本發明涉及枕頭,尤其涉及一種可自動調節高度的智能枕。
背景技術:
枕頭作為一種日常用品,一般認為,枕頭就是人們為睡眠的舒適而采用的填充物,而從現代醫學研究上認識,人體的脊柱,從正面看是一條直線,但側面看是具有四個生理彎曲的曲線,為了保護頸部的正常生理彎曲,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。枕頭一般由枕芯和枕套兩個部分構成。枕頭可分為高枕和低枕,但是高枕是引起落枕、頸椎病的常見原因之一。
此外,高枕會增大頸部與胸部角度,使氣管通氣受阻,易導致咽干、咽痛和鼻鼾。高枕還能使胸背肌肉長期緊張,胸部受壓,妨礙正常呼吸,長此下去必定給身體帶來不良影響。正常人長期睡低枕,同樣也會改變頸椎生理狀態。因頭部的靜脈無瓣膜,重力可使腦內靜脈回流變慢,動脈供血相對增加,從而出現頭漲、煩躁、失眠等不適,低枕對于高血壓和動脈粥樣硬化病人尤其有不良影響。
一般健康枕頭的高度要根據人體的身高,體重來判斷。然而有時習慣了一種睡姿又想換一種睡姿時又得更換枕頭,更換比較麻煩,而且又得增加一筆額外的開支。人在仰臥和側臥時對枕頭高度的要求是不一樣的,仰臥時枕頭高度較低,側臥時枕頭高度較高。現有的固定高度的枕頭的制作一般是在參考了使用者以仰臥和側臥兩種睡姿情形基礎上,將枕頭高度設定為這兩種睡覺姿勢的中間高度,從而容易導致仰臥睡覺時枕頭過高,在側臥睡覺時枕頭過低。長期使用固定高度的枕頭,可能會因壓迫頸椎而誘發各種頸椎病。
所以,需要一種枕頭,能夠隨著睡姿的改變,改變枕頭的高度。
技術實現要素:
為了解決上述問題,本發明提供了一種可自動調節高度的智能枕,包括枕芯和枕套,所述枕芯由多個可充氣的氣囊層構成,各氣囊層在豎直方向上經有序層疊排列形成多層結構;
所述枕芯的上表面還覆蓋有呈陣列分布的多個壓力傳感器,用于監測智能枕所能承受的壓力值。
進一步地,所述各氣囊層的左右兩側分別設置有氣嘴與氣體控制閥,
所述氣體控制閥與氣嘴通過氣囊層內部的氣體通道相連接,所述氣嘴還與所述壓力傳感器相電連接;
所述氣體控制閥包括第一板體、頂錐、錐形殼、夾爪、爪座、底座;
所述第一板體與所述氣嘴的內側固定,所述第一板體通過同步帶機構與所述頂錐連接,所述同步帶機構包括第一帶輪、第二帶輪、同步帶,所述第一帶輪、第二帶輪通過軸承安裝在所述第一板體的中心的通孔內,所述第一帶輪、第二帶輪外套裝有同步帶,所述同步帶與頂錐固定,所述頂錐通過同步帶沿所述第一板體的中心的通孔的軸向運動;
所述氣嘴的外側固定有錐形殼,所述錐形殼的直徑較小的一端與所述氣嘴固定,所述錐形殼的直徑較大的一端與所述底座固定,錐形殼內設有與所述氣嘴連通的氣體通道,所述錐形殼內設有夾爪,所述夾爪配置在所述氣體通道的端部,所述夾爪包括第一爪段、第二爪段、第三爪段,所述第二爪段通過所述爪座沿所述頂錐的軸向移動,所述第二爪段的兩端對稱地布置有第一爪段、第三爪段,所述第一爪段、第三爪段與所述第二爪段鉸鏈連接,所述第一爪段、第三爪段的外端均設有永磁鐵,所述爪座設有用于支撐所述第一爪段、第三爪段的第一頂桿、第三頂桿,所述第一爪段、第三爪段與第二爪段之間均設有復位彈簧。
進一步地,所述氣囊層采用碳纖維材料制成。
進一步地,所述壓力傳感器、氣體控制閥與智能枕外部設置的控制裝置相連接,
所述控制裝置包括風控器、無線模塊、遙控器、電源插頭,
所述風控器內部設置有氣泵,用來控制氣體進入和排出;
