一种人体自适应加热的智能床垫

1.本实用新型涉及智能家居领域，具体涉及一种人体自适应加热的智能床垫。


背景技术：

2.自电热毯广泛应用以来，不断有人针对电热毯舒适性低、温度调节效果不佳等缺陷提出新的改进，进而衍生出加热床垫的设计。床垫相较于电热毯具有一定的厚度，为投入更多功能性器件的设置提供了条件，同时避免了电热毯中的软索式电热元件的明显触感。在智能家居领域，加热床垫的技术迭代创新速度很快，现有技术提出了如水循环加热床垫来改善加热方式、针对体重调节温度来提升舒适性等方式来提升加热床垫的智能性能。然而在现有的加热床垫技术中，加热温控的调节均是针对整个床垫而言，未考虑到人体不同部位对温度需求和敏感度的差异性。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种人体自适应加热的智能床垫，实现了分区加热的技术，通过下述技术方案实现：
4.一种人体自适应加热的智能床垫，包括分别与控制模块相连的压力监测模块、温度监测模块及加热模块，其中，
5.压力监测模块：包括平均设置于同一床垫夹层平面内的多个带有位置标签的压力传感单元，各压力传感单元分别与控制模块电连接；
6.温度监测模块：包括平均设置于同一床垫夹层平面内的多个带有位置标签的温度传感单元，各温度传感单元分别与控制模块电连接；
7.加热模块：包括平均设置于同一床垫夹层平面内的多个带有位置标签的加热单元，各加热单元分别与控制模块电连接；
8.控制模块：用于接收压力监测模块及温度监测模块的输入信号，并向加热模块输出控制信号；控制模块对各加热单元的控制关系互相独立。
9.在上述方案的基础上，进一步的有：
10.压力监测模块、温度监测模块及加热模块所在的夹层平面为互相平行的不同平面，不同模块中的压力传感单元、温度传感单元及加热单元之间的区域关系对应为各单元纵向投影至床垫表面时的位置关系。
11.厂家可对床垫表面进行预设的区域划分，投影位于同一区域内的压力传感单元、温度传感单元、加热单元之间相互关联，控制模块可根据区域内的压力传感单元和温度传感单元的数据输入情况，对该区域内的加热单元发送温度控制指令，实现床垫的分区加热。
12.在上述方案的基础上，进一步的有：
13.在压力监测模块、温度监测模块及加热模块所在的不同平面之间设置有缓冲层。缓冲层对各模块中的器件进行缓冲隔热，降低模块内的单元对其他类型的元件造成的环境影响导致的误差。
14.在上述方案的基础上，进一步的有：
15.所述人体自适应加热的智能床垫内部还设置有均匀分布的伸缩压杆，所述伸缩压杆长度方向垂直于床垫表面，贯穿于压力监测模块、温度监测模块及加热模块分别所在的夹层平面。伸缩压杆起到支撑和分区的作用，支撑作用可以提升用户的舒适度，分区作用可以对各层传感单元及加热单元的位置进行固定，减少各单元的横向位移。
16.在上述方案的基础上，进一步的有：
17.所述人体自适应加热的智能床垫还包括数据输入模块，用于向控制器输入指令，与控制模块电连接。用户可通过数据输入模块向控制模块分别输入各区域的温度调节、定时关闭等控制指令。
18.进一步的，数据输入模块可为与控制单元有线连接的操作面板或蓝牙/网络等无线连接的控制终端。
19.在上述方案的基础上，进一步的有：
20.所述人体自适应加热的智能床垫还包括与控制模块电连接的显示模块，用于显示压力监测模块的压力监测数据分布、温度监测模块的温度监测数据分布。
21.进一步的，数据显示方式为人类可读显示或机器可读显示。用户可以根据人类可读显示数据对床垫的区域划分进行自定义修改，控制模块可以根据机器可读显示数据对床垫的区域划分进行自动修改，修改条件阈值及修改方式可由用户或厂家定义。
22.在上述方案的基础上，进一步的有：
23.所述控制模块包括一个或多个控制器。控制模块包括一个控制器时，控制器对各区域的传感器单元及加热单元分别进行控制；控制模块包括多个控制器时，每个区域内的传感器单元及加热单元分别由一个控制器进行控制。
24.在上述方案的基础上，进一步的有：
25.所述加热单元为石墨烯加热片。石墨烯加热片比传统电阻丝更加安全，上下夹在海绵中间，不影响舒适性。
26.需要说明的是，上述各模块均为本领域技术人员可以根据需求购买到的产品，数据输入模块向控制模块输入温度调节、定时等控制指令，以及控制模块根据压力传感器等输入信号对独立连接的多个加热单元输出控制信号的运行原理为本领域内的公知常识，本实用新型将其有机地运用在技术方案中，实现了新的技术效果，不涉及计算机程序的改进；在本床垫的基础上增设控制模块区域重新划分的计算机逻辑涉及计算机程序改进，但本实用新型不要求保护该技术手段，仅仅是提出本领域技术人员容易想到的一种改进思路。
27.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
28.1.本实用新型对加热床垫进行的区域划分，实现了智能床垫的分区加热功能，提高了用户的睡眠舒适程度。
29.2.本实用新型的区域划分可根据传感器的监测情况进行修改，提高了不同身材、不同身高、不同躺姿习惯的用户的适用性。
30.3.本实用新型可针对不同区域分别进行温度及加热时间的调节，进一步提升用户体验。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。在附图中：
32.图1为本实用新型的结构原理框图；
33.图2为实施例中的床垫剖面图；
34.图3为实施例中的床垫侧视图。
