CN208491554U - 自动调节高度的枕头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动调节高度的枕头，解决了控制装置始终开启而浪费电能的问题，其技术方案要点是，包括用于检测是否有人处于枕头前面并输出人员检测信号的人员检测装置、耦接于人员检测装置且响应于人员检测信号以驱动控制装置启闭的驱动装置以及耦接于人员检测装置以控制人员检测装置间断性启动的间歇性启闭装置；当人员检测装置启动时且检测到有人处于枕头前面时，驱动装置驱动控制装置启动，本实用新型能够实现在有人位于枕头前面的时候才启动控制装置，避免电能的浪费，同时也能够保证根据使用者的睡姿来调节枕头的高度。

Description

自动调节高度的枕头

技术领域

本实用新型涉及，特别涉及自动调节高度的枕头。

背景技术

作为日常用品的枕头是人们每天睡觉所必不可少的东西。目前市场上所销售的各类枕头结构单一，很容易使人睡眠不舒服或会引发各种颈椎疾病。随着生活水平的逐步提高，越来越多的人开始注意到睡眠使用的枕头问题，尤其是对于患有颈椎疾病的人。

根据人体工程学数据表明，人平躺和侧躺时，颈椎生理曲线自然弯曲的弧度是不一样的，使用者要获得舒适的睡眠，枕头的形状特征应贴合并支撑使用者的头部及颈椎。为了解决使用者平躺和侧躺时对枕头的高度要求不一样的问题，公告号CN102551455B公开的适应不同睡姿的多功能保健枕头，其主要包括枕芯和外套，其中，枕芯包括枕面、控制层和控制装置，控制层由多个气囊区域组成；控制装置包括泵、控制阀、压力传感器和控制电路，控制阀和泵相连并分别与控制电路连接，压力传感器与控制电路相连；控制阀用来控制各个气囊区域内的压力，使枕头呈现不同的外部形态，来适合不同的人在睡眠时对头和颈部的姿态调控要求。

上述保健枕头的高度和形状能随人体睡姿的改变而自动调整到合适的形态，使用户在不同的睡姿下其头部、颈部都能保持正常的生理弧度；但是在使用过程中，由于使用者一般只在晚上才去使用上述保健枕头的调控功能，而始终保持上述控制装置处于启动并随时准备调控，会浪费比较电能；通过开关来通断供电回路，则常常会出现使用者忘记启动开关的状况，所以具有一定的改进空间。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自动调节高度的枕头，能够根据是否有人靠近来控制是否启动控制装置，节省电能。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种自动调节高度的枕头，包括控制装置，还包括用于检测是否有人处于枕头前面并输出人员检测信号的人员检测装置、耦接于人员检测装置且响应于人员检测信号以驱动控制装置启闭的驱动装置以及耦接于人员检测装置以控制人员检测装置间断性启动的间歇性启闭装置；当人员检测装置启动时且检测到有人处于枕头前面时，所述驱动装置驱动控制装置启动。

采用上述方案，在有人位于枕头前面的时候才启动控制装置，避免电能的浪费，进而启动控制装置后，能够随人体睡姿的改变而自动调整到合适的形态，使用户在不同的睡姿下其头部、颈部都能保持正常的生理弧度；有效避免未启动而造成的无法调节的情况出现。

作为优选，所述人员检测装置为热释电红外传感器。

采用上述方案，本身不发任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉，抗干扰性强；探测器安装在推荐的使用高度，对探测范围内地面上的小动物，一般不产生报警；探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408中4.6.1要求，一般手机电磁干扰不会引起误报；探测器在正常灵敏度的范围内，受3米外H4卤素灯透过玻璃照射，不产生报警；红外线热释电传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大，红外线热释电传感器对于径向移动反应最不敏感，而对于横切方向（即与半径垂直的方向）移动则最为敏感，在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。

作为优选，所述间歇性启闭装置包括用于输出间歇性启闭信号的信号发送部以及受控于间歇性启闭信号以控制人员检测装置启闭的执行部。

采用上述方案，由于白天的时候很少会有人员出现在床上，所以无需保持实时检测的状态，只需要每间隔一段时间进行检测即可，进一步降低功耗。

作为优选，所述信号发送部为555多谐振荡电路。

采用上述方案，555多谐振荡电路的电路构造简单，且容易实现，方便后续电路的设计。

作为优选，所述执行部包括三极管与继电器，三极管的基极连接于信号发送部的输出端，三极管的发射极接地，三极管的集电极连接于继电器的线圈后连接电源，继电器的常闭触点连接于人员检测装置的供电回路。