所述無線模塊可與智能終端的藍牙或者wifi進行數據/指令交互,從而對智能枕壓力值進行無線控制;
所述遙控器上設置有開關鍵、多個控制鍵,每個控制鍵相應地與各氣囊層相連接;
所述電源插頭與電源相連接。
進一步地,所述控制裝置中設置有高度調節控制芯片。
進一步地,智能枕高度可通過如下步驟進行智能調節:
(1)設置仰臥時智能枕所承受的壓力初始值為f1、智能枕的高度為h1,側臥時智能枕的壓力初始值為f2、智能枕的高度為h2,
正常使用狀態下,f1>f2,h1<h2;
(2)使用過程中檢測到的壓力傳感器的壓力值為f,需要調節的智能枕高度為h;
(3)當檢測到的壓力傳感器的壓力值f逐漸增大時,表示從側臥仰臥的翻身過程,此時增大對氣囊層的排氣過程,從而降低智能枕的高度h,直到壓力傳感器中所測得的壓力值f=f1時停止排氣過程,此時得到的h=h1;
(4)當檢測到的壓力傳感器的壓力值f逐漸減小時,表示從仰臥到側臥的翻身過程,此時增大對氣囊層的進氣過程,從而增加智能枕的高度h,直到壓力傳感器中所測得的壓力值f=f2時停止排氣過程,此時得到的h=h2。
進一步地,所述壓力傳感器上表面粘覆有一層按摩層,
所述按摩層外層采用竹炭棉材料,
所述按摩層內部設置有多個按摩珠,所述按摩珠分為中心按摩珠、邊緣按摩珠,所述中心按摩珠、邊緣按摩珠為球形結構,
所述中心按摩珠的直徑大于邊緣按摩珠的直徑,
所述中心按摩珠位于按摩層橫向中心線上,將橫向中心線進行三等分,所述中心按摩珠位于三等分段的中點處,以中心按摩珠為圓心,邊緣按摩珠位于半徑呈梯度變化直至按摩層邊緣的同心圓上;所述中心按摩珠通過轉動部與所述壓力傳感器上表面連接;
所述轉動部包括第一支撐板、第二支撐板、第一輥子、第一輥桿、彈簧桿、第二輥桿、第二輥子、第一轉軸、扇形板、第二轉軸、彎折板、第三轉軸、齒輪;
所述第一支撐板與所述壓力傳感器的上表面固定,所述第一支撐板的中部固定有垂直于其的第二支撐板,所述第二支撐板內開設有導孔,所述導孔內設有沿其移動的彈簧桿,所述彈簧桿的一端通過第一輥桿與第一輥子連接,所述彈簧桿的另一端通過第二輥桿與第二輥子連接,所述第一輥桿與第二支撐板之間設有彈簧;
所述第一輥子與所述扇形板的外端連接,所述扇形板的外端連續開設有多個第一弧形凹槽,每個所述第一弧形凹槽均能夠與所述第一輥子相配合,所述扇形板與所述第一轉軸固定,所述第一轉軸與第一電機的輸出軸固定,所述第一電機與所述感器的上表面固定;
所述第二輥子與所述彎折板的一端連接,所述彎折板的一端開設有第二弧形凹槽,所述第二弧形凹槽的弧形半徑大于所述第二輥子的半徑,所述第二弧形凹槽內配置有所述第二輥子,所述彎折板與所述第二轉軸固定,所述第二轉軸通過軸承安裝在所述壓力傳感器的上表面,所述彎折板的另一端設有卡銷,所述卡銷由丁晴橡膠制成,所述卡銷與所述齒輪的齒槽相配合,所述齒輪與第三轉軸固定,所述第三轉軸與所述中心按摩珠固定。
進一步地,所述中心按摩珠、邊緣按摩珠由彈性塑膠制成。
進一步地,所述氣囊層的上表面與下表面均設置有波浪式紋路,
所述氣囊層上表面的波浪式紋路呈凸形,
所述氣囊層下表面的波浪式紋路呈凹形,
所述氣囊層的上表面可嵌接入所述氣囊層的下表面中。
進一步地,所述控制裝置根據用戶的平均睡眠時間a、壓力值b、用戶肩寬c,按如下公式輸出氣囊層的高度d,并通過氣泵將氣囊層的高度調整為d;
其中,平均睡眠時間a的單位為小時,壓力值b的單位為公斤,用戶肩寬c的單位為分米,氣囊層的高度d的單位為厘米。
