TWM591868U - 基於睡姿自動調整床面之床裝置 - Google Patents

Abstract

本創作基於睡姿自動調整床面之床裝置包含：一多層床體，包含：一上半層與一下半層，該上半層的材質較該下半層的材質軟；一肩部氣囊，固定嵌設於該上半層，且該肩部氣囊由該下半層支撐；一腰部氣囊，可移動地設置於該上半層；一睡姿感測單元，因應一使用者的睡姿，產生一感測信號；以及一控制盒，接收該感測信號，據以判斷該使用者的睡姿，而因應控制該肩部氣囊或該腰部氣囊充氣或洩氣。

Description

基於睡姿自動調整床面之床裝置

本創作係關於一種床裝置，更明確地說明，本創作是一種基於睡姿自動調整床面高度之床裝置。

脊椎的健康是影響睡眠品質的重要因素。一般認為床體支撐人體的睡姿，所以床面的高度能否維持脊椎健康有一定程度的影響。由於在睡眠過程中，人體的睡姿可能變動，由平躺(仰睡)轉為側睡或由側睡轉為平躺(仰睡)，皆會改變脊椎的支撐。倘若脊椎的支撐未能獲得適當的調節，一旦睡姿維持過久，將容易造成脊椎神經的壓迫或頸肌過度的受力。

新型第M570715號專利揭露一種習知床組可根據睡姿自動調整床面，該習知床組利用一支撐層在同一高度上佈置多個氣囊，由於人體脊椎呈現S型，為符合人體工學一般在氣囊充洩氣時，大多肩部處的需要較低的高度，腰部處需要較高的高度，但當氣囊皆設置在床體中的同一高度時，腰部處的氣囊充氣高度最多僅能達到床體的表面處，無法有效使腰椎椎弓較深(較為S)的使用者其腰部支撐高度高於床面水平，以提供腰部最佳的支撐效果，此時將無法讓所有使用者獲得全面最佳睡眠品質。

此外，該習知床組在多個氣囊所支撐的床面上佈置多個壓力偵測模組，由於床面由氣囊所支撐通常具有柔軟性，使床面會因使用者的不同睡姿而形變，容易影響壓力偵測模組的量測，導致無法精準量測的問題，而無法正確判斷使用者的不同睡姿。

本創作的目的是提供一種基於睡姿自動調整床面之床裝置，利用具有支撐體的睡姿感測單元改善人體睡姿的偵測，且利用多層床體的結構設置肩部氣囊與腰部氣囊，以因應人體在不同睡姿下調整肩部與腰部所需支撐的高度。

為了達到上述創作目的，本創作提供的一種基於睡姿自動調整床面之床裝置，包含：一多層床體，包含：一上半層與一下半層，該上半層的材質較該下半層的材質軟；一肩部氣囊，固定嵌設於該上半層，且該肩部氣囊由該下半層支撐；一腰部氣囊，可移動地設置於該上半層；一睡姿感測單元，因應一使用者的睡姿，產生一感測信號；以及一控制盒，接收該感測信號，據以判斷該使用者的睡姿，而因應控制該肩部氣囊或該腰部氣囊充氣或洩氣。

其中，該控制盒包含：一充氣馬達組，對該肩部氣囊或該腰部氣囊充氣；一氣閥組，對該肩部氣囊或該腰部氣囊洩氣；一控制面板；以及，一控制單元，包含一儲存一調整參數的記憶體，且電連接該充氣馬達組、該氣閥組與該控制面板。

其中，該控制單元接收該感測信號，據以判斷該使用者的睡姿，而根據該調整參數控制該充氣馬達組與該氣閥組，以調整該肩部氣囊與該腰部氣囊的高度；該控制單元因應該控制面板的操作而調整該肩部氣囊與該腰部氣囊的高度，並將該控制面板的操作結果作為該調整參數儲存於該記憶體。

其中，該上半層具有多層結構，而該腰部氣囊可移動地設置於在該上半層的多層結構中；或者該腰部氣囊可移動地設置於該上半層的上表面，或該上半層與該下半層之間。

其中，該睡姿感測單元在該多層床體的水平面上配置於該肩部氣囊與該腰部氣囊之間。

其中，該睡姿感測單元具有一條狀支撐體，且該條狀支撐體上分布複數個壓力感測器，且該些壓力感測器分別電連接至該控制盒。

根據本創作所實施的基於睡姿自動調整床面之床裝置，一多層床體固定嵌設一肩部氣囊，且可移動地設置一腰部氣囊，使一使用者躺於該多層床體上，可因應不同的睡姿使肩部與腰部獲得最佳的支撐，大幅提升使用者的睡眠品質，特別是針對腰椎椎弓較深(較為S)的使用者。此外，相較習知床組需設置較多氣囊，本創作僅需設置肩部氣囊與腰部氣囊，生產成本相對較低。

