专利名称：可调整轮廓的床垫系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一具有可调整的轮廓的床垫。
背景技术：
标准的现成床垫和枕头的设计不能满足个人对轮廓和硬度的需要，且因此未能给用户的脊椎和颈部提供适当的支撑。尤其是，许多老年人很难在市场上找到100%适合他们需要的床垫和枕头用来缓解由于他们的床垫的轮廓和硬度达不到最优化对身体不适当的支撑而造成的肩膀疼、颈部疼、后背疼。现有技术包括用于缓解褥疮的气囊式床垫和为了舒适而具有低接触压力的气囊式床垫。市场上也可得到可调整的床支撑框架(就像在医院中常用的那些)。然而，市场上没有以定做鞋子和衣服的方式用于使床垫适合个人需要而定做的床垫和枕头。因此，有需要大量生产公众负担得起但也允许用户按照其愿望自己调整轮廓的床垫和枕头。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的床垫。更具体地，本发明的目的是提供一种能够根据单个用户的需要和喜好定制修改床垫轮廓的改进的床垫。本文使用的术语“轮廓”是指床垫的上表面的外形。轮廓是可根据多个床垫高度操纵器的操作而改变的并且是可由用户调整的。床垫轮廓可仅在一个沿着床垫的长度的维度上或者可在既包括长度又包括宽度的两个维度上调整地变化。
本发明的目的是提供一可手动调整的机电床垫，其允许用户调整和改变床垫和枕头的轮廓以得到他或她所期望的最好的支撑。本发明特别地设想一从枕头端部开始沿着其整个长度或局部长度(见图1)提供有多个带的床垫系统。根据本发明的一种可调整轮廓的床垫系统包括一支撑框架、一床垫、多个操纵器、一控制单元和一远程控制器。支撑框架具有至少一个沿着框架底部周边的底板构件，而床垫具有一至少部分有弹性的上层且提供有多个高度可调整的带。操纵器与床垫带在数量上是相等的且放置在床垫内底板构件与上层之间。控制单元可操作地连接至操纵器用于以与交替提升和降低上层的相应的带的方式操作操纵器。远程控制器可操作地连接至控制单元且包括使单个用户能选择性独立于其他的操纵器操作操纵器的命令输入元件，借此用户能相互独立地调整带的高度。带高度的控制可实时地完成，即，用户在床垫上的同时就能完成。可选地，或者说另外，用户对床垫带高度的调整可经由用户调整的床垫轮廓的电子存储器和随后依据储存的床垫轮廓的床垫高度操纵器的操作来实施。通常，当用户躺在床垫上时完成床垫轮廓的调整。轮廓调整可储存为按照用户方向的“罐装的”轮廓。控制单元与远程控制器可并入相同的壳体内，其可为一手持设备或一桌面控制室。远程控制器和控制单元可经由电线或无线传输通路可操作地连接至操纵器。在一手持远程和一控制单元提供在分开的箱中的情况下，该手持远程和控制单元可经由一硬件连接的或一无线传输通路可操作地连接至控制单元。设想操纵器包括机械联动装置，优选为电动的。每个操纵器可包括一具有减速变速箱的电机，其可操作地连接至一螺旋轴用于交替地在两相反方向上转动该轴。在每个端部处螺旋轴连接至驱动齿轮箱和一螺母。可选地，每个操纵器可包括一剪刀状的联动装置、至少一个凸轮构件、一螺旋千斤顶操纵器，或一齿条和小齿轮组件。在另一个可选的实施例中，操纵器为线性操纵器，例如，液压缸、气压缸或机动化滚珠螺杆线性操纵器。根据本发明，一种用于调整床垫的方法包括，提供一具有多个高度可调整的带的床垫和在数量上与带相等且放置在床垫内的多个操纵器，操作操纵器以将带提升至相应的高度，以及操作远程控制器来选择性调整操纵器中的一单个的操纵器以调整相应的床垫带的高度。
