CN115474791A - 床垫及其舒适度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种床垫及其舒适度控制方法，其中床垫包括垫体、温度调节组件和通风组件。垫体内设有气体腔，垫体的顶部形成有与气体腔连通的出气孔。温度调节组件设于气体腔的下方，且包括半导体换热件和相变材料件，半导体换热件的厚度两侧分别为上下两侧，相变材料件设于半导体换热件的下侧，半导体换热件的上端适于与气体腔内的气流换热，半导体换热件的下端适于与相变材料件换热。通风组件设于气体腔，且用于使气体腔内的气流从出气孔排出。根据本发明实施例的床垫，通风组件将半导体换热件工作中产生的换热后的气流通入到气体腔，并从出气孔排出到垫体外，使人体感觉舒适，提升了用户体验，床垫使用时安全性高且不易发霉。

Description

床垫及其舒适度控制方法

技术领域

本发明属于生活用品技术领域，具体是一种床垫及其舒适度控制方法。

背景技术

通常采用空调对室内空气的温度和湿度进行调节，以提升房间内人员的舒适度。在炎热的夏季，人们在睡眠过程中空调开启制冷模式，向房间内送入冷风，使房间内的温度降低。然而，空调需要对整个房间制冷，才能使用户体表舒适。对于睡眠中的用户其身体通常与床垫接触，身体的热量传递到床垫上，不易扩散，久而久之会产生闷热感。当室内空气温度降低时，湿度也会有所下降，空气干燥降低了用户舒适性。当冷空气长时间直吹用户时又容易使用户着凉。

在寒冷的冬季，人们在睡眠过程中空调开启制热模式，向房间内送入热风，使房间内的温度升高。然而，空调仍需要对整个房间制热，而床垫常被掩盖在被子下，对于睡眠中的用户其身体的热量被床垫吸收，若在深夜空调关闭则用户的体表热量会降低，用户容易感觉寒冷；若空调整夜保持制热，则不利于节能。

相关技术中，通过在床垫内布置水管对床垫进行加热或制冷，但一旦水管破损，水有泄露隐患，床垫也容易发霉。也有的在床垫内部布设换热器，通过风冷形式对床垫加热或制冷，但换热器在制冷模式下床垫内容易出现凝露水导致发霉，不利于人体健康。此外，一旦换热器中的冷媒泄露，将严重污染起居环境。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种床垫，所述床垫安全性高，冷暖两用舒适性好，解决了现有技术中床垫闷热、安全隐患高、易发霉的技术问题。

本发明还旨在提出一种上述床垫的舒适度控制方法。

根据本发明实施例的一种床垫，包括：垫体，所述垫体内设有气体腔，所述垫体的顶部形成有与所述气体腔连通的出气孔；温度调节组件，所述温度调节组件设于所述气体腔的下方，且包括半导体换热件和相变材料件，所述半导体换热件的厚度两侧分别为上下两侧，所述相变材料件设于所述半导体换热件的下侧，所述半导体换热件的上端适于与所述气体腔内的气流换热，所述半导体换热件的下端适于与所述相变材料件换热；通风组件，所述通风组件设于所述气体腔，且用于使所述气体腔内的气流从所述出气孔排出。

根据本发明实施例的床垫，当半导体换热件的上端对气流加热后，半导体换热件的下端制冷并使得相变材料件相变吸收冷量，与此同时被加热的气流由通风组件作用并从出气孔排出，使垫体的顶部被加热，提升垫体与人体接触时的温度，使用户感觉温暖。当半导体换热件的上端对气流制冷后，半导体换热件的下端制热使得相变材料件吸收热量，与此同时被制冷的气流由通风组件作用并从出气孔排出，使垫体的顶部被制冷，降低垫体与人体接触时的温度，使用户感觉凉爽。半导体换热件对气流换热快速、高效，提升了床垫使用时的用户体验，安全性高。

根据本发明一个实施例的床垫，还包括：散热件，所述散热件设于所述半导体换热件的顶部，且至少部分位于所述气体腔内，以使所述半导体换热件的上端通过所述散热件与所述气体腔内的气流换热。

可选地，所述散热件包括间隔开分布的多个散热翅片。

有利地，所述通风组件设于所述散热件的上方，且包括间隔开设置的多个风扇。

根据本发明一个实施例的床垫，所述气体腔的侧部形成有与所述气体腔连通的进气孔，所述通风组件适于将所述垫体外部的气体由所述进气孔引入所述气体腔。

根据本发明一个实施例的床垫，所述半导体换热件包括：半导体制冷片和导热片，所述导热片设于所述半导体制冷片的底部，且位于所述半导体制冷片与所述相变材料件之间，以使所述半导体制冷片的下端通过所述导热件与所述相变材料件换热。

有利地，所述导热片包括隔水层。

根据本发明一个实施例的床垫，所述垫体内设有容纳腔，所述容纳腔为至少一个且位于所述气体腔的下方，所述温度调节组件设于所述容纳腔内。

根据本发明进一步的实施例，床垫还包括：支撑件，所述支撑件设于所述容纳腔的底壁和所述半导体换热件之间。

有利地，所述支撑件为弹性支撑件。

根据本发明一个实施例的床垫，以与所述垫体的厚度方向相垂直的平面为投影面，所述半导体换热件在所述投影面上的正投影面积超过所述垫体在所述投影面上的正投影面积的80％。

