一種自動調整均壓的氣墊及其均壓調整方法

2023-06-07 04:51:31 2

專利名稱：一種自動調整均壓的氣墊及其均壓調整方法
技術領域：
本發明涉及一種氣墊及其壓力調整的方法，具體涉及一種採用MEMS壓力傳感器 檢測壓力、並通過氣袋調整人體接觸氣墊的壓力以達到令人感到舒適的均壓狀態的自動調 整均壓的氣墊及其均壓調整方法。
背景技術：
目前，人們常用的按摩設備包括氣袋式按摩椅、氣袋式按摩床墊等壓力調整裝置， 但是現有的壓力調整裝置要麼只有調整壓力的作用，沒有壓力傳感器，缺少反向的壓力感 測的回饋，達不到均壓的效果；要麼是只有壓力傳感器，比如二維分布式柔性壓力傳感器、 壓力分布式傳感器，而沒有壓力調整的功能，所以也達不到均壓的效果。現有的按摩設備只 能偵測壓力或者只能進行按摩，無法根據人體需要自動調整氣墊的壓力以提供舒適健康的 靜態姿勢，給人們的使用帶來不便。 本專利是利用高敏感度的MEMS壓力傳感器與可程式控制的氣袋來自動調整座 椅或床鋪的壓力成為接近均壓，以此原理提供符合人體工學的舒適形狀，其中所要使用 的MEMS壓力傳感器和氣袋式調壓椅的產品都已經非常成熟。例如圖9所示中國專利 200580042137. 2 (CN1011160514A)是一種利用磁致伸縮效應的可變電感型MEMS壓力傳感 器，該可變電感性MEMS壓力傳感器具有極好的解析度，這是因為它比傳統的壓阻或電容傳 感器更靈敏，並且可採用可替代半導體加工的MEMS加工技術製作，從而能夠最小化和批量 加工以降低生產成本，像這一類高敏感度的MEMS壓力傳感器就適合應用到本專利發明之 中來感測下面所述的氣袋中的壓力。 對可程式控制的氣袋座椅或床鋪則可以參考圖10的中國專利99226710. 2、授權 公告號CN2405578Y氣袋式汽車按摩椅，此氣袋式按摩椅的結構設計，主要是以金屬框架、 海綿墊體20及帆布30組成座椅基體並包覆椅套構成座椅整體，相對人體頸部、背部、腰部、 臀部及大腿部等位置各設有適當氣袋31並各以氣管32與氣閥33連結，利用氣泵34、氣筒 35與氣閥33控制各組氣袋31之充、放氣動作，進而達成對人體的適當而和緩的按摩效果， 可以據此構成調整壓力的氣袋式座椅或床鋪。 對於如何利用氣泵、氣筒與氣閥控制各組氣袋之充、放氣動作，還可以參考圖11 所示的中國專利申請號為200610099419. 2，公開號為CN101108156的氣袋式按摩系統。氣 閥總成10內設有一主氣道11，該主氣道11的前端為充氣泵浦20提供空氣導入。氣閥總 成10相對於第一氣袋組31及第二氣袋組32設有分別並聯於主氣道11的第一氣道111與 第二氣道112，且第一氣道111、第二氣道112與主氣道11是並聯的通路，兩通路上分別設 置第一分流閥13及第二分流閥14，通過由第一分流閥13及第二分流閥14的開啟或關閉， 可控制主氣道11是否得以與第一氣道111或第二氣道112導通，圖11中15是洩氣單元， 40是控制器，50是支撐單元，60是壓力檢測單元，更詳細的說明請自行參考中國專利申請 號200610099419. 2 (公開號為CN101108156)的公告文件。 圖8則是連通管原理(帕斯卡原理)在密閉環境中的液體或氣體的壓力，能夠大
3小不變的向各個方向傳遞，也就是說，在密閉容器內，施加於靜態的氣體或液體上的壓強將 以等值同時傳到各點。 圖12為美國專利US 6， 199， 575 Miniature combination valve and pressuretransducer system,此專利揭露一種方法是將MEMS傳感器與連通管的閥結合的 一種方式，想要使用本專利的均壓調整方法的人也可以自行參考，以節省空間。此等節約空 間或成本的構思，並不是本專利的重點。

發明內容
