主动控制舒适度的床具系统的制作方法
本公开总体上涉及主动控制舒适度的床具系统。更具体地，本发明涉及包括可变坚实度控制和/或可变气候控制的主动控制舒适度的床具系统，其中可变坚实度可以是重复模式的形式，以便提供按摩作用、治疗益处等。
背景技术：
没有两个消费者在尺寸、形状、个人身体素质水平、健康、偏好睡眠姿势或舒适偏好方面是相同的。这些和种种的因素影响典型床垫组件弥补每个消费者的偏好坚实度的能力。此外，随着消费者的体重、活动水平、健康和偏好睡眠姿势改变，在床垫的使用寿命期间，每个消费者的需求可能会显著变化。
传统的床具制造商试图通过为每个床具系列发布多种坚实度的型号来弥补消费者偏好的无限组合。特别地，制造商努力让消费者适应柔软/舒服/硬实/超硬实类别的床具。类似地，可调节空气床的制造商试图通过允许一个或更多个空气囊中的不同压力来弥补不同的消费者偏好。然而，传统空气囊的所需布置通常在床垫内提供有限数量的空气囊，所述空气囊横跨床的宽度，或者横跨了床上的单个占用者的位置。现有装置提供的可调节性的分辨率太过低下，而不能分辨各个用户的尺寸、体重、睡眠模式等之间的复杂性和差异。
解决可调节空气床的现有方法使用了空气囊，其通常是矩形棱柱体，该矩形棱柱体具有搁置在顶部上的一层舒适泡沫，以实现柔软、舒服的感觉。从直觉上看，这似乎是一个不错的方法，但它导致睡眠者感觉他们是躺在床的顶部上，而不是睡在床中，从而产生一种难以形容的“空气床”的感觉。通过制造一种将泡沫和空气囊以更集成的方式结合在一起的新颖结构，制造出了一种泡沫-空气混合床，就像还在静态舒适床具中制造出泡沫-线圈混合床一样。
体温是安稳睡眠的关键因素。身体更喜欢一定的温度围范，以便实现并维持不间断的深度睡眠。例如，位于炎热、通风不良的环境中的床可能会对占用人来说不舒适，并使其难以实现期望的休息。用户更有可能保持清醒，或者仅仅实现破坏的、不均匀的休息。此外，即使在正常的空调的情况下，在大热天，床占用人的背部和其他压力点可能在躺着的时候保持出汗。在冬季的时候，高度期望的是具有迅速使占用人的床暖和的能力，以促进占用人的舒适，尤其是在加热单元不可能迅速使室内空间暖和的情况下。然而，如果调整了体温，他或她可能会入睡并且保持入睡更久。
技术实现要素：
本文公开了主动控制舒适度的床具系统和调节主动控制舒适度的床具系统中的坚实度和/或温度的方法。在一个或更多个实施例中，主动控制舒适度的床具系统包括：内芯单元，其包括多个空气囊，所述多个空气囊中的每个包括压力传感器，该压力传感器被构造成测量相应空气囊内的压力；歧管，其将多个空气囊中的每一个流体联接到泵；阀，其位于多个空气囊中的每一个的入口处；以及控制单元，其被构造为选择性地操作泵和阀，以顺序地调节多个空气囊中的在其上具有终端用户的施加载荷的两个或更多个空气囊中的压力，以在多个空气囊中的两个或更多个空气囊内提供重复模式，其中，所述重复模式由多个空气囊中的选定的一个空气囊中的压力增加及随后压力减小、接着所述多个空气囊中的选定的另一个空气囊中的压力增加及随后压力减小来限定，从而提供按摩作用。
在一个或更多个实施例中，主动控制舒适度的床具系统包括：床垫衬面，其覆盖床垫，所述床垫衬面包括多个空气囊，所述多个空气囊中的每个包括压力传感器，该压力传感器被构造成测量相应空气囊内的压力；歧管，其将多个空气囊中的每一个流体联接到泵；阀，其位于多个空气囊中的每一个的入口处；以及控制单元，其被构造为选择性地操作泵和阀，以顺序地调节多个空气囊中的在其上具有终端用户的施加载荷的两个或更多个空气囊中的压力，以在多个空气囊中提供重复模式，其中，所述重复模式由多个空气囊中的选定的一个空气囊中的压力增加及随后压力减小、接着所述多个空气囊中的选定的另一个空气囊中的压力增加及随后压力减小来限定，从而提供按摩作用。
在一个或更多个实施例中，一种在主动控制舒适度的床具系统中向终端用户提供按摩作用的方法，包括调节设置在内芯单元中的多个空气囊内的内部压力，所述内芯单元在其上具有来自终端用户的施加的载荷，其中所述多个空气囊中的每一个包括压力传感器，所述压力传感器被构造为测量相应空气囊内的压力，并且多个空气囊中的每一个相对于所述床具系统的纵向轴线横向定位，并且其中，调节内部压力包括提供重复模式，所述重复模式由多个空气囊中的选定的一个空气囊中的压力增加及随后压力减小、接着所述多个空气囊中的选定的另一个空气囊中的压力增加及随后压力减小来限定，从而提供按摩作用。
通过参考以下对本公开的各种特征和其中包括的示例的详细描述，可以更容易地理解本公开。
附图说明
现在参考附图，其中相同的元件编号相同：
图1是根据一个或更多个实施例的被构造为提供可调节坚实度的主动控制舒适度的床具系统的分解透视图；
图2是根据一个或更多个实施例的用于图1的床具系统中的下部托架泡沫层的截面图；
图3是根据一个或更多个实施例的用于图1的床具系统中的上部托架泡沫层的截面图；
图4是根据一个或更多个实施例的用于多用户床具系统中的分隔件的截面图；
图5是适合用于根据一个或更多个实施例的主动舒适度床具系统的空气囊的阵列的俯视图；
图6是根据一个或更多个实施例的被构造为提供可调节坚实度和气候调节的主动控制舒适度的床具系统的分解透视图；