根据本发明一个实施例的床垫，还包括：多个温度传感器，至少两个所述温度传感器设在所述垫体的厚度方向上的位置不同。

根据本发明一个实施例的床垫，还包括：多个湿度传感器，多个所述湿度传感器间隔设在所述垫体上。

根据本发明实施例的一种床垫的舒适度控制方法，包括以下步骤：检测环境温度，并检测所述床垫的表面温度和内部温度；确定所述床垫的内部温度与设定温度之间的第一温度差值，并确定所述环境温度与预设标准舒适温度之间的第二温度差值，以及确定所述床垫的表面温度与所述设定温度之间的第三温度差值；根据所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值对所述温度调节组件和所述通风组件进行控制。

根据本发明实施例的床垫的舒适度控制方法，通过预设床垫的设定温度，并实时监测环境温度、床垫的表面温度和内部温度，从而根据所得的三种不同的温度差值而调整温度调节组件和通风组件，使床垫的温度快速调整至舒适温度内，提升用户睡眠过程中的舒适性体验，有效防止床垫闷热或冰冷所带来的不适。

根据本发明一个实施例的床垫的舒适度控制方法，根据所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值对所述温度调节组件和所述通风组件进行控制，包括：在所述第二温度差值小于第一预设温度阈值且所述第一温度差值大于第二预设温度阈值时，控制所述温度调节组件中的半导体制冷片断电，并控制所述通风组件中的冷端风轮以额定转速运行；在所述第二温度差值大于等于第一预设温度阈值时，控制所述半导体制冷片通电，并控制所述冷端风轮以最大转速运行；在所述第二温度差值小于第一预设温度阈值且所述第一温度差值小于等于第二预设温度阈值时，控制所述半导体制冷片通电，并控制所述冷端风轮以额定转速运行，直至所述第三温度差值小于第三预设温度阈值。

可选地，在所述第三温度差值小于第三预设温度阈值时，还获取所述床垫的表面湿度，并判断所述床垫的表面温湿度是否处于预设舒适区间，其中，在所述床垫的表面温湿度处于预设舒适区间时，控制所述温度调节组件和所述通风组件停止工作；在所述床垫的表面温湿度处于预设热感区间时，提高所述冷端风轮的转速；在所述床垫的表面温湿度处于预设冷感区间时，降低所述冷端风轮的转速。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例的床垫的俯视图。

图2为本发明一个实施例的床垫的纵向剖视图。

图3为本发明另一个实施例的床垫的纵向剖视图。

图4为本发明又一个实施例的床垫的纵向剖视图。

图5为本发明一个实施例的床垫的舒适度控制方法流程图。

图6为本发明一个具体示例中床垫的舒适度控制方法的流程图。

图7为本发明中床垫的温湿度舒适区间的示意图。

附图标记：

床垫1000、

垫体100、

气体腔110、出气孔111、容纳腔120、

上衬垫101、侧垫组件102、底垫103、

温度调节组件200、

半导体换热件210、半导体制冷片211、导热片212、

相变材料件220、

通风管260、

壳体270、

通风组件300、风扇310、

散热件400、支撑件500、

温度传感器600、第一温度传感器610、第二温度传感器620、

湿度传感器700、

密封件800。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明的床垫1000可形成冷感床垫，适用于夏天使用。本发明的床垫1000也可形成热感床垫，适用于冬天使用。本发明的床垫1000在不被加热不被制冷时可形成通风床垫，提升用户睡眠时的舒适度。

下面参考说明书附图描述本发明实施例的床垫1000。

根据本发明实施例的一种床垫1000，如图1所示，包括：垫体100、温度调节组件200和通风组件300。

如图2和图3所示，垫体100内设有气体腔110，垫体100的顶部形成有与气体腔110连通的出气孔111。这里的出气孔111可以是垫体100顶部专门开设的通孔，也可以是垫体100顶部材料自身具有的孔隙所形成的气孔。为了提升出气孔111出气对人体体表舒适度的改善，本申请的出气孔111朝向人体躺在垫体100的一面上。

继续参照图2和图3，温度调节组件200设于气体腔110的下方，且包括半导体换热件210和相变材料件220，半导体换热件210的厚度两侧分别为上下两侧，相变材料件220设于半导体换热件210的下侧，半导体换热件210的上端适于与气体腔110内的气流换热，半导体换热件210的下端适于与相变材料件220换热。这里的厚度方向可以为图2中示出的床垫1000的上下方向。半导体换热件210的上侧形成热端时下侧则形成冷端；半导体换热件210的上侧形成冷端时下侧则形成为热端。

如图2和图3所示，通风组件300设于气体腔110，且用于使气体腔110内的气流从出气孔111排出。通风组件300可将气体腔110中的气流不断地由出气孔111向外排出至人体。

由上述结构可知，本发明实施例的床垫1000，当半导体换热件210的上侧形成为热端对气体腔110中的气流加热后，半导体换热件210的下侧形成冷端制冷形成冷量，位于半导体换热件210下侧的相变材料件220相变并吸收冷量，与此同时被加热的气流由通风组件300作用并从出气孔111排出，使垫体100的顶部被加热，并形成热风向外扩散，提升垫体100与人体接触时的温度，使用户感觉温暖。

当半导体换热件210的上侧形成为冷端对气体腔110中的气流制冷后，半导体换热件210的下侧形成热端制热形成热量，位于半导体换热件210下侧的相变材料件220相变并吸收热量，与此同时被制冷的气流由通风组件300作用并从出气孔111排出，使垫体100的顶部被制冷，并形成冷风向外扩散，降低垫体100与人体接触时的温度，使用户感觉凉爽。

本发明的温度调节组件200不工作，仅通风组件300运行时，可使床垫1000通风顺畅，整体保持干爽，并可将水气排出垫体100外，可有效防止垫体100发霉。

本发明的相变材料件220在吸收了半导体换热件210底侧的热量后，可将热量慢慢释放到床垫1000的底部或侧部，减小了对半导体换热件210上侧释放热量的干扰，半导体换热件210对垫体100顶部的换热效率高。当相变材料件220吸热后，可使部分热量传递到床垫1000的底部或侧部，床垫1000保持干燥不易发霉，也不易滋生螨虫。

