一种无内置框架的止鼾床垫的制作方法

本发明涉及止鼾产品技术领域，尤其涉及一种无内置框架的止鼾床垫。

背景技术：

打鼾症，是睡眠呼吸暂停综合征的一个主要临床表现。打鼾在日常生活中很常见，但长期打鼾对身体的危害很大，它不仅可导致打鼾症者白天嗜睡、疲惫，而且长期打鼾对呼吸系统疾病、代谢类疾病和心血管疾病都存在隐患。

打鼾的成因的原理是，人们在进入睡眠后，咽、口腔、鼻腔等部位的内部肌肉组织会开始松弛、下跨，对某些人来说，这将导致其睡眠呼吸通路上形成堵塞、气道狭窄的区域，当气流通过这些狭窄区域时发生剧烈震荡从而产生较大的声响。

根据睡眠医学的理论知识与临床经验可知，侧卧是一种防止打鼾或有效缓解打鼾的睡姿。现有的令打鼾者侧卧的方案分为两类：一类是通过束缚带、睡眠枕等对人进行睡眠姿态固定，使人一直保持侧卧睡姿状态；另一类是通过气垫、床体折叠等方式，改变床的形态，而使人形成侧卧姿态。

但第一种方式对人进行睡眠姿态固定，对人形成了外在束缚，影响睡眠舒适性和睡眠质量；第二种气垫、床体折叠等方式，类似于瘫痪病人的护理床，这种方式由于结构原因造成睡眠舒适性很差，另外床体变形会有很大的动静，容易把人惊醒，严重影响睡眠质量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种止鼾床垫，该方案不对人进行束缚，基本不影响人的正常睡眠。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种无内置框架的止鼾床垫，包括：床垫本体、内置支撑片、封盖、人体位置检测单元、顶推机构、声波检测传感器和控制单元；

床垫本体上划分出人体躺卧时的肩部区域；在床垫本体底面所述肩部区域开设凹槽；顶推机构安装在内置支撑片上，嵌入于所述凹槽内，由封盖封堵；顶推机构包括多个推顶杆，所述凹槽底部开设对应推顶杆的推顶杆伸出孔；推顶杆未工作时，位于床垫本体上表面之下，需要止鼾操作时，伸出于床垫本体；

床垫本体侧面与推顶杆相对的位置设有散热口，散热通道将推顶杆的动力设备连通，将热量通过散热口导出；

人体位置检测单元设置在床垫本体表面且位于所述肩部区域；

声波检测传感器和控制单元设置在床垫本体之外；声波检测传感器用于收集环境声音，以判定是否检测到鼾声；控制单元在根据声波检测传感器和人体位置检测单元的检测信号确定睡眠者仰卧且打鼾时，根据人体位置检测单元提供的睡眠者位置，控制推顶杆在人体的一侧肩部区域给与推顶刺激。

优选地，推顶杆呈直线分布；推顶杆间距为80mm-140mm；推顶杆的作用头处于顶推最大极限位置时，作用头上沿高于床垫本体上表面30mm-60mm；作用头处于收缩状态时，作用头上沿低于床垫本体上表面10mm-20mm。

优选地，封盖与床垫本体材料一致。

优选地，封盖通过粘接的方式与内置支撑片和床垫本体固定。

优选地，封盖上开设用于安装和拆卸推顶杆的通孔。

优选地，所述凹槽底面尺寸大于内置支撑片，凹槽底面与内置支撑片粘接的同时，还与封盖端面粘接。

优选地，内置支撑片材料选择原则为：在内置支撑片厚度不大于2mm、所述凹槽周长大于220mm、内置支撑片综合负载小于10kg的情况下，所选材料屈服强度不小于1mpa，所选材料的弹性模量小于100gpa。

优选地，内置支撑片两面均设置点状阵列的凸起。

优选地，推顶杆靠近作用头的安装面与内置支撑片固定，且二者之间增设加强衬片，加强衬片采用比内置支撑片强度高的材料。

优选地，所述推顶杆的作用头采用柔性材料制成。

有益效果：

(1)本发明通过控制推顶杆伸出，引导睡眠者侧卧，从而止鼾。推顶杆收回时，本止鼾床垫相当于普通床垫使用，人体睡眠姿态无需固定，且不影响睡眠舒适性。其次，推顶伸出方式无需床体变形，因此使用噪音小。

