CN116782798A - 用于铰接床的底座下整体气候控制 - Google Patents
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Abstract
一种环境控制组件具有被配置为附接到铰接组件的底表面的壳体。一个或多个入口风扇附接到壳体的第一壁。入口增压腔接收由一个或多个风扇提供的空气并且从第一壁延伸到中心室。出口增压腔从中心室延伸到壳体的第二壁。第一对出口端口从接近中心室的出口增压腔延伸穿过壳体的侧壁，并且第二对出口端口从远离中心室的出口增压腔延伸穿过壳体的侧壁。圆柱形流动扩散器定位在侧壁之间的出口增压腔中，并且控制进入第一对端口和第二对端口的气流，所述出口端口中的每一个被配置为附接到多个柔性空气导管中的一个。
Description
技术领域
本发明总体上涉及铰接床的领域，并且更具体地涉及一种用于铰接床的环境控制系统，该铰接床具有用于接合在该床的水平支撑区段上的整体底座下气候控制系统。
背景技术
铰接床长期用于医院和医疗保健机构，以允许将患者定位在向后倚靠姿势、坐立姿势、抬高腿姿势或这些姿势的组合。由于从将床调节到用于阅读、一般放松或睡眠的所需位置可获得舒适和方便，铰接床的一般使用已经快速扩展。典型的铰接床提供了上身定位元件以及大腿和小腿定位元件，这些元件是单独活动的或具有组合的致动。
典型地与铰接床一起采用的新的泡沫床垫在睡眠期间使占用者过热，或者在某些情况下使占用者过冷。引入环境控制系统以冷却或加热床垫或提供加热或冷却的气流以保持舒适的睡眠环境。然而，现代床上用品的设计需要减小的厚度剖面，并且优选减小辅助部件的运动。
因此希望提供一种铰接床，该铰接床具有整体底座下气候控制系统，该气候控制系统最小地影响该床的铰接系统的操作。
发明内容
本文公开的这些实施方式通过提供一种环境控制组件来克服现有技术的缺点，该环境控制组件具有被配置为用于附接到铰接组件的底表面上的壳体。一个或多个入口风扇附接到壳体的第一壁。入口增压腔接收空气，该空气由该一个或多个风扇提供，并且该入口增压腔从第一壁延伸到中心室。出口增压腔从中心室延伸到壳体的第二壁。第一对出口端口从接近中心室的出口增压腔延伸穿过壳体的侧壁，并且第二对出口端口从远离中心室的出口增压腔延伸穿过壳体的侧壁。圆柱形流动扩散器定位在侧壁之间的出口增压腔中，并且控制进入第一对端口和第二对端口的气流，所述出口端口中的每一个被配置为附接到多个柔性空气导管中的一个。
在某些示例性实施方式中，加热元件提供在中心室中。
在某些示例性实施方式中，提供了延伸到入口增压腔中的至少一个冷却单元。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下示例性实施例的详细描述将更好地理解本发明的这些和其它特征和优势，其中：
图1是可以采用当前描述的实施方式的铰接床的图像表示；
图2是铰接组件和环境控制组件的仰视图像；
图3是环境控制组件的图像；
图4是下盖被移除的环境控制组件的图像；
图5是下盖被移除的环境控制组件的仰视图；
图6是环境控制组件的侧剖视图；
图7是加热元件的详细图像；
图8是冷却单元的详细图像；
图9是具有相关散热器和散冷器的热电设备的详细分解图像。
图10是用于系统的控制电子印刷电路板的框图表示；
图11是在示例性实施方式中使用的柔性导管连接凸缘的详细图像；
图12是床垫给送器软管连接凸缘的详细图像；
图13是铰接组件、床垫和网插入件的分解图像，展示了来自环境控制组件的空气分布；并且，