可以理解的是，相比于水冷管制冷/制热的床垫，本发明床垫1000内不会有水泄露，整个换热环境保持干爽，安全性高。相比于将蒸发器内置在床垫中容易出现凝露水、冷媒有泄露风险的现有技术，本发明床垫1000的半导体换热件210中无需设置冷媒，不会有冷媒泄露的风险，因此，本申请床垫1000的安全性高。而半导体换热件210布置所需的空间较小、结构轻巧，工作时不会产生噪音，有利于用户睡眠环境保持安静。半导体换热件210在工作过程中，换热量与制冷量易控，可对气流快速换热、高效换热，提升了用户使用床垫1000的体验，安全性高。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，床垫1000还包括：散热件400，散热件400设于半导体换热件210的顶部，且至少部分位于气体腔110内，以使半导体换热件210的上端通过散热件400与气体腔110内的气流换热。当设置散热件400后，可使半导体换热件210上端产生的热量或冷量快速传递至散热件400上，增大了热量/冷量的扩散面积，使散热件400与流经的气流快速进行热交换，使气流升温/降温后经过出气孔111排出。

可选地，散热件400包括间隔开分布的多个散热翅片。散热翅片之间形成一定气流热交换的空间，使气体腔110中流过的气流与散热翅片充分接触并进行热交换，提升了换热效率。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在另一些示例中，散热件400包括散热筋，散热筋凸出于半导体换热件210的表面设置。

有利地，散热翅片的一端连接半导体换热件210，散热翅片的另一端朝着靠近出气孔111的方向延伸，且散热翅片与出气孔111间隔开来，从而使得从气体腔110中向外排出的气体均能与散热翅片进行热交换，有利于提升出气孔111出风温度的均匀性。例如在一些具体的示例中，每个散热翅片沿着图2或图3中所示的上下方向延置。

有利地，散热翅片所在面垂直于半导体换热件210的表面，多个散热翅片之间彼此平行布置，相邻的散热翅片之间形成过风的风道，有利于将半导体换热件210表面的冷量/热量通过该风道由通风组件300送向出气孔111。

有利地，散热翅片倾斜设在半导体换热件210的表面，从而进一步增加了散热翅片的热交换面积。

可选地，通风组件300设于散热件400的上方。例如在具体示例中，通风组件300设置在散热翅片的上方，从而使通风组件带动散热翅片附近的气流向着出气孔111排出。

有利地，散热翅片朝向通风组件300的方向延伸，相邻的散热翅片之间形成的过风道的一端靠近散热件400布置。

可选地，通风组件300包括间隔开设置的多个风扇310，风扇310将散热件400附近的气流向着出气孔111排出，从而使经过半导体制冷片211换热的气流流速可控，并稳定地向气体腔110外部排出，使垫体100出风均匀。多个风扇310联动作用，可使整个垫体100上各个出气孔111均有一定的出风量，出风均匀可控。而通过调节不同风扇310的转速，还可以实现垫体100不同的出气孔111出气量不同，进而使垫体100顶部不同的区域热量不同，有利于垫体100实现温度的分区调控。

风扇310还可将垫体100中的水气排出，有效防止垫体100内产生凝露，使床垫1000保持干爽、不易发霉。

例如，当图2或图3中的左侧的风扇310转速更快，右侧的风扇310转速更慢，且半导体换热件210的上侧为热端、下侧为冷端时，垫体100左侧的出气孔111出风更加快速，使左侧的这些出气孔111更快地排出换热后温度升高的气流，使床垫1000左侧比右侧更加温暖，可以适应不同家庭成员的体温特征和对温度舒适性的需求。

又例如，当图2和图3中的右侧的风扇310转速更快，左侧的风扇310转速更慢，且半导体换热件210的上端为冷端、下端为热端时，垫体100右侧的出气孔111出风更加快速，使右侧的这些出气孔111更快地排出换热后温度降低的气流，使床垫1000右侧比左侧更加凉快。

再例如，图2和图3中的风扇310还可以沿着图1中示出的床垫1000的前后方向排列多个，当前部的风扇310和后部的风扇310转速不同时，则可实现床垫1000的前后温度分区调整，适应人体身体不同部位的温度需求，例如实现头冷脚暖的需求。

在本发明的一些实施例中，气体腔110的侧部形成有与气体腔110连通的进气孔，通风组件300适于将垫体100外部的气体由进气孔引入气体腔110，也就是说，当通风组件300工作时，可不断将床垫1000外部的气流引入垫体100内，引入到垫体100内的气流经过温度调节组件200快速换热，实现出气孔111稳定的供气，防止垫体100持续外排气流而导致内部气压较低，保持床垫1000整体的力学稳定性和进出风的平衡性。

可选地，如图2和图3所示，垫体100包括侧垫组件102，侧垫组件102包括床垫支架和侧垫，侧垫可选用小孔隙率的支撑材料，而其上的小孔则形成为进气孔；或者，侧垫为密实的支撑材料，在支撑材料上打孔而形成进气孔。床垫支架可有效地保持气体腔110的形状，确保气体腔110中的气流压力维持在正常范围内。

可选地，如图2和图3所示，垫体100还包括上衬垫101，上衬垫101为大孔隙率的织物或海绵垫，从而其上大孔则形成为出气孔111；或者上衬垫101可选用打孔的硅胶垫或乳胶垫，打出的孔形成为出气孔111。

