技术领域
[0001] 本
发明总体上涉及用于调节床垫压力的方法和装置，并且更具体地，涉及用于调节床垫压力的方法和装置，其检测使用者躺在床垫上之前和之后的压力的变化，以便能够调节床垫的压力。
背景技术
[0002] 睡眠装置包括与睡眠有关的所有东西，如床垫、袋装
弹簧、
基础单元、床架、枕头、床垫和床单。即，睡眠装置一般包括任何类型的具有影响人睡眠的睡眠产品。这样的睡眠装置适合一些人，而另外的人则不适合。适合于许多人的睡眠装置依赖于各种因素，如物理属性(体重、身高、体形尺寸和重量分布)、偏爱的睡眠姿势以及睡眠习惯。
[0003] 对人的睡眠有很大影响的因素是承压性和舒适性。
[0004] 首先，睡眠装置使人保持适当的姿势，以便
支撑该人并均匀地在整个广泛的范围内再次分配人的重量，从而减轻界面压力。例如，床垫提供了基于内部弹簧阻力的承压性，该内部弹簧阻力能抵抗由人的重量向下施加的力。
[0005] 其次，构造该睡眠装置使得软质材料布置在能
接触到人体的区域中，从而为身体提供舒适。该睡眠装置可以以这样的方式制造：例如，硬垫和更坚实的高
密度组织放置在内部弹簧上，以为床垫提供各种级别的坚固性或硬度。此外，该睡眠装置可以以这样的方式制造，即，将波纹组织或低密度组织，以及柔软的织物材料，如羊毛、丝或薄毛呢放置在内部弹簧上，以为床垫提供不同级别的柔软性或更舒适的感觉。
[0006] 以往，为了使用者对上述睡眠装置满意，使用了部分改变床垫的弹性力的从而增加舒适度的方法，或者使用了增加该舒适度的组织。然而，这种传统的方法在提供适合于使用者的承压性和舒适度方面有限制。
[0007] 为了解决这个问题，最近开发了
充气床垫。然而，即使部分调节充气床垫的承压性，也很难确定何种压力组合的床垫适合于使用者。
发明内容
[0008] 技术问题
[0009] 因此，本发明是牢记发生在相关技术领域中的上述问题，并且本发明旨在提供用于调节床垫压力的方法和装置，其能够为使用者调节合适的压力以增加适当的承载力和舒适性。
[0010] 进一步地，本发明旨在提供用于调节床垫压力的方法和装置，其中调节由多个气囊组成的单元格，以便对各区域具有不同的压力，从而增加使用者的满意度。
[0011] 此外，本发明旨在提供用于调节床垫压力的方法和装置，其测量使用者躺在床垫上之前的内部压力以及使用者躺在床垫上之后增加的内部压力，其中封闭单元格形成在各自的区域中，基于测量的压力估算使用者的重量，并调节平均压力和部分压力，从而提高使用者的满意度。
[0012] 技术方案
[0013] 根据本发明的一个方面，提供了用于调节床垫压力的方法，其包括：在使用者躺在床垫上之前测量内部压力的第一步骤，该床垫具有至少两个区域，其中形成具有封闭的内部空间并充满
流体的单元格；当使用者躺在床垫上时测量各单元格产生的内部压力增加的第二步骤；以及基于由在所述第一步骤中测得的各单元格的内部压力与在所述第二步骤中测得的各单元格的内部压力之间的差异所引起的压力变化，调节引入到床垫的每个单元格中的流体量的平均压力调节步骤。
[0014] 在这里，平均压力调节步骤可包括：获得来自所述第一步骤和第二步骤中的单元格产生的压力变化的平均压力变化，并调节具有一种结构的单元格的内部压力，该结构中多个封闭气囊与狭窄的连接通道连通。
[0015] 此外，平均压力变化可通过在第二步骤中，在使用者躺在床垫上之后，相加封闭状态中的各单元格内增加的压力，并用相加的压力值除以形成有单元格的区域的数量来计算。
[0016] 此外，平均压力变化可通过从第二步骤中测得的压力值减去在第一步骤中获得的压力值来计算，第一步骤中的内部压力是在使用者躺在封闭的单元格上之前测得的，第二步骤中的内部压力是在使用者躺在空间上连通的单元格上之后测得的。
[0017] 此外，该方法还可包括在平均压力调节步骤后的一些部分单元格的额外调节压力的部分压力调节步骤。
[0018] 此外，将平均压力变化通过从第二步骤中测得的压力值减去在第一步骤中获得的压力值来计算之后，其中第一步骤中的内部压力是在使用者躺在封闭的单元格上之前测得的且第二步骤中的内部压力是在使用者躺在空间上连通的单元格上之后测得的，等级可根据包含数值的类别来划分，其中该数值由从支撑使用者臀部的单元格的内部压力值减去使用者躺下之前的压力值和平均压力变化而获得，并且该臀部的部分压力特性值可由对应的等级数值来确定。