图14是示出了用于床垫给送器软管的床垫中的卵形凹陷的详细截面图像。
具体实施方式
在附图中示出并且本文描述的实施方式为具有空气循环、加热和冷却能力的铰接床提供了可选择的环境控制。参照附图，图1示出了示例性铰接床，在该铰接床中可以采用底座下整体气候控制系统的实施方式。床垫10支撑在铰接组件12上。底座14包括框架和用于铰接组件12的铰接致动器。铰接组件12具有保持基本水平的座区段16、铰合到座区段的上身支撑板18，该上身支撑板18铰接在从水平位置到提升位置的运动范围内，如图所示，铰合到座区段的大腿支撑板20，该大腿支撑板20铰接在从水平位置到提升位置的运动范围内，如图所示，以及附接到大腿支撑板的小腿支撑板22。
图2示出了处于未铰接位置的铰接组件12，其中为了清楚起见移除了底座14和所有相关联的致动元件。环境控制组件24附接到座区段16的底表面26。柔性空气导管28(以虚线表示)为了空气分布从环境控制组件24上的出口端口，通常标示为元件30，延伸到连接凸缘32。在示例性实施方式中，两个连接凸缘位于上身支撑板中，并且两个连接凸缘位于大腿支撑板中。在替代的实施方式中，连接凸缘的位置可以改变到座区段16或小腿支撑板22。
环境控制组件24的细节见图3至图6。环境控制组件24包括具有入口增压腔36和出口增压腔38的壳体34。壳体34使用适当的紧固件通过凸缘或突片35附接到座区段16的底表面26。加热元件40支撑在在入口增压腔36和出口增压腔38之间的中心室42中。一个或多个入口风扇44定位在第一端壁46中，以将气流导入入口增压腔36。对于示例性实施方式，随后将更详细地描述两个冷却单元48延伸穿过入口增压腔36的侧壁50。
如在图5中最佳示出，侧壁50在入口增压腔36中从第一端壁46到中心室42横向会聚，从而增加由一个或多个风扇44提供的通过入口增压腔36并且进入中心室42的空气的有效流速。如在图5中最佳示出，壳体34的上盖52和下盖54在入口增压腔36和中心室42之间竖直会聚，以进一步增加加热元件40上方的流速。上盖52和下盖54进一步在中心室42和第二端壁56之间竖直会聚。第二端壁56相对于出口增压室38凸出，用于增强进入端口30的流动分布。端口30中的每一个具有延伸的颈部31，该颈部31具有卷边33，该卷边33被配置为接收在柔性导管28的起皱中，以允许与外补充紧固件连接。
圆柱形流动扩散器58定位在侧壁50之间的出口增压腔38中，以控制进入接近中心室42的端口30a和远离中心室42的端口30b的气流。圆柱形气流扩散器58的纵向(在从中心室到出口增压腔的流动方向上)定位是在圆柱形气体扩散器58的中心轴线60处于第一距离62的情况下完成的，第一距离62在近端口30a的轴线66和远端口30b的轴线68之间的距离64的30％与45％之间，以使流入近端口30a和远端口30b的的流动相等。对于示例性实施方式，近端口30a向床的左侧的连接凸缘32提供气流，而远端口30b向床的右侧的连接凸缘32提供气流。改变近端口30a和远端口30b(床的左侧和右侧)之间的流动可以通过圆柱形流动扩散器58的纵向平移来完成。改变上身支撑板18和大腿支撑板20上的连接凸缘之间的流动可以通过圆柱形流动扩散器58的横向平移来完成。
控制电子印刷电路板(PCB)70安装在壳体34中的隔室72中。对于示例性实施方式，隔室72由下盖的竖直会聚形成。侧壁50包含用于冷却PCB 70的通风孔74。PCB 70与一个或多个风扇44、冷却单元48、加热元件40和温度传感器互连，如随后将更详细地描述。
