一种疲劳预警床垫及疲劳预警方法与流程

本发明涉及床垫技术领域，更具体地说，涉及一种能够检测弹簧疲劳程度的床垫以及床垫的疲劳预警方法。

背景技术：

如今，床垫已经成为人们生活中必不可少的床上用品之一。人们睡眠质量的好坏与床垫的性能息息相关，拥有一款功能强大、性能持久的床垫是消费者的普遍需求。目前，绝大部分床垫都是依靠内部的弹簧作为弹性支撑，并依据弹簧的排布以形成不同的功能分区，因此，弹簧是否正常工作对床垫能否起到应有的功能显得尤为重要。

弹簧床垫中的弹簧在使用一定时间后很容易产生疲劳，造成弹性降低，压缩后无法复原。为了使产生疲劳的弹簧恢复原有弹性，此时需要将床垫翻面使用一段时间，从而给弹簧一定的恢复时间，使其恢复原有弹性。但是，一般来说，由于弹簧位于床垫的内部，肉眼无法直接进行观察，所以很难判断弹簧的疲劳程度，导致用户无法准确掌握床垫的翻面时机。如果仍然继续使用，会使弹簧产生永久性的功能损伤，最终造成床垫功能的降低。因此，如何判断床垫中弹簧的疲劳程度，为用户提供准确的床垫翻面时机信息是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种疲劳预警床垫及疲劳预警方法，通过床垫中的弹簧疲劳检测装置对弹簧的疲劳程度进行监测，一旦发现弹簧产生疲劳，则将疲劳预警信号发送给用户，方便用户采取相应措施。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种疲劳预警床垫，包括床垫本体，所述床垫本体中设有弹簧，所述床垫本体中还设有弹簧疲劳检测装置，用于检测所述弹簧是否处于疲劳状态。

进一步地，所述弹簧疲劳检测装置包括上检测板、下检测板、位移传感器和预警处理器；所述弹簧固定设置于所述上检测板和下检测板之间；所述位移传感器设置于所述上检测板或下检测板上，用于检测所述上检测板和下检测板之间的相对距离变化；所述预警处理器与所述位移传感器电连接，用于判断所述弹簧是否处于疲劳状态。

进一步地，所述弹簧疲劳检测装置还包括压力传感器，与所述预警处理器电连接，用于检测所述床垫本体表面所受压力大小，并将检测到的压力值传输至所述预警处理器。

进一步地，所述位移传感器为红外位移传感器或激光位移传感器。

进一步地，所述弹簧疲劳检测装置还包括无线传输模块，与所述预警处理器电连接，用于将所述弹簧是否处于疲劳状态的信息发送至用户智能终端。

一种床垫疲劳预警方法，包括：

弹簧疲劳检测装置通过检测所述弹簧自然状态下的长度判断所述弹簧是否处于疲劳状态，并向用户发送判断信息。

进一步地，所述弹簧疲劳检测装置通过检测所述弹簧自然状态下的长度判断所述弹簧是否处于疲劳状态的具体方法包括：

步骤一，位移传感器在一定时间段内连续检测上检测板和下检测板之间的相对距离得出所述时间段内所述弹簧自然伸展状态下的长度值数列{l1,l2,l3…ln}，并将所述长度值数列{l1,l2,l3…ln}发送至预警处理器；

步骤二，所述预警处理器根据所述长度值数列{l1,l2,l3…ln}判断所述弹簧是否处于疲劳状态，具体方法为：

步骤a，若所述长度值数列{l1,l2,l3…ln}中，ln相对于l1的减幅大于等于第一比例，则执行步骤b；

步骤b，判断ln是否小于预警阈值，若小于所述预警阈值，则所述弹簧处于疲劳状态；或判断ln相较于初始弹簧长度值的减幅是否大于第二比例，若大于所述第二比例，则所述弹簧处于疲劳状态。

进一步地，所述第一比例为10％，所述第二比例为20％。

进一步地，所述位移传感器开始检测之前，还包括：压力传感器检测所述床垫本体表面的压力，并将压力值传输至所述预警处理器，所述预警处理器根据所述压力值判断所述弹簧是否处于自然伸展状态，若弹簧处于自然伸展状态，则向所述位移传感器发送开始检测的指令。

