可自动调节高度的智能枕的制作方法

本发明涉及枕头，尤其涉及一种可自动调节高度的智能枕。

背景技术：

枕头作为一种日常用品，一般认为，枕头就是人们为睡眠的舒适而采用的填充物，而从现代医学研究上认识，人体的脊柱，从正面看是一条直线，但侧面看是具有四个生理弯曲的曲线，为了保护颈部的正常生理弯曲，维持人们睡眠时正常的生理活动，人们睡眠时必须采用枕头。枕头一般由枕芯和枕套两个部分构成。枕头可分为高枕和低枕，但是高枕是引起落枕、颈椎病的常见原因之一。

此外，高枕会增大颈部与胸部角度，使气管通气受阻，易导致咽干、咽痛和鼻鼾。高枕还能使胸背肌肉长期紧张，胸部受压，妨碍正常呼吸，长此下去必定给身体带来不良影响。正常人长期睡低枕，同样也会改变颈椎生理状态。因头部的静脉无瓣膜，重力可使脑内静脉回流变慢，动脉供血相对增加，从而出现头涨、烦躁、失眠等不适，低枕对于高血压和动脉粥样硬化病人尤其有不良影响。

一般健康枕头的高度要根据人体的身高，体重来判断。然而有时习惯了一种睡姿又想换一种睡姿时又得更换枕头，更换比较麻烦，而且又得增加一笔额外的开支。人在仰卧和侧卧时对枕头高度的要求是不一样的，仰卧时枕头高度较低，侧卧时枕头高度较高。现有的固定高度的枕头的制作一般是在参考了使用者以仰卧和侧卧两种睡姿情形基础上，将枕头高度设定为这两种睡觉姿势的中间高度，从而容易导致仰卧睡觉时枕头过高，在侧卧睡觉时枕头过低。长期使用固定高度的枕头，可能会因压迫颈椎而诱发各种颈椎病。

所以，需要一种枕头，能够随着睡姿的改变，改变枕头的高度。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种可自动调节高度的智能枕，包括枕芯和枕套，所述枕芯由多个可充气的气囊层构成，各气囊层在竖直方向上经有序层叠排列形成多层结构；

所述枕芯的上表面还覆盖有呈阵列分布的多个压力传感器，用于监测智能枕所能承受的压力值。

进一步地，所述各气囊层的左右两侧分别设置有气嘴与气体控制阀，

所述气体控制阀与气嘴通过气囊层内部的气体通道相连接，所述气嘴还与所述压力传感器相电连接；

所述气体控制阀包括第一板体、顶锥、锥形壳、夹爪、爪座、底座；

所述第一板体与所述气嘴的内侧固定，所述第一板体通过同步带机构与所述顶锥连接，所述同步带机构包括第一带轮、第二带轮、同步带，所述第一带轮、第二带轮通过轴承安装在所述第一板体的中心的通孔内，所述第一带轮、第二带轮外套装有同步带，所述同步带与顶锥固定，所述顶锥通过同步带沿所述第一板体的中心的通孔的轴向运动；

所述气嘴的外侧固定有锥形壳，所述锥形壳的直径较小的一端与所述气嘴固定，所述锥形壳的直径较大的一端与所述底座固定，锥形壳内设有与所述气嘴连通的气体通道，所述锥形壳内设有夹爪，所述夹爪配置在所述气体通道的端部，所述夹爪包括第一爪段、第二爪段、第三爪段，所述第二爪段通过所述爪座沿所述顶锥的轴向移动，所述第二爪段的两端对称地布置有第一爪段、第三爪段，所述第一爪段、第三爪段与所述第二爪段铰链连接，所述第一爪段、第三爪段的外端均设有永磁铁，所述爪座设有用于支撑所述第一爪段、第三爪段的第一顶杆、第三顶杆，所述第一爪段、第三爪段与第二爪段之间均设有复位弹簧。

