提供睡眠系统的可变支撑性及可变舒适性控制并提供其自动调整的设备及方法

专利名称：提供睡眠系统的可变支撑性及可变舒适性控制并提供其自动调整的设备及方法
技术领域：
根据本发明的设备及方法涉及对睡眠系统的支撑性及舒适性特性提供可变控制 的睡眠系统。具体而言，这些设备及方法基于人体差异而对睡眠系统的支撑性及舒适性特 性提供自动调整。这些设备及方法还基于人选择的支撑性及舒适性水平来对睡眠系统的支 撑性及舒适性特性提供手动调整。
背景技术：
目前存在各种不同的睡眠系统。上述睡眠系统可包括卧具组件的各个方面，包括 但不限于床垫、弹簧垫、基础单元、床框架、枕垫、褥垫以及床单，更宽泛而言，涉及影响人睡 眠的任何类型的睡眠产品。但是，每个不同的睡眠系统或许适于一部分人，而并不适于其他 人。用于人的合适的睡眠系统的特性取决于许多因素，包括但不限于人的身体特征(例如， 体重、身高、身体尺寸以及体重分布等)、优选的睡眠姿势(例如，仰卧、侧卧及俯卧地睡眠 等)、以及睡眠习惯等。睡眠系统的两个显著不同的主要特征对人的整体睡眠感受产生影响即支撑性及 舒适性。首先，睡眠系统通过将人保持在适当的姿态体态来对人提供支撑，同时使人的体重 均勻地重新分布在较大的面积上以减小接触面压力。例如，床垫可通过由内部弹簧对因人 的体重而施加的向下的力所提供的阻力来提供支撑。其次，睡眠系统通过使用层叠在睡眠表面顶部区域上的舒适材料来使人体感到舒 适。例如，通过在内部弹簧的顶部上层叠坚固的衬垫以及较硬的高密度泡沫，可以将床垫制 造成提供不同的硬度或坚固水平。另一方面，通过在内部弹簧上层叠诸如波纹泡沫、低密度 泡沫及/或纤维材料(比如羊毛、丝绸或开司米)之类的软质材料，可以将床垫制造成提供 不同水平的柔软度或更佳的舒适性。因此，最适于特定人的睡眠系统是向此人提供舒适性及支撑性的最佳可能组合方 式的睡眠系统。此外，合适的睡眠系统可基于人的身体特征及睡眠习惯等而适当改变。影响睡眠系统对人的合适程度的因素数量很多，并且相互关联。因此，对人而言， 选择合适的睡眠系统是非常繁琐且困难的过程。此外，人基于在睡眠系统的样品陈列室测 试过程中对其最具吸引力的睡眠系统感受而选择的睡眠系统可能对此人而言并非最合适 的睡眠系统。相反，可能需要人在给定睡眠系统上进行睡眠达数周方可确定睡眠系统的长 期合适性。但是，预期的睡眠系统购买者通常受限于上述短暂的样品陈列室测试。本申请的发明人已经研发出用于客观地评估睡眠系统上的人以确定对此人的 最佳舒适性及支撑性特性的设备及方法，这在发明名称为“Apparatus and Methods forEvaluating a Person on a Sleep System”的相关临时专利申请中进行了说明，通过引用 将其全部内容包含在本说明书中。除了其他作用，还可以采用上述相关临时申请中揭示的 设备及方法来推荐通用可商购的睡眠系统中的哪一种将最有可能对人提供基于其个体特 性而针对此人确定的最佳舒适性及支撑性特性。因此，除了其他作用之外，在上述相关临时 申请中揭示的设备及方法还可帮助购买者在短暂的样品陈列室设定过程中确定睡眠系统 的长期合适性。但是，通常情况下，购买者通常受限于选择可商购的通用睡眠系统中有限的一种 式样。但是，因为通用睡眠系统并非根据购买者的个体特征而定制，故可商购的有限数量的 通用睡眠系统可能不能够准确地提供根据上述相关临时申请的设备及方法而为此人确定 的最佳舒适性及支撑性特性。因此，需要一种睡眠系统，其可被准确地改变，以向客户提供基于人的个体特征而 针对此人确定的最佳舒适性及支撑性特性。此外，在夜间，人会经历很多身体变化。例如，除了其他身体变化之外，在整个夜 晚，人还会移动，并且人的睡眠姿态会改变。人的心率、呼吸速率、睡眠状态以及睡眠品质也 会改变。因为人会在夜间经历上述各种变化，故与经历的变化相应的最佳睡眠系统支撑性 及舒适性特性也会发生变化。但是，传统床垫的支撑性及舒适性特性(甚至可调床垫)是固定不变的，并且在人 睡眠情况下不会自动地变化。因此，需要一种能够检测并分析人体变化的睡眠系统。还需 要一种能够基于上述身体变化对睡眠系统的支撑性及舒适性特性进行即时的自动调整的 睡眠系统。还非常重要的是认识到在人购买了特定睡眠系统之后，人的身体特征(例如，体 重以及体重分布等)以及睡眠习惯会随着时间而产生一些变化。例如，人会随着时间而增 或减显著的体重，或者人的优选睡眠姿态会发生变化。因此，与人的身体特征对应的最佳睡 眠系统支撑性及舒适性特性也会随时间而发生变化。因此，需要一种例如能够每周或每晚 对上述长期变化进行分析并随时间对其支撑性及舒适性特性进行自动调整的睡眠系统。此外，人的支撑性及舒适性偏好也会发生变化，由此，需要一种允许人根据其偏好 而手动调整其支撑性及舒适性特性的睡眠系统。常规床垫已经不能够满足上述需求及其他以上未明确提出的需求。例如，在美国 专利号6，986，182 (以下称为“’ 182专利”)中描述的袋装式盘簧(pocketed coil)型床垫 被设计为具有可调支撑水平，通过引用将其全部内容包含在本说明书中。针对该常规可调 床垫描述的支撑水平调整机构使用了数个布置在床垫的各个袋装式盘簧下方的气囊。但是，，182专利中描述的床垫存在数个缺陷。例如，尽管在’ 182专利中描述的常 规床垫可改变支撑量或水平，但其不能够对舒适性进行调整。此外，根据’ 182专利中描述的床垫，每个气囊的宽度均与一个弹簧串相同。具体 而言，如’ 182专利的图1、图2及图4所示，这里描述的床垫具有多个盘簧34，每个盘簧均 被容纳在织物袋32内。多个可充胀气动构件50中的每一个分别被布置在各行袋装式盘簧 的下方。可充胀气动构件50通过气动导管62及60连接至气泵64。当气泵64向可充胀气 动构件50供应空气时，可充胀气动构件50膨胀。当从可充胀气动构件50排气时，可充胀 气动构件50收缩。