图7也是根据一个或更多个实施例的被构造为提供可调节坚实度和气候调节的主动控制舒适度的床具系统的分解透视图；
图8是根据一个或更多个实施例的用于在图6-7的床具系统中提供空气流的流动分配构件和空气鼓风机组件的透视图
图9是根据一个或更多个实施例的用于图6-7的床具系统的下部托架泡沫层的透视图；
图10是根据一个或更多个实施例的用于图6-7的床具系统的上部托架泡沫层的透视图；
图11是根据一个或更多个实施例的用于图6-7的床具系统的舒适层的透视图；并且
图12描绘了一种床垫衬面，其包括用于根据一个或更多个实施例的主动舒适度床具系统的空气囊的阵列；
图13也描绘了一种床垫衬面，其包括用于根据一个或更多个实施例的主动舒适度床具系统的空气囊的阵列。
具体实施方式
本文公开了主动控制舒适度的床具系统。如下文将更详细讨论的，主动舒适度床具系统包括多个空气囊和/或允许空气流动的基础表面。床具系统可以具有任何尺寸，包括标准尺寸，比如双人床、大床、超大床、特大床或加州特大床床垫，以及定制尺寸或非标准尺寸，其构造成适应特定用户或特定房间。主动控制舒适度的床具系统被构造为在单面上具有限定的头部区域、脚部区域和躯干(即腰部)区域和/或大腿区域。在一个或更多个实施例中，主动控制舒适度的床具系统可以被构造成提供按摩作用、治疗益处等，这将在下面更详细地公开。
现在参考附图1，示出了根据一个或更多个实施例的示例性主动控制舒适度的床具系统10，其被构造为向该床具系统的终端用户提供包括可重复模式的可调节坚实度。床具系统通常包括内芯单元12、泡沫包裹的桶式组件14、一个或更多个可选的舒适层16以及覆盖件18。
泡沫包裹的桶式组件14包括平面基层20，也称为平台基层，其通常由泡沫制成，并且被定尺寸成接近预期床垫的大小。平面基层20可以由泡沫材料形成，或者它可以包括被选择来支撑床垫内芯单元12的木质、纸板或塑料结构。根据床垫内芯单元中所选各层的特性及其固有刚度，可以选取更硬或更柔顺的基层。举例来说，平面基层20可以是高密度聚氨酯泡沫层(20-170ild)，或若干个泡沫层(每个都是20-170ild)，其单独或组合地提供适用于应用的密度和刚性。
如图所示，可以制造成单件或多件的侧部横档组件22绕着平面基层20的周边固定。侧部横档组件22通常由床具领域中常用类型的致密天然和/或合成泡沫材料构成。泡沫可以是(但不限于)聚乙烯、乳胶、聚氨酯或在床具和座椅领域中公知并使用而且具有合适密度的其它泡沫产品。典型的密度约为，但不限于1.0至3.0，更典型地为1.5至1.9，和20至80ild，并且更典型地为35至65ild。这种泡沫的一个示例是高密度聚氨酯泡沫，并且可从伊利诺伊州林伍德的fxi公司购得。替代地，对侧部横档组件的制造来说，具有相对高的压痕载荷偏转(ild)的任何泡沫都是令人满意的。尽管描述了特定的泡沫组合物，但是本领域技术人员将认识到，可以使用除了具有该特定密度和ild的泡沫组合物之外的泡沫组合物。例如，为了给终端用户提供舒适参数的范围，各种类型、密度和ild的泡沫都可能是期望的。
侧部横档组件22的尺寸可以根据应用而变化，但是每个横档在厚度上通常测量为约2至约6英寸(约5至约15cm)。所描绘的侧部横档在宽度上相等，并且它们的长度被选择成对应于所需的床垫的尺寸的长度。对于普通的特大号或大号床垫，横档的长度可以是大约78.5英寸(200cm)，但是如果头座或脚座要延伸穿过基部平台20的整个宽度，则该长度可以变化以适应头座或脚座的宽度。类似地，头座/脚座工件通常具有约2至约6英寸(约5至15cm)的厚度，并且该宽度被选择成对应于所需的床垫的尺寸的宽度。在普通的特大号床垫的情况下，宽度约为74.5英寸(190cm)，而对于大号床垫，宽度约为58.5英寸(149cm)，这取决于泡沫横档如何布置以形成周边侧壁。
侧部横档组件22可以通过传统方式、比如(但不限于)胶合、装订、热熔或焊接或缝合方式安装或附接到平面基层20。
所构造的包括基层20和侧部横档组件22的泡沫包裹的桶式组件14限定了阱部或腔体24。阱部或腔体24提供了内芯单元12插入其中的空间。
内芯单元12通常包括至少一组相应地夹置在下部托架泡沫层和上部托架泡沫层26、28之间的多个空气囊30。多个空气囊30可以是独立的或相互连接的，并且相对于床具系统的纵向轴线横向定位。多个空气囊30搁置在使下部托架泡沫层26与上部托架泡沫层28配合时形成的开口内，这将在下面更详细地讨论。这样，多个空气囊30相应地夹置在下部托架泡沫层和上部托架泡沫层26、28之间，并且被构造成在期望的位置中提供辅助支撑，这将在下面更详细地描述。在所示的床具系统中，多个空气囊30通常定位在头部区域、腰部区域和大腿区域或股部区域周围。然而，应该清楚的是，根据预期的应用，空气囊可以位于脚部区域、头部区域和腰部区域以及该区域内的部分中的任何一处或其组合处。