首先參考第一圖，顯示本創作床裝置之方塊圖。在本創作的一種實施例中，一種基於睡姿自動調整床面之床裝置包含：一控制盒10、一肩部氣囊17、一腰部氣囊16以及一睡姿感測單元19，其中，該肩部氣囊17為一立面氣囊，該腰部氣囊16為一平面氣囊，該睡姿感測單元19包含複數個壓力感測器(圖未示)，該控制盒10電氣連接該睡姿感測單元19的該些壓力感測器，以接收複數個壓力感測訊號，該控制盒10分別連通該肩部氣囊17與該腰部氣囊16，以對該肩部氣囊17與該腰部氣囊16進行充氣或洩氣，而調整其高度。

本創作床裝置的控制盒10包含：一充氣馬達組與一氣閥組。該充氣馬達組由兩個充氣馬達12,13組成，兩個充氣馬達12,13分別對該肩部氣囊17與該腰部氣囊16充氣。該氣閥組由兩個氣閥14,15組成，兩個氣閥14,15分別對該肩部氣囊17與該腰部氣囊16洩氣。該肩部氣囊17連通充氣馬達12與氣閥14，該腰部氣囊16連通充氣馬達13與氣閥15，其中充氣馬達12,13與氣閥14,15電氣連接一控制單元11，由該控制單元11控制充氣馬達12,13與氣閥14,15的運作。在本發明的一實施例中，該肩部氣囊17的形狀為長方形，該腰部氣囊16的形狀為橢圓形或半圓形，其中在該肩部氣囊17與該腰部氣囊16之內部空間設置有複數個支撐隔間件(圖未示)，以使氣囊充氣或洩氣時維持原本形狀不會變形。

本創作控制盒10的該控制單元11具有一記憶體(圖未示)，且電氣連接該睡姿感測單元19以及一控制面板18，該控制面板18以無線通訊方式連接一遙控器(圖未示)。該控制單元11從該睡姿感測單元19接收該些壓力感測器的該些壓力感測訊號，並將據以判斷睡姿的該調整參數儲存於該記憶體。該控制單元11可因應該遙控器對該控制面板18的操作，而控制充氣馬達12,13與氣閥14,15的運作，以調整該肩部氣囊17與該腰部氣囊16的高度，並將該控制面板18的操作結果作為該調整參數的一部分儲存於該記憶體。此外，本創作控制盒10可進一步包含兩氣壓感測器(圖未示)電氣連接該控制單元11，分別感測該肩部氣囊17與該腰部氣囊16的壓力。該控制面板18的操作結果包含：因應不同睡姿時該肩部氣囊17與該腰部氣囊16的壓力；以及因應不同睡姿時控制充氣馬達組與氣閥組的電氣特性。

請參考第二圖，係顯示使用者躺於本創作床裝置之俯視圖。在本創作的一種實施例中，多層床體20配置一肩部氣囊17、一腰部氣囊16及一睡姿感測單元19。從多層床體20的俯視圖來看，如第二圖所示，肩部氣囊17鄰近枕頭30，腰部氣囊16可移動地因應使用者的腰部位置擺放，而該睡姿感測單元19在該多層床體20的水平面上配置於該肩部氣囊17與該腰部氣囊16之間。當使用者躺於該多層床體20的床面時，如第二圖所示，該肩部氣囊17與該腰部氣囊16的位置適於支撐使用者睡姿的肩部與腰部，而該睡姿感測單元19的位置適於偵測該使用者的平躺睡姿與側躺睡姿。

請參考第三A圖至第三D圖，係顯示本創作床裝置之多層床體之剖面圖。在本創作的多種實施例中，多層床體20為一層狀結構，包含一上半層與一下半層，其中該下半層為一支撐層21，該上半層為一調整層，該調整層可為多層的泡棉結構22或一層較厚的泡棉結構22。因此，該上半層的材質較該下半層的材質為軟。該多層床體20進一步包含一床包23，該床包23收容由一上半層與一下半層組成的層狀結構。以下以2層泡棉結構22作為多層床體20的上半層說明本創作的多種實施例。

在本創作的多種實施例中，多層床體20包含一床包23，該床包23收容一支撐層21與2層泡棉結構22，該床包23的床面具有一舒適層(可厚可薄)。該肩部氣囊17以鄰近枕頭30下方的位置固定嵌設於該上半層的2層泡棉結構22中。該肩部氣囊17較佳為一立面氣囊，其最大充氣高度可為5公分。肩部氣囊17的充氣高度會等於小於上半層高度(意即至多與上半層等高)。

