專利名稱:一種自動調節高度枕頭的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種枕頭,特別是一種自動調節高度枕頭。
背景技術:
枕頭是一種睡眠工具,一般認為,枕頭就是人們為睡眠的舒適而采用的頸部支撐物,而從現代醫學研究上認識,為了保護頸部在睡眠時不致受傷,維持人們睡眠時正常的生理活動,人們睡眠時必須采用枕頭。另一方面,由于仰睡時頸部由背部所支撐,而側睡時頸部由肩部所支撐,人們仰睡和側睡時頸部在正常生理狀態下的高度是不相同的,這就需要不同高度的枕頭以達到最舒適的睡眠效果。專家指出,睡眠時應保持人體脊柱與頸部平直。 人們常用的標準枕頭的厚度通常為10厘米,兩個標準枕頭厚度為20厘米,當人們面部朝上平睡時應選擇一個枕頭,側睡時則應選擇兩個枕頭,但人們在睡眠時會頻繁改變睡眠姿勢, 所以平睡時二個枕頭太高,側睡時一個枕頭太低,就會引起脖子疼痛或者睡眠障礙。針對這種情況,市面上已經有一些能調整高度的枕頭出現,但均為人手調節,未能很好地解決以上問題。
實用新型內容為了解決以上問題和滿足市場的需要,本實用新型提供一種使用便利的,能根據傳感器所反饋的人體睡姿信號調節注入枕頭的工作流體的壓力以實現自動調節枕頭高度的枕頭。本實用新型采用的技術方案可以描述為一種自動調節高度枕頭,包括填充有具有流動性的工作介質的復合枕頭、與所述復合枕頭相連接的控制模塊以及與所述控制模塊相連接的傳感器開關,其中所述復合枕頭的高度隨注入的工作介質的壓力改變而相應改變,所述傳感器開關實時檢測人體睡姿的高度并輸出相應的電平信號,所述控制模塊根據傳感器開關所輸出的電平信號實時控制注入復合枕頭中的工作介質的壓力從而實現對復合枕頭高度的自動調節。作為上述技術方案的一種改進,所述復合枕頭包括有枕頭主體,以及插入固定在所述枕頭主體中的充氣/液枕頭,所述充氣/液枕頭與所述控制模塊相連接并能根據注入的工作介質的壓力變化而改變其高度。作為上述技術方案的一種改進,所述工作介質為具有流動性的氣體或者液體。作為上述技術方案的一種改進,所述控制模塊還包括與所述傳感器開關相連接的控制電路,以及分別與控制電路連接并互相串聯的氣/液泵和進氣/液閥,所述進氣/液閥通過三通接頭與所述充氣/液枕頭相連通,所述三通接頭還與排氣/液閥相連通,所述排氣 /液閥還與所述控制電路相連接。作為上述技術方案的一種改進,所述工作介質為液體時,所述控制模塊還包括與液泵和排液閥分別相連通的用于存儲液體的儲液箱,以構成一個完整的密閉液體循環系統。[0011]作為上述技術方案的一種改進,所述工作介質為氣體時,所述控制模塊還包括有氣泵隔音室,所述氣泵隔音室包括容納所述氣泵的密封隔音室,所述密封隔音室上設有填滿纖維填充物的通氣孔,所述氣泵與所述密封隔音室之間設有減振壓簧。作為上述技術方案的一種改進,所述控制模塊還包括有設置在充氣/液枕頭中并與所述控制電路相連接的氣/液壓傳感器。作為上述技術方案的一種改進,所述控制模塊還包括連接于氣/液泵和三通接頭之間用于降低隨工作介質傳導的噪音的消音器。其中消音器中可以填充蜂窩材料或者設置有若干隔柵。作為上述技術方案的一種改進,所述自動調節高度枕頭還包括人手調節傳感器開關高度的手動定位模塊,所述手動定位模塊包括支撐固定所述傳感器開關的高度調節桿, 所述高度調節桿活動穿接于高度調節套內,所述高度調節套與底座固定連接并設有用于固定高度調節桿的鎖緊螺釘。作為上述技術方案的一種改進,所述自動調節高度枕頭還包括自動定位傳感器開關高度的自動定位學習模塊,所述自動定位學習模塊與所述控制電路相連接并包括支架、 電機、螺桿、滑塊、上限位開關以及下限位開關,其中所述電機、上限位開關以及下限位開關固定在支架上并分別與所述控制電路相連接,螺桿與電機相連接,固定傳感器開關的滑塊安裝在螺桿上。