如图2中更清楚地示出的，下部托架泡沫层26包括平坦的底部表面32以及相应地包括第一部分和第二部分34、38的顶部表面。第一部分34是可选的，并且包括从一个端部延伸至下部托架泡沫层的一部分长度的平坦表面36，并且第二部分38包括多个槽40，其具有从槽40延伸的轴向侧壁42。轴向侧壁42延伸到第一部分34的平坦表面36的大约一定高度处或更低，其中，所描绘的槽通常对应于俯卧在其上的用户的头部区域、腰部区域和大腿区域或股部区域。根据对于不同应用可能需要的，相邻槽40之间的间隔可以相同或不同。下部托架泡沫层26的长度尺寸小于腔体24中的长度尺寸，并且下部托架泡沫层26的宽度尺寸大约等于腔体24中的宽度尺寸。在一些存在左侧部和右侧部(比如通常在大号和特大号床具系统中发现的)的实施例中，下部托架泡沫层26的宽度尺寸大约是腔体24中的宽度尺寸的一半。下部托架泡沫层26的长度尺寸在腔体24内提供了间隔，以容纳床的操作所需的机械装置(例如，用于囊压力的泵或用于气候控制的鼓风机)(未示出)，其可以设置在脚部区域周围。填充泡沫44可以用于包围(多个)泵，以便提供声音和振动隔离，并且所述填充泡沫包括与下部托架泡沫层26中的第一部分34的平坦表面36共面的顶部表面46。
如图3中更清楚地示出的，上部托架泡沫层28包括平坦的顶部表面29和底部表面，该底部表面被构造成面向下部托架泡沫层26。底部表面可以分别包括第一部分和第二部分48、52。第一部分48是可选的，并且具有从一个端部延伸至上部托架泡沫层的一部分长度的平坦表面50，并且具有第二部分52，其包括多个槽54，其具有从槽延伸到平坦的底部表面50周围的轴向侧壁56。上部托架泡沫层28的第二部分52可以是下部托架泡沫层26的第二部分38的近似镜像或精确镜像，并且其中相应的槽54、40彼此对齐，并且定尺寸为当第一托架泡沫层26与第二托架泡沫层28配合时容纳多个空气囊30。通过近似镜像，意味着上部托架泡沫层28的槽可以比下部托架泡沫层中的槽更深和/或更宽和/或具有不同的角度(反之亦然)，这可以用来为终端用户提供不同的感觉。相应的槽的轴向侧壁42、56通常相对于地面成大于约45度至小于约135度的角度。在示出的床具系统10中，上部托架泡沫层28的底部平坦表面50对应于脚部区域，而槽对应于头部区域、腰部区域和大腿区域。上部托架泡沫层28具有大体对应于腔体24的长度和宽度尺寸的长度和宽度尺寸。也就是说，上部托架泡沫层28的第一部分50(如果存在)将覆盖下部托架泡沫层26的第一部分34(如果存在)，并且填充泡沫44覆盖(多个)泵。换句话说，上部托架泡沫层28将具有接近腔体24的长度尺寸的长度尺寸。
示出的下部托架泡沫层26和上部托架泡沫层28是示例性的，并不打算进行限制。例如，如上所述的槽可以沿着内芯单元12的长度定位在由脚部区域、腿部区域、头部区域和/或腰部区域限定的区块内的任何位置。此外，槽和轴向侧壁可以具有弧形轮廓。
如图所示，多个空气囊30被定尺寸成分别搁置在下部托架泡沫层和上部托架泡沫层26、28的槽和轴向侧壁内。各个空气囊30可以彼此流体连接并与泵流体连通，或者可以经由歧管直接流体连接到泵，使得每个单个空气囊内的压力可以被独立控制或其组合地控制。这样，多个空气囊30中的一些空气囊可以彼此流体联接以限定一定分区，而其他空气囊可以被构造为不同的分区，其中不同分区内的压力可以被调节以向床具系统提供可变坚实度的分区，这为终端用户支撑身体的不同部分来说是期望的。
泵(未示出)可以设置在图1所示的填充泡沫层44内，并且可以设置有气动管线，以根据需要选择性地调整并调节一个或更多个空气囊30中的压力。诸如减压阀、电子致动阀等可操作的阀可以是直列式的和/或在空气囊30的入口和/或出口处，以允许对空气囊进行空气的选择性充气和排气，从而调节内部压力和局部地调节床具系统中的坚实度水平。空气囊本身可以包括相互连接的内部流体通路或外部流体通路，以便调节其中的压力。
控制单元(未示出)电连接到泵以及致动阀，并且可以被编程以根据需要调节空气囊30内的压力。控制单元包括控制电路，该控制电路产生信号以控制一个或更多个空气囊30的充气和放气，其可以包括联接到电源插座(未示出)以接收本地电力的插头，所述本地电力在美国可以是通过电源线供应的标准110v、60hz的ac电力。应当理解的是，根据产品的销售地点和当地使用的标准，也可以使用交流电压和频率电源。控制电路进一步包括电力电路，该电力电路将所提供的ac电力转换成适于操作控制电路的各种电路部件的电力。
图1的所示床系统可以被定尺寸以容纳两个终端用户。在比如被构造成用于多个用户的实施例中，床具系统还可以包括可选的分隔件58，该分隔件将床具系统的宽度尺寸平分，并设置在两个下部托架泡沫层26之间的间隙60中。如图4所示，分隔件58可以横跨下部托架泡沫层26的长度，并且包括可选的第一部分62以及第二部分64。可选的第一部分62包括平坦的顶部表面66，并且当存在时，可选的第一部分具有等于下部托架泡沫层26的第一部分34的高度，使得平坦的顶部表面66与下部托架泡沫层26的平坦的顶部表面36共面。第二部分64包括在由第一部分62的顶部平坦表面66限定的平面上方延伸的多个突起68。突起68具有与设置在上部托架泡沫层28的第二部分52中的槽和轴向侧壁互补的形状，并且当床具系统被组装时，所述突起搁置在其中。分隔件58的高度尺寸大致等于在下部托架泡沫层和上部托架泡沫层26、28分别以图1所示方式堆叠地布置时所提供的高度。
