专利名称：一种自动调节高度枕头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种枕头，特别是一种自动调节高度枕头。
背景技术：
枕头是一种睡眠工具，一般认为，枕头就是人们为睡眠的舒适而采用的颈部支撑 物，而从现代医学研究上认识，为了保护颈部在睡眠时不致受伤，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。另一方面，由于仰睡时颈部由背部所支撑，而侧睡时颈 部由肩部所支撑，人们仰睡和侧睡时颈部在正常生理状态下的高度是不相同的，这就需要 不同高度的枕头以达到最舒适的睡眠效果。专家指出，睡眠时应保持人体脊柱与颈部平直。 人们常用的标准枕头的厚度通常为10厘米，两个标准枕头厚度为20厘米，当人们面部朝上 平睡时应选择一个枕头，侧睡时则应选择两个枕头，但人们在睡眠时会频繁改变睡眠姿势， 所以平睡时二个枕头太高，侧睡时一个枕头太低，就会引起脖子疼痛或者睡眠障碍。针对这种情况，市面上已经有一些能调整高度的枕头出现，但均为人手调节，未能 很好地解决以上问题。
发明内容
为了解决以上问题和满足市场的需要，本发明提供一种使用便利的，能根据传感 器所反馈的人体睡姿信号调节注入枕头的工作流体的压力以实现自动调节枕头高度的枕 头。本发明采用的技术方案可以描述为
一种自动调节高度枕头，包括填充有具有流动性的工作介质的复合枕头、与所述复合 枕头相连接的控制模块以及与所述控制模块相连接的传感器开关，其中所述复合枕头的 高度随注入的工作介质的压力改变而相应改变，所述传感器开关实时检测人体睡姿的高度 并输出相应的电平信号，所述控制模块根据传感器开关所输出的电平信号实时控制注入复 合枕头中的工作介质的压力从而实现对复合枕头高度的自动调节。作为上述技术方案的一种改进，所述复合枕头包括有枕头主体，以及插入固定在 所述枕头主体中的充气/液枕头，所述充气/液枕头与所述控制模块相连接并能根据注入 的工作介质的压力变化而改变其高度。作为上述技术方案的一种改进，所述工作介质为具有流动性的气体或者液体。作为上述技术方案的一种改进，所述控制模块还包括与所述传感器开关相连接的 控制电路，以及分别与控制电路连接并互相串联的气/液泵和进气/液阀，所述进气/液阀 通过三通接头与所述充气/液枕头相连通，所述三通接头还与排气/液阀相连通，所述排气 /液阀还与所述控制电路相连接。作为上述技术方案的一种改进，所述工作介质为液体时，所述控制模块还包括与 液泵和排液阀分别相连通的用于存储液体的储液箱，以构成一个完整的密闭液体循环系统。
作为上述技术方案的一种改进，所述控制模块还包括连接于气/液泵和三通接头 之间用于降低随工作介质传导的噪音的消音器。作为上述技术方案的一种改进，所述自动调节高度枕头还包括人手调节传感器开 关高度的手动定位模块，所述手动定位模块包括支撑固定所述传感器开关的高度调节杆， 所述高度调节杆活动穿接于高度调节套内，所述高度调节套与底座固定连接并设有用于固 定高度调节杆的锁紧螺钉。作为上述技术方案的一种改进，所述自动调节高度枕头还包括自动定位传感器开 关高度的自动定位学习模块，所述自动定位学习模块与所述控制电路相连接。作为上述技术方案的一种改进，所述自动定位学习模块包括支架、电机、螺杆、滑 块、上限位开关以及下限位开关，其中所述电机、上限位开关以及下限位开关固定在支架上 并分别与所述控制电路相连接，螺杆与电机相连接，固定传感器开关的滑块安装在螺杆上。本发明的有益效果是
本发明的枕头结构，其中主体的厚度相当于一个标准枕头，充气/液枕头充满工作介 质后的厚度也相当于一个标准枕头，这样，未注入工作介质的枕头适合平睡而注入工作介 质的枕头适合侧睡。另外，本发明通过传感器实时监测用户的睡姿，在用户调整睡姿时将用 户的睡姿电平信号输入控制模块中，而控制模块则根据此信号调整注入枕头的工作流体的 压力以实现自动调整枕头高度的功能。此发明所提出的枕头的高度能伴随人体睡姿改变而 改变，使用户在不同的睡姿下其颈部都能得到最合适的支撑，提高了用户的睡眠质量，减少 了产生脖子疼痛或者睡眠障碍的可能性。
