CN114831482B - 一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，涉及枕型调控技术领域。本发明包括乳胶枕托，所述乳胶枕托的下侧装设有枕头框架，所述乳胶枕托与所述枕头框架之间装设有压力调控装置；所述压力调控装置包括多个支撑棍。本发明通过在乳胶枕托与枕头框架之间设置压力调控装置，压力调控装置由多个支撑棍竖直等距排列形成，从而保证了乳胶枕托的平滑过渡和舒适性，为乳胶枕托提供所需要的支撑力，同时压力调控装置内的环形线圈和磁浮材料所产生的斥力传输给高灵敏度的压力传感器，进而实时检测乳胶枕托的压力变化，据此调控支撑力的大小，从而实现枕头支撑力保持恒定的功能。

Description

一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置

技术领域

本发明属于枕型调控技术领域，特别是涉及一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置。

背景技术

当前，颈椎病是我国乃至全球面临的一个重要的社会群体性亚健康问题，其发病率一直呈高态势增长、发病群体覆盖多年龄段人群。中医研究表明颈椎病是由于颈椎曲度变化导致颈部肌肉长期处于肌肉紧张和疲劳状态，使颈椎周围气血虚弱，破坏人体阴阳的协调平衡而导致的，其预防意义大于治疗效果。枕头是日常生活不可或缺的一个部件，使用合适的枕头有望在日常生活中缓解颈肩部肌肉疲劳，让颈部肌肉和神经得到充分放松和休息，使颈部气血调和、阴阳平衡，进而抵御风寒湿邪侵入，这对于有效预防颈椎病发生至关重要。

目前，市场上存在多种宣称可以有效预防颈椎病的护颈枕，主要分为两大类：一类是以乳胶枕为代表的护颈枕，采用天然乳胶来构造符合人体工学颈椎弧度的枕托，从而达到消除颈部疲劳的效果。然而，这类枕头弧度单一，并且难以长时间保持枕型。另一类是主打健康检测的智能枕头，它通过在枕头内部植入微型化智能芯片，具有睡前催眠、智能唤醒、睡眠数据监测分析等功能。然而这类枕头只是提供监测数据，没有考虑支撑颈椎的功能。所以，现有的护颈枕并不能很好的实现颈椎病防治的功能。

大量研究表明，枕型特性如高度、形态和支撑力度等是调整颈部肌肉疲劳紊乱、避免颈椎产生生理曲度异常和退行性病变的一个关键因素。而不同年龄段、性别和身体状态的人群的颈椎结构特性也不同，所需的枕型特性也不同，需要专业医生根据阴阳平衡理论进行个性化参数确定。更为重要的是，枕托对颈部的支撑压力需要在数小时的睡眠时间内长效保持恒定，这就要求枕头不仅可以实时监测压力变化，还需要动态调整支持力。因此，亟需研究和开发一款具有枕型特性灵活调节功能的护颈枕，可以实现枕托支撑力长效保持、实时监测、动态调控，满足不同人群的颈椎预防需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，解决了现有技术中的枕头只是提供监测数据，没有考虑支撑颈椎的功能的技术问题。

为达上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，包括乳胶枕托，所述乳胶枕托的下侧装设有枕头框架，所述乳胶枕托与所述枕头框架之间装设有压力调控装置；

所述压力调控装置包括多个支撑棍，所述支撑棍包括端盖、螺纹配合于所述端盖下端周侧的支撑壳体、滑动配合于所述支撑壳体中部的连接轴、套设于所述连接轴周侧且位于所述支撑壳体下方的压力传感器、滑动配合于所述连接轴周侧且位于所述压力传感器下方的安装座、装设于所述安装座内的磁浮材料、螺纹配合于所述连接轴下端的底座、装设于所述底座内的环形线圈，且所述环形线圈与所述磁浮材料相对应。

可选的，所述底座与所述枕头框架固定连接，所述端盖位于所述乳胶枕托的下方，所述端盖为柔性材料制成，所述支撑壳体的下端固定有限位块，所述连接轴的上端固定有阶梯轴，且所述限位块与所述阶梯轴相对应。

可选的，所述压力传感器为穿轴式压力传感器，所述穿轴式压力传感器的压力测量范围为0-200mN，穿轴式压力传感器的分辨率为3mN，所述磁浮材料为环形永磁材料，所述环形永磁材料和所述环形线圈的上下两端分别为S极和N极，所述环形线圈的N极与所述环形永磁材料的N极相对应。

