身体支撑件组件的制作方法

日期:2019-06-27 09:00:33


技术领域

本发明涉及一种身体支撑件组件,更特别地,涉及一种具有流体系统的身体支撑件及其操作方法。



背景技术:

已经发现,常规身体支撑件具有各种各样的形状和尺寸,每一种都适合于支撑使用者的一个或更多身体部分。如同本文中所使用的那样,术语身体支撑件摂包括但不限于:适合于在一个或更多位置支撑人或动物的一个或更多部分(或整个身体)的任何可变形元件或结构。身体支撑件的例子包括但不限于:床垫、枕头和任何类型的垫子,包括在床上、可躺沙发上、座椅上以及在其它应用中使用的那些。

身体支撑件通常完全或部分由泡沫材料构成。例如,聚氨酯泡沫常常用于很多床垫、枕头和垫子,并且能够单独使用或者与其它类型的垫子材料组合使用。在很多身体支撑件中使用了粘弹性材料,为身体支撑件提供了增强的能力,以顺应使用者并且从而对使用者的重量或其它负载进行分配。一些粘弹性身体支撑件材料还是温度敏感的,从而还使得该身体支撑件能够至少部分地基于支撑在其上的身体部分(或多个身体部分)的温度而改变坚实程度。

尽管由一层或更多层泡沫构成的身体支撑件的数量和类型持续增加(包括包括粘弹性泡沫的一层或更多层泡沫),但这样的材料的能力常常未充分使用。在多种情况下,这种未充分利用是由于较差的身体支撑件设计和/或在身体支撑件中使用的材料的选择而造成的。仍然在很多身体支撑件中存在一些设计问题,包括缺乏对于身体支撑件、身体支撑件的睡眠表面以及紧密围绕睡眠表面的环境的温度的控制,导致使用者在一些睡眠条件下感觉不舒服(例如,紧密围绕睡眠表面的环境的相对较高湿度和/或温度)。

在很多情况下,希望对身体支撑件的温度、湿度以及其它特性进行调整,特别是在以提高使用该身体支撑件的个人的舒适性为目标的情况下。尽管存在很多对这些特性进行调整的方案,但是仍然存在设计方面的挑战,包括:对适合于执行这些功能的系统和设备进行简易安装的能力,以合理的成本对这样的系统和设备进行生产和维修的需求,以及这样的系统和设备的有效且高效地执行其预期功能的能力。

尽管开发用于对身体支撑件的温度、湿度以及其它特性进行调整的设备和系统的数量和种类都在增加,但仍然存在的设计方面的挑战需要这种技术的连续发展。

至少部分地基于现存身体支撑件的多种局限以及在各种应用中消费者对于改进身体支撑件的高涨需求,在本领域中增加一些新的身体支撑件仍然受到欢迎。



技术实现要素:

本发明提供了一种身体支撑件组件,包括:第一层(例如,粘弹性泡沫)和第二层,所述第一层具有下表面,所述第二层支撑所述第一层并且具有上表面,所述上表面与所述下表面相面对。所述上表面和所述下表面的至少一个至少部分地由非平面表面限定,从而限定所述第一层和所述第二层之间的多个通道。风扇设置为使得空气移动通过所述通道(例如设置在至少一层中的腔室中)。在一个实施方案中,只有所述上表面和所述下表面的一个至少部分地由所述非平面表面限定,所述上表面和所述下表面的另一个基本上是平面。优选地,所述非平面表面包括多个突出部(例如,回旋状表面)。

如果需要,所述通道的高度沿着层的长度变化,从而限定出约束部。在这个实施方案中,组件可以进一步包括从所述下表面到所述第一层的上表面的孔。优选地,所述孔在所述约束部处与所述通道交叉。

所述身体支撑件可以进一步包括传感器(例如,温度传感器或湿度传感器)和控制器,所述传感器对参数进行检测并且产生信号,所述控制器联接至所述传感器并且被编程以基于所述信号对所述风扇进行控制。在这个实施方案中,可以提供多个风扇和传感器,并且所述控制器可以彼此独立地对风扇进行控制,以提供通过所述身体支撑件组件的不同位置的不同空气流动。如果需要的话,使用者接口可以联接至所述控制器,以允许选择所述身体支撑件组件的需要的参数。

在另一方面,本发明提供了一种身体支撑件组件,包括:第一层(例如,粘弹性泡沫)、第二层和第三层,所述第一层具有第一下表面和第一上表面,所述第二层支撑所述第一层并且具有第二下表面和第二上表面,所述第二上表面与所述第一下表面相面对,所述第三层支撑所述第二层并且具有第三上表面,所述第三上表面与所述第二下表面相面对。在所述第一层和所述第二层之间限定多个第一通道,在所述第二层和所述第三层之间限定多个第二通道。风扇设置为使得空气在所述第一通道和所述第二通道之间移动(例如设置在所述第二层中的腔室中)。

在又一方面,本发明提供了一种身体支撑件组件,包括:第一层(例如,粘弹性泡沫)和第二层,所述第一层具有下表面,所述第二层支撑所述第一层并且具有上表面,所述上表面与所述下表面相面对。所述第二层在所述上表面中具有腔室。对齐装配件从所述第二层的上表面延伸,与所述腔室对齐,并且设置为将所述第一层对齐到所述第二层上。风扇设置在所述腔室中。优选地,所述第一层包括与所述腔室对齐的通道,所述对齐装配件的至少一部分设置在所述通道中,从而将所述第一层对齐到所述第二层上。

本发明的一些实施方案提供了一种身体支撑件,所述身体支撑件具有一层或更多层并且具有其中的至少一个腔室,空气或其它流体(为了便于描述,在下文中简单地称为“空气”)被风扇吸引或推动通过所述腔室。所述风扇可以位于所述身体支撑件之内,或者可以位于所述身体支撑件之外,同时与所述至少一个腔室流体联通。在一些实施方案中,所述身体支撑件具有第一层、第二层和第三层,所述第一层具有顶表面和底表面,所述第二层,所述第二层邻近所述第一层顶表面并且具有顶表面和底表面,所述第三层邻近所述第二层顶表面并且通过所述第二层与所述第一层隔开,其中所述第一层的顶表面和/或所述第二层的底表面具有非平面表面,并且/或者其中所述第二层的顶表面和所述第三层的底表面具有非平面表面。所述非平面表面可以限定所述层之间的至少一个腔室,所述风扇使得空气移动通过所述至少一个腔室。所述风扇可以使得空气从所述至少一个腔室移动至所述身体支撑件外部的位置,并且/或者可以使得空气从所述身体支撑件外部的位置移动至所述至少一个腔室。所述第一层、所述第二层和所述第三层的任意一层可以包括粘弹性泡沫。而且,所述第一层、所述第二层和所述第三层的任意一层可以包括网状粘弹性泡沫或网状非粘弹性泡沫。

在本发明的一些实施方案中,提供了一种身体支撑件,所述身体支撑件包括:泡沫的第一层和泡沫的第二层,所述泡沫的第一层限定顶表面和底表面,所述泡沫的第二层定位为毗邻第一层的顶表面并且限定顶表面和底表面,其中所述泡沫的第一层和所述泡沫的第二层一起限定所述身体支撑件的周界,并且其中所述第一层的顶表面和所述第二层的底表面的至少一个是非平面的,从而在所述第一层的顶表面和所述第二层的底表面之间限定至少一个腔室。在这样的实施方案中,至少一个风扇可以定位在所述身体支撑件的周界之内,并且可以与所述至少一个腔室流体联通,以使得空气从所述周界的内部移动至所述周界的外部,并且/或者使得空气从所述周界的外部移动至所述周界的内部。

本发明的一些实施方案提供了一种控制身体支撑件的温度和/或湿度的方法,其中所述方法包括:将泡沫的第一层和泡沫的第二层定位为彼此堆叠关系,以在层之间限定至少一个腔室;操作风扇以使得空气从所述至少一个腔室移动至所述身体支撑件外部的位置和/或使得空气从所述身体支撑件外部的位置移动至所述至少一个腔室;感测所述身体支撑件、所述身体支撑件的睡眠表面或紧邻所述睡眠表面的环境的温度和/或湿度;以及基于感测的温度和/或湿度对风扇进行控制,从而控制空气的流动。

本发明的一些实施方案提供了一种包括身体支撑件和身体支撑件基座的身体支撑件组件,其中所述身体支撑件包括适合于直接依靠在所述基座上的一层或多层,并且其中所述基座在其中包括至少一个腔室,空气或其它流体(为了便于描述,在下文中简单地称为“空气”)被至少部分地位于所述基座中的风扇移动通过所述至少一个腔室。在一些实施方案中,所述风扇与所述基座中的所述至少一个腔室流体联通,并且与所述身体支撑件之内的一个或更多内腔流体联通。相应地,所述风扇可以使得空气从所述身体支撑件之内的内腔移动至所述基座中的所述至少一个腔室并且通过所述基座中的所述至少一个腔室,到达所述身体支撑件外部的位置。可替代地,在一些实施方案中,所述风扇可以操作为使得空气从所述身体支撑件外部的位置通过所述基座中的所述至少一个腔室移动至所述至少一个腔室。而且,在一些实施方案中,所述身体支撑件包括泡沫材料的一层或更多层,例如,粘弹性或非粘弹性泡沫、网状或非网状泡沫、聚氨酯泡沫、乳胶泡沫、任何膨胀聚合物(例如,膨胀的乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚乙烯)等等。在一些实施方案中,泡沫材料的层可以结合其它身体支撑件材料进行使用。

在本发明的身体支撑件组件的一些实施方案中,身体支撑件被支撑在基座上并且限定至少一个内腔。至少一个风扇可以定位在所述基座的周界之内,并且可以与所述至少一个内腔流体联通,以使得空气从所述身体支撑件的内部移动至所述身体支撑件的外部,或者在一些实施方案中使得空气从所述身体支撑件的外部移动至所述身体支撑件的内部。

在一些实施方案中,风扇通过风扇支架、装配件或其它支撑件而被支撑在身体支撑件基座中。所述装配件的尺寸可以设置为从所述身体支撑件引导空气,朝向所述风扇,并且在一些情况下离开身体支撑件基座,以控制所述身体支撑件的湿度和/或温度。

在结合附图的时候,根据本发明的以下具体描述,本发明的另外一些方面及其组织和操作都将变得明朗,在所有附图中相似的元件具有相似的附图标记。

附图说明

图1是根据本发明的实施方案的身体支撑件的立体图。

图2是沿着图1的线2-2取得的图1的身体支撑件的横截面示意图。

图3是根据本发明的另一实施方案的身体支撑件的分解图。

图4是沿着图3的线4-4取得的图3的身体支撑件的部分横截面图。

图5是根据本发明的另一实施方案的身体支撑件的分解图。

图6是沿着图5的线6-6取得的图5的身体支撑件的部分横截面图。

图7是沿着图9的线7-7取得的根据本发明的另一实施方案的身体支撑件的顶视剖视图。

图8是图7的身体支撑件的端视图。

图9是沿着图7的线9-9取得的图7和图8的身体支撑件的侧视剖视图。

图10是沿着图12的线10-10取得的根据本发明的另一实施方案的身体支撑件的顶视剖视图。

图11是图10的身体支撑件的端视图。

图12是沿着图10的线12-12取得的图10和图11的身体支撑件的侧视剖视图。

图13是根据本发明的实施方案的身体支撑件的立体图。

图14是沿着图13的线14-14取得的图13的身体支撑件的横截面示意图。

图15是根据本发明的实施方案的身体支撑件的分解图。

具体实施方式

在对本发明的各个实施方案进行具体解释之前,应该理解的是,本发明并不是在其应用中限于在以下描述中说明或者在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明可以具有其它实施方案,并且能够以各种方式实施或实现。而且,诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语在本文中以及在所附权利要求中使用的目的是为了描述,并且除非特别指明,这些术语并不意在表示或暗示相对重要性或显著性。术语“第一”并不一定表示最顶层,而是,其表示多个中的第一个,而不表示特别地点或位置。