在本发明的另一些实施例中，进气孔也可以不设置在侧部，也可以设在垫体100的顶部或底部。例如可通过设置进气通管而将气体从床垫1000的底部或顶部引入到气体腔110中，这里不做具体限制。

可选地，如图2所示，垫体100还包括底垫103，底垫103与上衬垫101间隔设置，底垫103与上衬垫101之间支设有侧垫组件102，从而围设成腔体，方便布设气体腔110或布设半导体换热件210。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，半导体换热件210包括：半导体制冷片211和导热片212，导热片212设于半导体制冷片211的底部，且位于半导体制冷片211与相变材料件220之间，以使半导体制冷片211的下端通过导热件与相变材料件220换热。这里的半导体制冷片211可以根据换热所需的冷量或热量而选择其具体的尺寸和换热功率，使床垫1000的温度能保持在较为舒适的区域中。

例如，可在半导体制冷片211工作一段时间对床垫1000换热后，使床垫1000的温度保持在20℃～32℃之间。

上述示例中的导热片212在第一方面，可将半导体制冷片211为床垫1000制冷或制热过程中产生的相反的热量导出至远离床垫1000顶部的方向，有效防止这些热量影响换热后的床垫1000的温度波动，确保床垫1000顶部与人体接触的顶部的温度长时间保持在舒适温度区域内，有利于提升用户的舒适体验。与此同时，也可有效隔绝底部的热量向垫体100的顶部传递，隔绝了半导体制冷片211顶部和底部热量的交换，提升了半导体制冷片211为垫体100制冷或制热的效率。第二方面，导热片212还可以增加半导体制冷片211与相变材料件220之间的接触面积，使半导体制冷片211底部的热量较快地传递至相变材料件220并被吸收。第三方面，导热片212还可以将半导体制冷片211的冷端产生的冷量以及湿气隔绝，防止凝露水在垫体100中扩散。

可选地，导热片212包括隔水层，该隔水层可以是涂刷在导热片212上的防水涂层，还可以是高分子隔水膜，或者导热片212自身便具有隔水的性能，有效防止凝露水或者相变材料件220肆意扩散。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，垫体100内设有容纳腔120，容纳腔120为至少一个且位于气体腔110的下方，温度调节组件200设于容纳腔120内。在这些示例中，容纳腔120可容置温度调节组件200，使温度调节组件200置于垫体100中。

在一些具体示例中，如图2所示，垫体100内设有一个容纳腔120，容纳腔120中设置温度调节组件200，并通过温度调节组件200将气体腔110隔绝在垫体100的上部，使得整个垫体100均能够通过一整组温度调节组件200实现制热或制冷。

在另一些具体示例中，如图3所示，垫体100内设有多个容纳腔120，多个容纳腔120可以左右分区布设或前后分区布设，相邻的容纳腔120之间填充支撑材料，从而控制不同的容纳腔120中的半导体换热件210工作可使得垫体100的表面被分区加热或分区制冷，提升了垫体100表面温度调节的可控性和针对性，适应不同生理需求的家庭成员的温度舒适度调整需要。

有利地，以与垫体100的厚度方向相垂直的平面为投影面，半导体换热件210在投影面上的正投影面积超过垫体100在投影面上的正投影面积的80％。也就是说，半导体换热件210所占的床垫1000的布置面积应满足床垫1000整体的制热或制冷，确保不同的家庭成员在垫体100的不同部位处睡眠均能得到较好的舒适体验，也能确保同一个家庭成员的不同身体部位均能得到较舒适的体验，有效提升睡眠质量。

在本发明的其他示例中，如图4所示，也可以不在垫体100内设置前述的容纳腔120，而是将温度调节组件200设在垫体100外，温度调节组件200还包括壳体270，壳体270与垫体100的气体腔110连通，通风组件300将与半导体换热件210产生的热气流/冷气流输送至气体腔110中，再使换热后的气流从出气孔111中流出，最终使垫体100表面被加热/被冷却。

可选地，垫体100上设置接气口，接气口与气体腔110连通，而在壳体270上设置排风口，排风口与接气口连通，从而使壳体270中换热后的气流可通入到垫体100中。

可选地，如图4所示，温度调节组件200还包括通风管260，通风管260连接在接气口和排风口之间，从而使壳体270可相对于垫体100灵活布置，例如可使壳体270布置在离垫体100较远的隐蔽位置，提升本床垫1000在使用时居家环境的美观性。又例如，可使壳体270与垫体100叠设布置，从而使床垫1000整体结构更加紧凑，占用较少的安装空间。

可选地，壳体270还可以通过设置排风扇以及散热口而对半导体换热件210远离通风组件300的一端产生的热量进行有效排放，使半导体换热件210工作稳定，且半导体换热件210的冷端和热端产生的热量不相混，在这些示例中，可以在设置排风扇的一侧不设置相变材料件220。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，床垫1000还包括：支撑件500，支撑件500设于容纳腔120的底壁和半导体换热件210之间。支撑件500可对半导体换热件210进行可靠支撑，确保半导体换热件210工作性能稳定，同时可提升床垫1000的局部变形能力，提升床垫1000安置在床板上的适应性。

可选地，支撑件500为弹性支撑件，例如可以为弹簧件或橡胶件。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，床垫1000还包括：多个温度传感器600，至少两个温度传感器600设在垫体100的厚度方向上的位置不同。也即是说，温度传感器600可布置在垫体100的不同厚度处，从而使得不同的温度传感器600可检测出垫体100不同厚度处的温度，例如有的温度传感器600可检测到垫体100表面的温度，而有的温度传感器600则可检测到垫体100内部的温度，方便用户实时了解床垫1000各处的温度情况，有利于用户根据床垫1000的实时温度对温度调节组件200进行相应调节，使垫体100表面与人接触的部分舒适度较高。也能使用户根据垫体100内部温度和垫体100表面温度的差值了解温度调节组件200工作的状态。