基于上述技術特征,本發明能夠取得的以下有益技術效果:
1、本發明的一種可自動調節高度的智能枕表面覆蓋有一層壓力傳感器,可實時的進行智能枕的壓力值的測量,從而實時地進行智能枕高度的調節;
2、本發明的一種可自動調節高度的智能枕整體形式為棉織品,使得用戶在而其電路部分也是柔性的,使得產品柔軟舒服,可以到緊貼皮膚,使得傳感器測量更加準確;
3、本發明的一種可自動調節高度的智能枕,在壓力傳感器的上表面還設置有按摩層,并設置有中心按摩珠和邊緣按摩珠,可對人體頭部起到很好的按摩效果,有助于提高睡眠質量;
4、本發明的一種可自動調節高度的智能枕,枕芯由多個氣囊層組成,上下氣囊層之間設置有凹凸形紋路,可進行間隙配合,不僅固定牢固,而且拆卸方便。
附圖說明
圖1是本發明可自動調節高度的智能枕充氣后的主視圖;
圖2是本發明可自動調節高度的智能枕排氣后的主視圖;
圖3是本發明可自動調節高度的智能枕的俯視圖;
圖4是本發明可自動調節高度的智能枕充氣后的側視圖;
圖5是本發明可自動調節高度的智能枕排氣后的側視圖;
圖6是本發明可自動調節高度的智能枕按摩層的結構示意圖;
圖7是本發明可自動調節高度的智能枕中上下氣囊未配合時的示意圖;
圖8是本發明可自動調節高度的智能枕中上下氣囊配合后的示意圖;
圖9是本發明可自動調節高度的智能枕的轉動部的結構示意圖;
圖10是本發明可自動調節高度的智能枕的氣體控制閥的結構示意圖。
其中,1-壓力傳感器、2-氣囊層、3-氣嘴、4-風控器、5-遙控器、6-控制芯片、7-無線模塊、8-電源插頭、9-氣體控制閥、10-按摩層、101-中心按摩珠、102-邊緣按摩珠、201-氣囊層上表面、202-氣囊層下表面。
具體實施方式
以下將結合附圖,對本發明的可自動調節高度的智能枕進行進一步詳細說明。
如圖1是本發明可自動調節高度的智能枕充氣后的主視圖,本發明的可自動調節高度的智能枕,包括枕芯和枕套,所述枕芯由多個可充氣的氣囊層2構成,各氣囊層2在豎直方向上經有序層疊排列形成多層結構。
圖3是本發明可自動調節高度的智能枕的俯視圖,所述枕芯的上表面還覆蓋有呈陣列分布的多個壓力傳感器1,用于監測智能枕所能承受的壓力值。
所述控制裝置根據用戶的平均睡眠時間a、壓力值b、用戶肩寬c,按如下公式輸出氣囊層的高度d,并通過氣泵將氣囊層的高度調整為d;
其中,平均睡眠時間a的單位為小時,壓力值b的單位為公斤,用戶肩寬c的單位為分米,氣囊層的高度d的單位為厘米。
本發明能通過上述方式可根據用戶的具體情況而定制合理化的氣墊層的高度,從而提高用戶的睡眠質量。
作為一種優選方式,底層氣囊充氣后高度可達到5-8cm,其余的上部氣囊層充氣后高度可達到3-5cm。
本發明的智能枕,其枕套為圓角矩形狀,位于枕套的中部設置有開口拉鏈,所述拉鏈包括有開線條、支線條,所述開線條位于所述拉鏈上的拉鏈齒的外側,并與拉鏈齒結合在一起,所述開線條完全遮蓋拉鏈齒,所述支線條位于所述拉鏈上的拉鏈齒的內側,并與拉鏈齒結合在一起,所述支線條完全遮蓋拉鏈齒。
所述拉鏈的長度為枕套中部周長的一半,即位于枕套中部的拉鏈設置于枕套的兩個相連接的側邊。
如圖2是本發明可自動調節高度的智能枕排氣后的主視圖,位于底層的氣囊層2處于氣體飽和狀態,其余的氣囊層2均處于氣體排凈的狀態。
