CN216256386U - 一种可调硬度的智能护理床垫 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可调硬度的智能护理床垫，包括：弹性材料层；硬质材料层，位于所述弹性材料层的下方；多孔泡沫组件，分布在所述弹性材料层和硬质材料层之间，所述多孔泡沫组件包括多孔泡沫、硬质分隔板和包裹在所述多孔泡沫外部的气密性囊袋；气压调节装置，通过气体通道与所述气密性囊袋连通；压力传感器，安装在所述多孔泡沫组件和所述弹性材料层之间。本实用新型所述的可调硬度的智能护理床垫，可根据压力分布情况识别出人体睡姿，如平躺、侧卧等姿势；进而可针对不同身高、体重的人群以及不同的睡姿提供可分区调整的支撑力，使床垫更贴合人体曲线，且负压驱动的可调硬度的护理床垫具有安全性更高和能耗更低的优点。

Description

一种可调硬度的智能护理床垫

技术领域

本实用新型涉及智能床垫技术领域，具体涉及一种可调硬度的智能护理床垫。

背景技术

良好的睡眠是人体调整自身功能，恢复机能和精力，抵御和化解疾病的重要途径。长期睡眠障碍会改变身体调节能力，造成脑内代谢废物的堆积，增加导致痴呆、心脑血管病、糖尿病、癌症等疾病的风险，并容易引起精神障碍和心理问题。随着人们对睡眠质量的要求的不断提高，人们对床垫的要求也不断提高。床垫的错误选择可能会导致长期的错误性睡姿，进而使人体的脊柱、颈椎等部位处于错误的受挤压状态，影响人体的血液循环，进而引起神经功能的损伤。

床垫是在人们的日常生活中最经常使用的床垫，现有的床垫一般分为连体弹簧床垫、独立袋装弹簧床垫和分区弹簧床垫。连体弹簧床垫采用了整面式的连体弹簧，床面较硬，基本不可能贴合人体曲线。独立袋装弹簧床垫采用独立弹簧，床面软硬度适中，但独立袋装弹簧床垫无法针对人体的特定部位提供独立的受力支撑，分区弹簧床垫在床垫的不同分区采用不同支撑力的弹簧，可分别为人体的头部，颈部，肩部，腰部，臀部，腿部，脚部等部位提供支撑，但人们的身高、体重以及睡眠时的姿势往往是不同的，分区弹簧床垫无法针对不同身高、体重的人群和不同的睡姿提供针对性的支撑力。

现有技术中，中国专利文献CN101422305A公开了一种可任意调节软硬的数字弹簧床垫，包括：上垫层、下垫层；将上、下垫层连接起来的框体和围挡等，众多圆柱螺旋弹簧被分别放置在具有气嘴的柱状气囊袋中；该柱状气囊袋的一端安装在下垫层之上的硬质板上，另一端固定在上垫层上，气泵通过输气管分别与众多的柱状气囊袋的气嘴密封连接；控制单元可选地控制气泵对柱状气囊袋进行充气或排气，通过改变气柱状囊袋中气压的变化，来改变其内圆柱螺旋弹簧的变形量，从而实现调整所述床垫软硬的目的。但该实用新型中无法针对使用者的头部、肩部、腿部和脚部等部位提供针对性的可实时分区调整的支撑力。

因此有必要探索一种能够适用于不同人群，并能针对睡眠时的不同姿势提供可实时分区调整支撑力的可调硬度的智能护理床垫。

实用新型内容

本申请解决的是现有技术中的床垫无法针对不同身高、体重的人群和不同的睡姿提供针对性的支撑力的技术问题，进而提供一种能够适用于不同人群，并能针对睡眠时的不同姿势提供可实时分区调整支撑力的可调硬度的智能护理床垫。

本申请解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种可调硬度的智能护理床垫，包括：弹性材料层；硬质材料层，位于所述弹性材料层的下方；多孔泡沫组件，分布在所述弹性材料层和硬质材料层之间，所述多孔泡沫组件包括包裹在气密性囊袋内部的多孔泡沫层和硬质分隔板，所述硬质分隔板将所述多孔泡沫层分隔为多层；