在本文中,“包括”、“包含”或“具有”及其变化形式的使用意味着包含其后列出的项目及其等效形式以及附加项目。除非另外进行限制,本文中的术语“连接”、“联接”及其变化形式以广泛的含义进行使用,并且包含直接和间接的连接和联接。此外,术语“连接”和“联接”及其变化形式并不限制于物理或机械连接或联接。

在图1和图2中示意性地示出了根据本发明的实施方案的身体支撑件10。在图1和图2中示出的身体支撑件10是床垫、床垫衬面、覆层、可躺沙发或蒲团。将会认识到,本文公开的身体支撑件10的特征可应用于具有任何尺寸和形状的任何其它类型的身体支撑件。仅仅举例而言,这些特征同样可应用于头枕、座椅垫、座椅靠背、颈枕、垫腿枕以及用于支撑或衬垫人体或动物体的全部或任何部分的任何其它结构。因此,如同在本文中以及在所附权利要求中所使用的那样,术语“身体支撑件”意在表示任何以及全部这样的结构(除了床垫、床垫衬面、覆层和蒲团之外)。还应该注意到,尽管本文中描述并示出的若干身体支撑件具有特别的形式,例如床垫、床垫衬面、覆层、蒲团或枕头,但是在本文中没有相反描述的情况下,每个这样的身体支撑件的任何特征或全部特征可以应用于具有任何其它形状和尺寸的任何其它类型的身体支撑件。

在图1和图2中示出的身体支撑件10包括顶表面12和底表面14,顶表面12设置为支撑使用者,底表面14可以直接依靠在框架或其它支撑件上。身体支撑件10可以包括一层或更多层泡沫材料,尽管身体支撑件10也可以根据需要包括一层或更多层其它材料。层的材料可以包括:例如,粘弹性或非粘弹性泡沫、乳胶泡沫、任何膨胀聚合物(例如,膨胀的乙烯醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚乙烯)等等。在图1和图2示出的实施方案中,身体支撑件10仅具有单层泡沫,应该理解的是,这个特别的实施方案并不意在限制本发明的范围。更确切地说,在图1和图2中示出的身体支撑件10仅仅是举例说明。

在图1和图2中显示的身体支撑件10的泡沫包括开孔或闭孔的非网状粘弹性泡沫(有时称为“记忆泡沫”或“低弹性泡沫”)。在其它实施方案中,身体支撑件10的泡沫可以包括网状粘弹性泡沫,或网状或非网状非粘弹性泡沫。如同本文中所使用的那样,术语“网状”表示具有本质上是骨骼状的细胞的泡沫(粘弹性或相反)。特别地,网状泡沫的细胞的每一个由被细胞支柱包围的多个有孔窗限定。网状泡沫的细胞窗口可以是完全空出来的(只留下细胞支柱)或者是基本上空出来的。在一些实施方案中,如果细胞的窗口的至少50%没有了(即,具有通孔的窗口,或者完全没有因此只留下细胞支柱的窗口),那么就将泡沫考虑为是“网状”的。这样的结构可以通过以下方式产生:破坏或者去除细胞窗口材料,或者在泡沫的制造过程中防止细胞窗口的完全形成。

身体支撑件10的泡沫材料的粘弹性本质可以为使用者的身体提供相对舒适的基底,可以至少部分地顺应使用者的身体来分配由其施加的力,并且可以响应于由使用者的身体热量产生的温度范围而进行选择。在图1和图2示出的实施方案中,顶表面12和底表面14基本上是平面。在其它未示出的实施方案中,顶表面12和底表面14其中之一或二者可以包括一个或更多回旋或其它非平面形状。

在一些实施方案中,限定身体支撑件10的粘弹性泡沫层可以为使用者的身体或身体部分(为了便于描述在下文中简单地称为“身体”)提供相对较软并且舒适的表面。结合粘弹性泡沫的慢恢复特性,身体支撑件10的泡沫还可以顺应使用者的身体,从而对由使用者的身体施加到身体支撑件10上的力进行分配。在一些实施方案中,对于所需柔软度和身体顺应性质而言,身体支撑件的粘弹性泡沫具有至少大约30N并且不大于大约175N的硬度。在其它实施方案中,对于这个目的,所利用的身体支撑件泡沫具有至少大约40N并且不大于大约110N的硬度。在其它实施方案中,所利用的身体支撑件泡沫具有至少大约40N并且不大于大约75N的硬度。除非另有说明,本文中表示的材料的硬度是通过以下方式测量的:在大致室温下(例如,21-23摄氏度)从一个板对材料样品施加压力,所述材料样品具有均为40cm的长度和宽度尺寸(限定了材料样品的表面面积)以及5cm的厚度,直到材料初始厚度的40%的压缩,其中40%压缩在遵循国际标准化组织(ISO)2439硬度测量标准的情况下保持设定时间周期。

身体支撑件10的泡沫也可以具有提供相对较高材料耐久性程度的密度。身体支撑件10的泡沫的密度还可以影响泡沫的其它特性,例如身体支撑件10对于压力的响应方式,以及泡沫的感觉。在一些实施方案中,身体支撑件10的泡沫具有的密度不小于大约30kg/m3并且不大于大约175kg/m3。在其它实施方案中,所利用的身体支撑件泡沫具有至少大约40kg/m3并且不大于大约130kg/m3的密度。在其它实施方案中,所利用的身体支撑件泡沫具有至少大约55kg/m3并且不大于大约115kg/m3的密度。

身体支撑件的粘弹性泡沫可以选择用于针对任何温度范围作出响应。然而,在一些实施方案中,在使用者的身体温度的某一范围中(或者在身体支撑件10由于与靠在其上的使用者的身体接触或接近而处于的温度范围中)的温度响应可以提供显著的优点。例如,为身体支撑件10选择的粘弹性泡沫可以针对至少大约-5℃以上的温度改变作出响应。在一些实施方案中,为身体支撑件10选择的粘弹性泡沫可以针对至少大约10℃范围内的温度改变作出响应。在其它实施方案中,为身体支撑件10选择的粘弹性泡沫可以针对至少大约15℃范围内的温度改变作出响应。如同在本文中以及在所附权利要求中所使用的那样,如果某种材料通过10到30摄氏度之间的温度范围展现出由ISO标准3386测量的至少10%的硬度改变,那么该材料被考虑为针对温度改变“作出响应”。

如上文所述,身体支撑件10可以由网状粘弹性泡沫构成,而不是由刚刚描述的非网状粘弹性泡沫构成。在这样的实施方案中,网状粘弹性泡沫的空气流动特性可以在这样的实施方案中显著不同,网状粘弹性泡沫的材料特性也可以如此。关于在本发明的一些实施方案中使用的网状泡沫的特征和特性(例如,硬度、密度和温度敏感度)的更多细节结合图5和图6示出的实施方案而在下文中呈现,其描述也应用于使用网状泡沫的本文描述的每一个实施方案。

在图1和图2中示出的身体支撑件10具有内腔16。内腔16可以由如图1和图2中显示的通道而限定,或者由具有任何其它形状的空间而限定。如同在本文中所使用的那样,术语“内腔”指的是身体支撑件10之内彼此流体联通的任何空间或空间的组合,并且包括:在身体支撑件10之内延伸并且彼此交叉的两个或更多通道,沿着身体支撑件10在长度方向和宽度方向延伸的交叉通道的网格,彼此流体联通的在身体支撑件10之内相同或不同的深度处的具有相同或不同形状的任何数量的空间,身体支撑件10中其中一个邻接层或两个邻接层的回旋之间或周围的间隔,等等。

参考图2,内腔16(示意性地显示为矩形空间,但是具有至少部分地由内腔16的上表面和下表面限定的所需的任何其它形状)基本上延伸越过身体支撑件10的整个长度。在其它实施方案中,内腔16也可以或者相反地基本上延伸越过身体支撑件10的整个宽度(即,进入并离开图2中的页面平面)。内腔16可以是身体支撑件10中的若干内腔16的其中之一。例如,身体支撑件可以具有:在身体支撑件10的长度或宽度的方向上延伸的任何数量的内腔16,例如通过身体支撑件10的延长泡沫部分彼此隔开并且沿着身体支撑件10的长度方向或宽度方向延伸的一系列平行通道,越过身体支撑件10的长度和宽度位于不同位置的若干圆形、多边形或星形空间,等等。在一些实施方案中,身体支撑件10可以具有一系列或一组具有任何形状的内腔16(例如,圆形、卵形、椭圆形或者近似圆形内腔16,内腔16的每一个都具有正方形、三角形或其它多边形形状,延长的内腔16的每一个都具有S形状、Z形状或其它形状,内腔16具有不规则形状,内腔16具有这样的形状的任意组合,等等)。

不论腔16的各自形状如何,腔16可以个别或共同地、部分地或者基本上沿着身体支撑件10的长度和/或宽度延伸。而且,任何数量的内腔16或所有内腔16都可以联接在一起,并且从而可以彼此流体联通(例如,所有内腔16都在交叉点处彼此流体联通,多组内腔16彼此流体联通并且不与其它组内腔16流体联通,等等)。在其它实施方案中,每个内腔16都与其它内腔16分离并且不与其它内腔16流体联通。

除了在下文中更加具体描述的身体支撑件10中的孔22之外,在图1和图2的实施方案中显示的内腔16基本上在所有侧面都被身体支撑件10的部分所封闭。然而,在其它实施方案中,内腔16与身体支撑件10的侧面、顶部和/或底部的一个或更多其它孔流体联通。

在一些实施方案中,内腔16是通过提供具有非平面表面的至少一个内表面而产生的,例如具有部分地或者完全地越过内腔16的厚度而延伸的回旋的表面。

继续参考图1和图2示出的实施方案,内腔16显示为没有任何物质。然而,在其它实施方案中,身体支撑件10的内腔16部分或者完全被一种材料占据,空气能够相对自由地流动通过所述材料,所述材料例如为网状泡沫。这样的材料能够在内腔16的位置为身体支撑件10提供结构支撑,同时还使得空气能够流动通过腔16。至少部分地取决于内腔16的形状和尺寸,当身体支撑件10处于使用者身体的压力之下时这种结构支撑可能是特别有用的,否则这种压力会使得内腔16部分或者全部坍塌。

如图2中最佳显示,风扇18位于身体支撑件10中内腔16和孔22之间,其功能是用作被风扇18移出内腔16的空气的出口。通过围绕风扇18的身体支撑件泡沫的压缩力,通过身体支撑件泡沫中的支架或其它固定装置,等等,风扇18可以保持在身体支撑件10之内的这个位置。风扇18可以包括一个或更多风扇叶片20,如图2中的虚线(phantom)所示,并且可以采用所需的任何形式,包括但不限于轴向风扇、离心风扇等等。在一些实施方案中,风扇18类似于计算机机箱风扇,并且能够使得至少大约32立方英尺每分钟的空气移动通过。在其它实施方案中,风扇18可以大于或者小于标准计算机机箱风扇。例如,在一些实施方案中,风扇18产生的空气流动为至少大约5cfm并且不大于大约200cfm。在其它实施方案中,风扇18产生的空气流动为至少大约10cfm并且不大于大约100cfm。在另外的其它实施方案中,风扇18产生的空气流动为至少大约20cfm并且不大于大约150cfm。

如图2中所示,风扇18可以通过联接至控制器28(其在下文中更加具体地描述)的电源线接收动力,该控制器28又连接至电源,例如住宅、建筑或其它设施的电源插座。可替代地,风扇18可以通过电源线直接连接至电源。