發明目的為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種採用MEMS壓力傳感 器檢測壓力、並通過氣袋調整人體接觸氣墊的壓力以達到令人感到舒適的均壓狀態的自動 調整均壓的氣墊及其均壓調整方法。 技術方案為實現上述目的，本發明的一種自動調整均壓的氣墊，包括壓力傳感器 部分、氣袋式壓力調整設備部分和中央處理單元，所述氣袋式壓力調整設備部分中氣袋的 壓力經連通管，連通在MEMS壓力傳感器上形成密閉空間，MEMS壓力傳感器所感測到的壓力 等於氣袋中的壓力，MEMS壓力傳感器將壓力轉換成電子信號傳輸給信號整形器，經信號整 形器處理得到的模擬信號通過數字轉換器轉換為數位訊號，數位訊號傳到中央處理單元的 微處理器，微處理器控制開關閥驅動電路來驅動開關閥打開氣袋充放氣迴路，使氣袋膨脹 或縮小。 所述MEMS壓力傳感器放置在空腔之中，空腔上有兩個連通管接口 ， 一個接口與氣 袋連接，另一個接口與中央處理單元和開關閥連接。 所述MEMS壓力傳感器放置在連通管的管道之中，連通管一端與氣袋連接，另一端 與中央處理單元和開關閥連接。 所述氣袋為兩個以上，氣袋以一維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力，即至少兩
個氣袋與同一個開關閥連接，並由同一個開關閥控制所述氣袋充氣或放氣。 所述氣袋為兩個以上，氣袋以二維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力，即每個氣
袋分別與單個開關閥連接，並由各自的開關閥控制充氣或放氣。 所述氣袋為三個以上，氣袋以一維和二維結合的氣袋式壓力調整陣列來調整壓 力；其中一部分氣袋以二維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力，即每個氣袋分別與單個開 關閥連接，並由各自的開關閥控制充氣或放氣；另一部分氣袋以一維的氣袋式壓力調整陣 列來調整壓力，即至少兩個氣袋與同一個開關閥連接，並由同一個開關閥控制所述氣袋充 氣或放氣。 該自動調整均壓的氣墊包括能把常用姿勢的調整資料記錄下來的與中央處理單 元連接的存儲器。存儲器把常用姿勢的調整資料記錄下來，可以隨時調用，不用再經過MEMS 傳感器重新測量接觸人體界面的氣袋壓力，能夠直接依照記錄下來的資料將氣袋調整成常 用的壓力狀態。 所述壓力氣袋包括一排與人體肩部和頸部高度相對應的壓力氣袋，兩邊肩部所對
應的壓力氣袋比頸部對應的壓力氣袋形狀高突，使頸部對應的壓力氣袋相對凹入。 本發明的自動調整均壓的氣墊的均壓調整方法，調整壓力達到均壓，把大於平均
壓力的地方降低壓力，把小於平均壓力的地方增加壓力，以此來自動調整形狀，使壓力傳感
4器量測到的氣袋中的壓力達到均壓。調整壓力達到均壓時，不止一次測量平均壓力，以避免 壓力控制部分振蕩。 有益效果本發明的一種自動調整均壓的氣墊採用MEMS壓力傳感器檢測壓力、並 通過氣袋調整人體接觸的氣墊的壓力以達到令人感到舒適的均壓，既可以偵測壓力又可以 進行按摩，給人們的生活帶來方便。


圖1為本發明的一種自動調整均壓的氣墊的結構框圖； 圖2為MEMS壓力傳感器配合一維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力(MEMS壓力 傳感器放置在空腔之中)的示意圖； 圖3為MEMS壓力傳感器配合一維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力(MEMS壓力 傳感器放置在連通管的管道之中)的示意圖； 圖4為MEMS的流體壓力傳感器，配合二維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力 (MEMS壓力傳感器放置在空腔之中)的示意圖； 圖5為MEMS的流體壓力傳感器，配合二維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力 (MEMS壓力傳感器放置在連通管的管道之中)的示意圖； 圖6為MEMS的流體壓力傳感器，配合一維和二維相結合的氣袋式壓力調整陣列來 調整壓力(MEMS壓力傳感器放置在空腔之中)的示意圖； 圖7為MEMS的流體壓力傳感器，配合一維和二維相結合的氣袋式壓力調整陣列來 調整壓力(MEMS壓力傳感器放置在連通管的管道之中)的示意圖；