进一步地，所述预警处理器根据所述压力值判断所述弹簧是否处于自然伸展状态的具体方法为：判断所述压力值是否小于或等于预设的压力阈值，若所述压力值小于或等于所述压力阈值，则所述弹簧处于自然伸展状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供了一种疲劳预警床垫及疲劳预警方法，床垫中设置的弹簧疲劳检测装置通过一段时间内连续检测弹簧在自然状态下(无压力状态)的长度，从而得出弹簧的伸缩形变趋势，如果弹簧在一定时间内连续无法恢复到正常的伸缩长度，那么就说明其处于疲劳状态，此时向用户发送预警信息，提示用户采取相应的措施，如床垫翻面使用等，以使弹簧恢复健康状态。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例中弹簧疲劳检测装置和弹簧连接结构示意图；

图2为本发明一个实施例中床垫疲劳预警方法流程图。

其中，附图中标记如下：

110-上检测板，120-下检测板，130-位移传感器，140-预警处理器，150-压力传感器，200-弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1为本发明一个实施例中弹簧疲劳检测装置和弹簧连接结构示意图；图2为本发明一个实施例中床垫疲劳预警方法流程图。

如图1所示，本发明提出了一种疲劳预警床垫，包括床垫本体，所述床垫本体中设有弹簧200。为了能够实时监测弹簧200的状态，所述床垫本体中还设有弹簧疲劳检测装置，用于检测所述弹簧200是否处于疲劳状态。如果判断出弹簧200处于疲劳状态，及时向用户发送预警信息，在弹簧200完全丧失回复能力之前，提示用户及时采取相应的措施，给予弹簧200一定的恢复时间，使其恢复原有的健康状态。用户可采取的措施一般包括：将床垫翻面使用一段时间，从而减小弹簧200的负重，使得弹簧200恢复健康状态；或通过售后服务，寻找专业的技术人员，采取技术手段使弹簧200恢复健康状态等。

在本发明的一个实施例中，所述弹簧疲劳检测装置包括上检测板110、下检测板120、位移传感器130和预警处理器140。所述弹簧200固定设置于所述上检测板110和下检测板120之间，此时所述上检测板110和下检测板120的相对距离就可以表征弹簧200的伸缩长度。所述位移传感器130设置于所述上检测板110或下检测板120上，用于检测所述上检测板110和下检测板120之间的相对距离变化，从而得出弹簧200伸缩长度的变化。所述预警处理器140与所述位移传感器130电连接，所述位移传感器130将检测到的所述上检测板110和下检测板120之间的相对距离数据发送给所述预警处理器140，所述预警处理器140判断所述弹簧200在一定时间内是否连续无法恢复到正常的伸缩长度，如果是则说明所述弹簧200已经处于疲劳状态，如果否则说明所述弹簧200处于健康状态，其能够在短时间内自行回复到原始的伸缩长度。

需要说明的是，本发明中，所述弹簧疲劳状态是指弹簧经过压缩后不能在短时间内自行恢复到原始长度的状态，所以所述弹簧疲劳检测装置检测的是弹簧200在自然伸展状态下(即没有外部压力的情况)的长度。如何根据弹簧200在自然状态下的长度变化判断其是否处于疲劳状态，可以采用以下方法：在一段时间内，一旦监测到弹簧200在自然状态下的长度下降幅度超过一定的比例即说明弹簧200恢复能力降低，处于疲劳状态；或可以在所述预警处理器140中设定一个弹簧长度阈值，在一段时间内，一旦检测到弹簧200在自然状态下的长度连续低于所述弹簧长度阈值，则说明弹簧200恢复能力降低，处于疲劳状态。