例如在一些具体的示例中，部分温度传感器600布置在垫体100的表面，记为第一温度传感器610；部分温度传感器600布置在垫体100内，记为第二温度传感器620。通过观测不同的第一温度传感器610可了解垫体100表面不同位置处的温度情况，而未与人体接触的垫体100表面的初始温度接近于环境温度。通过观测不同的第二温度传感器620可了解垫体100内部不同位置处的温度情况，及时控制温度调节组件200和通风组件300调整工作状态。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，床垫1000还包括：多个湿度传感器700，多个湿度传感器700间隔设在垫体100上，通过设置湿度传感器700可直观地监测到垫体100的湿度，进而通过调整通风组件300和半导体换热件210的工作状态，而相应改变垫体100的湿度。湿度会影响人体的体感温度，因此，适当控湿可提升人体的舒适度体验。

在其他示例中，可以在垫体100中内置小型除湿器或加湿器，来实现垫体100的湿度调节。

有利地，本申请的垫体100表面布置有多个湿度传感器700，湿度传感器700沿着垫体100的前后方向、左右方向呈多排多列布置，从而可检测到垫体100表面各处的湿度，最终可通过获得平均湿度而确定本申请的床垫1000的湿度值。

可选地，本申请的垫体100的厚度方向上布置有多个湿度传感器700，从而获得垫体100表面和垫体100内部的不同湿度值，配合半导体换热件210和通风组件300来实现本申请的垫体100湿度的调整，从而使湿度和温度均位于舒适度区间内，提升用户的睡眠舒适性。

有利地，床垫1000还包括控制器，控制器根据检测到的垫体100的温度和湿度来控制通风组件300的通风速率以及半导体换热件210的换热功率或通断。

可选地，床垫1000还包括压力传感器，压力传感器可实时监测人体的睡眠状态，获得用户的呼吸体征。

可选地，压力传感器可选用压力薄膜传感器，从而使可监测到用户体动过程中对垫体100的不同压力，例如可以为用户在呼吸过程中所产生的身体浮动，从而可检测到用户的呼吸频率。又例如可以为用户在心跳过程中所产生的身体律动，从而可检测到用户的心跳起搏频率。再例如可以为用户在翻身过程中所产生的身体姿态变化，从而可从翻身的幅度和翻身的频率而检测到用户的睡眠质量。

可选地，压力传感器为睡眠监测带，睡眠监测带便于布置在垫体100内，且监测准确、可靠性高。

下面参考说明书附图描述本发明实施例的床垫的舒适度控制方法。

根据本发明实施例的一种床垫1000的舒适度控制方法，如图5所示，包括以下步骤：

步骤S210、检测环境温度，并检测床垫1000的表面温度和内部温度。

在本发明中，环境温度可以通过设置在室内的温度传感器检测；也可以通过前述示例中设在床垫1000表面的第一温度传感器610检测，此时的第一温度传感器610应选择未与人体表面接触的温度传感器600，从而使第一温度传感器610所测得的温度更加接近环境中的温度。而床垫1000的表面温度也可以通过前述的第一温度传感器610测试，这里主要指与人体表面接触的第一温度传感器610。床垫1000的内部温度可以通过前述的第二温度传感器620检测，第二温度传感器620所检测的温度为床垫1000贴近换热后的气流较近的温度。

第一温度传感器610和第二温度传感器620的结构可参见前述床垫1000中温度传感器600的结构说明，在此不做赘述。

步骤S220、确定床垫1000的内部温度与设定温度之间的第一温度差值，并确定环境温度与预设标准舒适温度之间的第二温度差值，以及确定床垫1000的表面温度与设定温度之间的第三温度差值。

在未开启温度调节组件200时，床垫1000表面的温度更加接近于环境温度，或床垫1000的表面温度会受人体散发的热量而升高，因此需要检测环境温度并确定第二温度差值来界定床垫1000所处的外部环境温度高低，从而判断是否需要对床垫1000进行换热，使得床垫1000能处在舒适的温度范围内。

当开启温度调节组件200时，由于换热后的气流首先会通入到床垫1000内的气体腔110，再通过和气体腔110连通的出气孔111向着床垫1000的表面扩散，使得床垫1000表面与人接触的温度逐渐趋于舒适温度以及设定温度。因此，最初对床垫1000进行控温时，床垫1000的内部温度Ti和表面温度之间具有较大的温度差，而为了使床垫1000表面温度适宜，需要使床垫1000的内部温度Ti较快与表面温度达到一致，才能使床垫1000在使用过程中，床垫1000的表面温度始终保持较为舒适的温度，因此本发明有必要实时分别检测第一温度差值和第三温度差值。

可选地，预设标准舒适温度可以为一个范围，如23～32℃。

步骤S230、根据第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值对温度调节组件200和通风组件300进行控制。通过预设床垫1000的设定温度，并实时监测环境温度、床垫的表面温度和内部温度，从而根据所得的三种不同的温度差值而调整温度调节组件200和通风组件300，使床垫1000的温度快速调整至舒适温度内，提升用户睡眠过程中的舒适性体验，有效防止床垫1000闷热或冰冷所带来的不适。

可选地，可通过调节半导体换热件210的状态来实现对温度调节组件200的控制，再通过配合通风组件300的通风状态而实现床垫1000的温度调节。例如在具体示例中，可以通过控制半导体换热件210中的半导体制冷片211通电和断电来实现半导体换热件210状态的调节。又例如可以通过控制半导体制冷片211的通电方向来实现半导体换热件210状态的调节。在其他示例中，还可以通过控制前述通风组件300中的风扇的转速来控制通风组件300的通风状态。

