CN114766860B - 一种软硬可调节结构及其调节方法、床垫 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能家具技术领域，公开了一种软硬可调节结构及其调节方法、床垫。软硬可调节结构，包括控制器和软硬调节层，软硬调节层划分有软硬调节分区，分区内设有软硬调节组件；软硬调节组件包括上盖和下盖，两者之间具有高度可调的容置腔；第一电磁装置，包括至少两个第一电磁铁，固定装设于上盖底部，且各第一电磁铁朝向容置腔内部的磁极均为S极或者N极；磁性支撑组件，其一端为N级且另一端为S级，收容于容置腔内；在磁吸力作用下，磁性支撑组件能够发生倾斜且两端分别与上盖和下盖抵触；控制器，用于控制第一电磁装置，以调节磁性支撑组件的倾斜角度。本发明不仅控制方式简单、可控性强，而且具有较长的使用寿命，维护成本较低。

Description

一种软硬可调节结构及其调节方法、床垫

技术领域

本发明涉及智能家具技术领域，尤其涉及一种软硬可调节结构及其调节方法、床垫。

背景技术

近年来，睡眠问题受到了人们越来越多的关注。床垫的软硬程度是决定睡眠质量的关键之一，床垫的软硬程度符合个人喜好和个人形体特征能够为用户提供健康睡眠和舒适睡眠。因此，能够调节软硬程度的智能床垫，例如通过调节气囊充气量来调节软硬程度的充气智能床垫，越来越受到用户的关注。

但是，以气囊作为实现床垫软硬度调节的核心部件有以下两个问题：

一、床垫的弹性性能较差，在气囊充气量较大的情况下床垫会非常硬，在气囊充气量较小的情况下床垫会非常软，甚至于产生塌陷，影响睡感；

二、通常，气囊的使用寿命远低于传统弹簧的使用寿命，容易老化漏气，一旦漏气则无法正常使用，维护成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软硬可调节结构及其调节方法、床垫，以克服现有的充气智能床垫存在的弹性性能较差和使用寿命较低的缺陷。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种软硬可调节结构，包括控制器和软硬调节层，所述软硬调节层沿其层面划分有至少一个软硬调节分区，每个所述软硬调节分区内设有至少一个软硬调节组件；

每个所述软硬调节组件，包括：

上盖和下盖，所述上盖和下盖之间具有高度可调的容置腔；

第一电磁装置，包括至少两个第一电磁铁，固定装设于所述上盖的底部，且各个所述第一电磁铁朝向容置腔内部的磁极均为S极或者N极；

磁性支撑组件，其一端为N级且另一端为S级，收容于所述容置腔内；在所述第一电磁装置产生的磁吸力作用下，所述磁性支撑组件能够发生倾斜且一端与所述上盖抵触、另一端与所述下盖相抵触，使得所述容置腔形成相应高度；

所述控制器，与所述第一电磁装置电连接，用于通过对第一电磁装置进行控制，以调节所述磁性支撑组件的倾斜角度。

可选的，所述软硬调节组件还包括第二电磁装置；所述第二电磁装置包括至少两个第二电磁铁，固定设于所述下盖的顶部，且各个所述第二电磁铁朝向容置腔内部的磁极与所述第一电磁铁朝向容置腔内部的磁极相反。

可选的，所述控制器，具体用于通过对第一电磁装置和/或第二电磁装置中的通电电磁铁的数量、通电电磁体的位置和/或电磁铁工作电流大小进行调节，来调节所述磁性支撑组件的倾斜角度。

可选的，所述磁性支撑组件包括多片磁片，每个所述磁片的一端为N级且另一端为S级，且所述多片磁片同级叠放。

可选的，相邻两片磁片之间不固定连接或者沿预设方向滑动连接，所述预设方向为贯穿所述磁片的N级和S级的方向。

可选的，所述上盖和下盖之间连接有无纺布或者弹性支撑组件，所述上盖、下盖以及所述无纺布或者弹性支撑组件围设形成所述容置腔。

可选的，所述软硬可调节结构还包括叠设于所述软硬调节层上层的压力感应层，所述压力感应层沿其层面划分为至少一个压力感应分区，所述压力感应分区与所述软硬调节分区一一对应；

所述控制器，具体用于实时检测各个压力感应分区之间的压力感测差值，根据所述压力感测差值调节各个所述软硬调节分区内所述磁性支撑组件的倾斜角度，直至所述压力感测差值小于预设阈值。