(2)床垫本体、内置支撑片、封盖之间的三明治夹层连接方式。通过该连接方式固定顶推机构，从而取消了床垫框架，进而将电控单元、声波检测传感器等器件置于床垫本体之外。该种无框架止鼾床垫方案，相对于有框架止鼾床垫，具有如下优势：a)对一般家用床垫的舒适支撑结构破坏极小，可形成s形背部支撑，在止鼾的同时还具有很好的睡眠舒适性；b)无框架止鼾床垫的内部无内置床垫框架、电控单元等器件，重量显著减小，方便了使用者搬运；c)无框架止鼾床垫内部结构简单，可以通过对市面上的一般床垫进行改造而生产，该种床垫成本较低；d)无框架止鼾床垫的床垫本体内元件很少，床垫本体故障率很低，发生故障后也很容易维护。

(3)内置支撑片双面设置点状阵列的凸起。该凸起阵列有3个优点：1)可以增加与内置支撑片相连接元件之间的粘接面积，从而增大内置支撑片的连接强度；2)凸起可以嵌入与之相连接的凹槽端面和封盖端面，增大连接层的摩擦力，从而防止因为床垫本体的反复变形而产生的支撑片连接层的移位。3)凸起阵列结构可以改善内置支撑片的强度和弯曲性。

(4)顶推机构与内置支撑片之间增设加强衬片。加强衬片采用比内置支撑片强度高的材料，可以提高内置支撑片与顶推机构连接处的局部强度。这样可以使内置支撑片材料选择时不用过多考虑材料强度的问题，从而可以选择重量更轻、粘接性更好、弯曲性更好的材料，从而降低床垫本体的重量，提升三明治夹层的连接强度和可靠性。

(5)在一优选实施例中，顶推机构在肩背部位置在宽度方向成线性均匀的阵列分布，每两个作用头的间距设置为80-140mm，这样能够在最少推顶杆的情况下，保证各种人体宽度、各种睡眠位置的推顶效果。

附图说明

图1为本发明一种无内置框架的止鼾床垫的结构透视图。

图2为本发明一种无内置框架的止鼾床垫的爆炸图(从床垫背面展示)。

图3为推顶杆与内置支撑片的安装示意图。

其中，1-床垫本体，11-凹槽，12-推顶杆伸出孔，2-推顶杆，21-作用头，22-直线运动动力设备(直线电机)，3-人体位置检测单元，4-内置支撑片，5-封盖，51-通孔，6-散热口，7-加强衬片。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种无内置框架的止鼾床垫，其基本思想是：在床垫本体上安装人体位置检测单元并内置顶推机构；当需要引导仰卧位睡眠者翻身侧卧时，通过顶推机构顶推睡眠者一侧肩部，特别是肩背胛骨处的推顶杆伸出，给睡眠者推顶刺激，引导睡眠者侧卧，以达到持续的止鼾效果。

本发明在嵌入顶推机构时，没有采用在床垫本体嵌入框架的方式，这种方式虽然可以具有产品一体式封装、零散部件少、使用方便的优点，但是也有以下明显的缺点：1)床垫本体内置了床垫框架，由于床垫框架尺寸大、刚性大，从而破坏了一般床垫本体的弹性支撑结构，不能形成一般家用床垫的s形背部支撑，导致该种止鼾床垫的舒适性不如一般家用床垫；2)一体式止鼾床垫内置床垫框架、电控单元等器件，由于这些器件体积大、重量大，导致该种止鼾床垫的重量比较大，不便于搬运，使用较麻烦；3)一体式止鼾床垫的内部结构复杂，与一般家用床垫的结构差别很大，不能通过借鉴改造一般家用床垫的方式进行制造，导致该种止鼾床垫制造复杂，生产成本较高；4)一体式止鼾床垫内部集成了较多的电气元件，易于发生故障，而且发生故障后必须拆开床垫才能维修，维护比较复杂。

基于上述考虑，本发明通过内嵌支撑片的三明治夹层方式固定顶推机构，从而取消了床垫框架，进而将电控单元、声波检测传感器等器件置于床垫本体之外。该种无内置框架的止鼾床垫很好的避免了上述缺点。

图1为本发明无内置框架的止鼾床垫的结构示意图。如图所示，该床垫包括：床垫本体1、内置支撑片4、封盖5、人体位置检测单元3、顶推机构和散热口6。床垫本体1上划分出人体躺卧时的肩部区域。顶推机构安装在内置支撑片4上，一起嵌入床垫本体1。如图2所示，床垫本体1、内置支撑片4、封盖5的组合构成三明治夹层连接方式，在床垫本体1底面所述肩部区域开设凹槽11。顶推机构安装在内置支撑片4上并嵌入所述凹槽11内，利用封盖5将凹槽填满。安装过程可以是先将顶推机构安装在内置支撑片上，再嵌入凹槽内，最后利用封盖封堵；也可以先安装好内置支撑片，封盖堵住后，再通过预留的安装孔安装顶推机构，这样生产制造过程更简单，维修拆解也方便。