进一步地，所述气囊层采用碳纤维材料制成。

进一步地，所述压力传感器、气体控制阀与智能枕外部设置的控制装置相连接，

所述控制装置包括风控器、无线模块、遥控器、电源插头，

所述风控器内部设置有气泵，用来控制气体进入和排出；

所述无线模块可与智能终端的蓝牙或者wifi进行数据/指令交互，从而对智能枕压力值进行无线控制；

所述遥控器上设置有开关键、多个控制键，每个控制键相应地与各气囊层相连接；

所述电源插头与电源相连接。

进一步地，所述控制装置中设置有高度调节控制芯片。

进一步地，智能枕高度可通过如下步骤进行智能调节：

(1)设置仰卧时智能枕所承受的压力初始值为f1、智能枕的高度为h1,侧卧时智能枕的压力初始值为f2、智能枕的高度为h2，

正常使用状态下，f1＞f2，h1＜h2；

(2)使用过程中检测到的压力传感器的压力值为f,需要调节的智能枕高度为h；

(3)当检测到的压力传感器的压力值f逐渐增大时，表示从侧卧仰卧的翻身过程，此时增大对气囊层的排气过程，从而降低智能枕的高度h，直到压力传感器中所测得的压力值f＝f1时停止排气过程，此时得到的h＝h1；

(4)当检测到的压力传感器的压力值f逐渐减小时，表示从仰卧到侧卧的翻身过程，此时增大对气囊层的进气过程，从而增加智能枕的高度h，直到压力传感器中所测得的压力值f＝f2时停止排气过程，此时得到的h＝h2。

进一步地，所述压力传感器上表面粘覆有一层按摩层，

所述按摩层外层采用竹炭棉材料，

所述按摩层内部设置有多个按摩珠，所述按摩珠分为中心按摩珠、边缘按摩珠，所述中心按摩珠、边缘按摩珠为球形结构，

所述中心按摩珠的直径大于边缘按摩珠的直径，

所述中心按摩珠位于按摩层横向中心线上，将横向中心线进行三等分，所述中心按摩珠位于三等分段的中点处，以中心按摩珠为圆心，边缘按摩珠位于半径呈梯度变化直至按摩层边缘的同心圆上；所述中心按摩珠通过转动部与所述压力传感器上表面连接；

所述转动部包括第一支撑板、第二支撑板、第一辊子、第一辊杆、弹簧杆、第二辊杆、第二辊子、第一转轴、扇形板、第二转轴、弯折板、第三转轴、齿轮；

所述第一支撑板与所述压力传感器的上表面固定，所述第一支撑板的中部固定有垂直于其的第二支撑板，所述第二支撑板内开设有导孔，所述导孔内设有沿其移动的弹簧杆，所述弹簧杆的一端通过第一辊杆与第一辊子连接，所述弹簧杆的另一端通过第二辊杆与第二辊子连接，所述第一辊杆与第二支撑板之间设有弹簧；

所述第一辊子与所述扇形板的外端连接，所述扇形板的外端连续开设有多个第一弧形凹槽，每个所述第一弧形凹槽均能够与所述第一辊子相配合，所述扇形板与所述第一转轴固定，所述第一转轴与第一电机的输出轴固定，所述第一电机与所述感器的上表面固定；

所述第二辊子与所述弯折板的一端连接，所述弯折板的一端开设有第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽的弧形半径大于所述第二辊子的半径，所述第二弧形凹槽内配置有所述第二辊子，所述弯折板与所述第二转轴固定，所述第二转轴通过轴承安装在所述压力传感器的上表面，所述弯折板的另一端设有卡销，所述卡销由丁晴橡胶制成，所述卡销与所述齿轮的齿槽相配合，所述齿轮与第三转轴固定，所述第三转轴与所述中心按摩珠固定。