[0019] 该方法可进一步包括反馈压力调节步骤，其通过在部分压力调节步骤后使用者的
请求来额外调节压力。
[0020] 此外，反馈压力调节步骤可包括整体调节床垫所有单元格的全部压力。
[0021] 此外，反馈压力调节步骤可包括调节在床垫中支撑使用者的肩部和臀部的单元格。
[0022] 此外，反馈压力调节步骤可包括检测使用者的语音
信号。
[0023] 此外，该方法还包括床调节完成以及床调节值指导步骤，其额外调节压力以完成床垫的床调节或指导床的调节值，所述床垫的每个区域具有基于压力值而适用于使用者的承压性。
[0024] 根据本发明的另一方面，提供了用于调节床垫压力的装置，其包括：具有至少两个单元格的床垫，其每个形成充满流体的封闭空间，以便支撑使用者的肩部和臀部；向单元格中供应流体的
液压泵；控制供应至每个单元格的流体的
阀；以及压力
传感器，检测填充在每个单元格中的流体压力。通过
压力传感器检测使用者躺在床垫上之前和之后的压力，并且根据检测到的压力之间的差来通过
液压泵调节供给到每个单元格的流体压力。
[0025] 在这里，床垫的液压泵和单元格可通过连接管连接，并且所述阀可连接到该连接管以便控制流量。阻尼器可设置在连接管与液压泵之间。
[0026] 另外，压力传感器可安装在连接阻尼器和液压泵的供给管中。
[0027] 进一步地，压力传感器可安装在床垫的每个单元格中。
[0028] 该装置还可包括
控制器，其接收由压力传感器测得的压力值，并根据接收到的压力值控制所述液压泵的操作。
[0029] 所述控制器可控制所述阀的操作。
[0030] 此外，该阀可包括
电磁阀，其由初始驱动
电压打开/关闭，并且由低于初始驱动电压的维持电压保持打开/关闭。
[0031] 此外，该装置还可包括显示单元，调节用于床垫的每个单元格的流体压力，以使其适合于使用者，并使得该流体压力被使用者认知。该显示单元可使使用者能够选择床，其中调节每个单元格的压力以便适合于使用者的身体特征。
[0032] 有益效果
[0033] 根据上述用于调节床垫压力的方法和装置，床垫具有至少两个单元格，每一个单元格具有充满流体的内部空间，测量在使用者躺在该床垫上之前和之后的内部压力，并基于压力的变化确定适合于使用者的部分压力，以便提高使用者的满意度。
[0034] 进一步地，获得适合每个身体部分的部分压力，以便适合于该使用者，然后基于所述部分压力使用者得到一些帮助来选择适合于自己的床。因此，可提高使用者的满意度。
[0035] 进一步地，在适合于使用者的床垫部分压力调节之后，执行额外调节压力的反馈压力调节步骤，从而可提高使用者的满意度。
[0036] 另外，根据放置在床垫上面的枕头特性调节床垫每个区域的调节压力，从而可提高使用者的满意度。
附图说明
[0037] 图1是示出了本发明的示例性实施方式，即，用于调节床垫压力的装置的立体图。
[0038] 图2是示出了本发明的第一实施方式，即，用于调节床垫压力的装置状态的示意图。
[0039] 图3是示出了本发明的第二实施方式，即，用于调节床垫压力的装置状态的示意图。
[0040] 图4是示出图3中所示的用于调节床垫压力的装置的剖视图。
[0041] 图5是示出使用者躺在床垫上之前的状态视图。
[0042] 图6是示出使用者躺在床垫上时的状态视图。
[0043] 图7是示出床垫压力变化的图表。
[0044] 图8是示出按工艺步骤用于调节床垫压力的方法的
流程图。
[0045] 图9是示出了本发明的第三实施方式，即，用于调节床垫压力的装置状态的视图。
[0046] 图10是示出用于图9中所示装置的按工艺步骤用于调节床垫压力的方法的流程图。
具体实施方式
[0047] 在下文中，本发明的示例性实施方式，即，用于调节床垫压力的方法和装置将参照附图来进行详细描述。
[0048] 图1是示出了本发明的示例性实施方式，即，用于调节床垫压力的装置的立体图。图2是示出了本发明的第一实施方式，即，用于调节床垫压力的装置状态的示意图。图3是示出了本发明的第二实施方式，即，用于调节床垫压力的装置状态的示意图。图4是示出图3中所示装置的剖视图。图5是示出使用者躺在床垫上之前的状态视图。图6是示出当使用者躺在床垫上时的状态视图。图7是示出床垫压力变化的图表。图8是示出按工艺步骤用于调节床垫压力的方法的流程图。如图所示，本发明的示例性实施方式，即，用于调节床垫压力的装置包括：床垫10，其具有至少两个单元格11，其中每一个形成充满流体的封闭空间；将流体供给到床垫10的液压泵40；控制供应到各单元格11的流体的阀22；检测填充在各单元格