可选的，所述控制器，具体用于：获取反映软硬度等级与目标倾斜角度区间对应关系的参考对照表；针对每个所述软硬调节分区，分别确定对应的目标软硬度等级，根据所述参考对照表和所述目标软硬度等级确定对应的目标倾斜角度区间，将当前软硬调节分区内磁性支撑组件的倾斜角度调节至目标倾斜角度区间内。

一种床垫，包括以上任一项所述的软硬可调节结构。

可选的，所述软硬调节层具体划分为头部软硬调节分区、肩背部软硬调节分区、腰部软硬调节分区、臀部软硬调节分区和腿部软硬调节分区。

一种如上所述软硬可调节结构的调节方法，包括：

实时检测各个软硬调节分区对应的各个压力感应分区之间的压力感测差值，根据所述压力感测差值调节各个软硬调节分区内磁性支撑组件的倾斜角度，直至所述压力感测差值小于预设阈值。

一种如上所述软硬可调节结构的调节方法，包括：提供反映软硬度等级与目标倾斜角度区间对应关系的参考对照表；

针对每个所述软硬调节分区，分别确定对应的目标软硬度等级，根据所述参考对照表和所述目标软硬度等级确定对应的目标倾斜角度区间，将当前软硬调节分区内磁性支撑组件的倾斜角度调节至目标倾斜角度区间内。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明实施例中，由于上盖底部排布有至少两个同级设置的第一电磁铁，在通电电磁铁的数量、通电电磁铁的位置以及通电电流大小等不同时，第一电磁装置内全部第一电磁铁对磁性支撑组件产生的总磁吸力F1的大小及方向将会有所差异，而在不同大小和/或方向的总磁吸力F1的作用下，磁性支撑组件将会相对于上盖/下盖呈现不同程度的倾斜。同时，在磁性支撑组件的倾斜角度较大的情况下，磁性支撑组件所受到的总磁吸力F1在垂直方向上的分量较大，能够克服上盖受人体重力产生的压力G1较大，此时磁性支撑组件能够提供的支撑力较大，反之磁性支撑组件能够提供的支撑力较小。因此，本发明实施例通过调节磁性支撑组件的倾斜角度即可实现不同的软硬度。

与传统的气囊相比，本发明实施例所采用的电磁控制方式不仅控制方式简单、可控性强，而且具有较长的使用寿命，维护成本较低。

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它的附图。

图1至图3为本发明实施例提供的一种软硬可调节结构在磁性支撑组件的倾斜角度逐渐增大的不同状态示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种软硬可调节结构的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种软硬可调节结构的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的床垫结构示意图；

图7为本发明实施例提供的软硬调节层的分区示意图；

图8为本发明实施例提供的一种软硬调节方法流程图；

图9为本发明实施例提供的另一种软硬调节方法流程图。

图示说明：软硬调节层1、软硬调节组件11、上盖111、下盖112、第一电磁铁113、磁性支撑组件114、第二电磁铁115、无纺布116、压力感应层2、舒适层3、床网层4。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

为克服现有的充气床垫所存在的弹性差和使用寿命短的问题，本发明实施例提供了一种软硬可调节结构，其替换了常规的气囊充气调节方式，采用非常规的磁性调节方式，不仅能够确保获得良好的软硬度调节效果，而且具有较长的使用寿命，降低使用成本。

需要说明的是，本发明实施例提供的软硬可调节结构，其具有软硬度可调节功能，不仅可以应用于床垫、沙发、座椅、桌板等任意具有软硬度调节需求的家居家具和办公家具，还可以应用于墙壁以及各种工具、玩具、用品及器械设备等的整体或者局部表面，以获得良好的用户使用体验。

具体的，请参阅图1至图3，本发明实施例提供的软硬可调节结构包括控制器和软硬调节层1，软硬调节层1沿其层面划分有至少一个软硬调节分区，每个软硬调节分区内设有至少一个软硬调节组件11。

每个软硬调节组件11，包括：

上盖111和下盖112，上盖111和下盖112之间具有高度可调的容置腔；

第一电磁装置，包括至少两个第一电磁铁113，固定装设于上盖111的底部，且各个第一电磁铁113朝向容置腔内部的磁极均为S极或者N极；

磁性支撑组件114，其一端为N级且另一端为S级，收容于容置腔内；在第一电磁装置产生的磁吸力作用下，磁性支撑组件114能够发生倾斜且一端与上盖111抵触、另一端与下盖112相抵触，使得容置腔形成相应高度。