加热元件40具有折叠有弯曲前缘78的金属支撑件76，如图7所示。加热元件40通过支座80(见图6)安装到上盖52。前缘78的曲率半径将上凸缘82和下凸缘84与上盖52和下盖54隔开，从而形成上流动通道86和下流动通道88。前缘的曲率被配置为平滑地将来自入口增压腔36的进入空气过渡流动到上流动通道86和下流动通道88中。示例性实施方式中的金属支撑件76由铝形成，并且加热元件40具有层压在卡普顿-聚酰亚胺(Kapton-Polyimide)薄膜夹层内的铜加热器电路90，卡普顿-聚酰亚胺薄膜夹层粘附到金属支撑件。
两个冷却单元48中的每一个，详见图8，包含有帕尔贴(Peltier)热电设备92，如图9所示。热电设备92具有由框架96支撑的热电板片94的阵列。翅片式散热器98安装到框架96与热电板片94的热侧接触，而翅片式散冷器102安装到框架与热电板片的冷侧接触。散冷器102延伸到入口增压腔中，与由一个或多个入口风扇提供的空气流动接触。在操作中，热电设备92冷却散冷器102，从而冷却入口增压腔36中的气流。散热器风扇104安装到围绕翅片式散热器98的通道盖106，并且附接到侧壁50，散热器风扇104提供冷却空气，以便在操作期间提高热电设备的效率。在示例性实施例中，散热器风扇104成角度地安装到通道盖106，以提供具有跨过翅片式散热器98的纵向部件的气流。
PCB 70在输入108处接收AC电力，为一个或多个入口风扇44、加热元件40和冷却单元提供电力和控制，如图10的框图所示。调节器电路110为PCB部件、风扇、加热器和帕尔贴热电设备的电力提供AC到DC电力转换和电力调节。可以是微处理器或专用的专用集成电路(ASIC)或门阵列的控制器112接收来自出口增压腔温度传感器114的温度信号和在输入端116上的用户期望的通风和温度控制，输入116可以硬连线到手动控制器或来自遥控器或蜂窝电话接口的无线接收器。加热器驱动电路118从控制器112接收加热器元件温度120和加热器控制信号122，并且向加热器电路90提供适当的加热器控制输出124。类似地，冷却单元驱动电路126接收来自冷却单元48的冷却器温度128和来自控制器112的冷却器控制信号130，并且向帕尔帖热电设备92和散热器风扇104提供适当的冷板片电力输出132。风扇控制输出134由控制器112通过调节器电路110提供，以响应于用户期望的通风输入为一个或多个入口风扇44供电。
图11示出了示例性实施方式的多个柔性导管连接凸缘32中的一个的实例的详细视图。中心入口连接颈部140从圆形安装凸缘142延伸，该圆形安装凸缘142被配置为附接到铰接组件12的支撑板的底表面以提供流动孔口144。类似于端口30，围绕颈部140的圆周的卷边146被配置为接收在柔性导管28的起皱中，以允许与外补充紧固件连接。
图12示出了示例性实施方式的多个床垫给送器软管连接凸缘148中的一个的实例的详细视图。出口连接颈部150从圆形安装凸缘152延伸，该圆形安装凸缘152被配置为附接到铰接组件12的支撑板的顶表面，在流动孔口144处与邻近的柔性导管连接凸缘32同心。出口连接颈部150在内表面上采用凹窝卷边153以接收和接合床垫给送器软管154中的起皱(见图13)。组合的床垫给送器软管连接凸缘148和柔性导管连接凸缘32提供从柔性导管32到床垫给送器软管154的流体连通。