气压调节装置，通过气体通道与所述气密性囊袋连通；

压力传感器，安装在所述多孔泡沫组件和所述弹性材料层之间。

所述多孔泡沫组件设置有多排。

所述多孔泡沫组件固定安装在所述硬质材料层上。

所述气压调节装置包括：真空泵，通过气体通道与所述气密性囊袋连通，在所述真空泵和所述气密性囊袋的连通路径上还安装有换气阀，所述换气阀的一个通口与外部环境连通。

所述压力传感器采用压电薄膜传感器。

所述多孔泡沫层采用乳胶层或海绵层。

所述硬质分隔板为塑料板、树脂板、有机玻璃板中的任意一种或多种。

在所述多孔泡沫组件的外表面还包裹有无纺布袋。

本申请中的可调硬度的智能护理床垫，在所述的多孔泡沫组件上端设置有压力传感器，多孔泡沫组件在床垫内布置有多排，呈阵列式排布，初始状态下所述床垫内部呈阵列式排布的多孔泡沫组件内部气压与外界大气环境大气压相同，各个多孔泡沫组件的长度保持一致，此时床垫表面保持平整状态。当使用者平躺在床垫上时，床垫内部呈阵列式排布的压力传感器可实时检测人体与床垫之间的表面压力，因人体相对突出的部位施加在床垫上的压力较大，因此通过压力传感器的实时检测可判断出上述人体部位在床垫上的分布位置。此时通过控制气压调节装置，导通相对突出的部位所在位置的多孔泡沫组件与真空泵之间的气体通路，在负压的作用下，相应位置的多孔泡沫组件的长度缩短，弹性势能被储存在多孔泡沫组件内部，从而使床垫表面更贴合人体曲线。本实用新型所述的可调硬度的智能护理床垫，通过实时检测人体睡眠时人体皮肤与床垫之间的表面压力，可根据压力分布情况识别出人体睡姿，如平躺、侧卧等姿势；进而可针对不同身高、体重的人群以及不同的睡姿提供可分区调整的支撑力，使床垫更贴合人体曲线，且负压驱动的可调硬度的护理床垫具有安全性更高和能耗更低的优点。

为使本实用新型所述的可调硬度的智能护理床垫的技术方案更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步说明。

附图说明

如图1所示为本实用新型中可调硬度的智能护理床垫的整体结构图；

如图2所示为本实用新型中多孔泡沫组件的局部剖面示意图；

如图3所示为本实用新型中的位于最下方的硬质分隔板的结构图；

如图4所示为本实用新型中多孔泡沫组件在负压状态下的局部剖面图；

如图5所示为本实用新型中包被有无纺布的多孔泡沫组件剖面图；

如图6所示为本实用新型中可调硬度的智能护理床垫的局部剖面图；

如图7所示为本实用新型中可调硬度的智能护理床垫的整体结构示意图；

如图8所示为本实用新型中可调硬度的智能护理床垫在平躺睡姿下的工作示意图；

如图9所示为本实用新型中可调硬度的智能护理床垫在侧躺睡姿下的工作示意图；

其中，附图标记为：

1-弹性材料层；2-硬质材料层；3-多孔泡沫组件；31-多孔泡沫层；32-硬质分隔板；33-气密性囊袋；34-无纺布袋；4-压力传感器；5-气压调节装置；51-真空泵；52-换气阀；

具体实施方式

本实施例提供了一种可调硬度的智能护理床垫，包括弹性材料层1和硬质材料层2，本实施方式中所述弹性材料层1为海绵层，作为优选的实施方式，所述弹性材料层1还可设置为记忆棉层等。所述硬质材料层2为具有较高强度的硬质材料制成，作为可选择的实施方式，所述硬质材料层2适宜采用塑料、金属等材料制成。

在所述弹性材料层1和硬质材料层2之间分布有多孔泡沫组件3，本实施方式中所述多孔泡沫组件3设置有多排，每排设置有多个，从而均匀分布在床垫内部。每个所述多孔泡沫组件3包括多孔泡沫层31、部分嵌入所述多孔泡沫层31内部并将多孔泡沫层31分隔为由上向下排列的多层的多个硬质分隔板32和包裹在所述多孔泡沫层31外部的气密性囊袋33；每个多孔泡沫组件3中的所述硬质分隔板32可设置1个或者多个。如图1-5所示，本实施方式中每个多孔泡沫组件3内的硬质分隔板32设置有4个，4个所述硬质分隔板32由上向下排列，将所述多孔泡沫分隔为3层，每个所述硬质分隔板32的板面均沿水平方向铺设。作为优选的实施方式，本实施方式中所述多孔泡沫层31采用乳胶制成；所述硬质分隔板32采用塑料板，同样作为可选择的实施方式，也可采用树脂板、有机玻璃板等其它硬质板材。所述的气密性囊袋33是具有较强拉伸性能的气密性的薄膜材料，具体为热塑性聚氨酯弹性体橡胶薄膜，除此之外也可采用尼龙薄膜、硅橡胶薄膜、塑料薄膜等；

所述的气密性囊袋33通过气体通道与外界环境相连；本实施方式中，位于最下方的硬质分隔板32的中间位置设置有通孔，所述通孔与所述气体通道的进气口对应设置，除了最下方的硬质分隔板32，在其它硬质分隔板32上也均匀设置有透气孔(图中未示出)，从而更加适于从气密性囊袋33内部的多孔泡沫中均匀抽气或者充气。初始状态下，所述气密性囊袋33内部气压与外界大气环境大气压相同；当进行抽气操作时，气密性囊袋内33部气压相较于外界大气压处于负压状态，因气密性囊袋33内外界的压力差造成气密性囊袋33顺着硬质分隔板32之间的空隙发生凹陷，驱动多孔泡沫层31从初始长度开始收缩，进而可引起多孔泡沫组件3的长度缩短、硬度增加并储存弹性势能；当气密性囊袋33内部气压从负压转变为正压时，多孔泡沫组件3内部存储的弹性势能得到释放，多孔泡沫组件3的长度相应增加、硬度降低。

