一种智能床及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能家居技术领域，具体涉及一种智能床及其控制方法。

背景技术

随着时代的发展，人们对对于家居的要求也在不断提高，人的一生有1/3的时间是在床上度过，因此人们对其要求也是越来越高，不仅要求其舒适，更要求其能够提供健康的睡眠。

现有技术中，只是简单的通过设定压力阈值来判定对压力传感器检测的压力，从而对人体睡姿进行调整，但是每个人的体重是存在区别的，所以判定的结果精度不高，从而会影响对人体睡姿的调节，同时人体在睡眠时，与床的接触面往往温度超过了人体的舒适温度，使得人出汗与翻身，影响人的睡眠质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种智能床，具体技术方案如下：一种智能床，所述智能床包括：床头、床垫和床架；其中，

所述床垫包括：多个床垫单元、通风加热装置和控制器；其中，

所述通风加热装置的送风口嵌于各个所述床垫单元之间，且总送风口设有加热膜，用于接收所述控制器的指令进行通风加热；

多个所述床垫单元按横向和纵向阵依次排列形成床垫单元阵列，每个所述床垫单元都包括：软垫、压力传感器、支撑杆装置和温度传感器；其中，

所述压力传感器置于所述软垫下并与所述控制器电连接，用于检测用户对所述床垫单元施加的压力Q

所述支撑杆装置与所述控制器电连接，置于所述软垫与所述压力传感器之间，用于对用户起支撑、微调以及按摩作用，所述控制器依据接收的所述压力传感器传送的电信号判定用户的睡姿，当分析发现用户采取仰卧睡姿，且用户左右背部对所述压力传感器施加的压力不一致时，所述控制器发送指令给相应的所述床垫单元，所述床垫单元的所述支撑杆装置依据指令，调节自身高度，从而完成对用户的睡姿进行微调，将用户仰卧睡姿调节为左右背部平衡的状态；当用户通过按键选择按摩模式时，所述控制器接收所述按键传输的电信号，向所述支撑杆装置发送指令，控制所述支撑杆装置进行高度变化，对用户按摩；

所述温度传感器与所述控制器电连接，置于所述软垫的下方，用于检测用户与所述软垫接触面的温度，并将检测结果以电信号传送给所述控制器，所述控制器依据接收到电信号对所述通风加热装置发送指令，控制所述通风加热装置进行通风和/或加热，实现对温度的调控。

作为本发明一种智能床的改进，所述支撑杆装置为气压杆，在未接收所述控制器传送的指令时，竖直方向高度保持不变，在接收到所述控制器的指令时，能够在竖直方向自由调节高度，支撑杆装置在未接收指令时，保持竖直方向高度不变，能够对用户提供好的支撑，同时也能够使压力传感器测得的压力值更加准确，如果支撑杆装置在未接收指令时，竖直方向高度因为用户施加的压力发生变化，会使得该处床垫单元受到的压力分散给其他相邻床垫单元，从而导致该床垫单元的压力传感器检测的压力不够准确，进而影响控制器对该处所受压力的判断，导致传送给支撑杆装置的指令不准确，影响支撑杆装置对用户睡姿的调整。

作为本发明一种智能床的改进，所述气压杆的伸缩速度与伸缩高度满足关系式：V=-1/15H+1，其中V为气压杆的伸缩速度，单位为cm/s，H为气压杆的伸缩高度，单位为cm。即，气压杆的伸缩速度与伸缩高度为减函数关系，当气压杆的伸缩高度越高时，伸缩速度就越低，仅进行微型调整，这样可以避免气压杆竖向伸缩时影响或弄醒熟睡中的用户。

作为本发明一种智能床的改进，所述温度传感器检测到用户与所述软垫接触面的温度高于所设第一阈值时，向所述控制器发送电信号，所述控制器控制所述通风加热装置进行送风，直至检测到温度低于所设第一阈值时，向所述控制器传送电信号，所述控制器控制所述通风加热装置停止送风；所述温度传感器检测到用户与所述软垫接触面的温度低于所设第二阈值时，向所述控制器发送电信号，控制所述通风加热装置进行加热送风，直至检测到温度高于所设第二阈值时，向所述控制器传送电信号控制器控制所述通风加热装置停止加热送风，其中，所设的第一阈值为38℃，第二阈值为28℃；温度传感器在检测到用户与软垫接触面的温度高于第一阈值38℃时，控制器控制通风加热装置进行通风，防止了用户被热醒而影响睡眠，且当温度传感器检测到温度低于第一阈值38℃时，控制器控制通风加热装置停止工作，防止了能源的浪费，此外，在温度传感器在检测到用户与软垫接触面的温度低于28℃时，控制器控制通风加热装置进行通风加热，防止用户被冷醒而影响睡眠，且当温度传感器检测到温度高于第二阈值28℃时，控制器控制通风加热装置停止工作，防止了能源的浪费。