分隔件58将床具系统分成两个睡眠表面，即左侧部和右侧部，比如通常在大号和特大号床具系统中发现的那样。这样，如图所示，每个侧部可以使用两组不同的空气囊；每个用户一组，这允许将坚实度调节定制成特定终端用户对该侧部的需求。此外，假若终端用户朝向床具系统的中心移动，分隔件58的存在减少了中心下降。此外，除了其他益处之外，分隔件58降低了使用期间来自空气囊的噪音。
一个或更多个最上部舒适层16是泡沫层，并且在大多数实施例中具有大约0.5至3英寸的厚度，尽管可以使用更大或更小的厚度。一层或更多层可以用于限定舒适层，其通常具有顶部平坦表面和底部平坦表面。舒适层具有与平台基层20的长度和宽度尺寸类似的长度和宽度尺寸，并且覆盖内芯单元12和桶式组件14的侧部横档22。在一个或更多个实施例中，最上部舒适层是导热凝胶灌注泡沫或其他导热材料灌注泡沫。举例来说，导热凝胶灌注泡沫可以是通过petersonchemicaltechnology有限责任公司商业购得的灌注有lumageltm微颗粒的聚氨酯凝胶泡沫。
覆盖件18可以是拉链式覆盖件、被子层和/或类似物，并且通常被构造成封装桶式组件14、内芯单元12和舒适层16。
在一个或更多个实施例中，控制单元被编程为通过泵以重复模式选择性地对空气囊充气，以向终端用户提供按摩作用、治疗益处等。在这些实施例中，空气囊中的每一个还包括压力传感器，用于感测每个空气囊内的压力，然后控制器可以使用该压力传感器以通过泵在选定的空气囊中提供可重复的压力变化。可重复的压力变化可以发生在选定的空气囊中，比如举例来说响应于由两个或更多个特定空气囊检测到的施加载荷，比如来自俯卧的终端用户的施加载荷。这将减少空气囊中的空气的体积，并且压力将根据所施加的载荷而增加(根据波义尔定律)。根据所施加载荷的在压力上的增加可以由压力传感器检测，并且然后可以对这些空气囊进行重复的压力模式，使得俯卧的终端用户体验按摩作用、治疗益处等。重复的压力模式通常包括顺序地对不同的空气囊充气或放气。举例来说，重复模式可以包括通过对空气囊选择性顺序地充气和放气形成的波浪模式，按次序随后是波浪模式的重复。然而，应该注意的是，任何重复的压力模式都可以被编程。还应当注意的是，重复模式可以包括同时增加两个或更多个空气囊的压力，随后释放过量的压力，并以重复模式增加一个或更多个其他空气囊的压力。
举例来说，一些空气舒适床具系统的空气囊内的标称空气压力(无载荷)可以是大约1.5磅每平方英寸(psi)。大约0.1psi或更大的增加可以以重复模式顺序地提供给选定的空气囊，并且容易被终端用户感知以提供按摩或治疗作用。
在一个或更多个实施例中，控制单元可以根据所施加载荷的位置和程度不同地构造空气囊内的初始/标称压力。例如，相对于对应座部区域的空气囊，对应腿部区域和脚部区域的空气囊的初始/标称压力可以不同。腿部和脚部区域中的空气囊压力可以小于座部区域中的空气囊压力，其中，当俯卧用户位于座部区域上时，座部区域中的空气囊通常承受比腿部和脚部区域中的空气囊更大的施加载荷。否则，俯卧用户可能会在座部区域中经历“下沉(sinking)”。一旦为床垫的不同区域中的不同空气囊确定了初始压力，控制单元就可以被构造成以重复模式顺序地增加/降低选定的空气囊内的压力，从而提供按摩作用或治疗作用等。
现在转到图5，示出了描绘图1中所描绘的空气囊30的一部分的俯视图。如上所述，泵45可以设置在填充泡沫层44内(见图1)，从而以重复模式选择性地对空气囊30充气。每个空气囊30包括压力传感器47，以用于确定相应空气囊30内的空气压力。泵45通过歧管51与空气囊30流体连通。诸如减压阀、电子致动阀等可操作的阀49可以是直列式的和/或在空气囊30的入口和/或出口处，以允许对空气囊进行空气的选择性充气和排气，从而调节内部压力并局部调节坚实度水平。阀49的选择性打开和关闭可以由控制单元53控制，该控制单元也被构造成选择性地启动泵45。以这种方式，空气囊30中所选定的一个可以在下一个空气囊充气之前被充气一段时间。控制单元53被构造为提供重复模式。例如，重复模式可以包括顺序地将对应于床垫的头部和背部区域的两个或更多个空气囊进行充气。重复模式可以是波浪模式，然而，应该清楚的是，其他模式也可以被编程在控制单元53中。
在空气流动方面上，泵45可以是双向的，以便对先前添加到选定空气囊30中以增加压力的空气的体积进行排气。在一个或更多个其他实施例中，歧管51可以被构造为选择性地向特定空气囊提供负向空气流动，以将空气囊放气至预定压力。在一个或更多个实施例中，排气的空气的体积与允许增加压力的空气的体积相同。在一个或更多个其他实施例中，排气的空气的体积大于允许增加压力的空气的体积，从而为终端用户提供更大的感觉。一旦被排气，压力可以增加回到初始载荷压力。在又一个或更多个其他实施例中，每个空气囊都可以构造有排气阀。
现在转到图6-7，描绘了根据一个或更多个实施例的主动控制舒适度的床具系统100，其包括可变坚实度控制和可变气候控制。床具系统通常包括内芯单元112、泡沫包裹的桶式组件114、可选的舒适层116和覆盖件118。