所述多孔泡沫组件3和所述弹性材料层1之间安装有压力传感器4，所述的压力传感器4可检测多孔泡沫组件3与外界环境之间的交互力，压力传感器4优选为压电薄膜传感器，可将压力信号转变为可被处理器读取的电信号；本实施方式还设置有无纺布袋34，所述的无纺布袋34包被在整个多孔泡沫组件3的外表面，起到保护整个驱动器不被破坏的作用。本实施方式中，所述的压力传感器4分布在每个所述多孔泡沫组件3的上方，从而在床垫内均匀排列。

所述智能护理床垫还设置有气压调节装置5，气压调节装置包括真空泵51和换气阀52；所述的真空泵51和换气阀52通过所述的气体通道与所述的多孔泡沫组件3相连通；所述的真空泵51可抽取多孔泡沫组件3内部的多余空气，产生负压环境；所述的换气阀52可调控多孔泡沫组件3内部与外界大气环境的连接状态，通过导通驱动器与大气之间的气体通道，从而消除负压环境，使多孔泡沫组件3内部的气压值从负压转变成大气压。

本实时方式中，所述的多孔泡沫组件3呈阵列式排列，摆放在弹性材料层1和硬质材料层2之间，如图6-7所示；所述的弹性材料层1摆放在多孔泡沫组件3的上层，所述的多孔泡沫组件3可通过胶水等方式固定在硬质材料层2上；所述的硬质材料层2为具有较高强度的硬质材料。

所述的智能护理床垫设置有控制***，所述的控制***由微控制器、通信IC和驱动电路组成，所述的微控制器向通信IC发送控制指令，通过驱动电路控制换气阀的工作状态，进而控制各个多孔泡沫组件3内部的气压值。

本实施方式中所述的调硬度的智能护理床垫的工作过程为：

(1)初始状态下，所述的可调硬度的智能护理床垫内部呈阵列式排布的多孔泡沫组件3内部气压与外界大气环境大气压相同，各个多孔泡沫组件3的长度保持一致，此时床垫表面保持平整状态。

(2)当使用者平躺在床垫上时，床垫内部呈阵列式排布的压力传感器4，可实时检测人体与床垫之间的表面压力，阵列排布的压力传感器4将压力信号传输至微控制器，因人体头部、肩部、臀部、腿部及脚部等相对突出的部位施加在床垫上的压力较大，通过压力传感器4的实时检测可准确判断出上述人体部位在床垫上的分布位置。

(3)微控制器读取到人体与床垫直接的接触力信息，可下指令驱动真空泵51和换气阀52工作，导通人体头部、肩部、臀部、腿部及脚部等相对突出的部位所在位置的多孔泡沫组件3与真空泵51之间的气体通路，在负压的作用下，相应位置的多孔泡沫组件3的长度缩短，弹性势能被储存在多孔泡沫组件内部3。从而使床垫表面更贴合人体曲线，确保人体的骨骼、肌肉和心血管***保持在不受压迫的状态，如图8所示。

(4)当人体睡姿发生改变，从平躺位转换为侧卧位时，护理床垫可实时调整阵列式排布的多孔泡沫组件3内部的气体压力，降低肩部、臀部等位置的多孔泡沫组件3的长度，使人体的脊椎保持在水平状态，如图9所示。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以权利要求为准。

Claims (8)

1.一种可调硬度的智能护理床垫，其特征在于，包括：

弹性材料层；

硬质材料层，位于所述弹性材料层的下方；

多孔泡沫组件，分布在所述弹性材料层和硬质材料层之间，所述多孔泡沫组件包括包裹在气密性囊袋内部的多孔泡沫层和硬质分隔板，所述硬质分隔板将所述多孔泡沫层分隔为多层；

气压调节装置，通过气体通道与所述气密性囊袋连通；

压力传感器，安装在所述多孔泡沫组件和所述弹性材料层之间。

2.根据权利要求1所述的可调硬度的智能护理床垫，其特征在于，所述多孔泡沫组件设置有多排。

3.根据权利要求2所述的可调硬度的智能护理床垫，其特征在于，所述多孔泡沫组件固定安装在所述硬质材料层上。

4.根据权利要求3所述的可调硬度的智能护理床垫，其特征在于，所述气压调节装置包括：

真空泵，通过气体通道与所述气密性囊袋连通，在所述真空泵和所述气密性囊袋的连通路径上还安装有换气阀，所述换气阀的一个通口与外部环境连通。

5.根据权利要求4所述的可调硬度的智能护理床垫，其特征在于，所述压力传感器采用压电薄膜传感器。

6.根据权利要求5所述的可调硬度的智能护理床垫，其特征在于，所述多孔泡沫层采用乳胶层或海绵层。

7.根据权利要求6所述的可调硬度的智能护理床垫，其特征在于，所述硬质分隔板为塑料板、树脂板、有机玻璃板中的任意一种或多种。

8.根据权利要求7所述的可调硬度的智能护理床垫，其特征在于，在所述多孔泡沫组件的外表面还包裹有无纺布袋。

Images