一种应力感应自调节枕头的制作方法

本发明涉及压力检测、医疗养生领域，具体公开了一种应力感应自调节枕头。

背景技术：

随着现代医疗技术的发展，与传统中医的正骨法结合，人们对人体骨骼与神经的分布越来越了解。

随着现代办公条件的改变，越来越多的人从传统的体力劳动转变成了办公室劳动，整天坐在办公室内对着电脑和文件办公，更容易得颈椎病。

睡眠几乎占了人类生命三分之一的时间，有一个合适的枕头，可以有效的预防和治疗颈椎病，缓解人的颈部压力。然而，传统的枕头，普遍是统一的工厂生产加工而成的，同类产品尺寸、形状与弹力统一，客户很难挑选到一个适合自己的枕头，且人在睡眠时，仰躺、左侧卧和右侧卧时，根据人体肩宽与头部重量的不同，需要的枕头高度和弹力均是不同的。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明提供一种应力感应自调节枕头。

本发明采用的技术方案是：一种应力感应自调节枕头，包括机械底座、控制电路和弹性层；弹性层是套弹性材料做成的枕套，弹性层下表面与肩垫上表面均设有矩阵排列的多个压力传感器，压力传感器下方设有用于均匀分摊支撑力的平衡网；机械底座上表面中设有升降组件，升降组件上端与平衡网下端固定连接；所述控制电路包括电源模块和控制主板，电源模块将接入电流转换成直流电为控制主板和升降组件供电；所述控制电路位于机械底座内部，控制主板通过信号线分别与升降组件和压力传感器连接，并依据各压力传感器读数分布，根据预设的算法自动控制各升降组件进行升降，调节平衡网的形状和高度。

作为优选的，其特征是：枕头还包括肩垫，肩垫是位于机械底座下侧面用于支撑人体肩背部位的柔性板，肩垫上表面均设有矩阵排列的多个压力传感器。

优选的，所述的压力传感器包括相连的电阻应变片与模数信号转换电路。

优选的，其特征是：所述的升降组件包括3个或3个以上延竖向排列的电动推杆电机，电动推杆电机上端设有万向轴，万向轴上端连接有延横向设置的硬质横杆，硬质横杆上方与弹性层底部固定连接。

优选的，其特征是：所述的升降组件包括5个或5个以上按照多行多列排列的电动推杆电机，电动推杆电机上端设有万向垫板，万向垫板上端与弹性层底部固定连接。

优选的，所述升降组件包括多个升降气垫柱，升降气垫柱下端连接有电动气泵和电磁气阀，升降气垫柱上端头与平衡网下底面固定连接。

优选的，所述的平衡网是由金属丝编织成的具有弹性张力的金属网，网眼直径不大于1cm。

优选的，所述弹性层的厚度d与材料弹性系数e，以及用户的头部重量g和接触面面积s的关系是d＝g/(e×s)。

本发明的有益效果是：通过压力检测传感器检测枕头的受力比例，自动通过机械升降结构调整枕头的高度，通过分布式的压力传感器使枕头各部位根据受压情况自动调整枕头的形状，使人在睡眠时可以得到更加舒适且合适自己的枕头支撑，缓解颈部肌肉压力，矫正颈椎姿态。

附图说明

图1是本发明的电动气垫枕头示意图。

图2是本发明的电动推杆电机示意图。

图3是本发明的电动推杆电机枕头示意图。

图中：1、弹性层，2、平衡网，3、升降组件，4、机械底座，5、肩垫，301、万向垫板，302、电动推杆电机，303、升降气垫柱，304、电动气泵。

具体实施方式

参见图1至图3，本发明是一种应力感应自调节枕头，包括机械底座4、肩垫5、控制电路和弹性层1。

肩垫5是位于机械底座4下侧面用于支撑人体肩背部位的柔性板。

弹性层1是套弹性材料做成的枕套，弹性层1的厚度d与材料弹性系数e，以及用户的头部重量g和接触面面积s的关系是d＝g/(e×s)；弹性层1下表面与肩垫5上表面均设有矩阵排列的多个压力传感器，压力传感器下方设有用于均匀分摊支撑力的平衡网2，平衡网2是由金属丝编织成的具有弹性张力的金属网，网眼直径不大于1cm，金属网处于水平平整状态时张力最小，产生形变时，金属网的变形尺度越大张力越大。

