一种可自动调节软硬的弹簧床垫 |
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| 申请号 | CN201710354442.X | 申请日 | 2017-05-18 | 公开(公告)号 | CN107174051A | 公开(公告)日 | 2017-09-19 |
| 申请人 | 上海电机学院; | 发明人 | 金鹏; 连志刚; 徐英杰; 黄森; 徐忠良; 朱志刚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种可 自动调节 软硬的 弹簧 床垫 ，包括由下至上依次设置的弹簧 支撑 底层、弹簧层、充气层下固定层、充气层、充气层上固定层、上部材料层，弹簧支撑底层、弹簧层、充气层下固定层、充气层、充气层上固定层整体外部包覆有固定空间网层；充气层一侧设有充气口，充气口连接充气管一端，充气管另一端通过电磁 阀 与充气 泵 连接； 电磁阀 和充气泵均连接 控制器 。本发明提供的弹簧床垫软硬可以自动可调，可满足大多数人对床垫的软硬程度的要求，并且可以分区调节，一张床垫左右两边可以分开控制软硬程度，适合对软硬程度需求不同的夫妻使用，适用于家庭或者宾馆供给不同客人自动调节使用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可自动调节软硬的弹簧床垫，其特征在于：包括由下至上依次设置的弹簧支撑底层(6)、弹簧层(3)、充气层下固定层(8)、充气层(7)、充气层上固定层(11)、上部材料层(1)，弹簧支撑底层(6)、弹簧层(3)、充气层下固定层(8)、充气层(7)、充气层上固定层(11)整体外部包覆有固定空间网层(9)； |
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| 说明书全文 | 一种可自动调节软硬的弹簧床垫技术领域[0001] 本发明涉及一种弹簧床垫，尤其涉及一种可自动调节软硬的弹簧床垫。 背景技术[0002] 床垫是所有家庭中必不可少的家具，床垫的舒适程度直接影响睡眠质量，从而影响健康。每个人对床垫软硬程度的需求不同，有的人喜欢软一点，有的人喜欢硬一点。而目前市场上都是固定软硬的床垫，一旦床垫造好，就没办法改变床垫的软硬程度，只能适应一部分人某时间段的需求。 [0003] 现实生活中，夫妻两人对床垫的软硬需求可能不同，随着时间的推移，同一个人对床垫的软硬需求也会发生变化。因此，如何设计一种软硬可调节的床垫，是本领域技术人员致力于解决的难题。 发明内容[0004] 本发明要解决的技术问题是如何实现弹簧床垫的软硬自动调节。 [0005] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种可自动调节软硬的弹簧床垫，其特征在于：包括由下至上依次设置的弹簧支撑底层、弹簧层、充气层下固定层、充气层、充气层上固定层、上部材料层，弹簧支撑底层、弹簧层、充气层下固定层、充气层、充气层上固定层整体外部包覆有固定空间网层； [0007] 优选地，需要调节床垫变硬时，控制器控制充气泵对充气层充气，充气层充气膨胀，使弹簧层受空间大小的原因而被迫压缩，弹簧床垫变硬； [0008] 需要调节床垫变软时，控制器控制电磁阀充气层进行放气，充气层放气收缩，使弹簧层伸长，弹簧床垫变软。 [0011] 进一步地，所述控制器连接显示屏，通过显示屏显示气压压强传感器采集的实时气压信号。 [0012] 更进一步地，所述实时气压信号反应出床垫软硬程度，气压越大，弹簧床垫越硬；气压越小，弹簧床垫越软。 [0013] 优选地，所述控制器连接档位调节器，通过档数调节，实现床垫的软硬调节。 [0014] 优选地，所述固定空间网有弹性；当充气层充气膨胀时，固定空间网将上部材料层下方的网内材料全部固定在规定的高度，不会因为充气层的膨胀压迫上部材料层，使上部材料层高度增加而带来高度不一；由于固定空间网的网内空间一定，充气层充气后空间膨胀，因而只能是弹簧层被压缩；充气层放气后空间变小，弹簧层则会伸长。 [0015] 优选地，所述充气层分为左右两个独立的充气袋，左右充气袋的一侧均设有充气口，两个充气口各连接一根充气管，左右两根充气管及充气泵通过三通电磁阀连接；左右充气袋内分别设有一气压压强传感器，两个气压压强传感器及三通电磁阀均连接所述控制器。 [0016] 更优选地，所述控制器对左右充气袋独立控制；当控制左充气袋时，三通电磁阀的左侧分支气阀打开，右侧分支气阀关闭；当控制右充气袋时，三通电磁阀的右侧分支气阀打开，左侧分支气阀关闭。 [0017] 本发明提供的弹簧床垫克服了现有技术的不足，软硬可以自动可调，可满足大多数人对床垫的软硬程度的要求，并且可以分区调节，一张床垫左右两边可以分开控制软硬程度，适合对软硬程度需求不同的夫妻使用，适用于家庭或者宾馆供给不同客人自动调节使用。附图说明 [0018] 图1为可自动调节软硬的弹簧床垫结构示意图； [0019] 图2为单片机控制充气泵原理图； [0020] 图3为控制系统框图； [0021] 图4为单片机控制电磁阀的电路图； [0022] 图5为控制显示器示意图。 