在’ 182专利中描述的床垫中，如’ 182专利中图3清晰所示，每个可充胀气动构件 50均被布置在单行的袋装式盘簧正下方。因此，当各个可充胀气动构件50被充气由此膨胀 时，各个可充胀气动构件50工作，从而仅使位于其正上方的单行袋装式盘簧收缩。通过使袋装式盘簧收缩，在床垫的单行袋装式盘簧所在的特定区域中这些袋装 式盘簧提供了更硬的支撑。当从可充胀气动构件50排气时，可充胀气动构件50收缩，例 如’ 182专利的图6中由可充胀气动构件50c所示出的。由此允许可充胀气动构件50c上 方的那行袋装式盘簧减压，由此在床垫的该行袋装式盘簧所在的那些区域中提供更少的支 撑。但是，在’ 182专利中描述的床垫仅提供了可调的支撑性水平。其不允许为人调整 舒适性程度。此外，’ 182专利中描述的床垫仅可提供最小限度的支撑性的整体提升。例如， 在’ 182专利中描述的床垫上进行的步进式负载偏压测试显示，对支撑性的整体提升仅为本 文描述的本发明的示例性实施例所实现的对支撑性的整体提升的一部分。在’ 182专利中 描述的床垫也不能够基于人体变化来对睡眠系统的支撑性及舒适性特性进行自动调整。因此，如上所述，除了由睡眠系统提供可调支撑性程度之外，还需要一种具有可变 舒适性特性的睡眠系统，并需要一种提供自动调整的睡眠系统。还需要一种睡眠系统，其中 由各个充胀构件施加的力在多行盘簧中被散布，而非被限制于位于充胀构件正上方的单行 盘黃ο

发明内容
本发明的各方面提供了一种睡眠系统，其具有对睡眠系统的支撑性及舒适性特性 的可变控制。本发明的各方面还提供了响应于人体变化而对睡眠系统的支撑性及舒适性特 性进行的自动调整。此外，本发明的各方面提供了基于人所选择的支撑性及舒适性水平来 对睡眠系统的支撑性及舒适性特性进行的手动调整。本发明的一个方面提供了一种睡眠系统，包括睡眠支撑构件，其包括具有多个舒 适层可充胀构件以及舒适层传感器的舒适层，所述舒适层传感器用于提供与所述舒适层可 充胀构件各自的压力相关的数据；数据分析单元，其用于分析由所述舒适层传感器提供的 数据，并产生分析得到的舒适层数据；以及控制单元，其用于利用所述分析得到的舒适层数 据来控制各个所述舒适层可充胀构件中每一者内的压力。本发明的另一个方面提供了一种睡眠系统，包括睡眠支撑构件，其包括具有多个 支撑层可充胀构件以及支撑层传感器的支撑层，所述支撑层传感器用于提供与所述支撑层 可充胀构件各自的压力相关的数据；数据分析单元，其用于分析由所述支撑层传感器提供 的数据，并产生分析得到的支撑层数据；以及控制单元，其用于利用所述分析得到的支撑层 数据来控制各个所述支撑层可充胀构件中每一者内的压力。本发明的另一个方面提供了一种控制可变睡眠支撑构件的方法，所述方法包括 以下步骤判定人是否被安置在所述睡眠支撑构件上；如果人被安置在所述睡眠支撑构件 上，则对与布置在所述睡眠支撑构件的舒适层内的多个舒适层可充胀构件各自的压力相 关的数据进行分析，以生成分析得到的舒适层数据；并且利用所述分析得到的舒适层数据 来控制所述舒适层可充胀构件中至少一者内的压力。


参考附图，通过对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的上述及其他方面 将变的清楚，其中图1示出了常规袋装式盘簧(pocketed coil spring)床垫，其具有横向延伸的多 行袋装式盘簧；图2示出了根据本发明的示例性实施例采用可变支撑性及舒适性控制系统的睡 眠系统的剖视图；图3示出了根据本发明的示例性实施例的感应控制单元；图4示出了根据本发明的示例性实施例的可充胀构件的视图；图5示出了根据本发明的示例性实施例采用可变支撑性及舒适性控制系统的睡 眠系统的剖视图，其中，支撑层可充胀构件的组Si被充胀；图6A示出了根据本发明的示例性实施例采用具有第三力散布罩的可变支撑性及 舒适性控制系统的睡眠系统的剖视图；图6B示出了根据本发明的示例性实施例采用具有第三力散布罩的可变支撑性及 舒适性控制系统的睡眠系统的剖视图；图7A示出了根据本发明的示例性实施例的可充胀构件的一端的侧视图；并且图7B示出了根据本发明的示例性实施例的可充胀构件的俯视图。
具体实施例方式现将参考附图来详细描述本发明的示例性实施例，其中类似的附图标记表示类似 的元件。根据本发明，提供了用于对睡眠系统提供的支撑性及舒适性特性进行调整的方法 及设备。可响应于人体变化来对所描述的睡眠系统的支撑性及舒适性特性进行自动地调 整。另一方面，可基于人所选择的支撑性及舒适性水平来对睡眠系统的支撑性及舒适性特 性进行手动调整。图1示出了常规袋装式盘簧床垫22，其具有横向延伸的多行袋装式盘簧19。图1 中示出的常规袋装式盘簧床垫22具有宽度“W”，长度“L”以及高度“H”。与图1所示的常规床垫不同，图2示出了根据本发明的示例性实施例采用可变支 撑性及可变舒适性控制系统的床垫的剖视图。如图2所示，可变支撑性及可变舒适性睡眠 系统201包括可变舒适层220以及布置在可变舒适层220下方的可变支撑层230。可变舒 适层220还包括上增厚层290以及最顶层295。此外，如图2所示，可变睡眠系统201连接 至感应控制单元250。根据本发明的示例性实施例，可变舒适层220以及可变支撑层230用于允许对上 述影响人的整体睡眠品质的两个主要方面(即，舒适性及支撑性)进行调整(也可以对其 他方面进行调整)。换言之，图2所示的实施例用于调整可变睡眠系统201的支撑性特性， 并调整可变睡眠系统201的舒适性特性。如以下详述，可变舒适层220用于允许在人体的各个不同区域对施加至可变睡眠 系统201的顶部区域的压力进行调整。具体而言，可变舒适层220用于通过在睡眠表面的 顶部区域处使用舒适层来允许对睡眠系统通常向人体传递舒适性的区域进行即时的调整。