11中的流体压力的压力传感器23；阻尼器30，其中由液压泵40供给的流体在高压下储存；连接各单元格11和各个阀22的连接管20；以及将阀22和液压泵40连接的供给管21。阀22被安装以便分别连接到连接至所述单元格11的连接管20，单元格11设置在区域中。
[0049] 单元格11由形成单独的封闭内部空间的多个气囊11a和连接气囊11a的连接通道11b组成。
[0050] 压力传感器23连接到阻尼器30。优选地，阻尼器30连接在阀22和液压泵40之间，并且连接到压力传感器23。可选择地，可配置该压力传感器23以便可安装在相应的单元格11中，而不连接到阻尼器30。在这里，每个压力传感器23检测填充在每个单元格11中的流体压力。
[0051] 此外，该装置包括控制器50，其接收由每个压力传感器23测量的压力值，并基于所述压力值控制液压泵40的操作。此外，控制器50控制每个阀22的操作来调整供给到每个单元格11中的流体量。
[0052] 每个阀22可采用控制流速的流量
控制阀中的一种，。每个阀22优选采用电磁阀，其由初始驱动电压打开/关闭，并可由低于初始驱动电压的维持电压保持打开//关闭。
[0053] 如图2所示，床垫10可包括典型的弹簧床垫或由缓冲材料形成的床垫，并具有在其两个或更多个区域中形成单元格11的结构。在这里，每个单元格11优选地支撑使用者的肩部和臀部中的一个。
[0054] 如图3所示，床垫10可形成一种结构，其中多个单元格11设置在各区域(区域1到区域5)中。区域的数量不限于所示的5个，而是根据使用者的品味可至少是2个。
[0055] 如图3所示，设置单元格11使得位于所述床垫一端的区域1支撑使用者的头部，位于所述床垫另一端的区域1支撑使用者的脚，区域2支撑使用者的肩部，区域3支撑使用者的腰部，区域4支撑使用者的臀部，并且区域5支撑使用者的腿部。可调整设置在各区域中的单元格11的数量。
[0056] 如上所述配置的在本发明的第一或第二实施方式中执行的用于调节床垫压力的方法将在下面描述。
[0057] 如8图所示，用于调节床垫压力的方法包括依次执行的第一步骤S1、第二步骤S2、平均压力调节步骤S3、部分压力调节步骤S4以及反馈压力调节步骤S5。
[0058] 如图5所示，第一步骤S1是使用者未躺在填充有流体的单元格11上的状态下测量内部压力的步骤。在这里，所有的阀22都保持关闭。在单元格11闭合的状态下，测量每个单元格11中的压力。当压力传感器23安装在相应的单元格11中时，在阀22处于关闭状态下使用操作该压力传感器23的方法来测量单元格11中的压力。
[0059] 当该压力传感器23仅连接到阻尼器30时，阀22被操作以测量单元格11中的压力，使得连接到所述单元格11的连接管20可顺序连接到压力传感器23，然后关闭。
[0060] 在所述第一步骤S1中测得的各个区域的压力如图表中所示具有相同的内部压力。
[0061] 接着，如图6所示，第二步骤S2是在使用者躺在床垫10上的状态下测量各单元格11的内部压力的步骤。在这里，安装在各连接管20上的阀22都保持关闭。此外，当压力传感器23安装在各单元格11中时，在阀22处于关闭状态下使用操作所述压力传感器23的方法来测量单元格11中的压力。当安装一个压力传感器23时，连接到各区域的阀22按顺序一个接一个地打开。当每个区域的压力通过供给管21和阻尼器30传递到压力传感器23时，测量所述压力。然后，打开区域的阀22被关闭，随后打开连接到下一个区域的阀22。以这种方式，测量所有区域的内部压力Pz1、Pz2、Pz3、Pz4和Pz5。
[0062] 当在使用者躺下的状态下测量各个单元格11的内部压力时，阀22保持关闭。
[0063] 接着，如图7所示，在平均压力调节步骤S3中，可获得由在所述第一步骤S1中测量的每个单元格11的内部压力与在第二步骤S2中测量的每个单元格11的内部压力之间的差值所引起的压力变化ΔP。基于每个区域的压力变化ΔP来获得平均压力变化ΔPave的两种方法如下。