在示出的实施方案中,风扇18位于内腔16和底表面14之间。在其它实施方案中,风扇18可以位于其它位置,例如紧邻内腔16,紧邻身体支撑件10的底表面14,等等。

风扇18可操作为使得空气沿着内腔16移动,通过风扇,并且通过孔22,到达身体支撑件10外面的位置(即,身体支撑件10的外部)。空气可以被吸引进入内腔16,通过身体支撑件10的材料,通过延伸至身体支撑件10的周边处的一个或更多位置的身体支撑件10的多层之间的间隙(未显示),通过位于身体支撑件10的侧面、顶部或底部的一个或更多端口(也未显示),等等。在一个例子中,刚刚描述的空气流动在图2中通过箭头24表示。将会认识到,风扇18可以位于身体支撑件10的外面并且通过合适的导管(例如,管道、管、道、或其组合)连接为与内腔16流体联通。然而,上文描述的身体支撑件10和风扇18的整装(self-contained)特性可以给使用者和制造过程带来显著的优点,例如(比如)增加身体支撑件和风扇18的可携带性,保护风扇免受使用者或其它人的破坏,并且改进从风扇18附近到内腔16的空气移动。在其它实施方案中,风扇18可以定向为使得空气从身体支撑件10外面的位置通过孔22移动进入内腔16,在内腔16中可以迫使空气通过身体支撑件10的泡沫以及/或者身体支撑件10的多层之间。类似地,风扇18可以位于任何其它空气入口位置(例如,位于身体支撑件10的多层之间,位于身体支撑件10的顶部、侧面或底部上的端口,等等),以将空气吸引进入身体支撑件10并且推动空气通过身体支撑件10的材料,到达身体支撑件10的多层之间的一个或更多孔,到达身体支撑件10的顶部、侧面或底部上的一个或更多出口端口,等等。

在一些实施方案中,一个或更多传感器26位于内腔16附近或位于内腔16中,以对反映身体支撑件10的操作条件的若干变量的任意变量进行感测。这些传感器26包括但不限于温度传感器、湿度传感器和空气压力传感器26。仅仅作为例子,在图2中示出的单个传感器26是温度传感器,尽管相反地可以使用任何数量的温度传感器、湿度传感器、空气压力传感器和/或其它类型的传感器。这样的传感器26检测内腔16之内的温度、湿度、空气压力和其它特性,并且连接至能够接收传感器信息的控制器28。在一些实施方案中,传感器26通过从传感器26延伸至控制器28的一根或更多根电线连接至控制器28。这些电线可以在身体支撑件10的下方延伸,并且仅仅在图2中示意性地显示为虚线。在其它实施方案中,传感器26连接至无线发射机,该无线发射机可以以常规方式与联接至控制器28的无线接收器通信,从而不需要在传感器26和控制器28之间走线。

控制器28可以采用能够接收温度、湿度、空气压力、或其它内腔条件信息的任何形式,并且将代表这种信息的数据发送至使用者接口29(参见图2),并且/或者至少部分地基于这种数据对风扇18的操作进行控制。在一些实施方案中,控制器28是PLC或其它类似控制器或微控制器,然而在其它实施方案中,控制器28是一组离散逻辑元件或执行相同功能的其它电子元件。

在一些实施方案中,控制器28针对内腔16中的一种或多种条件响应于上文描述的数据对风扇18的速度进行自动调节。例如,如果内腔16中的温度高于输入至控制器28的阈值温度(例如,在身体支撑件制造时输入或者经由使用者接口29通过使用者或维护人员输入),那么控制器28可以打开风扇18或者增大风扇叶片20的旋转速度,以降低内腔16中的温度。作为另一个例子,如果内腔16中的压力太高(表示风扇18的运转速度不足以产生通过内腔16的空气流动的所需水平),那么控制器28可以增大风扇叶片20的旋转速度。风扇18的速度可以增大或减小,以增大或减小通过内腔16的空气流动,从而分别增强或限制身体支撑件10的冷却效果,并且/或者,降低或允许身体支撑件10中和身体支撑件10周围的湿度的恢复。而且,风扇18可以根据这个相同目的的需要而启动和停止。

本发明的一些实施方案具有联接至控制器28的使用者接口29(上文已提及)。在一些实施方案中,使用者接口29包含控制器28。对于这一点,使用者接口29可以通过合适的通信电线约束至控制器28,或者(在使用者接口29包含控制器28的实施方案中)可以通过合适的电线约束至传感器26。在其它实施方案中,使用者接口29具有无线发射机和接收器,从而可以接收来自控制器28或者直接来自传感器26的信号,并且可以发送指令信号至控制器28或者直接至连接至风扇18的接收器,以改变风扇18的操作,如上文所述。相应地,使用者接口29可以是通过一个或更多电池远程供电的无线遥控装置,可以与一个或更多传感器26进行通信和/或可以以无线方式控制一个或更多风扇18同时通过约束的电线接收电力,或者可以与一个或更多传感器26通信,控制一个或更多风扇18,并且通过将使用者接口29约束至电源(以及任何必须的电力变压器电子元件)的一根或更多电线接收电力。

使用者接口29可以包括一个或更多按钮、旋钮、调节控制盘、开关或其它使用者可致动的控制器,以允许使用者经由控制器28对风扇18的操作进行调节。在一些实施方案中,使用者可致动的控制器可以处于使用者接口的触摸屏显示器(未显示)上。可替代地,使用者可致动的控制器可以补充有LED、LCD或其它显示器,以及/或者任何其它类型和数量的指示器(例如,单个LED灯或其它灯)。使用者接口29可以为使用者指示由传感器26检测的温度、湿度和其它环境条件的任何条件或全部条件(或者对应于这种条件的其它信息,如果测量的温度、湿度或其它环境条件不显示的话)、由使用者设置的身体支撑件10的所需温度和/或湿度(或者对应于这种设置的其它信息,如果设置温度或设置湿度不显示的话)、风扇18的运转速度,以及其它信息。例如,这些信息的任意信息或全部信息可以以单屏或多屏的方式显示在使用者接口29的显示器上,使用者可以通过任何常规方式对所述单屏或多屏进行漫游。而且或者可替代地,使用者接口29可以允许使用者对温度和/或湿度水平进行设置,在该温度和/或湿度水平风扇18将会打开,或者在该温度和/或湿度水平风扇18将会试图对身体支撑件10进行保持。这样的输入可以通过触摸屏进行,如上文所述,或者可以通过任何其它类型的使用者可致动的控制器进行,亦如上文所述。

在一些实施方案中,一个或更多使用者可致动的控制器可以是开关按钮,该开关按钮使得使用者能够不管由传感器26感测的温度、湿度或其它环境条件而手动打开或关闭风扇18。而且,在一些实施方案中,一个或更多使用者可致动的控制器可以允许使用者选择循环时间(例如,5分钟),从而使得控制器128将在每个循环中(例如,每5分钟)打开和关闭风扇18。当使用者处于身体支撑件110上时,使用者接口129可以处于使用者可触及的范围内,从而允许使用者对身体支撑件10的设置进行调节,并且/或者经由控制器128对身体支撑件进行控制。传感器26、控制器28和使用者接口29的其它配置和布置也是可能的,并且落入本发明的精神和范围之内。

如图2中所示并且如上文所述,在图1和图2示出的实施方案中,传感器26定位为对身体支撑件10的内腔16之内的环境条件进行检测。将会认识到,由传感器26检测的温度、湿度或其它环境参数可能会与在身体支撑件10上面的使用者所实际体验的情况不同。相应地,本文中描述和/或示出的身体支撑件10中采用的任何或全部传感器26可以定位于身体支撑件10上的其它位置,例如,在身体支撑件10的顶表面12上,嵌入身体支撑件10的泡沫中处于其顶表面12的正下方,等等。在一些实施方案中,在靠在身体支撑件10上面的使用者将会依靠的位置(或者正好在这样的位置旁边),一个或更多传感器26位于或者嵌入身体支撑件10的顶表面12之内或之下,以便在这样的位置检测身体支撑件10的温度,从而指示使用者体验的温度。还应该注意到,传感器26可以位于风扇18的上游和/或下游,尽管在确定身体支撑件10上的使用者的环境条件时,风扇18的上游和下游位置之间的空气温度和湿度的任何可能差别都可能需要通过控制器128进行补偿。

在图1和图2示出的实施方案的操作中,控制器28接收来自温度传感器26的一个或更多信号,并且基于所述信号对风扇18的操作进行控制。例如,基于来自温度传感器26的信号,控制器28可以使得风扇打开、关闭、加速和/或减速。其结果是,空气沿着内腔16移动,并且将热量和/或湿度从内腔16吸引至身体支撑件10中的孔22(或者以相反方向移动,从身体支撑件10的外面进入内腔16,然后在身体支撑件10的多层之间,和/或通过一个或更多出口端口,通过身体支撑件10的材料离开身体支撑件10,如上文所述)。在这种情况下,热量和/或湿度从内腔16的内壁(包括上内壁,该上内壁能够将从身体支撑件上的使用者的身体接收的热量和湿度传导至内腔)离开,输送至孔22并离开身体支撑件10。相应地,风扇18的操作至少部分地将身体支撑件10的热量和质量传递模式从传导、扩散和自然对流改变为传导、扩散和强迫对流。

能够用于本文中描述的身体支撑件的很多身体支撑件材料都在一定程度上允许空气流动通过。相应地,由风扇18吸引进入身体支撑件10的空气可以被吸引通过身体支撑件材料本身,而不是通过本文中描述的任何其它方式被吸入,和/或除了通过本文中描述的任何其它方式被吸入之外。对于这一点,身体支撑件10(或身体支撑件10的部分,例如身体支撑件10的不同层或区域)的材料可以基于材料的空气流动渗透性进行选择。例如,身体支撑件10的任何部分或全部可以由网状粘弹性或网状非粘弹性泡沫构成,从而允许相对大量的空气被吸引进入通过这样的泡沫并且增强这样的空气流动的冷却效果。这种空气流动可以起到传递传导至内腔16的内壁的热量的作用,同时还吸引冷却空气通过网状泡沫。在一些实施方案中,身体支撑件10的至少上层由网状粘弹性或网状非粘弹性泡沫构成,从而使得风扇能够从身体支撑件110上的使用者的身体附近吸入加热的空气,并且从更加远离使用者的身体的位置吸入冷却空气(以冷却内腔16,如上文所述)。因此,通过风扇18的操作再结合身体支撑件10的网状泡沫,可以产生显著增强的冷却效果。通过使用本文中描述的其它身体支撑件材料,类似的冷却效果(尽管强度通常较小)也是可能的。

尽管在图1和图2示出的实施方案中显示了单个温度传感器26和单个风扇18,但是在其它实施方案中,任何数量的温度传感器和/或湿度传感器26可以位于身体支撑件10上的任何数量的不同位置(包括身体支撑件之内,如上文所述),并且任何数量的风扇18可以位于身体支撑件10中或身体支撑件10外面的任何数量的不同位置,也如上文所述。在一些实施方案中,两个或更多风扇18位于身体支撑件10的不同位置,从而为使用者身体的不同部分提供不同的冷却速率。而且,在一些实施方案中,两个或更多风扇18位于身体支撑件10的不同位置,从而为身体支撑件10上的不同个人提供不同的冷却速率(例如,身体支撑件10的他的一侧和她的一侧,所述身体支撑件10具有位于身体支撑件10的不同侧的可独立控制的风扇18)。在这样的实施方案中,相同或不同的使用者接口29可以控制不同的风扇18。

而且,不同的传感器26可以位于身体支撑件的不同区域(例如,身体支撑件10的头部、躯干、腿部部分,身体支撑件10的左侧和右侧,等等),用于感测在这样的区域中的身体支撑件的温度、湿度或其它环境条件,用于基于所感测的温度、湿度或其它环境条件对应于身体支撑件10的这样的区域自动改变一个或更多风扇18的操作,并且在一些实施方案中还用于经由使用者接口29向使用者提供显示。