另一方面，可变支撑层230用于在人体的各个区域处对施加至可变睡眠系统201 的位于可变舒适层220下方的区域的压力进行调整。具体而言，可变支撑层230用于允许对 睡眠系统的通常通过由内部弹簧提供的阻力来向人体传递支撑的区域进行即时间的调整。如下所述，通过调整可变舒适层220以及可变支撑层230两者，能够调整可变睡眠 系统201，使得其对人提供舒适性及支撑性的最佳可行组合。可基于人体变化来自动执行对 可变支撑层230的调整或基于人的舒适性偏好来手动执行对可变支撑层230的调整。图2示出了示例性实施例，其中可变支撑层230包括上盘簧231的层以及下盘簧 232的层。如图2所示，上盘簧231的层及下盘簧232的层被泡沫封装280包围。根据图2 所示的示例性实施例，上盘簧231的层以及下盘簧232的层被布置为沿可变睡眠系统201 的纵向延伸的多行盘簧(即，多行盘簧从可变睡眠系统201的头部延伸至可变睡眠系统201 的足部)。但是，本发明并不限于上述盘簧的示例性构造，并且根据本发明，构成上盘簧231 的层以及下盘簧232的层的成行盘簧可在可变睡眠系统201的宽度方向上横向延伸。总体 而言，构成上盘簧231的层以及下盘簧232的层的成行盘簧可包括盘簧的任何设置方式，并 且本发明并不限于具有任何具体构造的盘簧。此外，根据一个示例性实施例，构成上盘簧231的层以及下盘簧232的层的盘簧包 括业界公知的袋装式盘簧(pocketed coil spring)，其中每个弹簧被分别封入材料袋内。 但是，本发明并不限于采用袋装式盘簧的构造，根据本发明，可以使用各种支撑装置，包括 但不限于塑料基材料层或其他工程支撑系统。根据图2所示的示例性实施例，构成上盘簧231的层的盘簧由比包括下盘簧232 的层的盘簧更高线规(gauge)的材料形成。例如，构成上盘簧231的层的盘簧可由16线规 的线形成(即，更软的盘簧)，而构成下盘簧232的层的盘簧可由14线规的线形成(即，更 硬的盘簧)。由此，当力被施加至可变睡眠系统201的顶部时(即，当人躺在可变睡眠系统 201上时)，构成上盘簧231的层的盘簧比构成下盘簧232的层的盘簧更容易压缩。多个支撑层可充胀构件或气囊234被布置在上盘簧231的层与下盘簧232的层 之间。如图2所示，存在三组支撑层可充胀构件234，分别由S1，S2以及S3表示。但是，本 发明并不限于图2所示的构造，可以采用任意组数的支撑层可充胀构件234。根据图2所 示的示例性实施例，支撑层可充胀构件234是气动型，并经由气动导管连接至泵/真空单元 310(如图3所示)。但是，本发明并不限于该示例性构造，可以使用空气之外的其他气体或 流体来使支撑层可充胀构件234充胀/排缩，由此达到希望的压力。具体而言，泵/真空单 元310是可选组件，并非本发明所必需。支撑层可充胀构件234可由不同材料构造，包括但不限于塑料、乙烯、聚氯丁烯以 及橡胶。根据图2所示的示例性实施例，支撑层可充胀构件234在可变睡眠系统201的宽 度上沿横向延伸。如图2及图5所示，支撑层可充胀构件234被构造使得，当被充胀时，支撑层可充 胀构件234将力施加至上盘簧231的层以及下盘簧232的层。图2示出了可变睡眠系统 201的剖视图，其中支撑层可充胀构件234的组Sl被排缩。另一方面，图5示出了可变睡眠 系统201的剖视图，其中可充胀构件组Sl被充胀。因此，通过控制支撑层可充胀构件234的充胀/排缩，可以调整可变睡眠系统201 的支撑特性。例如，如果感应控制单元250基于人体变化自动地判定得到要为人的下背部提供更多支撑，或接收到相应的手动指令，则可以控制布置在与人的下背部对应的区域内 的支撑层可充胀构件234以进一步充胀。由此，支撑层可充胀构件234可向布置在与人的 下背部相对应的区域内的上盘簧231的层及下盘簧232的层内的特定盘簧施加更大的力， 由此使得上述盘簧进一步压缩，由此向人的下背部区域提供更多支撑。如图2所示，可变睡眠系统201连接至感应控制单元250。图3示出了感应控制单 元250的细节。如图3所示，感应控制单元250包括分别与舒适层可充胀构件224相关联 的多个舒适层传感器228，舒适层可充胀构件224分别表示为Cl，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8， C9，CIO, Cll, C12，C13，C14以及C15。感应控制单元250还包括多个支撑层传感器238，所 述多个支撑层传感器238分别与支撑层可充胀构件234的组Si，S2及S3相关联。如图3所示，感应控制单元250包括嵌入式控制单元300、泵/真空单元310以及 辅助排放单元320。嵌入式控制单元还包括处理器330。泵/真空单元310可由嵌入式控 制单元300控制以根据需要泵送或抽吸空气。辅助排放单元320主动或被动地从支撑层可 充胀构件234及舒适层可充胀构件224排放气或流体。根据图3所示的示例性实施例，感 应控制单元250连接至数据库390。如图3所示，多个支撑层传感器238中的每一者均连接至支撑层可充胀构件234 的各个组。例如，如图2所示，可变睡眠系统201的左侧区域中的一组五个支撑层可充胀构 件234连接至支撑层传感器Sl。类似地，如图2所示，可变睡眠系统201的中央区域中的一 组五个支撑层可充胀构件234连接至支撑层传感器S2。此外，如图2所示，位于可变睡眠 系统201的右侧区域的一组五个支撑层可充胀构件234连接至支撑层传感器S3。