作为本发明一种智能床的改进，所述通风加热装置进行通风时，送风量为550m

作为本发明一种智能床的改进，所述软垫的内部设置有固固相变材料，所述固固相变材料的相变温度为20~30℃，优选为20~25℃，所述固固相变材料优选为平均相对分子量为500~800的聚乙二醇，更优选为平均相对分子量为500的聚乙二醇（PEG-500，相变温度20~25℃），其中，聚乙二醇为有机固固相变材料（固态有序的分子连接结构变成固态无序的分子连接结构），且其相变温度会随着聚合度的增加而升高，因此，其平均相对分子量不能太高也不能过低，当达到其相变温度时，会发生可逆的固-固相变，吸收或释放热量，从而使软垫温度维持在一定的温度范围内(人体的舒适温度），避免软垫温度过高或过低影响人体睡眠的舒适度。

作为本发明一种智能床的改进，所述软垫还设置有石墨烯散热材料，且所述石墨烯散热材料的热扩散系数为2000mm

作为本发明一种智能床的改进，所述控制器通过传送电信号的所述压力传感器所属的所述床垫单元的排列位置得知检测到压力的所述床垫单元的具体位置(i，j)，从而所述控制器可以得到一个集合X，集合X为检测出压力的所述床垫单元的位置集合，集合X中位置分布相邻或相近的所述床垫单元连接起来得到的就是用户对所述智能床施加压力的区域，该区域为接触区；接触区以外，未检测到压力的所述床垫单元的集合Y为非接触区；所述控制器通过对接触区进行分析处理就可以得出用户的睡姿为仰卧、侧卧或俯卧，进而可以进一步对接触区的所述床垫单元进行分析，分析所述床垫单元受力情况，发现睡姿不正确时，向所述支撑杆装置发送指令，所述控制支撑杆装置进行工作，如当分析发现用户仰卧背部左边对所述床垫单元施加的压力大于右边施加的压力，所述控制器向背部右边的所述床垫单元的所述支撑杆装置发送指令，所述支撑杆装置依据指令升高高度，对用户右边背部提供支撑，当所述控制器接收到到所述压力传感器发送的电信号，发现两侧的压力相同时，所述控制器向所述支撑杆装置发送指令，控制所述支撑杆装置停止升高，完成对用户不正确睡姿的微调；同时所述控制器向接触区的所述温度传感器发送指令，控制所述温度传感器进行工作，同时向非接触区的所述温度传感器发送指令，控制其处于休眠状态，通过将所述床垫单元分为接触区与非接触区，使接触区的所述温度传感器进行工作，而非接触区的所述温度传感器进入休眠状态，这样避免了需要所有的温度传感器同时工作，也不需要对所有的数据进行处理，既提高了工作效率，又节省了能源的消耗。

作为本发明一种智能床的改进，所述床头包括：投影仪与床头灯；

所述投影仪可与手机无线连接，置于所述床头顶部，用于投射图像或视频；

所述床头灯用于照明,置于所述床头顶部，用户通过按键开关控制所述床头灯的亮灭，方便用户在床上时的照明；通过设置投影仪解决了用户在床上时需要查看图像与观看视频的需求。

作为本发明一种智能床的改进，所述投影仪包括投影仪本体与投影仪基座；所述投影仪基座为半球体空心结构，所述投影仪本体为球状结构，所述投影仪本体嵌套于所述投影仪基座，能够进行上下左右的自由转动，进行不同角度的投射；由于投影仪能够上下左右自由转动，提高了用户的观看体验，用户可以根据自身需要，既可以靠着床头观看，也可以躺在床上观看。

作为本发明一种智能床的改进，所述床架包括紫外杀菌装置、起夜灯和储物柜；

其中，所述紫外杀菌装置与所述控制器电连接，用于定时对所述智能床进行除螨杀菌，给所述控制器设置紫外杀菌周期时间，当到达时间后，所述控制器向紫外杀菌装置发送指令，所述紫外杀菌装置接收指令后进行紫外杀菌；通过定时对床进行紫外杀菌消毒，保证了床的卫生，使得用户的健康得到保障；