机械底座4是一块硬质板材，机械底座4上表面中设有升降组件3，升降组件3上端与平衡网2下端固定连接。

升降组件3的分布方式为直线排列或均匀的矩阵式分布，升降组件3的升降结构可以是电动推杆电机302或升降气垫柱303。

参见图2，直线排列是3个或3个以上延竖向排列的电动推杆电机302，电动推杆电机302上端设有万向轴，万向轴上端连接有延横向设置的硬质横杆，硬质横杆上方与弹性层1底部固定连接。

矩阵式分布包括5个或5个以上按照多行多列排列的电动推杆电机302，电动推杆电机302上端设有万向垫板301，万向垫板301上端与弹性层1底部固定连接，电动推杆电机302的分布位置根据人体头部的受力模型均匀分布支撑点位置。

参见图1，升降气垫柱303构成的升降组件3包括多个升降气垫柱303，升降气垫柱303下端连接有电动气泵304和电磁气阀，升降气垫柱303上端头与平衡网2下底面固定连接。升降气垫柱303的分布方式也按照直线排列或均匀的矩阵式分布进行布置。

参见图1至图3，控制电路包括电源模块和控制主板，电源模块将接入电流转换成直流电为控制主板和升降组件3供电，控制主板通过信号线分别与升降组件3和压力传感器连接，并依据各压力传感器读数分布，确定肩部压力与头部压力的比例，根据预设的算法自动控制各升降组件3进行升降，调节平衡网2的形状和高度。

当人体睡在枕头上时，压力传感器检测到压力，控制主板启动。根据人体肩背部位的与头部的重量比例，通过位于平衡网2上的压力传感器受力之和和位于肩垫5上的压力传感器受力之和，确认人体头部重量。

预设的算法依据客户在初始化设定时输入的人体头部重量和肩宽，所有位于平衡网2上的压力传感器的受压力量之和应等于人体头部重量，当受压力量之和大于或小于人体头部重量时，说明人体的颈部肌肉没有放松，大于则控制升降组件3降低平衡网2高度，小于则控制升降组件3抬升平衡网2高度，直至受压力量之和等于人体头部重量。

当人体睡在枕头上时，预设的算法依据压力传感器读数的分布，比对出厂时根据人体头部模型模拟的各睡姿压力分布比例系数，确认人体头部的枕靠位置和睡姿，从而确定升降组件3的具体升降参数，使平衡网2的形状贴合人体头部枕靠部位的形状。

技术特征：

技术总结
本发明涉及压力检测、医疗养生领域，具体公开了一种应力感应自调节枕头，包括机械底座、肩垫、控制电路和弹性层，弹性层下表面设有矩阵排列的压力传感器，压力传感器下方设有用于均匀分摊压力的平衡网；机械底座上表面中设有升降组件，升降组件上方与平衡网下端固定连接，控制电路分别与升降组件和压力传感器连接。本发明通过压力检测传感器检测枕头的受力比例，自动通过机械升降结构调整枕头的高度，通过分布式的压力传感器使枕头各部位根据受压情况自动调整枕头的形状，使人在睡眠时可以得到更加舒适且合适自己的头部支撑，缓解颈部肌肉压力，矫正颈椎姿态。

技术研发人员：吴昱芃;肖诗语;肖亮星;张盛强;肖松月;黄创森;曾浪勇
受保护的技术使用者：佛山市乙太医疗用品有限公司
技术研发日：2018.12.20
技术公布日：2019.05.17