CN212213218U - 智能石墨烯远红外发热床垫 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石墨烯应用技术领域，尤其是一种智能石墨烯远红外发热床垫，包括床垫本体、工作电源和控制芯片，床垫本体内铺设有多组间隔设置的石墨烯发热单元，各石墨烯发热单元上均设有压力传感器；工作电源与各石墨烯发热单元电连接，各石墨烯发热单元分别互为并联；控制芯片的输入端与压力传感器电连接，控制芯片的输出端接有开关管，控制芯片根据压力传感器的传感信号使石墨烯发热单元通电或端盖。本实用新型通过设置多组单独工作的石墨烯发热单元，各石墨烯发热单元分别由对应的压力传感器触发导通，使在人体覆盖位置下的石墨烯发热单元导通发热，避免非人体覆盖的石墨烯发热单元发热而产生电能浪费，符合节能减排原则。

Description

智能石墨烯远红外发热床垫

技术领域

本实用新型涉及石墨烯应用技术领域，尤其是一种智能石墨烯远红外发热床垫。

背景技术

床垫是为了保证消费者获得舒适睡眠而使用的一种介于人体和床之间的物品，床垫材质繁多，不同材料的床垫能给人带来不同的睡眠效果。具有自暖效果的发热床垫，适合生活在寒冷地区或体质偏寒的人群，而石墨烯远红外发热床垫因其对人体机能具有积极影响，更受人们青睐。

然而，现有的石墨烯远红外发热床垫和其他种类的发热床垫均是整体发热，人体却不能覆盖床垫的所有位置，人体未能达到的位置发热耗能却未能对人体产生发热保暖效应，从节能减排的角度来看，这无疑是十分浪费的。为了减少能源浪费，现有技术通常设置定时加热模式，但是定时过后即不再发热，容易降低用户的体验感。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有发热床垫对人体不能覆盖的位置进行加热而造成能源浪费的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型公开一种智能石墨烯远红外发热床垫，包括床垫本体、工作电源和控制芯片，其中，床垫本体内铺设有多组间隔设置的石墨烯发热单元，各所述石墨烯发热单元上均设有压力传感器；工作电源与各石墨烯发热单元电连接，各石墨烯发热单元分别互为并联；控制芯片的输入端与压力传感器电连接，控制芯片的输出端接有开关管，控制芯片根据压力传感器的传感信号使开关管导通或截止，从而导通或断开与该压力传感器对应的石墨烯发热单元，开关管的第一端与控制芯片的输出端电连接，开关管的第二端与工作电源的正极电连接，开关管的第三端与石墨烯发热单元的一端电连接。

作为优选，开关管为晶体三极管或场效应管。

作为优选，压力传感器通过光耦组件与控制芯片的输入端连接，压力传感器的输入端外接直流源，压力传感器的输出端与光耦组件的发光体的正极电连接，光耦组件的受光体的一端接有信号源且与控制芯片的输入端电连接，发光体的负极和受光体的另一端接地。

进一步的，该智能石墨烯远红外发热床垫还包括温度传感器，温度传感器的输入端与压力传感器的输出端连接，温度传感器的输出端与光耦组件的发光体的正极连接。

作为优选，控制芯片为STM32F103C8T6系列微处理器。

作为优选，石墨烯发热单元包括自下向上依次设置的基材层、耐磨层、石墨烯发热膜和高分子绝缘层，石墨烯发热膜的上侧左右两端设有电极条，石墨烯发热膜通过电极条与工作电源电连接。

作为优选，该智能石墨烯远红外发热床垫还包括保温层，保温层粘结于石墨烯发热单元的下侧。

作为优选，该智能石墨烯远红外发热床垫还包括磁疗层，磁疗层位于石墨烯发热单元的上侧，磁疗层的上侧设有多组间隔排列的金属磁条，两组相邻的金属磁条之间设有多组间隔设置的永磁颗粒。

本实用新型的有益效果：通过设置多组单独工作的石墨烯发热单元，各石墨烯发热单元分别由对应的压力传感器触发导通，使在人体覆盖位置下的石墨烯发热单元导通发热，避免非人体覆盖的石墨烯发热单元发热而产生电能浪费，符合节能减排原则。

附图说明

图1：实施例一中的智能石墨烯远红外发热床垫的平面示意图。

图2：实施例一中的智能石墨烯远红外发热床垫的电性原理示意图。

图3：石墨烯发热单元的结构示意图。

图4：实施例一中的智能石墨烯远红外发热床垫的纵截面示意图。。

图5：磁疗层的平面结构示意图。

图6：实施例二中的智能石墨烯远红外发热床垫的电性原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的描述。

实施例一

请参照图1-2，本实施例提供的智能石墨烯远红外发热床垫包括床垫本体1、工作电源VCC和控制芯片U，其中，床垫本体1内铺设有多组间隔设置的石墨烯发热单元EH，工作电源VCC与各石墨烯发热单元EH电连接，各石墨烯发热单元EH分别互为并联，工作电源VCC为各石墨烯发热单元EH供电，从而使石墨烯发热单元EH发热。

石墨烯发热单元EH导通发热与否，由控制芯片U控制，具体地，石墨烯发热单元EH上均设有压力传感器P，控制芯片U的输入端与压力传感器P电连接，控制芯片U的输出端接有开关管Q，控制芯片U根据压力传感器P的传感信号使开关管Q导通或截止，从而导通或断开与该压力传感器P对应的石墨烯发热单元EH。

