[发明专利]生物力学床垫及系统

说明书

技术领域

本发明涉及床垫技术，更具体地说，涉及一种生物力学床垫及系统。

背景技术

随着社会的发展，人们的生活节奏越来越快，生活压力也越来越大。与此同时，人们的睡眠质量受到了影响，于是一款适合自己的舒适床垫，成为大多数都市生活人们的愿望。根据研究发现：舒适卧姿是指符合睡眠时脊柱的生物力学特点且维持较好的生理曲度的卧姿，即无论处于哪种睡眠姿势，脊柱都能保持平直舒展、体压均等，使全身能够得到充分的放松。目前的床垫技术从生物力学角度看主要存在以下缺点：

1.床垫的舒适度无法适应脊柱健康的要求：根据麦肯基理论维持脊柱形状结构的小肌群不能在睡眠时间处于完全放松的状态时会导致小肌群长期处于疲劳状态，最终出现肌肉损伤或劳损，进而出现疼痛或不适；

2.不符合卧姿生物力学要求：人体脊柱有四个生理弯曲，即颈曲、胸曲、腰曲和骶曲。床垫过硬，卧姿时只有头、背、臀和脚跟四点受力，身体其余部位处于悬空，易造成受力部位局部压力过高和脊柱处于僵挺紧张状态；床垫过软，全身凹陷，脊柱处于弯曲状态会对内脏造成压迫。此两种情况长此以往均不利于健康，易造成不明原因的颈肩腰腿疼痛；

3.无法根据人体卧姿生物力学特点实现床垫凸凹程度的力学自适应调节：市面上的一些记忆床垫采用海绵慢反弹原理实现的凸凹调节会出现人体接触部位“软的更软，硬的更硬”增加不适感，且人在熟睡过程中姿态会间歇性地无意识进行自我调整，记忆床垫会对这种无意识自我调整进行限制，造成睡眠中断和睡眠质量下降。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种生物力学床垫及系统，解决现有技术存在的无法满足脊椎健康要求、不符合卧姿生物力学要求和不能进行生物力学自适应调节等缺点和问题。

为了实现上述目的，本发明生物力学床垫的技术方案为：生物力学床垫，包括床垫框体，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。

作为本发明的一种改进，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。

作为本发明的一种改进，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。

作为本发明的一种改进，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。

作为本发明的一种改进，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。

本发明生物力学床垫系统的技术方案为：生物力学床垫系统，包括上述的生物力学床垫，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。

作为本发明的一种改进，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。