一种人体工程学床垫的制作方法

本发明涉及床垫技术领域，具体涉及一种人体工程学床垫。

背景技术：

床垫是一种放置在人体和床架之间的物品，其目的为了使人们获得舒适的睡眠，提高睡眠质量。为了提高床垫的舒适性，通常可在床垫的特定区域设置凸起部分，或者将床垫设置成不同的区域，以提供符合人体工程学的支撑。

申请号为201120160480.x的中国实用新型专利披露了一种适用于人体工程学的七段式床垫，按照人体睡眠姿势包括自左至右依次连接的头部垫、肩部垫、背部垫、腰部垫、臀部垫、大腿部垫和小腿部垫，其中头部垫、肩部垫、背部垫、腰部垫、臀部垫、大腿部垫和小腿部垫的结构相同，均包括独立弹簧筒；在独立弹簧筒上端依次向上叠加的乳胶层、高弹力棉垫、羊毛垫和贝卡特面料层；以及从独立弹簧筒下端开始依次叠加的另一组乳胶层、高弹力棉垫、羊毛垫和贝卡特面料层。

申请号为201520729504.7的中国实用新型专利披露了一种符合人体工程学的分区床垫，该床垫在长度方向上依次分为头部区、肩部区、腰部区、臀部区、大腿区、小腿区及脚部区，所述头部区的床垫上表面设有若干沿床垫宽度方向延伸的头部凸起，且相邻两头部凸起相连接；所述肩部区的床垫上表面设有若干沿床垫宽度方向延伸的肩部凸起；所述腰部区的床垫上表面设有若干沿床垫宽度方向延伸的腰部凸起，且相邻两腰部凸起相连接。

申请号为200610171491.1的中国发明专利申请披露了一种人体工程床垫，包括多个区段的内部部分或块，所述多个区域形成一种结构，该结构使每个区段对于脊椎的压迫和载荷都具有不同的抵抗程度。

此外，团体标准《t/szfa2003.1-2019床垫人体工程学评价床垫硬度分级与分布测试评价方法》披露了床垫的软硬程度对人体健康、睡眠质量等都有重要的作用，将床垫分为床垫头部区域、肩部区域、腰部区域、臀部区域和腿部区域，且提供了一种示例性的床垫分区和硬度分布(底层硬度)图，如图1所示。

综上所述，本领域持续需要开发一种人体工程学床垫，以提高人们的睡眠质量。

技术实现要素：

为弥补现有技术的不足，本申请之目的在于提供一种硬度分区、贴合度高的人体工程学床垫。本文所述的人体工程学床垫包括多个不同分区，各分区包括可用于提供不同支撑硬度的支撑结构，分别用于支撑人体的头部、肩部、腰部、臀部和腿部区域。

为了解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案。

在第一方面中，本申请提供一种人体工程学床垫，包括床垫上表面、床垫下表面以及在所述床垫上表面和所述床垫下表面之间延伸的床垫主体，所述床垫由弹性材料制成，其特征在于，所述床垫主体包括支撑硬度依次增加的第一支撑结构、第二支撑结构、第三支撑结构和第四支撑结构，所述第一支撑结构、第二支撑结构、第三支撑结构和第四支撑结构的顶部彼此连接形成所述床垫上表面，所述第一支撑结构、第二支撑结构、第三支撑结构和第四支撑结构排布成适于提供符合人体工程学的支撑硬度。

在第一方面的一种实施方式中，所述第一支撑结构包括第一支撑结构顶部和第一支撑结构支撑臂，所述第一支撑结构支撑臂从所述第一支撑结构顶部朝着所述床垫下表面延伸第一预定长度，且所述第一支撑结构支撑臂与所述第一支撑结构顶部连接处形成具有第一横截面的闭环。

在第一方面的一种实施方式中，所述第二支撑结构包括第二支撑结构顶部、第二支撑结构支撑臂和第二支撑结构加强筋，所述第二支撑结构支撑臂从所述第二支撑结构顶部朝着所述床垫下表面延伸第二预定长度，且所述第二支撑结构支撑臂与所述第二支撑结构顶部连接处形成具有第二横截面的闭环，所述第二支撑结构加强筋从所述第二支撑结构顶部朝着所述床垫下表面延伸第二预定长度且与所述第二支撑结构支撑臂相交，但任意两条所述第二支撑结构加强筋之间不相交。

