CN114947451B - 一种软硬可调节结构、床垫及调节方法 - 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、床垫及调节方法。软硬可调节结构，包括控制器和软硬调节层，软硬调节层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软硬调节组件；每个软硬调节组件，包括：上盖、下盖和弹性支撑件，上盖和下盖之间通过弹性支撑件进行弹性连接；电磁铁，固定设于上盖的底部；金属件，装设于电磁铁的下方区域；控制器，与各个电磁铁电连接，用于通过单独或者一体控制各个电磁铁的工作电流强度，以调节各个电磁铁与对应所述金属件之间的磁吸力。本发明实施例所采用的电磁铁不仅控制方式简单、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、床垫及调节方法

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、床垫及调节方法。

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、床垫及调节方法，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软硬调节组件；

每个所述软硬调节组件，包括：

上盖、下盖和弹性支撑件，所述上盖和下盖之间通过所述弹性支撑件进行弹性连接；

电磁铁，固定设于所述上盖的底部；

金属件，装设于所述电磁铁的下方区域；

所述控制器，与各个所述电磁铁电连接，用于通过单独或者一体控制各个所述电磁铁的工作电流强度，以调节各个所述电磁铁与对应所述金属件之间的磁吸力。

可选的，所述上盖、所述下盖及所述弹性支撑件之间围设有容置腔，所述金属件收容于所述容置腔内并与所述下盖之间不固定连接。

可选的，所述金属件包括多个相互独立的金属球。

可选的，所述金属件固定装设于所述下盖上。

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的所述电磁铁的工作电流，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电流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电流区间，将当前软硬调节分区的电磁铁的工作电流调节至目标电流区间内。

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：

提供反映软硬度等级与目标电流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电流区间，将当前软硬调节分区的电磁铁的工作电流调节至目标电流区间内。

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的电磁铁的工作电流，直至所述压力感测差值小于预设阈值。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

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，由于上盖与下盖之间弹性连接，同时因上盖内设有电磁铁且电磁铁的下方区域设有金属件，因此上盖会受到向下的大小可调的磁吸力，在该磁吸力较小时上盖会克服弹性支撑件的较小作用力朝向下盖产生较小位移，反之，在该磁吸力较大时上盖需克服弹性支撑件的较大作用力朝向下盖产生较大位移。通过对比可知，弹性支撑件在上盖受到不同大小的磁吸力时会受到不同程度的压缩，而不同压缩程度下所提供的支撑力度不同，因此本发明实施例能够通过调节电磁铁的工作电流来实现不同的软硬度。

与传统的气囊相比，本发明实施例所采用的电磁铁不仅控制方式简单、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为本发明实施例一提供的软硬可调节结构在未通电状态下和通电状态下的对比示意图；

图2为本发明实施例二提供的软硬可调节结构在未通电状态下和通电状态下的对比示意图；

图3为本发明实施例三提供的软硬可调节结构的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的床垫结构示意图；

图5为本发明实施例四提供的软硬调节层的分区示意图；

图6为本发明实施例五提供的一种软硬调节方法流程图；

图7为本发明实施例六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、弹性支撑件113、电磁铁114、金属件115、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，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软硬调节组件11。

每个软硬调节组件11，包括：上盖111、下盖112、弹性支撑件113、电磁铁114和金属件115。其中，上盖111和下盖112之间通过弹性支撑件113 进行弹性连接；电磁铁114，固定设于上盖111的底部；金属件115，装设于电磁铁114的下方区域；

控制器，与各个电磁铁114电连接，用于通过单独或者一体控制各个电磁铁114的工作电流强度，以调节各个电磁铁114与对应金属件115之间的磁吸力。

需要说明的是，电磁铁114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114在通电时有磁性，断电后磁就随之消失。

一般而言，电磁铁114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。

基于电磁铁114的特性，本发明实施例将电磁铁114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与下盖112之间弹性连接，同时因上盖111内设有电磁铁114且电磁铁114的下方区域设有金属件115，因此上盖111会受到向下的大小可调的磁吸力，在该磁吸力较小时上盖111会克服弹性支撑件113的较小作用力朝向下盖112产生较小位移，反之，在该磁吸力较大时上盖111需克服弹性支撑件113的较大作用力朝向下盖112产生较大位移。通过对比可知，弹性支撑件113在上盖111受到不同大小的磁吸力时会受到不同程度的压缩，而不同压缩程度下所提供的支撑力度不同，因此本发明实施例能够通过调节电磁铁114的工作电流来实现不同的软硬度。

