一种主动调温按摩型车载护颈枕

本发明属于汽车配件，具体涉及一种主动调温按摩型车载护颈枕，尤其涉及一种基于梯度晶格导风结构与刚柔复合增材制造的主动调温按摩型车载护颈枕。

背景技术：

1、车载护颈枕安装于汽车座椅头枕或靠背区域，用于对人体颈部提供辅助支撑，降低头颈部悬空状态下的肌肉负荷。

2、现有车载护颈枕通常采用海绵、记忆棉、乳胶或其他柔性填充材料作为主要支撑结构，并在外侧设置织物、皮革或其他包覆层。该类结构具有制造工艺成熟、柔软性较好等特点，但是其内部通常为连续实体或高密度填充结构，空气流通能力有限。当人体颈部与护颈枕长时间贴合时，人体产生的热量和湿气不易及时排出，尤其在夏季或者车内空调尚未充分降温的情况下，容易形成局部积热和闷热现象。

3、此外，传统护颈枕主要依靠材料自身的弹性变形实现被动支撑，支撑刚度通常较为均匀，难以根据人体颈部不同区域的受力差异进行针对性调节。当护颈枕局部支撑过硬时，容易产生局部压迫；当支撑过软时，又可能导致颈部缺乏有效支撑。因此，现有护颈枕在支撑稳定性、压力分散和舒适性之间存在一定矛盾。

4、现有部分具有按摩功能的护颈产品通常采用独立安装的硬质按摩头、偏心振动机构或机械按摩组件，结构相对复杂，并且按摩部件与护颈主体之间存在明显的装配界面，不利于产品轻量化和结构集成。

5、随着增材制造技术的发展，3d打印技术能够根据数字模型直接制造具有复杂内部孔道、晶格、曲面和局部梯度结构的产品，为车载护颈枕的结构优化提供了新的技术途径。现有初步应用3d打印技术制造护颈枕的方案，主要关注产品外形或单一材料成型，对于承载结构、通风结构、柔性按摩结构以及不同材料之间的协同设计仍存在进一步优化空间。

6、因此，需要提供一种能够利用增材制造技术实现复杂结构成型，并将承载、减重、导风、散热以及柔性按摩功能进行结构化集成的车载护颈枕，以改善现有护颈产品功能单一、透气性不足以及支撑和舒适性难以兼顾的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种主动调温按摩型车载护颈枕，解决现有车载护颈枕内部空气流动能力不足、人体颈部贴合区域容易积热、支撑结构单一、按摩结构集成度低以及传统加工方式难以同时实现复杂内部风道和梯度晶格结构的问题。

2、本发明进一步解决的技术问题是，在保证护颈枕具有足够结构刚度和安装稳定性的同时，通过梯度晶格结构降低不必要的实体材料占比，并利用晶格孔隙形成空气流动区域，使承载结构与导风结构相互结合。

3、本发明进一步解决的技术问题是，通过硬质承载主体与柔性按摩层的刚柔复合结构，使护颈枕既能够提供稳定的颈部支撑，又能够利用柔性按摩单元对人体颈部形成分布式接触，从而改善传统单一硬度护颈结构的接触舒适性。

