发电系统和智能床垫的制作方法

1.本发明实施例涉及床垫技术领域，尤其涉及一种发电系统和智能床垫。


背景技术：

2.目前的智能床垫为了实现智能功能通常需要外接电源。然而根据家具布局的不同，有时智能床垫附近并无插座，需要接电往往需要将电线拉得较长，影响美观。同时对于部分使用者，睡眠时床垫保持在插电状态会产生心理负担，影响其睡眠质量。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种发电系统和智能床垫，以解决现有的智能床垫需要插电造成的影响美观和造成使用者心理负担的问题。
4.根据本发明的一方面，提供了一种发电系统，用于智能床垫，所述智能床垫包括用电模块，所述发电系统包括发电模块、电源管理模块和储电模块；
5.所述发电模块包括传动单元和发电机组，所述传动单元与所述发电机组连接，所述传动单元用于受到压力后带动所述发电机组转动以使所述发电机组发电；
6.所述发电机组的输出端与所述电源管理模块的第一输入端电连接，所述电源管理模块的第一输出端与所述储电模块的输入端电连接，所述储电模块的供电端与所述电源管理模块的第二输入端电连接，所述电源管理模块的第二输出端与所述用电模块的输入端电连接。
7.在本发明的可选实施例中，所述传动单元包括传动条、第一传动件和第二传动件；
8.所述传动条与所述第一传动件和所述第二传动件均连接，所述第一传动件和所述第二传动件之间的所述传动条构成受压区域；
9.所述第一传动件和所述第二传动件中的至少一个可相对于所述传动条转动，所述传动条用于所述受压区域受力时带动可相对于所述传动条转动的所述第一传动件和/或所述第二传动件转动；
10.可相对于所述传动条转动的所述第一传动件和/或所述第二传动件与所述发电机组连接，用于在转动时带动所述发电机组转动发电。
11.在本发明的可选实施例中，所述传动单元还包括弹性回复件，所述弹性回复件由可伸缩材料制成；
12.所述弹性回复件的数量为至少一个；
13.所述传动条用于所述受压区域受力时带动所述弹性回复件运动；
14.所述第一传动件和/或所述第二传动件包括可相对于所述传动条转动的转动轮，所述弹性回复件与所述转动轮连接，用于提供所述转动轮向初始位置转动的力；
15.所述发电机组包括发电机，所述发电机的数量与所述转动轮的数量相同、且一一对应连接，所述发电机用于在所述转动轮的带动下转动发电。
16.在本发明的可选实施例中，所述转动轮包括内圈和外圈，所述外圈可相对于所述
内圈转动；
17.所述弹性回复件为弹簧，所述弹簧的一端与所述内圈固定连接，所述弹簧的另一端与所述外圈固定连接。
18.在本发明的可选实施例中，所述弹性回复件包括弹性回复条；
19.所述弹性回复条的一端与所述传动条的一端固定连接，所述弹性回复条的另一端与所述传动条的另一端固定连接，所述弹性回复条和所述传动条构成环形传动件，且所述传动条位于所述弹性回复条的上方；
20.所述第一传动件和所述第二传动件均位于所述环形传动件内，且外壁与所述环形传动件接触。
21.在本发明的可选实施例中，所述发电机组还包括加速齿轮组，所述加速齿轮组与所述转动轮啮合，所述发电机与所述加速齿轮组连接；
22.所述转动轮的齿数大于或等于所述加速齿轮的齿数的两倍。
23.在本发明的可选实施例中，所述加速齿轮组包括多级加速齿轮，且最后一级所述加速齿轮的中轴与所述发电机固定连接。
24.在本发明的可选实施例中，所述传动条由金属制成；
25.在本发明的可选实施例中，所述弹性回复件由橡胶、硅胶中的至少一种制成。
26.根据本发明的另一方面，提供了一种智能床垫，智能床垫包括床垫本体，所述床垫本体上设有用电模块和本发明任一实施例所述的发电系统。