如圖4至圖5是本發明可自動調節高度的智能枕充、排氣后的側視圖,在各氣囊層2的左右兩側分別設置有氣嘴3與氣體控制閥9,在制造過程中,所述氣體控制閥9要與智能枕外部設置的控制裝置相連接,所以最好將氣體控制閥9設置于離控制裝置較近的氣囊層2一側。所述氣體控制閥9與氣嘴3通過氣囊層2內部的氣體通道相連接,所述氣嘴3還與所述壓力傳感器1相電連接。
如圖10所示,所述氣體控制閥9包括第一板體401、頂錐402、錐形殼403、夾爪405、爪座406、底座407;
所述第一板體401與所述氣嘴3的內側固定,所述第一板體401通過同步帶機構與所述頂錐402連接,所述同步帶機構包括第一帶輪、第二帶輪、同步帶,所述第一帶輪、第二帶輪通過軸承安裝在所述第一板體401的中心的通孔內,所述第一帶輪、第二帶輪外套裝有同步帶,所述同步帶與頂錐402固定,所述頂錐通過同步帶沿所述第一板體401的中心的通孔的軸向運動;
所述氣嘴3的外側固定有錐形殼403,所述錐形殼403的直徑較小的一端與所述氣嘴3固定,所述錐形殼403的直徑較大的一端與所述底座407固定,錐形殼403內設有與所述氣嘴3連通的氣體通道404,所述錐形殼403內設有夾爪405,所述夾爪配置在所述氣體通道404的端部,所述夾爪405包括第一爪段、第二爪段、第三爪段,所述第二爪段通過所述爪座406沿所述頂錐402的軸向移動,所述第二爪段的兩端對稱地布置有第一爪段、第三爪段,所述第一爪段、第三爪段與所述第二爪段鉸鏈連接,所述第一爪段、第三爪段的外端均設有永磁鐵,所述爪座406設有用于支撐所述第一爪段、第三爪段的第一頂桿、第三頂桿,所述第一爪段、第三爪段與第二爪段之間均設有復位彈簧。
本發明在使用時當頂錐402穿過所述氣體通道404將所述第二爪段朝向所述底座407移動時,所述第一頂桿、第二頂桿將所述第一爪段、第二爪段彎折為所述氣體通道404的狀態,從而使第一爪段、第三爪段與頂錐402共同夾持氣體公道404,使氣體通道404斷路,并通過兩個永磁鐵來保持狀態,當頂錐402復位時,第一爪段、第三爪段通過復位彈簧復位,氣體通道404通路。
在每個氣囊層2的邊緣處均設置有氣嘴3,在氣體控制閥9的作用下,多個氣嘴3均能實現氣體的進入和排出。
氣體控制閥9的作用是為了防止智能枕氣囊內部的氣壓過大,發生氣囊爆炸的情況,而有了氣體控制閥9的作用,則能更加迅速的對氣囊內的氣體進行排出。
所述氣囊層2采用碳纖維材料制成,碳纖維材質具有很好的延展性、較高的強度、抗腐蝕性。
如圖6是本發明可自動調節高度的智能枕按摩層的結構示意圖,為了增加用戶使用智能枕的舒適程度,在所述壓力傳感器1上表面粘覆有一層按摩層10,此按摩層10的設置根據人體頭部穴位的分布進行,使用者將頭部放在枕頭上時,在按磨層的作用下可以按摩頭部,可以讓使用者的頭部得到按摩,起到很好的放松功效,而且其按摩也能起到良好的助眠效果。
所述按摩層2外層采用竹炭棉材料,所述按摩層2內部設置有多個按摩珠,所述按摩珠分為中心按摩珠101、邊緣按摩珠102,所述中心按摩珠101、邊緣按摩珠102為球形結構,所述中心按摩珠101的直徑大于邊緣按摩珠102的直徑。所述中心按摩珠101位于按摩層10橫向中心線上,將橫向中心線進行三等分,所述中心按摩珠101位于三等分段的中點處,以中心按摩珠101為圓心,邊緣按摩珠102位于半徑呈梯度變化直至按摩層10邊緣的同心圓上。所述中心按摩珠101、邊緣按摩珠102由彈性塑膠制成。
如圖9所示,所述中心按摩珠101通過轉動部300與所述壓力傳感器上表面連接;