泡沫包裹的桶式组件114包括透气材料层120，比如间隔织物、挤出的三维纤维组件、高空气流动泡沫(比如开孔泡沫和网状泡沫等)，并且该泡沫包裹的桶式组件被定尺寸以接近预期床垫的长度和宽度尺寸。在其他实施例中，可以使用局部穿孔的透气性较差的泡沫。举例来说，挤出的三维纤维组件可以被构造成提供高透气性和足够的压缩强度，以在使用时支撑内芯单元112、可选的舒适层116、覆盖件118和终端用户。另外，透气材料层120可以由阻燃材料制成或用阻燃材料处理。同样，各个的层可以用抗菌剂处理。透气材料层120的厚度并不打算进行限制，并且通常可以在约0.5英寸至约3英寸的范围内。在另一个实施例中，替代的表面/层可以被构造用于空气引入口，比如一个或更多个侧部横档。在该实施例中，基层可以是传统的泡沫层。
可以制造成单件或多件的侧部横档组件122围绕间隔织物基层120的周边固定。侧部横档组件122可以由床具领域中常用类型的致密天然和/或合成泡沫材料构成。泡沫可以是(但不限于)聚乙烯、乳胶、聚氨酯或在床具和座椅领域中公知并使用而且具有合适密度的其它泡沫产品。典型的密度约为，但不限于1.0至3.0，更典型地为1.5至1.9，和20至80ild，并且更典型地为35至65ild。这种泡沫的一个示例是高密度聚氨酯泡沫，并且在商业上可从伊利诺伊州林伍德的fxi公司购得。替代地，对侧部横档组件的制造来说，具有相对高的压痕载荷偏转(ild)的任何泡沫都是令人满意的。尽管描述了特定的泡沫组合物，但是本领域技术人员将认识到，可以使用除了具有该特定密度和ild的泡沫组合物之外的泡沫组合物。例如，为了给终端用户提供舒适参数的范围，各种类型、密度和ild的泡沫都可能是理想的。
侧部横档组件122的尺寸可以根据应用而变化，但是每个横档在厚度上通常测量为约2至约6英寸(约5至约15cm)。所描绘的侧部横档在宽度上相等，并且它们的长度被选择成对应于所需的床垫的尺寸的长度。对于普通的特大号或大号床垫，横档的长度可以是大约78.5英寸(200cm)，但是如果，头座或脚座要延伸穿过间隔织物基层120的整个宽度，则该长度可以变化以适应头座或脚座的宽度。类似地，头座/脚座工件通常具有约2至约6英寸(约5至约15cm)的厚度，并且该宽度被选择成对应于所需的床垫的尺寸的宽度。在普通特大号床垫的情况下，宽度约为74.5英寸(190cm)，而对于大号床垫，宽度约为58.5英寸(149cm)，这取决于泡沫横档如何布置以形成周边侧壁。
侧部横档组件122可以通过传统方式、比如(但不限于)胶合、装订、热熔或焊接或缝合安装或附接到透气材料基层120。
所构造的包括透气材料基层120和侧部横档组件122的泡沫包裹的桶式组件114限定了阱部或腔体124。阱部或腔体124提供了内芯单元112插入其中的空间。
内芯单元112通常包括分别夹置在下部托架泡沫层和上部托架泡沫层126、128之间的多个空气囊130、流动分配构件200、总体上以202示出的空气鼓风机和泵组件以及设置在任何空隙内的填充泡沫144，其中，空气鼓风机组件202流体联接到流动分配构件200，并且泵流体联接到空气囊130。如前所述，多个空气囊130相对于床具系统的纵向轴线横向定位，并搁置在下部托架泡沫层126与上部托架泡沫层128配合时形成的开口内。这样，多个相互连接的空气囊130分别夹置在下部托架泡沫层和上部托架泡沫层126、128之间，并且被构造成在期望的位置(比如，头部、脚部和躯干(即，腰部)和/或大腿区域)中提供辅助支撑。
与上述空气舒适床具系统10类似的空气舒适床具系统100可以构造有控制单元，该控制单元被编程为通过泵以重复模式选择性地给空气囊充气，以向终端用户提供按摩作用、治疗益处等。在这些实施例中，每个空气囊还包括压力传感器，用于感测每个空气囊内的压力，然后控制器可以使用该压力传感器通过泵在选定的空气囊中提供可重复的压力变化，如上所述。
现在参考图8，描绘了包括空气鼓风机202组件的流体分配构件200。流体分配构件200本身具有小于腔体124的长度的长度，以便容纳空气鼓风机组件202(以及用于坚实度控制的泵)。流体分配构件200分别包括顶部平坦表面和底部平坦表面204、206，并且可以由高度多孔材料形成，比如间隔织物、超级绞线(superstrand)、高空气流动开孔泡沫等。空气鼓风机组件202包括流体连接到流体分配构件的侧壁的集气件，用于将空气直接排放到流体分配构件200中。底部平坦表面206可以包括其上的外防护材料，该外防护材料对于通过底部平坦表面的空气流是不可渗透的。顶部平坦表面204对于空气流基本上是不可渗透的，但是包括从一侧延伸到另一侧(即横向于床具系统的纵向轴线)的多个间隔开的空气流可渗透条带208(或开口)。在一个或更多个实施例中，空气流可渗透条带208定位在头部区域、颈部区域、腰部区域和/或腿部区域下方，并且如下面将更详细讨论的，所述空气流可渗透条带将空气流引导至头部区域、颈部区域、腰部区域和腿部区域。空气流可渗透条带208可以形成在施加到流体分配构件的顶部平坦表面204的不可渗透防护材料中，并且可以包括形成在防护材料内的多个开口，以在使用时允许来自空气鼓风机202的定向流体流穿过空气可渗透条带208。在操作中，空气鼓风机202通过透气材料基层120将空气吸入到空气可渗透条带208中。在一个或更多个实施例中，可以操纵条带相对于彼此的渗透性，以实现沿着层的期望流动排放轮廓。替代地，不可渗透空气的芯部可以用于集气层中，其中防护件足够松弛地装配以允许空气在芯部和防护材料之间流体地移动。芯部的用途是防止防护件坍塌和自身密封。此外，空气不可渗透的芯部可以具有形成在一个或更多个表面中的回旋，以产生空气通道，从而沿着该层向下高效地分配空气。对于多用户的床具系统，比如所描述的床具系统，可以存在彼此邻接的两个流体分配构件，以向床具系统的右侧部和左侧部提供空气流，或者可以利用单个流体分配构件，其中不可渗透的屏障层将右侧部和左侧部平分。空气的流动可以针对床具系统的左侧部或右侧部的特定用户进行编程。