圖8為連通管原理示意圖； 圖9為一種利用磁致伸縮效應的可變電感型MEMS壓力傳感器的示意圖； 圖10為一種氣袋式按摩椅的示意圖； 圖11為氣袋式按摩系統的示意圖； 圖12為將MEMS傳感器與連通管的閥結合的示意圖； 圖13為均壓調整方法流程圖； 圖14為調用非揮發性記憶體儲存值記錄調整壓力流程圖；
圖15為一種避免壓力振蕩的均壓調整的方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作更進一步的說明。 圖1為本發明的一種自動調整均壓的氣墊的結構框圖。本發明包括壓力傳感器部 分1110、氣袋式壓力調整設備部分1120和中央處理單元，氣袋式壓力調整設備部分1120中 氣袋1126的壓力經過連通管，連通於MEMS壓力傳感器1116上，當形成密閉空間時，MEMS 壓力傳感器1116所感測到的壓力就相當於氣袋1126中的壓力，MEMS壓力傳感器1116將 壓力轉換成電子信號傳輸給信號整形器1114濾除雜訊並調整信號到一個適當的大小，經 過模擬到數字轉換器(A/D converter) 1112將模擬信號轉換到數位訊號，數字轉換器(A/ D converter) 1112將數位訊號傳到中央處理單元的微處理器1130，中央處理單元的微處理 器1130控制驅動電路1122來驅動開關閥1124打開不同的氣袋充氣或放氣迴路，氣袋1126
5因此膨脹或縮小，以達到調整壓力的目的。 本發明的一種自動調整均壓的氣墊在使用時，有以下幾種常用方案 [OO37] 圖2為MEMS的流體壓力傳感器配合一維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力，MEMS 壓力傳感器放置在一個空腔之中，空腔上有兩個連通管接口 ， 一個接口接到氣袋，另一個接 口接到壓力開關閥。在利用氣袋式壓力調整設備調整人體接觸氣墊的壓力時，在同一高度 上所有的氣袋的充放氣皆由同一個控制閥來控制，我們就稱之為"一維輸出控制"。在圖2 中，各標號名稱如下100充氣源/幫浦、102充氣閥、156充氣連通管；112/114/116 —維 矩陣充放氣控制開關，112第一排氣袋充放氣管的閥開關、114第二排氣袋充放氣管的閥 開關、116第三排氣袋充放氣管的閥開關；130/132/134/136/138/140可程式控制的氣袋， 130/132第一排可程式控制的氣袋、134/136第二排可程式控制的氣袋、138/140第三排可 程式控制的氣袋；104放氣閥、158放氣連通管、106抽氣放氣幫浦、110公用的充放氣槽； 160/162/164由壓力感測空腔連到公用充放氣槽的連通管；118/120/122安放MEMS壓力傳 感器的空腔；124/126/128MEMS壓力傳感器；150/152/154由壓力感測空腔連到可程式控制 的氣袋的連通管。 我們以圖2中第一排高度上的充放氣迴路來進一步舉例說明，MEMS壓力傳感 器124放置在感測的密閉腔室118之中，密閉腔室118以連通管164連接到充放氣管的 閥開關112，密閉腔室118以連通管150連接到第一排的氣袋130/132。要對第一排的氣 袋充氣，採用以下步驟l.關閉放氣的閥開關104，並關掉所有的氣袋充放氣管的閥開關 112/114/116 ;2.打開充氣的閥開關102，由充氣源100對公用充放氣槽110充氣；3.打開 第一排氣袋充放氣管的閥開關112 ;4.充氣的打氣幫浦就可以把充氣源100的氣體經過充 氣之開關102、充氣連通管156、公用充放氣槽110、充放氣管的閥開關112、再經過連通管 164以及置放MEMS壓力傳感器124的空腔118，再經過連通管150，充氣到第一排的氣袋 130/132裡面。 