进一步地，所述中心按摩珠、边缘按摩珠由弹性塑胶制成。

进一步地，所述气囊层的上表面与下表面均设置有波浪式纹路，

所述气囊层上表面的波浪式纹路呈凸形，

所述气囊层下表面的波浪式纹路呈凹形，

所述气囊层的上表面可嵌接入所述气囊层的下表面中。

进一步地，所述控制装置根据用户的平均睡眠时间a、压力值b、用户肩宽c，按如下公式输出气囊层的高度d，并通过气泵将气囊层的高度调整为d；

其中，平均睡眠时间a的单位为小时，压力值b的单位为公斤，用户肩宽c的单位为分米，气囊层的高度d的单位为厘米。

基于上述技术特征，本发明能够取得的以下有益技术效果：

1、本发明的一种可自动调节高度的智能枕表面覆盖有一层压力传感器，可实时的进行智能枕的压力值的测量，从而实时地进行智能枕高度的调节；

2、本发明的一种可自动调节高度的智能枕整体形式为棉织品，使得用户在而其电路部分也是柔性的，使得产品柔软舒服，可以到紧贴皮肤，使得传感器测量更加准确；

3、本发明的一种可自动调节高度的智能枕，在压力传感器的上表面还设置有按摩层，并设置有中心按摩珠和边缘按摩珠，可对人体头部起到很好的按摩效果，有助于提高睡眠质量；

4、本发明的一种可自动调节高度的智能枕，枕芯由多个气囊层组成，上下气囊层之间设置有凹凸形纹路，可进行间隙配合，不仅固定牢固，而且拆卸方便。

附图说明

图1是本发明可自动调节高度的智能枕充气后的主视图；

图2是本发明可自动调节高度的智能枕排气后的主视图；

图3是本发明可自动调节高度的智能枕的俯视图；

图4是本发明可自动调节高度的智能枕充气后的侧视图；

图5是本发明可自动调节高度的智能枕排气后的侧视图；

图6是本发明可自动调节高度的智能枕按摩层的结构示意图；

图7是本发明可自动调节高度的智能枕中上下气囊未配合时的示意图；

图8是本发明可自动调节高度的智能枕中上下气囊配合后的示意图；

图9是本发明可自动调节高度的智能枕的转动部的结构示意图；

图10是本发明可自动调节高度的智能枕的气体控制阀的结构示意图。

其中，1-压力传感器、2-气囊层、3-气嘴、4-风控器、5-遥控器、6-控制芯片、7-无线模块、8-电源插头、9-气体控制阀、10-按摩层、101-中心按摩珠、102-边缘按摩珠、201-气囊层上表面、202-气囊层下表面。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的可自动调节高度的智能枕进行进一步详细说明。

如图1是本发明可自动调节高度的智能枕充气后的主视图，本发明的可自动调节高度的智能枕，包括枕芯和枕套，所述枕芯由多个可充气的气囊层2构成，各气囊层2在竖直方向上经有序层叠排列形成多层结构。

图3是本发明可自动调节高度的智能枕的俯视图，所述枕芯的上表面还覆盖有呈阵列分布的多个压力传感器1，用于监测智能枕所能承受的压力值。

所述控制装置根据用户的平均睡眠时间a、压力值b、用户肩宽c，按如下公式输出气囊层的高度d，并通过气泵将气囊层的高度调整为d；

其中，平均睡眠时间a的单位为小时，压力值b的单位为公斤，用户肩宽c的单位为分米，气囊层的高度d的单位为厘米。

本发明能通过上述方式可根据用户的具体情况而定制合理化的气垫层的高度，从而提高用户的睡眠质量。

作为一种优选方式，底层气囊充气后高度可达到5-8cm,其余的上部气囊层充气后高度可达到3-5cm。

本发明的智能枕，其枕套为圆角矩形状，位于枕套的中部设置有开口拉链，所述拉链包括有开线条、支线条，所述开线条位于所述拉链上的拉链齿的外侧，并与拉链齿结合在一起，所述开线条完全遮盖拉链齿，所述支线条位于所述拉链上的拉链齿的内侧，并与拉链齿结合在一起，所述支线条完全遮盖拉链齿。

