结构示意图；
图4为本发明中传感器总成的结构示意图；
图5为本发明中控制器接头的俯剖视图。
图中：1-空气层面料；2-加热层；3-支撑海绵层；4-3D材料层；5-控制器接头；6-遥控器手柄；7-石墨烯填材料；8-正极线线；9-负极线线；10-传感器总成；11-排线；12-语音控制模块；13-电源线；14-智能电路板；15-NTC高精度温度传感器；16-三轴加速传感器；17-智能家居连接模块；18-蓝牙连接模块；19-床垫外套。
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。
请参阅图1～5，本发明实施例中，石墨烯智能控温床暖垫，包括床垫外套19，床垫外套19一侧壁上贯穿设置有控制器接头5，控制器接头5一端设置有加热层2，加热层2上铺设有石墨烯填充料7、传感器总成10以及排线11，控制器接头5内设置有智能电路板14，智能电路板14上设置有智能家居连接模块17、语音控制模块12以及蓝牙连接模块18，智能电路板14上带有处理器和控制器，智能电路板14上带有接收无线信号的组件，用于联网，智能家居连接模块17内独立运行的芯片通过与室内智能家具连接局域网的方式实现共频，被智能软件统一调控，蓝牙连接模块18用于连接外部智能语音控制的设备，语音控制设备发出的无线指令被语音控制模块12识别转换成电信号发送给智能电路板14做进一步的处理，变成控制信号发送给加热层2，传感器总成10上带有收集传感器模拟信号量的组件，模拟量通过排线11传递给智能电路板14做进一步的处理。
其中，烯填充料7内嵌在加热层2内壁中，排线11包括正极线8和负极线9，传感器总成10与石墨烯填充料7以及排线11均电性连通，控制器接头5与正极线8以及负极线9焊接，排线11卡压在加热层2中，排线11外表面使用绝缘漆包裹，避免床垫漏电，区别于前一代的石墨烯发热薄膜不透气，本装置中由石墨烯填充料7和加热层2面料构成的形态，耐水洗，耐揉搓，高透气性，平整度高、无异物，石墨烯在通电后，内部的碳分子团相互摩擦、碰撞产生热能，热能又通过远红外方式均匀地向外散发，加热更加均匀，安全无辐射，远红外光波可以改善血液循环、关节疼痛，增强新陈代谢，健康安全。
其中，智能电路板14内嵌在控制器接头5中，智能家居连接模块17、语音控制模块12以及蓝牙连接模块18均与智能电路板14焊接，控制器接头5外部两侧壁上均设置有与智能电路板14电性连接的电源线13和遥控器手柄6，遥控器手柄6可实现床垫上下温度分区调节，遥控器设置高中低三挡温度区间，低档按键，温度控制在28-30摄氏度，中档按键，温度控制在36-38摄氏度，高档按键，温度控制在43-45摄氏度，智能家居连接模块17在于家庭内网连接的时候，会自动与智能家居匹配，使得用户可以通过移动设备，控制床垫，蓝牙连接模块18在与蓝牙语音控制组件连接后，可同步控制装置的工作。
其中，加热层2底部设置有支撑海绵层3，支撑海绵层3具有减震和保持床垫形态的作用，支撑海绵层3底部设置有3D材料层4，加热层2顶部和3D材料层4底部均设置有空气层面料1。
其中，床垫外套19包裹在空气层面料1外部，传感器总成10上由NTC高精度温度传感器15和三轴加速传感器16组成，NTC高精度温度传感器15具有较高的温度监控作用，三轴加速传感器16是基于加速度的基本原理去实现工作，具有体积小和重量轻特点，以一定算法确定人体睡眠状态，在不同睡眠状态给与不同的温度，深睡时，温度为32摄氏度；浅睡时，睡眠温度为37摄氏度，未睡时温度为40摄氏度。
其中，NTC高精度温度传感器15有两组对称分布于加热层2上，加热层2按照人体上身和腿部6:4的比例进行分配，NTC高精度温度传感器15采用热敏电阻材料制成，分布在上下各一个，实时监测体感温度，可动态化实现体感温度的实时调整，避免闷热或过冷冻醒。
其中，床垫外套19的总高度为6CM，支撑海绵层3为高密度海绵材料制成，3D材料层4采用功能性的聚酯纤维材料制成，床垫易折卷，重量小，方便搬运和收纳。
其中，支撑海绵层3的厚度为2CM，3D材料层4的厚度为1CM。
其中，区别于传统水暖毯，需要外置加热电机，有噪音，毯内的水管不耐针刺、刀割易漏水；因热量损失导致的头部热脚步凉的缺点；石墨烯发热面料高透气，无噪音，发热更均匀，电热转换率高。
石墨烯智能控温床暖垫的使用方法：本装置在具体使用的时候，通过电源线13将装置接通电源，用户可使用遥控手柄手动调节加热层2的加热温度，或者通过智能家居连接模块17连接米家的智能APP，使用软件远程控制调节，蓝牙连接模块18与小爱同学智能连接，用户对小爱同学发生语音口令即可控制床垫的智能工作，实现一键暖床的功能，加热层2中两组NTC高精度温度传感器15位于用户躺下时的腰部和脚部处，不仅给与腰和腿不同温度的呵护，而且再配合三轴加速传感器16计算人体的熟睡程度，来自动调整加热的温度，给用户最佳的使用体验，同时达到节能的目的，另外，3D材料层4，干爽网面通风透气，可有效撑托体贴包容，软硬适中，有效释放颈椎压力，防止睡眠中因受到压迫，有效的延长深度睡眠，空气层面料1采用日本大和抗菌剂纳米银离子材料处理，具有三A级抗菌功能，床垫外套19可拆洗，且床垫内采用新一代石墨烯发热面料采用特有的织物形态，耐水洗，进而大大提高了床垫的可清洗性，保持了床垫的洁净卫生。