當要感測氣袋中的壓力時，必須先關掉所有的氣袋充放氣管的閥開關 102/104/112/114/116，使所有氣袋不再進行充放氣動作而形成密閉空間，此時每一高度上 的氣袋各自與其同一高度上的壓力感測腔室中的壓力相同，然後才由微處理器開始讀入壓 力感測值。這樣對同一個高度上的氣袋與壓力感測就只需要安裝一組電路與一組機械迴路 就好了，我們對此等組態稱為"一維輸出控制"的方式。 圖3與前面圖2同樣是MEMS的流體壓力傳感器，配合一維的氣袋式壓力調整陣列 來調整壓力，但是圖3中的MEMS壓力傳感器直接放置在連通管的管道之中，連通管一邊接 口接到氣袋，另一邊接口接到壓力開關閥，可以節省空間。圖3中，各標號名稱如下200充 氣源/幫浦、202充氣閥、256充氣連通管；212/214/216 —維矩陣充放氣控制開關，212第 一排氣袋充放氣管的閥開關、214第二排氣袋充放氣管的閥開關、216第三排氣袋充放氣管 的閥開關；224/226/228/230/232/234可程式控制的氣袋，224/226第一排可程式控制的氣 袋、228/230第二排可程式控制的氣袋、232/234第三排可程式控制的氣袋，204放氣閥、258 放氣連通管、206抽氣放氣幫浦、210公用的充放氣槽、250/252/254由公用充放氣槽連到可 程式控制的氣袋的連通管、218/220/222壓力傳感器。 在圖3中MEMS壓力傳感器的安裝方式是將MEMS壓力傳感器放置在連通管的管道 之中，我們以第一排高度上的充放氣迴路來進一步舉例說明，MEMS壓力傳感器218放置在連通管的管道254之中，MEMS壓力傳感器218以連通管254連接到充放氣管的閥開關212 以及公用充放氣槽210，MEMS壓力傳感器218以連通管254連接到第一排的氣袋224/226。 要對第一排的氣袋充氣，步驟如下1.關閉放氣的閥開關204，並關掉所有的氣袋充放氣管 的閥開關212/214/216 ;2.打開充氣的閥開關202，由充氣源200對公用充放氣槽210充氣； 3.打開第一排氣袋充放氣管的閥開關212;4.充氣的打氣幫浦就可以把充氣源200的氣體 經過充氣的開關202、充氣連通管256、公用充放氣槽210、充放氣管的閥開關212、再經過連 通管254以及MEMS壓力傳感器218，充氣到第一排的氣袋224/226裡面。
當要感測氣袋中的壓力時，必須先關掉所有的氣袋充放氣管的閥開關 202/204/212/214/216，使所有氣袋不再進行充放氣動而作形成密閉空間，此時每一高度上 的氣袋各自與其同一高度上的壓力感測腔室中的壓力相同，然後才由微處理器開始讀入壓 力感測值。這樣對同一個高度上的氣袋與壓力感測就只需要安裝一組電路與一組機械迴路 就好了 ，我們也同樣稱之為"一維輸出控制"的方式。 圖4為MEMS的流體壓力傳感器配合二維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力，此 例中MEMS壓力傳感器是放置在一個空腔之中，空腔上有兩個連通管接口 ， 一個接口接到氣 袋，另一個接口接到壓力開關閥與公用充放氣槽。描述如下一個二維輸出控制的氣袋式壓 力調整設備，以"二維輸出控制"調整三個高度的六個輸出控制閥，控制了六個氣袋，不同於 圖2和圖3中的一維輸出控制，圖4在同一高度上的每一個氣袋各自分別由各自對應的一 個控制閥來控制，所以在本發明中此類控制組態稱為"二維輸出控制"，其所控制的氣袋的 數目和控制閥的數目相等。 圖4中各標號的名稱如下300、3H充氣源(幫浦)，302、313充氣閥，