图3和图4示出了根据本发明的身体支撑件110的另一个实施方案。该实施方案采用的很多结构以及具有的很多性质都与上文中结合图1和图2进行描述的身体支撑件的实施方案相同。因此,以下描述主要集中于与上文中结合图1和图2进行描述的实施方案不同的结构和特征。应该参考上文中与图1和图2结合的描述,以获得关于结构和特征的附加信息,以及在图3和图4中示出并且在下文中描述的身体支撑件的结构和特征的可能的可选形式。对应于图1和图2的实施方案的结构和特征的在图3和图4中显示的实施方案的结构和特征在下文中标有100系列的附图标记。

在图3和图4中示出的身体支撑件110包括顶表面112和底表面114以及它们之间的若干层泡沫。示出的身体支撑件110包括顶层130,顶层130具有上表面132和下表面134,上表面132限定了身体支撑件110的顶表面112,下表面134与上表面132相背。在其它实施方案中,枕头顶层或其它身体支撑件层定位为毗邻顶层130的上表面132。在图3和图4示出的实施方案中,顶层130包括开孔或闭孔的非网状粘弹性泡沫,但也可以相反地包括网状粘弹性泡沫,或者网状或非网状非粘弹性泡沫,其全部结合图1和图2示出的身体支撑件10的泡沫在上文中进行描述。在图3和图4示出的实施方案中,顶层130的上表面132和下表面134基本上是平面。然而,在其它未示出的实施方案中,上表面132和下表面134其中之一或二者可以包括一个或更多回旋或其它非平面形状。

图3和图4的身体支撑件110还包括中间层136,该中间层136定位为毗邻顶层130的下表面134。中间层136可以包括上表面138和下表面140,上表面138定位为毗邻顶层130的下表面134,下表面140与顶层130隔开中间层136的厚度。示出的中间层136包括非网状常规泡沫。然而,在其它实施方案中,中间层136可以包括网状常规泡沫,或者网状或非网状粘弹性泡沫,其性质结合图1和图2的身体支撑件10的泡沫材料在上文中更加具体地进行描述。

在一些实施方案中,顶层130可以依靠在中间层136上而并不与之紧固。然而,在其它实施方案中,顶层130和中间层136通过粘合剂或粘性粘接材料,通过在顶层130和中间层136的形成过程中粘接在一起,通过胶带、钩环扣件材料、常规扣件、至少部分地延伸通过顶层130和中间层136的缝线、或者通过任何其它合适的方式彼此紧固。

还是如图3和图4中所示,中间层136的上表面138可以具有非平面形状,该非平面形状在粘弹性泡沫顶层130和中间层136之间限定了多个通道142。在一些实施方案中,通道142可以至少部分地限定身体支撑件110的内腔116a。作为在图3和图4的实施方案中限定内腔116a的方式的可选择形式,通道142可以相反地限定在粘弹性泡沫顶层130的回旋状或者非平面下表面134和中间层136的基本上平面上表面138之间,以及/或者限定在粘弹性泡沫顶层130的回旋状或者非平面下表面134和中间层136的回旋状或者非平面上表面138之间。在一些实施方案中,通过这样的通道142,可以实现增强的使用者舒适性、通风性和/或热耗散。

在图3和图4的实施方案中,中间层136的回旋状上表面138限定朝向顶层130延伸的多个突出部144。这些突出部144可以为大体圆锥形形状,可以为截头圆锥形,或者可以具有圆形尖端,如图3和图4中所示。作为图3和图4中示出的大体圆锥形突出部144的可选择形式或者除其之外,中间层136的上表面138可以具有任何其它类型的突出部或所需突出部的类型的组合,包括但不限于垫、隆起物、柱状物和其它局部突出部,肋状、波状(例如,具有光滑、锯齿或其它轮廓)和其它延长的突出部,等等。而且或可替代地,中间层136的上表面138可以具有任何数量和类型的孔,包括但不限于凹陷、凹处、盲孔、通孔、凹槽等等,任意孔或全部孔可以整体或部分地由刚刚描述的任何类型的突出部限定。

在顶层130的下表面134是非平面的那些实施方案中,刚刚提供的突出部144和孔的描述同样应用于顶层130的下表面134。

身体支撑件110的顶层130和中间层136之间的通道142可以通过突出部144、孔或突出部144和孔的任何组合来限定。尽管突出部144和/或孔不一定需要处于任何布置形式(例如,重复或非重复的样式),但在一些实施方案中,突出部144以这样的方式位于中间层136和/或顶层上。例如,在图3和图4中示出的实施方案中,中间层136的大体圆锥形突出部144规则地隔开越过中间层136的上表面138。在一些实施方案中,位于大体圆锥形突出部144之间的上表面138的区域可以是凹陷的,并且在一些实施方案中可以与突出部144配合从而与蛋箱形表面或所需的任何其它表面形状相似。

而且,中间层136中的突出部144和/或孔可以限定具有恒定或基本上恒定高度的通道142。然而,在其它实施方案中,中间层136中的突出部144和/或孔可以限定的通道142所具有的高度在顶层130和中间层136之间的不同位置变化。在图3和图4示出的实施方案中,突出部144基本上位于中间层136的整个上表面138上。然而,在其它实施方案中,突出部144可以位于的区域小于整个上表面138的全部,例如位于身体支撑件110的一个或更多区域中。类似地,至少部分地限定通道142的孔可以限定在一个或多个区域中或者基本上限定在中间层136的整个上表面138和/或顶层130的下表面134中。

如上文所述,在图3和图4中示出的实施方案的顶层130和中间层136之间的通道142可以限定在顶层130的基本上平面的下表面134和中间层136的上表面138上的多个突出部144和/或孔之间。对于这一点,能够执行通风和/或热耗散功能的通道142可以限定在顶层130的基本上平面的下表面134和中间层136的任何非平面上表面138之间。在其它实施方案中,通道142可以限定在顶层130的非平面下表面134和中间层136的基本上平面的上表面138之间。顶层130的非平面下表面134可以具有在上文中结合在图3和图4中示出的中间层136的上表面138描述的任何突出部和/或凹陷特征。因此,上文中关于中间层136的非平面上表面138的描述同样应用于顶层130的下表面134。在另外的其它实施方案中,通道142可以限定在顶层130的非平面下表面134和中间层136的非平面上表面138之间。

在顶层130的下表面134和中间层136的上表面138之间的通道142能够提供身体支撑件110的增强的通风性和/或热耗散。对于减少身体支撑件110的区域中的热量,通道142可以是特别有用的。

继续参考图3和图4示出的实施方案,身体支撑件110包括位于身体支撑件110的中间层136中的孔122a之内的多个风扇118。风扇118可以采用结合图1和图2的实施方案在上文中描述的任何形式。如同上文结合图1和图2的实施方案所描述的那样,任何数量的风扇118可以设置在身体支撑件110中,可以位于整个身体支撑件110上的任何位置,并且在其它实施方案中可以位于身体支撑件110的外面。

风扇118可以与顶层130和中间层136之间的通道142流体连接,以增强身体支撑件110的通风性和/或热耗散。特别地,风扇118可以通过强迫对流使得身体支撑件110之内的热量移动通过通道142,并且可以使得空气移动通过孔122a并且远离身体支撑件110的顶表面112和顶层130。可替代地,风扇118可以将空气吸引进入身体支撑件110然后通过身体支撑件110的材料和/或身体支撑件110的多层之间,如同上文中更加具体的描述。

在图3和图4中示出的身体支撑件110还包括底层146,该底层146定位为毗邻中间层136的下表面140。底层146可以包括上表面148和下表面150,上表面148定位为毗邻中间层136的下表面140,下表面150与中间层136隔开底层146的厚度。在一些实施方案中,下表面150限定了身体支撑件110的底表面114。在其它实施方案中,身体支撑件110的附加层定位为毗邻底层146的下表面150。示出的底层146包括非网状常规泡沫。然而,在其它实施方案中,底层146可以包括网状常规泡沫,或者网状或非网状粘弹性泡沫,其性质结合图1和图2中示出的身体支撑件10的泡沫在上文中进行了描述。在一些实施方案中,中间层136可以依靠在底层146上而并不与之紧固。然而,在其它实施方案中,中间层136和底层146通过上文描述的关于顶层130和中间层136之间的连接的任何方式彼此紧固。

还是如图3和图4中所示,底层146的上表面148可以具有非平面形状,该非平面形状在泡沫中间层136和底层146之间限定了多个通道152。通过这些通道152中的一些通道的空气流动在图4中通过箭头124表示。在一些实施方案中,通道142可以形成内腔116b。通道142可以限定在泡沫中间层136的基本上平面的下表面140和底层146的非平面上表面148之间和/或限定在泡沫中间层136的非平面下表面140和底层146的基本上平面的上表面148之间。在一些实施方案中,通过这样的通道152,可以实现增强的使用者舒适性、通风性和/或热耗散。

在图3和图4的实施方案中,底层146的上表面148具有朝向中间层136延伸的多个突出部154。突出部154可以为大体圆锥形形状,可以为截头圆锥形,或者可以具有圆形尖端,如图3和图4中所示。作为图3和图4中示出的大体圆锥形突出部154的可选择形式或者除其之外,底层146的上表面148可以具有任何其它类型的突出部或所需突出部的类型的组合,包括但不限于垫、隆起物、柱状物和其它局部突出部,肋状、波状(例如,具有光滑、锯齿或其它轮廓)和其它延长的突出部,等等。而且或可替代地,底层146的上表面148可以具有任何数量和类型的孔,包括但不限于凹处、凹陷、盲孔、通孔、凹槽等等,任意孔或全部孔可以整体或部分地由刚刚描述的任何类型的突出部限定。

身体支撑件110的中间层136和底层146之间的通道152可以通过突出部154、孔或突出部154和孔的任何组合来限定。尽管突出部154和/或孔不一定需要处于底层146上的任何布置形式(例如,重复或非重复的样式),但在一些实施方案中,突出部154以这样的方式位于底层146上。例如,在图3和图4中示出的实施方案中,底层146的大体圆锥形突出部154规则地隔开越过底层146的上表面148。在一些实施方案中,位于大体圆锥形突出部154之间的上表面148的区域可以是凹陷的,并且在一些实施方案中可以与突出部154配合从而与蛋箱形表面或所需的任何其它表面形状相似。

而且,在底层146中的突出部154和/或孔可以限定具有恒定或基本上恒定高度的通道152。然而,在其它实施方案中,底层146中的突出部154和/或孔可以限定的通道152所具有的高度在中间层136和底层146之间的不同位置变化。在图3和图4示出的实施方案中,突出部154基本上位于底层146的整个上表面148上。然而,在其它实施方案中,突出部154可以位于的区域小于整个上表面148的全部,例如位于身体支撑件110的一个或更多区域中。类似地,至少部分地限定通道152的孔可以限定在一个或多个区域中或者基本上限定在底层146的整个上表面148中。

如上文所述,在图3和图4中示出的实施方案的中间层136和底层146之间的通道152可以限定在中间层136的基本上平面的下表面140和底层146的上表面148上的多个突出部154和/或孔之间。对于这一点,能够执行通风和/或热耗散功能的通道152可以限定在中间层136的基本上平面的下表面140和底层146的任何非平面上表面148之间。在其它实施方案中,通道154可以限定在中间层136的非平面下表面140和底层146的基本上平面的上表面148之间。中间层136的非平面下表面140可以具有在上文中结合在图3和图4中示出的底层146的上表面148描述的任何突出部和/或凹陷特征。因此,上文中关于底层146的非平面上表面148的描述同样应用于中间层136的下表面140。在其它实施方案中,通道154可以限定在中间层136的非平面下表面140和底层146的非平面上表面148之间。

在中间层136的下表面140和底层146的上表面148之间的通道152能够提供身体支撑件110的增强的通风性和/或热耗散。此外,身体支撑件的多个风扇118(上文已描述)可以操作为使得空气通过底层146中的孔122b。在一些实施方案中,底层146中的孔122b与中间层136中的孔122a对齐或者基本上对齐。风扇118可以与上文描述的通道152流体连接,从而以与结合图1和图2的实施方案中顶层130和中间层136之间以及内腔16之内的空气移动在上文中描述的相同或相似的方式增强身体支撑件110的通风性和/或热耗散。风扇118可以通过强迫对流使得身体支撑件110之内的热量移动通过通道152,并且可以使得空气移动通过孔122b并且远离身体支撑件110的顶表面112和顶层130。