本實用新型的有益效果是本實用新型的枕頭結構,其中主體的厚度相當于一個標準枕頭,充氣/液枕頭充滿工作介質后的厚度也相當于一個標準枕頭,這樣,未注入工作介質的枕頭適合平睡而注入工作介質的枕頭適合側睡。另外,本實用新型通過傳感器實時監測用戶的睡姿,在用戶調整睡姿時將用戶的睡姿電平信號輸入控制模塊中,而控制模塊則根據此信號調整注入枕頭的工作流體的壓力以實現自動調整枕頭高度的功能。此實用新型所提出的枕頭的高度能伴隨人體睡姿改變而改變,使用戶在不同的睡姿下其頸部都能得到最合適的支撐,提高了用戶的睡眠質量,減少了產生脖子疼痛或者睡眠障礙的可能性。
圖1為本實用新型的一個實施例的原理示意圖;圖2為本實用新型的另一個實施例中控制模塊的原理示意圖;圖3為本實用新型的手動定位模塊的結構示意圖;圖4為本實用新型的一個處于使用中的實施例的主視圖;圖5為本實用新型的一個處于使用中的實施例的右視圖;圖6為本實用新型的一個處于使用中的實施例的俯視圖;圖7為本實用新型的一個實施例的電路圖;圖8為本實用新型的一個實施例中消音器的結構示意圖之一;圖9為本實用新型的一個實施例中消音器的結構示意圖之二 ;圖10為本實用新型的一個實施例中消音器的結構示意圖之三;圖11為本實用新型的一個實施例中氣泵隔音室的結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示,本實用新型所提出的自動調節高度枕頭,包括注有具有流動性的工作介質的復合枕頭1、與所述復合枕頭1相連接的控制模塊2以及與所述控制模塊2相連接的傳感器開關3。傳感器開關3用于實時檢測人體睡姿的高度并輸出相應的電平信號,控制模塊2根據傳感器開關3所輸出的電平信號實時控制注入復合枕頭1中的工作介質的壓力從而實現對復合枕頭1高度的自動調節。其中,所述復合枕頭1進一步分為兩個部分枕頭主體11以及高度可變的充氣/ 液枕頭12。枕頭主體11填充有體積固定的填充材料,比如棉絮,通過枕套與人的頭部直接接觸以提供合適的硬度,提高舒適性。充氣/液枕頭12固定在所述枕頭主體11的中間,并與所述控制模塊2通過管道相連接并能根據注入的工作介質的壓力變化而改變其高度。簡單來說,充氣/液枕頭12隨著注入的流體的增多而縱向膨脹或者隨著注入流體的減少而縱向收縮以達到改變高度的目的。另外,所述充氣/液枕頭12有大號、中號、小號等規格以提供不同體格的人使用,以提高舒適性。當然,以上所述的具有流動性的工作介質可以是任何適合的氣體或者是液體,比如空氣或者水。在這里,為方便描述,以下說明中均采用空氣作為工作介質。控制模塊2通過控制電路控制相應的氣泵和進(排)氣閥以達到控制向充氣枕頭 12充壓泄壓的目的。這樣,控制模塊2就包括控制電路21,以及分別與控制電路21連接并互相串聯的氣泵22和進氣閥23,所述進氣閥23通過三通接頭M與所述充氣枕頭12相連通,所述三通接頭M的最后一個端口與排氣閥25相連通,所述排氣閥25也與控制電路21 相連接。在這里必須注意到如果采用液體作為工作介質,比如使用水,所述控制模塊2還必須包括一個與泵22和排液閥25分別連通的儲液箱27,以構成一個完整的密閉液體循環, 并做好密封措施以避免液體泄漏,如圖2所示。在針對某一應用環境的首次使用時,例如用戶購買后首次使用或者用戶更換床體 6,先要對自動調節高度枕頭的傳感器開關3進行定位,這個定位可以通過兩種方案實施1、手動調節傳感器開關的高度。