312/314/316/354/356/358 二維矩陣充放氣控制開關，312、354第一排氣袋充放氣管的閥開 關，314、356第二排氣袋充放氣管的閥開關，316、358第三排氣袋充放氣管的閥開關，304、 315放氣閥，306、380抽氣放氣幫浦，310/360公用充放氣槽；330/332/334/336/338/340可 程式控制的氣袋，330/336第一排可程式控制的氣袋，332/338第二排可程式控制的氣袋， 334/340第三排可程式控制的氣袋；318/320/322/342/344/346安放壓力傳感器的空腔， 324/326/328/348/350/352壓力傳感器，370/372/374/376由壓力感測空腔連到可程式控制 的氣袋的連通管。要對第一列第一排330及第二列第三排340的氣袋充氣，步驟如下1.關 閉放氣的閥開關315、304，關掉所有的氣袋充放氣管的閥開關312/314/316/354/356/358 ; 2.打開充氣的閥開關302、313;3.打開第一列第一排氣袋330充放氣管的閥開關312與第 二列第三排氣袋充放氣管的閥開關358 ;4.充氣的打氣幫浦就可以把充氣源300、311的氣 體經過充放氣管的閥開關302/313，打入第一列第一排的氣袋330及第二列第三排的氣袋 340。充放氣迴路的機械結構可以參考中國專利公開號CN101108156方法實施即可，但使 用本發明時可以參考別的氣袋控制機械結構，或是自行另外發明新的機械結構，不一定局 限在此部份的範例當中。 圖5為MEMS的流體壓力傳感器配合二維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力， 圖5與圖4的區別在於MEMS壓力傳感器直接放置在連通管的管道之中，連通管一邊接口 接到氣袋，另一邊接口接到壓力開關閥與公用的充放氣槽，可以節省空間。描述如下一 個二維輸出控制的氣袋式壓力調整設備，以二維調整三個高度的輸出控制閥，控制了六個 氣袋，不同於圖2和圖3中的一維輸出控制，圖5在同一高度上的每一個氣袋各自分別由
7各自對應的一個控制閥來控制，所以稱此類控制組態稱為二維控制，其所控制的氣袋的數目和控制閥的數目相等。圖5中個標號的名稱如下400、4H充氣源/幫浦，402、413充氣閥，412/414/416/442/444/446 二維矩陣充放氣控制開關，412、442第一排氣袋充放氣管的閥開關，414、444第二排氣袋充放氣管的閥開關，416、446第三排氣袋充放氣管的閥開關，424/426/428/430/432/434可程式控制的氣袋，424/426第一排可程式控制的氣袋，428/430第二排可程式控制的氣袋，432/434第三排可程式控制的氣袋，417、406放氣閥，415、404抽氣放氣幫浦，410/448公用的充放氣槽，450由公用充放氣槽連到可程式控制的氣袋的連通管，418/420/422/442/444/446壓力傳感器。 例如，要對第一列第一排424及第二列第三排434的氣袋充氣，步驟如下1.關閉放氣的閥開關417、406，關掉所有的氣袋充放氣管的閥開關；2.打開充氣的閥開關413、402 ;3.打開第一列第一排氣袋424充放氣管的閥開關412與第二列第三排氣袋434充放氣管的閥開關446 ;4.充氣的打氣幫浦就可以把充氣源400、411的氣體經過充放氣管的閥開關402/413，打入第一列第一排的氣袋424及第二列第三排的氣袋434。
在圖5中對於MEMS壓力傳感器的安裝方式舉例是將MEMS壓力傳感器放置在連通管的管道之中，我們以第一排高度上的充放氣迴路來進一步舉例說明，MEMS壓力傳感器418放置在連通管的管道450之中，MEMS壓力傳感器418以連通管450連接到充放氣管的閥開關412， MEMS壓力傳感器418以連通管450連接到第一排的氣袋424。
圖6為MEMS的流體壓力傳感器，配合氣袋控制系統進行均壓調整，對於人體知覺感受分區較細微的部分以二維式的壓力控制進行調整氣袋壓力，其他區域的氣袋則以一維的模式進行控制以降低成本。圖6中各標號名稱如下500充氣源(幫浦)、502充氣閥；512/514/516/518/520/522/524/526 二維矩陣充放氣控制開關，512第一排二維式的壓力控制氣袋充放氣管的閥開關、514/516/518/520/522/524第二排一維式的壓力控制氣袋充放氣管的閥開關、526第三排二維式的壓力控制氣袋充放氣管的閥開關；506放氣閥、504抽氣放氣幫浦、510公用充放氣槽、556/558/560第一排二維式可程式控制的氣袋、562/564/566/568/570/572第二排一維式可程式控制的氣袋、574/576/578第三排二維式可程式控制的氣袋；594區域為二維式可程式控制、592區域為一維式可程式控制、590區域為二維式可程式控制、528/532/536/540/544/546/548安放壓力傳感器的空腔、530/534/538/542/550/552/554壓力傳感器。