另外，因應使用者的腰部位置，該腰部氣囊16可貼設於該2層泡棉結構22的上表面，如第三A圖所示；或者，該腰部氣囊16亦可嵌設於2層泡棉結構22的該上層泡棉，如第三B圖所示；或者，該腰部氣囊16亦可嵌設於2層泡棉結構22的該下層泡棉，如第三C圖所示；或者，該腰部氣囊16亦可貼設於2層泡棉結構22的下表面，即介於支撐層21與2層泡棉結構22之間，如第三D圖所示。其中，該腰部氣囊16較佳為一平面氣囊，其最大充氣高度可為3.5公分。此外，在第三A圖與第三D圖所示實施例中，2層泡棉結構22可由一層較厚的泡棉結構22所取代。

請參考第四圖，係顯示本創作床裝置之睡姿感測單元之剖面圖。在本創作的一種實施例中，為解決床面會因使用者的不同睡姿而形變，容易影響壓力偵測模組的量測精準問題，本創作睡姿感測單元19包含一條狀支撐體192，在多層床體20的水平面以擺放介於該肩部氣囊17與該腰部氣囊16之間。在該條狀支撐體的上表面配置複數個壓力感測器191，該複數個壓力感測器191與控制盒10的控制單元11電氣連接。睡姿感測單元19無論擺放在多層泡棉結構22的上表面，或夾設於兩層泡棉結構22中，藉此透過支撐體的設計，因應使用者躺於床面導致形變程度如何，皆不會影響壓力感測器191的量測，可有效提升量測精準度，以提高控制單元11判斷使用者睡姿的正確性。在本發明的一實施例中，該些壓力感測器之其中之一個或多個可為具有高感測敏感度的壓力感測器，該具有高感測敏感度的壓力感測器可用於感測人體睡覺時因呼吸或心跳造成的微幅體動，藉此根據睡姿感測結果與微幅體動感測結果，可獲得一睡眠品質指標，作為睡眠呼吸中止症等相關睡眠疾病的判斷依據。

請參考第五圖，係顯示本創作床裝置基於睡姿自動調整床面之流程圖。在本創作的一種實施例中，一種基於睡姿自動調整床面之方法，使用於第一圖所示床裝置的一多層床體20，該方法包含：步驟101，當使用者躺於多層床體20的床面上，根據控制面板18的操作，控制單元11分別因應使用者的平躺睡姿與側躺睡姿，及睡姿變換過程，記錄睡姿感測單元19的壓力感測結果作為調整參數，並儲存於一記憶體。

在本創作的一種實施例中，關於睡姿變換過程，當使用者躺於該多層床體20睡覺時，若為側躺睡姿，該睡姿感測單元19會偵測到一個最大壓力值，若為平躺睡姿，該睡姿感測單元19會偵測到兩個最大壓力值，該睡姿感測單元19可根據偵測到的最大壓力值數量判斷使用者目前的睡姿型態為平躺(仰睡)或側躺(側睡)，該控制單元11可根據前述睡姿判斷結果，並根據一參數設定，控制該充氣馬達組或該氣閥組對該肩部氣囊17與該腰部氣囊16進行充氣或洩氣動作，以將使用者的肩部或腰部壓力增加或減少至最適壓力P’。

該參數設定包含與使用者相關的生理或非生理參數，如：身高、體重、年齡、性別等，可由業者設定或由使用者透過控制面板18的操作自行設定，以儲存調整參數於記憶體中，藉此該控制單元11在判斷使用者的睡姿為平躺(仰睡)或側躺(側睡)後，即可根據與使用者相關的生理或非生理參數，將氣囊17、16調整至最適化的軟硬度，進而將使用者的肩部或腰部壓力調整至最適壓力。以下進一步說明步驟102、103關於調整參數的儲存。

步驟102，因應使用者的平躺睡姿，根據控制面板18的操作，控制單元11控制充氣馬達組與氣閥組對該肩部氣囊17與該腰部氣囊16充氣或洩氣，以調整該肩部氣囊17與該腰部氣囊16的高度，適於平躺睡姿支撐使用者的肩部與腰部，並將該控制面板18的操作結果作為調整參數儲存於記憶體。當使用者為平躺睡姿時，肩部氣囊17的所需洩氣程度較低，因此肩部氣囊17在平躺的高度會高於在側躺的高度，控制面板18的操作需視使用者的腰椎椎弓深淺而定，若使用者的腰椎椎弓較深(較為S)，腰部氣囊16的所需充氣程度較高(即充氣高度較高)，若使用者的腰椎椎弓較淺(S較不明顯)，腰部氣囊16的所需充氣程度較低(即充氣高度較低)。