可选的，所述枕头框架包括上框架、位于所述上框架下方的下框架、开设于所述上框架下侧的矩形框槽、固定于所述下框架上侧的矩形框块，多个所述底座与所述上框架的上侧固定，所述矩形框块与所述矩形框槽相对应，所述乳胶枕托的周侧边缘处位于所述矩形框块与所述矩形框槽之间。

可选的，所述下框架内壁的底部固定有筒体，所述筒体内滑动配合有杆体，所述下框架内转动配合有转动杆，所述转动杆贯穿所述筒体内的一端固定有端面齿轮，所述筒体内的底部固定有齿轮，所述齿轮的轴心部固定有螺杆，且所述螺杆与所述杆体螺纹配合，所述杆体的上端与所述上框架固定，所述端面齿轮与所述齿轮啮合，所述杆体的中部开设有螺纹槽，所述螺杆螺纹配合在所述螺纹槽内。

可选的，所述转动杆的另一端贯穿下框架的一侧，所述转动杆另一端的中部开设有通槽，所述下框架的一侧开设有滑槽，所述滑槽内弹性配合有L型杆，所述L型杆与所述滑槽之间固定有弹簧，所述L型杆的一端与所述通槽相对应。

本发明的实施例具有以下有益效果：

本发明的一个实施例通过在乳胶枕托与枕头框架之间设置压力调控装置，压力调控装置由多个支撑棍竖直等距排列形成，大量的支撑棍保证了乳胶枕托的平滑过渡和舒适性，为乳胶枕托提供所需要的支撑力，同时压力调控装置内的环形线圈和磁浮材料所产生的斥力传输给高灵敏度的压力传感器，进而实时检测乳胶枕托的压力变化，据此调控支撑力的大小，从而实现枕头支撑力保持恒定的功能。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的乳胶枕托装配剖面结构示意图；

图2为本发明一实施例的端盖装配剖面结构示意图；

图3为本发明一实施例的支撑壳体装配立体结构示意图；

图4为本发明一实施例的环形线圈装配立体结构示意图；

图5为本发明一实施例的枕头框架装配剖面结构示意图；

图6为图5中A处结构示意图；

图7为图5中B处结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

乳胶枕托1、压力调控装置2、端盖201、支撑壳体202、压力传感器203、安装座204、连接轴205、环形线圈206、底座207、磁浮材料208、枕头框架3、上框架301、下框架302、矩形框槽303、矩形框块304、转动杆5、筒体6、杆体7、端面齿轮8、齿轮9、螺杆10、螺纹槽11、通槽12、L型杆13、滑槽14、弹簧15。

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

为了保持本发明实施例的以下说明清楚且简明，本发明省略了已知功能和已知部件的详细说明。

请参阅图1-7所示，在本实施例中提供了一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，包括：乳胶枕托1，乳胶枕托1的下侧装设有枕头框架3，乳胶枕托1与枕头框架3之间装设有压力调控装置2；

压力调控装置2包括多个支撑棍，支撑棍包括端盖201、螺纹配合于端盖201下端周侧的支撑壳体202、滑动配合于支撑壳体202中部的连接轴205、套设于连接轴205周侧且位于支撑壳体202下方的压力传感器203、滑动配合于连接轴205周侧且位于压力传感器203下方的安装座204、装设于安装座204内的磁浮材料208、螺纹配合于连接轴205下端的底座207，其作用是连接和导向、装设于底座207内的环形线圈206，且环形线圈206与磁浮材料208相对应。环形线圈206中通有电流，借此产生类似于圆电流的磁场，压力传感器203连接有智能调控芯片。

本实施例一个方面的应用为：初始状态下环形线圈206中通有确定小值的电流，此时环形线圈206和磁浮材料208产生斥力正好等于端盖201、支撑壳体202、压力传感器203、安装座204、磁浮材料208各部分相加的重力；当人体头颈部压到乳胶枕托1上后，头颈产生额外压力会使磁浮材料208和环形线圈206之间距离缩短，这会导致磁场相互作用产生的斥力增大，压力传感器203会在极短的时间内检测到力的变化,压力传感器203输出的检测值由智能调控芯片接收，智能调控芯片调整环形线圈206中电流的大小，进而使磁浮材料208、端盖201、支撑壳体202、压力传感器203、安装座204各部分移动到初始位置，保证整个乳胶枕托1的枕型不发生改变，此时磁浮材料208和环形线圈206产生斥力等于磁浮材料208端盖201、支撑壳体202、压力传感器203、安装座204各部分相加的重力加上人体头部的重力，当人体头部的枕姿发生变化时，智能调控芯片会根据恒定压强的原理将支撑力按照一定的分配原理分配到每一个支撑棍上，从而保证枕头整体的支撑力保持恒定，其中，智能调控芯片可采用FPGA智能调控芯片。需要注意的是，本申请中所涉及的所有用电设备均可通过蓄电池供电或外接电源。