要對第一排二維式區域及第二排一維式區域的氣袋566充氣，步驟如下1.關閉放氣的閥開關506，關掉所有的氣袋充放氣管的閥開關512/514/516/518/520/522/524/526 ;2.打開充氣的閥開關502 ;3.打開第一排區域氣袋594充放氣管的閥開關512與第二排一維式區域的566氣袋充放氣管的閥開關516 ;4.充氣的打氣幫浦就可以把充氣源500的氣體經過充放氣管的閥開關502，打入第一排區域的氣袋594及第二排區域的其中一個氣袋566。 在圖6中MEMS壓力傳感器的安裝方式是將MEMS壓力傳感器放置在一個壓力感測的密閉腔室中，以第一排二維區域氣袋以及中間部分一維氣袋的高度上的充放氣迴路來進一步舉例說明，MEMS壓力傳感器530放置在感測的密閉腔室528之中，密閉腔室528以連通管連接到充放氣管的閥開關512，密閉腔室528以連通管連接到第一排的氣袋556/558/560 ;MEMS壓力傳感器542放置在感測的密閉腔室540之中，密閉腔室540以連通管連接到充放氣管的閥開關516，密閉腔室540以連通管連接到氣袋566。
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圖7和圖6 —樣利用MEMS的流體壓力傳感器配合氣袋控制系統進行均壓調整，對 於人體知覺感受分區較細微的部分以二維式的壓力控制進行調整氣袋壓力，其他區域的氣 袋則以一維的模式進行控制以降低成本，只不過把MEMS傳感器放到了連通管裡面。圖7中 各標號的名稱如下細充氣源(幫浦)、602充氣閥、612/614/616/618/620/622/624/626 二維矩陣充放氣控制開關、612第一排二維式的壓力控制氣袋充放氣管的閥開關、 614/616/618/620/622/624第二排一維式的壓力控制氣袋充放氣管的閥開關、626第三 排二維式的壓力控制氣袋充放氣管的閥開關、606放氣閥、604抽氣放氣幫浦、610公用 充放氣槽、644/646/648第一排二維式可程式控制的氣袋；650/652/654/656/658/660第 二排一維式可程式控制的氣袋，662/664/666第三排二維式可程式控制的氣袋、680區 域為二維式可程式控制、682區域為一維式可程式控制、684區域為二維式可程式控制， 628/630/632/634/636/638/640/642壓力傳感器。 在圖7中MEMS壓力傳感器的安裝方式是將MEMS壓力傳感器放置在連通管的管 道之中，以第一排二維氣袋以及中間部分一維氣袋的高度上的充放氣迴路來進一步舉例說 明，MEMS壓力傳感器628放置在連通管的管道之中，MEMS壓力傳感器628以連通管連接到 充放氣管的閥開關612，MEMS壓力傳感器628以連通管連接到第一排的氣袋644/646/648 ; MEMS壓力傳感器630放置在連通管的管道之中，MEMS壓力傳感器630以連通管連接到充放 氣管的閥開關614， MEMS壓力傳感器630以連通管連接到氣袋654。 均壓調整時，氣袋由沒有氣到充滿氣大概是三秒，由滿氣狀態放氣到沒有氣也大 約是3秒，全部掃描完畢所有的壓力傳感器偵測點與計算平均值大約需要0. l秒，如圖13 所示，我們採取以下步驟1、放掉所有氣袋中的氣；2、設定各氣袋對應調節次數記憶位置 為6 ;3、全體氣袋充氣1. 5秒；4、開始一次的壓力調整；5、掃描各點的MEMS壓力傳感器的壓 力感測值；6、計算壓力平均值；7、將高於壓力平均值控制點所對應的氣袋放氣0. 2秒，並將 這些氣袋對應調節次數記憶位置儲存值減1 ;8、將低於壓力平均值控制點所對應的氣袋充 氣0.2秒，並將這些氣袋對應調節次數記憶位置儲存值加1 ;9、調整6次了嗎，沒有就回到