图1部分是局部打开的示意性等轴测视图且部分是根据本发明的床垫系统的方框图。图2是图1的床垫系统的高度调整带中的操纵器组件的示意性局部侧视图，该操纵器组件处于折叠或低仰角的配置。图3是与图2类似的 示意性局部侧视图，其显示操纵器位于提高或高仰角的配置。图4是图1的床垫的示意性纵向剖面图，其显示一具有轮廓的床垫上层。图5A- 是根据本发明的可选的床垫高度操纵器的示意性局部侧视图。图6是根据本发明的另一个可调整的床垫高度系统中的局部打开的床垫的示意性等轴测视图。图7是可用于图6中的床垫的一线性床垫高度操纵器的示意性等距视图。图8是图1中所示的控制单元和远程控制器的部件的方框图。图9是图8中所示的中央处理器的部件的方框图。
具体实施例方式如图1所示，一种可调整轮廓的床垫系统，其包括一支撑框架10、一床垫12、多个操纵器14、一控制单元16和一远程控制器18。支撑框架10具有至少一个沿框架底部周边的底板构件20。床垫12具有一由填充或泡沫材料制成的至少局部有弹性的上层22，且提供有多个可调整高度的带24。操纵器14与床垫带24在数量上是相等的且放置在床垫12内底板构件20与上层22之间。控制单元16可操作地连接至操纵器14，用于相互独立地操作操纵器来交替地提升和降低上层22的相应的带24。远程控制器18可操作地连接至控制单元16，且包括使一个人用户USR (图4)能够选择性地或分开地操作操纵器14的命令输入元件26 (例如，图4中的小型键盘)，使得用户能够相互独立地调整带24的高度。通常，当用户躺在床垫上时完成床垫轮廓的调整。轮廓调整可储存为按照用户方向的“罐装的”轮廓。因此，响应远程控制器18的用户操作的一对床垫轮廓的直接调整只可能出现在校准阶段期间。随后对床垫轮廓的改变只会响应于用户对特别储存的床垫轮廓的选择而出现。当然，一旦用户选择一储存的床垫轮廓，不管该轮廓是否是依据工厂说明书或包括用户选择的床垫高度调整的一预编轮廓，用户可操作远程控制器18按照当时的喜好来调整或“微调”各种床垫带高度。可将控制单元16与远程控制器18并入到同一壳体28中，其可为一手持设备箱或一桌面控制室。可选地，远程控制器18与控制单元16可提供于分开的箱中，手持设备可经由一直接布线的或一无线传输的通路34 (图4)可操作地连接至控制单元。远程控制器18和控制单元16可经由电线30或无线传输连接32 (图2)可操作地连接至操纵器14。如图2和3所示，操纵器14包括若干对机械联动装置36，每对都经由一各自的螺母38连接至一驱动轴40。每个操纵器14进一步包括一具有内置减速箱的电动机42，其可操作地连接至驱动轴或螺旋轴40用于交替地在两相反的方向上转动该轴。响应于用户USR经由远程控制器18的指令，控制单元16根据需要激活每个电机42在一个或另一方向上旋转相应的螺旋轴40来提升或降低床垫上层22的相应的带24。当螺母38向内移动(相向，见图3)时，联动装置36提升相应的高度可调整的带24，或当螺母向外移动(相背)时降低可调整的带的底部。联动装置36在其底端可枢转地与底板20连接且在其上端可枢转地与相应的大体坚硬的上板部分43连接。每个上板部分43支撑一相应的泡沫床垫下部分45，在该下部分45之上放置了床垫上层22。图4显示了依据用户USR的喜好和需要已确定轮廓的床垫12的上层22。如图5A所示，每个操纵器14可包括一剪刀状连杆机构44。每个剪刀状连杆机构44包括一对在销48处可枢转地相互连接的臂46，一对臂46在枢轴销52处分别连接至底板20和一上板部分50，且在滑块54处可滑动地连接至上板部分50和底板20。如箭头58所不，一施加于连杆机构44上的直线力56引起上板部分50和一上覆的床垫带24向上平移。