[0064] 在第一种方法中，在安装到各区域中的单元格11全都关闭的状态下，使用者躺在床垫10上，并且在安装单元格11的区域中测量压力。将所有测得的压力相加，并除以安装单元格11的区域数量。如图2所示，如果区域的数量是2，那么压力之和除以二。如图3所示，如果区域的数量是5，那么压力之和除以五。由此计算平均压力变化ΔPave。
[0065] 在第二种方法中，在单元格11关闭的状态下，在所述第一步骤S1中测量使用者躺下之前的单元格11的内部压力。在所有阀22被打开使安装在各自区域中的单元格11彼此连通的状态下，在第二步骤S2中测量使用者躺下后单元格11的内部压力。从在第二步骤S2中测得的压力总和减去在所述第一步骤S1中测得的压力总和。由此计算平均压力变化ΔPave。优选使用第二种方法。其原因在于床垫的结构，其中用于单元格11的多个气囊11a通过连接通道11b互连。各气囊11a具有排斥力，其根据自身的弹性力或材料特性抵抗由使用者的重量施加的压力。另外，在多个由狭窄的连接通道11b连接的气囊11a中，有在与使用者接触的气囊和不与使用者接触的气囊之间产生微小压力差的可能性。考虑到所述气囊11a之间的排斥力差和压力差，优选测量所有单元格11彼此连通的状态下的全部压力变化。另外，从多个试验可以发现，优选的使用第二种方法来计算平均压力变化ΔPave，以便计算使用者的实际重量。
[0066] 所计算的平均压力变化ΔPave可从下面的公式1得到。
[0067] W＝A+B*ΔPave+C*Cos(D*ΔPave-E)..........(公式1)
[0068] 该公式是使用美国康奈尔大学的程序来推导解决方案的，其中应用遗传
算法来找到数据的最优化函数。在公式1中，A的取值范围从1到3，B的取值范围从300到600，C的取值范围从1到4，D的取值范围从400到600，以及E的取值范围从1.00到4.00，并优选A＝2，B＝500，C＝2，D＝500以及E＝2。
[0069] 当计算使用者的重量W时，从重量W获得硬度等级FL。该硬度等级FL是从使用者的重量而得到的数值，并且允许使用者知道对应于他/她自身重量的压力值。
[0070] 硬度等级FL可从下面的公式2获得。
[0071] FL＝F*W+10.0...............................(公式2)
[0072] 在这里，F的取值范围从0.1到1.0，优选为0.5。另外，当重量小于40公斤时，硬度等级FL限制为30。当重量超过120公斤时，硬度等级FL限制为70。即，通过公式2可转换的重量范围是从40公斤到120公斤。
[0073] 因此，平均压力调节步骤完成。
[0074] 接着，开始部分压力调节步骤S4。
[0075] 支撑使用者肩部的单元格11的调节压力是通过另外将肩部部分压力特性值ΔPz2加至硬度等级FL的值来获得的。支撑使用者臀部的单元格11的调节压力是通过将臀部部分压力特性值ΔPz4加至硬度等级FL的值来获得的。
[0076] 在这里，等级是根据类别划分的，其中包括通过从支撑使用者肩部的单元格11的内部压力值Pz2减去使用者躺下之前的压力值和平均压力变化ΔPave而获得的数值，并且肩部的部分压力特性值ΔPz2是由相应的等级数值来确定的。同样，等级是根据类别划分的，其中包括通过从支撑使用者臀部的单元格11的内部压力Pz4减去使用者躺下之前的压力值和平均压力变化ΔPave而获得的数值，并且臀部的部分压力特性值ΔPz2是由相应的等级数值来确定的。
[0077] 在这里，通过将数值乘以50获得参考值，所述数值是通过从支撑所述肩部或臀部的单元格11的内部压力值Pz减去使用者躺下之前的压力值和平均压力变化ΔPave获得的。当参考值包括在0到1.5的范围内时，所述等级表示为“a”。此外，所述等级通过3加上参考值来划分。也就是说，当参考值包含在1.5到4.5的范围内时，所述等级表示为“b”。当参考值包含在4.5到7.5的范围内时，所述等级表示为“c”。当参考值包含在7.5到10.5的范围内时，所述等级表示为“d”。当参考值包含在10.5到13.5的范围内时，所述等级表示为“e”。