采用上述方案，三极管根据基极所接入的信号情况来实现通断功能，即实现了根据弱电信号来实现开关的功能，而继电器则根据三极管的通断功能来实现是否得电，使得继电器能够控制人员检测装置的启闭。

作为优选，还包括设置于枕头上且输出压力检测信号的压力传感器、预设有压力基准值信号且耦接于压力传感器以将压力检测信号与压力基准值信号相互比较并输出比较信号的比较器以及分别耦接于比较器与人员检测装置以接收比较信号与人员检测信号并输出逻辑门信号至驱动装置的逻辑门装置；当人员检测装置检测到有人在枕头前且压力检测信号大于压力基准值信号时，所述驱动装置驱动控制装置启动。

采用上述方案，将人员检测的方式与压力传感器检测的方式相互接合，有效的避免了误触发的出现；若仅仅采用人员检测的方式，如果使用者仅仅坐在床上，则会出现误触发的情况，即会驱动控制装置处于启动状态，而此时也容易浪费电能；若仅仅通过设置在枕头上的压力传感器来检测是否有人躺在枕头上来判断是否有人员躺着，则若有异物放置在枕头上，则也会出现误触的情况；所以将两者接合起来，只有在人员检测装置检测到有人在枕头前且压力检测信号大于压力基准值信号时候，才会驱动控制装置启动，尽可能的避免误触发的情况。

作为优选，所述逻辑门装置为与门。

采用上述方案，简单的逻辑门元件能够完成两个相与的功能，即只有两个条件均符合的时候才会输出一个高电平的信号，便于后续电路的设计，使得电路设计更加的简单，容易实施。

作为优选，所述比较器上耦接有用于设定压力基准值信号的设定电路。

采用上述方案，能够根据实际的情况来调节压力基准值信号，使用更加方便。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：实现在有人位于枕头前面的时候才启动控制装置，避免电能的浪费，同时也能够保证根据使用者的睡姿来调节枕头的高度。

附图说明

图1为枕头的结构示意图；

图2为控制装置的系统框图；

图3为实施例一的电路原理图；

图4为实施例二的电路原理图。

图中：11、枕芯；12、气囊区域；21、人员检测装置；22、驱动装置；23、间歇性启闭装置；231、信号发送部；232、执行部；31、比较器；311、设定电路；32、逻辑门装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

一种自动调节高度的枕头，如图1至2所示，包括枕芯11，枕芯11包括枕面、控制层和控制装置，控制层由多个气囊水平排列组成，气囊的个数为2-60个；控制装置包括泵、控制阀、压力传感器和控制电路以及用于放置承载着控制电路的电路板与泵等元件的壳体，其中，控制阀和泵相连并分别与控制电路连接，压力传感器与控制电路相连，每个气囊内均设有对应的压力传感器；控制阀控制气囊内的压力；多功能保健枕头内置电池；控制装置能控制枕头处于不同的睡眠模式，具体如下：将由所有的压力传感器阵列检测到的压力变化特征，经过与预先学习并存储的仰睡、侧睡和其他睡姿时各气囊区域12内的压力值、以及睡姿转换时的各气囊区域12压力的变化特征进行分析比较，而后调整到相应的睡眠模式。

内置电池的电量有限，所以需要尽可能的降低功耗来保证多功能保健枕头更长时间的待机周期。

实施例一，如图3所示，自动调节高度的枕头还包括用于检测是否有人处于枕头前面并输出人员检测信号的人员检测装置21、耦接于人员检测装置21且响应于人员检测信号以驱动控制装置启闭的驱动装置22以及耦接于人员检测装置21以控制人员检测装置21间断性启动的间歇性启闭装置23；当人员检测装置21启动时且检测到有人处于枕头前面时，驱动装置22驱动控制装置启动。

人员检测装置21为热释电红外传感器，热释电红外传感器可以设置在控制装置的壳体上，也可以设置在放置枕头的床上；热释电红外传感器包括壳体、光学滤镜、场效应管Q4和热释电元件,壳体上设有通孔，光学滤镜卡接于通孔中,场效应管Q4和热释电元件位于热释电红外传感器的壳体内部, 并通过光学滤镜感应外部热辐射。光学滤镜的主要作用是只允许波长在10μm左右的红外线(人体发出的红外线波长)通过，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件组成，这两个热释电元件的电极相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消，经处理电路处理后输出控制信号。热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面电荷的现象。热释电红外传感器由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极，在传感器监测范围内温度有△T的变化时，热释电效应会在两个电极上产生电荷△Q，即在两电极之间产生一微弱的电压△V。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管Q4进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷△Q会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，△T=O，传感器无输出。人体或者体积较大的动物都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅耳透镜滤光片增强后聚集到红外感应源(热释电元件)上，红外感应源在接收到人体红外辐射时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，进而产生△T并将△T向外围电路输出，后续电路经检测处理后就能产生人员检测信号。