但是，本 发明并不限于图2及图3所示的具体构造，根据本发明，可以使用对支撑层传感器238的各 种不同分组。此外，多个支撑层传感器238中的每一者可以分别连接至支撑层可充胀构件 234中的每一个。支撑层传感器238中的每一者均用于针对各个支撑层可充胀构件234或支撑层可 充胀构件234的各个组的压力进行实时测量。因此，当人被安置在可变睡眠系统201上时， 可以获取并分析与各个支撑层可充胀构件234的压力相关的测量结果。利用上述测量结 果，可以获得并使用人的支撑层压力分布状况(profile)来确定对此人最合适的睡眠系统 支撑层特性。根据图2所示的示例性实施例，可变支撑层230包括十五个支撑层可充胀构件 234，但本发明并不限于该构造，根据本发明，可以采用更多或更少数量的支撑层可充胀构 件 234。根据图2所示的示例性实施例，每个支撑层可充胀构件234均用于将力施加至多 行上盘簧231以及多行下盘簧232。换言之，每个支撑层可充胀构件234均与超过一行盘簧 对准。可替代地，可不考虑上盘簧231的层以及下盘簧232层中的各个盘簧的位置来布置 每个支撑层可充胀构件234。在一个实施例中，例如通过将各个支撑层可充胀构件234粘合 至盘簧，可将支撑层可充胀构件234可安装至上盘簧231的层以及下盘簧232的层中的盘
ο此外，第一力散布罩235可布置在支撑层可充胀构件234与上盘簧231的层中的 盘簧之间。除了其他作用之外，第一力散布罩235还可有利于使由各个支撑层可充胀构件 234施加的力在多行上盘簧231之间散布。第一力散布罩235可由各种材料构成，包括但不限于无纺织物以及聚苯乙烯等。类似地，第二力散布罩236可被布置在支撑层可充胀构件234与下盘簧232的层 之间。除了其他作用之外，第二力散布罩236还可有利于使由各个支撑层可充胀构件234 施加的力在多行下盘簧232之间散布。根据一个示例性实施例，第一力散布罩235可被粘合至上盘簧231的层中的盘簧， 而第二力散布罩236可被粘合至下盘簧232的层。通过将第一力散布罩235及第二力散布 罩236插入在盘簧与可充胀构件之间，由各个可充胀构件膨胀而施加的力被散布在更大面 积上，并因此被散布在更多数量的盘簧上。在该示例性构造中，第一力散布罩235及第二力 散布罩236使可充胀构件的力散布，以在更大面积上对盘簧实现更好的效果。如图2所示，上增厚层290被布置在上盘簧231的层的上方。上增厚层290包括 布置在上盘簧231的层上方以及最顶层295下方的多个舒适层可充胀构件224。各个舒适 层可充胀构件224中的每一者的构造均与上述支撑层可充胀构件234的构造类似。根据图2所示的示例性实施例，舒适层可充胀构件224被构造为使得，当被充胀 时，舒适层可充胀构件224将力施加至上盘簧231的层、上增厚层290以及最顶层295。因 此，除了其他作用之外，可以通过控制舒适层可充胀构件224的充胀/排缩，调整可变睡眠 系统201的舒适性特性。例如，舒适层可充胀构件224的充胀/排缩可被控制以通过使可 变舒适层220更硬或更软来改变可变睡眠系统201的舒适性水平。换言之，对各个舒适层 可充胀构件224进行充胀或排缩能够产生使上增厚层290增压或减压的效果，由此针对可 变睡眠系统201的用户产生不同的接触面轮廓(或感受)。因此，如果感应控制单元250基于人体变化自动确定要使在人的肩部区域下方的 可变舒适层220更硬，或接收到如此操作的手动指令，则位于人的肩部区域下方的一个或 多个舒适层可充胀构件224被进一步充胀。另一方面，如果感应控制单元250基于人体变 化自动确定要使在人的肩部区域下方的可变舒适层220更软，或接收到如此操作的手动指 令，则位于人的肩部区域下方的一个或多个舒适层可充胀构件224被进一步排缩，由此在 这些区域中具有更多的缓冲。此外，如图2及图3所示，多个舒适层传感器228中的每一者均分别连接至各个舒 适层可充胀构件224中的一者。舒适层传感器228中的每一者用于针对各个舒适层可充胀 构件224的压力来提供实时测量结果。根据图2及图3所示的示例性实施例，十五个舒适 层可充胀构件224被连接至十五个舒适层传感器228。但是，本发明并不限于该构造，根据 本发明，可以采用更多或更少数量的舒适层传感器228。此外，如图2所示，每个舒适层可充胀构件224均分别与支撑层可充胀构件234中 的一个对准，但是，上述对准设置并非必须，本发明的示例性实施例可包括未对准的舒适层 可充胀构件224及支撑层可充胀构件234的构造。此外，根据图2所示的示例性实施例，舒适层可充胀构件224无需分别与上盘簧层 231的各行对准。实际上，各个舒适层可充胀构件224可与超过一行的上盘簧层231对准。 可替代地，可不考虑各个上盘簧层231的位置来布置舒适层可充胀构件224。重要的是，当人被安置在可变睡眠系统201上时，可以获取并分析与各个舒适层 可充胀构件224的压力相关的测量结果。利用该测量结果，可以获得并使用人的舒适层压 力分布状况来确定调整方式以提供针对此人的最合适睡眠系统舒适层特性。
