高度可变枕头制造技术

一种可自动调节高度的枕头有三部分组成：一是可升降枕头部分，二是感知人们睡觉姿态部分，三是电信号测量和控制部分。具有进气管道〔1〕和一根排气管道〔2〕、高压气瓶〔3〕、长方形气囊〔4〕、感应头〔5〕、模/数转换接〔6〕、单板机〔7〕、数/模转换接〔8〕、气泵〔9〕、充气电磁阀〔10〕、排气电磁阀〔10’〕、光电控制器〔11〕、上位光敏元件〔12〕和下位光敏元件〔13〕组成。枕头长边延升出一块感应区域，各感应头〔5〕之间间隔8cm-13cm。气囊〔4〕内装有控制高度的光电控制器〔11〕，上位光敏元件〔12〕和下位光敏元件〔13〕距离在8cm-13cm之间可调节设定。本实用新型专利技术通过感知人们的睡觉姿态侧卧和仰卧的变化，设计了通过保持枕头根据姿态的变化而自动调节到不同的高度，以自动适应人们的颈椎弯曲程度，达到保护人们颈椎的目的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种可自动调节高度的枕头，特别适用于睡卧者在侧卧和仰卧、俯卧的睡姿变化中可自动调节高度的枕头。
技术介绍
当前人们在睡卧休息时，往往侧卧需要垫较高的枕头，仰卧时需要降低枕头，但是当前还没有在人们睡姿变化时进行自动调节高度的枕头。虽然人们对枕头进行了各式各样的改进，对材料方面，运用了玉、石、竹、棉、麻，对质地上采用了硬质和软质材料，对形状上除大量的长方形为主，也有正方形、圆形、椭圆形、还有仿生物形等，特别是填充物采用棉、 海棉、气、水等软质材料或流动性材料，能够随重量的变化，使枕头的高度产生变化。但是， 仍然没有能随人的睡姿变化而进行高度自动变化的枕头。
技术实现思路
本专利技术向人们提供了一种能随着人的睡姿侧卧或是仰卧、俯卧的变化，能够自动调节高度的枕头。枕头由三部分组成一是升降部分，二是睡姿感知部分，三是信号测控部分。包含进气管道、排气管道、气囊、感应头、模/数转换接口、单板机、数/模转换接口、气泵、充气电磁阀、排气电磁阀、光电控制器、上位光敏元件、下位光敏元件和电源组成；气泵通过进气管道与充气电磁阀再与气囊相连接；排气管道经排气电磁阀与气囊相连接；感应头经模/数转换接口与单板机相连接，由单板机经数/模转换接口通过上位光敏元件与充气电磁阀相连接；由单板机经数/模转换接口通过下位光敏元件与排气电磁阀相连接。高压气瓶替代气泵，减少噪声。高压气瓶出气口连接进气管道与充气电磁阀再与气囊相连接。升降部分包含由橡胶或塑料或皮革等既柔软，又不透气的材料缝制或粘贴成 1-20个气囊；每一气囊连接有一个充气电磁阀和一个排气电磁阀，分别与进气管道和排气管道相连接；在气囊内部上下分别安装着光电控制器的内层元件和外层元件，内外层元件套接可滑动。感知睡姿部分包含枕头长边伸出1-20块感应区，由单板机控制每1个感应区分别与1-20个气囊相对应，每个感应区与枕头平行排列着若干感应头。侧卧时每行压迫1个感应头，仰卧或俯卧时压迫2-4个感应头。信号测控部分包含感应头、模/数转换接口、单板机、数/模转换接口、光电控制器常闭、气泵或高压气瓶常开、充气电磁阀常开和排气电磁阀常开。感应头感应头为压电陶瓷片，受到外力压迫时产生电压。感应头布设为横行四行，行距10cm-15cm，纵列以枕头长边长度而定，各感应头间隔8cm-13cm，根据睡卧者体型可调整，保持在随机侧卧时只压迫1个感应头，仰卧或俯卧时同时压迫2-4个感应头。信号定位横行为X，纵列为Y，单板机接收电压定位XY顺序。光电控制器气囊中枕头顶部方向安装光电控制器内层元件，枕头底部方向安装光电控制器外层元件，内外层元件为方形或长方形，内层元件套装进入外层元件中，可沿轴向滑动；内层元件顶部一般用胶接，也可在不透气的前提下铆接或螺丝连接在顶部内侧，外层元件胶接或铆接或螺丝连接在底部内侧；内层元件在两个对面各钻一个轴对称圆孔，光线可穿过；外层元件在两个对面上各开一个轴对称矩形窗口，一面安装着上下位2个发光元件，另一面对应安装着上下位2个光敏元件，上下光敏元件之间距离可在8cm-13cm内调整；内层元件长度等于枕头的最低位高度10-15cm，比外层元件长度略长。