驱动装置22包括NPN型的三极管Q2与继电器KM2，三极管Q2的基极连接于人员检测装置21的输出端，三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极连接于继电器KM2的线圈后连接电源，继电器KM2的常开触点连接于控制装置的供电回路。

间歇性启闭装置23包括用于输出间歇性启闭信号的信号发送部231以及受控于间歇性启闭信号以控制人员检测装置21启闭的执行部232。

信号发送部231为555多谐振荡电路；555多谐振荡电路由555定时芯片构成，555定时器的第一引脚接地，第二引脚与第六引脚耦接，并与电源VCC之间串连有第六可调电阻R6和第五电阻R5，第七引脚接于第六可调电阻R6和第五电阻R5连接形成的结点，第二引脚与地端之间还串连有第一电容C11，第五引脚与地端之间串连有第二电容C12，通过控制第六可调电阻R6可以控制其输出PWM波的占空比，从而控制输出脉冲的间隔的时间，进而实现输出方波以间隔一定时间后才进行驱动。555多谐振荡电路的受控端即为电源VCC，即于电源VCC与第八引脚、第四引脚所形成的节点之间连接于继电器KM2的常闭触点，即在驱动装置22未得电启动状态时，555多谐振荡电路保持启动状态，一旦驱动装置22得电启动，则关闭555多谐振荡电路。

执行部232包括NPN型的三极管Q1与继电器KM1，三极管Q1的基极连接于信号发送部231的输出端，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接于继电器KM1的线圈后连接电源，继电器KM1的常闭触点连接于人员检测装置21的供电回路。

具体工作过程如下：

在人员检测装置21未检测有到人的状态下，三极管Q2的基极接收到的是低电平的人员检测信号，三极管Q2关断，故继电器KM2的线圈处于失电状态，继电器KM2的常开触点打开，常闭触点闭合，即控制装置的供电回路处于断开状态，而555多谐振荡电路的供电回路导通。555多谐振荡电路输出一个为方波的间歇性启闭信号至三极管Q1，三极管Q1的基极接收到高电平的间歇性启闭信号时，三极管Q1导通，继电器KM1的线圈得电，继电器KM1的常闭触点断开以控制人员检测装置21的供电回路断开，即停止检测；三极管Q1的基极接收到低电平的间歇性启闭信号时，三极管Q1关断，继电器KM1的线圈失电，继电器KM1的常闭触点闭合以控制人员检测装置21的供电回路断开，即开始检测；实现间断检测的功能。

若人员检测装置21检测有到人时，三极管Q2的基极接收到的是高电平的人员检测信号，三极管Q2导通，故继电器KM2的线圈得电，继电器KM2的常开触点闭合，常闭触点断开，即控制装置的供电回路导通，而555多谐振荡电路的供电回路关断；此时，三极管Q1未接收到信号，则处于关断状态，而继电器KM1的线圈也失电，使得继电器KM1的常闭触点保持闭合状态，即人员检测装置21始终处于启动状态，实现保持控制装置的供电回路始终处于得电的状态。

实施例二，基于实施例一的基础上，如图4所示，自动调节高度的枕头还包括设置于枕头上且输出压力检测信号的压力传感器、预设有压力基准值信号且耦接于压力传感器以将压力检测信号与压力基准值信号相互比较并输出比较信号的比较器31以及分别耦接于比较器31与人员检测装置21以接收比较信号与人员检测信号并输出逻辑门信号至驱动装置22的逻辑门装置32；当人员检测装置21检测到有人在枕头前且压力检测信号大于压力基准值信号时，驱动装置22驱动控制装置启动。

上述的压力传感器可以直接采用控制装置中的压力传感器，也可以是另外设置的压力传感器，根据实际的情况来进行设定；本实施例中，优选采用控制装置中的压力传感器，且为处于枕头最中间的那一块的压力传感器。

比较器31优选为LM393A型号的比较器31，比较器31的同相端与压力传感器连接以接收压力检测信号，反相端连接有预设的压力基准值信号，将检测到的压力检测信号与压力基准值信号相互比较，并输出比较信号，当压力检测信号大于压力基准值信号，输出高电平的比较信号，当压力检测信号小于压力基准值信号，输出低电平的比较信号。