步驟103，因應使用者的側躺睡姿，根據控制面板18的操作，控制單元11控制充電馬達組與氣閥組對該肩部氣囊17與該腰部氣囊16充電或洩壓，以調整該肩部氣囊17與該腰部氣囊16的高度，適於側躺睡姿支撐使用者的肩部與腰部，並將該控制面板18的操作結果作為調整參數儲存於記憶體。當使用者為側躺睡姿時，肩部氣囊17的所需洩氣程度較高，因此肩部氣囊17在側躺的高度會低於在平躺的高度，控制面板18的操作需視使用者的側面腰身而定，若使用者的腰身較為明顯，腰部氣囊16的所需充氣程度較高(即充氣高度較高)，若使用者的腰身較不明顯(如：水桶腰)，腰部氣囊16的所需充氣程度較低(即充氣高度較低)。

步驟104，在步驟101、102、103之後，控制單元11的記憶體將儲存一組調整參數，該調整參數關於判斷睡姿的壓力感測結果以及因應使用者的睡姿，控制充氣馬達組與氣閥組對該肩部氣囊17與該腰部氣囊16充氣或洩氣之電氣特性。 當使用者躺於該多層床體20睡覺時，控制單元11會即時監控睡姿感測單元19的壓力感測結果，基於判斷睡姿的壓力感測結果之調整參數，據以判斷該使用者當下的睡姿。控制單元11根據判斷的睡姿，相應讀取記憶體儲存控制充氣馬達組與氣閥組之電氣特性，以控制充氣馬達組與氣閥組對該肩部氣囊17與該腰部氣囊16充氣或洩氣，而調整該肩部氣囊17與該腰部氣囊16的高度與最適化的軟硬度，以符合在判斷的睡姿下使用者的肩部或腰部壓力調整至最適壓力。

10:控制盒 11:控制單元 12,13:充氣馬達 14,15:氣閥 16:腰部氣囊 17:肩部氣囊 18:控制面板 19:睡姿感測單元 20:多層床體 21:支撐層 22:調整層 23:床包 30:枕頭 101-104:步驟 191:壓力感測器 192:條狀支撐體

第一圖是本創作床裝置之方塊圖。

第二圖是使用者躺於本創作床裝置之俯視圖。

第三A圖至第三D圖是本創作床裝置之多層床體之剖面圖。

第四圖是本創作床裝置之睡姿感測單元之剖面圖。

第五圖是本創作床裝置基於睡姿自動調整床面之流程圖。

10:控制盒

16:腰部氣囊

17:肩部氣囊

19:睡姿感測單元

20:多層床體

30:枕頭

Claims (12)

1. 一種基於睡姿自動調整床面之床裝置，包含： 一多層床體，包含：一上半層與一下半層，該上半層的材質較該下半層的材質軟； 一肩部氣囊，固定嵌設於該上半層，且該肩部氣囊由該下半層支撐； 一腰部氣囊，可移動地設置於該上半層； 一睡姿感測單元，因應一使用者的睡姿，產生一感測信號；以及 一控制盒，接收該感測信號，據以判斷該使用者的睡姿，而因應控制該肩部氣囊或該腰部氣囊充氣或洩氣。
2. 如申請專利範圍第1項所述床裝置，其中該控制盒包含：一充氣馬達組，對該肩部氣囊或該腰部氣囊充氣；一氣閥組，對該肩部氣囊或該腰部氣囊洩氣；以及，一控制單元，包含一儲存一調整參數的記憶體，且電連接該充氣馬達組與該氣閥組。
3. 如申請專利範圍第2項所述床裝置，其中該控制單元接收該感測信號，據以判斷該使用者的睡姿，而根據該調整參數控制該充氣馬達組與該氣閥組，以調整該肩部氣囊與該腰部氣囊的高度。
4. 如申請專利範圍第2項所述床裝置，其中該控制盒進一步包含：一控制面板，電連接該控制單元，使該控制單元因應該控制面板的操作而調整該肩部氣囊與該腰部氣囊的高度，並將該控制面板的操作結果作為該調整參數儲存於該記憶體。
5. 如申請專利範圍第1項所述床裝置，其中該多層床體、該肩部氣囊及該腰部氣囊收容於一床包中。
6. 如申請專利範圍第1項所述床裝置，其中該上半層具有多層結構，而該腰部氣囊可移動地設置於在該上半層的多層結構中。
7. 如申請專利範圍第1項所述床裝置，其中該腰部氣囊可移動地設置於該上半層的上表面，或該上半層與該下半層之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述床裝置，其中該睡姿感測單元在該多層床體的水平面上配置於該肩部氣囊與該腰部氣囊之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述床裝置，其中該睡姿感測單元具有一條狀支撐體，且該條狀支撐體上分布複數個壓力感測器，且該些壓力感測器分別電連接至該控制盒。
10. 如申請專利範圍第1項所述床裝置，其中該肩部氣囊為一立面氣囊，該腰部氣囊為一平面氣囊。
11. 如申請專利範圍第1項所述床裝置，其中該肩部氣囊在平躺的高度會高於在側躺的高度。
12. 如申請專利範圍第1項所述床裝置，其中該肩部氣囊的充氣高度等於小於該上半層高度。

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