如图5B所示，每个操纵器14可可选地包括一对安装在相应的滑轮或齿轮64、66上的凸轮构件60、62，所述滑轮或齿轮64、66轮流卷入通过一电机72可在交替方向上移动的环形带或链68。如图5C所示，每个床垫高度操纵器14可可选地采取一螺旋千斤顶操纵器的形式，其包括一在上端部处固定至一上板部分76的螺杆74。螺杆74与驱动齿轮78螺纹地接合，驱动齿轮78可转动地由一支撑板80保持在一固定的垂直位置处,且与一电动机84的小齿轮82驱动啮合。上板部分76承载一对可滑动地穿过支撑板80上的开口(未示出)的导销。螺旋千斤顶操纵器的其他有效配置对本领域的技术人员来说是明显的。图显示了一可作为一床垫高度操纵器14使用的齿条和小齿轮组件86。齿条和小齿轮组件86包括两个齿条88、两个小齿轮90和引导板92。在图1中，高度调整带24为每个都延伸横穿床垫宽度的主要部分的细长区。图6显示了一床垫94，其在一中心区域内具有一高度调整带96的网格，以及在一头部区域和脚部区域(未单独标注)处相应的细长带98和100。在网格区内，床垫94包括液压缸、气压缸形式的线性操纵器102 (同样见图7)或机动化滚珠螺杆线性操纵器。每个线性操纵器102包括一主体104和一活塞106。主体104固定至床垫94的一底(大体坚硬的)板108上，同时活塞106的一上端部固定至大体坚硬的上板部分110，其支撑一软床垫下层部分112的一部分。远程控制器18和/或控制单元16的一控制台(未单独显示)可提供有一显示器(未示出)，其向用户USR提供菜单选择或选项、指令、消息和建议。控制单元16经由远程控制器18 (见图6)的一小型键盘或触摸屏界面114可向用户USR提供从多个“罐装的”或预编的床垫带高度组中选择的选项。还可以从用户生成的或用户修改的床垫带高度组中做出其它选择。基于这种预先存在的床垫带高度系列的选择，用户具有调整每个带24、96、98、100的高度的能力以便满足用户当时的需求和喜好。这样的修改可作为单独的床垫轮廓储存在控制单元16中用于以后的选择和调配。控制单元16通常为如下基本的睡觉姿势储存床垫轮廓或带高度组:平趴、平躺、左侧躺和右侧躺。对这些的修改可包括相应的头部倾斜和大腿倾向。平躺姿势的修改是在或大或小的程度上接近坐姿的腰部的弯曲。带24、96、98、100的宽度“W”可变化且通常在I英寸至24英寸的范围内。“网格”带96 (图6)的长度“L”可为在3英寸至12英寸之间的值。每个带24、96、98、100的垂直位移范围可变化且在I英寸至10英寸的范围内。可对控制单元16编程以限制相邻带间的高度差，这里，大的高度差将是不切实际的或对床垫上层22和用户USR施加过度的压力。在枕头116、118 (图1、4、6)下面的床垫带的高度调整也改变了枕头的轮廓并且如用户USR所期望那样提供了对头部和颈部的支撑。通过组合单个带24、96、98、100 (见图4)的位置可获得任何所需的枕头和床垫轮廓。如此处所述的一床垫12可包括高度不可调整的填料或泡沫部分120。如图8所示，控制单元16可包括一中央处理器(CPU) 124，其访问一包含程序指令的存储器126，用于指导和使控制单元能够经由远程控制器18与用户通信以及操控各种高度调整操纵器128。第一数据储存装置130包含由许多“罐装的”睡觉姿势构成的预编的床垫带高度组。第二数据储存装置132包含根据用户的输入已经修改的床垫带高度组。CPU124经由控制单元16的一发送器134和一接收器136以及远程单元18的一接收器138和发送器140与远程控制器18通信。远程单元18进一步包括一 CPU142，其按照来自常驻程序存储器143的指令操作来控制一显示器144和接收来自小型键盘形式的一命令输入装置146的用户指令。