控制器，与第一电磁装置电连接，用于通过对第一电磁装置进行控制，以调节磁性支撑组件114的倾斜角度，从而使得软硬调节组件11形成预设的软硬度。

需要说明的是，电磁铁是通电产生电磁的一种装置。为了使电磁铁114断电立即消磁，往往采用消磁较快的的软铁或硅钢材料来制做。这样的电磁铁在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。

一般而言，电磁铁所产生的磁场与电流大小、线圈圈数及中心的铁磁体有关，在线圈的分布和铁磁体保持不变的情况下，可通过调节工作电流大小的方式来调节磁场强度，通常工作电流越大则磁场强度越大，工作电流越小则磁场强度越小。另外，针对排布有多个电磁铁的场景(假设该场景下允许部分电磁铁通电、部分电磁铁不通电)，各个电磁铁之间的排布方式(比如磁极相对位置)、通电电磁铁的数量、通电电磁铁的位置等均属于磁场强度及方向的重要影响因素。

基于电磁铁的特性，本发明实施例将电磁铁应用于软硬度调节功能的实现。在本发明实施例中，由于上盖111底部排布有至少两个同级设置的第一电磁铁113，在通电电磁铁的数量、通电电磁铁的位置以及通电电流大小等不同时，第一电磁装置内全部第一电磁铁113对磁性支撑组件114产生的总磁吸力F1的大小及方向将会有所差异，而在不同大小和/或方向的总磁吸力F1的作用下，磁性支撑组件114将会相对于上盖111/下盖112呈现不同程度的倾斜。理论上，总磁吸力F1在垂直方向上的分量越大，磁性支撑组件114的倾斜角度越大，最大可达到90度(即形成垂直状态)。因此，可以通过对第一电磁装置进行磁力控制，来调节磁性支撑组件114的倾斜角度。

与此同时，由于上盖111和下盖112之间提供的容置腔在外力作用下高度可调，且在各种倾斜状态下磁性支撑组件114的两端均能够分别与上盖111和下盖112相抵触，因此容置腔的高度会随着磁性支撑组件114的倾斜角度而产生适应性的调整。

需要说明的是，在磁性支撑组件114的倾斜角度较大的情况下，磁性支撑组件114所受到的总磁吸力F1在垂直方向上的分量较大，能够克服上盖111受人体重力产生的压力G1较大；此时，磁性支撑组件114能够提供的支撑力较大。

反之，在磁性支撑组件114的倾斜角度较小的情况下，磁性支撑组件114所受到的总磁吸力F1在垂直方向上的分量较小，能够克服上盖111受人体重力产生的压力G1较小；此时，磁性支撑组件114能够提供的支撑力较小。

因此，在磁性支撑组件114的倾斜角度较大时，磁性支撑组件114能够提供的支撑力较大，软硬调节组件11整体具有较高的硬度；在磁性支撑组件114的倾斜角度较小时，软硬调节组件11整体具有较高的软度。因此，本发明实施例通过调节磁性支撑组件114的倾斜角度即可实现不同的软硬度。

与传统的气囊相比，本发明实施例所采用的电磁控制方式不仅控制方式简单、可控性强，而且具有较长的使用寿命，维护成本较低。

需要说明的是，在软硬调节层1被划分为多个软硬调节分区的情况下，控制器可对这些软硬调节分区的第一电磁铁113既可以采用一体控制方式，使得各个软硬调节分区的第一电磁铁113的控制方式保持一致，使得整个软硬调节层1的各个区域的软硬度保持基本一致；也可以采用单独控制方式，以控制各个软硬调节分区的第一电磁铁113的控制方式一致，或者不一致，使得软硬可调节结构的各个区域呈现出不同的软硬度。

在将软硬度可调节结构应用至不同的产品中时，可以根据实际产品的特征和用户需求，对软硬调节层1的软硬调节分区采用不同的划分数量和划分方式，本发明实施例对此不作具体限定。

请参阅图4，本发明实施例提供了另一种软硬可调节结构，其在图1所示结构的基础上，软硬调节组件还包括第二电磁装置；第二电磁装置包括至少两个第二电磁铁115，固定设于下盖112的顶部，且各个第二电磁铁115朝向容置腔内部的磁极与第一电磁铁113朝向容置腔内部的磁极相反。

该图4中，由于容置腔的顶部和底部固定设有磁极相反的电磁铁，因此可以形成更强的电磁场，更有利于磁性支撑组件114的倾斜角度的调节。

此时，控制器，具体用于通过对第一电磁装置和/或第二电磁装置中的通电电磁铁的数量、通电电磁体的位置和/或电磁铁工作电流大小进行调节，来调节磁性支撑组件114的倾斜角度。