所述拉链的长度为枕套中部周长的一半，即位于枕套中部的拉链设置于枕套的两个相连接的侧边。

如图2是本发明可自动调节高度的智能枕排气后的主视图，位于底层的气囊层2处于气体饱和状态，其余的气囊层2均处于气体排净的状态。

如图4至图5是本发明可自动调节高度的智能枕充、排气后的侧视图，在各气囊层2的左右两侧分别设置有气嘴3与气体控制阀9，在制造过程中，所述气体控制阀9要与智能枕外部设置的控制装置相连接，所以最好将气体控制阀9设置于离控制装置较近的气囊层2一侧。所述气体控制阀9与气嘴3通过气囊层2内部的气体通道相连接，所述气嘴3还与所述压力传感器1相电连接。

如图10所示，所述气体控制阀9包括第一板体401、顶锥402、锥形壳403、夹爪405、爪座406、底座407；

所述第一板体401与所述气嘴3的内侧固定，所述第一板体401通过同步带机构与所述顶锥402连接，所述同步带机构包括第一带轮、第二带轮、同步带，所述第一带轮、第二带轮通过轴承安装在所述第一板体401的中心的通孔内，所述第一带轮、第二带轮外套装有同步带，所述同步带与顶锥402固定，所述顶锥通过同步带沿所述第一板体401的中心的通孔的轴向运动；

所述气嘴3的外侧固定有锥形壳403，所述锥形壳403的直径较小的一端与所述气嘴3固定，所述锥形壳403的直径较大的一端与所述底座407固定，锥形壳403内设有与所述气嘴3连通的气体通道404，所述锥形壳403内设有夹爪405，所述夹爪配置在所述气体通道404的端部，所述夹爪405包括第一爪段、第二爪段、第三爪段，所述第二爪段通过所述爪座406沿所述顶锥402的轴向移动，所述第二爪段的两端对称地布置有第一爪段、第三爪段，所述第一爪段、第三爪段与所述第二爪段铰链连接，所述第一爪段、第三爪段的外端均设有永磁铁，所述爪座406设有用于支撑所述第一爪段、第三爪段的第一顶杆、第三顶杆，所述第一爪段、第三爪段与第二爪段之间均设有复位弹簧。

本发明在使用时当顶锥402穿过所述气体通道404将所述第二爪段朝向所述底座407移动时，所述第一顶杆、第二顶杆将所述第一爪段、第二爪段弯折为所述气体通道404的状态，从而使第一爪段、第三爪段与顶锥402共同夹持气体公道404，使气体通道404断路，并通过两个永磁铁来保持状态，当顶锥402复位时，第一爪段、第三爪段通过复位弹簧复位，气体通道404通路。

在每个气囊层2的边缘处均设置有气嘴3，在气体控制阀9的作用下，多个气嘴3均能实现气体的进入和排出。

气体控制阀9的作用是为了防止智能枕气囊内部的气压过大，发生气囊爆炸的情况，而有了气体控制阀9的作用，则能更加迅速的对气囊内的气体进行排出。

所述气囊层2采用碳纤维材料制成，碳纤维材质具有很好的延展性、较高的强度、抗腐蚀性。

如图6是本发明可自动调节高度的智能枕按摩层的结构示意图，为了增加用户使用智能枕的舒适程度，在所述压力传感器1上表面粘覆有一层按摩层10，此按摩层10的设置根据人体头部穴位的分布进行，使用者将头部放在枕头上时，在按磨层的作用下可以按摩头部，可以让使用者的头部得到按摩，起到很好的放松功效，而且其按摩也能起到良好的助眠效果。

所述按摩层2外层采用竹炭棉材料，所述按摩层2内部设置有多个按摩珠，所述按摩珠分为中心按摩珠101、边缘按摩珠102，所述中心按摩珠101、边缘按摩珠102为球形结构，所述中心按摩珠101的直径大于边缘按摩珠102的直径。所述中心按摩珠101位于按摩层10横向中心线上，将横向中心线进行三等分，所述中心按摩珠101位于三等分段的中点处，以中心按摩珠101为圆心，边缘按摩珠102位于半径呈梯度变化直至按摩层10边缘的同心圆上。所述中心按摩珠101、边缘按摩珠102由弹性塑胶制成。