所述起夜灯与所述控制器电连接，嵌于所述床架周围，用于起夜照明，当所述控制器接收处理所述压力传感器的电信号，发现所述压力传感器电信号变化过大时，所述控制器向所述起夜灯发送指令，控制所述起夜灯进行照明；控制器通过压力传感器传输的电信号，判断人是否起夜，控制起夜灯照明，解决了用户晚上起夜时需要找灯打开的问题；

所述储物柜置于所述床架，用于存放物品，合理的使用了床的剩余空间。

此外，本发明还提供一种智能床的控制方法，包括睡姿调节和温度调节；其中，

所述睡姿调节包括以下步骤：

1）当所述床垫单元中的所述压力传感器检测到躺在床上的用户的压力变化时，向所述控制器传送电信号；

2）所述控制器接收到所述压力传感器传送的电信号，滤除电信号包含的体重因素，对滤除体重的电信号进行分析，根据分析的结果，向所述支撑杆装置发送指令；

3）所述支撑杆装置接收到所述控制器发送的指令，并根据指令进行高度调节，从而完成对用户睡姿的调节；

所述温度调节包括以下步骤：

a）当所述温度传感器检测到用户与所述软垫接触面的温度不在预设温度范围时，向所述控制器传送电信号；

b）所述控制器接收到所述温度传感器传送的电信号，向所述通风加热装置发送指令；

c）所述通风加热装置接收到所述控制器发送的指令，并根据指令进行通风加热，从而完成对温度的调节。

相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：

（1）通过消除体重对压力的影响，使得智能床能够适用于不同体重的用户，同时没了体重的影响使得控制器得到更精准的压力值，从而对支撑杆装置下达更准确的指令；

（2）控制器依据压力传感器传送的电信号，向支撑杆装置发送指令，控制支撑杆装置进行高度调节，从而完成对用户睡姿的调整，纠正了用户不正确的睡姿，保证了用户的体态健康，同时智能床还有按摩功能，用户可以自己选择按摩模式，通过按摩使用户得到舒缓；

（3）通过温度传感器对用户与软垫接触面的温度检测，控制器控制通风加热装置进行通风和/或加热，实现了对温度的调控，保证用户睡眠时，处于一个舒适的温度环境，提高用户的睡眠质量。

附图说明

图1为本申请的实施例1的智能床的原理结构示意图；

图2为本申请的智能床的结构示意图；

图3为本申请的床垫单元的结构示意图；

图4为本申请的通风加热装置的结构示意图；

图5为本申请的实施例2的智能床的结构示意图；

图6为本申请的实施例2的智能床的投影仪的结构示意图；

图7为本申请的实施例3的智能床的结构示意图；

图8为本申请的实施例4的智能床的结构示意图；

图中，1-床头；2-床垫；3-床架；21-床垫单元；22-通风加热装置；23-控制器；211-软垫；212-压力传感器；213-支撑杆装置；214-温度传感器；221-总送风口；222-加热膜；223-送风口；11-投影仪；12-床头灯；111-投影仪本体；112-投影仪基座；31-紫外杀菌装置；32-起夜灯；33-储物柜；215-外界温度传感器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，应当理解，本申请中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

实施例1

如图1~4所示，本发明实施例的一种智能床，所述智能床包括：床头1、床垫2和床架3；其中，

床垫2包括：多个床垫单元21、通风加热装置22和控制器23；其中，

通风加热装置22的送风口223嵌于各个床垫单元21之间，且总送风口221设有加热膜222，用于接收控制器23的指令进行通风加热；

多个床垫单元21按横向和纵向阵依次排列形成床垫单元阵列，每个床垫单元21都包括：软垫211、压力传感器212、支撑杆装置213和温度传感器214；其中，

压力传感器212置于软垫211下并与控制器23电连接，用于检测用户对床垫单元21施加的压力Q

支撑杆装置213与所述控制器23电连接，置于软垫211与压力传感器212之间，用于对用户起支撑、微调以及按摩作用，控制器23依据接收的压力传感器212传送的电信号判定用户的睡姿，当分析发现用户采取仰卧睡姿，且用户左右背部对压力传感器212施加的压力不一致时，控制器212发送指令给相应的床垫单元21，床垫单元21的支撑杆装置213依据指令，调节自身高度，从而完成对用户的睡姿进行微调，将用户仰卧睡姿调节为左右背部平衡的状态；当用户通过按键选择按摩模式时，控制器23接收按键传输的电信号，向支撑杆装置213发送指令，控制支撑杆装置213进行高度变化，对用户按摩；

温度传感器214与控制器23电连接，置于软垫211的下方，用于检测用户与软垫211接触面的温度，并将检测结果以电信号传送给控制器23，控制器23依据接收到电信号对通风加热装置22发送指令，控制通风加热装置22进行通风和/或加热。