空气鼓风机组件202可以包括流体传输装置(例如，鼓风机、风扇等)、热电装置(例如，珀尔帖装置)、对流加热器、热泵、除湿器和/或任何其他类型的调控装置。在一个或更多个实施例中，可选的过滤器组件(未示出)可以在空气供应入口和出口之间，例如在间隔织物和鼓风机之间，以去除空气中的污染物。在一个或更多个实施例中，循环空气是环境空气。
可选的过滤器组件通常包括搁置在过滤器外壳内的过滤器。合适的过滤材料不旨在限于并且可以包括：泡沫、或编织和/或非编织材料、由玻璃纤维、棉花或合成纤维构成的打褶材料或未打褶材料。同样，过滤器的形状并不打算进行限制。示例性形状包括筒形过滤器、锥形过滤器、平面过滤器等。
在其他实施例中，过滤器可以是有香味的。例如，芳香垫可以集成到过滤器中或者被定位成紧紧靠近过滤器。类似地，过滤器可以包括用于吸收臭味的活性炭处理物，并且可以进一步包括抗菌涂层。
如图9中更清楚地示出的，下部托架泡沫层126包括平坦的底部表面132和分别具有第一部分和第二部分134、138的顶部表面。第一部分134是可选的，并且可以具有平坦表面136。第二部分138包括多个槽140，其具有轴向侧壁142，所述轴向侧壁从槽延伸到第一部分134的平坦表面136的大约一定高度，或者如果存在可选的第一部分，则延伸到更多。可以针对不同应用所期望的，相邻槽140之间的间隔可以相同或不同。所示的下部托架泡沫层126的长度尺寸小于腔体中的长度尺寸，其中，所描绘的槽通常对应于俯卧在其上的用户的头部区域、腰部区域和大腿区域。下部托架泡沫层126的长度尺寸在腔体124内提供了间隔，以容纳(多个)空气动力泵和(多个)鼓风机，它们可以设置在脚部区域附近，即，靠近流体分配层200的长度。填充泡沫144设置在空隙中，并且可以被构造成围绕(多个)泵和(多个)鼓风机，以便提供声音隔离。填充泡沫144包括与下部托架泡沫层126中的第一部分134的平坦表面136共面的顶部表面146。
另外，下部托架泡沫层126包括由槽和轴向侧壁限定的选定行中的开口148。开口148是竖直取向的通道，并且在由轴向侧壁的会聚部限定的顶点处从底部表面延伸到顶部表面。开口148基本上与间隔开的空气流可渗透条带208对齐并与之流体连通。在一个或更多个实施例中，开口148和空气流可渗透条带208对应于头部区域、颈部区域、腰部区域和/或腿部区域。
如图10中更清楚地示出的，上部托架泡沫层128包括平坦的顶部表面149和底部表面，该底部表面面向下部托架泡沫层126。底部表面包括具有平坦的底部表面150的第一部分148和包括多个槽154的第二部分152，所述多个槽具有从槽延伸到大约第一部分148的底部平坦表面150的高度或更低的轴向侧壁156。上部托架泡沫层128的第二部分152是先前所述的下部托架泡沫层126的第二部分138的近似镜像或镜像，并且其中相应的槽154、140彼此对齐，并且定尺寸成容纳多个空气囊130。轴向侧壁142、156通常相对于顶部平坦表面成大于约45度至约135度的角度。在所示的床具系统100中，上部托架泡沫层128的第一部分148通常对应于脚部区域，并且第二部分152通常对应于头部区域、腰部区域和大腿区域。上部托架泡沫层128具有大致对应于腔体124的长度和宽度尺寸的长度和宽度尺寸。也就是说，当组装时，上部托架泡沫层128的第一部分148将覆盖下部托架泡沫层126的第一部分134、填充泡沫144以及(多个)泵与(多个)鼓风机。
上部托架泡沫层128还包括由槽和轴向侧壁限定的选定行中的多个开口170。开口170在由相邻槽154的轴向侧壁156的会聚部所限定的顶点处延伸到平坦的顶部表面149。开口170基本上与间隔开的空气流可渗透条带208以及下部托架泡沫层126中的开口148对齐并流体连通。在一个或更多个实施例中，所限定的流动路径通常对应于头部区域、腰部区域和/或大腿区域。
示出的下部托架泡沫层126和上部托架泡沫层128是示例性的，并不打算进行限制。例如，如上所述的槽可以沿着内芯单元的长度定位，比如举例来说，在由腰部区域而不是头部区域限定的区块内。此外，槽和轴向侧壁可以具有弧形轮廓。更进一步，每个相应托架泡沫层的第一部分是可选的。任何空隙都可以用填充泡沫144填充。
如图6-7所示，多个空气囊130被定尺寸成分别搁置在下部托架泡沫层和上部托架泡沫层126、128的槽和轴向侧壁内。空气囊之间设置有足够的间隔，以允许空气在其间流动。各个空气囊130可以彼此流体连接并与泵流体连通，或者可以经由歧管流体连接到泵，使得每个单个空气囊内的压力可以被独立控制。同样，多个空气囊130中的一些可以彼此流体联接，以限定具有限定压力的坚实度可调节分区，而其他空气囊可以被构造为一个或更多个不同的坚实度可调节分区，在最大舒适度可能需要不同压力的情况下，这对于支撑终端用户的不同部位来说是期望的。