如圖3-6所示,根據本實用新型,所述自動調節高度枕頭還包括一個人手調節傳感器開關3高度的手動定位模塊4,所述手動定位模塊4包括支撐固定所述傳感器開關3的高度調節桿41,所述高度調節桿41活動穿接于高度調節套42內,所述高度調節套42與底座43固定連接并設有用于固定高度調節桿41的鎖緊螺釘44。使用時,根據人體7在床體6上平睡時的高度,把高度調節套上的鎖緊螺釘44旋松,調節高度調節桿41在高度調節套42上的高度,使傳感器開關3略高于人體6平睡時的高度,再鎖緊高度調節套42上的鎖緊螺釘44使傳感器開關3得以定位。2、自動定位自學習。根據本實用新型,所述自動調節高度枕頭還包括一個能自動調節傳感器開關高度的自動定位學習模塊5,此自動定位學習模塊5包括支架51、電機52、 螺桿53、滑塊54、上限位開關55以及下限位開關56,其中,電機52、上限位開關55以及下限位開關56固定在支架51上并與控制電路電氣連接,螺桿53與電機52相連接,固定傳感器開關3的滑塊M安裝在螺桿53上。控制電路21根據傳感器開關3反饋的人體高度信號驅動電機52通過螺桿53和滑塊M將傳感器開關3自動調節到所需要的高度。其具體實施將結合本實用新型的具體電路稍后一起說明。圖6為本實用新型一個具體實施例的電路圖,其中傳感器開關3 (圖中以紅外線光電開關作為例子)是指它能發出信號和接收被物體反射回來的信號,用以判斷人的平睡時低和側睡時高的位差睡眠姿態,即當人平睡時人體7低于傳感器開關,不能反射傳感器開關信號,傳感器開關3輸出電平無效信號1。當人側睡時人體7高于傳感器開關,能夠反射傳感器開關信號,傳感器開關3輸出電平有效信號 0。傳感器開關3可用紅外線光電開關、紅外線多點陣安全光幕、激光光電開關、超聲波光電開關等。傳感器開關具有調節信號發射長短的功能,通過調節,可避免同床的伴侶對信號干涉。7805為傳感器開關3 (紅外線光電開關或激光開關或超聲波開關)提供5V電源。三極管Tl是氣/液泵22 (氣泵或水泵)和進氣/液閥23 (進氣閥或進水閥)的反相器,它的輸出與傳感器開關信號相反。三極管T3和三極管T4是氣/液泵22和進氣/液閥23 (進氣閥或進水閥)的定時開關,為時1分鐘。三極管T5和三極管T6是排氣/液閥25 (排氣閥或排水閥)定時開關,為時1分鐘。三極管T8是排氣/液閥25 (排氣閥或排水閥)的反相器,它的輸出與氣/液泵22 (氣泵或水泵)和進氣/液閥23 (進氣閥或進水閥)的定時開關信號相反。三極管T12是傳感器開關3自動定位開關。三極管T13是傳感器開關3自動定位開關再延時2秒鐘的定時開關。Ml是泵22 (氣泵或水泵)。M2是自動定位自學習模塊5的電機52。Al是進氣/液閥23 (進氣閥或進水閥)。A2是排氣/液閥25 (排氣閥或排水閥)。以下的工作原理是選取了紅外線光電開關、氣泵、進氣閥、排氣閥作為本自動調節高度枕的工作原理的描述。如圖6所示,在使用自動定位學習時,將紅外線光電開關3從支架52上調整到同床體6的表面相平,合上電源開關K3,合上自動定位自學習開關/不自動定位自學習開關 K2。人在床上平睡,合上聯動開關Kl - 1/K1 一 2,這時聯動開關Kl - 1閉合,Kl 一 2分開的狀態。這時紅外線光電開關3所處位置在下限位開關SQ2上,與床面同平,撞開了下限位開關56 (SQ2)的常閉觸頭處于斷開狀態。紅外線光電開關3帶有一只紅外線光電開關發射管,一只紅外線光電開關接收管,發射出去的紅外線光電開關信號被人體7反射回來后經紅外線光電開關接收管接收后就有輸出信號。