需要说明的是，为了实现最基本的倾斜角度调节功能，第一电磁装置最少包括两个可单独通断控制的第一电磁铁113；然而，在实际应用中，可根据实际需求来灵活设定第一电磁铁113和第二电磁铁115的数量以及两者的具体排布方式(例如：圆形排布、矩阵排布、直线排布等)，以实现更精细、更稳定可靠的调节功能。

实际上，磁性支撑组件114只要具有两端，且一端为N级、另一端为S级，能够在磁吸力作用下产生倾斜即可。在一种可选的实施方式中，如图1所示，磁性支撑组件114包括多片磁片，每个磁片的一端为N级且另一端为S级，且多片磁片同级叠放。相邻两片磁片之间不固定连接或者沿预设方向滑动连接，该预设方向为贯穿磁片的N级和S级的方向。

该示例中，由于磁片为多片同级叠放且相邻两片磁片间不固定连接，因此在磁性支撑组件114发生倾斜的过程中，各个磁片间不仅可以同步倾斜，而且在倾斜状态稳定后，各个磁片的同侧端部能够基本保持在同一高度位置，使得各个磁片对上盖111形成基本一致的支撑力，获得平整度良好的支撑效果。

另外，为方便生产装配，上盖111和下盖112之间连接有无纺布116或者弹性支撑组件，上盖111、下盖112以及无纺布116或者弹性支撑组件围设形成上述高度可调的容置腔。

请参阅图5，本发明实施例提供了又一软硬可调节结构，在图1或图2的基础上增加了叠设于软硬调节层1上层的压力感应层2，该压力感应层2沿其层面划分为至少一个压力感应分区，各压力感应分区与软硬调节层1的各软硬调节分区一一对应；

控制器，具体还用于实时检测各个压力感应分区之间的压力感测差值，并根据压力感测差值调节各个软硬调节分区内磁性支撑组件114的倾斜角度，直至压力感测差值小于预设阈值。

该软硬可调节结构，结合压力感应层2的压力感应结果来进行各个软硬调节分区内磁性支撑组件114的倾斜角度调节，可实现各个软硬调节分区的软硬度自适应调节，以使得在承受不同压力大小的情况下各个分区均能够提供基本一致的支撑力度，提高使用体验。

在另一实施方式中，控制器，还可具体用于：获取反映软硬度等级与目标倾斜角度区间对应关系的参考对照表；针对每个软硬调节分区，分别确定对应的目标软硬度等级，根据参考对照表和目标软硬度等级确定对应的目标倾斜角度区间，将当前软硬调节分区内的磁性支撑组件114的倾斜角度调节至目标倾斜角度区间内。不同于上述的主动调节方式，该示例采用了被动调节方式，根据用户指令来对应调节软硬度。

请参阅图6，本发明实施例还提供了一种床垫，包括上述的任意一种软硬可调节结构，由于采用了该软硬可调节结构，床垫可以通过磁性调控方式来实现软硬度的有效调节。此外，软硬调节层1的上层还可叠设有舒适层3，和/或，软硬调节层1的下层还可叠设有床网层4。

请参阅图7，在应用至床垫产品中时，软硬调节层1可以根据人体形体特征具体划分为头部软硬调节分区、肩背部软硬调节分区、腰部软硬调节分区、臀部软硬调节分区和腿部软硬调节分区。这样，可以针对不同的人体部位，来分别调整对应分区的软硬度，以实现良好舒适的支撑功能。

相应的，请参阅图8，本发明实施例还提供了应用于上述软硬可调节结构的一种软硬调节方法，包括：

步骤101、提供反映软硬度等级与目标倾斜角度区间对应关系的参考对照表。

步骤102、针对每个软硬调节分区，分别确定对应的目标软硬度等级，根据参考对照表和目标软硬度等级确定对应的目标倾斜角度区间，将当前软硬调节分区内磁性支撑组件114的倾斜角度调节至目标倾斜角度区间内。

请参阅图9，本发明实施例还提供了应用于上述软硬可调节结构的另一种软硬调节方法，包括：

步骤201、实时检测各个软硬调节分区对应的各个压力感应分区之间的压力感测差值。

步骤202、根据压力感测差值调节各个软硬调节分区内磁性支撑组件114的倾斜角度，直至压力感测差值小于预设阈值。

上述两种软硬调节方法中，前者采用被动调控方式，以用户指定的目标软硬度等级来作为软硬调节分区的磁性调控依据；后者采用智能化的主动调控方式，以自动感应到的各个压力感测差值作为软硬调节分区的磁性调控依据，实现自动动态调整，能够适合用户的各个部位均得到基本相同大小的弹性支撑力度，最大程度的提升了用户体验。