泵设有气动管线，以根据需要单独或共同地对多个空气囊130充气或放气，例如，如上所述的重复模式。管线中和/或空气囊的入口处的可操作阀，比如减压阀，允许从床垫130中选择性地进行空气的排气，以将床垫调节到期望的坚实度。示例性的空气供应和气动泵在以下文献中有所公开：美国专利nos.8,181,290；8,191,187；8,065,763；7,996,936；和7,877,827；以及美国专利公开nos.2012/0227182；2012/0131748；2011/0296611；2011/0258778；2011/0119826；2010/0011502；和2008/0148481；它们的内容通过引用整体并入本文。
控制单元(未示出)电连接到泵和鼓风机以及各种阀(在这些阀是可操作地调节的情形下)，并且被编程为根据需要调节空气囊130的压力和调整流体流量。控制单元包括控制电路，其产生信号以控制一个或更多个空气囊130的充气和放气以及流体流量。控制电路包括联接到电源插座(未示出)以接收本地电力源的插头，例如，在美国，典型的电力源是110v、60hzac电力，其通过电源线被提供至包括泵在内的控制电路的其他部件。应当理解的是，根据产品的销售地点和当地使用的标准，也可以使用交流电压与频率的电源。控制电路进一步包括电源电路，该电源电路将所提供的ac电力转换成适于操作控制电路的各种电路部件的电力。
图6-7的所示床系统被定尺寸以容纳两个终端用户。在比如被构造成用于多个用户的实施例中，床具系统还可以包括如图6所示的分隔件158，该分隔件将床具系统100的宽度尺寸平分，并设置在如图6所示的通道160中，该通道设置在下部托架泡沫层126中。替代地，下部托架泡沫层126可以由两个单独的半部组成，其中分隔件158在两个半部的中间。分隔件158可以横跨下部托架泡沫层126的长度，并且包括可选的第一部分和第二部分，如总体参考图4示出和描述的。也就是说，第一部分包括平坦的顶部表面，并且具有等于下部托架泡沫层126的第一部分的高度，使得平坦的顶部表面与下部托架泡沫层126的平坦的顶部表面136共面。第二部分包括在由第一部分的顶部平坦表面限定的平面上方延伸的多个突起。突起具有与设置在上部托架泡沫层128中的槽和轴向侧壁互补的形状，并且当床具系统被组装时，所述突起搁置在其中。
分隔件158将床具系统分开成两个睡眠表面，即左侧部和右侧部，比如通常在大号和特大号床具系统中发现的那样。每个侧部可以使用不同的两组空气囊；每个用户一组，这允许将坚实度调节以及空气流动调节定制成特定终端用户对该侧部的需求。此外，假若终端用户向床具系统的中心移动，分隔件158的存在减少了中心随着他/她的下降。另外，分隔件158降低了在使用期间来自空气囊的噪音。在一个或更多个实施例中，分隔件可以被成形为使得顶部边缘与上部托架层上的槽互锁。这种互锁可以更好地稳定床的部件，并且将侧部融合在一起，以在侧部之间产生更少的限定的下降或过渡。
现在参考图11，舒适层116是泡沫层，并且覆盖上部托架泡沫层128的顶部平坦表面149。舒适层116分别包括顶部平坦表面和底部平坦表面162、164。根据预期的应用，穿孔166的阵列形成在头部区域、腰部区域和/或大腿区域周围，所述穿孔的阵列通常与上部托架层128中的开口170和下部托架泡沫层126中的开口148对齐。穿孔的尺寸、间隔和图案是这样的，使得即使是在相对于托架层中的对应孔相对随机放置的情况下，也可以获得两个特征之间大致一致的总重叠面积。舒适层116在大多数实施例中可以具有大约0.5至3英寸的厚度，尽管可以使用更大或更小的厚度。更进一步，舒适层116可以由多个层限定，其中这些层可以具有不同的特性和尺寸。
用于具有包括泡沫的舒适层116的不同层的合适泡沫包括(但不限于)聚氨酯泡沫、包括天然、混合和合成乳胶泡沫在内的乳胶泡沫；聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚醚-聚氨酯泡沫等。同样，泡沫可以选择为粘弹性或非粘弹性泡沫。一些粘弹性材料也是温度敏感的，从而也使得泡沫层能够部分地基于被支撑的部位的温度来改变硬度/坚实度。除非另有说明，这些泡沫中的任何一种都可以是开孔的或闭孔的，或者是开孔和闭孔的混合结构。同样，泡沫可以是网状、部分网状或非网状泡沫。术语“网状”通常是指去除泡沫小室隔膜以形成对空气流动和湿气流动开放的开孔结构。此外，在一些实施例中，泡沫可以是凝胶灌注的，包括导电材料，包括相变材料，或其他添加剂。不同的层可以由构造有不同特性的相同材料或不同材料形成。
适用于泡沫层的各种泡沫可以根据本领域普通技术人员已知的方法生产。例如，聚氨酯泡沫通常通过使多元醇与聚异氰酸酯在催化剂、发泡剂、一种或更多种泡沫稳定剂或表面活性剂和其它发泡助剂的存在下进行反应来制备。聚合期间生成的气体导致反应混合物发泡以形成多孔或泡沫结构。乳胶泡沫通常通过众所周知的dunlap或talalay工艺制造。不同泡沫的制造完全在本领域技术人员的能力范围内。