如图9所示，所述中心按摩珠101通过转动部300与所述压力传感器上表面连接；

所述转动部300包括第一支撑板301、第二支撑板302、第一辊子303、第一辊杆304、弹簧杆305、第二辊杆306、第二辊子307、第一转轴308、扇形板309、第二转轴310、弯折板311、第三转轴312、齿轮313；

所述第一支撑板301与所述压力传感器的上表面固定，所述第一支撑板301的中部固定有垂直于其的第二支撑板302，所述第二支撑板302内开设有导孔，所述导孔内设有沿其移动的弹簧杆305，所述弹簧杆305的一端通过第一辊杆304与第一辊子303连接，所述弹簧杆305的另一端通过第二辊杆306与第二辊子307连接，所述第一辊杆304与第二支撑板302之间设有弹簧；

所述第一辊子303与所述扇形板309的外端连接，所述扇形板309的外端连续开设有多个第一弧形凹槽，每个所述第一弧形凹槽均能够与所述第一辊子303相配合，所述扇形板309与所述第一转轴固定，所述第一转轴与第一电机的输出轴固定，所述第一电机与所述感器的上表面固定；

所述第二辊子307与所述弯折板311的一端连接，所述弯折板311的一端开设有第二弧形凹槽，所述第二弧形凹槽的弧形半径大于所述第二辊子307的半径，所述第二弧形凹槽内配置有所述第二辊子，所述弯折板311与所述第二转轴310固定，所述第二转轴310通过轴承安装在所述压力传感器的上表面，所述弯折板311的另一端设有卡销，所述卡销由丁晴橡胶制成，所述卡销与所述齿轮313的齿槽相配合，所述齿轮313与第三转轴312固定，所述第三转轴312与所述中心按摩珠101固定。

本发明通过上述第一电机往复转动，而带动扇形板309的摆动，扇形板309通过多个第一弧形凹槽、第一辊子303带动所述第二辊子307往复直线运动，第二辊子307通过第二弧形凹槽带动卡销往复摆动，致使齿轮313间歇性转动，从而使中心按摩珠101能够间歇性转动，达到按摩的效果。

此处的中心按摩珠101、边缘按摩珠102采用的是弹性塑胶制成，主要是因为其具有良好的弹性、良好的延展性，且其位于人的头部下方，其材质光滑有韧性，给人带来舒适的感觉，在人体头部调整的过程中，也可以相应地调整按摩珠的形状，从而配合头部的动作。

如图1是本发明可自动调节高度的智能枕充气后的主视图，所述压力传感器1、气体控制阀9与智能枕外部设置的控制装置相连接，所述控制装置包括风控器4、无线模块7、遥控器5、电源插头8，

所述风控器4内部设置有气泵，用来控制气体进入和排出；

所述无线模块7可与智能终端的蓝牙或者wifi进行数据/指令交互，从而对智能枕压力值进行无线控制；

所述遥控器5上设置有开关键、多个控制键，每个控制键相应地与各气囊层2相连接；

所述电源插头8与电源相连接。

所述控制装置中设置有高度调节控制芯片6。

如图7是本发明可自动调节高度的智能枕中上下气囊未配合时的示意图，所述气囊层2的上表面与下表面均设置有波浪式纹路，所述气囊层上表面201的波浪式纹路呈凸形，所述气囊层下表面201的波浪式纹路呈凹形。