气囊在最低位置时，只能向气囊充气，气囊由低位向高位展开，内层元件从外层元件中逐渐滑出，内层元件圆孔与外层元件的矩形窗口重叠位置逐渐上移，下位光敏元件，从受光到不受光，常闭触点从断开到恢复常闭，排气电磁阀恢复可通电状态，此时，枕头高度为非最低位置；继续充气， 气囊继续展开，内层元件的圆孔继续上升，下位光敏元件不受光，常闭触点闭合；当圆孔与上位发光元件和上位光敏元件设定位置重合，光照射到上位光敏元件，常闭触点受光断开。单板机经光电控制器常闭触点连接充气电磁阀常开触点和排气电磁阀常开触点之间。单板机设置判断睡卧姿态的规则。单板机接收感应头电压，当第一行有2-4个邻近感应头电压值，单板机接收第二行，第三行，第四行。经试验单板机四行感应头电压值规则为四行中有一行电压值为单一感应头受压，表示睡卧者是侧卧，需要枕头处于高位；每行均为2-4个相邻感应头受压，睡卧者是仰卧或俯卧，需要枕头处于低位。枕头工作过程如下(1)打开枕头电源，单板机被激活，发出并保持一个高电位接通信号，经数/模转换接口，光电控制器的上位发光元件发光，此时如果枕头处于高位，光电控制器上位的光敏元件受光，发出一个脉冲信号，常闭触点断开，充气电磁阀和气泵停止，枕头工作状态准备完毕，脉冲信号到单板机，表示系统准备完毕，单板机进入待机状态， 发出低电位，光电控制器的发光元件熄灭。如果光电控制器不在上位，上位的光敏元件不受光，电路处在常闭状态，信号到达充气电磁阀和气泵，电磁阀启动，气路被打开，气泵启动向气囊内充气，枕头升高，当到达枕头高位时，光电控制器上位的光敏元件受光，发出脉冲信号，常闭触点断开，充气电磁阀和气泵停止，脉冲信号到单板机，系统准备完毕，单板机进入待机状态，发出低电位，光电控制器的发光元件熄灭。枕头系统准备完毕。(2)睡卧者躺压感应区，感应头受压后发出电压信号，单板机激活，发出高电位，计时1分钟，信号稳定，单板机顺序接收感应头电压，从离枕头长边最近第一横行开始，当第一行中只有一个感应头电压值时，睡卧人员是侧卧，需要枕头高位，此时，如果枕头处于高位，光电控制器上位光敏元件受光状态，单板机输出低电位，充气电磁阀处在断开状态，排气电磁阀也处在断开状态，此时，枕头气囊保持对外部的隔绝状态，枕头仍处于高位。睡卧者是侧卧，光电控制器上位光敏元件未受光状态，则输出一个进气控制信号， 控制信号经过数/模转换接口，输出模拟信号两路，一路到受压感应头相关气囊单元的充气电磁阀，打开阀门；另一路被送到气泵，起动气泵，开始充气并保持对气囊充气状态，直到上位光敏元件受光，发出脉冲信号，线路断开，充气结束，脉冲信号到单板机，单板机发出一个低电位，光电控制器停止工作，相关气囊单元的充气电磁阀恢复常断状态，气泵停止转动，充气电磁阀处在断开状态，排气电磁阀也处在断开状态，此时，枕头气囊对外部隔绝，枕头保持在高位状态。当感应头输入为每行2-4个感应头电压时，表示睡觉人员是仰卧或俯卧，需要枕头处于低位。单板机发出一个高电位到排气电磁阀，如果此时光电控制器下位敏感元件受光照，线路断开，则状态不变，充气电磁阀处在断开状态，排气电磁阀也处在断开状态，此时，枕头气囊对外部隔绝，枕头保持在低位状态。如果光电控制器下位敏感元件没有受光照，线路常闭，单板机发出的高电位，经过数/模转换接口，经光电控制器到受压感应头相关气囊单元的排气电磁阀，打开排气阀门，在重力压迫下排气，直到光电控制器下位敏感元件受光照，发出脉冲信号，常闭触点断开，排气工作结束，单板机发出低电位，相关气囊单元的排气电磁阀恢复常断状态，发光元件熄灭，枕头保持在低位状态，充气电磁阀处在断开状态，排气电磁阀也处在断开状态，此时，枕头气囊对外部隔绝，枕头保持在低位状态。试验还得知由于睡卧者睡觉千姿百态，并不能完全保证睡卧者侧卧时只能压到一个感应头，而睡卧者手臂有时也会伸展向枕头长边，这样就产生侧卧者与仰卧或俯卧时相同压到2-4个感应头。为防止此类现象的发生，本专利技术特别设计一是在感应区域设计了四行感应头，使睡卧者侧卧时即使手臂压迫一至二行甚至压迫三行2-4个感应头，只要一行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴文玉，
申请(专利权)人：北京电子科技职业学院，
类型：实用新型
国别省市：