具体实施方式[0023] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。 [0024] 本发明提供的可自动调节软硬的弹簧床垫是在普通的弹簧床垫中间加了一层充气层。充气层放置弹簧层的上方，利用单片机控制对充气层的充气膨胀与放气收缩，实现对弹簧的压缩，来控制弹簧床垫的软硬，并利用气压压强传感器将充气层内的气压信号传递给单片机。 [0025] 图1为可自动调节软硬的弹簧床垫结构示意图，所述的可自动调节软硬的弹簧床垫包括由下至上依次设置的弹簧支撑底层6、弹簧层3、充气层下固定层8、充气层7、充气层上固定层11、上部材料层1，弹簧支撑底层6、弹簧层3、充气层下固定层8、充气层7、充气层上固定层11整体外部包覆有固定空间网层9。 [0026] 充气层7分为左右两个独立的充气袋，左右充气袋的一侧均设有充气口5，两个充气口5各连接一根充气管2，左右两根充气管2及充气泵4通过三通电磁阀连接。充气泵4连接电源总线10。 [0027] 充气层下固定层8和充气层上固定层11分别从下方和上方固定充气层7，使之受力均匀。 [0028] 充气层7左右两个独立的充气袋内分别装有一气压压强传感器，气压压强传感器连接单片机。单片机还连接三通电磁阀、充气泵4和档位调节器。 [0029] 结合图2和图3，采用ATMEL的89S51单片机来控制充气泵4的启停，它是一种高效微控制器。光电隔离电路中采用可控硅输出的三端双向可控驱动光电耦合器MOC3021，单片机接收数字信号时，利用D/A转换器将数字信号转换成模拟信号来控制充气泵4的运行，充气泵4对充气层7进行充气，充气层7内压强开始变化，采用气压压强传感器来检测充气层7压强的大小，经过放大器将信号放大后，利用单片机A/D转换器将模拟信号转换成数字信号，并利用单片机的端口将当前的档数显示出来。编写的程序经过编译后，形成一个最终的二进制文件，然后利用编程器写入单片机芯片中，然后把写了程序的芯片安装或焊接在电路中。 [0030] 结合图4，如若想调节弹簧床的软硬程度，只需要利用档位调节器调低档数，充气泵4会自动对充气层7进行充气，充气层7充气膨胀使弹簧受空间大小的原因而被迫压缩，使得弹簧床变硬。若想床变软，只需利用档位调节器调高档数，此时单片机会控制三通电磁阀自动对充气层7进行放气，充气层7放气收缩，使弹簧伸长，使得弹簧床变软。观察档位调节器可以轻易掌握床垫的软硬或者结合实际触摸来感受是否已达到所期望的软硬程度。 [0031] 当充气层内充气膨胀，其内气压会发生改变，此时充气层内的气压大小转换成数字信号后传送给单片机，单片机将此信号以数字的形式反映出来，并显示在档数显示屏上。充气的多少能反应弹簧的压缩量，弹簧的压缩量能反应软硬程度，故利用充气层内的气压大小反应出软硬程度，气压越大，弹簧床垫越硬，显示的数字就越大；气压越小，弹簧床垫越软，显示的数字就越小。 [0032] 档位调节器设置了适合各年龄段的档数：0～10岁，建议一档，也是最软的档数；11～30岁，建议睡五档；31～50岁，建议四挡；50～60岁，建议三档；60岁以上，建议睡二挡和一档。具体情况视个人喜好选择。 [0033] 充气管2是硅橡胶做成的，所述硅橡胶是一种新型高分子弹性材料，有极好的耐高温(250-300℃)和耐低温(-40-60℃)性能，有良好的生理稳定性，而且能够经受反复多次苛刻和消毒条件，具有极佳的回弹性和永久变形小(200℃48小时不大于50％)，击穿电压为(20-25KV/mm)，具有耐臭氧，耐紫外线，耐辐射等特点。 [0034] 充气层7的材料为PVC，能承受几吨重量，能抗压，不必担心会被压坏。 [0035] 固定空间网9有相对较好弹性，当充气袋充气膨胀时，该网能将上部材料层1下方网内的材料全部固定在规定的高度，不会因为充气袋的膨胀压迫床垫的上部材料层1，使之高度增加而带来高度不一。网内空间一定，充气层充气后空间膨胀，因而只能是弹簧被压缩，充气层放气后空间变小，弹簧则会伸长。 [0036] 结合图5，档位调节器上设有控制显示屏，由于弹簧床左右两边可分开控制，故利用一个控制显示屏控制左右两侧的充气层。控制显示屏右上角为切换界面按钮，按下可切换控制界面；左上角显示当前控制界面，图5所示为右控制界面。当显示右控制界面时，充气管右侧分支气阀打开，左侧分支气阀关闭，此时控制右半床垫。当显示左控制界面时，气管左侧分支气阀打开，右侧分支气阀关闭，此时控制左半床垫。控制显示屏上设有开关键启停及上下两个档数调节按钮，用于调节档数高低。控制显示屏上还设有档数显示模块，用于显示当前档数。档数显示模块上方为工作指示灯，亮着表示充气泵在工作状态，灭了表示工作结束。控制显示屏最左下角是复位键，用于还原设置。控制显示屏右下角设有定时按键，可预定某时刻某档位，到达指定时间后，单片机自行控制充气泵充放气以达到调节预定档位的效果。其中，计时功能用计时器中断，首先配置一个脉冲信号扫描时间间隔，开启中断、计时，每当计时器中断触发时，抽样脉冲信号，抽样值非倒计时信号则重新配置扫描时间间隔，若抽样值是倒计时信号，配置倒计时时间间隔，当倒计时完毕后，触发中断，重新配置为扫描时间间隔。 |
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