如图8是本发明可自动调节高度的智能枕中上下气囊配合后的示意图，所述气囊层上表面201可嵌接入所述气囊层下表面202中。

此纹路的设计，可以让各气囊层2之间相互配合更加稳固，而且大大加大了对气囊层2的更换、拆卸的方便性。

本发明的一种可自动调节高度的智能枕整体形式为棉织品，使得用户在而其电路部分也是柔性的，使得产品柔软舒服，可以到紧贴皮肤，使得传感器测量更加准确。

本发明的智能枕的高度可通过如下步骤进行调节：

(1)设置仰卧时智能枕所承受的压力初始值为f1、智能枕的高度为h1,侧卧时智能枕的压力初始值为f2、智能枕的高度为h2，

正常使用状态下，f1＞f2，h1＜h2；

(2)使用过程中检测到的压力传感器1的压力值为f,需要调节的智能枕高度为h；

(3)当检测到的压力传感器1的压力值f逐渐增大时，表示从侧卧仰卧的翻身过程，此时增大对气囊层2的排气过程，从而降低智能枕的高度h，直到压力传感器1中所测得的压力值f＝f1时停止排气过程，此时得到的h＝h1；

(4)当检测到的压力传感器1的压力值f逐渐减小时，表示从仰卧到侧卧的翻身过程，此时增大对气囊层2的进气过程，从而增加智能枕的高度h，直到压力传感器1中所测得的压力值f＝f2时停止排气过程，此时得到的h＝h2。

实施例一

在未通电状态下，设置仰卧时智能枕所承受的压力初始值为f1、智能枕的高度为h1,侧卧时智能枕的压力初始值为f2、智能枕的高度为h2，正常使用状态下，f1＞f2，h1＜h2。

设使用过程中检测到的压力传感器1的压力值为f,需要调节的智能枕高度为h。

将所述控制装置上的电源插头插入电源后，根据压力传感器1所感应到的压力值f,可判断出用户此时的睡觉姿势。

当检测到的压力传感器1的压力值f逐渐增大时，表示从侧卧仰卧的翻身过程，此时增大对气囊层2的排气过程。

即通过对遥控器5的控制，可实时地对每个气囊层2均进行控制，从而打开气体控制阀9，气体控制阀9会实时地对相应气囊层2的气嘴3进行控制，从而打开气嘴3，实现气体的排放。使得降低智能枕的高度h，直到压力传感器1中所测得的压力值f＝f1时停止排气过程，此时得到的h＝h1。

当检测到的压力传感器1的压力值f逐渐减小时，表示从仰卧到侧卧的翻身过程，此时增大对气囊层2的进气过程。

即通过对遥控器5的控制，可实时地对每个气囊层2均进行控制，从而打开气体控制阀9，气体控制阀9会实时地对相应气囊层2的气嘴3进行控制，从而打开气嘴3，实现气体的进气过程。从而增大智能枕的高度h，直到压力传感器1中所测得的压力值f＝f2时停止排气过程，此时得到的h＝h2。

实施例二

在未通电状态下，设置仰卧时智能枕所承受的压力初始值为f1、智能枕的高度为h1,侧卧时智能枕的压力初始值为f2、智能枕的高度为h2，正常使用状态下，f1＞f2，h1＜h2。

设使用过程中检测到的压力传感器1的压力值为f,需要调节的智能枕高度为h。

将所述控制装置上的电源插头8插入电源后，根据压力传感器1所感应到的压力值f,可判断出用户此时的睡觉姿势。

当检测到的压力传感器1的压力值f逐渐增大时，表示从侧卧仰卧的翻身过程，此时增大对气囊层2的排气过程。

即通过对智能终端的控制，智能终端可通过蓝牙、wifi实时地对每个气囊层2均进行控制，从而打开气体控制阀9，气体控制阀9会实时地对相应气囊层2的气嘴3进行控制，从而打开气嘴3，实现气体的排放。使得降低智能枕的高度h，直到压力传感器1中所测得的压力值f＝f1时停止排气过程，此时得到的h＝h1。

当检测到的压力传感器1的压力值f逐渐减小时，表示从仰卧到侧卧的翻身过程，此时增大对气囊层2的进气过程。

即通过对遥控器8的控制，可实时地对每个气囊层2均进行控制，从而打开气体控制阀9，气体控制阀9会实时地对相应气囊层2的气嘴3进行控制，从而打开气嘴3，实现气体的进气过程。从而增大智能枕的高度h，直到压力传感器中所测得的压力值f＝f2时停止排气过程，此时得到的h＝h2。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。