通过在乳胶枕托1与枕头框架3之间设置压力调控装置2，压力调控装置2由多个支撑棍竖直等距排列形成，从而保证了乳胶枕托1的平滑过渡和舒适性，为乳胶枕托1提供所需要的支撑力，同时压力调控装置2内的环形线圈206和磁浮材料208所产生的斥力传输给压力传感器203，使压力调控装置2具有较高的灵敏度，可以实时检测乳胶枕托1的压力变化，据此调控支撑力的大小，从而实现枕头支撑力保持恒定的功能。

请参阅图2-3所示，本实施例的底座207与枕头框架3固定连接，底座207为枕头框架3的一部分，端盖201位于乳胶枕托1的下方，端盖201为柔性材料制成，保证枕头的舒适度，支撑壳体202的下端固定有限位块，连接轴205的上端固定有阶梯轴，且限位块与阶梯轴相对应。支撑壳体202与连接轴205滑动配合时，限位块与阶梯轴有限位关系，可防止支撑壳体202脱离连接轴205。

请参阅图3-4所示，本实施例的压力传感器203为穿轴式压力传感器，穿轴式压力传感器的压力测量范围为0-200mN，穿轴式压力传感器的分辨率为3mN，在保证测量误差在1％以内的情况下进行20Hz的频率检测，这使得压力传感器203可以准确、迅速地捕捉到压力变化，压力传感器203通过间隙配合嵌套在连接轴205上，可以监测支撑壳体202和安装座204对压力传感器203的压力数值，磁浮材料208为环形永磁材料，环形永磁材料和环形线圈206的上下两端分别为S极和N极，环形线圈206的N极与环形永磁材料的N极相对应。调整环形线圈206中电流的方向使环形线圈206产生的磁极N极和磁浮材料208的N极相对，以此产生斥力作为支撑棍支撑力的来源。

请参阅图5-6所示，本实施例的枕头框架3包括上框架301、位于上框架301下方的下框架302、开设于上框架301下侧的矩形框槽303、固定于下框架302上侧的矩形框块304，多个底座207与上框架301的上侧固定，矩形框块304与矩形框槽303相对应，乳胶枕托1的周侧边缘处位于矩形框块304与矩形框槽303之间。下框架302带动矩形框块304向靠近上框架301下侧的矩形框槽303一侧运动，使矩形框块304与矩形框槽303产生卡接关系，进而对乳胶枕托1周侧的边缘处进行固定，从而对乳胶枕托1进行固定安装，拆卸时同理，如乳胶枕托1需要清理更换时，可快速进行安装拆卸。

请参阅图5-6所示，本实施例的下框架302内壁的底部固定有筒体6，筒体6内滑动配合有杆体7，下框架302内转动配合有转动杆5，转动杆5贯穿筒体6内的一端固定有端面齿轮8，筒体6内的底部固定有齿轮9，齿轮9的轴心部固定有螺杆10，且螺杆10与杆体7螺纹配合，杆体7的上端与上框架301固定，端面齿轮8与齿轮9啮合，杆体7的中部开设有螺纹槽11，螺杆10螺纹配合在螺纹槽内。手动转动转动杆5，转动杆5带动端面齿轮8进行转动，使端面齿轮8与齿轮9啮合，然后齿轮9带动螺杆10进行转动，然后螺杆10与螺纹槽11螺纹配合，驱动杆体7向伸出或缩进筒体6的一侧运动，进而杆体7和筒体6带动下框架302和上框架301相对靠近或远离。

请参阅图6-7所示，本实施例的转动杆5的另一端贯穿下框架302的一侧，转动杆5另一端的中部开设有通槽12，下框架302的一侧开设有滑槽14，滑槽14内弹性配合有L型杆13，L型杆13与滑槽14之间固定有弹簧15，L型杆13的一端与通槽12相对应。当下框架302与上框架301相对靠近，且矩形框块304与矩形框槽303产生卡接关系后，松开L型杆13，弹簧15弹性回弹带动L型杆13复位，使L型杆13的一端伸进通槽12，进而对转动杆5的位置进行固定，有效减少转动杆5自转带动端面齿轮8进行转动的情况发生，提升整体稳定性。

上述实施例可以相互结合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

Claims (10)

1.一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，其特征在于，包括：乳胶枕托(1)，所述乳胶枕托(1)的下侧装设有枕头框架(3)，所述乳胶枕托(1)与所述枕头框架(3)之间装设有压力调控装置(2)；