在第一方面的一种实施方式中，所述第三支撑结构包括第三支撑结构顶部、第三支撑结构支撑臂和至少两根第三支撑结构加强筋，所述第三支撑结构支撑臂从所述第三支撑结构顶部朝着所述床垫下表面延伸第三预定长度，且所述第三支撑结构支撑臂与所述第三支撑结构顶部连接处形成具有第三横截面的闭环，所述第三支撑结构加强筋从所述第三支撑结构顶部朝着所述床垫下表面延伸第五预定长度，所述第三支撑结构加强筋同时与所述第三支撑结构支撑臂和另一根第三支撑结构加强筋相交，所述第三预定长度大于所述第五预定长度。

在第一方面的一种实施方式中，所述第四支撑结构包括第四支撑结构顶部、第四支撑结构支撑臂和至少两根第四支撑结构加强筋，所述第四支撑结构支撑臂从所述第四支撑结构顶部朝着所述床垫下表面延伸第四预定长度，且所述第四支撑结构支撑臂与所述第四支撑结构顶部连接处形成具有第四横截面的闭环，所述第四支撑结构加强筋从所述第四支撑结构顶部朝着所述床垫下表面延伸第四预定长度，所述第四支撑结构加强筋同时与所述第四支撑结构支撑臂和另一根第四支撑结构加强筋相交。

在第一方面的一种实施方式中，沿着床垫的长度方向，所述床垫主体依次包括彼此相邻的第一区域、第二区域、第三区域、第四区域、第五区域、第六区域、第七区域、第八区域和第九区域，其中第一区域的一部分构造成适于提供符合人体工程学地支撑人体头部区域所需的支撑硬度；第一区域的剩余部分和第二区域的一部分、第三区域和第四区域的一部分构造成适于提供符合人体工程学地支撑人体肩部区域所需的支撑硬度；第四区域的剩余部分和第五区域的一部分构造成适于提供符合人体工程学地支撑人体腰部区域所需的支撑硬度；第五区域中的另一部分构造成适于提供符合人体工程学地支撑人体臀部区域所需的支撑硬度；以及，第五区域的剩余部分、第六区域、第七区域、第八区域和第九区域构造成适于提供符合人体工程学地支撑人体腿部区域所需的支撑硬度。

在第一方面的一种实施方式中，所述第一区域包括位于所述第一区域中央的第一分区和环绕该第一分区的第二分区，其中第一分区的支撑硬度小于第二分区的支撑硬度，所述第一分区和所述第二分区的至少一部分用于提供符合人体工程学地支撑人体肩部区域所需的支撑硬度，优选地所述第一分区包括第一支撑结构，且所述第二分区包括第二支撑结构。

在第一方面的一种实施方式中，所述第五区域包括位于所述第五区域中央的第三分区和环绕该第三分区的第四分区，其中第三分区的支撑硬度小于第四分区的支撑硬度，所述第三分区仅用于提供符合人体工程学地支撑人体臀部区域所需的支撑硬度，优选地所述第三分区包括第一支撑结构，且所述第四分区包括第二支撑结构。

在第一方面的一种实施方式中，所述第九区域包括位于所述第九区域中央的第五分区和环绕该第五分区的第六分区，其中第五分区的支撑硬度小于第六分区的支撑硬度，优选地所述第五分区包括第一支撑结构，且所述第六分区包括第二支撑结构。

在第一方面的一种实施方式中，所述床垫上表面包括多个朝着远离床垫上表面凸起的弧形结构，每一个弧形结构包括通孔，且所述通孔位于所述第一支撑结构、第二支撑结构、第三支撑结构或者第四支撑结构的顶部中央。

在第一方面的一种实施方式中，所述人体工程学床垫由若干块热塑性弹性体块拼接而成，各热塑性弹性体块通过侧面固定连接在一起。

在第一方面的一种实施方式中，所述床垫下表面与海绵垫连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本文所述的人体工程学床垫符合人体体型，无支撑空隙，所以贴合度高；

