[发明专利]生物力学床垫及系统

权利要求书

1.一种生物力学床垫，包括床垫框体，其特征在于，在所述床垫框体上自上而下设有缓冲层、气腔层和底层，在所述缓冲层分布设有多个压强传感器，在所述气腔层分布设有多个气腔，所述压强传感器的位置与所述气腔的位置一一对应，在所述底层设有用于与所述气腔连接的进气导管、排气导管。

2.根据权利要求1所述的生物力学床垫，其特征在于，所述气腔为六角蜂巢式气腔，所述压强传感器为柔性接触式压强传感器，所述压强传感器放置在所述气腔的表面。

3.根据权利要求2所述的生物力学床垫，其特征在于，在所述床垫框架设有多个六角柱状孔，所述气腔分别设置于所述六角柱状孔内。

4.根据权利要求1所述的生物力学床垫，其特征在于，设置在所述床垫四周的气腔大，在所述床垫中间的气腔小，在每个气腔之间设有间隔材料。

5.根据权利要求1所述的生物力学床垫，其特征在于，在所述气腔层和底之间设有一金属网状板或高硬度塑料类网状板。

6.一种生物力学床垫系统，包括权利要求1至5任一权利要求所述的生物力学床垫，其特征在于，还包括控制终端和空气压缩机，所述气腔的输入端通过进气电磁阀、进气导管与所述空气压缩机连接，所述气腔的输出端通过出气电磁阀与出气导管连接，所述控制终端分别与空气压缩机、压强传感器、进气电磁阀、出气电磁阀连接,并根据获取的压强传感器数据控制空气压缩机、进气电磁阀、出气电磁阀的开与关。

7.根据权利要求6所述的生物力学床垫系统，其特征在于，所述控制终端包括通讯接口模块、卧姿体压舒适度实时检测评估模块、生物力学实时智能调节模块、睡眠生理学参数监测模块、数据库模块；所述通讯接口模块用于建立压强传感器、进气电磁阀、出气电磁阀与控制终端之间的通信约定和数据交换；所述卧姿体压舒适度实时检测评估模块用于实时获得从压强传感器传上来的经校准计算后的接触面压强数据并对其进行特征提取、分析和评估；所述生物力学实时智能调节模块用于根据检测评估的压强数据实时对该身体接触部位的支撑力通过进气电磁阀和出气电磁阀的控制进行气压调节；所述睡眠生理学参数监测模块用于睡眠过程中睡眠数据的显示、记录和报警；所述数据库模块用于存储系统运行过程中产生的各种数据。

8.根据权利要求7所述的生物力学床垫系统，其特征在于，当人体以卧姿方式与生物力学床垫接触后，控制终端接收到压强传感器的数据包后对其进解包、转换和标定计算，得到每个传感器的压强值及所在位置的坐标，卧姿体压舒适度实时检测评估模块再根据每个压强值和所在的位置坐标按压力大小对传感器进行着色和定位，形成与气囊实际位置一一对应的彩色压力印迹图，同时通过压强数据和位置进行体重、力学中心轨迹、接触面积、速度、压强峰值、压强均值、不适感区域、舒适度指数、心率、翻身次数和呼吸的计算、提取分析和评估；根据分析和评估结果，生物力学实时智能调节模块启动空气压缩机，通过进/出气电磁阀对气腔进行加压和减压的调节以达到改变气腔表面与人体卧姿接触面的凸凹程度和生物力学支撑强度。

9.根据权利要求8所述的生物力学床垫系统，其特征在于，当接收到的压强大于设定的压强时，启动空气压缩机对所对应的气腔进行排气，以降低床垫与人体接触面的压强；反之，当接收到的压强过低，低于设定压强时，启动空气压缩机对所对应的气腔进行充气，以增大床垫与人体的接触面，增大对应接触面的压强。

10.根据权利要求9所述的生物力学床垫系统，其特征在于，所述设定压强的确定方法为：平均压强＝体重/人体背部接触面积)，平躺时设定压强不大于平均压强的2倍，侧卧时压强阈值不大于平均压强的3倍。