4、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

5、一种基于梯度晶格导风结构与刚柔复合增材制造的主动调温按摩型车载护颈枕，包括承载主体、柔性按摩层以及主动通风模块；

6、所述承载主体具有与人体颈部曲面相适配的弧形支撑面，所述承载主体内部设置导风承载区域，所述导风承载区域包括贯通风道和与所述贯通风道连通的梯度晶格结构；

7、所述主动通风模块安装于所述承载主体上，并与所述贯通风道连通，用于驱动空气进入所述贯通风道并沿所述梯度晶格结构向人体颈部贴合区域流动，从而形成主动通风路径；

8、所述柔性按摩层设置于所述承载主体靠近人体颈部的一侧，所述柔性按摩层具有与人体颈部生理曲线相适配的柔性基底，并设置有若干向人体颈部方向凸出的弹性按摩单元；

9、所述承载主体采用硬质材料形成，所述柔性按摩层采用柔性材料形成，以形成硬质承载结构与柔性接触结构相结合的刚柔复合结构。

10、优选地，所述承载主体采用fdm熔融沉积成型工艺制造，所述承载主体的材料为abs或具有相近机械性能的热塑性高分子材料。

11、优选地，所述柔性按摩层采用sla光固化增材制造工艺制造，所述柔性按摩层采用柔性光敏树脂材料形成。

12、优选地，所述承载主体整体呈u型、弧形或与汽车座椅头枕结构相适配的曲面形状，其边缘设置圆角过渡结构，以减少人体接触时的局部应力集中。

13、优选地，所述贯通风道沿承载主体的长度方向或弧形延伸方向设置，其至少一端与主动通风模块连通，另一端与外部环境连通。

14、优选地，所述贯通风道与梯度晶格结构形成气流连通关系，使主动通风模块产生的气流能够由贯通风道进入梯度晶格区域，并通过梯度晶格结构的孔隙向人体颈部贴合区域扩散。

15、优选地，所述梯度晶格结构由多个晶格单元按照预定区域进行分区布置，至少两个区域的晶格单元尺寸、杆件尺寸、孔隙率或排列密度中的一种或多种不同，以形成梯度变化的晶格结构。

16、优选地，所述梯度晶格结构采用tridiametral双向晶格结构，也可以根据承载性能、通风性能及打印成型条件采用其他具有空间连通孔隙的晶格结构。

17、优选地，所述梯度晶格结构靠近承载主体后部的区域采用较大的晶格单元，以降低结构质量并增加气流通过空间；靠近人体颈部支撑区域的区域采用相对细密的晶格单元，以提高局部支撑能力。

18、优选地，所述柔性按摩层上的弹性按摩单元采用弧形、半球形、圆柱形、椭圆形或其组合结构，并通过按摩单元高度、曲率、间距和排列密度中的一种或多种参数形成分区式按摩结构。

19、优选地，所述柔性按摩层与承载主体之间设置机械嵌合结构、凹凸锁合结构、定位凸台、定位孔、卡接结构或其他能够限制柔性按摩层相对于承载主体发生相对位移的连接结构。

20、优选地，所述主动通风模块包括风机、电机、控制电路以及电源模块，所述控制电路分别与电机和电源模块电连接。

21、优选地，所述主动通风模块设置有调速组件，用于改变风机转速，从而调整进入贯通风道的气流流量。

22、优选地，所述主动通风模块还包括温度检测组件和/或湿度检测组件，所述温度检测组件和/或湿度检测组件与控制电路连接，控制电路根据检测结果调节风机运行状态。

23、优选地，所述控制电路采用微控制器作为控制核心，根据预设温度、湿度或运行模式控制风机以不同转速运行。

24、优选地，所述电源模块采用可充电电池，也可以采用车辆电源接口或其他低压直流电源。

25、优选地，所述承载主体背部设置安装组件，所述安装组件包括绑带卡扣座、弹性绑带或可调节连接件，用于将护颈枕固定于汽车座椅头枕或座椅靠背位置。

26、优选地，所述安装组件具有长度或位置调节功能，以适应不同车型的座椅头枕尺寸和安装位置。

27、本发明中，承载主体、贯通风道和梯度晶格结构不是相互独立的功能部件，而是形成相互配合的结构体系。

28、所述承载主体作为护颈枕的主体承载结构，用于承受人体颈部施加的压力以及安装过程中产生的约束力；所述贯通风道作为主动气流的主要输送通道，用于将主动通风模块产生的气流引导至护颈枕内部；所述梯度晶格结构既作为承载主体内部的轻量化支撑结构，又作为气流扩散和分配区域。