图1为本发明的一个实施例的原理示意图2为本发明的另一个实施例中控制模块的原理示意图； 图3为本发明的手动定位模块的结构示意图； 图4为本发明的一个处于使用中的实施例的主视图； 图5为本发明的一个处于使用中的实施例的右视图； 图6为本发明的一个处于使用中的实施例的俯视图； 图7为本发明的一个实施例的电路图。
具体实施例方式如图1所示，本发明所提出的自动调节高度枕头，包括注有具有流动性的工作介 质的复合枕头1、与所述复合枕头1相连接的控制模块2以及与所述控制模块2相连接的传 感器开关3。传感器开关3用于实时检测人体睡姿的高度并输出相应的电平信号，控制模块 2根据传感器开关3所输出的电平信号实时控制注入复合枕头1中的工作介质的压力从而 实现对复合枕头1高度的自动调节。其中，所述复合枕头1进一步分为两个部分枕头主体11以及高度可变的充气/ 液枕头12。枕头主体11填充有体积固定的填充材料，比如棉絮，通过枕套与人的头部直接 接触以提供合适的硬度，提高舒适性。充气/液枕头12固定在所述枕头主体11的中间，并 与所述控制模块2通过管道相连接并能根据注入的工作介质的压力变化而改变其高度。简单来说，充气/液枕头12随着注入的流体的增多而纵向膨胀或者随着注入流体的减少而纵 向收缩以达到改变高度的目的。另外，所述充气/液枕头12有大号、中号、小号等规格以提 供不同体格的人使用，以提高舒适性。当然，以上所述的具有流动性的工作介质可以是任何适合的气体或者是液体，比 如空气或者水。在这里，为方便描述，以下说明中均采用空气作为工作介质。控制模块2通过控制电路控制相应的气泵和进(排)气阀以达到控制向充气枕头 12充压泄压的目的。这样，控制模块2就包括控制电路21，以及分别与控制电路21连接并 互相串联的气泵22和进气阀23，所述进气阀23通过三通接头M与所述充气枕头12相连 通，所述三通接头M的最后一个端口与排气阀25相连通，所述排气阀25也与控制电路21 相连接。在这里必须注意到如果采用液体作为工作介质，比如使用水，所述控制模块2还 必须包括一个与泵22和排液阀25分别连通的储液箱27，以构成一个完整的密闭液体循环， 并做好密封措施以避免液体泄漏，如图2所示。在针对某一应用环境的首次使用时，例如用户购买后首次使用或者用户更换床体 6，先要对自动调节高度枕头的传感器开关3进行定位，这个定位可以通过两种方案实施
1、手动调节传感器开关的高度。如图3-6所示，根据本发明，所述自动调节高度枕头还 包括一个人手调节传感器开关3高度的手动定位模块4，所述手动定位模块4包括支撑固定 所述传感器开关3的高度调节杆41，所述高度调节杆41活动穿接于高度调节套42内，所述 高度调节套42与底座43固定连接并设有用于固定高度调节杆41的锁紧螺钉44。使用时，根据人体7在床体6上平睡时的高度，把高度调节套上的锁紧螺钉44旋 松，调节高度调节杆41在高度调节套42上的高度，使传感器开关3略高于人体6平睡时的 高度，再锁紧高度调节套42上的锁紧螺钉44使传感器开关3得以定位。2、自动定位自学习。根据本发明，所述自动调节高度枕头还包括一个能自动调节 传感器开关高度的自动定位学习模块5，此自动定位学习模块5包括支架51、电机52、螺杆 53、滑块M、上限位开关55以及下限位开关56，其中，电机52、上限位开关55以及下限位 开关56固定在支架51上并与控制电路电气连接，螺杆53与电机52相连接，固定传感器开 关3的滑块M安装在螺杆53上。控制电路21根据传感器开关3反馈的人体高度信号驱 动电机52通过螺杆53和滑块M将传感器开关3自动调节到所需要的高度。其具体实施 将结合本发明的具体电路稍后一起说明。图6为本发明一个具体实施例的电路图，其中
