自动调节床垫制造技术

本发明专利技术涉及智能调节床技术领域，具体提供一种传感器及自动调节床垫。该传感器包括传感结构，该传感结构包括传感层，该传感层自上而下依次包括：柔性上层信号传导层、压力传感层和柔性下层信号传导层，所述压力传感层包括压力薄膜传感器器，且所述传感结构上面一侧和/或下面一侧设置有凸凹状结构或者硬质材料。本申请的床垫灵敏度高，使用方面，真正实现了智能化调节。

【技术实现步骤摘要】
自动调节床垫
本专利技术涉及智能调节床
，具体地，涉及一种自动调节床垫以及包括该自动调节床垫的智能床。
技术介绍
人在不同的睡姿下，根据人体工程力学，身体各个部分需要的支撑是不一样的，并且各区域的体压是不一样的，从保持健康和平衡的角度来看，在平躺和侧躺时，需要保持脊椎的正常生理弯曲。常规的床垫只提供简单的支撑，无法进行智能性的调节。从脊椎的生理弯曲、体压的合理分布、以及肌肉和供血的顺畅度考虑，需要对人体的某些区域的支撑进行适当的调节。这种情况下，床垫同时需要满足成本低，利于量产化和推广的要求，同时要重量要轻，利于运输，而且还要保留床垫本有的舒适度。目前已有的方案是采用电机和机械结构的方式对床垫实现多区域的高低调节，同时配套点阵传感模块，理论上基本上可以满足上述需求，但是面临的挑战是重量和成本，而且为了保证舒适度，最终整个床垫会偏厚。从技术的角度来看，有需求对用户身体各个部位的压力进行传感检测和实时的调节。而目前市场的产品中还没有能很好地实现该功能的智能调节床垫。因此，当前市场上，对于能根据睡姿进行自动调节的床垫具有很大的需求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种能自动调节的智能床垫，旨在解决现有床垫无法根据睡眠身体压力实现实时调节的问题，同时兼顾成本、体验感、重量及产业化实现难度等。本专利技术实施例是这样实现的，一种用于床垫的传感器，包括传感结构，该传感结构包括传感层，该传感层自上而下依次包括：柔性上层信号传导层、压力传感层和柔性下层信号传导层，所述压力传感层包括点阵压力传感器薄膜，且所述传感结构上面一侧和/或下面一侧设置有凸凹状结构或者硬质材料。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种床垫，包括本专利技术提供的传感器，还包括气囊，所述传感器上方设置有舒适层，下方设置有缓冲层。本专利技术实施例的又一个目的在于提供一种气囊调节床垫，包括多个独立气囊、气泵气阀和分立气管，其中所述多个独立气囊通过分立气管与气泵气泵连接，分立气管上设置有气阀用于控制气体流动，所述分立气管与多个独立气囊连接处的口径大于所述分立气管与气泵连接处的口径。本专利技术实施例还提供一种智能调节床，包括本专利技术的气囊调节床垫。本申请的技术方案采用气囊和柔性传感结构的组合，两者分别对应调节和传感的功能。这种设置可以在满足功能需求的同时，可以很大程度上降低重量和成本，而且由于气泵和柔性传感都是非硬质感，比较容易满足舒适度的要求。附图说明图1是本专利技术一个实施例提供的床垫结构；图2是本专利技术一个实施例提供的传感器中的传感层的排布示意图；图3为本专利技术一个实施例提供的传感结构的结构示意图；图4为本专利技术另一实施例提供的缓冲层被切割的传感结构的结构示意图；图5为本专利技术一个实施例提供的床垫的结构示意图；图6为图5中分立气管的结构示意图；图7为图5中带隔音装置的气泵结构示意图；图8为本专利技术一个实施例的电路结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的系统控制流程图；图10为本专利技术一个实施例采用的低通滤波器结构示意图；图11为本专利技术一个实施例采用的低通滤波器结构示意图；图12为本专利技术一个实施例提供的多级仪表放大滤波的电路结构图；图13为本专利技术一个实施例提供的传感识别流程方法；图14为本专利技术一个实施例提供的躯干识别方法流程；图15为本专利技术实施例提供的确定睡姿的具体步骤；图16为本专利技术实施例提供的确定躯干区域对称性(SYM)的具体步骤；图17为本专利技术一个实施例提供的智能调节床的调节算法示意图。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种用于智能床的传感器，该传感器根据材料类型，可以是压阻传感器，也可以是压容传感器，也可以是应变式压力传感器。