显示器144和小型键盘146的功能可结合在一触控屏中。控制单元16和远程控制器18可内置有或包括一个或多个微处理器。因此，CPU124可由微处理器来实现。在这种情况下，CPU124包括由来自指令存储器126的编程修改以执行此处所述的高度调整功能的通用数字处理电路。可选地，控制单元16和/或远程控制器18可包括与硬件连接的组件部分集成的电路用于处理用户对床垫带高度的选择，储存包含用户高度调整的编码的床垫轮廓数据(例如，在数据储存装置132中)，以及向操纵器128发出信号用于依据用户的输入控制床垫轮廓。一硬件连接和通用程序修改的电路的组合也是另一个可选的实施例。这种可选的控制单元实施例在本领域的技术人员的理解范围之内。如图9所示，CPU124包括功能模块 ,这些功能模块包括一轮廓选择模块148、一操纵器激活模块150和一高度调整模块152。轮廓选择模块148在输入端处连接至数据储存装置130和132以及存储器126且在输入出端处连接全操纵器激活模块150和高度调整模块152。操纵器激活模块150依次连接至指令或程序存储器126且在输出端处连接至操纵器128 (图8)。高度调整模块152经由发送器134和接收器136连接至存储器126和远程控制器18。响应于经由高度调整模块152从远程控制器18接收的用户的轮廓选择(例如，平躺、右侧躺等)，轮廓选择模块128从储存装置130提取适当的轮廓数据。轮廓选择模块128通过访问数据储存装置132检查用户先前是否修改了用于选定姿势的轮廓数据。轮廓选择模块128向操纵器激活模块150转发轮廓信息(和调整的高度数据，如果有的话)用于操作操纵器128。操纵器激活模块150周期性地查询高度调整模块152关于是否有任何床垫带高度被修改而不同于储存的值。高度调整模块152与远程控制器18通信以接收来自用户的对当前床垫外形进行调整的任何请求，以及储存调整的请求。如果是后一种类型的请求，高度调整模块152访问储存装置132以适当改变高度或储存在其中的轮廓信息。远程控制器18的CPU142包括用于给显示器144供能和收集用户经由小型键盘146输入的请求的模块化的部件。如上文所述，轮廓选择模块148、操纵器激活模块150和高度调整模块152可由通用数字处理电路实现，所述 通用数字处理电路由来自指令存储器126的编程修改以实行此处所述的高度调整功能。或者轮廓选择模块148、操纵器激活模块150和高度调整模块152可包括硬件连接的集成电路或一硬件连接和通用程序修改的电路的组合。尽管已依照特别的实施例和应用描述了本发明，本领域的普通技术人员根据此教导在不脱离所要求保护的本发明的精神或超过要求保护的本发明的范围的情况下能够做出另外的实施例和修改。例如，控制单元和远程控制器可利用不同的带高度系列来预编程，每个不同的带高度系列对应于一般用户的一相应的睡觉姿势或位置。在最初使用床垫系统期间，用户选择一预期爱好的带高度系列并躺在床上(不一定非要按此顺序)。然后，用户选择性地根据其喜好调整带高度。一旦发现舒服的配置，用户可经由远程控制器(或一分开的控制台或小型键盘)指示控制单元储存该配置以供将来使用。床垫带高度的调整可通过其他类型(不同于此处上文讨论的电子机械操纵器)的操纵器来实现。例如，一床垫可包括经由相应的阀门可操作地连接至压缩空气源的多个受压隔间，如在美国专利号7，107，642中所述，该发明的公开内容通过引用将并入到本文中。依据本发明，单个用户与一控制单元交互以调整单个床垫隔间的高度(或压力)，从而构成以编码格式储存在存储器中的一定制的床垫轮廓。在随后使用床垫调整设备期间，控制单元依据储存的定制床垫轮廓数据操作阀门来增加或减少单个隔间内的压力。因此，应该理解，本文的附图和说明书是通过示例的方式提供的以便帮助理解本发明，而不应该解释为限制其范围。