27.本发明实施例的技术方案，通过设置传动单元和发电机组，当该发电系统应用在智能床垫上时，床垫上的人翻身等动作会对传动单元产生压力，进而传动单元会带动发电机组转动，最后发电机组将转动的动能转换为电能。同时所述发电机组的输出端与所述电源管理模块的第一输入端电连接，所述电源管理模块的第一输出端与所述储电模块的输入端电连接，所述储电模块的供电端与所述电源管理模块的第二输入端电连接，所述电源管理模块的第二输出端与所述用电模块的输入端电连接。所以发电机组转换生成的电能能够通过电源管理模块储存在储电模块内，进而在用电模块需用电时能够供给用电模块使用。故该发电系统能够充分利用用户在床垫上的翻身等动作并将其转换为电能供智能床垫的用电模块使用，以使智能床垫无需插电使用，解决现有的智能床垫需要插电造成的影响美观和造成使用者心理负担的问题，同时节省了电能。
28.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本发明实施例一提供的一种发电系统和用电模块的连接框图；
31.图2为本发明实施例一提供的一种传动单元的结构示意图；
32.图3为本发明实施例一提供的另一种传动单元的结构示意图；
33.图4为本发明实施例一提供的另一种传动单元的结构示意图；
34.图5为本发明实施例一提供的另一种传动单元的结构示意图；
35.图6为本发明实施例一提供的另一种发电系统和用电模块的连接框图；
36.图7为本发明实施例一提供的一种智能床垫的结构示意图。
37.其中：1、用电模块；2、发电模块；21、传动单元；211、传动条；212、弹性回复件；213、第一传动件；214、第二传动件；22、发电机组；221、发电机；222、加速齿轮组；3、电源管理模块；4、储电模块；5、床垫本体；6、受压区域。
具体实施方式
38.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
39.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
40.实施例一
41.图1为本发明实施例一提供的一种发电系统和用电模块1的连接框图，如图1所示，该发电系统用于智能床垫，智能床垫包括用电模块1，发电系统包括发电模块2、电源管理模块3和储电模块4；其中，用电模块1是指智能床垫中需要耗电的模块，例如当智能床垫为气囊床时，由于气囊床中的气囊组件在充放气时需要用电，此时用电模块1可为其中的气囊组件。当智能床垫具有传感器用于进行监测睡眠时，此时用电模块1可为用于监测的传感器。在此不对用电模块1的具体结构做具体限定，只要是智能床垫中需要耗电的模块即可。
42.发电模块2包括传动单元21和发电机组22，传动单元21与发电机组22连接，传动单元21用于受到压力后带动发电机组22转动以使发电机组22发电。其中，传动单元21是指受到压力后能够带动发电机组22转动的单元，发电机组22是指能够将转动的动能转换为电能的机械设备。
43.发电机组22的输出端与电源管理模块3的第一输入端电连接，电源管理模块3的第一输出端与储电模块4的输入端电连接，储电模块4的供电端与电源管理模块3的第二输入端电连接，电源管理模块3的第二输出端与用电模块1的输入端电连接。
44.其中，电源管理是指如何将电源有效分配给系统的不同组件。电源管理模块3是指能够将电能分配给不同模块的电路模块。储电模块4是指能够蓄积电能的模块，在一个具体的实施例中，储电模块4可为蓄电池。通过使发电机组22的输出端与电源管理模块3的第一输入端电连接，电源管理模块3的第一输出端与储电模块4的输入端电连接，所以发电机组
22所生成的电能能够通过电源管理模块3储存在储电模块4内。通过储电模块4的供电端与电源管理模块3的第二输入端电连接，电源管理模块3的第二输出端与用电模块1的输入端电连接，储电模块4内存储的电能能够通过电源管理模块3供给用电模块1使用。
