一种软硬可调智能床垫的高回复性形变支撑架的制作方法

本申请涉及智能床垫领域，尤其涉及一种软硬可调智能床垫的高回复性形变支撑架。

背景技术

人生的三分之一是在睡眠中度过的，衡量人们是否拥有“健康睡眠”的标志是：睡眠充分，时间足，质量好，效率高；入睡容易；睡眠连续，不会中断；睡眠深适，醒来倦意全消等。睡眠是健康之本，想要拥有健康的睡眠，除了工作、生活、身体、心理等方面的原因外，拥有“卫生、舒适、美观、耐用”的健康寝具是获得高质量睡眠的关键所在。

睡眠质量的好坏与床垫息息相关。随着物质文明和技术工艺的不断进步，现代人们使用的床垫种类逐渐趋向多元化，主要有：弹簧床垫、棕榈床垫、乳胶床垫、水床垫、磁床垫等。

近年来，软硬可调智能床垫一经推出，便广受消费者青睐。顾名思义，软硬可调智能床垫与人体接触的软硬度能够调节，因此，它能够适应每个人不同的生理曲线、睡姿以及习惯，为每个人提供个性化的舒适睡眠环境。软硬可调智能床垫的结构一般包括软硬调节层、舒适接触层以及一个或者多个功能层；其中，软硬调节层采用改变充气量的原理实现对床垫软硬程度之调节；舒适接触层与人体相接触，提供较为舒适的接触触感；而各个功能层可以实现温度调节等多种与智能化相关的功能。

与此同时，为了适应用户在床上睡眠、读书、看电视等多种应用场景，软硬可调智能床垫可以具有多种工作形态，以匹配用户在以上各个应用场景下的身体姿势。如图1a-1b所示，软硬可调智能床垫分为若干个区段，例如图1a-1b中的区段101、102、103、104，各个区段分别与用户人体的上身部、臀部、大腿部、小腿部的位置对应；各个区段可以如图1a所示全部保持水平，以使床垫的形态有利于用户平躺；也可以根据应用场景的需要适当抬起或者落下一定的角度，如图1b所示，其中对应上身部、大腿部的区段101、103抬高一定的角度，而对应小腿部的区段104落下一定角度，从而使床垫的形态有利于用户读书、看电视时倚靠以及腰腿部放松。除了使用户在各种应用场景下均能够保持身体自然舒适以外，通过调节床垫的工作形态，还能够有利于用户的身体健康以及疾病缓解，例如，对于具有胃反流疾病、睡眠呼吸暂停综合症的用户来说，睡眠是稍许抬高对应头肩部的区段101可以对疾病症状具有明显的改善效果。

软硬可调智能床垫使各个区段实现上述工作形态调节的方式是在床垫下方安装分区段的支撑架、枢轴以及动力装置，由动力装置驱动各个区段的支撑架绕着枢轴抬高或者下落，而床垫本身的软硬调节层、舒适接触层和功能层都是具有一定弹性的，可以随着支撑架而发生形变，从而使支撑架带动床垫的各个区段动作。

然而在实际使用当中，随着床垫工作形态的频繁调整以及人体力量的压迫，容易发生床垫恢复图1a所示的水平形态后，难以回复平整的缺陷。造成这一缺陷的原因在于，在如图1b所示的工作形态下，在靠近支撑架的枢轴处，也就是两个区段彼此邻接的部位，床垫的形变程度很大，造成软硬调节层和舒适接触层被过度挤压而产生难以完全回复的褶皱，例如图1b中区段101、102邻接部位、区段102、103邻接部位的上表面、区段103、104邻接部位的下表面，都存在挤压形变的现象，图1b中用倾划线表示邻接部位的挤压状况；特别是由于形变总发生在床垫区段邻接处这些固定部位，久而久之形变积累的褶皱越来越难以回复，最终给床垫的平整度带来难以恢复的影响。可见，对于具有工作形态调节功能的软硬可调智能床垫来说，如何使床垫在经历较大和较频繁的挤压形变之后保持高回复性是一个亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种软硬可调智能床垫的高回复性形变支撑架，该支撑架带动床垫的区段抬起或者下落的同时，对床垫两个区段的邻接部位施以拉伸以减小褶皱，并配合床垫软硬调节层在该邻接部位的气压调节，从而减缓床垫区段邻接部位的挤压变形，对床垫的舒适接触层起到舒展的效果，使得床垫对于不同工作形态下的形变保持高回复性，在全部区段恢复水平状态时能保证床垫平整。