与传统的气囊相比，本发明实施例所采用的电磁铁114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电磁铁114既可以采用一体控制方式，使得各个软硬调节分区的电磁铁114的工作电流基本保持一致，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电磁铁114的工作电流基本一致，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。

在一种可选的实施方式中，上盖111、下盖112及弹性支撑件113之间围设有容置腔，金属件115收容于容置腔内并与下盖112之间不固定连接。此时，在电磁铁114不通电的情况下，电磁铁114与金属件115之间不具有磁吸力，金属件115因其重力作用而位于下盖112上，如图1所示。在电磁铁114 通电的情况下，电磁铁114与金属件115之间产生磁吸力；随着磁吸力的增大，上盖111所受向下的作用力也会逐渐增大，弹性支撑件113的弹性形变越大，所能够提供的支撑力度越强，使得软硬可调节结构越硬；在磁吸力增大至超过金属件115的重力时，金属件115会被吸附至上盖111底部，如图1 所示。

在实际应用中，为实现较大的软硬度调节区间，可根据实际需求来设计每个软硬度调节分区内的电磁铁114以及金属件115的数量。示例性的，金属件115可包括多个相互独立的金属球，不受磁力控制时这些金属球全部散落在容置腔底部，在受到磁力控制时这些金属球部分或者全部被吸附在上盖 111底部，由于磁场特性，被吸附于上盖111底部的金属球会形成图1所示的锥形层叠结构，此时锥形层叠的金属球也能提供支撑力度，金属球被吸附越多，支撑力度越大。

在另一种可选的实施方式中，金属件115固定装设于下盖112上。此时，由于金属件115与下盖112之间采用固定方式连接，因此不论电磁力与金属件115之间的磁吸力多大，金属件115均不会脱离下盖112；但是由于上盖111 与下盖112之间通过弹性支撑件113实现弹性连接，因此调整磁吸力大小，也能够调节弹性支撑件113的压缩程度，如图2所示，从而实现调节软硬可调节结构的软硬度的目的。

请参阅图3，本发明实施例提供了又一软硬可调节结构，在图1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电磁铁114的工作电流，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电磁铁114的工作电流调节，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弹性支撑力度，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电流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电流区间，将当前软硬调节分区的电磁铁114的工作电流调节至目标电流区间内。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4，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，软硬调节层1的下层还可叠设有床网层4。

请参阅图5，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6，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电流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电流区间，将当前软硬调节分区的电磁铁114的工作电流调节至目标电流区间内。

请参阅图7，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的电磁铁114的工作电流，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 (7)

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软硬调节组件；

每个所述软硬调节组件，包括：

上盖、下盖和弹性支撑件，所述上盖和下盖之间通过所述弹性支撑件进行弹性连接；

电磁铁，固定设于所述上盖的底部；

金属件，装设于所述电磁铁的下方区域；

所述控制器，与各个所述电磁铁电连接，用于通过单独或者一体控制各个所述电磁铁的工作电流强度，以调节各个所述电磁铁与对应所述金属件之间的磁吸力；

所述上盖、所述下盖及所述弹性支撑件之间围设有容置腔，所述金属件收容于所述容置腔内并与所述下盖之间不固定连接；所述金属件包括多个相互独立的金属球。

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的所述电磁铁的工作电流，直至所述压力感测差值小于预设阈值。

3.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电流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电流区间，将当前软硬调节分区的电磁铁的工作电流调节至目标电流区间内。

4.一种床垫，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的软硬可调节结构。

5.根据权利要求4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。

6.一种如权利要求3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电流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电流区间，将当前软硬调节分区的电磁铁的工作电流调节至目标电流区间内。

7.一种如权利要求3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的电磁铁的工作电流，直至所述压力感测差值小于预设阈值。