在一些示例中，床垫1000的舒适度控制方法中，步骤S230中具体包括以下步骤：

步骤S231、在第二温度差值小于第一预设温度阈值且第一温度差值大于第二预设温度阈值时，控制温度调节组件200中的半导体制冷片211断电，并控制通风组件300中的冷端风轮以额定转速运行。这里的冷端风轮可以为前述的通风组件300中的风扇，后文所出现的冷端风轮也可以为前述的风扇。

在这些示例中，环境温度Te与预设标准舒适温度之间温度差相差较小，而床垫1000的内部温度Ti与设定温度之间的温度差较大，此时无需继续对床垫1000内通入换热的气流，半导体制冷片211断电，而仅通过开启风扇则可实现床垫1000的通风，使得床垫1000表面与人体接触的部分保持舒适。

在一些可选的示例中，第一预设温度阈值可以为1～3℃，例如可以为2℃。

在一些可选的示例中，第二预设温度阈值可以为3～7℃，例如可以为5℃。

步骤S232、在第二温度差值大于等于第一预设温度阈值时，控制半导体制冷片211通电，并控制冷端风轮以最大转速运行。

在这些示例中，环境温度Te与预设标准舒适温度之间温度差相差较大，此时冷端风轮按照最大转速运行从而快速向床垫1000内输入更多换热气流的量，达到床垫1000内部快速制冷或快速制热而积聚较多的初始换热气体量。使得床垫1000的内部温度Ti与表面温度均逐渐向着设定温度靠拢，使得床垫1000达到快速制冷降温的目的，或快速制热升温的目的，提升床垫1000使用舒适性，有效防止外界环境温度过高或过低而使床垫1000在使用过程中闷热或冰冷。

可选地，可向床垫1000中通入与环境温度Te相差10℃左右的换热后的气流，例如当向床垫1000的气体腔110内输入比环境温度Te高10℃的气流后，可使床垫1000的内部先存储较多高热量的气流，高热量的气流再扩散至出气孔111向外散出，从而使床垫1000的表面快速被加热，该方法适用于寒冷的冬天，用户入睡时需要有高于室内温度的床垫1000温度，保证用户在与垫体100表面接触时感觉温暖。

又例如当向床垫1000的气体腔110内输入比环境温度Te低10℃的气流后，可使床垫1000的内部先存储较多低热量的气流，低热量的气流再扩散至出气孔111向外散出，从而使床垫1000的表面快速被制冷，该方法适用于炎热的夏季，用户在入睡时需要有低于室内温度的床垫1000的温度，保证用户在与垫体100表面接触时感觉凉爽，去除闷热感。

步骤S233、在第二温度差值小于第一预设温度阈值且第一温度差值小于等于第二预设温度阈值时，控制半导体制冷片211通电，并控制冷端风轮以额定转速运行，直至第三温度差值小于第三预设温度阈值。

在这些示例中，当环境温度Te与预设标准舒适温度之间温度差相差较小，且床垫1000的内部温度Ti与设定温度之间的温度差较小时，半导体制冷片211继续通电工作并为床垫1000内部输送换热后的气流，同时冷端风轮将换热后的风送至气体腔110和出气孔111，最终使床垫1000的表面温度逐渐接近设定温度，使得床垫1000的表面与人体接触时的温度适宜。

在一些可选的示例中，第三预设温度阈值为0.3～1.0℃中的任意温度值，例如可以为0.5℃。

可选地，步骤S230还包括如下步骤：步骤S2321：当半导体制冷片211运行一定时间后，确定床垫1000的内部温度Ti与床垫1000表面温度之间的第四温度差值，当床垫内部温度Ti和床垫表面温度之间的第四温度差值大于第四预设温度阈值时，控制温度调节组件200中的半导体制冷片211断电，并控制冷端风轮以额定转速运行。

在这些示例中，半导体换热件210为垫体100换热的初始时间，使床垫1000的内部温度Ti和表面温度之间的差值相差较大，当床垫内部温度Ti和床垫表面温度之间的第四温度差值大于第四预设温度阈值时，半导体制冷片211断电，而仅通过开启冷端风轮送风，使床垫1000内部的换热后的气流能够以对流换热的方式进一步流入到床垫1000的表面，从而使床垫1000的内部温度Ti和表面温度趋于均匀，有效防止床垫1000内过冷或过热而导致后期床垫1000的表面温度受影响而温度控制不准确。

在一些可选的示例中，第四预设温度阈值为4℃～7℃的任意值，例如为5℃或6℃。

有利地，步骤S230还包括如下步骤：步骤S2322：当检测到床垫1000的多处表面温度值的最大值和最小值之间的差值大于第五预设温度阈值时，则判断局部过热或过冷，此时控制半导体制冷片211断电，并调节冷端风轮的转速。

在一些可选的示例中，第五预设温度阈值为2～5℃，例如可以为3℃。具体的，当判断表面温度值的最大值和最小值之间相差3℃且床垫1000局部过冷时，则控制半导体制冷片211断电，调低冷端风轮的转速。

有利地，步骤S230还包括如下步骤：步骤S2323：当检测到床垫1000的多处表面温度值的最大值和最小值之间的差值小于等于第五预设温度阈值时，且床垫1000的多处表面温度值的平均值高于35℃，则控制半导体制冷片211通电并将冷端制冷所产生的冷气流通入至床垫1000内，且冷端风轮的转速提升，以降低床垫1000的表面温度，提升床垫1000的舒适性。