所述轉動部300包括第一支撐板301、第二支撐板302、第一輥子303、第一輥桿304、彈簧桿305、第二輥桿306、第二輥子307、第一轉軸308、扇形板309、第二轉軸310、彎折板311、第三轉軸312、齒輪313;
所述第一支撐板301與所述壓力傳感器的上表面固定,所述第一支撐板301的中部固定有垂直于其的第二支撐板302,所述第二支撐板302內開設有導孔,所述導孔內設有沿其移動的彈簧桿305,所述彈簧桿305的一端通過第一輥桿304與第一輥子303連接,所述彈簧桿305的另一端通過第二輥桿306與第二輥子307連接,所述第一輥桿304與第二支撐板302之間設有彈簧;
所述第一輥子303與所述扇形板309的外端連接,所述扇形板309的外端連續開設有多個第一弧形凹槽,每個所述第一弧形凹槽均能夠與所述第一輥子303相配合,所述扇形板309與所述第一轉軸固定,所述第一轉軸與第一電機的輸出軸固定,所述第一電機與所述感器的上表面固定;
所述第二輥子307與所述彎折板311的一端連接,所述彎折板311的一端開設有第二弧形凹槽,所述第二弧形凹槽的弧形半徑大于所述第二輥子307的半徑,所述第二弧形凹槽內配置有所述第二輥子,所述彎折板311與所述第二轉軸310固定,所述第二轉軸310通過軸承安裝在所述壓力傳感器的上表面,所述彎折板311的另一端設有卡銷,所述卡銷由丁晴橡膠制成,所述卡銷與所述齒輪313的齒槽相配合,所述齒輪313與第三轉軸312固定,所述第三轉軸312與所述中心按摩珠101固定。
本發明通過上述第一電機往復轉動,而帶動扇形板309的擺動,扇形板309通過多個第一弧形凹槽、第一輥子303帶動所述第二輥子307往復直線運動,第二輥子307通過第二弧形凹槽帶動卡銷往復擺動,致使齒輪313間歇性轉動,從而使中心按摩珠101能夠間歇性轉動,達到按摩的效果。
此處的中心按摩珠101、邊緣按摩珠102采用的是彈性塑膠制成,主要是因為其具有良好的彈性、良好的延展性,且其位于人的頭部下方,其材質光滑有韌性,給人帶來舒適的感覺,在人體頭部調整的過程中,也可以相應地調整按摩珠的形狀,從而配合頭部的動作。
如圖1是本發明可自動調節高度的智能枕充氣后的主視圖,所述壓力傳感器1、氣體控制閥9與智能枕外部設置的控制裝置相連接,所述控制裝置包括風控器4、無線模塊7、遙控器5、電源插頭8,
所述風控器4內部設置有氣泵,用來控制氣體進入和排出;
所述無線模塊7可與智能終端的藍牙或者wifi進行數據/指令交互,從而對智能枕壓力值進行無線控制;
所述遙控器5上設置有開關鍵、多個控制鍵,每個控制鍵相應地與各氣囊層2相連接;
所述電源插頭8與電源相連接。
所述控制裝置中設置有高度調節控制芯片6。
如圖7是本發明可自動調節高度的智能枕中上下氣囊未配合時的示意圖,所述氣囊層2的上表面與下表面均設置有波浪式紋路,所述氣囊層上表面201的波浪式紋路呈凸形,所述氣囊層下表面201的波浪式紋路呈凹形。
如圖8是本發明可自動調節高度的智能枕中上下氣囊配合后的示意圖,所述氣囊層上表面201可嵌接入所述氣囊層下表面202中。
此紋路的設計,可以讓各氣囊層2之間相互配合更加穩固,而且大大加大了對氣囊層2的更換、拆卸的方便性。
本發明的一種可自動調節高度的智能枕整體形式為棉織品,使得用戶在而其電路部分也是柔性的,使得產品柔軟舒服,可以到緊貼皮膚,使得傳感器測量更加準確。
本發明的智能枕的高度可通過如下步驟進行調節:
(1)設置仰臥時智能枕所承受的壓力初始值為f1、智能枕的高度為h1,側臥時智能枕的壓力初始值為f2、智能枕的高度為h2,