比较器31上耦接有用于设定压力基准值信号的设定电路311；设定电路311包括相互串联的分压电阻R22与调节电阻R21，分压电阻R22与调节电阻R21之间的连接节点以输出压力基准值信号；调节电阻R21优选采用滑动变阻器；调节电阻的设计实现对基准值信号的调节，使得根据不同的情况，可以设置不同的压力基准值信号，方便工作人员自己根据实际调节，使得使用更加便捷。

逻辑门装置32为与门；与门的两个输入端分别连接于人员检测装置21的输出端与比较器31的输出端，而与门的输出端连接于三极管的基极。

具体工作过程如下：

在人员检测装置21未检测有到人的状态下或压力传感器所检测到的压力检测信号小于压力基准值信号时，与门的输出端输出一个低电平的逻辑门信号至三极管Q2的基极，三极管Q2关断，故继电器KM2的线圈处于失电状态，继电器KM2的常开触点打开，常闭触点闭合，即控制装置的供电回路处于断开状态，而555多谐振荡电路的供电回路导通。555多谐振荡电路输出一个为方波的间歇性启闭信号至三极管Q1，三极管Q1的基极接收到高电平的间歇性启闭信号时，三极管Q1导通，继电器KM1的线圈得电，继电器KM1的常闭触点断开以控制人员检测装置21的供电回路断开，即停止检测；三极管Q1的基极接收到低电平的间歇性启闭信号时，三极管Q1关断，继电器KM1的线圈失电，继电器KM1的常闭触点闭合以控制人员检测装置21的供电回路断开，即开始检测；实现间断性人员检测的功能。

若人员检测装置21检测有到人且压力检测信号大于压力基准值信号时，与门的输出端输出一个告电平的逻辑门信号至三极管Q2的基极，三极管Q2导通，故继电器KM2的线圈得电，继电器KM2的常开触点闭合，常闭触点断开，即控制装置的供电回路导通，而555多谐振荡电路的供电回路关断；此时，三极管Q1未接收到信号，则处于关断状态，而继电器KM1的线圈也失电，使得继电器KM1的常闭触点保持闭合状态，即人员检测装置21始终处于启动状态，实现保持控制装置的供电回路始终处于得电的状态。

Claims (8)

1.一种自动调节高度的枕头，包括控制装置，其特征是：还包括用于检测是否有人处于枕头前面并输出人员检测信号的人员检测装置(21)、耦接于人员检测装置(21)且响应于人员检测信号以驱动控制装置启闭的驱动装置(22)以及耦接于人员检测装置(21)以控制人员检测装置(21)间断性启动的间歇性启闭装置(23)；当人员检测装置(21)启动时且检测到有人处于枕头前面时，所述驱动装置(22)驱动控制装置启动。

2.根据权利要求1所述的自动调节高度的枕头，其特征是：所述人员检测装置(21)为热释电红外传感器。

3.根据权利要求1所述的自动调节高度的枕头，其特征是：所述间歇性启闭装置(23)包括用于输出间歇性启闭信号的信号发送部(231)以及受控于间歇性启闭信号以控制人员检测装置(21)启闭的执行部(232)。

4.根据权利要求3所述的自动调节高度的枕头，其特征是：所述信号发送部(231)为555多谐振荡电路。

5.根据权利要求3所述的自动调节高度的枕头，其特征是：所述执行部(232)包括三极管与继电器，三极管的基极连接于信号发送部(231)的输出端，三极管的发射极接地，三极管的集电极连接于继电器的线圈后连接电源，继电器的常闭常开触点连接于人员检测装置(21)的供电回路。

6.根据权利要求1所述的自动调节高度的枕头，其特征是：还包括设置于枕头上且输出压力检测信号的压力传感器、预设有压力基准值信号且耦接于压力传感器以将压力检测信号与压力基准值信号相互比较并输出比较信号的比较器(31)以及分别耦接于比较器(31)与人员检测装置(21)以接收比较信号与人员检测信号并输出逻辑门信号至驱动装置(22)的逻辑门装置(32)；当人员检测装置(21)检测到有人在枕头前且压力检测信号大于压力基准值信号时，所述驱动装置(22)驱动控制装置启动。

7.根据权利要求6所述的自动调节高度的枕头，其特征是：所述逻辑门装置(32)为与门。

8.根据权利要求6所述的自动调节高度的枕头，其特征是：所述比较器(31)上耦接有用于设定压力基准值信号的设定电路(311)。