所述压力调控装置(2)包括多个支撑棍，所述支撑棍包括端盖(201)、螺纹配合于所述端盖(201)下端周侧的支撑壳体(202)、滑动配合于所述支撑壳体(202)中部的连接轴(205)、套设于所述连接轴(205)周侧且位于所述支撑壳体(202)下方的压力传感器(203)、滑动配合于所述连接轴(205)周侧且位于所述压力传感器(203)下方的安装座(204)、装设于所述安装座(204)内的磁浮材料(208)、螺纹配合于所述连接轴(205)下端的底座(207)、装设于所述底座(207)内的环形线圈(206)，且所述环形线圈(206)与所述磁浮材料(208)相对应；初始状态下环形线圈(206)中通有确定小值的电流，此时环形线圈(206)和磁浮材料(208)产生斥力正好等于端盖(201)、支撑壳体(202)、压力传感器(203)、安装座(204)、磁浮材料(208)各部分相加的重力；当人体头颈部压到乳胶枕托(1)上后，头颈产生额外压力会使磁浮材料(208)和环形线圈(206)之间距离缩短，这会导致磁场相互作用产生的斥力增大，压力传感器(203)会在极短的时间内检测到力的变化,压力传感器(203)输出的检测值由智能调控芯片接收，智能调控芯片调整环形线圈(206)中电流的大小，进而使磁浮材料(208)、端盖(201)、支撑壳体(202)、压力传感器(203)、安装座(204)各部分移动到初始位置，保证整个乳胶枕托(1)的枕型不发生改变，此时磁浮材料(208)和环形线圈(206)产生斥力等于磁浮材料(208)端盖(201)、支撑壳体(202)、压力传感器(203)、安装座(204)各部分相加的重力加上人体头部的重力。

2.如权利要求1所述的一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，其特征在于，所述底座(207)与所述枕头框架(3)固定连接，所述端盖(201)位于所述乳胶枕托(1)的下方，所述端盖(201)为柔性材料制成。

3.如权利要求1所述的一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，其特征在于，所述支撑壳体(202)的下端固定有限位块，所述连接轴(205)的上端固定有阶梯轴，且所述限位块与所述阶梯轴相对应。

4.如权利要求1所述的一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，其特征在于，所述压力传感器(203)为穿轴式压力传感器，所述穿轴式压力传感器的压力测量范围为0-200mN，分辨率为3mN。

5.如权利要求1所述的一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，其特征在于，所述磁浮材料(208)为环形永磁材料，所述环形永磁材料和所述环形线圈(206)的上下两端分别为S极和N极，所述环形线圈(206)的N极与所述环形永磁材料的N极相对应。

6.如权利要求1所述的一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，其特征在于，所述枕头框架(3)包括上框架(301)、位于所述上框架(301)下方的下框架(302)、开设于所述上框架(301)下侧的矩形框槽(303)、固定于所述下框架(302)上侧的矩形框块(304)。

7.如权利要求6所述的一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，其特征在于，多个所述底座(207)与所述上框架(301)的上侧固定，所述矩形框块(304)与所述矩形框槽(303)相对应，所述乳胶枕托(1)的周侧边缘处位于所述矩形框块(304)与所述矩形框槽(303)之间。

8.如权利要求6所述的一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，其特征在于，所述下框架(302)内壁的底部固定有筒体(6)，所述筒体(6)内滑动配合有杆体(7)，所述下框架(302)内转动配合有转动杆(5)，所述转动杆(5)贯穿所述筒体(6)内的一端固定有端面齿轮(8)，所述筒体(6)内的底部固定有齿轮(9)，所述齿轮(9)的轴心部固定有螺杆(10)，且所述螺杆(10)与所述杆体(7)螺纹配合，所述杆体(7)的上端与所述上框架(301)固定，所述端面齿轮(8)与所述齿轮(9)啮合。

9.如权利要求8所述的一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，其特征在于，所述杆体(7)的中部开设有螺纹槽(11)，所述螺杆(10)螺纹配合在所述螺纹槽内。

10.如权利要求8所述的一种基于压力自适应阴阳平衡的枕型调控装置，其特征在于，所述转动杆(5)的另一端贯穿下框架(302)的一侧，所述转动杆(5)另一端的中部开设有通槽(12)，所述下框架(302)的一侧开设有滑槽(14)，所述滑槽(14)内弹性配合有L型杆(13)，所述L型杆(13)与所述滑槽(14)之间固定有弹簧(15)，所述L型杆(13)的一端与所述通槽(12)相对应。

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