在实际使用时，压力传感器P设定为在较轻程度受压时不会被触发，以免被手机等放在床上的小物品触发而发热。而人躺在床上，人体覆盖范围内的压力传感器P受压并产生触发信号，控制芯片U的输入端检测到对应受压压力传感器P的触发信号后，控制芯片U对应的输出端导通该输出端上的开关管Q，从而使该支路上的石墨烯发热单元EH通电发热，反之，该支路上的石墨烯发热单元EH截止。

更为具体地，开关管Q的第一端与控制芯片U的输出端电连接，开关管Q的第二端与工作电源VCC的正极电连接，开关管Q的第三端与石墨烯发热单元EH的一端电连接。开关管Q可以是晶体三极管或场效应管(本实施例采用晶体三极管作为开关管)，当开关管Q为晶体三极管时，第一端为开关管Q的基极，第二端为开关管Q的集电极，第三端为开关管Q的发射极，当开关管Q为场效应管时，第一端为开关管Q的栅极，第二端为开关管Q的漏极，第三端为开关管Q的源极。

在本实施例中，控制芯片U为STM32F103C8T6系列微处理器，压力传感器P为薄膜式压力传感器；压力传感器P通过光耦组件OC与控制芯片U的输入端连接，具体连接关系为：压力传感器P的输入端外接直流源(12V)，压力传感器P的输出端与光耦组件OC的发光体的正极电连接，光耦组件OC的受光体的一端接有信号源(3.3V)且与控制芯片U的输入端电连接，发光体的负极和受光体的另一端接地。

如图3所示，石墨烯发热单元EH由自下向上依次设置的基材层21、耐磨层22、石墨烯发热膜23和高分子绝缘层24构成，石墨烯发热膜23的上侧左右两端设有电极条25，其中，石墨烯发热膜22通过电极条25与工作电源VCC电连接。

如图4-5所示，在上述基础上，还包括避免热量向下流散的保温层3和用于产生磁场效应的磁疗层4。其中，保温层3粘结于石墨烯发热单元EH的下侧；磁疗层4位于石墨烯发热单元EH的上侧，磁疗层4的上侧设有多组间隔排列的金属磁条41，两组相邻的金属磁条41之间设有多组间隔设置的永磁颗粒42。

实施例二

请参阅图6，在上述实施例的基础上，为了避免过度加热而造成危险，设置温度传感器T监控各石墨烯发热单元EH的实时温度。与压力传感器P相仿，各石墨烯发热单元EH分别设置有温度传感器T，温度传感器T的输入端与压力传感器P的输出端连接，温度传感器T的输出端与光耦组件OC的发光体的正极连接。只有在温度传感器T预置的合理温度范围内触发压力传感器P，控制芯片U才会导通对应的开关管Q，是对应的墨烯发热单元通电发热。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细说明，对于本领域技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能石墨烯远红外发热床垫，其特征在于，包括：

床垫本体，所述床垫本体内铺设有多组间隔设置的石墨烯发热单元，各所述石墨烯发热单元上均设有压力传感器；

工作电源，所述工作电源与各石墨烯发热单元电连接，各所述石墨烯发热单元分别互为并联；

控制芯片，所述控制芯片的输入端与所述压力传感器电连接，所述控制芯片的输出端接有开关管，所述控制芯片根据压力传感器的传感信号使所述开关管导通或截止，从而导通或断开与该所述压力传感器对应的石墨烯发热单元；其中，开关管的第一端与控制芯片的输出端电连接，开关管的第二端与工作电源的正极电连接，开关管的第三端与石墨烯发热单元的一端电连接。

2.根据权利要求1所述的智能石墨烯远红外发热床垫，其特征在于，所述开关管为晶体三极管或场效应管。

3.根据权利要求1所述的智能石墨烯远红外发热床垫，其特征在于，所述压力传感器通过光耦组件与控制芯片的输入端连接，其中，所述压力传感器的输入端外接直流源，所述压力传感器的输出端与光耦组件的发光体的正极电连接，所述光耦组件的受光体的一端接有信号源且与控制芯片的输入端电连接，所述发光体的负极和受光体的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的智能石墨烯远红外发热床垫，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器的输入端与压力传感器的输出端连接，所述温度传感器的输出端与光耦组件的发光体的正极连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的智能石墨烯远红外发热床垫，其特征在于，所述控制芯片为STM32F103C8T6系列微处理器。

6.根据权利要求1所述的智能石墨烯远红外发热床垫，其特征在于，所述石墨烯发热单元包括自下向上依次设置的基材层、耐磨层、石墨烯发热膜和高分子绝缘层，所述石墨烯发热膜的上侧左右两端设有电极条，所述石墨烯发热膜通过电极条与工作电源电连接。

7.根据权利要求1所述的智能石墨烯远红外发热床垫，其特征在于，还包括保温层，所述保温层粘结于石墨烯发热单元的下侧。

8.根据权利要求1所述的智能石墨烯远红外发热床垫，其特征在于，还包括磁疗层，所述磁疗层位于石墨烯发热单元的上侧，所述磁疗层的上侧设有多组间隔排列的金属磁条，两组相邻的所述金属磁条之间设有多组间隔设置的永磁颗粒。

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