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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及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 (9)
1.石墨烯智能控温床暖垫，包括床垫外套(19)，其特征性在于：所述床垫外套(19)一侧壁上贯穿设置有控制器接头(5)，所述控制器接头(5)一端设置有加热层(2)，所述加热层(2)上铺设有石墨烯填充料(7)、传感器总成(10)以及排线(11)，所述控制器接头(5)内设置有智能电路板(14)，所述智能电路板(14)上设置有智能家居连接模块(17)、语音控制模块(12)以及蓝牙连接模块(18)，所述智能电路板(14)上带有处理器和控制器，所述智能电路板(14)上带有接收无线信号的组件，用于联网，所述智能家居连接模块(17)内独立运行的芯片通过与室内智能家具连接局域网的方式实现共频，被智能软件统一调控，所述蓝牙连接模块(18)用于连接外部智能语音控制的设备，语音控制设备发出的无线指令被所述语音控制模块(12)识别转换成电信号发送给所述智能电路板(14)做进一步的处理，变成控制信号发送给所述加热层(2)，所述传感器总成(10)上带有收集传感器模拟信号量的组件，模拟量通过所述排线(11)传递给所述智能电路板(14)做进一步的处理。
2.根据权利要求1所述的石墨烯智能控温床暖垫，其特征在于：所述石墨烯填充料(7)内嵌在所述加热层(2)内壁中，所述排线(11)包括正极线(8)和负极线(9)，所述传感器总成(10)与所述石墨烯填充料(7)以及所述排线(11)均电性连通，所述控制器接头(5)与所述正极线(8)以及所述负极线(9)焊接，所述排线(11)卡压在所述加热层(2)中，所述排线(11)外表面使用绝缘漆包裹。
3.根据权利要求2所述的石墨烯智能控温床暖垫，其特征在于：所述智能电路板(14)内嵌在所述控制器接头(5)中，所述智能家居连接模块(17)、语音控制模块(12)以及蓝牙连接模块(18)均与所述智能电路板(14)焊接，所述控制器接头(5)外部两侧壁上均设置有与所述智能电路板(14)电性连接的电源线(13)和遥控器手柄(6)，所述智能电路板(14)内载有单片机、控制器、放大器以及继电器等电子元器件。
4.根据权利要求3所述的石墨烯智能控温床暖垫，其特征在于：所述加热层(2)底部设置有支撑海绵层(3)，所述支撑海绵层(3)底部设置有3D材料层(4)，所述加热层(2)顶部和所述3D材料层(4)底部均设置有空气层面料(1)。
5.根据权利要求4所述的石墨烯智能控温床暖垫，其特征在于：所述床垫外套(19)包裹在所述空气层面料(1)外部，所述传感器总成(10)上由NTC高精度温度传感器(15)和三轴加速传感器(16)组成。
6.根据权利要求5所述的石墨烯智能控温床暖垫，其特征在于：所述NTC高精度温度传感器(15)有两组对称分布于所述加热层(2)上，所述加热层(2)按照人体上身和腿部6:4的比例进行分配，所述NTC高精度温度传感器(15)采用热敏电阻材料制成。
7.根据权利要求6所述的石墨烯智能控温床暖垫，其特征在于：所述床垫外套(19)的总高度为6CM，所述支撑海绵层(3)为高密度海绵材料制成，所述3D材料层(4)采用功能性的聚酯纤维材料制成。
8.根据权利要求7所述的石墨烯智能控温床暖垫，其特征在于：所述支撑海绵层(3)的厚度为2CM，所述3D材料层(4)的厚度为1CM。
9.石墨烯智能控温床暖垫的使用方法，应用于权利要求1至8中任意一项所述的石墨烯智能控温床暖垫中，其特征在于：本装置在具体使用的时候，通过所述电源线(13)将装置接通电源，用户可使用所述遥控手柄(6)手动调节所述加热层(2)的加热温度，或者通过所述智能家居连接模块(17)连接米家的智能APP，使用软件远程控制调节，所述蓝牙连接模块(18)与小爱同学智能连接，用户对小爱同学发生语音口令即可控制床垫的智能工作，实现一键暖床的功能，所述加热层(2)中两组所述NTC高精度温度传感器(15)位于用户躺下时的腰部和脚部处，不仅给与腰和腿不同温度的呵护，而且再配合所述三轴加速传感器(16)计算人体的熟睡程度，来自动调整加热的温度，给用户最佳的使用体验，同时达到节能的目的，另外，所述3D材料层(4)，干爽网面通风透气，可有效撑托体贴包容，软硬适中，有效释放颈椎压力，防止睡眠中因受到压迫，有效的延长深度睡眠，所述空气层面料(1)采用日本大和抗菌剂纳米银离子材料处理，具有三A级抗菌功能，所述床垫外套(19)可拆洗，且床垫内采用的新一代石墨烯发热面料具有特有的织物形态，耐水洗，进而大大提高了床垫的可清洗性，保持了床垫的洁净卫生。
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