封盖5优选采用与床垫本体1相同的材质。当然也可以采用其他的轻质材料，例如塑料、记忆棉、棉花、海绵、气囊、内置弹簧组合体(类似席梦思结构)等。凹槽底面与内置支撑片、封盖与内置支撑片、凹槽底面与封盖端面(指图2中封盖下表面)、凹槽侧面与封盖侧面，根据材料不同而选择不同的粘接剂粘接。优选地，凹槽的尺寸比内置支撑片大一圈，这样可以在保持凹槽侧面与床垫本体1粘接的同时，额外增加凹槽端面的粘接。封盖5上有用于安装和拆卸顶推机构中推顶杆的通孔51。本实施例中因推顶杆的最大轮廓为方形，所以封盖上的通孔51也设置为方形。

内置支撑片4采用强度和弯曲性较好的材料，如铝合金、高强度塑料。在一优选实施例中，选择内置支撑片厚度不大于2mm，则内置支撑片的材料选择原则为：在顶推机构对应封盖开槽周长大于220mm、综合负载小于10kg的情况下，所选材料屈服强度不小于1mpa；所选材料的弹性模量小于100gpa。其中，综合负载是设定的人体推顶最大作用力与顶推机构自重的总和。

内置支撑片4上可设置点状阵列的小凸起，两端面都设置。小凸起阵列有3个优点：1)可以增加与内置支撑片相连接元件之间的粘接面积，从而增大内置支撑片的连接强度；2)小凸起可以嵌入与之相连接的开槽端面和封盖端面，增大连接层的摩擦力，从而防止因为床垫本体的反复变形而产生的支撑片连接层的移位。3)小凸起阵列结构可以改善内置支撑片的强度和韧性。

顶推机构中包括多个推顶杆2，所述凹槽11底部开设对应推顶杆的推顶杆伸出孔12。推顶杆未工作时，位于床垫本体上表面之下，需要止鼾操作时，伸出于床垫本体。对于推顶杆的安装区域，可以覆盖一层隔层，例如覆盖一层薄记忆棉层，从而防止推顶杆伤害人体。隔层覆盖在通孔上面，保证了床垫睡眠舒适性不受多个通孔的影响。

本实施例中推顶杆呈线性排布，优选采用等间距排布。根据《gb10000-88中国成年人人体尺寸》中的人体宽度范围，推顶杆间距设置为80-140mm，这样能够在最少推顶杆的情况下，保证各种人体宽度、各种睡眠位置的推顶效果。推顶杆的作用头处于顶推最大极限位置时，作用头上沿高于床垫本体上表面30-60mm；作用头处于收缩状态时，作用头上沿低于床垫本体上表面10-20mm。这种尺寸即保证及时有效推出，又保证推出后的顶推力度。

图3为推顶杆2结构及其与内置支撑片的连接示意图。如图所示，推顶杆2由直线电机22和作用头21组成，直线电机推动作用头的上升和下降。作用头21可以采用硅胶或橡胶等柔性材料制成，避免推顶时对人体的伤害。本方案采用直线电机作为作用的动力源对人体实施作用，但实际上，可以为任何可实现直线运动功能的动力源，包括：其他类型的电机：如直流电机等，或者采用气缸、液压缸等其他动力源。

推顶杆2靠近作用头21的安装面与内置支撑片4固定，且二者之间增设加强衬片7，加强衬片7采用比内置支撑片4强度高的材料，用于提高内置支撑片与推顶杆连接处的局部强度。

人体位置检测单元3设置在床垫本体1表面且位于划分出的肩部区域，用于检测人体姿态是平躺还是侧卧，以及人体平躺时在床垫的位置。在本优选实施例中，人体位置检测单元3采用薄膜开关实现，多个薄膜开关在柔性底片上进行多行阵列分布或者线性分布。当人体仰卧在床垫上时，薄膜开关被压下的区域即为人体位置，根据薄膜开关被压下区域的大小可以区分是否为平躺或侧躺。薄膜开关可以采用工业上通用的薄膜开关，成本低廉，检测准确。

散热口6设置在床垫本体侧面与顶推机构相对的位置，散热通道穿过床垫本体、封盖(参见图2中封盖侧面的圆孔)，将各推顶杆的电机连通，将热量通过散热口导出。

本发明止鼾床垫在工作时需要配合声波检测传感器和控制单元使用。声波检测传感器和控制单元设置在床垫以外。声波检测传感器用于收集环境声音，以判定是否检测到鼾声。控制单元在根据声波检测传感器和人体位置检测单元3的检测信号确定睡眠者仰卧且打鼾时，根据人体位置检测单元提供的睡眠者位置，控制推顶杆在人体的一侧肩部区域给与推顶刺激。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。