正常使用狀態下,f1>f2,h1<h2;
(2)使用過程中檢測到的壓力傳感器1的壓力值為f,需要調節的智能枕高度為h;
(3)當檢測到的壓力傳感器1的壓力值f逐漸增大時,表示從側臥仰臥的翻身過程,此時增大對氣囊層2的排氣過程,從而降低智能枕的高度h,直到壓力傳感器1中所測得的壓力值f=f1時停止排氣過程,此時得到的h=h1;
(4)當檢測到的壓力傳感器1的壓力值f逐漸減小時,表示從仰臥到側臥的翻身過程,此時增大對氣囊層2的進氣過程,從而增加智能枕的高度h,直到壓力傳感器1中所測得的壓力值f=f2時停止排氣過程,此時得到的h=h2。
實施例一
在未通電狀態下,設置仰臥時智能枕所承受的壓力初始值為f1、智能枕的高度為h1,側臥時智能枕的壓力初始值為f2、智能枕的高度為h2,正常使用狀態下,f1>f2,h1<h2。
設使用過程中檢測到的壓力傳感器1的壓力值為f,需要調節的智能枕高度為h。
將所述控制裝置上的電源插頭插入電源后,根據壓力傳感器1所感應到的壓力值f,可判斷出用戶此時的睡覺姿勢。
當檢測到的壓力傳感器1的壓力值f逐漸增大時,表示從側臥仰臥的翻身過程,此時增大對氣囊層2的排氣過程。
即通過對遙控器5的控制,可實時地對每個氣囊層2均進行控制,從而打開氣體控制閥9,氣體控制閥9會實時地對相應氣囊層2的氣嘴3進行控制,從而打開氣嘴3,實現氣體的排放。使得降低智能枕的高度h,直到壓力傳感器1中所測得的壓力值f=f1時停止排氣過程,此時得到的h=h1。
當檢測到的壓力傳感器1的壓力值f逐漸減小時,表示從仰臥到側臥的翻身過程,此時增大對氣囊層2的進氣過程。
即通過對遙控器5的控制,可實時地對每個氣囊層2均進行控制,從而打開氣體控制閥9,氣體控制閥9會實時地對相應氣囊層2的氣嘴3進行控制,從而打開氣嘴3,實現氣體的進氣過程。從而增大智能枕的高度h,直到壓力傳感器1中所測得的壓力值f=f2時停止排氣過程,此時得到的h=h2。
實施例二
在未通電狀態下,設置仰臥時智能枕所承受的壓力初始值為f1、智能枕的高度為h1,側臥時智能枕的壓力初始值為f2、智能枕的高度為h2,正常使用狀態下,f1>f2,h1<h2。
設使用過程中檢測到的壓力傳感器1的壓力值為f,需要調節的智能枕高度為h。
將所述控制裝置上的電源插頭8插入電源后,根據壓力傳感器1所感應到的壓力值f,可判斷出用戶此時的睡覺姿勢。
當檢測到的壓力傳感器1的壓力值f逐漸增大時,表示從側臥仰臥的翻身過程,此時增大對氣囊層2的排氣過程。
即通過對智能終端的控制,智能終端可通過藍牙、wifi實時地對每個氣囊層2均進行控制,從而打開氣體控制閥9,氣體控制閥9會實時地對相應氣囊層2的氣嘴3進行控制,從而打開氣嘴3,實現氣體的排放。使得降低智能枕的高度h,直到壓力傳感器1中所測得的壓力值f=f1時停止排氣過程,此時得到的h=h1。
當檢測到的壓力傳感器1的壓力值f逐漸減小時,表示從仰臥到側臥的翻身過程,此時增大對氣囊層2的進氣過程。
即通過對遙控器8的控制,可實時地對每個氣囊層2均進行控制,從而打開氣體控制閥9,氣體控制閥9會實時地對相應氣囊層2的氣嘴3進行控制,從而打開氣嘴3,實現氣體的進氣過程。從而增大智能枕的高度h,直到壓力傳感器中所測得的壓力值f=f2時停止排氣過程,此時得到的h=h2。
以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。