45.上述方案，通过设置传动单元21和发电机组22，当该发电系统应用在智能床垫上时，床垫上的人翻身等动作会对传动单元21产生压力，进而传动单元21会带动发电机组22转动，最后发电机组22将转动的动能转换为电能。同时发电机组22的输出端与电源管理模块3的第一输入端电连接，电源管理模块3的第一输出端与储电模块4的输入端电连接，储电模块4的供电端与电源管理模块3的第二输入端电连接，电源管理模块3的第二输出端与用电模块1的输入端电连接。所以发电机组22转换生成的电能能够通过电源管理模块3储存在储电模块4内，进而在用电模块1需用电时能够供给用电模块1使用。故该发电系统能够充分利用用户在床垫上的翻身等动作并将其转换为电能供智能床垫的用电模块1使用，以使智能床垫无需插电使用，解决现有的智能床垫需要插电造成的影响美观和造成使用者心理负担的问题，同时节省了电能。
46.在本发明的可选实施例中，如图2所示，传动单元21包括传动条211、第一传动件213和第二传动件214；传动条211与第一传动件213和第二传动件214均连接，第一传动件213和第二传动件214之间的传动条211构成受压区域6。
47.第一传动件213和第二传动件214中的至少一个可相对于传动条211转动，传动条211用于受压区域6受力时带动可相对于传动条211转动的第一传动件213和/或第二传动件214转动。
48.可相对于传动条211转动的第一传动件213和/或第二传动件214与发电机组22连接，用于在转动时带动发电机组22转动发电。
49.其中，受压区域6是指使用时用于受力的区域，当该发电系统应用在智能床垫上时，用户在床垫上的翻身等动作产生的压力会传递至受压区域6，此时传动条211便会在压力的作用下运动并带动第一传动件213和第二传动件214中可相对于传动条211转动的部件转动，如图2所示，传动条211会在压力的作用下运动并带动第一传动件213转动，此时发电机组22便会转动发电。
50.示例性的，传动单元21还包括弹性回复件212，弹性回复件212由可伸缩材料制成；优选的，传动条211不具有可伸缩性，具体的，传动条211由金属制成，例如可为不锈钢等，传动条211用于受压区域6受力时带动所述弹性回复件212运动。
51.弹性回复件212的数量为至少一个；第一传动件213和/或第二传动件214包括可相对于传动条211转动的转动轮，弹性回复件212与转动轮连接，用于提供转动轮向初始位置转动的力。其中，转动轮是指能够转动的轮状器件，例如可为齿轮、摩擦轮等。传动条211是指为条状的部件，例如可为传动带、链条等。
52.发电机组22包括发电机221，发电机221的数量与转动轮的数量相同、且一一对应连接，发电机221用于在转动轮的带动下转动发电。发电机221是指能够将其他形式的能源转换成电能的机械设备，在本方案中指能够将转动的机械能转换为电能的机械设备。
53.其中，当传动条211受压时，传动条211会带动所述弹性回复件212运动；同时在传动条211上的压力消失时，弹性回复件212会回复至初始状态，此时在弹性回复件212的作用下转动轮会转动至初始位置，而在转动轮转动时，发电机221会转动发电，将转动的机械能
转换为电能，从而实现了通过受到的压力进行发电的效果，将其应用在智能床垫上时充分利用了用户翻身等动作产生的压力，有效节省了电能，同时解决现有的智能床垫需要插电造成的影响美观和造成使用者心理负担的问题。
54.具体的，转动轮包括内圈和外圈，外圈可相对于内圈转动；弹性回复件212为弹簧，弹簧的一端与内圈固定连接，弹簧的另一端与外圈固定连接。优选的，弹性回复件212由金属材料制成。