本发明提供一种软硬可调智能床垫的高回复性形变支撑架，其特征在于，所述支撑架包括外框架、驱动设备以及对应于所述软硬可调智能床垫若干个区段的若干个背板，相邻的所述背板通过枢轴两两连接，并且背板可围绕枢轴转动；所述驱动设备安装在外框架上，用于驱动所述背板围绕各自的枢轴转动，从而相对于水平位置抬起或者落下一定的角度；并且，其中至少一个所述背板包括两条滑动导轨架以及至少两块子背板；其中一块子背板固定安装在两条滑动导轨架之间并且与所述枢轴连接；其它子背板固定连接直线驱动电机，可以在直线驱动电机的带动下沿着所述滑动导轨架滑动，从而在背板相对水平位置抬起或落下时，拉动软硬可调智能床垫对应区段的邻接部位以减小邻接部位的挤压形变。

优选的是，所述驱动设备包括：推拉杆电机、第一传动扭杆和第二传动扭杆、第一扭杆固定轴和第二扭杆固定轴、横向连杆以及第一滚轮和第二滚轮；推拉杆电机可以伸缩的推拉杆与所述横向连杆固定连接；而横向连杆的第一末端部与第一传动扭杆的第一扭臂相铰接，横向连杆的第二末端部与第二传动扭杆的第一扭臂相铰接；第一传动扭杆安装在第一扭杆固定轴之上，而第二传动扭杆安装在第二扭杆固定轴之上，第一和第二扭杆固定轴分别固定在外框架的边框之上；第一传动扭杆的第二扭臂从第一扭杆固定轴延伸至与对应背板可滑动地接触，其中第一传动扭杆的第二扭臂的末端安装第一滚轮，第一传动扭杆的第二扭臂通过第一滚轮可滑动地接触该背板；第二传动扭杆的第二扭臂从第二扭杆固定轴延伸至与背板可滑动地接触，第二传动扭杆的第二扭臂末端安装第二滚轮，第二传动扭杆的第二扭臂通过第二滚轮可滑动地接触该背板。

优选的是，所述支撑架具有第一背板、第二背板、第三背板以及第四背板，其中第二背板水平固定在所述外框架上，所述第一背板、第三背板和第四背板处于水平位置时其被放置在所述外框架之上并受到外框架的支撑；所述第一背板、第三背板分别围绕各自连接的枢轴向上转动时，可以相对于水平位置抬起一定的角度，所述第四背板受到第三背板的牵引而抬起后，并且通过围绕其连接的枢轴向下转动而落下一定角度。

优选的是，所述第一背板、第二背板、第三背板以及第四背板分别对应软硬可调智能床垫分别与用户人体的上身部、臀部、大腿部、小腿部的位置对应的第一区段、第二区段、第三区段和第四区段。

优选的是，所述第一背板、第三背板以及第四背板分别具有第一子背板和第二子背板，其中第一子背板固定安装在两条滑动导轨架之间并且与所述枢轴连接；第二子背板固定连接直线驱动电机，可以在直线驱动电机的带动下沿着所述滑动导轨架滑动。

本发明进而提供了一种软硬可调智能床，包括软硬可调床垫本体以及支撑架，其特征在于，所述软硬可调床垫本体包括软硬调节层、舒适接触层以及一个或者多个功能层；所述软硬调节层包括若干个可以独立充气和放气的充气腔室，并且各个充气腔室之上覆盖完整一体的舒适接触层；所述软硬可调床垫本体划分为若干个区段，相邻两个区段具有邻近部位；所述支撑架包括外框架、驱动设备以及对应于所述软硬可调智能床垫若干个区段的若干个背板，相邻的所述背板通过枢轴两两连接，并且背板可围绕枢轴转动；所述驱动设备安装在外框架上，用于驱动所述背板围绕各自的枢轴转动，从而使所述背板带动对应的区段相对于水平位置抬起或者落下一定的角度；并且，其中至少一个所述背板包括两条滑动导轨架以及至少两块子背板；其中一块子背板固定安装在两条滑动导轨架之间并且与所述枢轴连接；其它子背板固定连接直线驱动电机，可以在直线驱动电机的带动下沿着所述滑动导轨架滑动，从而在背板相对水平位置抬起或落下时，拉动软硬可调智能床垫对应区段的邻接部位以减小邻接部位的挤压形变。