如图13所示，床垫给送器软管连接凸缘148(在示例性实施方式中位于铰接组件12的上身支撑板18和大腿支撑板20中)各自接收床垫给送器软管154，该床垫给送器软管向上延伸以便被接收穿过床垫10中的管道通道156。床垫10包括在顶表面的凹陷158，空气分布网层160插入该凹陷158中，以分配通过床垫给送器软管154接收的空气，凹陷158被阻挡件162包围，防止空气从网层的周边流出，以增强所需的床垫表面通风、加热和冷却效果。具有网层160的床垫10可以插入织物衬垫(未示出)以将网层限制在床垫上。
为了促进床垫10与上身支撑板18或大腿支撑板20的铰接的无阻碍铰接，管道通道156具有如图14中所示的卵形横截面。卵形状允许床垫给送器软管154在铰接期间在床垫中纵向平移，以避免束缚。
现在已经根据专利法规的要求详细描述了本发明的各种实施例，本领域技术人员将认识到对本文公开的具体实施例的修改和替换。此类修改在所附权利要求限定的本发明的范围和意图内。
Claims (14)
1.一种环境控制组件，包括：
壳体，所述壳体被配置为附接到铰接组件的底表面；
一个或多个入口风扇，所述一个或多个入口风扇附接到所述壳体的第一壁，
入口增压腔，所述入口增压腔接收由所述一个或多个风扇提供的空气并且从所述第一壁延伸到中心室；
出口增压腔，所述出口增压腔从所述中心室延伸到所述壳体的第二壁，以及
第一对出口端口，所述第一对出口端口从接近所述中心室的所述出口增压腔延伸穿过所述壳体的侧壁；
第二对出口端口，所述第二对出口端口从远离所述中心室的所述出口增压腔延伸穿过所述壳体的侧壁；
圆柱形流动扩散器，所述圆柱形流动扩散器定位在所述侧壁之间的所述出口增压腔中，并且控制进入所述第一对端口和所述第二对端口的气流，所述出口端口中的每一个被配置为附接到多个柔性空气导管中的一个。
2.根据权利要求1所述的环境控制组件，其中所述圆柱形气流扩散器的纵向定位是在所述圆柱形气体扩散器的中心轴线处于第一距离的情况下完成的，以使流入近端口和远端口的流动相等。
3.根据权利要求2所述的环境控制组件，其中所述第一距离在所述近端口的轴线和所述远端口的轴线之间的距离的30％与45％之间。
4.根据权利要求1所述的环境控制组件，还包括支撑在所述入口增压腔和所述出口增压腔之间的所述中心室中的加热元件。
5.根据权利要求4所述的环境控制组件，其中所述壳体的上盖和下盖在所述入口增压腔和所述中心室之间竖直会聚，以进一步增加由所述一个或多个风扇在所述加热元件上方提供的空气流速。
6.根据权利要求4所述的环境控制组件，其中所述壳体的所述侧壁在所述入口增压腔中从第一端壁会聚到所述中心室中，从而增加由所述一个或多个风扇提供的空气的有效流速。
7.根据权利要求4所述的环境控制组件，其中所述加热元件包括折叠有弯曲前缘的金属支撑件，所述加热元件通过支座安装到上盖，并且层压的铜加热器电路粘附到所述金属支撑件。
8.根据权利要求7所述的环境控制组件，其中所述前缘的曲率半径将上凸缘和下凸缘与所述上盖和下盖隔开，从而形成上流动通道和下流动通道，并且所述前缘的所述曲率被配置为平滑地将来自所述入口增压腔的进入空气过渡流动到所述上流动通道和所述下流动通道中。
9.根据权利要求7所述的环境控制组件，其中所述铜加热器电路层压在卡普顿-聚酰亚胺(Kapton-Polyimide)薄膜夹层内。
10.根据权利要求1所述的环境控制组件，还包括：至少一个冷却单元，所述至少一个冷却单元具有：
带有由框架支撑的热电板片的阵列的热电设备，
安装到所述框架的翅片式散热器，所述翅片式散热器与所述热电板片的热侧接触，所述翅片式散热器从所述壳体的侧壁向外延伸，