(2)本文所述的人体工程学床垫通过调节个分区的支撑结构，实现硬度分区，可适应不同部位支撑，侧睡时脊椎不弯曲；

(3)本文所述的人体工程学床垫包括通孔结构，可实现内部热循环，从而具备透气和透湿性能。

附图说明

通过结合附图对于本申请的实施方式进行描述，可以更好地理解本申请，在附图中：

图1为现有技术中的床垫分区和底层硬度分布图。

图2为本申请的一个实施例的人体工程学床垫的从上往下看的立体图。

图3为本申请的一个实施例的人体工程学床垫的从下往上看的立体图。

图4为本申请的一个实施例的人体工程学床垫的侧视图。

图5为图4中矩形部分的局部放大图。

图6为本申请的一个实施例的人体工程学床垫的底部硬度分布图。图中所示的硬度数据是根据团体标准《t/szfa2003.1-2019床垫人体工程学评价床垫硬度分级与分布测试评价方法》测定的床垫底层硬度。

图7为本申请的一个实施例的人体工程学床垫的第一支撑结构的示意图。

图8为本申请的一个实施例的人体工程学床垫的第二支撑结构的示意图。

图9为本申请的一个实施例的人体工程学床垫的第三支撑结构的示意图。

图10为本申请的一个实施例的人体工程学床垫的第四支撑结构的示意图。

附图标号说明：

10：第一区域；

20：第二区域；

30：第三区域；

40：第四区域；

50：第五区域；

60：第六区域；

70：第七区域；

80：第八区域；

90：第九区域；

100：人体工程学床垫；

101：床垫上表面；

1011：通孔；

102：床垫下表面；

103：床垫主体；

1000：第一支撑结构；

1001：第一支撑结构顶部；

1002：第一支撑结构支撑臂；

2000：第二支撑结构：

2001：第二支撑结构顶部；

2002：第二支撑结构支撑臂；

2003：第二支撑结构加强筋；

3000：第三支撑结构：

3001：第三支撑结构顶部；

3002：第三支撑结构支撑臂；

3003：第三支撑结构纵向加强筋；

3004：第三支撑结构横向加强筋；

4000：第四支撑结构：

4001：第四支撑结构顶部；

4002：第四支撑结构支撑臂；

4003：第四支撑结构纵向加强筋；

4004：第四支撑结构横向加强筋。

具体实施方式

除非另作定义，在本说明书和权利要求书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本文中列举的所有的从最低值到最高值之间的数值，是指当最低值和最高值之间相差两个单位以上时，最低值与最高值之间以一个单位为增量得到的所有数值。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。

参考图2到图6，在一种实施方式中，本申请提供一种人体工程学床垫100，其包括床垫上表面101、床垫下表面102以及在所述床垫上表面101和所述床垫下表面102之间延伸的床垫主体103。所述床垫100可由弹性材料制成，例如热塑性弹性体。参考图7到图10，本申请的改进之处在于所述床垫主体103包括支撑硬度依次增加的第一支撑结构1000、第二支撑结构2000、第三支撑结构3000和第四支撑结构4000，第一支撑结构1000、第二支撑结构2000、第三支撑结构3000和第四支撑结构4000的顶部彼此连接形成所述床垫上表面101，第一支撑结构1000、第二支撑结构2000、第三支撑结构3000和第四支撑结构4000排布成适于提供符合人体工程学的支撑硬度。在本文中，支撑硬度通过根据团体标准《t/szfa2003.1-2019床垫人体工程学评价床垫硬度分级与分布测试评价方法》测定的床垫底层硬度来体现。

通过改变支撑结构的花型，即通过改变支撑结构的横截面形状、轮廓、加强筋的数量，甚至支撑结构的延伸长度和厚度，都可以得到支撑硬度不同的支撑结构。但在本申请的一种具体实施方式中，为了增加床垫整体的美感和降低床垫加工难度，将所有支撑结构的横截面都设置成正多边形，例如正六边形、正七边形、正八边形等。本领域技术人员可以理解，只要能提供不同的支撑硬度，支撑结构也可以采用其它横截面形状，例如圆形、椭圆形、三角形或者矩形等。这些实施方式也在本申请的保护范围之内。