35.附图中标记及对应的零部件名称：01-压力监测模块，011-压力传感单元，02-温度监测模块，022-温度传感单元，03-加热模块，033-加热单元，04-控制模块，05-输入模块，1-床垫散热孔，2-电源，3-床垫主体，4-第一缓冲层，5-床罩，6-伸缩压杆，7-第二缓冲层，8-床垫底层，9-主机散热孔，10-无线传输模块，11-电源插口。
36.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
37.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
38.在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。
39.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
40.在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
41.实施例：
42.如图1所示，在本实施例中，一种人体自适应加热的智能床垫，包括分别与控制模块04相连的压力监测模块01、温度监测模块02及加热模块03，其中，
43.压力监测模块01：包括平均设置于同一床垫夹层平面内的220个带有位置标签的压力传感单元011，各压力传感单元011分别与控制模块04电连接；
44.温度监测模块02：包括平均设置于同一床垫夹层平面内的220个带有位置标签的温度传感单元022，各温度传感单元022分别与控制模块04电连接；
45.加热模块03：包括平均设置于同一床垫夹层平面内的220个带有位置标签的加热
单元033，各加热单元033分别与控制模块04电连接；所述加热单元033为石墨烯加热片。石墨烯加热片比传统电阻丝更加安全，上下夹在海绵中间，不影响舒适性。
46.控制模块04：用于接收压力监测模块01及温度监测模块02的输入信号，并向加热模块03输出控制信号；控制模块04对各加热单元033的控制关系互相独立。
47.压力监测模块01位于上层，压力传感单元011更精确地捕捉到人体的压力形态；加热模块03位于下压力监测模块01所在层之下；温度监测模块02位于压力监测模块01与加热模块03的中层，温度传感单元022实时监控对应位置的温度是否达到要求。每个压力传感单元011对应一个加热单元033及一个温度传感单元022，投影至床垫表面的位置一一对应。
48.厂家可根据人类平均身高及睡眠习惯对床垫表面划分头部区域、四肢区域、臀部区域、足部区域，或针对不同身高区间人群分别设置不同的分区标准；针对各区设置不同的初始加热温度，如冬季人脚的温度一般较低，加热温度可以设定高一些，研究表明，臀部温度高一些更加舒适，人体臀部温度设置高一些。
49.投影位于同一区域内的压力传感单元011、温度传感单元022、加热单元033之间相互关联，控制模块04可根据区域内的压力传感单元011(如，划分多个足部区域，有压力反馈的足部区域才进行加热)和温度传感单元022(如，温度传感单元022温度达到某一阈值时暂停加热，温度低于某一阈值时开始加热)的数据输入情况，对该区域内的加热单元033发送温度控制指令，实现床垫的分区加热。
50.如图2所示，在压力监测模块01和温度监测模块02所在的平面之间设置有第一缓冲层4，在温度监测模块02和加热模块03所在的平面之间设置有第二缓冲层7，第二缓冲层7之下还设置有位于床垫底层8之上。缓冲层对各模块中的器件进行缓冲隔热，降低模块内的单元对其他类型的元件造成的环境影响导致的误差。在床垫主体3表面设置有床罩5，床罩5表面包含多个床垫散热孔1。
51.所述人体自适应加热的智能床垫内部还设置有均匀分布的伸缩压杆6，所述伸缩压杆6长度方向垂直于床垫表面，贯穿于压力监测模块01、温度监测模块02及加热模块03分别所在的夹层平面。伸缩压杆6起到支撑和分区的作用，支撑作用可以提升用户的舒适度，分区作用可以对压力传感单元011、温度传感单元022、加热单元033的位置进行固定，减少各单元的横向位移。
52.所述人体自适应加热的智能床垫还包括数据输入模块05，用于向控制器输入指令，与控制模块04电连接。用户可通过数据输入模块05向控制模块04分别输入各区域的温度调节(可选择根据加热时间进行梯度减温)、定时关闭等控制指令。数据输入模块05可为与控制单元有线连接的操作面板或蓝牙/网络等无线连接的控制终端。
53.所述人体自适应加热的智能床垫还包括与控制模块04电连接的显示模块，用于显示压力监测模块01的压力监测数据分布、温度监测模块02的温度监测数据分布。数据显示方式为人类可读显示(如屏幕显示数据)或机器可读显示(如机器语言的模数转换)。用户可以根据人类可读显示数据(如压力传感单元011的坐标显示图及对应压力数值)对床垫的区域划分进行自定义修改，不受个体身高差异影响，控制模块04可以根据机器可读显示数据对床垫的区域划分进行自动修改，修改条件阈值(压力传感单元011受力位置人体形态)及修改方式可由用户或厂家定义。
54.所述控制模块04包括一个或多个控制器。控制模块04包括一个控制器时，控制器
对各区域的传感器单元及加热单元033分别进行控制；控制模块04包括多个控制器时，每个区域内的传感器单元及加热单元033分别由一个控制器进行控制。
55.如图3所示，床垫侧面设置有小型电源2和无线传输模块10，控制模块04设置于小型电源2和无线传输模块10之间，上述模块上层还设置有主机散热孔9，下层为床垫底层8，所述小型电源下方还设置有电源插口11。
56.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。