安装到所述框架的翅片式散冷器，所述翅片式散冷器与所述热电板片的冷侧接触，所述散冷器延伸到所述入口增压腔中与由所述一个或多个入口风扇提供的空气流动接触，由此在操作中所述热电设备冷却所述散冷器，从而冷却所述入口增压腔中的气流。
11.根据权利要求10所述的环境控制组件，其中所述至少一个冷却单元还包括散热器风扇，所述散热器风扇安装到围绕所述翅片式散热器的通道盖，所述通道盖附接到所述侧壁中的一个，所述散热器风扇提供冷却空气，以便在操作期间提高所述热电设备的效率。
12.根据权利要求11所述的环境控制组件，其中所述散热器风扇成角度地安装到所述通道盖，以提供具有跨过所述翅片式散热器的纵向部件的气流。
13.根据权利要求1所述的环境控制组件，还包括：加热元件，所述加热元件具有：
金属支撑件，所述金属支撑件折叠有弯曲前缘，所述加热元件通过支座安装到上盖，以及
层压的铜加热器电路，所述铜加热器电路粘附到所述金属支撑件，所述加热元件支撑在所述入口增压腔和所述出口增压腔之间的所述中心室中；
至少一个冷却单元，所述至少一个冷却单元具有：
带有由框架支撑的热电板片的阵列的热电设备，
安装到所述框架的翅片式散热器，所述翅片式散热器与所述热电板片的热侧接触，所述翅片式散热器从所述壳体的侧壁向外延伸，
安装到所述框架的翅片式散冷器，所述翅片式散冷器与所述热电板片的冷侧接触，所述散冷器延伸到所述入口增压腔中与由所述一个或多个入口风扇提供的空气流动接触，由此在操作中所述热电设备冷却所述散冷器，从而冷却所述入口增压腔中的气流；
散热器风扇，所述散热器风扇安装到围绕所述翅片式散热器的通道盖，所述通道盖附接到所述侧壁中的一个；
控制电子印刷电路板(PCB)，所述控制电子印刷电路板安装在所述壳体中的隔室中，所述PCB在输入处接收AC电力并且具有：
调节器电路，所述调节器电路提供AC到DC电力转换和电力调节；
控制器，所述控制器接收来自出口增压腔温度传感器的温度信号和在输入端上的用户期望的通风和温度控制；
加热器驱动电路，所述加热器驱动电路从所述控制器接收加热器元件温度和加热器控制信号，并且向所述加热器电路提供加热器控制输出；
冷却单元驱动电路，所述冷却单元驱动电路接收来自所述冷却单元的冷却器温度和来自所述控制器的冷却器控制信号，并且向所述热电设备和所述散热器风扇提供冷板片电力输出；
风扇控制输出，所述风扇控制输出由所述控制器112通过所述调节器电路提供，以响应于用户期望的通风输入为所述一个或多个入口风扇44供电。
14.一种用于铰接床的底座下整体气候控制系统，所述系统包括：
环境控制组件，所述环境控制组件附接到铰接组件的底表面并且具有：
壳体；
一个或多个入口风扇，所述一个或多个入口风扇附接到所述壳体的第一壁，
入口增压腔，所述入口增压腔从所述第一壁延伸到中心室；
出口增压腔，所述出口增压腔从所述中心室延伸到所述壳体的第二壁，以及
多个出口端口，所述多个出口端口从所述出口增压腔延伸穿过所述壳体的侧壁；
多个柔性空气导管，所述多个柔性空气导管从所述多个出口端口延伸到所述铰接组件的支撑板的底表面的连接凸缘；
多个床垫给送器软管，所述多个床垫给送器软管与所述多个柔性空气导管流体连通，所述床垫给送器软管延伸穿过支撑在所述铰接组件上的床垫中的管道通道；
空气分布网层，所述空气分布网层支撑在所述床垫的上表面中的凹陷中，所述凹陷被阻挡件围绕，防止空气从所述网层的周边流出以增强所期望的床垫表面通风、加热和冷却效果。
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