[发明专利]变形保健床垫自动控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种家电控制装置——一种可以使保健床垫自动改变表面形状的控制系统。

背景技术

目前，公知的床垫，不论是何种材料和结构的，均表面固定形状形式，它们的共同特征是或者不能变形或只能微小变形，或者只可被动变形但形变受限，而又是睡卧者本人力所不能为的。对于可波动变形的，尽管可以通过身体不同部位的卧压，来调整床垫表面的形状，但还是远远不能满足睡卧者健康睡姿的要求。当睡卧者仰卧时，床垫表面不能卧压得如所希望的曲线形状；而睡卧者侧卧时，又不能被及时改变成应有的适合曲线形状。久而久之，以腰椎变形为主要根源的多种疾病隐患逐渐积累，造成了腰椎、脊椎、腰、背、四肢等的各种不适或病症。因此，为从根源上消除上述病因，必须改善当前床垫工作方式。这就需要改造当前供睡眠者睡卧的床垫，即让床垫的形状或不同部位高度随着睡卧用者的不同睡姿，自动地按睡姿希望而同步变化。而控制并实现这种变化的，就是它的控制装置。但目前公知的控制装置并不能直接应用，特别是对性价比要求很高的产品中。因此，设计、研发一种适用于自动变形保健床垫的高性价比控制装置，就成为一个亟待解决的问题。

发明内容

为实现床垫的形状或不同部位高度随着睡卧者的不同睡姿，自动地按睡姿希望而同步变化，不断地自动调整睡卧者的头、颈、肩、背、腰、胯、臀、腿、膝盖及脚等受压程度，即保持睡眠者卧压部位舒适的状态，本发明提供一种变形保健床垫自动控制装置。它采用压控开关-伺服阀控制方式，通过压力控制系统，对床垫的不同部位气囊进行充、放气恒压变形控制。变形保健床垫的垫芯主体由前气囊、中气囊、后气囊、前气管、中气管、后气管、控制盒和电源线构成。自动控制装置安装在控制盒内，盒内装配有控制电路、压力传感器、伺服阀和加压泵；控制电路由压力信号处理控制电路、伺服阀驱动电路、加压泵控制执行电路和工作电源电路组成，通过电源线引入市电电源。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

以压控开关-伺服阀控制方式，利用压力感知的压力信号和给定的舒适度信号，通过由信号比较放大、处理、变换、驱动放大、执行单元组成的控制系统，对垫芯的前、中、后三个不同气囊进行充、放气恒压变形控制。整个系统由前、中、后气囊、前、中、后气管、气管束、控制盒和电源线构成。前、中、后气囊平布包裹在床垫体的垫芯衬瓤夹层中，分别通过气管束中的前、中、后气管与控制盒内的前、中、后电气伺服阀相通。控制装置安装在控制盒内，盒内装配有控制电路、压力传感器、电气伺服阀和加压泵。控制电路由压力信号处理控制电路、伺服阀驱动电路、加压泵控制执行电路和工作电源电路组成，通过电源线引入市电电源。在控制盒内，前、中、后气管的阀前盒内段分别安装有前、中、后压力传感器；前、中、后电气伺服阀各通过前、中、后气管的阀后段与高压管连通，高压管与加压泵的高压输出口连通；加压泵的低压输出口连通有低压管；在高压管和低压管之间，有安全阀并联贯通。

前、中、后压力传感器的压力信号分别通过前、中、后压力传感信号端引入到前压力信号放大、处理单元、中压力信号放大、处理单元和后压力信号放大、处理单元，经放大、处理后，形成前、中、后压力低值信号和前、中、后压力高值信号输出。前、中、后压力信号放大、处理单元均由比较、运算、放大电路和光耦分离电路组成。

在前、中、后各压力信号放大、处理单元，压力传感信号端连接到运算放大器的正向输入端；运算放大器的输出端通过分离阈值电位器与下拉光耦的输入端和上提光耦的输入端连接，再分别以下拉光耦和上提光耦的输出端构成压力低值信号端和压力高值信号端。前、中、后各压力低值信号和压力高值信号通过各压力低值信号端和压力高值信号端引入到各电气伺服阀驱动单元，经处理、放大后，形成前电气伺服阀驱动信号输出。

前、中、后各电气伺服阀驱动单元均由或门处理电路和运算放大电路组成。在前、中、后各电气伺服阀驱动单元中，压力低值信号端和压力高值信号端分别与构成或门的两只二极管负极连接，两二极管的正极均与运算放大器的反相输入端连接，运算放大器的输出端即作为电气伺服阀驱动信号端。

前、中、后各压力低值信号分别通过前、中、后对应压力低值信号端引入到继电器驱动单元，经处理、放大后，形成继电器驱动信号，驱动固体继电器动作。