由于所述弹簧疲劳检测装置检测的是弹簧200在自然状态下的长度，那么寻找合适的检测时机是很重要的。一般来说，如果是工作日，床垫在夜间有极大概率处于使用状态，而在白天则处于非使用状态。依据以上假设，可以在所述预警处理器140中预先设置检测时间，如检测时间设定为白天9点～14点，然后所述预警处理器140向所述位移传感器130发送检测指令，启动检测。但是，实际情况中，床垫是否处于使用状态不能完全根据时间来进行判定。为了能够更加精确地判断床垫是否处于使用状态，即床垫中的弹簧200是否受到压缩，所述弹簧疲劳检测装置还可以包括压力传感器150，与所述预警处理器140电连接，用于检测床垫表面所受压力大小，并将检测到的压力值传输至所述预警处理器140，所述预警处理器140再判断床垫是否处于使用状态。如果床垫处于使用状态，则所述位移传感器130不进行检测，如果床垫处于非使用状态，才指令所述位移传感器130开始检测。

在本发明的一个实施例中，光电位移传感器130不仅稳定性更高，而且测量精度更好，因此，所述位移传感器130优选为红外位移传感器或激光位移传感器。

所述预警处理器140得出弹簧200处于疲劳状态时需要将预警信息发送给用户，一般方法可以连接一个报警装置，如报警灯，通过报警灯闪烁起到预警提示效果。但是，为了更好地、更及时地向用户发送预警信息，所述弹簧疲劳检测装置还可以包括无线传输模块，与所述预警处理器140电连接，用于将所述弹簧200是否处于疲劳状态的信息发送至用户智能终端。所述智能终端包括电脑、pad或智能手机等设备。

如图2所示，本发明还提供一种床垫疲劳预警方法，包括：弹簧疲劳检测装置通过检测床垫中弹簧200自然状态下的长度判断所述弹簧200是否处于疲劳状态，并向用户发送判断信息。

进一步地，所述弹簧疲劳检测装置通过检测床垫中弹簧200自然状态下的长度判断所述弹簧200是否处于疲劳状态的具体方法包括：

s10，位移传感器130在一定时间段内连续检测上检测板110和下检测板120之间的相对距离得出所述时间段内床垫中弹簧200自然伸展状态下的长度值数列{l1,l2,l3…ln}，并将所述长度值数列{l1,l2,l3…ln}发送至预警处理器140。检测时间段长度和检测频率可以根据需要自行设置，如在2小时内每隔20分钟进行一次检测，则会得到一组由7个长度数据组成的长度值数列{l1,l2,l3,l4,l5,l6,l7}。

s20，所述预警处理器140根据所述长度值数列{l1,l2,l3…ln}判断所述弹簧200是否处于疲劳状态，具体方法为：

s21，若所述长度值数列{l1,l2,l3…ln}中，ln相对于l1的减幅大于等于第一比例，则执行s22。为了提高效率，只有一组长度数列中收尾数据差别达到一定程度时，才进行后续判断。例如，尾数据ln相对于首数据l1的减幅大于等于10％，说明在测试时间内，弹簧200无法及时回复到测试开始时的长度。

s22，判断ln是否小于预警阈值，若小于所述预警阈值，则所述弹簧200处于疲劳状态；或判断ln相较于初始弹簧长度值的减幅是否大于第二比例，若大于所述第二比例，则所述弹簧200处于疲劳状态。所述预警阈值、初始弹簧长度值和第二比例可以根据实际需要设定，并预先存储于所述预警处理器140。

优选地，所述第一比例为10％，所述第二比例为20％。

进一步地，所述位移传感器130开始检测之前，还包括：压力传感器150检测床垫本体表面的压力，并将压力数据传输至所述预警处理器140，所述预警处理器140根据所述压力数据判断所述弹簧200是否处于自然伸展状态，若弹簧200处于自然伸展状态，则向所述位移传感器130发送开始检测的指令。其中，所述预警处理器140根据所述压力数据判断所述弹簧200是否处于自然伸展状态的具体方法为：判断所述压力数据是否小于或等于预设的压力阈值，若所述压力数据小于或等于所述压力阈值，则所述弹簧200处于自然伸展状态。所述压力阈值可以根据实际情况自行设定，再次不作具体限定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。