55.其中，由于外圈可相对于内圈转动，同时弹簧的两端分别与内圈和外圈连接，由于弹簧自身具有一定的弹性回复力，所以当外圈在传动条211的带动下转动时，弹簧被拉伸，当传动条211上的压力消失时，外圈便会在弹簧的回复作用下转动回初始位置，以待下一次传动条211受压时转动。
56.在一个具体的实施例中，如图2所示，第一传动件213包括转动轮，第二传动件214为不可转动的固定物，当传动条211受压时，由于传动条211不可形变，所以传动条211的受压区域6会在压力的作用下向下运动，此时第一传动件213包括的转动轮的外圈便会在传动条211的作用下转动，当传动条211上的压力消失时，转动轮的外圈便会在弹簧的回复作用下转动回初始位置，以待下一次传动条211受压时转动。而转动轮转动时发电机221便会转动发电，将转动的机械能转换为电能，从而实现了通过受到的压力进行发电的效果，将其应用在智能床垫上时充分利用了用户翻身等动作产生的压力，有效节省了电能，同时解决现有的智能床垫需要插电造成的影响美观和造成使用者心理负担的问题。
57.在另一个具体的实施例中，如图3所示，第一传动件213和第二传动件214均包括转动轮，当传动条211受压时，所以传动条211的受压区域6会在压力的作用下向下运动，此时第一传动件213和第二传动件214包括的转动轮的外圈便会在传动条211的作用下转动，当传动条211上的压力消失时，第一传动件213和第二传动件214包括的转动轮的外圈便会在弹簧的回复作用下转动回初始位置，以待下一次传动条211受压时转动。而转动轮转动时发电机221便会转动发电，将转动的机械能转换为电能，从而实现了通过受到的压力进行发电的效果。
58.在本发明的可选实施例中，如图4所示，弹性回复件212包括弹性回复条；弹性回复条的一端与传动条211的一端固定连接，弹性回复条的另一端与传动条211的另一端固定连接，弹性回复条和传动条211构成环形传动件，且传动条211位于弹性回复条的上方；第一传动件213和第二传动件214均位于环形传动件内，且外壁与环形传动件接触。优选的，弹性回复件212由橡胶、硅胶中的至少一种制成，橡胶和硅胶均为可伸缩材料。
59.其中，环形传动件是指能够沿周向转动的环形的条状器件，例如可为传动带、链条等。弹性回复条和传动条211端部对应连接组成环形传动件，弹性回复条和传动条211的连接方式可为多种，例如螺栓固定、卡接固定、粘结固定等，在此不对弹性回复条和传动条211形成环形传动件的连接方式做具体限定。
60.由于第一传动件213和第二传动件214均位于环形传动件内，且外壁与环形传动件接触，所以当第一传动件213和第二传动件214包括转动轮时，倘若传动条211受压向下运动，弹性回复条也会在传动条211的拉扯下变形，此时转动轮也会在弹性回复条和传动条211的作用下转动，进而发电机221能够将转动的机械能转换为电能，从而实现了通过受到的压力进行发电的效果，将其应用在智能床垫上时充分利用了用户翻身等动作产生的压
力，有效节省了电能，同时解决现有的智能床垫需要插电造成的影响美观和造成使用者心理负担的问题。
61.在一个具体的实施例中，如图4所示，第一传动件213包括转动轮，第二传动件214不可转动，故此时，当传动条211的受压区域6受压向下运动时，弹性回复条会被拉伸，此时第一传动件213包括的转动轮便会转动，当传动条211上的压力消失时，第一传动件213包括的转动轮便会在弹性回复条的回复作用下转动回初始位置，以待下一次传动条211受压时转动。而转动轮转动时发电机221便会转动发电，将转动的机械能转换为电能，从而实现了通过受到的压力进行发电的效果。