优选的，支撑杆装置213为气压杆，在未接收控制器23传送的指令时，竖直方向高度保持不变，在接收到控制器23的指令时，能够在竖直方向自由调节高度，支撑杆23在未接收指令时，保持竖直方向高度不变，能够对用户提供好的支撑，同时也能够使得压力传感器212测得的压力值更加准确，如果支撑杆装置213在未接收指令时，竖直方向高度因为用户施加的压力发生变化，会使得该处床垫单元21受到的压力分散给其他相邻床垫单元21，从而导致该床垫单元21的压力传感器212检测的压力不够准确，进而影响控制器23对该处所受压力的判断，导致传送给支撑杆装置213的指令不准确，影响支撑杆装置213对用户睡姿的调整。

优选的，气压杆的伸缩速度与伸缩高度满足关系式：V=-1/15H+1，其中V为气压杆的伸缩速度，单位为cm/s，H为气压杆的伸缩高度，单位为cm。即，气压杆的伸缩速度与伸缩高度为减函数关系，当气压杆的伸缩高度越高时，伸缩速度就越低，仅进行微型调整，这样可以避免气压杆竖向伸缩时影响或弄醒熟睡中的用户。

优选的，温度传感器214检测到用户与软垫211接触面的温度高于所设第一阈值时，向控制器23发送电信号，控制器23控制通风加热装置22进行送风，直至检测到温度低于所设第一阈值时，向控制器23传送电信号，控制器23控制通风加热装置22停止送风；温度传感器214检测到用户与软垫211接触面的温度低于所设第二阈值时，向控制器23发送电信号，控制通风加热装置22进行加热送风，直至检测到温度高于所设第二阈值时，向控制器23传送电信号，控制器23控制通风加热装置22停止加热送风，其中，所设的第一阈值为38℃，第二阈值为28℃；温度传感器214在检测到用户与软垫211接触面的温度高于第一阈值38℃时，控制器23控制通风加热装置22进行通风，防止了用户被热醒而影响睡眠，且当温度传感器214检测到温度低于第一阈值38℃时，控制器23控制通风加热装置22停止工作，防止了能源的浪费，此外，在温度传感器214在检测到用户与软垫211接触面的温度低于28℃时，控制器23控制通风加热装置22进行通风加热，防止用户被冷醒而影响睡眠，且当温度传感器214检测到温度高于第二阈值28℃时，控制器23控制通风加热装置22停止工作，防止了能源的浪费。

优选的，通风加热装置22进行通风时，送风量为550m

优选的，所述软垫211的内部设置有固固相变材料，所述固固相变材料的相变温度为20~30℃，优选为20~25℃，所述固固相变材料优选为平均相对分子量为500~800的聚乙二醇，更优选为平均相对分子量为500的聚乙二醇（PEG-500，相变温度20~25℃），其中，聚乙二醇为有机固固相变材料（固态有序的分子连接结构变成固态无序的分子连接结构），且其相变温度会随着聚合度的增加而升高，因此，其平均相对分子量不能太高也不能过低，当达到其相变温度时，会发生可逆的固-固相变，吸收或释放热量，从而使软垫温度维持在一定的温度范围内(人体的舒适温度），避免软垫温度过高或过低影响人体睡眠的舒适度。而且，该设置还能减少通风加热装置22的使用，大大节省能耗。

优选的，所述软垫211还设置有石墨烯散热材料，且所述石墨烯散热材料的热扩散系数为2000mm

优选的，控制器23通过传送电信号的压力传感器212所属的床垫单元21的排列位置得知检测到压力的床垫单元21的具体位置(i，j)，从而控制器23可以得到一个集合X，集合X为检测出压力的床垫单元21的位置集合，集合X中位置分布相邻或相近的床垫单元21连接起来得到的就是用户对智能床施加压力的区域，该区域为接触区；接触区以外，未检测到压力的床垫单元21的集合Y为非接触区；控制器23通过对接触区进行分析处理就可以得出用户的睡姿为仰卧、侧卧或俯卧，进而可以进一步对接触区的床垫单元21进行分析，分析床垫单元21受力情况，发现睡姿不正确时，向支撑杆装置213发送指令，控制支撑杆装置213进行工作，如当分析发现用户仰卧背部左边对床垫单元21施加的压力大于右边施加的压力，控制器23向背部右边的床垫单元21的支撑杆装置213发送指令，支撑杆装置213依据指令升高高度，对用户右边背部提供支撑，当控制器23接收到到压力传感器212发送的电信号，发现两侧的压力相同时，控制器23向支撑杆装置213发送指令，控制支撑杆装置213停止升高，完成对用户不正确睡姿的微调；同时控制器23向接触区的温度传感器214发送指令，控制温度传感器214进行工作，同时向非接触区的温度传感器214发送指令，控制其处于休眠状态，通过将床垫单元21分为接触区与非接触区，使接触区的温度传感器213进行工作，而非接触区的温度传感器214进入休眠状态，既提高了工作效率，又节省了能源的消耗。