传感器开关3 (图中以红外线光电开关作为例子)是指它能发出信号和接收被物体反射 回来的信号，用以判断人的平睡时低和侧睡时高的位差睡眠姿态，即当人平睡时人体7低 于传感器开关，不能反射传感器开关信号，传感器开关3输出电平无效信号1。当人侧睡时 人体7高于传感器开关，能够反射传感器开关信号，传感器开关3输出电平有效信号0。传 感器开关3可用红外线光电开关、红外线多点阵安全光幕、激光光电开关、超声波光电开关 等。传感器开关具有调节信号发射长短的功能，通过调节，可避免同床的伴侣对信号干涉。7805为传感器开关3 (红外线光电开关或激光开关或超声波开关)提供5V电源。三极管Tl是气/液泵22 (气泵或水泵)和进气/液阀23 (进气阀或进水阀)的反 相器，它的输出与传感器开关信号相反。
三极管T3和三极管T4是气/液泵22和进气/液阀23 (进气阀或进水阀)的定 时开关，为时1分钟。三极管T5和三极管T6是排气/液阀25 (排气阀或排水阀)定时开关，为时1分钟。三极管T8是排气/液阀25 (排气阀或排水阀)的反相器，它的输出与气/液泵22 (气泵或水泵)和进气/液阀23 (进气阀或进水阀)的定时开关信号相反。三极管T12是传感器开关3自动定位开关。三极管T13是传感器开关3自动定位开关再延时2秒钟的定时开关。Ml是泵22 (气泵或水泵)。M2是自动定位自学习模块5的电机52。Al是进气/液阀23 (进气阀或进水阀)。A2是排气/液阀25 (排气阀或排水阀)。以下的工作原理是选取了红外线光电开关、气泵、进气阀、排气阀作为本自动调节 高度枕的工作原理的描述。如图6所示，在使用自动定位学习时，将红外线光电开关3从支架52上调整到同 床体6的表面相平，合上电源开关K3，合上自动定位自学习开关/不自动定位自学习开关 K2。人在床上平睡，合上联动开关Kl - 1/K1 一 2，这时联动开关Kl - 1闭合，Kl 一 2分开 的状态。这时红外线光电开关3所处位置在下限位开关SQ2上，与床面同平，撞开了下限位 开关56 (SQ2)的常闭触头处于断开状态。红外线光电开关3带有一只红外线光电开关发 射管，一只红外线光电开关接收管，发射出去的红外线光电开关信号被人体7反射回来后 经红外线光电开关接收管接收后就有输出信号。红外线光电开关3有NPN型输出0电平有 效信号和PNP型输出1电平有效信号两种，如果使的是PNP型红外线光电开关，只要在电路 图1中将三极管Tl册除掉即可，本电路图使用的是NPN型红外线光电开关，输出0电平有 效信号，这时因为三极管T2、三极管T7的集电极上的继电器J3、J4常闭触头是当自动定位 自学习时J3常闭触头分开、J4常闭触头闭合，自动定位自学习继续延时2秒时J4常闭触 头分开、J3常闭触头闭合，所以继电器Jl、J2不受红外线光电开关3的控制，所以气泵Ml 和进气阀Al不能工作。但是，三极管T9有基极电位而导通，三极管TlO没有基极电位而截 止，通过电阻RlO给三极管T12的基极提供电压，三极管T12导通，继电器J3得电吸合，继 电器J3的常开触头闭合，电机M2得电，电源为上正下负，电机M2正转，通过传动装置带动 红外线光电开关3向上运行，离开下限位开关56 (SQ2)，下限位开关56 (SQ2)闭合，红外 线光电开关3向上运行到刚高于平睡的人体7高度时，就接收不到红外线光电开关信号了， 红外线光电开关输出1电平无效信号。三极管TlO由截止变成导通，把三极管T12的基极 电位短路入地，三极管T12由导通变成截止，继电器J3失电，其常开触头分开、常闭触头闭 合，这时由于红外线光电开关3离开了下限位开关56 (SQ2)，其常闭触头闭合，三极管T14 在继电器J3、SQ2的常闭触头闭合下导通，继电器J4得电吸合，其常开触头闭合，常闭触头 分开，三极管T2、三极管T7的集电极还是不能导通电源，继电器J1、继电器J2还是处于失 电状态，气泵Ml和进气阀Al还不能工作。