紅外線光電開關3有NPN型輸出0電平有效信號和PNP型輸出1電平有效信號兩種,如果使的是PNP型紅外線光電開關,只要在電路圖1中將三極管Tl冊除掉即可,本電路圖使用的是NPN型紅外線光電開關,輸出0電平有效信號,這時因為三極管T2、三極管T7的集電極上的繼電器J3、J4常閉觸頭是當自動定位自學習時J3常閉觸頭分開、J4常閉觸頭閉合,自動定位自學習繼續延時2秒時J4常閉觸頭分開、J3常閉觸頭閉合,所以繼電器Jl、J2不受紅外線光電開關3的控制,所以氣泵Ml 和進氣閥Al不能工作。但是,三極管T9有基極電位而導通,三極管TlO沒有基極電位而截止,通過電阻RlO給三極管T12的基極提供電壓,三極管T12導通,繼電器J3得電吸合,繼電器J3的常開觸頭閉合,電機M2得電,電源為上正下負,電機M2正轉,通過傳動裝置帶動紅外線光電開關3向上運行,離開下限位開關56 (SQ2),下限位開關56 (SQ2)閉合,紅外線光電開關3向上運行到剛高于平睡的人體7高度時,就接收不到紅外線光電開關信號了, 紅外線光電開關輸出1電平無效信號。三極管TlO由截止變成導通,把三極管T12的基極電位短路入地,三極管T12由導通變成截止,繼電器J3失電,其常開觸頭分開、常閉觸頭閉合,這時由于紅外線光電開關3離開了下限位開關56 (SQ2),其常閉觸頭閉合,三極管T14 在繼電器J3、SQ2的常閉觸頭閉合下導通,繼電器J4得電吸合,其常開觸頭閉合,常閉觸頭分開,三極管T2、三極管T7的集電極還是不能導通電源,繼電器J1、繼電器J2還是處于失電狀態,氣泵Ml和進氣閥Al還不能工作。電機M2帶動紅外線光電開關3繼續向上運行, 同時三極管T13開始延時2秒鐘后由截止變成導通,將三極管T14的基極電位短路入地,三極管T14由導通變成截止,繼電器J4失電,繼電器J4常開觸頭分開。電機M2失電停止,這時紅外線光電開關3的定位略高于人體7平睡的高度。整個自動定位自學習結束。自動定位自學習結束后三極管T2、三極管T7集電極上的繼電器J3、J4的常閉觸頭都閉合,三極管 T2、三極管T7在接下來的工作時間里就受紅外線光電開關3的控制。三極管Tll在整個自動定位自學習過程中,通過電阻Rll對電容C3充電,定時為10秒,使三極管Tll導通,10秒后三極管Tll的導通將三極管T12的基極電位短路入地,在接下來的工作時間里,整個自動定位自學習電路不再受紅外線光電開關3的控制。紅外線光電開關3將保持在該自動定位的高度不變。直至到使用完枕頭時打開聯動開關Kl - 1/K1 一 2,這時Kl 一 1分開,Kl -2閉合,電機M2得電,電源下正上負,電機M2反轉,帶動紅外線光電開關3向下運行,直行到紅外線光電開關碰到下限位開關56 (SQ2)時才停止,這時紅外線光電開關所處位置的高度與床面同平。如果經過了初次自動定位自學習后,以后都不需要再自動定位自學習了,這時就可以把開關K2打開,那么以后使用本枕頭時,紅外線光電開關3都停留在初次自動定位自學習的位置不變,本枕頭直接進入常規使用狀態。其中上限位開關55 (SQl)用于防止傳感器上行時超出最大行程。在常規使用過程中,枕頭的工作狀態有兩種一、平睡的工作狀態,當人體7平睡時,排氣閥A2把充氣枕頭12里面的空氣放掉, 人只枕在枕頭主體11上。紅外線光電開關3發射的紅外線光電開關信號沒有被人體7或物體反射回來,紅外線光電開關3輸出1電平無效信號,這時三極管Tl有基極電位導通,三極管T2無基極電位截止,三極管T4同樣截止,繼電器Jl失電,繼電器Jl常開觸頭分開,氣泵Ml、進氣閥Al無電不能工作。