限定泡沫的每一层的不同特性可以包括但不限于密度、硬度、厚度、支撑系数、挠曲疲劳、空气流动、玻璃化转变温度、其各种组合等。密度是每单位体积的质量的量度，并且通常以磅每立方英尺表示。举例来说，每个泡沫层的密度都可以变化。在一些实施例中，从最下部的单独的层到最上部的层密度降低。在其他实施例中，密度增加。在其他实施例中，一个或更多个泡沫层可以具有回旋的表面。回旋可以由具有泡沫层的一个或更多个单独的层形成，其中密度从一层到下一层是变化的。泡沫的硬度特性也被称为压痕载荷偏转(ild)或压痕力偏转(ifd)，并根据astmd-3574来测量。像密度特性一样，硬度特性可以以类似的方式变化。此外，对于每个单独的层，特性的组合可以不同。由于可能期望提供不同触觉响应，单独的层还可以具有相同的厚度或可以具有不同的厚度。
对于粘弹性泡沫，层的硬度通常具有7至16磅x力的压痕载荷偏转(ild)，并且对于非粘弹性泡沫，通常具有7至45磅x力的ild。ild可以根据astmd3574来测量。对于非粘弹性泡沫，层的密度通常可以在约1至2.5磅每立方英尺的范围内，并且对于粘弹性泡沫，可以在约1.5至6磅每立方英尺的范围内。
覆盖件118可以是拉链式覆盖件、被子层或类似结构，并且通常被构造成封装桶式组件、内芯单元和舒适层。
在一个或更多个实施例中，如上所述的多个空气囊通常可以设置在床垫衬面内。现在转到图12-13，示出了示例性床垫组件200，其包括设置在床垫204和床垫基座206上的床垫衬面202。如图13中更清楚地示出的，床垫衬面202包括封闭在衬垫织物层内的多个空气囊208。床垫衬面202可以构造有控制单元，该控制单元被编程为经由泵如上文所述地以重复模式选择性地对空气囊充气，以向终端用户提供按摩作用、治疗益处等。在这些实施例中，空气囊中的每一个还包括压力传感器，用于感测每个空气囊内的压力，然后控制器可以使用该压力传感器通过泵在选定的空气囊中提供可重复的压力变化。如前文所述，泵和空气囊通过歧管流体联接。
为了便于上述床具系统的操作，床具系统还可以包括一个或更多个传感器。传感器的类型可以包括而不旨在限于压力传感器、载荷传感器、力传感器、温度传感器、湿度传感器、运动传感器、振动压电传感器等。床具系统还包括如上所述的控制系统，该控制系统与传感器可操作地通信，并被构造成从传感器接收信号，该控制系统可以用于调节到终端用户的压力和/或空气流动，以及连续监测终端用户的占用、位置和/或睡眠状态。这样，控制系统可以基于占用、位置和/或睡眠状态来响应性地调节到终端用户的压力和/或空气流动。控制系统可以包括处理器、存储器和收发器，并且可以无线地或通过有线连接与多个传感器通信。在示例性实施例中，控制系统被构造成在存储器中收集从一个或更多个传感器接收的信息。在一个实施例中，处理器可以设置在主动控制舒适度的床具系统内。在其他实施例中，处理器可以位于主动控制舒适度的床具系统附近。
在示例性实施例中，处理器可以是数字信号处理(dsp)电路、现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asics)等。处理器可以是任何定制的或市场上可购得的处理器、中央处理单元(cpu)、多个处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(以微芯片或芯片组的形式)、宏处理器或通常用于执行指令的任何装置。
在示例性实施例中，控制系统被构造成与用户接口通信，主动控制舒适度的床具系统的用户可以使用该用户接口来修改控制系统的一个或更多个设置。在一个实施例中，控制系统包括可以用于与无线装置或无线网络通信的
在示例性实施例中，控制系统的一个或更多个设置可以包括主动控制舒适度的床具系统的每个分区的期望坚实度，其可以通过改变一个或更多个空气囊内的压力来改变，例如，重复模式。同样，控制系统的一个或更多个设置可以包括对应于如上所述的床具系统的为空气流动构造的区块(例如头部、腰部和大腿区域)的期望气候设置。例如，已经发现，流向包括终端用户的颈部区块的头部区域的环境空气可以通过蒸发冷却而降低温度来有效地增加舒适度，因为当终端用户感到热时，颈部区块易于出汗。在示例性实施例中，用户接口可以允许用户查看采集的关于其睡眠的质量的统计数据，并且可以对各种气候设置提供建议改变，以帮助改善用户睡眠的质量。在示例性实施例中，处理器可以被配置为分析所采集的关于用户的睡眠质量的统计数据，并对各种气候设置进行自动调节，以帮助改善用户的睡眠质量。在示例性实施例中，可以在无线装置或基于网络的服务上执行统计数据的分析。
对于多用户床具系统，压力和/或温度反馈可以允许主动舒适度床具系统相对于每个占用人主动维持期望的压力和/或舒适的气候。因为没有两个占用人是相同的，所以系统可以被构造成感测压力和/或表面温度和/或相对湿度，并相应地做出响应，而不是一刀切的方法。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够制造和使用本发明。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例包括不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差异的等同结构元件，则这样的其它示例意图在权利要求的范围内。
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