在示出的实施方案中,风扇118被支撑在中间层136中孔122a之内。然而,在其它实施方案中,任何风扇118或所有风扇118(或者额外的风扇118)可以支撑在底层146的孔122b中。

进行了测试以测量在风扇118打开以及风扇118关闭的情况下在图3和图4的实施方案中热量传递的热阻和质量传递的阻力的差别。在测试期间,风扇118保持打开或者关闭,并且没有传感器或控制器用于响应于热量或湿度而打开或关闭风扇118。热量传递的热阻在以下的结果表格中以Rdry表示,质量传递的阻力以Rwet表示。在本领域中应该理解,较低的Rdry和Rwet数字表示将热量和质量传递出去的更好能力(例如,在示出的实施方案中从身体支撑件110的顶表面112传递出去)。结果包括在下面的表I中。

表I

在表I中的结果表示,当风扇118运行时,热量传递的热阻和质量传递的阻力都显著减小。由于热量传递的热阻和质量传递的阻力都减小,身体支撑件110放出热量和流体质量的能力显著增强。如果使用者需要,这允许身体支撑件110变得更加凉爽和/或干燥。

如图3和图4中所示,多个风扇118和孔122a、122b可以围绕身体支撑件110布置,从而越过身体支撑件110提供需要的冷却分布或样式。例如,风扇118和孔122a、122b可以布置为在某种程度上均匀地对身体支撑件110进行冷却。在示出的实施方案中,提供了四个风扇118,每个风扇位于身体支撑件110的角落。同样在图3和图4示出的实施方案中,风扇118在身体支撑件110的长度方向上定位为偏离中心(即横向远离使用者的躯干)。基于使用者的躯干常常比使用者的腿或头产生更多热量的事实,风扇118的这种布置可能是满足需要的。因此,可以响应于身体支撑件110的更凉爽部分对温度和/或湿度进行测量和控制,从而使得使用者不会由于风扇118的运行而受到过度冷却。在其它实施方案中,风扇118放置在身体支撑件110的中间附近,从而使得使用者的躯干受到更有效的冷却。在图3和图4示出的实施方案中,由于在身体支撑件110的一侧(独立于身体支撑件110的另一侧)上风扇118的运行,身体支撑件110的一侧与身体支撑件110的另一侧相比可以保持不同的温度和/或具有不同的湿度。

仅出于说明的目的,图3示出了联接至一个风扇118的传感器126和控制器128。如同结合图1和图2的实施方案在上文中更加具体的描述,控制器128、传感器126和风扇118的其它配置和布置也是可能的,并且落入本发明的精神和范围之内。例如,每个风扇118可以基于来自联接至控制器128的一个或更多传感器126(例如恒温器或恒湿器)的信号进行控制,从而允许单个风扇118的分离控制。在这个例子中,身体支撑件110的一个或更多部分可以保持在不同的温度,从而使得使用者或多个使用者能够调节身体支撑件110的各个部分的温度。在其它实施方案中,每个风扇118可以基于来自联接至控制器128的一个或更多传感器126的信号进行控制,从而使得控制器128响应于多个传感器126而对身体支撑件110的所有风扇118的运行进行控制。

在一些实施方案中,任何风扇118或所有风扇118可以在“开”状态或者“关”状态运行,从而使得风扇118具有单一运行速度和/或单一非运行速度。在一些实施方案中,风扇118可以响应于由传感器126感测的温度、湿度和其它环境条件而由控制器128打开和关闭。在其它实施方案中,风扇118可以具有多个运行速度(例如高速、中速、慢速)以及一个非运行速度(例如关闭),并且可以响应于传感器126和/或控制器128在这些速度之间进行调节。在本文中描述和/或示出的任何身体支撑件实施方案中,可以利用这些各种类型的风扇118和风扇控制。

在一些实施方案中,身体支撑件110具有电联接至控制器128和传感器126的使用者接口129。使用者接口129可以具有结合图1和图2的身体支撑件在上文中描述的任何形式、特征和能力。

在图3和图4示出的实施方案中,内腔116a位于顶层130和中间层136之间,另一个内腔116b位于中间层136和底层146之间。然而,在其它实施方案中,顶层130和中间层136之间的内腔116a或中间层136和底层146之间的内腔116b并不存在,例如在毗邻层130、136或136、146的相对的侧面基本上是平面的实施方案中。在这样的实施方案中,如本文中所述的使用一个或更多风扇118的显著温度和/或湿度控制仍是可能的。

图5和图6示出了根据本发明的身体支撑件210的另一个实施方案。该实施方案采用的很多结构以及具有的很多性质都与上文中结合图1-4进行描述的身体支撑件的实施方案相同。因此,以下描述主要集中于与上文中结合图1-4进行描述的实施方案不同的结构和特征。应该参考上文中与图1-4结合的描述,以获得关于结构和特征的附加信息,以及在图5和图6中示出并且在下文中描述的身体支撑件的结构和特征的可能的可选形式。对应于图1-4的实施方案的结构和特征的在图5和图6中显示的实施方案的结构和特征在下文中标有200系列的附图标记。

在图5和图6中示出的身体支撑件210包括顶表面212和底表面214以及它们之间的若干层泡沫。示出的身体支撑件210包括顶层230,顶层230具有上表面232和下表面234,上表面232限定了身体支撑件210的顶表面212,下表面234与上表面232相背。在其它实施方案中,枕头顶层或其它身体支撑件层定位为毗邻顶层230的上表面232。在示出的实施方案中,顶层230包括网状粘弹性泡沫。在其它实施方案中,顶层230可以包括非网状粘弹性泡沫,或网状或非网状非粘弹性泡沫。这些泡沫的每一个的特性(包括网状和非网状粘弹性泡沫的材料性质)结合图1-4的实施方案在上文中进行了更加具体的描述。顶层230的粘弹性本质可以为使用者的身体提供相对舒适的基底,可以至少部分地按照使用者的身体来分配由其施加的力,并且可以响应于由使用者的身体热量产生的温度范围而进行选择。在示出的实施方案中,上表面232和下表面234基本上是平面。在其它未示出的实施方案中,上表面232和下表面234其中之一或二者可以包括一个或更多回旋或其它非平面形状。

借助于在图5和图6中示出的顶层230的网状粘弹性泡沫的骨骼状细胞状结构,顶层230中的热量可以从身体支撑件210上的热源(例如,使用者的身体)传递出去,从而有助于防止顶层230的一个或更多区域达到不需要的高温。而且,顶层230中泡沫的网状结构能够实现进入、离开以及通过顶层230的强得多的空气流动——这是顶层230的特性,能够减少顶层230中的热量。同时,顶层230中的泡沫的粘弹性本质为使用者的舒适性提供了需要的触觉接触以及压力响应性。对于这一点,一些实施方案的网状粘弹性泡沫具有降低的硬度水平,从而为使用者的身体提供了相对柔软且舒适的表面。结合网状粘弹性材料的慢恢复特性,顶层230还可以至少部分地顺应使用者的身体,从而对由使用者的身体施加到顶层230上的力进行分配。

在一些实施方案中,对于所需柔软度和压力响应性质而言,网状粘弹性泡沫的顶层230具有至少大约20N并且不大于大约150N的硬度。在其它实施方案中,出于这一目的,所利用的顶层230具有至少大约30N并且不大于大约100N的硬度。在其它实施方案中,所利用的顶层230具有至少大约40N并且不大于大约85N的硬度。

顶层230也可以具有提供相对较高材料耐久性程度的密度。顶层230中的泡沫的密度还可以影响泡沫的其它特性,例如顶层230对于压力的响应方式,以及泡沫的感觉。在一些实施方案中,顶层230具有的密度不小于大约30kg/m3并且不大于大约175kg/m3。在其它实施方案中,所利用的顶层230具有至少大约45kg/m3并且不大于大约130kg/m3的密度。在其它实施方案中,所利用的顶层230具有至少大约50kg/m3并且不大于大约120kg/m3的密度。

顶层230的网状粘弹性泡沫可以选择用于针对任何温度范围作出响应。然而,在一些实施方案中,在使用者的身体温度的某一范围中(或者在身体支撑件210由于与靠在其上的使用者的身体接触或接近而处于的温度范围中)的温度响应可以提供显著的优点。例如,为顶层230选择的网状粘弹性泡沫可以针对至少-5℃以上的温度改变(如上文所定义)作出响应。在一些实施方案中,为顶层230选择的网状粘弹性泡沫可以针对至少大约10℃范围内的温度改变作出响应。在其它实施方案中,为顶层230选择的网状粘弹性泡沫可以针对至少大约15℃范围内的温度改变作出响应。

在图5和图6中示出的身体支撑件210还具有中间层236,该中间层236定位为毗邻顶层230的下表面234。中间层236可以包括上表面238和下表面240,上表面238定位为毗邻顶层230的下表面234,下表面240与顶层230隔开中间层236厚度的距离。示出的中间层236包括非网状粘弹性泡沫,并且可以类似于并且/或者具有的性质可以类似于针对图3和图4的实施方案在上文进行讨论的身体支撑件110的顶层130。然而,在其它实施方案中,中间层236可以包括网状粘弹性泡沫,或者网状或非网状常规泡沫,其性质已经在上文中进行了讨论。在一些实施方案中,顶层230可以依靠在中间层236上而并不与之紧固。然而,在其它实施方案中,顶层230和中间层236通过粘合剂或粘性粘接材料,通过在顶层230和中间层236的形成过程中粘接在一起,通过胶带、钩环扣件材料、常规扣件、至少部分地延伸通过顶层230和中间层236的缝线、或者通过任何其它合适的方式彼此紧固。

还是如图5和图6中所示,中间层236的上表面238可以具有非平面形状,该非平面形状在网状粘弹性泡沫顶层230和中间层236之间限定了多个通道242。在一些实施方案中,通道242可以形成内腔216。通道242可以限定在网状粘弹性泡沫顶层230的基本上平面的下表面234和中间层236的非平面上表面238之间和/或限定在网状粘弹性泡沫顶层230的非平面下表面234和中间层236的基本上平面的上表面238之间。在一些实施方案中,通过这样的通道242,可以实现增强的使用者舒适性、通风性和/或热耗散。

在图5和图6的实施方案中,中间层236的上表面238具有朝向顶层230延伸的多个突出部244。突出部244可以为大体圆锥形形状,可以为截头圆锥形,或者可以具有圆形尖端,如图5和图6中所示。作为图5和图6中示出的大体圆锥形突出部244的可替代形式或者除此之外,中间层236的上表面238可以具有任何其它类型的突出部或所需突出部的类型的组合,包括但不限于垫、隆起物、柱状物和其它局部突出部,肋状、波状(例如,具有光滑、锯齿或其它轮廓)和其它延长的突出部,等等。而且或可替代地,中间层236的上表面238可以具有任何数量和类型的孔,包括但不限于凹处、凹陷、盲孔、通孔、凹槽等等,任意孔或全部孔可以整体或部分地由刚刚描述的任何类型的突出部限定。

身体支撑件210的顶层230和中间层236之间的通道242可以通过突出部244、孔或突出部244和孔的任何组合来限定。尽管突出部244和/或孔不一定需要处于中间层236上的任何布置形式(例如,重复或非重复的样式),但在一些实施方案中,突出部244以这样的方式位于中间层236上。例如,在图5和图6中示出的实施方案中,中间层236的大体圆锥形突出部244规则地隔开越过中间层236的上表面238。在一些实施方案中,位于大体圆锥形突出部244之间的上表面238的区域可以是凹陷的,并且在一些实施方案中可以与突出部244配合从而与蛋箱形表面或所需的任何其它表面形状相似。