以上所述，以上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精神和范围。

Claims (12)

1.一种软硬可调节结构，其特征在于，包括控制器和软硬调节层，所述软硬调节层沿其层面划分有至少一个软硬调节分区，每个所述软硬调节分区内设有至少一个软硬调节组件；

每个所述软硬调节组件，包括：

上盖和下盖，所述上盖和下盖之间具有高度可调的容置腔；

第一电磁装置，包括至少两个第一电磁铁，固定装设于所述上盖的底部，且各个所述第一电磁铁朝向容置腔内部的磁极均为S极或者N极；

磁性支撑组件，其一端为N级且另一端为S级，收容于所述容置腔内；在所述第一电磁装置产生的磁吸力作用下，所述磁性支撑组件能够发生倾斜且一端与所述上盖抵触、另一端与所述下盖相抵触，使得所述容置腔形成相应高度；

所述控制器，与所述第一电磁装置电连接，用于通过对第一电磁装置进行控制，以调节所述磁性支撑组件的倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的软硬可调节结构，其特征在于，所述软硬调节组件还包括第二电磁装置；所述第二电磁装置包括至少两个第二电磁铁，固定设于所述下盖的顶部，且各个所述第二电磁铁朝向容置腔内部的磁极与所述第一电磁铁朝向容置腔内部的磁极相反。

3.根据权利要求2所述的软硬可调节结构，其特征在于，所述控制器，具体用于通过对第一电磁装置和/或第二电磁装置中的通电电磁铁的数量、通电电磁体的位置和/或电磁铁工作电流大小进行调节，来调节所述磁性支撑组件的倾斜角度。

4.根据权利要求1所述的软硬可调节结构，其特征在于，所述磁性支撑组件包括多片磁片，每个所述磁片的一端为N级且另一端为S级，且所述多片磁片同级叠放。

5.根据权利要求4所述的软硬可调节结构，其特征在于，相邻两片磁片之间不固定连接或者沿预设方向滑动连接，所述预设方向为贯穿所述磁片的N级和S级的方向。

6.根据权利要求1所述的软硬可调节结构，其特征在于，所述上盖和下盖之间连接有无纺布或者弹性支撑组件，所述上盖、下盖以及所述无纺布或者弹性支撑组件围设形成所述容置腔。

7.根据权利要求1所述的软硬可调节结构，其特征在于，所述软硬可调节结构还包括叠设于所述软硬调节层上层的压力感应层，所述压力感应层沿其层面划分为至少一个压力感应分区，所述压力感应分区与所述软硬调节分区一一对应；

所述控制器，具体用于实时检测各个压力感应分区之间的压力感测差值，根据所述压力感测差值调节各个所述软硬调节分区内所述磁性支撑组件的倾斜角度，直至所述压力感测差值小于预设阈值。

8.根据权利要求1所述的软硬可调节结构，其特征在于，所述控制器，具体用于：获取反映软硬度等级与目标倾斜角度区间对应关系的参考对照表；针对每个所述软硬调节分区，分别确定对应的目标软硬度等级，根据所述参考对照表和所述目标软硬度等级确定对应的目标倾斜角度区间，将当前软硬调节分区内磁性支撑组件的倾斜角度调节至目标倾斜角度区间内。

9.一种床垫，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的软硬可调节结构。

10.根据权利要求9所述的床垫，其特征在于，所述软硬调节层具体划分为头部软硬调节分区、肩背部软硬调节分区、腰部软硬调节分区、臀部软硬调节分区和腿部软硬调节分区。

11.一种如权利要求7所述软硬可调节结构的调节方法，其特征在于，包括：

实时检测各个软硬调节分区对应的各个压力感应分区之间的压力感测差值，根据所述压力感测差值调节各个软硬调节分区内磁性支撑组件的倾斜角度，直至所述压力感测差值小于预设阈值。

12.一种如权利要求8所述软硬可调节结构的调节方法，其特征在于，包括：提供反映软硬度等级与目标倾斜角度区间对应关系的参考对照表；

针对每个所述软硬调节分区，分别确定对应的目标软硬度等级，根据所述参考对照表和所述目标软硬度等级确定对应的目标倾斜角度区间，将当前软硬调节分区内磁性支撑组件的倾斜角度调节至目标倾斜角度区间内。