权利要求
1.一种可调整轮廓的床垫系统，其包括: 一支撑框架，其具有至少一个沿着所述框架的底部周边的底板构件； 一床垫，其具有至少部分有弹性的上层且提供有多个独立的高度可调整的带； 多个操纵器，其在数量上与所述的带相等且放置在所述的床垫内在所述底板构件和所述上层之间； 一控制单元，其可操作地连接至所述的操纵器，用于操作所述操纵器，以交替提高和降低所述上层的相应的带；以及 一远程控制器，其可操作地连接至所述控制单元，所述远程控制器具有命令输入元件，其使单个用户能够相互独立地选择所述带的高度。
2.根据权利要求1所述的床垫系统，其中，所述操纵器包括机械联动装置。
3.根据权利要求2所述的床垫系统，其中，所述操纵器是电动的。
4.根据权利要求1所述的床垫系统，其中，每个所述操纵器都包括一具有减速变速箱的电机，其可操作地连接至一螺旋轴用于交替地在相反的方向转动所述轴。
5.根据权利要求4所述的床垫系统，其中，所述螺旋轴在每个端部连接至驱动齿轮箱和一螺母。
6.根据权利要求1所述的床垫系统，其中，每个所述操纵器包括一剪刀状的联动装置。
7.根据权利要求1所述的床垫系统，其中，每个所述操纵器包括至少一个凸轮构件。
8.根据权利要求1所述的床垫系统，其中，每个所述操纵器包括一螺旋千斤顶操纵器。
9.根据权利要求1所述的床垫系统，其中，每个所述操纵器包括一齿条和小齿轮组件。
10.根据权利要求1所述的床垫系统，其中，每个所述操纵器包括一线性操纵器。
11.根据权利要求1所述的床垫系统，其中，所述线性操纵器选自由一液压缸、一气压缸和一机动化滚珠螺杆线性操纵器组成的组。
12.根据权利要求1所述的床垫系统，其中，所述远程控制器具有使单个用户能够相互独立地选择所述带的高度的命令输入元件。
13.一种调整床垫的方法，其包括: 提供一具有多个高度可调整的带的床垫和在数量上与所述带相等的且以可操作的关系相对于所述床垫放置以完成床垫轮廓的调整的多个操纵器； 操作所述操纵器以将所述带提升至相应高度；以及 操作一远程控制器来选择所述带的单个带的高度，所述操纵器的操作与正如经由所述远程控制器的操作所选择的所述带的单个带的高度相符合。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述远程控制器的操作包括产生高度调整信号和自动修改编码所述带的单个带的高度的储存数据。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述操纵器的操作包括操作一控制单元访问存储器来提取至少部分地由所述远程控制器的操作所确定的床垫高度数据。
全文摘要
一种可调整轮廓的床垫，其提供有多个带，每个带具有一可由相应的机电操纵器独立调整的床垫高度。操纵器设置于床垫内一底板构件和一上床垫层之间。一控制单元连接至所述操纵器用于操作操纵器以交替地提升和降低上床垫层的相应的带。一远程控制器可操作地连接至控制单元且包括使单个用户能够选择性地独立于其他操纵器来操作操纵器的命令输入元件，因此用户能够相互独立地调整带的高度。
文档编号A47C19/04GK103228183SQ201180058006
公开日2013年7月31日 申请日期2011年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者黄铁生 申请人:Jt拉布斯有限公司