下面将结合,7到图10详细描述根据本申请的各种支撑结构的特征。

首先参考图7，第一支撑结构1000可包括第一支撑结构顶部1001和第一支撑结构支撑臂1002，所述第一支撑结构支撑臂1002从所述第一支撑结构顶部1001朝着所述床垫下表面102延伸第一预定长度，且所述第一支撑结构支撑臂1002与所述第一支撑结构顶部1001连接处形成具有第一横截面的闭环。

接下来参考图8，所述第二支撑结构2000包括第二支撑结构顶部2001、第二支撑结构支撑臂2002和第二支撑结构加强筋2003。在该实施方式中，第二支撑结构支撑臂2002从所述第二支撑结构顶部2001朝着所述床垫下表面102延伸第二预定长度，且所述第二支撑结构支撑臂2002与所述第二支撑结构顶部2003连接处形成具有第二横截面的闭环，所述第二支撑结构加强筋2003从第二支撑结构顶部2001朝着所述床垫下表面102延伸第二预定长度且与第二支撑结构支撑臂2002相交，但任意两条所述第二支撑结构加强筋2003之间不相交。在该实施方式中，第二支撑结构2000的第二横截面为正六边形，每个顶点处设置有第二支撑结构加强筋2003。换句话说，第二支撑结构2000可包括六根第二支撑结构加强筋2003。第二支撑结构加强筋2003一端与第二支撑结构顶部2001连接，另一端是自由端。此外，第二支撑结构加强筋2003的侧面同时与第二支撑结构支撑臂2002相连接，其延伸长度也与第二支撑结构支撑臂2002相同，但任意两根第二支撑结构加强筋2003彼此之间不相交。第二支撑结构2000与第一支撑结构1000的不同之处在于还包括第二支撑结构加强筋2003，从而可提供更高的硬度。

参考图9，所述第三支撑结构3000可包括第三支撑结构顶部3001、第三支撑结构支撑臂3002和至少两根第三支撑结构加强筋。所述第三支撑结构支撑臂3002从所述第三支撑结构顶部3001朝着所述床垫下表面102延伸第三预定长度，且所述第三支撑结构支撑臂3002与所述第三支撑结构顶部3001连接处形成具有第三横截面的闭环，所述第三支撑结构加强筋从所述第三支撑结构顶部朝着所述床垫下表面延伸第五预定长度，所述第三支撑结构加强筋同时与所述第三支撑结构支撑臂3001和另一根第三支撑结构加强筋相交，所述第三预定长度大于所述第五预定长度。在该实施方式中，第三支撑结构加强筋包括彼此相交的第三支撑结构纵向加强筋3003和第三支撑结构横向加强筋3004，它们的延伸长度小于第三支撑结构支撑臂3002的延伸长度。换句话说，第三支撑结构纵向加强筋3003和第三支撑结构横向加强筋3004与第三支撑结构支撑臂3002的自由端不是齐平的。第三支撑结构3000包括彼此相交的加强筋，因此可以提供比第一支撑结构1000和第二支撑结构2000都更高的支撑硬度。

参考图10，第四支撑结构4000包括第四支撑结构顶部4001、第四支撑结构支撑臂4002和至少两根第四支撑结构加强筋，所述第四支撑结构支撑臂4002从所述第四支撑结构顶部朝着所述床垫下表面102延伸第四预定长度，且所述第四支撑结构支撑臂与所述第四支撑结构顶部连接处形成具有第四横截面的闭环，所述第四支撑结构加强筋从所述第四支撑结构顶部4001朝着所述床垫下表面102延伸第四预定长度，所述第四支撑结构加强筋同时与所述第四支撑结构支撑臂4002和另一根第四支撑结构加强筋相交。在该实施方式中，第四支撑结构加强筋包括彼此相交的第四支撑结构纵向加强筋4003和第四支撑结构横向加强筋4004，它们的延伸长度与第四支撑结构支撑臂4002的延伸长度相同。换句话说，第四支撑结构纵向加强筋4003和第四支撑结构横向加强筋4004与第四支撑结构支撑臂4002的自由端是齐平的。第四支撑结构4000包括彼此相交的加强筋，且加强筋的延伸长度与第四支撑结构支撑臂相同，因此可以提供比第一支撑结构1000、第二支撑结构2000和第三支撑结构2000都更高的支撑硬度。