而且,在中间层236中的突出部244和/或孔可以限定具有恒定或基本上恒定高度的通道242。然而,在其它实施方案中,中间层236中的突出部244和/或孔可以限定的通道242所具有的高度在顶层230和中间层236之间的不同位置变化。在图5和图6示出的实施方案中,突出部244基本上位于中间层236的整个上表面238上。然而,在其它实施方案中,突出部244可以位于的区域小于整个上表面238的全部,例如位于身体支撑件210的一个或更多区域中。类似地,至少部分地限定通道242的孔可以限定在一个或多个区域中或者基本上限定在中间层236的整个上表面238中。

如上文所述,在图5和图6中示出的实施方案的顶层230和中间层236之间的通道242可以限定在顶层230的基本上平面的下表面234和中间层236的上表面238上的多个突出部244和/或孔之间。对于这一点,能够执行通风和/或热耗散功能的通道242可以限定在顶层230的基本上平面的下表面234和中间层236的任何非平面上表面238之间。在其它实施方案中,通道242可以限定在顶层230的非平面下表面234和中间层236的基本上平面的上表面238之间。在这些实施方案中,顶层230的非平面下表面234可以具有在上文中结合在图5和图6中示出的中间层236的上表面238描述的任何突出部和/或凹陷特征。因此,上文中关于中间层236的非平面上表面238的描述同样应用于顶层230的下表面234。在另外的其它实施方案中,通道242可以限定在顶层230的非平面下表面234和中间层236的非平面上表面238之间。

在顶层230的下表面234和中间层236的上表面238之间的通道242能够提供身体支撑件210的增强的通风性和/或热耗散。对于减少身体支撑件210的区域中的热量,通道242可以是特别有用的。

此外,如同上文中结合图3和图4的实施方案所描述的那样,多个风扇218可以位于中间层236的孔222之内。风扇218可以采用结合图1和图2的实施方案在上文中描述的任何形式。如同上文结合图1和图2的实施方案所描述的那样,任何数量的风扇218可以设置在身体支撑件210中,可以位于整个身体支撑件210上的任何位置,并且在其它实施方案中可以位于身体支撑件210的外面。

风扇218可以与顶层230和中间层236之间的通道242流体连接,以增强身体支撑件210的通风性和/或热耗散。特别地,风扇218可以通过强迫对流使得身体支撑件210之内的热量移动通过通道242,并且可以使得空气移动通过孔222并且远离身体支撑件210的顶表面212和顶层230(即,沿着图6中的箭头224)。在一些实施方案中,风扇218可以使得空气在与上文中结合图1-4的实施方案更具体描述的相反的方向上移动。

在图5和图6示出的实施方案中,身体支撑件210还包括底层246,该底层246定位为毗邻中间层236的下表面240。底层246可以包括上表面248和下表面250,上表面248定位为毗邻中间层236的下表面240,下表面250与中间层236隔开底层246的厚度。在一些实施方案中,下表面250至少部分地限定了身体支撑件210的底表面214。在其它实施方案中,身体支撑件210的附加层定位为毗邻底层246的下表面250。在图5和图6示出的实施方案中,底层246包括网状非粘弹性泡沫。在其它实施方案中,底层246可以包括网状粘弹性泡沫。

在一些实施方案中,中间层236可以依靠在底层246上而并不与之紧固。然而,在其它实施方案中,中间层236和底层246通过粘合剂或粘性粘接材料,通过在中间层236和底层246的形成过程中粘接在一起,通过胶带、钩环扣件材料、常规扣件、至少部分地延伸通过中间层236和底层246的缝线、或者通过任何其它合适的方式彼此紧固。

还是如图5和图6中所示,底层246的上表面248可以具有基本上平面的形状,中间层236的下表面240也可以这样。然而,由于底层246包括网状泡沫,由于泡沫为网状,该泡沫允许空气流动通过。通过底层246的空气流动在图6中通过箭头224表示。在一些实施方案中,底层246的上表面248和/或中间层236的下表面240可以具有基本上非平面的形状,例如上文所述,从而也允许空气在中间层236和底层246之间流动。

如图6中所示,多个风扇218可以包括在底层246附近,可以引导空气通过底层246,以增强身体支撑件210的通风性和/或热耗散。通过将从通道242吸引空气并使其通过网状粘弹性泡沫的顶层230,并且引导流体空气通过孔222,通过底层246并且离开顶表面212,风扇218可以使得空气移动。

进行了测试以测量在风扇218打开以及风扇218关闭的情况下在图5和图6的实施方案中热量传递的热阻和质量传递的阻力的差别。在测试期间,风扇218保持打开或者关闭,并且没有传感器或控制器用于响应于热量或湿度而打开或关闭风扇218。热量传递的热阻在以下的结果表格中以Rdry表示,质量传递的阻力以Rwet表示。在本领域中应该理解,较低的Rdry和Rwet数字表示将热量和质量传递出去的更好能力(例如,在示出的实施方案中从身体支撑件210的顶表面212传递出去)。结果包括在下面的表II中。

表II

在表II中的结果表示,当风扇218运行时,热量传递的热阻和质量传递的阻力都显著减小。由于热量传递的热阻和质量传递的阻力都减小,身体支撑件210放出热量和流体质量的能力显著增强。如果使用者需要,这允许身体支撑件210变得更加凉爽和/或干燥。

在当前的身体支撑件210中热量传递的热阻和质量传递的阻力的差别比之前示出的实施方案的身体支撑件110中的差别大。这可能是在身体支撑件210的顶层230和底层246中使用网状粘弹性泡沫的结果,其可以允许更多空气流动通过并且可以增强风扇218吸引空气并使其流动离开身体支撑件210的顶表面212和顶层230的能力。

风扇218和对应的孔222可以以上文中结合图1-4示出的实施方案所描述的任何方式布置在身体支撑件中。

仅出于说明的目的,图5示出了联接至一个风扇218的传感器226和控制器228。传感器226、风扇218和控制器228的其它配置和布置也是可能的,包括但不限于在上文中结合图1-4示出的实施方案所描述的传感器、风扇和控制器的任何配置和布置。而且,风扇218的运行也可以是在上文中结合图1-4示出的实施方案所描述的任何方式。

在一些实施方案中,如同上文中参考图1-4中所示的实施方案所描述的那样,使用者接口229电联接至控制器228。使用者接口229可以采用任何形式,具有任何特征,并且以结合图1-4示出的实施方案在上文中更加具体地描述的任何方式起作用。

图7-9和图10-12示出了根据本发明的身体支撑件310、410的两个附加实施方案。这些实施方案采用的很多结构以及具有的很多性质都与上文中结合图1-6进行描述的身体支撑件的实施方案相同。因此,以下描述主要集中于与上文中结合图1-6进行描述的实施方案不同的结构和特征。应该参考上文中与图1-6结合的描述,以获得关于结构和特征的附加信息,以及在图7-12中示出并且在下文中描述的身体支撑件的结构和特征的可能的可选形式。对应于图1-6的实施方案的结构和特征的在图7-12中显示的实施方案的结构和特征在下文中分别标有300和400系列的附图标记。

在图7-9和图10-12中示出的身体支撑件310、410的每一个都具有包括顶表面312、412和底表面314、414,顶表面312、412定位为支撑使用者,底表面314、414可以直接依靠在框架或其它支撑件上。身体支撑件310、410可以包括一层或更多层泡沫材料,尽管身体支撑件310、410也可以根据需要包括一层或更多层其它材料,如同在上文中结合图1和图2的实施方案更具体地描述的那样。在图7-9和图10-12示出的实施方案中,身体支撑件310、410的每一个仅具有单层泡沫,应该理解的是,这些特别的实施方案并不意在限制本发明的范围。更确切地说,在图7-9和图10-12中显示的身体支撑件310、410仅仅是举例说明。

在图7-9和图10-12中显示的身体支撑件310、410的泡沫包括开孔或闭孔的非网状粘弹性泡沫,具有在上文中结合图1和图2示出的实施方案进行描述的任何性质(例如,硬度、密度,和/或温度敏感度)。在其它实施方案中,身体支撑件10的泡沫可以包括网状粘弹性泡沫,或者网状或非网状非粘弹性泡沫,其也具有在上文中结合本发明的其它实施方案进行描述的任何性质。

在图7-9和图10-12示出的实施方案中,顶表面312、412和底表面314、414基本上是平面。在其它未示出的实施方案中,顶表面312、412和底表面314、414其中之一或二者可以包括一个或更多回旋或其它非平面形状。

在图7-9和图10-12中示出的身体支撑件310、410每一个都具有若干内腔316、416。每个内腔316、416都由在图7-9和图10-12中显示的通道限定。内腔316、416是延长的,平直的,彼此平行,并且延伸越过身体支撑件310、410的长度。然而,在其它实施方案中,身体支撑件310、410具有更少或更多的内腔316、416,内腔316、416具有更宽或更窄的横截面形状,在一些情况下延伸不超过身体支撑件310、410的整个长度。同样在其它实施方案中,内腔316、416不是平直的(例如,弯曲或采用所需的任何路径),彼此不平行,并且/或者在任何其它方向延伸越过身体支撑件310、410的长度或宽度。

身体支撑件310、410的每一个都具有一个或更多风扇318、418,一个或更多风扇318、418安装于身体支撑件310、410的端部390、490,位于身体支撑件310、410的外面,并且与身体支撑件310、410的端部390、490流体联通(例如,经由合适的软管或其它导管),或者位于沿着内腔316、416的任何其它位置,从而将空气沿着内腔316、416吸引进入内腔316、416,以在内腔316、416的相反端部392、492排放。在其它实施方案中,内腔316、416的排气口位于内腔316、416的端部390、490、392、492之间,例如,一个或更多排气端口以流体联通的形式连接每个内腔316、416和身体支撑件310、410外面的位置。通过这种方式,通过风扇318、418吸引进入内腔316、416的空气不一定需要从身体支撑件310、410的端部392、492排放,并且可以相反地从身体支撑件310、410的顶部、底部和/或侧面位置排放。在这种情况下,空气可以通过上文描述的任何方式吸引进入腔316、416,例如通过位于排气端口处的风扇318、418,位于身体支撑件310、410的两端处的风扇318、418,等等。例如,在图7-9和图10-12示出的实施方案中,空气可以在身体支撑件310、410的两端390、490、392、492吸引进入内腔316、416,用于在内腔316、416的相对端部中间通过与每个内腔316、416流体联通的排气端口排放。

在本发明的一些实施方案中,内腔316、416可以经由一个或更多公共进气或排气歧管彼此流体联通,或者经由位于内腔316、416的进气口和排气口之间的一个或更多其它歧管彼此流体联通。仅作为例子,在图7-9和图10-12中示出的身体支撑件310、410的每一个都在身体支撑件310、410的一个端部390、490处具有两个进气歧管394、494。进气歧管394、494与多个内腔316、416流体联通。因此,示出的风扇318、418将空气供给至歧管394、494,歧管394、494又提供一条路径,使得空气流动沿着每个内腔316、416进入每个内腔316、416,到达并且离开身体支撑件310、410的相对端部392、492。在一些实施方案中,内腔316、416和/或歧管394、494可以成形为增强进入和/或离开内腔316、416的空气流动,例如通过使得每个内腔316、416的入口壁形成锥形,如图7-9和图10-12所示。