电机M2带动红外线光电开关3继续向上运行， 同时三极管T13开始延时2秒钟后由截止变成导通，将三极管T14的基极电位短路入地，三 极管T14由导通变成截止，继电器J4失电，继电器J4常开触头分开。电机M2失电停止，这时红外线光电开关3的定位略高于人体7平睡的高度。整个自动定位自学习结束。自动定 位自学习结束后三极管T2、三极管T7集电极上的继电器J3、J4的常闭触头都闭合，三极管 T2、三极管T7在接下来的工作时间里就受红外线光电开关3的控制。三极管Tll在整个自 动定位自学习过程中，通过电阻Rll对电容C3充电，定时为10秒，使三极管Tll导通，10秒 后三极管Tll的导通将三极管T12的基极电位短路入地，在接下来的工作时间里，整个自动 定位自学习电路不再受红外线光电开关3的控制。红外线光电开关3将保持在该自动定位 的高度不变。直至到使用完枕头时打开联动开关Kl - 1/K1 一 2，这时Kl 一 1分开，Kl -2闭合，电机M2得电，电源下正上负，电机M2反转，带动红外线光电开关3向下运行，直行到 红外线光电开关碰到下限位开关56 (SQ2)时才停止，这时红外线光电开关所处位置的高度 与床面同平。如果经过了初次自动定位自学习后，以后都不需要再自动定位自学习了，这时 就可以把开关K2打开，那么以后使用本枕头时，红外线光电开关3都停留在初次自动定位 自学习的位置不变，本枕头直接进入常规使用状态。其中上限位开关55 (SQl)用于防止传 感器上行时超出最大行程。在常规使用过程中，枕头的工作状态有两种
一、平睡的工作状态，当人体7平睡时，排气阀A2把充气枕头12里面的空气放掉，人只 枕在枕头主体11上。红外线光电开关3发射的红外线光电开关信号没有被人体7或物体 反射回来，红外线光电开关3输出1电平无效信号，这时三极管Tl有基极电位导通，三极管 T2无基极电位截止，三极管T4同样截止，继电器Jl失电，继电器Jl常开触头分开，气泵Ml、 进气阀Al无电不能工作。但相反三极管T8在没有基极电位的情况下截止，通过电阻R7给 三极管T7的基极供电使三极管T7导通，同样使三极管T5也导通，继电器J2得电工作，继 电器J2的常开触头闭合，排气阀A2工作，把充气枕头12里面的空气放掉，整个复合枕头1 只剩下一个枕头主体11的高度，同时通过电阻R6对电容C2充电，为时1分钟后，之后三极 管T6由截止变成导通，把三极管T5的基极电位短路入地，使T5由导通变成截止，继电器J2 失电，继电器J2的常开触头分开排气阀A2断电停止工作，完成了排气工作过程；
二、侧睡的工作状态，(包括左侧睡、右侧睡)，当人侧睡时，气泵Ml、进气阀Al要把空气 充进充气枕头12里面，使复合枕头1升高，人要枕二个枕头(充气枕头12 +枕头主体11)， 红外线光电开关3发射的红外线光电开关信号被人体7或物体反射回来，红外线光电开关3 输出0电平有效信号，这时三极管Tl没有基极电位而截止，通过电阻R2供给三极管T2基 极电位而导通，同样三极管T4也导通，继电器Jl得电吸合，继电器Jl的常开触头闭合，气 泵Ml、进气阀Al得电工作，把空气充进充气枕头12里面，使整个复合枕头1的高度增加，整 个枕头是二个枕头的高度和(枕头主体11 +充气枕头12)，同时通过电阻R3对电容Cl充 电，为时1分钟后三极管T3由截止变成导通，把三极管T4的基极电位短路入地，使三极管 T4也由导通变成截止，继电器Jl失电，继电器Jl的常开触头分开气泵或Ml、进气阀Al断 电停止工作，完成了对充气枕头12的充气工作过程。本发明所提出的自动调节高度枕头还在进气阀和三通接头之间接有一个消声器 26，比如阻性消声器、抗性消声器或者阻抗复合消声器，其是消除因气泵的机械噪音随气流 进入枕头而影响人的安静睡眠而设立的防护措施。综上所述，本发明通过传感器实时监测用户的睡姿，在用户调整睡姿时，实时将用 户的睡姿电平信号输入控制模块中，而控制模块则根据此信号调整注入枕头的工作流体的压力以实现自动调整枕头高度的功能。此发明所提出的枕头的高度随人体睡姿改变而改 变，使用户在不同的睡姿下其颈部都能得到最合适的支撑，提高了用户的睡眠质量，减少了 产生脖子疼痛或者睡眠障碍的可能性。