参考图2和图6，沿着床垫100的长度方向，所述床垫主体103依次包括彼此相邻的第一区域10、第二区域20、第三区域30、第四区域40、第五区域50、第六区域60、第七区域70、第八区域80和第九区域90。第一区域的一部分构造成适于提供符合人体工程学地支撑人体头部区域所需的支撑硬度。第一区域的剩余部分和第二区域的一部分、第三区域和第四区域的一部分构造成适于提供符合人体工程学地支撑人体肩部区域所需的支撑硬度。第四区域的剩余部分和第五区域的一部分构造成适于提供符合人体工程学地支撑人体腰部区域所需的支撑硬度。第五区域中的另一部分构造成适于提供符合人体工程学地支撑人体臀部区域所需的支撑硬度。第五区域的剩余部分、第六区域、第七区域、第八区域和第九区域构造成适于提供符合人体工程学地支撑人体腿部区域所需的支撑硬度。在图6所示的一种具体实施方式中，床垫100的支撑硬度分布和图1所示的硬度分布规律相似，适于提供符合人体工学的支撑硬度，有助于提供用户的睡眠质量。

仍然参考图6，所述第一区域10包括位于所述第一区域中央的第一分区和环绕该第一分区的第二分区，其中第一分区的支撑硬度小于第二分区的支撑硬度，所述第一分区和所述第二分区的至少一部分用于提供符合人体工程学地支撑人体肩部区域所需的支撑硬度。在一种具体实施方式中，所述第一分区包括第一支撑结构1000，且所述第二分区包括第二支撑结构2000。

仍然参考图6，所述第五区域50包括位于所述第五区域中央的第三分区和环绕该第三分区的第四分区，其中第三分区的支撑硬度小于第四分区的支撑硬度，所述第三分区仅用于提供符合人体工程学地支撑人体臀部区域所需的支撑硬度。在一种具体实施方式中，所述第三分区包括第一支撑结构1000，且所述第四分区包括第二支撑结构2000。

又参考图6，所述第九区域90包括位于所述第九区域中央的第五分区和环绕该第五分区的第六分区，其中第五分区的支撑硬度小于第六分区的支撑硬度。在一种具体实施方式中，所述第五分区包括第一支撑结构1000，且所述第六分区包括第二支撑结构2000。

在另一种实施方式中，参考图4和图5，所述床垫上表面101包括多个朝着远离床垫上表面凸起的弧形结构，每一个弧形结构包括通孔1011，且所述通孔1011位于所述第一支撑结构、第二支撑结构、第三支撑结构或者第四支撑结构的顶部中央。通孔1011的存在不仅可以节省制造床垫的材料，还能增加床垫100的透气性。如图5所示，通孔1011的周边可存在环形区域，该环形区域的厚度朝着远离该通孔1011的方向逐渐减小，直到与床垫上表面101平滑连接。这种弧形结构具有按摩作用，可以进一步提高用户的睡眠质量。

在一种具体实施方式中，本文所述的人体工程学床垫100由若干块热塑性弹性体块拼接而成，各热塑性弹性体块通过侧面固定连接在一起。可提前对各热塑性弹性体块成型，以形成所需的支撑结构排布，然后再拼接在一起。本领域技术人员可以理解，在该实施方式中，各热塑性弹性体块的外周包括粘合边，无论该处是支撑结构支撑臂、加强筋或者支撑结构顶部，它们都从支撑结构顶部向床垫下表面延伸一定长度，以实现热塑性弹性体块之间的无缝连接。

在一种具体实施方式中，床垫下表面102可与海绵垫连接，以增强床垫的弹性。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。