但相反三極管T8在沒有基極電位的情況下截止,通過電阻 R7給三極管T7的基極供電使三極管T7導通,同樣使三極管T5也導通,繼電器J2得電工作,繼電器J2的常開觸頭閉合,排氣閥A2工作,把充氣枕頭12里面的空氣放掉,整個復合枕頭1只剩下一個枕頭主體11的高度,同時通過電阻R6對電容C2充電,為時1分鐘后,之后三極管T6由截止變成導通,把三極管T5的基極電位短路入地,使T5由導通變成截止,繼電器J2失電,繼電器J2的常開觸頭分開排氣閥A2斷電停止工作,完成了排氣工作過程;二、側睡的工作狀態,(包括左側睡、右側睡),當人側睡時,氣泵Ml、進氣閥Al要把空氣充進充氣枕頭12里面,使復合枕頭1升高,人要枕二個枕頭(充氣枕頭12 +枕頭主體 11),紅外線光電開關3發射的紅外線光電開關信號被人體7或物體反射回來,紅外線光電開關3輸出0電平有效信號,這時三極管Tl沒有基極電位而截止,通過電阻R2供給三極管 T2基極電位而導通,同樣三極管T4也導通,繼電器Jl得電吸合,繼電器Jl的常開觸頭閉合,氣泵Ml、進氣閥Al得電工作,把空氣充進充氣枕頭12里面,使整個復合枕頭1的高度增加,整個枕頭是二個枕頭的高度和(枕頭主體11 +充氣枕頭12),同時通過電阻R3對電容 Cl充電,為時1分鐘后三極管T3由截止變成導通,把三極管T4的基極電位短路入地,使三極管T4也由導通變成截止,繼電器Jl失電,繼電器Jl的常開觸頭分開氣泵或Ml、進氣閥 Al斷電停止工作,完成了對充氣枕頭12的充氣工作過程。本實用新型所提出的自動調節高度枕頭還在進氣閥和三通接頭之間接有一個消聲器沈,如圖8、圖9以及圖10所示,此消聲器沈可以由一個密封儲氣室沈1、進氣管262 和出氣管263組成,儲氣室內設有格柵類吸聲結構(圖9)或填滿吸聲材料(圖10)。避免因氣泵的機械噪音隨氣流進入枕頭而影響人的安靜睡眠。所述工作介質為氣體時,為進一步降低噪音,所述控制模塊2中還包括有氣泵隔音室觀,如圖10所示,所述氣泵隔音室觀包括密封隔音室觀1,密封隔音室281上設有填滿纖維填充物的通氣孔觀2,氣泵22放置于密封隔音室281中,其底部與密封隔音室281的底板之間設有減振壓簧觀3。同理,為進一步降低噪音,也可以對控制模塊2中的進氣閥23和排氣閥25進行類似處理,比如把閥體放置于一個密封隔音室中隔絕噪音的傳導。控制模塊2還帶有一個氣/液壓傳感器四,其安放在充氣/液枕頭12中,并與控制電路21相連接的以輸出充氣/液枕頭12內部的壓力信號,避免注入過量的壓力。如圖7所示,氣壓傳感器四實時檢測充氣枕內的氣壓,將氣壓信號反饋到集成電路ICl的2腳,ICl 對氣壓信號進行放大,由ICl的1腳輸出到IC2的6腳,IC2進行信號電壓比較,R18、R19、 R20組分壓器,給IC2的5腳供給一個設定電壓。當IC2的6腳的信號電壓大于5腳的設定電壓(即充氣枕的氣壓達到最大值)時,IC2的7腳輸出高電平,T2導通,T3截止、繼電器Jl 失電、氣泵停止工作。當IC2的6腳的信號電壓小于5腳的設定電壓(即充氣枕的氣壓小于最大值)時,IC2的7腳輸出低電平,T2截止,允許T3導通、也允許氣泵工作,但是要根據紅外線的輸出信號情況確定氣泵是否工作。綜上所述,本實用新型通過傳感器實時監測用戶的睡姿,在用戶調整睡姿時,實時將用戶的睡姿電平信號輸入控制模塊中,而控制模塊則根據此信號調整注入枕頭的工作流體的壓力以實現自動調整枕頭高度的功能。此實用新型所提出的枕頭的高度隨人體睡姿改變而改變,使用戶在不同的睡姿下其頸部都能得到最合適的支撐,提高了用戶的睡眠質量, 減少了產生脖子疼痛或者睡眠障礙的可能性。