图7-9和图10-12示出的身体支撑件310、410具有内腔316、416,内腔316、416成形为增强从身体支撑件310、410的顶表面312、412附近到身体支撑件310、410的内部的空气流动。特别地,每个内腔316、416沿着其长度都具有多个约束部396、496。在示出的实施方案中的约束部396、496由每个内腔316、416的顶部处的增厚区域限定,其每一个都延伸进入内腔316、416并因此约束沿着内腔316、416的空气流动。在身体支撑件310、410中的孔398、498从顶表面312、412延伸至每个约束部396、496,并且与约束部396、496和顶表面312、412处的位置建立流体联通。每个约束部396、496限定出文丘里(Venturi)管,当空气流动通过约束部396、496时,文丘里管及其相应孔398、498产生一种吸力,这种吸力将空气从孔398、498到达顶表面312、412的位置吸引至内腔316、416。通过这种文丘里效应,热量从身体支撑件310、410上的使用者处或附近的顶表面312、412上的那些位置吸引出去,并且远离使用者移动进入内腔316、416(例如,最终在身体支撑件310、410的端部392、492处或者在如上文描述的任何其它排放位置处被排放)。在相同的原理下,较凉爽的空气在身体支撑件310、410上的其它位置(即,使用者不依靠的位置)被吸引进入身体支撑件310、410,并且被吸引进入并通过内腔316、416,从而冷却身体支撑件310、410的内部。

在图7-9和图10-12中示出的身体支撑件310、410彼此之间的不同之处在于约束部396、496的形状。特别地,在图7-9中示出的身体支撑件310中的约束部396由内腔316的基本上平面的内表面限定,而在图10-12中示出的身体支撑件410中的约束部496由内腔416的弯曲内表面限定。对于这一点,约束部396、496可以由若干有小平面的、没有小平面的、弯曲的和/或平面的内表面或者所需的这样的内表面的组合来限定,同时仍然形成执行与上文所述相同的一般功能的文丘里管。所有这些约束部396、496都落入本发明的精神和范围。

还应该注意到,可以利用任何数量的内腔316、416中的任何数量的约束部396、496以及相应孔398、498,并且任何数量的约束部396、496以及相应孔398、498可以沿着内腔316、416位于任何所需位置。仅仅作为举例说明,至少部分地基于内腔316、416的位置、定向和形状,约束部396、496以及相应孔398、498可以基本上沿着身体支撑件310、410的整个长度或宽度均匀地隔开,或者可以沿着该长度或宽度不均匀地隔开。作为另一个例子,如果需要,这样的约束部396、496以及相应孔398、498可以仅仅位于身体支撑件的某些区域(例如,使用者的躯干区域,使用者的头部区域,身体支撑件310、410的一侧从而仅影响床垫的左侧或右侧,等等)。作为又一个例子,与其它区域比较,更多的约束部396、496以及相应孔398、498可以位于身体支撑件310、410的某些区域(例如,使用者的躯干区域,使用者的头部区域,身体支撑件310、410的一侧,等等)。而且,至少部分地取决于通过相应孔398、498的所需吸入量以及在沿着内腔316、416的不同位置通过内腔316、416的空气流动的可用的力,约束部396、496和/或孔398、498可以具有相同或不同的尺寸和/或形状。例如,在身体支撑件310、410的某些区域可能会需要更大的孔398、498和/或更紧的约束部396、496,用于增强这样的区域中来自身体支撑件310、410的顶表面312、412的空气流动。

图13-15示出了根据本发明的身体支撑件510的另一个实施方案。该实施方案采用的很多结构以及具有的很多性质都与上文中结合图1-12进行描述的身体支撑件的实施方案相同。因此,以下描述主要集中于与上文中结合图1-12进行描述的实施方案不同的结构和特征。应该参考上文中与图1-12结合的描述,以获得关于结构和特征的附加信息,以及在图13-15中示出并且在下文中描述的身体支撑件的结构和特征的可能的可选形式。对应于图1-12的实施方案的结构和特征的在图13-15中显示的实施方案的结构和特征在下文中标有500系列的附图标记。

在图13-15中显示了根据本发明的实施方案的身体支撑件组件508,其包括身体支撑件510和基座511。在图13-15中示出的身体支撑件510是床垫。将会认识到,本文公开的身体支撑件510的特征可应用于具有任何尺寸和形状的任何其它类型的身体支撑件,并且适合用于也在本文中描述的基座。仅仅举例而言,这些特征同样可应用于头枕、座椅垫、座椅靠背、床垫衬面、床垫覆层、蒲团、可躺沙发,以及用于支撑或衬垫人体或动物体的全部或任何部分的任何其它结构。

在图13-15中示出的身体支撑件510包括顶表面512和底表面514,顶表面512设置为支撑使用者,底表面514可以直接依靠在基座511上。基座511可以是框架、支撑件或者适合用于支撑其上的身体支撑件10和使用者的重量的其它结构。身体支撑件510可以包括一层或更多层泡沫材料,尽管身体支撑件10也可以根据需要包括一层或更多层其它材料。在图13-15示出的实施方案中,示出的身体支撑件510仅具有单层泡沫,应该理解的是,这个特别的实施方案并不意在限制本发明的范围。更确切地说,在图13-15中示出的身体支撑件510仅仅是举例说明。

参考图13-15示出的实施方案,示出的身体支撑件510的顶表面512和底表面514显示为基本上是平面。然而,在其它未示出的实施方案中,顶表面512和底表面514其中之一或二者可以包括一个或更多回旋,其它非平面形状,或回旋和其它非平面形状的组合。如上文所述,身体支撑件510可以包括粘弹性泡沫。在这样的实施方案中,泡沫的粘弹性本质还可以为使用者的身体提供相对舒适的基底。粘弹性泡沫可以至少部分地按照使用者的身体来分配由其施加的力,并且在一些实施方案中可以响应于由使用者的身体热量产生的温度范围而进行选择。

继续参考图14,示出的身体支撑件510进一步包括内腔513,内腔513部分或全部被网状泡沫(粘弹性或非粘弹性)占据,或者可以相反地基本上是空的。如同下文中将更加具体描述的那样,在需要对身体支撑件510进行冷却的时候,产生通过内腔的空气流动。在示出的实施方案中,内腔513仅仅是示意性地显示,应该理解的是,内腔可以具有所需的任何形状和尺寸,并且在一些实施方案中可以由延伸至身体支撑件之内各个位置的若干腔室和空间限定。在一些实施方案中,身体支撑件510可以具有每一个都具有任何所需形状的一系列或一组内腔513(例如,圆形、卵形、椭圆形或者近似圆形内腔513,内腔513的每一个都具有正方形、三角形或其它多边形形状,延长的内腔513的每一个都具有S形状、Z形状或其它形状,内腔513具有不规则形状,内腔513具有这样的形状的任意组合,等等)。而且,任何数量的内腔513或所有内腔513都可以联接在一起,并且从而可以彼此流体联通(例如,所有内腔513都在交叉点处彼此流体联通,多组内腔513彼此流体联通并且不与其它组内腔513流体联通,等等)。

在一些实施方案中,内腔513是通过提供具有非平面表面的身体支撑件的至少一个内表面而产生的,例如具有部分地或者完全地越过内腔513的厚度而延伸的回旋的表面。

在图13-15示出的实施方案中,内腔513延伸至与内腔513流体联通的歧管516。如图14中最佳显示,风扇518在歧管516附近并且可操作为引导空气通过内腔513。在一些实施方案中,风扇518可操作为旋转,从而使得空气朝向身体支撑件510的顶表面512移动。然而,在其它实施方案中,风扇518可操作为旋转,从而使得空气远离身体支撑件510的顶表面512移动。风扇518可以包括一个或更多风扇叶片520,如图14中的虚线所示,并且可以采用所需的任何形式,包括但不限于轴向风扇、离心风扇等等。在一些实施方案中,风扇518类似于计算机机箱风扇,并且能够使得至少大约32立方英尺每分钟的空气移动通过。在其它实施方案中,风扇518可以大于或者小于标准计算机机箱风扇。在一些实施方案中,一个或更多风扇518的每一个都可以产生大约5立方英尺每分钟(cfm)到大约200cfm之间的流动速率。在其它实施方案中,一个或更多风扇的每一个都可以产生大约10cfm到大约175cfm之间的流动速率。在另外的其它实施方案中,一个或更多风扇的每一个都可以产生大约20cfm到大约150cfm之间的流动速率。

在图14中示出的风扇518位于形成在基座511中的孔522中并且毗邻内腔513(即,在一些实施方案中限定歧管516的内腔513的那个部分)。孔522可以充当被风扇518移出内腔513的空气的出口。在一些实施方案中,通过围绕风扇518的基座511的压缩力,通过支架、支撑件或其它装配件(在下文中简单地称为“装配件”523),等等,风扇518可以保持在基座511之内的这个位置。在示出的实施方案中,风扇518通过装配件523保持在基座511中。在一些实施方案中,装配件523可以至少部分地延伸进入内腔513。在这样的实施方案中,装配件523可以包括挠性材料,例如挠性聚合物或其它类似的挠性材料,以包容身体支撑件510相对于基座511的一些移动。在其它实施方案中,装配件523可以完全保持在基座511之内。在这样的实施方案中,装配件523可以包括任何合适的材料,以将风扇518保持在基座511之内。在装配件523从基座511向上延伸的实施方案中,可能需要将装配件523定位为毗邻身体支撑件510中的各切口、凹陷或孔,例如在图14中显示的内腔513。装配件523和内腔513可以形成管道,以提供贯穿身体支撑件组件508的流体流动。

在示出的实施方案中,风扇518位于身体支撑件510的底表面514之下。在其它实施方案中,风扇518可以位于其它位置,例如紧邻内腔513,紧邻身体支撑件510的底表面514,等等。在另外的其它实施方案中,风扇518可以至少部分地位于身体支撑件510的内腔513中。风扇518位于基座511中可以带来以下优点:至少部分地使得使用者与由风扇运行引起的噪音和振动隔离。风扇518位于基座511中的实施方案还允许使用者分别对身体支撑件510和基座511进行选择,从而使得任何合适的身体支撑件510可以被支撑在基座511上,并且任何基座可以用于支撑身体支撑件510。这允许使用者购买特别的身体支撑件510,同时使用者还拥有购买并使用具有至少一个风扇518的基座511的选择权。

在示出的实施方案中,风扇518可操作为使得空气沿着内腔513移动,朝向并通过风扇518,并且通过孔522,到达身体支撑件510和基座511外面的位置(即,身体支撑件510和基座511的外部)。可以响应于风扇518的运行而迫使空气通过基座511并且离开基座511的侧面和/或底部。仅仅作为例子,刚刚描述的空气流动在图14中通过箭头524表示。将会认识到,风扇518可以位于基座511的外面并且通过合适的导管(例如,管道、管、道、或其组合)连接为与孔522流体联通。然而,上文描述的基座511和风扇518的独立本质可以给使用者和制造过程带来显著的优点,例如(比如)增加基座511和风扇518的可携带性,由于不需要拆卸身体支撑件组件而便于维护,保护风扇免受使用者或其它人的破坏,并且改进从风扇518附近到孔522的空气移动。此外,在风扇518完全包含在基座511之内的实施方案中,任何合适的身体支撑件(例如身体支撑件510)都可以位于基座511上,并且可以从基座511中的风扇518获益。在其它实施方案中,风扇518可以定向为使得空气从身体支撑件510和基座511外面的位置通过孔522移动进入内腔513。

如图14中所示,风扇518可以通过联接至控制器528(其在下文中更加具体地描述)的电源线接收动力,该控制器528又连接至电源,例如住宅、建筑或其它设施的电源插座。可替代地,风扇518可以通过电源线直接连接至电源。在另外的其它实施方案中,风扇518可以通过电池运行,或者通过其它无线装置供电。

在一些实施方案中,一个或更多传感器526位于内腔513附近、邻近或位于内腔513中,以对反映身体支撑件510的操作条件的一个或更多变量进行感测。传感器526包括但不限于温度传感器、湿度传感器和空气压力传感器526。仅仅作为例子,在图14中示出的单个传感器526是温度传感器,尽管可以使用任何数量的温度传感器、湿度传感器、空气压力传感器和/或其它类型的传感器。这样的传感器526检测身体支撑件510的温度、湿度、空气压力和/或其它特性,并且连接至能够接收传感器信息的控制器528。在一些实施方案中,传感器526通过从传感器526延伸至控制器528的一根或更多根电线531连接至控制器528。电线531可以在身体支撑件510和/或基座511的下方延伸,并且仅仅在图14中示意性地显示为虚线。在其它实施方案中,传感器526连接至无线发射机,该无线发射机可以以常规方式与联接至控制器528的无线接收器通信,从而不需要在传感器526和控制器528之间走线。在一些实施方案中,一个或更多传感器526和控制器528位于基座511中,位于孔522附近、邻近或位于孔522中。在基座511中包括传感器526、控制器528和风扇518的实施方案中,维护和保修工作可以更加简单并且更易于执行。在示出的实施方案中,单个传感器526位于基座511和身体支撑件510之间,接近内腔516和孔522。