尽管图2所示的示例性实施例包括可变舒适层220以及可变支撑层230，但本发明 并不限于此构造。实际上，本发明的示例性实施例可仅包括可变舒适层220，或仅包括可变 支撑层230。此外，根据本发明的示例性实施例，如图6A及图6B所示，可变睡眠系统201可包 括第三力散布罩600，其包裹在上盘簧231的层以及下盘簧232的层周围。根据图6A及图 6B所示的示例性实施例，第三力散布罩600沿可变睡眠系统201的长度延伸，但并未在可变 睡眠系统201的头部或足部延伸。如图6A及图6B所示，示例性地，第三力散布罩600被示 出松散地包围上盘簧231的层以及下盘簧232的层。但是，本发明的示例性实施例可包括 紧密地包围上盘簧231的层以及下盘簧232的层的第三力散布罩600。除了其他作用之外， 第三力散布罩600可使由上盘簧231以及下盘簧232的层施加的力在泡沫封装层280 (如 图2及图5所示)的更大的面积上分散，由此，有助于防止会在可变睡眠系统201的顶表面 处产生的凸起效应。根据图6A所示的示例性实施例，第三力散布罩600被安装至可变睡眠系统201的 底边界(例如，边界线)，并且不在下盘簧层232下方延伸。可替代地，根据图6B所示的示例性实施例，第三力散布罩600在下盘簧232的层 下方延伸。此外，如图6B所示，第三力散布罩600的两个相对部分在安装部分604处被安 装在一起。例如，可经由超声波焊接、缝合以及装钉等方式来安装第三力散布罩600的两个 相对部分。但是，本发明并不限于图6A及图6B所示的两个示例性构造，并且第三力散布罩 600可采用各种不同构造。根据示例性实施例，可以构造可变舒适层220以包括多个不同区域，每个区域均 可提供各自的舒适性特性。例如，可变舒适层220可包括七个不同的舒适区域，其中，每个 舒适区域均包括至少一个舒适层可充胀构件224，并且其中，七个不同舒适区域的大小并不 相同。另一方面，可变支撑层230可包括三个不同的支撑区域，其中，每个支撑区域均包括 至少一个支撑层可充胀构件234，其中三个不同支撑区域的大小并不相同。根据本发明，支撑层传感器238以及舒适层传感器228具有测量各种不同数据的 能力。例如，当人被安置在可变睡眠系统201上时，可以对由支撑层传感器238及舒适层传 感器228提供的数据进行分析，以确定人的体重、体重分布、身体姿态、呼吸速率、心率以及 睡眠状态等(也可确定其他参数)。此外，可以随时间经过来获取并分析上述数据以在人睡 眠的情况下确定人的各种身体变化。如图2及图3所示，支撑层可充胀构件234、支撑层传感器238、舒适层可充胀构件 224以及舒适层传感器228全部连接至感应控制单元250。通过使用由感应控制单元250 收集的信息，可以根据统计学预测出安置在可变睡眠系统201上的人的大致体态及体重分 布(以及其他参数)。处理器330可使用这些根据统计学预测的值来确定为制造健康睡眠 系统所需的、由可变睡眠系统201提供的分区支撑性及分区舒适性的组合的调整方式。总 体而言，处理器330可以对在可变舒适层220及可变支撑层230上的各个不同位置处对人 体的影响进行测量及分析，并可随时间经过来记录此测量结果数据。因此，根据一个示例性实施例，人将自己安置在可变睡眠系统201上，并且处理器 330对人体在可变舒适层220及可变支撑层230上的各个不同位置处的影响进行测量及分 析。利用上述测量结果数据，处理器330确定可向此人提供分区支撑性及分区舒适性的最佳组合的、对支撑层可充胀构件234及舒适层可充胀构件224的最佳调整方式。感应控制 单元250然后将支撑层可充胀构件234及舒适层可充胀构件224调整至所确定的其各自的 最佳水平，由此使可变睡眠系统201具有最佳支撑性及舒适性特性。此外，根据另一示例性实施例，处理器330随时间经过记录涉及人体在可变舒适 层220及可变支撑层230上各个不同位置处的影响的测量结果数据。通过分析此数据，处 理器330可检测各种人体变化，并可基于检测得到的变化来确定对支撑层可充胀构件234 及舒适层可充胀构件224的最佳调整方式。根据一个示例性实施例，感应控制单元250可基于在人睡眠时获得的测量结果进 行检测并对舒适层可充胀构件224及支撑层可充胀构件234进行即时的自动调整，由此持 续地提供具有定制确定的最佳舒适性及支撑性特性的可变睡眠系统201。具体而言，在夜 间，感应控制单元250可检测并分析人经历的各种不同身体变化，包括但不限于人的体重 分布、体态、呼吸速率、心率、睡眠状态以及睡眠品质等。因此，感应控制单元250可响应于 身体变化来立即自动调整舒适层可充胀构件224及支撑层可充胀构件234两者，由此为人 整夜持续地提供最佳支撑性及舒适性特性。例如，如果感应控制单元250基于与人的睡眠品质变化相关的测量结果而确定在 可变睡眠系统201的特定区域中需要额外支撑以提升睡眠品质，则可以调整该区域中的支 撑层可充胀构件234。或者，例如感应控制单元250可确定人在其睡眠过程中已经翻滚至新的睡眠姿态 (例如，人已经从仰卧翻滚为侧卧)，并由此确定在人的臀部需要额外支撑。因此，感应控制 单元250可通过增大与人臀部区域相对应的特定的一个或多个支撑层可充胀构件234内的 压力来对该特定支撑层可充胀构件234进行调整。因此，特定的支撑层可充胀构件234会 膨胀，由此使得上盘簧231的层中位于特定支撑层可充胀构件234上方的盘簧收缩。这样 使得与人臀部区域对应的盘簧因特定支撑层可充胀构件234的充胀而被施压。因此，可在 可变睡眠系统201的与人臀部区域对应的区域中提供额外支撑。除了类似于上述示例提供即时的自动调整之外，感应控制单元250还可在较长的 时期对人体变化(例如，体重的增减以及体重分布的变化等)及睡眠习惯进行测量及分析。 因此，感应控制单元250可响应于上述长期变化对舒适层可充胀构件224及支撑层可充胀 构件234进行调整，由此可长期持续地为人提供最佳支撑性及舒适性特性。例如，假设人在其购买可变睡眠系统201之后的数年间体重实质性地逐渐增加。 在此情况下，感应控制单元250将检测、测量并分析上述体重随时间的逐步变化。基于该分 析，感应控制单元250例如会确定需要整个可变支撑层230的额外支撑，以补偿人体重的增 加，由此为此人提供具有最佳支撑性特性的可变睡眠系统201。因此，在人随时间而增重时， 感应控制单元250将自动控制各个支撑层可充胀构件234以根据需要进一步充胀，以对应 于人体重的逐渐变化而为人提供最佳支撑性特性。