62.在另一个具体的实施例中，如图5所示，第一传动件213和第二传动件214均包括转动轮，此时，当传动条211的受压区域6受压向下运动时，弹性回复条会被拉伸，此时第一传动件213和第二传动件214包括的转动轮便会转动，当传动条211上的压力消失时，第一传动件213和第二传动件214包括的转动轮便会在弹性回复条的回复作用下转动回初始位置，以待下一次传动条211受压时转动。而转动轮转动时发电机221便会转动发电，将转动的机械能转换为电能，从而实现了通过受到的压力进行发电的效果。
63.在本发明的可选实施例中，如图6所示，发电机组22还包括加速齿轮组222，加速齿轮组222与转动轮啮合，发电机221与加速齿轮组222连接；转动轮的齿数大于或等于加速齿轮的齿数的两倍。
64.其中，床垫上的翻身动作的特点是动作幅度大，力量大，但是时间短。无法带动发电机221持续转动。因此需要将幅度大，时间短的转动转化为长时间的转动。通过使转动轮的齿数大于或等于加速齿轮的齿数的两倍，故转动轮在传动条211和弹性回复条的带动下转动时能够带动加速齿轮比较长时间的转动，更为有效的利用了用户在床垫上翻身等动作产生的动能，提高了发电机221的发电效率。
65.示例性的，加速齿轮组222包括多级加速齿轮，且最后一级加速齿轮的中轴与发电机221固定连接。
66.其中，齿轮箱由输入端到输出端，其中一对齿轮啮合后形成的齿轮系，称为单级齿轮传动，其传动级数为1级，由两组单级齿轮传动形成的齿轮系，其传动级数为2级，以此类推还有3级、4级、5级
……
。确定齿轮传动的级数的公式：啮合级数＝(轴数-1)，例如：有3根轴，那就是2级啮合。
67.故多级加速齿轮是指通过多组单级加速齿轮传动形成的齿轮系，其中传动级数为多级，最后一级是指最后用于输出的一组加速齿轮。由于最后一级加速齿轮的中轴与发电机221固定连接，所以当加速齿轮转动时能够方便的带动发电机221转动。此外，加速齿轮的中轴与发电机221的固定连接方式有多种，例如焊接固定、螺栓固定等，在此不做具体限定。
68.通过使加速齿轮组222包括多级加速齿轮，能够使加速齿轮组222变速比更大，体积更小，安装在智能床垫内时较为方便。
69.实施例二
70.本发明实施例二提供了一种智能床垫，智能床垫包括床垫本体5，床垫本体5上设有用电模块1和本发明任一实施例的发电系统。
71.上述方案，如图6和图7所示，通过在床垫本体5上设置发电系统，床垫上的人翻身等动作会对传动条211产生压力，以使传动条211的受压区域6向下运动，带动转动轮转动，
进而加速齿轮组222转动，最后发电机221转动并产生电能。同时发电机组22的输出端与电源管理模块3的第一输入端电连接，电源管理模块3的第一输出端与储电模块4的输入端电连接，储电模块4的供电端与电源管理模块3的第二输入端电连接，电源管理模块3的第二输出端与用电模块1的输入端电连接。所以发电机221转换生成的电能能够通过电源管理模块3储存在储电模块4内，进而在用电模块1需用电时能够供给用电模块1使用。故该智能床垫能够充分利用用户在床垫本体5上的翻身等动作并将其转换为电能供用电模块1使用，该智能床垫无需插电使用，解决现有的智能床垫需要插电造成的影响美观和造成使用者心理负担的问题，同时节省了电能。
72.在本发明的可选实施例中，如图7所示，发电模块2的数量为两组以上；传动条211较弹性回复条靠近床垫本体5的表面。
73.其中，由于发电模块2的数量为两组以上，所以能够充分感受到用户翻身的动作并将其转换为电能。由于传动条211较弹性回复条靠近床垫本体5的表面，而用户在使用智能床垫时通常直接躺卧在床垫本体5的表面，所以用户翻身等动作产生的压力能够直接压在传动条211上，以使传动条211的受压区域6部分向下运动，带动转动轮转动，最后能够产生电能。
74.实施例三
75.本发明实施例三提供了一种智能床，该智能床包括本发明任一实施例的智能床垫。
76.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。