29、主动通风模块运行时，外部空气在风机作用下进入贯通风道，并由贯通风道向梯度晶格区域输送。由于梯度晶格结构具有相互连通的孔隙，空气能够在晶格区域内形成多方向流动，并由靠近人体侧的孔隙向外排出。

30、通过上述结构，护颈枕内部的承载空间不再完全由实体材料占据，而是利用晶格结构形成可控的内部孔隙空间，在维持结构支撑能力的同时，为主动通风提供空气流动路径。

31、柔性按摩层设置于人体接触侧，使人体颈部首先与柔性按摩单元接触。由于按摩单元能够产生一定程度的弹性变形，可以在人体颈部与硬质承载主体之间形成柔性缓冲区域。

32、当人体颈部向护颈枕施加压力时，柔性按摩单元发生弹性压缩或弯曲变形，多个按摩单元共同承担人体颈部载荷，从而形成分布式接触，而不是由单一硬质支撑点承受全部载荷。

33、因此，本发明通过硬质承载主体、梯度晶格结构、贯通风道、主动通风模块和柔性按摩层之间的结构配合，同时实现承载、减重、导风和柔性接触等功能。

34、本发明有如下有益效果：

35、1.通过在硬质承载主体内部设置贯通风道以及与贯通风道连通的梯度晶格结构，并配置主动通风模块，使护颈枕内部形成主动空气循环路径。风机产生的气流能够通过内部风道和晶格孔隙向人体颈部贴合区域扩散，从而提高人体接触区域的空气交换能力，改善长时间贴合状态下的热量和湿气积聚问题。

36、2.通过将梯度晶格结构同时用于承载和导风，使护颈枕的内部结构由传统实体或高密度填充结构转变为具有空间孔隙的功能性结构，在保证必要支撑性能的同时减少非必要材料占用，有利于降低产品质量和提高内部空间利用率。

37、3.通过设置不同区域的晶格单元尺寸、杆件尺寸或孔隙率，使承载主体具有空间梯度特性，可根据人体接触区域和结构承载需求对不同区域进行差异化设计，从而兼顾局部支撑和空气流动需求。

38、4.通过硬质承载主体与柔性按摩层形成刚柔复合结构，硬质承载主体负责提供整体形状保持和支撑作用，柔性按摩层负责人体接触和缓冲作用，从而改善单一硬度护颈结构在稳定支撑和接触柔软性之间难以兼顾的问题。

39、5.通过在柔性按摩层设置多个具有不同高度、曲率、间距或排列密度的弹性按摩单元，可根据人体颈部不同区域的接触特点形成分区式柔性支撑和按摩结构，提高护颈枕与人体颈部曲面的适配程度。

40、6.通过采用fdm工艺制造硬质承载主体以及采用sla工艺制造柔性按摩层，可以分别利用不同增材制造工艺适应硬质承载结构和柔性精细结构的成型要求，有利于实现传统加工方式较难实现的内部风道、梯度晶格、曲面支撑和柔性按摩单元等复杂结构。

41、7.通过在承载主体和柔性按摩层之间设置机械嵌合或定位连接结构，可以提高两种结构之间的装配稳定性，降低长期使用过程中柔性按摩层发生移位或脱离的可能性。

42、8.通过设置可调节主动通风模块，可根据用户需要改变风机运行状态；进一步结合温度检测和湿度检测功能，可以根据人体接触区域环境参数进行主动调节，从而提高装置运行的适应性。

43、9.通过在承载主体背部设置绑带卡扣座等安装结构，可以在不改变原汽车座椅结构的情况下实现护颈枕的外挂式安装，具有结构简单、安装方便和适配性较好的特点。

44、10.本发明将承载结构、通风结构、轻量化晶格结构以及柔性按摩结构进行协同设计，并非简单地将风机、按摩件和护颈枕进行机械叠加，使不同功能结构在空间上相互配合，有利于提高产品的功能集成程度。