具体地，该传感器包括传感结构，该传感结构包括传感层，该传感层自上而下依次包括：柔性上层信号传导层、压力传感层和柔性下层信号传导层，所述压力传感层包括点阵薄膜压力传感器，且所述传感结构上面一侧和/或下面一侧设置有凸凹状结构或者硬质材料。本专利技术实施例中，床垫按照传感与调节模块的关系可分为：传感与调节独立的结构(参见图1)。图1显示了传感结构和调节结构相互独立的床垫的实施例，如图1所示，该床垫由上至下依次包括：舒适层、传感层、缓冲层和气囊层，其中传感层与气囊层(调节结构)中间设置有缓冲层，两者在空间上是独立的，互不影响。气囊通过充放气来调节床垫对应部分的高度。传感层主要包括：柔性上层信号传导层、柔性下层信号传导层，以及中间的压力传感层。本专利技术实施例中使用的传感层可以设置为点阵薄膜压力传感器。对于点阵传感器，也称为面式点阵传感器，传感器是一整张层状柔性膜，里面是矩阵排列的分布式传感单元，如图2所示，其显示了传感单元的排列方式，其中传感单元按照阵列排布，每排有一行行扫描线，每列有信号输出线。此种排列方式可以获取该传感器膜的点阵式压力值。图3显示了本专利技术一个实施例中的传感层分布图，传感器包括柔性顶层信号层和柔性底层信号层，以及位于两者中间的核心传感层。该柔性顶层信号层也称为柔性顶层走线层，该柔性底层信号层也称为柔性底层走线层。该传感模块的上方是舒适层，下方是缓冲层，用于隔离传感层和调节层。这种独立式传感结构存在的问题在于床垫表面承受的压力经过介质层(舒适层)会横向分摊给周围，造成传感数据的不独立性，由此造成传感层承受的压力与实际睡者的身体压力存在一定的偏差，使得检测结果不准确。为了减小这种偏差，本专利技术提出切割分立法进行解决。切割分立法，具体是指，在传感单元的列方向上，通过对上层舒适层进行一定厚度的切割(切割痕可以透过舒适层，也可以不透过舒适层)，从而使得传感单元具有更好的独立性，避免彼此干扰，具体结构如图4所示。图4中舒适层的切割线彼此平行，且与单体传感器的排列方向平行。本专利技术实施例提供的床垫还包括调节装置，传感器检测到床垫承受的压力状况后将信息传递给调节装置，该调节装置对床垫表面高度进行适应性调节，以使使用者获得最舒适的睡眠姿势。本专利技术实施例中使用的调节装置可以为气囊调节装置，也可以是其他的调节装置。本专利技术实施例还提供一种气囊类床垫调节结构，如下所述。实施例1：本实施例提供的床垫采用气囊调节的方式，如图5所示，其中床垫的底部由一排排独立气囊排列而成，每一个独立气囊连接有一个气管，便于更小区域地调节压力和升降。气囊和气管都连接到气泵上，中间通过气阀控制。通过气阀和气泵控制对每一个气囊充放气的操作，由此调节各个气囊的软硬度。另一方面，本专利技术实施例中分立气管采用口径变化的气管，如图6所示，独立气囊处的气管的口径较大，气泵处的气管口径比较小，其可以在气泵处于相同压强的情况下，在充放气时降低气囊的气流速度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器，包括传感结构，该传感结构包括传感层，该传感层自上而下依次包括：柔性上层信号传导层、压力传感层和柔性下层信号传导层，所述压力传感层包括压力薄膜传感器器，且所述传感结构上面一侧和/或下面一侧设置有凸凹状结构或者硬质材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种传感器，包括传感结构，该传感结构包括传感层，该传感层自上而下依次包括：柔性上层信号传导层、压力传感层和柔性下层信号传导层，所述压力传感层包括压力薄膜传感器器，且所述传感结构上面一侧和/或下面一侧设置有凸凹状结构或者硬质材料。


2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器包括传感区域和非传感区域，所述传感区域的弹性系数大于非传感区域的弹性系数。


3.一种自动调节床垫，包括根据权利要求1或2所述的传感器，还包括气囊，所述传感器上方设置有舒适层，下方设置有缓冲层，所述舒适层上进行一定厚度的切割，所述切割穿透或者不穿透所述舒适层。


4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘众，王新安，孙成俊，卢坤涛，何春舅，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44