优选的是，当背板围绕枢轴转动使得软硬可调床垫本体的相邻区段的邻接部位被挤压时，位于被挤压的邻接部位的若干个充气腔室通过放气降低充气量。

优选的是，所述支撑架具有第一背板、第二背板、第三背板以及第四背板，其中第二背板水平固定在所述外框架上，所述第一背板、第三背板和第四背板处于水平位置时其被放置在所述外框架之上并受到外框架的支撑；所述第一背板、第三背板分别围绕各自连接的枢轴向上转动时，可以相对于水平位置抬起一定的角度，所述第四背板受到第三背板的牵引而抬起后，并且通过围绕其连接的枢轴向下转动而落下一定角度。

优选的是，所述第一背板、第二背板、第三背板以及第四背板分别对应软硬可调床垫本体分别与用户人体的上身部、臀部、大腿部、小腿部的位置对应的第一区段、第二区段、第三区段和第四区段。

优选的是，所述第一背板、第三背板以及第四背板分别具有第一子背板和第二子背板，其中第一子背板固定安装在两条滑动导轨架之间并且与所述枢轴连接；第二子背板固定连接直线驱动电机，可以在直线驱动电机的带动下沿着所述滑动导轨架滑动。

可见，本申请提出的软硬可调智能床垫的高回复性形变支撑架，该支撑架带动床垫的区段抬起或者下落的同时，对床垫两个区段的邻接部位施以拉伸以减小褶皱，并配合床垫软硬调节层在该邻接部位的气压调节，从而减缓床垫区段邻接部位的挤压变形，对床垫的舒适接触层起到舒展的效果，使得床垫对于不同工作形态下的形变保持高回复性，在全部区段恢复水平状态时能保证床垫平整。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1a-1b是背景技术中的软硬可调智能床垫的不同工作形态示意图；

图2是本申请实施例的软硬可调智能床垫本体结构示意图；

图3a-3b是本申请实施例的软硬可调智能床垫支撑架结构示意图；

图4是本申请实施例的支撑架在床垫区段邻接部位的拉伸结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

作为本申请的一个实施例，如图2所示，软硬可调智能床垫包括软硬调节层、舒适接触层以及一个或者多个功能层。其中，软硬调节层采用改变充气量的原理实现对床垫软硬程度之调节；具体来说，软硬调节层被划分为若干个可以独立充气和放气的充气腔室201，每个充气腔室201安装进出气阀门，并且该阀门通过导气管与充气泵连通，通过对充气腔室201充气可以增大其内部气压，从而表现为床垫硬度增加，而对充气腔室201放气可以降低其内部气压，从而表现为床垫硬度降低；由于每个腔室201可以独立进行硬度调节，从而使整个床垫的不同位置可以具有不同的硬度，因此能够适应人体的生理曲线和感觉偏好；同时，各腔室201的独立充放气控制能力也可以在本发明所要解决的保持床垫对形变高回复性这一问题上发挥积极作用。舒适接触层202设置在软硬调节层之上，包括乳胶、填充棉、表面亲肤织物等多层结构，该层202与人体相接触，提供较为舒适的接触触感。为了保证触感的均一紧实，需要在软硬调节层划分的各个充气腔室201之上覆盖完整一体的舒适接触层202。而各个功能层可以嵌入到该舒适接触层202之内，实现温度调节、汗液感知等多种与智能化相关的功能。

为了适应用户在床上睡眠、读书、看电视等多种应用场景，软硬可调智能床垫可以具有多种工作形态，以匹配用户在以上各个应用场景下的身体姿势。软硬可调智能床垫分为若干个区段，例如图2中的区段2a、2b、2c、2d，各个区段分别与用户人体的上身部、臀部、大腿部、小腿部的位置对应；各个区段可以全部保持水平，以使床垫的形态有利于用户平躺；也可以根据应用场景的需要适当抬起或者落下一定的角度，例如对应上身部、大腿部的区段2a、2c抬高一定的角度，而对应小腿部的区段2d落下一定角度，从而使床垫的形态有利于用户读书、看电视时倚靠以及腰腿部放松。从图2可以看到，每个区段2a-2d均包括若干个充气腔室201。