控制器528可以采用能够接收温度、湿度、空气压力、和/或其它内腔条件信息的任何形式,并且将代表这种信息的数据发送至使用者接口529(参见图14),并且/或者至少部分地基于这种数据对风扇518的操作进行控制。在一些实施方案中,使用者接口529电联接至控制器528和传感器526。在一些实施方案中,控制器528是PLC或其它类似控制器或微控制器,然而在其它实施方案中,控制器528是一组离散逻辑元件或执行相同功能的其它电子元件。使用者接口529可以具有结合图1-12的身体支撑件在上文中描述的任何形式、特征和能力。

在一些实施方案中,控制器528针对内腔513中的一种或多种条件响应于上文描述的数据对风扇518的速度进行自动调节。例如,如果内腔513中或附近的温度高于输入至控制器528的阈值温度(例如,在身体支撑件510制造时输入或者经由使用者接口529通过使用者或维护人员输入),那么控制器528可以打开风扇518或者增加风扇叶片520的旋转速度,以降低内腔513中的温度。仅仅作为例子,如果内腔513中或附近的压力太高(表示风扇518的运转速度不足以产生通过内腔513的空气流动的所需水平),那么控制器528可以增加风扇叶片520的旋转速度。风扇518的速度可以增大或减小,以增大或减小通过内腔513的空气流动,从而分别增强或限制身体支撑件510的冷却效果,并且/或者,降低或允许身体支撑件510中和身体支撑件510周围的湿度的恢复。而且,风扇518可以根据这个相同目的的需要而启动和停止。在一些实施方案中,并且取决于身体支撑件510周围的环境温度,当需要升高身体支撑件510的温度时,风扇叶片520的旋转方向可以反向,以使得热量朝向身体支撑件510的顶表面512移动。

在本发明的一些实施方案中,使用者接口529联接至控制器528。而且,在一些实施方案中,使用者接口529包含控制器528。对于这一点,使用者接口529可以通过合适的通信电线约束至控制器528,或者(在使用者接口529包含控制器528的实施方案中)可以通过合适的电线约束至传感器526。在其它实施方案中,使用者接口529具有无线发射机和接收器,从而可以接收来自控制器528或者直接来自传感器526的信号,并且可以发送指令信号至控制器528或者直接至连接至风扇518的接收器,以改变风扇518的操作,如上文所述。相应地,使用者接口529可以是通过一个或更多电池远程供电的无线遥控装置,可以与一个或更多传感器526进行通信和/或可以以无线方式控制一个或更多风扇518同时通过约束的电线接收电力,或者可以与一个或更多传感器526通信,控制一个或更多风扇18,并且通过将使用者接口529约束至电源(以及任何必须的电力变压器电子元件)的一根或更多电线接收电力。

使用者接口529可以包括一个或更多按钮、旋钮、调节控制盘、开关或其它使用者可致动的控制器,以允许使用者经由控制器528对风扇518的操作进行调节。在一些实施方案中,使用者可致动的控制器可以处于使用者接口的触摸屏显示器(未显示)上。可替代地,使用者可致动的控制器可以补充有LED、LCD或其它显示器,以及/或者任何其它类型和数量的指示器(例如,单个LED灯或其它灯)。使用者接口529可以为使用者指示由传感器526检测的温度、湿度和其它环境条件的任何条件或全部条件(或者对应于这种条件的其它信息,如果测量的温度、湿度或其它环境条件不显示的话)、由使用者设置的身体支撑件510的所需温度和/或湿度(或者对应于这种设置的其它信息,如果设置温度或设置湿度不显示的话)、风扇518的运转速度,以及其它信息。例如,这些信息的任意信息或全部信息可以以单屏或多屏的方式显示在使用者接口529的显示器上,使用者可以通过任何常规方式对所述单屏或多屏进行漫游。而且或者可替代地,使用者接口529可以使得使用者能够对温度和/或湿度水平进行设置,在该温度和/或湿度水平风扇518将会打开,或者在该温度和/或湿度水平风扇518将会试图对身体支撑件510进行保持。这样的输入可以通过触摸屏进行,如上文所述,或者可以通过任何其它类型的使用者可致动的控制器进行,亦如上文所述。

在一些实施方案中,一个或更多使用者可致动的控制器可以是开关按钮,该开关按钮使得使用者能够不管由传感器526感测的温度、湿度或其它环境条件而手动打开或关闭风扇518。而且,在一些实施方案中,一个或更多使用者可致动的控制器可以允许使用者选择循环时间(例如,五分钟),从而使得控制器528将在每个循环中(例如,每五分钟)打开和关闭风扇518。当使用者处于身体支撑件510上时,使用者接口529可以处于使用者可触及的范围内,从而允许使用者对身体支撑件510的设置进行调节,并且/或者经由控制器528对身体支撑件进行控制。传感器526、控制器528和使用者接口529的其它配置和布置也是可能的,并且落入本发明的精神和范围之内。

如图14中所示并且如上文所述,在图13-15示出的实施方案中,传感器526定位为对身体支撑件510的内腔513之内的环境条件进行检测。将会认识到,由传感器526检测的温度、湿度或其它环境参数可能会与在身体支撑件510上面的使用者所实际经受的情况不同。相应地,本文中描述和/或示出的身体支撑件510中采用的任何或全部传感器526可以定位于身体支撑件510上的其它位置,例如,在身体支撑件510的顶表面512上,嵌入身体支撑件510的泡沫中处于其顶表面512的正下方,等等。

在图13-15示出的实施方案的操作中,控制器528接收来自温度传感器526的一个或更多信号,并且基于所述信号对风扇518的操作进行控制。例如,基于来自温度传感器526的信号,控制器528可以使得风扇打开、关闭、加速和/或减速。其结果是,空气沿着内腔516移动,并且吸引来自身体支撑件510中的内腔516的热量和/或湿度,并且使得空气移动进入基座511中的孔522。在这种情况下,热量和/或湿度从内腔513的内壁(包括上内壁,该上内壁能够将从身体支撑件上的使用者的身体接收的热量和湿度传导至内腔513)离开,输送至孔522并离开基座511。相应地,风扇518的操作至少部分地将身体支撑件510的热量和质量传递模式从传导、扩散和自然对流改变为传导、扩散和强迫对流。

尽管在图13-15示出的实施方案中显示了单个温度传感器526和单个风扇518,但是在其它实施方案中,任何数量的温度传感器和/或湿度传感器526可以位于身体支撑件510上的任何数量的不同位置(包括身体支撑件510之内或基座511之内,如上文所述),并且任何数量的风扇518可以位于基座511中或外面的任何数量的不同位置,也如上文所述。在一些实施方案中,两个或更多风扇518位于基座511的不同位置,从而为使用者身体的不同部分提供不同的冷却速率。而且,在一些实施方案中,两个或更多风扇518位于身体支撑件510的不同位置,从而为身体支撑件510上的不同个人提供不同的冷却速率(例如,身体支撑件510的他的一侧和她的一侧,所述身体支撑件510具有位于基座511的不同侧的可独立控制的风扇518)。在这样的实施方案中,相同或不同的使用者接口529可以控制不同的风扇518。

而且,不同的传感器526可以位于身体支撑件510的不同区域(例如,身体支撑件510的头部、躯干、腿部部分,身体支撑件510的左侧和右侧,等等)附近,用于感测在这样的区域中的身体支撑件510的温度、湿度或其它环境条件,用于基于所感测的温度、湿度或其它环境条件对应于身体支撑件510的这样的区域自动改变一个或更多风扇518的操作,并且在一些实施方案中还用于经由使用者接口529向使用者提供显示。

如图15中所示,多个风扇518和孔522可以围绕身体支撑件510和基座511布置,从而越过身体支撑件510提供需要的冷却分布或样式。例如,风扇518和孔522可以布置为在某种程度上均匀地对身体支撑件510进行冷却。在示出的实施方案中,提供了四个风扇518,每个风扇位于身体支撑件510和基座511的角落。同样在图15示出的实施方案中,风扇518在身体支撑件10的长度方向上定位为偏离中心(即横向远离使用者的躯干)。基于使用者的躯干常常比使用者的腿或头产生更多热量的事实,风扇518的这种布置可能是满足需要的。因此,可以响应于身体支撑件510的更凉爽部分对温度和/或湿度进行测量和控制,从而使得使用者不会由于风扇518的运行而受到过度冷却。在其它实施方案中,风扇518放置在身体支撑件510的中间附近,从而使得使用者的躯干受到更有效的冷却。在图15示出的实施方案中,由于在身体支撑件510和基座511的一侧(独立于身体支撑件510和基座511的另一侧)上风扇518的运行,身体支撑件510的一侧与身体支撑件510的另一侧相比可以保持不同的温度和/或具有不同的湿度。

如上文所述,装配件523可以将风扇518保持在基座511中(参见图14)。如同结合图13-15的实施方案在上文中更加具体的描述,控制器528、传感器526和风扇518的很多配置和布置也是可能的,并且落入本发明的精神和范围之内。例如,每个风扇518可以具有来自联接至控制器528的一个或更多传感器526(例如恒温器或恒湿器)的信号进行控制,从而允许单个风扇518的分离控制。在这个例子中,身体支撑件510的一个或更多部分可以保持在不同的温度,从而使得使用者能够调节身体支撑件510的各个部分的温度。在其它实施方案中,每个风扇518可以基于来自联接至控制器528的一个或更多传感器526的信号进行控制,从而使得控制器528响应于多个传感器526而对所有风扇518的运行进行控制。

在一些实施方案中,任何风扇518或所有风扇518可以在“开”状态或者“关”状态运行,从而使得风扇518具有单一运行速度和单一非运行速度。在一些实施方案中,风扇518可以响应于由传感器526感测的温度、湿度和其它环境条件而由控制器528打开和关闭。在其它实施方案中,风扇518可以具有多个运行速度(例如高速、中速、慢速)以及一个非运行速度(例如关闭),并且可以响应于传感器526和/或控制器528在这些速度之间进行调节。在本文中描述和/或示出的任何身体支撑件10、110、210、310、410、510实施方案中,可以利用这些各种类型的风扇518和风扇控制。

在上文中描述并且在附图中示出的实施方案仅仅是通过举例说明的方式给出的,并不意在作为对本发明的概念和原理的限制。从而,本领域普通技术人员将会认识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下,元件及其配置和布置的各种改变都是可能的。例如,尽管示出的实施方案的每一个都显示出定位为延伸通过身体支撑件10、110、210、510中的材料层的底表面的孔22、122、222、522,但是应该认识到,任何这样的孔22、122、222、522都可以相反地以其它方向延伸至身体支撑件10、110、210、510的外表面,例如通过身体支撑件10、110、210、510的侧壁,例如如图7-9和图10-12中示出的那样,或者甚至通过身体支撑件10、110、210、510的顶表面,同时仍然执行本文中描述的相同或相似的功能。

而且,应该注意到,为本文中描述的任何身体支撑件实施方案中的一层或多层选择的泡沫可以是温度敏感的。相应地,风扇18、118、218、318、418、518可以操作为至少部分地对本文中描述和示出的身体支撑件10、110、210、310、410、510的坚实程度进行控制。

尽管已经显示和描述了实施本发明各独立方面的特别构造,对于本领域技术人员而言,其它可选择构造也将变得明朗,并且处于本发明的独立方面的意图范围内。本发明的各种特征和优点在所附权利要求中进行说明。



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