[0078] 在该步骤中获得的硬度等级FL、肩部部分压力特性值ΔPz2和臀部部分压力特性值ΔPz4按顺序表示并转换成代码。
[0079] 例如，该代码可表示为“47bc”，其中“47”表示硬度等级FL的值，“b”表示肩部部分压力特性值ΔPz2，并且“c”表示臀部部分压力特性值ΔPz4。
[0080] 如图3所示，当支撑头部、腰部、腿部、脚的区域加上支撑肩部和臀部的区域时，每个区域以下面的方法进行调整。支撑脚的区域通常设置成与支撑头部的区域的值相同。
[0081] 首先，用于腰部的调节压力值使用现有的硬度等级FL的值。
[0082] 接着，用下面的公式3来计算用于头部或脚的调节压力。
[0083] 用于头部或脚的调节压力
[0084] ＝FL-(ΔPz2+ΔPz4)*(V1/(V1+V5))..........(公式3)
[0085] 接着，用下面的公式4来计算用于腿的调节压力。
[0086] 用于腿的调节压力
[0087] ＝FL-(ΔPz2+ΔPz4)*(V5/(V1+V5)).........(公式4)
[0088] 在这里，FL是硬度等级的值，ΔPz2是肩部部分压力特性值，ΔPz4是臀部部分压力特性值，V1是支撑头部或脚的单元格内部体积，并且V5是支撑腿的单元格内部体积。
[0089] 在如上所述的部分压力调节步骤S4结束后，该压力可额外调节。也就是说，当枕头放置在床垫10上时，可根据所放置的枕头特性来加上或减去数值M。换句话说，随着枕头厚度的增加，在部分压力调节步骤S4中设定的腰部、头部或脚以及腿部的调节压力优选降低。
[0090] 反馈压力调节步骤S5可以下面两种方法调节压力。
[0091] 在第一种方法中，在使用者躺在床垫10上的状态下，该区域的单元格11的全部压力被整体调节。也就是说，如果使用者想要稍软的感觉，该单元格11的全部压力降低到使用者感到满意的时刻。如果使用者想要稍微硬点的感觉，该单元格11的全部压力逐渐增大到使用者感到满意的时刻。
[0092] 在第二种方法中，在使用者躺在床垫10上的状态下，安装在所述区域中支撑使用者的肩部和臀部的单元格11的压力分别或一起调节。也就是说，如果使用者想要稍软的感觉，单元格11的压力逐渐减小到使用者感到满意的时刻。如果使用者想要稍微硬点的感觉，该单元格11的全部压力逐渐增大到使用者感到满意的时刻。
[0093] 优选执行反馈压力调节步骤S5以识别使用者的
语音信号。也就是说，压力响应于躺在床垫10上的说“硬”或“软”的使用者的语音信号来调节。
[0094] 图9是示出了本发明第三实施方式，即，用于调节床垫压力的装置状态的视图。图10是示出用于图9中所示装置的按工艺步骤用于调节床垫压力的方法的流程图。本发明第三实施方式，即，用于调节床垫压力的装置包括：床垫10安装在其中的主体60；安装在主体
60的
天花板上以便使使用者在躺在床垫10上的状态下看着屏幕的显示单元61；安装在主体
60一侧以便使使用者输入他/她自己的特征(身高、年龄、体重、性别等)的输入单元62；设置在主体60一内侧的控制单元63；以及识别用户的语音信号的话筒64。除了主体60的
天花板，显示单元61可安装在主体60的内部或外部
侧壁上。安装在内部或外部侧壁上的显示单元61可用作
触摸板，其是用于预先输入使用者的身体特征的输入装置。
[0095] 此外，液压泵40、阀22、压力传感器23、阻尼器30、连接管20和构成床垫的各区域的单元格11具有与本发明的第一和第二实施方式相同的结构。
[0096] 以这种方式配置的用于调节床垫压力的装置是能够提供适合于使用者的床垫的装置。为此，执行前述步骤，即第一步骤S1、第二步骤S2、平均压力调节步骤S3、部分压力调节步骤S4和反馈压力调节步骤S5，然后另外执行床调节完成和床调节值指导步骤S6，该步骤完成具有适合于使用者的每个区域支撑压力的床垫10的床调节或指导床的调节值。
[0097] 在床调节完成和床调节值指导步骤S6中，在反馈压力调节步骤S5中获取的头部、肩部、腰部、臀部、腿部和脚的部分调节压力由显示单元61显示。这可帮助使用者识别压力，选择适合他/她的床。
[0098] 虽然本发明已参照其特定示例性实施方式进行了显示及描述，但本领域技术人员应当理解的是，可在此做出各种形式和细节上的变化而不脱离由所附
权利要求所限定的本发明的精神和范围。