根据本发明，可以多种方式来确定用于各个舒适层可充胀构件224及支撑层可充 胀构件234中每一者的最佳压力水平，在所述最佳压力水平下，可变睡眠系统201对人提供 最佳的支撑性及舒适性特性。例如，可通过对经由观察被安置在各种不同睡眠系统(具有 不同的舒适性和支撑性特性)上和处于各种不同睡眠姿态的具有不同身体特征的多个不 同人(例如，具有不同身高、体重、体重分布、腰围及肩宽等的人)而获得的数据进行分析，并在数据库390中记录观察数据，来确定该最佳压力水平。通过在数据库390中记录上述 观察数据以及为每个人提供最佳支撑性(例如，脊椎对准等)及舒适性特性(例如，最低的 接触表面压力量等)的特定支撑性及舒适性特性，可以在数据库390中建立并存储人的特 定身体特征与合适的支撑性及舒适性特性之间的对应关系。如上述相关临时申请所描述的，本申请的发明人已经研发出用于客观评估睡眠系 统上的人以确定针对此人的最佳支撑性及舒适性特性的示例及设备。但是，上述设备及示 例仅是示例性质，本发明并不限于这些示例。根据一个示例性实施例，利用本文揭示的测试床，如上述相关临时申请中所述，可 以计算用于人的支撑层可充胀构件234及舒适层可充胀构件224的最佳压力水平。然后， 可以使用上述计算结果以提供可变睡眠系统201可以被调整至的最合适的可变支撑性及 可变舒适性设置。例如，可以各种方式向数据库390提供上述测试床的计算结果，并将其存 储在数据库390中，这些方式包括但不限于经由无线或有线通信进行的传输、经由存储介 质以及人工数据输入等方式进行的传输。换言之，举例而言，预期的睡眠系统购买者会参观睡眠系统样品陈列室，在那里可 根据上述相关临时申请来执行对睡眠系统上的人的评估。作为上述评估的结果，会向预期 的睡眠系统购买者提供要被传输至购买者家中的可变睡眠系统201的最佳可变支撑性及 可变舒适性设置。因此，可变睡眠系统201会将支撑层可充胀构件234及舒适层可充胀构 件224调整至最佳压力水平，由此向购买者提供最佳支撑性及舒适性特性。根据本发明的示例性实施例，人可向感应控制单元250手动输入身体数据，包括 但不限于诸如人的身高、体重、身体尺寸等数据。利用上述手动输入的身体数据，处理器330 接着确定将向人提供分区支撑性及分区舒适性的最佳组合的、对支撑层可充胀构件234及 舒适层可充胀构件224的最佳调整方式。感应控制单元250然后将支撑层可充胀构件234 及舒适层可充胀构件224调整至所确定的其各自最佳水平，由此利用手动输入的身体数据 来使可变睡眠系统201设置有最佳支撑性及舒适性特性。除了可变睡眠系统201的支撑性及舒适性特性可被自动调整之外，如上所述，人 也可基于人所选择的支撑性及舒适性水平来对可变睡眠系统201的支撑性及舒适性特性 进行手动控制。例如，如果人希望使此人肩部下方的可变睡眠系统201感觉更硬，则此人可 对与人肩部区域对应的一个或多个舒适层可充胀构件224进行控制，以通过增大各所述舒 适层可充胀构件224的压力来进一步充胀。当与人肩部区域对应的各舒适层可充胀构件 224充气并膨胀时，各个舒适层可充胀构件224使上盘簧231层中位于其下方的盘簧受压， 并使上增厚层290中位于其上方的区域受压。因此，可变睡眠系统201可向与人的肩部对 应的区域施加更大的接触压力(即，会感觉该区域变更硬)。相反，如果人希望使可变睡眠系统201感觉更软，则人可控制感应控制单元250以 减小特定的一个或多个舒适层可充胀构件224的压力(例如，通过从一个或多个特定舒适 层可充胀构件224排出空气)，由此使得可变睡眠系统201向这些区域中的人体施加更小的 接触压力(即，会感觉这些区域更软并存在更大的缓冲)。尽管上述示例描述了对可变睡眠系统201的舒适性特性进行手动调整的情况，但 人也可以类似方式来调整可变睡眠系统201的支撑性特性。事实上，与诸如’ 182专利中描 述的床垫的常规装置(其仅提供低于15%的整体支撑性提升)相反，步进负载偏压测试显示出本发明的示例性实施例可实现超过100%的整体支撑性提升。此外，尽管上述示例性实施例涉及使可变睡眠系统201的支撑性及舒适性特性改 变来为单人提供最佳支撑性及舒适性，但也可应用本发明以改变可变睡眠系统201的支撑 性及舒适性特性来为此人及其同睡的伙伴提供最佳支撑性及舒适性。根据一个示例性实施 例，可变睡眠系统201可具有两个分立的可变表面，由此即使两个人存在显著不同的身体 特征，也可同时向两个人提供最佳支撑性及舒适性特性。因此，根据本发明的设备及方法还 提供了分别响应于两个人的身体变化来对睡眠系统的支撑性及舒适性特性进行自动的调 整。此外，根据本发明，提供了基于两个人分别选择的支撑性及舒适性水平来对包括两个可 变表面的睡眠系统的支撑性及舒适性特性进行手动的调整。图4示出了根据本发明的示例性实施例的可充胀构件224或234的视图。尽管图 4示出了可充胀构件的一个示例性形状及构造，但根据本发明，可充胀构件224或234可采 用其他形状及构造。此外，舒适层可充胀构件224可采用与支撑层可充胀构件234的形状 及/或构造不同的形状及/或构造。如图4所示，每个可充胀构件均包括阀401。图7A示出了根据本发明的示例性实施例的可充胀构件224或234的一端的侧视 图。图7B示出了根据本发明的示例性实施例的可充胀构件224或234的俯视图。根据本发明的示例性实施例的对床垫的支撑性及舒适性进行控制的方法也可以 是计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质可以是可由计算机或计 算机系统读取的能够存储数据的任何数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括但 不限于只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘以及光学数据存储装 置。计算机可读记录介质也可通过与计算机系统连接的网络来分发，由此以分布方式来存 储并执行计算机可读编码。虽然已经参考本发明的示例性实施例具体示出并描述了本发明，但本领域的技术 人员可以理解的是，在不脱离由所附权利要求界定的本发明的主旨及范围的前提下，可以 对其形式及细节进行各种不同改变。上述示例性实施例应仅被视为说明性质，而非限制。因 此，本发明的范围并非由对本发明的详细说明来界定，而是由在相关正式申请中给出的权 利要求界定，并且由上述范围涵盖的任何差异均应被解释为被包含在本发明中。