权利要求
1.一种自动调节高度枕头，其特征在于其包括注有具有流动性的工作介质的复合枕 头(1)、与所述复合枕头(1)相连通的控制模块(2)以及与所述控制模块(2)相连接的传感 器开关(3)，其中所述复合枕头(1)的高度随注入的工作介质的压力改变而相应改变，所述 传感器开关(3)实时检测人体睡姿的高度并输出相应的电平信号，所述控制模块(2)根据 传感器开关(3)所输出的电平信号实时控制注入复合枕头(1)中的工作介质的压力从而实 现对复合枕头(1)高度的自动调节。
2.根据权利要求1所述的一种自动调节高度枕头，其特征在于所述复合枕头(1)包 括有枕头主体(11)，以及插入固定在所述枕头主体(11)中的充气/液枕头(12)，所述充气 /液枕头(12)与所述控制模块(2)相连接并能根据注入的工作介质的压力变化而改变其高 度。
3.根据权利要求1所述的一种自动调节高度枕头，其特征在于所述工作介质为具有 流动性的气体或者液体。
4.根据权利要求1所述的一种自动调节高度枕头，其特征在于所述控制模块(2)还 包括与所述传感器开关(3)相连接的控制电路(21)，以及分别与控制电路(21)连接并互相 串联的气/液泵(22)和进气/液阀(23)，所述进气/液阀(23)通过三通接头(24)与所述 充气/液枕头(12)相连通，所述三通接头(24)还与排气/液阀(25)相连通，所述排气/液 阀(25 )与所述控制电路(21)相连接。
5.根据权利要求4所述的一种自动调节高度枕头，其特征在于所述控制模块(2)还 包括连接于气/液泵(22)和三通接头(24)之间用于降低随工作介质传导的噪音的消音器(洸)。
6.根据权利要求4所述的一种自动调节高度枕头，其特征在于所述工作介质为液体 时，所述控制模块(2)还包括与液泵(22)和排液阀(25)分别相连通的用于存储液体的储液 箱(27)，以构成一个完整的密闭液体循环系统。
7.根据权利要求1所述的一种自动调节高度枕头，其特征在于其还包括人手调节传 感器开关(3)高度的手动定位模块(4)，所述手动定位模块(4)包括支撑固定所述传感器开 关(3)的高度调节杆(41)，所述高度调节杆(41)活动穿接于高度调节套(42)内，所述高度 调节套(42)与底座(43)固定连接并设有用于固定高度调节杆(41)的锁紧螺钉(44)。
8.根据权利要求1所述的一种自动调节高度枕头，其特征在于其还包括自动定位传 感器开关(3)的高度的自动定位学习模块(5)，所述自动定位学习模块(5)与所述控制电 路(21)相连接。
9.根据权利要求8所述的一种自动调节高度枕头，其特征在于所述自动定位学习 模块(5)包括支架(51)、电机(52)、螺杆(53)、滑块(54)、上限位开关(55)以及下限位开关 (56)，其中所述电机(52)、上限位开关(55)以及下限位开关(56)固定在支架(51)上并分 别与所述控制电路(21)相连接，螺杆(53)与电机(52)相连接，固定传感器开关(3)的滑块 (54)安装在螺杆(53)上。
全文摘要
本发明公开了一种自动调节高度枕头，其通过传感器实时监测用户的睡姿，在用户调整睡姿时将用户的睡姿信号输入控制模块中，而控制模块则根据此信号调整注入枕头的工作流体的压力以实现自动调整枕头高度的目的。此发明所提出的枕头的高度能随人体睡姿改变而改变，使用户在不同的睡姿下其颈部都能得到最合适的支撑，减少了产生脖子疼痛或者睡眠障碍的可能性，提高了用户的睡眠质量。
文档编号A47G9/10GK102125368SQ20111005743
公开日2011年7月20日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者余炳华 申请人:余炳华