本实施例的有益效果是：

（1）通过消除体重对压力的影响，使得智能床能够适用于不同体重的用户，同时没了体重的影响使得控制器23得到更精准的压力值，从而对支撑杆装置213下达更准确的指令；

（2）控制器23依据压力传感器212传送的电信号，向支撑杆装置213发送指令，控制支撑杆装置213进行高度调节，从而完成对用户睡姿的调整，纠正了用户不正确的睡姿，保证了用户的体态健康，同时智能床还有按摩功能，用户可以自己选择按摩模式，通过按摩使用户得到舒缓；

（3）通过温度传感器214对用户与软垫211接触面的温度检测，控制器23控制通风加热装置22进行通风和/或加热，实现了对温度的调控，保证用户睡眠时，处于一个舒适的温度环境，提高用户的睡眠质量。

实施例2

如图5~6所示，本实施例与实施例1不同的是，本实施例的床头1包括：投影仪11与床头灯12；投影仪11可与手机无线连接，置于床头1顶部，用于投射图像或视频；床头灯12用于照明,置于床头1顶部，用户通过按键开关控制床头灯12的亮灭。

优选的，投影仪11包括投影仪本体111与投影仪基座112；所述投影仪基座112为半球体空心结构，所述投影仪本体111为球状结构，所述投影仪本体111嵌套于所述投影仪基座112，能够进行上下左右的自由转动，进行不同角度的投射。

本实施例的有益效果是：通过床头灯12的设置，方便了用户在夜间的照明；通过设置投影仪11解决了用户在床上时需要查看图像与观看视频的需求，同时投影仪11能够上下左右自由转动，提高了用户的观看体验，用户可以根据自身需要，既可以靠着床头1观看，也可以躺在床垫2上观看。

实施例3

如图7所示，与实施例1不同的是，床架3包括紫外杀菌装置31、起夜灯32和储物柜33；其中，紫外杀菌装置31与控制器23电连接，用于定时对智能床进行除螨杀菌，给控制器23设置紫外杀菌周期时间，当到达时间后，控制器23向紫外杀菌装置31发送指令，紫外杀菌装置31接收指令后进行紫外杀菌；所述起夜灯32与所述控制器23电连接，嵌于所述床架3周围，用于起夜照明，当所述控制器23接收处理所述压力传感器212的电信号，发现所述压力传感器212电信号变化过大时，所述控制器23向所述起夜灯32发送指令，控制所述起夜灯32进行照明；所述储物柜33置于所述床架，用于存放物品，合理的使用了床的剩余空间。

本实施例的有益效果是：通过定时对床进行紫外杀菌消毒，保证了床的卫生，使得用户的健康得到保障；控制器通过压力传感器212传输的电信号，判断人是否起夜，控制起夜灯32照明，解决了用户晚上起夜时需要找灯打开的问题。

实施例4

如图8所示，与实施例1不同的是，本实施例在床头还设置有外界温度传感器215与控制器23电连接，用于检测外界温度，且控制器23设有高阈值与低阈值，其中，高阈值为29℃，低阈值为12℃；在外界温度传感器215检测的温度高于29℃，且床垫单元21的温度传感器214检测的温度高于30℃时，两者向控制器23传送电信号，控制器23同时接收两个电信号时，控制器23控制通风加热装置进行通风，控制器23仅接收到两者中一个的电信号时，控制器23不控制通风加热装置22进行工作；在外界温度传感器215检测的温度低于12℃，向控制器23传送电信号，且床垫单元21的温度传感器214检测的温度低于28℃时，向控制器23传送信号，控制器23同时接收两个电信号时，控制器23控制通风加热装置22进行通风加热，控制器23仅接收到两者中一个的电信号时，控制器23不控制通风加热装置22进行工作。

本实施例的有益效果是：通过加入外界温度传感器215，使得外界温度传感器215与床垫单元21的温度传感器214共同作用，使控制器23对于温度的判断更加准确，从而更加准确的控制通风加热装置22。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。