在本发明的一些示例中，通过床垫1000的表面布设的多个第一温度传感器610和多个湿度传感器，可以获得床垫1000表面的多个区域的温度和湿度，而不同区域均对应设置一个或多个冷端风轮，冷端风轮可将换热后的气流直接输送至其对应的区域。而通过控制半导体制冷片211的工作状态和相应区域的冷端风轮的转动可将换热后的气流分区送入到气体腔110中，再经过气体腔110流入到出气孔111，从而实现床垫1000不同区域不同温度的调节。也就是说，床垫1000在不同的区域可预设不同的设定温度，从而使床垫1000不同的区域最终达到不同的温度。

例如分别使用床垫1000左侧区域和右侧区域的两个用户可分别对床垫1000给定一个设定温度，在半导体制冷片211和左侧的冷端风轮、右侧的冷端风轮的协同作用下，使床垫1000的左侧区域和右侧区域实现不同的温度供给，满足两个用户的不同温度需求。

有利地，对于左侧区域和右侧区域分别形成不同的温度区域的情况下，左侧区域和右侧区域的最终温度差不超过3℃，由于用户在睡眠过程中有可能不完全待在左侧区域和右侧区域，因此当左侧区域和右侧区域的温度差控制在一定温度差内，可有效避免用户在跨越自己的睡眠区域而进入另一侧区域时产生较大的不适感，也可以降低半导体制冷片211和冷端风轮的工作负荷。

又例如沿着床垫1000的前后方向躺在床垫1000表面的用户，想实现自己头部区域、身体部的区域、脚步区域的不同温度需求时，可分别对床垫1000的前侧区域、中部区域和后侧区域给定一个设定温度，在半导体换热件210和前侧冷端风轮、中部冷端风轮、后侧冷端风轮的协同作用下，使床垫1000的前侧区域、中部区域和后侧区域实现不同的温度供给，可满足用户头冷脚暖的需求，或满足用户暖腹的需求，实现同一个用户不同的身体部位不同温度的供给，提升用户的不同身体部位的温感需求，使床垫1000更加舒适、更加智能化，且更加人性化。

有利地，对于前侧区域、中部区域和后侧区域分别形成不同的温度区域的情况下，前侧区域、中部区域和后侧区域的最高温度和最低温度的差值不应超过3℃，从而防止用户局部过热或过冷，也可有效防止床垫1000温度差过大而触发半导体制冷片211的反馈调节，还可以减小冷端风轮的工作负荷。

在本发明的一些实施例中，床垫1000的舒适度控制方法还包括以下步骤：

步骤S240：在第三温度差值小于第三预设温度阈值时，还获取床垫1000的表面湿度，并判断床垫1000的表面温湿度是否处于预设舒适区间。

可选地，可根据如图7示出的温度曲线、湿度曲线换算出实际的体感温度，并得出实际的温湿度舒适区间，而实际的体感温度高于舒适度区间的体感温度时则为预设热感区间，实际的体感温度低于舒适度区间的体感温度时则为预设冷感区间。

步骤S241、在床垫1000的表面温湿度处于预设舒适区间时，控制温度调节组件200和通风组件300停止工作，从而可节约温度调节组件200的工作能耗的同时，保持床垫1000的舒适度。

步骤S242、在床垫1000的表面温湿度处于预设热感区间时，提高冷端风轮的转速，从而可降低床垫1000表面的温度，降低人体的体感温度，使人体舒适。

可选地，步骤S242中还可以包括如下方案，控制半导体制冷片211的冷端产生更多的冷量，并控制冷端风轮将经过半导体制冷片211的冷端制冷的气流输入至床垫1000的气体腔110中。

步骤S243、在床垫1000的表面温湿度处于预设冷感区间时，降低冷端风轮的转速，从而可升高床垫1000的温度，增加人体的体感温度，使人体舒适。

可选地，步骤S243中还可以包括如下方案，控制半导体制冷片211的热端产生更多的热量，并控制冷端风轮将经过半导体制冷片211的热端制冷的气流输入至床垫1000的气体腔110中。

可选地，本发明床垫1000表面的湿度可以通过前述的加湿器或小型除湿器调整，也可以通过通风组件300的风扇的对流吹风而得以调整，还可以通过半导体换热件210所提供的换热后的气流来调整垫体100的干燥度和湿度。

在本发明的一些示例中，床垫1000的温湿度调节还可以配合室内空调机对环境温度Te的调节联动控制。

通过室内空调机的制热将房间内的小幅度温度升高，而通过调节床垫1000的温度使床垫的温度大幅度升高，从而使人体与床垫1000接触的过程中始终保持温暖，可有效节约制热所需的能源，使人体在睡眠过程中感觉舒适。或者，通过室内空调机的制冷将房间内的温度小幅度降低，而通过调节床垫1000的温度使床垫的温度大幅度降低，从而使人体与床垫1000接触的过程中始终保持凉爽，并节约制冷所需的能源。

下面描述本发明一个具体示例中的床垫1000的舒适度控制方法。

一种床垫1000的舒适度控制方法，如图6所示，包括以下步骤：

步骤S210、检测环境温度Te，并检测床垫1000的表面温度和内部温度Ti。

步骤S220、确定床垫1000的内部温度Ti与设定温度之间的第一温度差值△ti，并确定环境温度Te与预设标准舒适温度之间的第二温度差值△te，以及确定床垫1000的表面温度与设定温度之间的第三温度差值△tc。

步骤S230、根据第一温度差值、第二温度差值和第三温度差值对温度调节组件200和通风组件300进行控制。

步骤S232、在第二温度差值大于等于第一预设温度阈值时，控制半导体制冷片211通电，并控制冷端风轮以最大转速运行。

步骤S231、在第二温度差值小于第一预设温度阈值且第一温度差值大于第二预设温度阈值时，控制温度调节组件200中的半导体制冷片211断电，并控制通风组件300中的冷端风轮以额定转速运行。