权利要求
1.一种睡眠系统，包括 睡眠支撑构件，其包括 舒适层，其包括多个舒适层可充胀构件；以及舒适层传感器，其用于提供与所述舒适层可充胀构件各自的压力相关的数据； 数据分析单元，其用于分析由所述舒适层传感器提供的数据，并产生分析得到的舒适 层数据；以及控制单元，其用于利用所述分析得到的舒适层数据来控制各个所述舒适层可充胀构件 中每一者内的压力。
2.根据权利要求1所述的睡眠系统，其中，所述舒适层可充胀构件是气动式的；并且 其中，所述舒适层可充胀构件连接至泵/真空单元。
3.根据权利要求1所述的睡眠系统，其中，所述舒适层可充胀构件被构造为使得可利 用流体来对各个所述舒适层可充胀构件中的每一者内的压力进行控制。
4.根据权利要求1所述的睡眠系统，其中，所述舒适层可充胀构件在所述睡眠支撑构 件的宽度上沿横向延伸。
5.根据权利要求1所述的睡眠系统，其中，所述控制单元用于通过控制各个所述舒适 层可充胀构件中每一者内的压力来对所述舒适层的舒适性特性及支撑性特性中至少一者 的变化进行控制。
6.根据权利要求1所述的睡眠系统，其中，所述数据分析单元用于对由所述舒适层传 感器提供的与安置在所述睡眠支撑构件上的人的身体变化相关的数据进行分析。
7.根据权利要求2所述的睡眠系统，其中，所述舒适层传感器用于提供实时测量结果。
8.根据权利要求5所述的睡眠系统，其中，所述数据分析单元用于对由所述舒适层传 感器提供的数据进行分析，以产生安置在所述睡眠支撑构件上的人的压力分布状况。
9.根据权利要求1所述的睡眠系统，其中，所述数据分析单元用于确定对所述舒适层 可充胀构件中至少一者的压力进行的调整，以使得所述舒适层针对人提供更合适的舒适性 特性及更合适的支撑性特性中的至少一者。
10.根据权利要求1所述的睡眠系统，还包括支撑层，其包括 多个支撑层可充胀构件；以及支撑层传感器，其用于提供与所述支撑层可充胀构件各自的压力相关的数据； 其中，所述数据分析单元用于分析由所述支撑层传感器提供的数据，并用于产生分析 得到的支撑层数据；并且其中，所述控制单元用于利用所述分析得到的支撑层数据来控制各个所述支撑层可充 胀构件中每一者内的压力。
11.根据权利要求10所述的睡眠系统，其中，所述支撑层被布置在所述舒适层下方。
12.根据权利要求10所述的睡眠系统，其中，所述支撑层包括 上盘簧的层；以及下盘簧的层，其中，所述支撑层可充胀构件被布置在所述上盘簧的层下方以及所述下盘簧的层上方。
13.根据权利要求12所述的睡眠系统，其中，所述睡眠支撑构件还包括封装构件，所述 封装构件用于封装所述上盘簧的层及所述下盘簧的层。
14.根据权利要求12所述的睡眠系统，其中，所述上盘簧及所述下盘簧包括袋装式盘
15.根据权利要求12所述的睡眠系统，其中，所述上盘簧由比形成所述下盘簧的材料 更高线规的材料形成。
16.根据权利要求10所述的睡眠系统，其中，所述支撑层可充胀构件是气动式的；并且其中，所述支撑层可充胀构件连接至泵/真空单元。
17.根据权利要求10所述的睡眠系统，其中，所述支撑层可充胀构件被构造为使得利 用流体来对各个所述支撑层可充胀构件中每一者内的压力进行控制。
18.根据权利要求10所述的睡眠系统，其中，所述支撑层可充胀构件在所述睡眠支撑 构件的宽度上沿横向延伸。
19.根据权利要求10所述的睡眠系统，其中，所述支撑层可充胀构件被构造使得如果 被充胀，则所述支撑层可充胀构件就向所述上盘簧中的至少一者以及所述下盘簧中的至少 一者施力。
20.根据权利要求10所述的睡眠系统，其中，所述控制单元用于通过控制各个所述支 撑层可充胀构件中每一者内的压力来对所述支撑层的舒适性特性及支撑性特性中的至少 一者的变化进行控制。
21.根据权利要求20所述的睡眠系统，其中，所述数据分析单元用于分析由所述支撑 层传感器提供的与安置在所述睡眠支撑构件上的人的身体变化相关的数据。
22.根据权利要求21所述的睡眠系统，其中，所述控制单元用于利用所述分析得到的 支撑层数据来对所述支撑层的舒适性特性及支撑性特性中的至少一者的变化进行控制。
23.根据权利要求10所述的睡眠系统，其中，所述支撑层传感器用于提供实时测量结^ ο
24.根据权利要求20所述的睡眠系统，其中，所述数据分析单元用于分析由所述舒适 层传感器及所述支撑层传感器中至少一者提供的数据，以生成安置在所述睡眠支撑构件上 的人的压力分布状况。1
25.根据权利要求24所述的睡眠系统，其中，所述数据分析单元用于确定对所述舒适 层可充胀构件及所述支撑层可充胀构件中至少一者的压力进行的调整，使得所述舒适层及 所述支撑层中的至少一者针对人提供更合适的舒适性特性及更合适的支撑性特性中的至 少一者。
26.根据权利要求12所述的睡眠系统，其中，所述睡眠支撑构件还包括第一力散布罩， 所述第一力散布罩布置在所述支撑层可充胀构件上方以及所述上盘簧下方。