参见图3a-3b，软硬可调智能床垫的支撑架包括对应于床垫区段2a-2d的背板301a、301b、301c和301d，相邻的所述背板301a-301d通过枢轴302两两连接并且可以围绕枢轴302相对转动。支撑架具有外框架303，外框架303包括呈矩形的边框303a以及位于矩形4个角部的支腿303b。背板301b水平固定安装在边框303a之上，而背板301a、301c和301d与边框303a无固定安装关系；当背板301a、301c和301d处于水平位置时其被放置在边框303

a之上并受到边框303a的支撑；当背板301a、301c分别围绕各自连接的枢轴302向上转动时，其可以从边框303a抬起一定的角度，而随着背板301c的抬起，背板301d受到背板301c的牵引而抬起后，又通过围绕其连接的枢轴302向下转动而落下一定角度。从而，通过位置调整后，背板301a-301d带动床垫的区段2a、2b、2c、2d形成的形态与用户读书、看电视时的人体姿态相匹配。

为了驱动背板301a、301c和301d围绕各自连接的枢轴302转动到适当的位置，在外框架303之上安装至少两组驱动设备，每组驱动设备包括：推拉杆电机304、传动扭杆305a和305b、扭杆固定轴306a和306b，横向连杆307以及滚轮308a和308b。以驱动背板301a的驱动设备为例，推拉杆电机304的机身被固定安装在边框303a之上，并且其可以伸缩的推拉杆与所述横向连杆307的中部固定连接；而横向连杆307的第一末端部与传动扭杆305a的第一扭臂305a1相铰接，横向连杆307的第二末端部与传动扭杆305b的第一扭臂305b1相铰接；传动扭杆305a通过枢转轴孔305a2安装在扭杆固定轴306a之上，而传动扭杆305b通过枢转轴孔305b2安装在扭杆固定轴306b之上，而扭杆固定轴306a、306b分别固定在边框303a之上；传动扭杆305a的第二扭臂305a3从扭杆固定轴306a延伸至与背板301a可滑动地接触，其中第二扭臂305a3的末端安装滚轮308a，第二扭臂305a3通过滚轮308a可滑动地接触背板301a；类似，传动扭杆305b的第二扭臂305b3从扭杆固定轴306b延伸至与背板301a可滑动地接触，第二扭臂305b3末端安装滚轮308b，第二扭臂305b3通过滚轮308b可滑动地接触背板301a。这样，当推拉杆电机304的推拉杆处于伸长状态时，其通过横向连杆307传动，推动传动扭杆305a、305b的第一扭臂305a1、305b1处于第一位置，此时传动扭杆305a、305b通过围绕扭杆固定轴306a、306b旋转，使第二扭臂305a3、305b3处于基本水平的位置，而背板301a随之处于基本水平放置的状态。当推拉杆电机304的推拉杆从伸长状态变为收缩状态的过程中，通过横向连杆307传动，拉动传动扭杆305a、305b的第一扭臂305a1、305b1围绕着扭杆固定轴306a、306b旋转到第二位置，相应地，第二扭臂305a3、305b3随之旋转到基本竖直的位置，同时第二扭臂305a3、305b3通过末端的滚轮308a、308b在背板301上滑动，将背板301推动到处于倾斜抬起的状态，以有利于人体上身的倚靠。相类似，对于背板301c，也设置一组包括推拉杆电机304、传动扭杆305a和305b、扭杆固定轴306a和306b，横向连杆307以及滚轮308a和308b的驱动设备，驱动背板301c处于基本水平放置的状态和倾斜抬起的状态。随着背板301c的抬起，背板301d受到背板301c的牵引而抬起后，又通过围绕其连接的枢轴302向下转动而落下一定角度。通过控制每个推拉杆电机304伸长和收缩的运动量，可以控制各个背板抬高的角度，从而适应用户不同的个体需要。