權利要求1.一種自動調節高度枕頭,其特征在于其包括注有具有流動性的工作介質的復合枕頭(1),所述復合枕頭(1)連接有控制所述復合枕頭(1)充放工作介質的控制模塊(2 ),所述控制模塊(2)連接有實時檢測人體睡姿的高度并輸出相應的電平信號的傳感器開關(3)。
2.根據權利要求1所述的一種自動調節高度枕頭,其特征在于所述復合枕頭(1)包括有枕頭主體(11),以及插入固定在所述枕頭主體(11)中的充氣/液枕頭(12)。
3.根據權利要求1所述的一種自動調節高度枕頭,其特征在于所述工作介質為具有流動性的氣體或者液體。
4.根據權利要求1所述的一種自動調節高度枕頭,其特征在于所述控制模塊(2)還包括與所述傳感器開關(3)相連接的控制電路(21),以及分別與控制電路(21)連接并互相串聯的氣/液泵(22)和進氣/液閥(23),所述進氣/液閥(23)通過三通接頭(24)與所述充氣/液枕頭(12)相連通,所述三通接頭(24)還與排氣/液閥(25)相連通,所述排氣/液閥(25 )與所述控制電路(21)相連接。
5.根據權利要求4所述的一種自動調節高度枕頭,其特征在于所述控制模塊(2)還包括連接于氣/液泵(22)和三通接頭(24)之間用于降低隨工作介質傳導的噪音的消音器(洸)。
6.根據權利要求4所述的一種自動調節高度枕頭,其特征在于所述工作介質為液體時,所述控制模塊(2)還包括與液泵(22)和排液閥(25)分別相連通的用于存儲液體的儲液箱(27)。
7.根據權利要求4所述的一種自動調節高度枕頭,其特征在于所述工作介質為氣體時,所述控制模塊(2)還包括有氣泵隔音室(28),所述氣泵隔音室(28)包括容納所述氣泵 (22)的密封隔音室(281),所述密封隔音室(281)上設有填滿纖維填充物的通氣孔(282), 所述氣泵(22)與所述密封隔音室(281)之間設有減振壓簧(283)。
8.根據權利要求4所述的一種自動調節高度枕頭,其特征在于所述控制模塊(2)還包括有設置在充氣/液枕頭(12 )中并與所述控制電路(21)相連接的氣/液壓傳感器(四)。
9.根據權利要求1所述的一種自動調節高度枕頭,其特征在于其還包括人手調節傳感器開關(3)高度的手動定位模塊(4),所述手動定位模塊(4)包括支撐固定所述傳感器開關(3)的高度調節桿(41),所述高度調節桿(41)活動穿接于高度調節套(42)內,所述高度調節套(42)與底座(43)固定連接并設有用于固定高度調節桿(41)的鎖緊螺釘(44)。
10.根據權利要求1所述的一種自動調節高度枕頭,其特征在于其還包括自動定位傳感器開關(3)的高度的自動定位學習模塊(5),所述自動定位學習模塊(5)與所述控制電路(21)相連接并包括支架(51)、電機(52)、螺桿(53)、滑塊(54)、上限位開關(55)以及下限位開關(56),其中所述電機(52)、上限位開關(55)以及下限位開關(56)固定在支架(51) 上并分別與所述控制電路(21)相連接,螺桿(53)與電機(52)相連接,固定傳感器開關(3) 的滑塊(54)安裝在螺桿(53)上。
專利摘要本實用新型公開了一種自動調節高度枕頭,其通過傳感器實時監測用戶的睡姿,在用戶調整睡姿時將用戶的睡姿信號輸入控制模塊中,而控制模塊則根據此信號調整注入枕頭的工作流體的壓力以實現自動調整枕頭高度的目的。此實用新型所提出的枕頭的高度能隨人體睡姿改變而改變,使用戶在不同的睡姿下其頸部都能得到最合適的支撐,減少了產生脖子疼痛或者睡眠障礙的可能性,提高了用戶的睡眠質量。
文檔編號A47G9/10GK202035863SQ201120102460
公開日2011年11月16日 申請日期2011年4月11日 優先權日2011年4月11日
發明者余炳華 申請人:余炳華