27.根据权利要求26所述的睡眠系统，其中，所述睡眠支撑构件还包括第二力散布罩， 所述第二力散布罩布置在所述支撑层可充胀构件下方以及所述下盘簧上方。
28.根据权利要求27所述的睡眠系统，其中，所述睡眠支撑构件还包括第三力散布罩， 所述第三力散布罩包围所述上盘簧的层以及所述下盘簧的层。
29.—种睡眠系统，包括睡眠支撑构件，其包括支撑层，其包括多个支撑层可充胀构件；以及支撑层传感器，其用于提供与所述支撑层可充胀构件各自的压力相关的数据；数据分析单元，其用于分析由所述支撑层传感器提供的数据，并产生分析得到的支撑 层数据；以及控制单元，其用于利用所述分析得到的支撑层数据来控制各个所述支撑层可充胀构件 中每一者内的压力。
30.根据权利要求1所述的睡眠系统，其中，所述数据分析单元用于在人被安置在所述 睡眠支撑构件上的情况下分析由所述舒适层传感器提供的数据，以确定此人的体重、此人 的体重分布、此人的身体姿态、此人的呼吸速率、此人的心率以及此人的睡眠状态中的至少一项。
31.根据权利要求10所述的睡眠系统，其中，各个支撑层可充胀构件中每一者的宽度 分别大于与所述各个支撑层可充胀构件相邻的各上盘簧的直径。
32.根据权利要求31所述的睡眠系统，其中，各个支撑层可充胀构件中每一者的宽度 分别大于与所述各个支撑层可充胀构件相邻的各下盘簧的直径。
33. 一种控制可变睡眠支撑构件的方法，所述方法包括以下步骤判定人是否被安置在所述睡眠支撑构件上；如果人被安置在所述睡眠支撑构件上，则对与布置在所述睡眠支撑构件的舒适层内的多个舒适层可充胀构件各自的压力相关 的数据进行分析，以生成分析得到的舒适层数据；并且利用所述分析得到的舒适层数据来控制所述舒适层可充胀构件中至少一者内的压力。
34.根据权利要求33所述的方法，其中，由舒适层传感器来感测与所述多个舒适层可 充胀构件各自的压力相关的所述数据。
35.根据权利要求33所述的方法，其中，自动地执行利用所述分析得到的舒适层数据 来控制所述舒适层可充胀构件中至少一者内的压力的步骤。
36.根据权利要求33所述的方法，其中，利用气泵/真空单元执行利用所述分析得到的 舒适层数据来控制所述舒适层可充胀构件中至少一者内的压力的步骤。
37.根据权利要求33所述的方法，其中，利用流体执行利用所述分析得到的舒适层数 据来控制所述舒适层可充胀构件中至少一者内的压力的步骤。
38.根据权利要求33所述的方法，其中，执行利用所述分析得到的舒适层数据来控制 所述舒适层可充胀构件中至少一者内的压力的步骤，来改变所述舒适层的舒适性特性及支 撑性特性中的至少一者。
39.根据权利要求33所述的方法，其中，对与所述多个舒适层可充胀构件各自的压力 相关的数据进行分析还包括对与此人的身体变化相关的数据进行分析。
40.根据权利要求33所述的方法，其中，对与所述多个舒适层可充胀构件各自的压力 相关的数据进行分析的步骤包括对与所述多个舒适层可充胀构件各自的压力相关的实时 数据进行分析。
41.根据权利要求38所述的方法，其中，对与所述多个舒适层可充胀构件各自的压力 相关的数据进行分析的步骤包括生成此人的压力分布状况。
42.根据权利要求33所述的方法，其中，对与所述多个舒适层可充胀构件各自的压力 相关的数据进行分析的步骤包括确定对所述舒适层可充胀构件中至少一者的压力进行的 调整方式，使得所述舒适层针对此人提供更合适的舒适性特性及更合适的支撑性特性中的 至少一者。
43.根据权利要求33所述的方法，还包括以下步骤如果人被安置在所述睡眠支撑构件上，则对与布置在所述睡眠支撑构件的支撑层内的多个支撑层可充胀构件各自的压力相关 的数据进行分析，以生成分析得到的支撑层数据；并且利用所述分析得到的支撑层数据来控制所述支撑层可充胀构件中至少一者内的压力。
44.根据权利要求43所述的方法，其中，由支撑层传感器来感测与所述多个支撑层可 充胀构件各自的压力相关的所述数据。
45.根据权利要求43所述的方法，其中，自动地执行利用所述分析得到的支撑层数据 来控制所述支撑层可充胀构件中至少一者内的压力的步骤。
46.根据权利要求43所述的方法，其中，执行利用所述分析得到的支撑层数据来控制 所述支撑层可充胀构件中至少一者内的压力的步骤，来改变所述支撑层的舒适性特性及支 撑性特性中的至少一者。
47.根据权利要求43所述的方法，其中，对与所述多个支撑层可充胀构件各自的压力 相关的数据进行分析的步骤还包括对与此人的身体变化相关的数据进行分析。
48.根据权利要求43所述的方法，其中，对与所述多个支撑层可充胀构件各自的压力 相关的数据进行分析的步骤包括对与所述多个支撑层可充胀构件各自的压力相关的实时 数据进行分析。
49.根据权利要求43所述的方法，其中，对与所述多个支撑层可充胀构件各自的压力 相关的数据进行分析的步骤包括确定对所述支撑层可充胀构件中至少一者的压力进行的 调整方式，使得所述支撑层针对此人提供更合适的舒适性特性及更合适的支撑性特性中的 至少一者。
全文摘要
一种提供对睡眠系统的可变支撑性及可变舒适性控制的设备及方法，该设备包括睡眠支撑构件，其包括具有多个舒适层可充胀构件以及舒适层传感器的舒适层，舒适层传感器用于提供与舒适层可充胀构件各自的压力相关的数据；数据分析单元，其用于分析由舒适层传感器提供的数据，并产生分析得到的舒适层数据；以及控制单元，其用于利用分析得到的舒适层数据来控制各个舒适层可充胀构件中每一者内的压力。
文档编号A47C27/08GK102006803SQ200880128583
公开日2011年4月6日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年2月14日
发明者大卫·B·斯科特, 罗伯特·D·欧埃克斯曼 申请人:金斯道恩公司