当背板301a、301c以及301d处于倾斜抬起的状态，在以上背板上固定的软硬可调智能床垫的区段2a、2c以及2d也会随之发生同步的形变。这样在区段2a、2b彼此邻接部位、区段2b、2c彼此邻接部位、以及区段2c、2d邻接部位，床垫的软硬调节层和舒适接触层都存在挤压形变的现象。具体来说，例如在区段2a、2b彼此邻接的部位，由于背板301a抬起使得该背板301a与背板301b之间的夹角由180度变小，造成区段2a、2b二者邻接部位占据的空间被缩小，因此该部位的床垫软硬调节层和舒适接触层受到挤压，挤压力使得舒适接触层内的弹性填充物自身被压缩到更大的密度，并且软硬调节层和舒适接触层都向床垫的两侧方向外溢形变，以上两方面的作用容易给床垫造成难以完全回复的褶皱。

为了减少背板倾斜抬起时软硬可调智能床垫本身被挤压形变的程度，使床垫恢复水平形态时保持高回复性，本发明的支撑架结构可以在执行上述形态调整的同时，对床垫两个区段的邻接部位施以拉伸，以扩大区段邻接位置的容纳空间，减小床垫的褶皱程度。具体参见图4所示的支撑架在床垫区段邻接部位的拉伸结构示意图，在背板301a、301c以及301d的左、右两个外侧边均安装有滑动导轨架309a和309b，背板301a、301c以及301d分别安装在自己对应的滑动导轨架309a、309b二者之间。并且，每个背板301a、301c以及301d均可以分为两块子背板，例如图4中301a分为子背板301a1和301a2；其中，子背板301a1固定安装在滑动导轨架309a和309b之间，并且子背板301a1与枢轴302连接在一起；子背板301a2可以在滑动导轨架309a、309b所引导的方向上沿着滑动导轨架309a、309b滑动。滑动导轨架309a、309b中任意一个的内部安装有直线驱动电机310，该直线驱动电机310固定连接所述子背板301a2，并且直线驱动电机310可以沿着滑动导轨架内部的导轨滑动，从而提供动力带动子背板301a2沿着滑动导轨架309a、309b滑动。相类似，背板301c以及301d也各自分为至少两个子背板，其中一个子背板与枢轴连接为一体，另一个子背板可以在直线驱动电机的驱动下沿着滑动导轨架滑动。这样，例如当背板301a在其驱动设备的驱动下绕枢轴302旋转一定角度而倾斜抬起时，区段2a、2b邻接部位的软硬可调智能床垫因空间变小而挤压形变，此时通过利用子背板301a2的滑动，向上拉伸区段2a，可以缓解该邻接部位的形变程度，扩大区段2a、2b相邻接位置的容纳空间，减小床垫的褶皱程度。同理，对于区段2b、2c的邻接部位以及2c、2d的邻接部位，通过背板301c、301d的子背板进行滑动拉伸，同样可以缓解该邻接部位的形变褶皱程度。这样，可以减缓床垫的软硬调节层以及舒适接触层在区段邻接部位的形变积累，有利于床垫保持高回复性，从而在各个区段恢复水平形态后保持床垫的平整紧实。

同时，为了进一步降低软硬可调智能床垫在区段邻接处的形变褶皱程度，还可以配合上对软硬调节层在位于各个区段邻接处的充气腔室201的充气量进行调节，具体来说，当背板倾斜抬起使得软硬可调智能床垫相邻区段的邻接部位被挤压时，可以通过放气降低相邻两个区段位于被挤压的邻接部位的若干个充气腔室201的充气量，这样，通过放气增加了被挤压部位的柔软程度，同时缩小了充气腔室占据的空间，从而使得邻接部位空间变小的现象得到缓解，从而邻接部位的形变褶皱程度得到缓解。

可见，本申请提出的软硬可调智能床垫的高回复性形变支撑架，该支撑架带动床垫的区段抬起或者下落的同时，对床垫两个区段的邻接部位施以拉伸以减小褶皱，并配合床垫软硬调节层在该邻接部位的气压调节，从而减缓床垫区段邻接部位的挤压变形，对床垫的舒适接触层起到舒展的效果，使得床垫对于不同工作形态下的形变保持高回复性，在全部区段恢复水平状态时能保证床垫平整。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。