步骤S233、在第二温度差值小于第一预设温度阈值且第一温度差值小于等于第二预设温度阈值时，控制半导体制冷片211通电，并控制冷端风轮以额定转速运行，直至第三温度差值小于第三预设温度阈值。

步骤S240：在第三温度差值小于第三预设温度阈值时，还获取床垫1000的表面湿度，并判断床垫1000的表面温湿度是否处于预设舒适区间。

步骤S241、在床垫1000的表面温湿度处于预设舒适区间时，控制温度调节组件200和通风组件300停止工作。

步骤S242、在床垫1000的表面温湿度处于预设热感区间时，提高冷端风轮的转速。

步骤S243、在床垫1000的表面温湿度处于预设冷感区间时，降低冷端风轮的转速。

根据本发明实施例的床垫1000及其舒适度控制方法中垫体对人体的支撑原理和人体的舒适体验对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (16)

1.一种床垫，其特征在于，包括：

垫体，所述垫体内设有气体腔，所述垫体的顶部形成有与所述气体腔连通的出气孔；

温度调节组件，所述温度调节组件设于所述气体腔的下方，且包括半导体换热件和相变材料件，所述半导体换热件的厚度两侧分别为上下两侧，所述相变材料件设于所述半导体换热件的下侧，所述半导体换热件的上端适于与所述气体腔内的气流换热，所述半导体换热件的下端适于与所述相变材料件换热；

通风组件，所述通风组件设于所述气体腔，且用于使所述气体腔内的气流从所述出气孔排出。

2.根据权利要求1所述的床垫，其特征在于，还包括：

散热件，所述散热件设于所述半导体换热件的顶部，且至少部分位于所述气体腔内，以使所述半导体换热件的上端通过所述散热件与所述气体腔内的气流换热。

3.根据权利要求2所述的床垫，其特征在于，所述散热件包括间隔开分布的多个散热翅片。

4.根据权利要求2所述的床垫，其特征在于，所述通风组件设于所述散热件的上方，且包括间隔开设置的多个风扇。

5.根据权利要求1所述的床垫，其特征在于，所述气体腔的侧部形成有与所述气体腔连通的进气孔，所述通风组件适于将所述垫体外部的气体由所述进气孔引入所述气体腔。

6.根据权利要求1所述的床垫，其特征在于，所述半导体换热件包括：

半导体制冷片和导热片，所述导热片设于所述半导体制冷片的底部，且位于所述半导体制冷片与所述相变材料件之间，以使所述半导体制冷片的下端通过所述导热件与所述相变材料件换热。

7.根据权利要求6所述的床垫，其特征在于，所述导热片包括隔水层。

8.根据权利要求1所述的床垫，其特征在于，所述垫体内设有容纳腔，所述容纳腔为至少一个且位于所述气体腔的下方，所述温度调节组件设于所述容纳腔内。

9.根据权利要求8所述的床垫，其特征在于，还包括：

支撑件，所述支撑件设于所述容纳腔的底壁和所述半导体换热件之间。

10.根据权利要求9所述的床垫，其特征在于，所述支撑件为弹性支撑件。

11.根据权利要求1所述的床垫，其特征在于，以与所述垫体的厚度方向相垂直的平面为投影面，所述半导体换热件在所述投影面上的正投影面积超过所述垫体在所述投影面上的正投影面积的80％。

12.根据权利要求1所述的床垫，其特征在于，还包括：多个温度传感器，至少两个所述温度传感器设在所述垫体的厚度方向上的位置不同。

13.根据权利要求1所述的床垫，其特征在于，还包括：多个湿度传感器，多个所述湿度传感器间隔设在所述垫体上。

14.一种根据权利要求1-13中任一项所述的床垫的舒适度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测环境温度，并检测所述床垫的表面温度和内部温度；

确定所述床垫的内部温度与设定温度之间的第一温度差值，并确定所述环境温度与预设标准舒适温度之间的第二温度差值，以及确定所述床垫的表面温度与所述设定温度之间的第三温度差值；

根据所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值对所述温度调节组件和所述通风组件进行控制。

15.根据权利要求14所述的床垫的舒适度控制方法，其特征在于，根据所述第一温度差值、所述第二温度差值和所述第三温度差值对所述温度调节组件和所述通风组件进行控制，包括：

在所述第二温度差值小于第一预设温度阈值且所述第一温度差值大于第二预设温度阈值时，控制所述温度调节组件中的半导体制冷片断电，并控制所述通风组件中的冷端风轮以额定转速运行；

在所述第二温度差值大于等于第一预设温度阈值时，控制所述半导体制冷片通电，并控制所述冷端风轮以最大转速运行；

在所述第二温度差值小于第一预设温度阈值且所述第一温度差值小于等于第二预设温度阈值时，控制所述半导体制冷片通电，并控制所述冷端风轮以额定转速运行，直至所述第三温度差值小于第三预设温度阈值。

16.根据权利要求15所述的床垫的舒适度控制方法，其特征在于，在所述第三温度差值小于第三预设温度阈值时，还获取所述床垫的表面湿度，并判断所述床垫的表面温湿度是否处于预设舒适区间，其中，

在所述床垫的表面温湿度处于预设舒适区间时，控制所述温度调节组件和所述通风组件停止工作；

在所述床垫的表面温湿度处于预设热感区间时，提高所述冷端风轮的转速；

在所述床垫的表面温湿度处于预设冷感区间时，降低所述冷端风轮的转速。

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