步驟4 ;調整6次就進到步驟10 ;10、進入手動調節；11、因應需求將調節次數記憶位置儲存
值記錄到非揮發性記憶體(Non volatile memory)當中以備後續使用。 如圖14所示，調用非揮發性記憶體儲存值記錄調整壓力的步驟如下1、放掉所有
氣袋中的氣；2、讀入定各氣袋對應調節次數記憶位置之儲存值；3、全體氣袋充氣1. 5秒；4、
開始一次的壓力調整；5、將對應調節次數記憶位置之儲存值小於6所對應的氣袋放氣0. 2
秒，並將這些氣袋對應調節次數記憶位置儲存值加1 ;6、將對應調節次數記憶位置之儲存
值大於6所對應的氣袋充氣0. 2秒，並將這些氣袋對應調節次數記憶位置儲存值減1 ;7、調
整6次了嗎，沒有就回到步驟4 ;調整6次就進到步驟8 ;8進入手動調節。 如果是一面計算平均值一面調整壓力，有時某些對應點會在兩個不同壓力間來
回，這就是控制系統中所謂的振蕩現象，為了方便撰寫程式與避免氣袋壓力控制時造成控
制系統的振蕩現象，所以我們採取了上面的方式，每次調整先再次重新測量及計算平均壓
力，超過的地方，放掉一點氣，不夠的地方，充一點氣。 一次充放氣不要太多，先將氣袋放氣
完後再充氣到大約50%飽滿的程度，再開始以本專利均壓方法進行壓力調整，假設每次調
節約為7%時，首選的以6次為限，即使還不是完全均壓，也跳離自動控制進入手動控制避
免壓力振蕩的現象。
另一個避免壓力振蕩的均壓調整的方法，採取的氣袋控制是由沒有氣到充滿氣大概是三秒，由滿氣狀態放氣到沒有氣也大約是3秒，全部掃描完畢所有的壓力傳感器偵測點與計算平均值大約需要O. l秒，如圖15所示，也可採取以下步驟1、放掉所有氣袋中的氣；2、全體氣袋充氣1. 5秒；3、開始壓力粗調整；4、掃描各點的MEMS壓力傳感器的壓力感測值；5、計算壓力平均值；6、求出各點壓力與平均值的差值，換算此差值在充氣三秒的最大壓力值的百分比；7、將高於壓力平均值的各控制點所對應的氣袋放氣各自按差值百分比放氣；8、將低於壓力平均值的各控制點所對應的氣袋放氣各自按差值百分比充氣；9、開始壓力細調整；10、掃描各點的MEMS壓力傳感器的壓力感測值；11、計算壓力平均值；12、將高於壓力平均值控制點所對應的氣袋放氣0. 2秒；將低於壓力平均值控制點所對應的氣袋充氣0. 2秒；13、進入手動調節；14、掃描各點的MEMS壓力傳感器的壓力感測值；15、將各點的MEMS壓力傳感器的壓力感測值記錄到非揮發性記憶體(Non volatile memory)當中以備後續使用。 以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
10
權利要求
一種自動調整均壓的氣墊，其特徵在於包括壓力傳感器部分(1110)、氣袋式壓力調整設備部分(1120)和中央處理單元，所述氣袋式壓力調整設備部分(1120)中氣袋的壓力經連通管連通在MEMS壓力傳感器(1116)上形成密閉空間，MEMS壓力傳感器(1116)檢測到的壓力等於氣袋中的壓力，MEMS壓力傳感器(1116)將壓力轉換成電子信號傳輸給信號整形器(1114)，經信號整形器(1114)處理得到的模擬信號通過數字轉換器(1112)轉換為數位訊號，數位訊號傳到中央處理單元的微處理器(1130)，微處理器(1 130)控制開關閥驅動電路(1122)來驅動開關閥打開氣袋充放氣迴路，使氣袋膨脹或縮小。
2. 根據權利要求1所述的一種自動調整均壓的氣墊，其特徵在於所述MEMS壓力傳感 器放置在空腔之中，空腔上有兩個連通管接口 ， 一個接口與氣袋連接，另一個接口與中央處 理單元和開關閥連接。
3. 根據權利要求1所述的一種自動調整均壓的氣墊，其特徵在於所述MEMS壓力傳感 器放置在連通管的管道之中，連通管一端與氣袋連接，另一端與中央處理單元和開關閥連 接。
4. 根據權利要求1至3任一項所述的一種自動調整均壓的氣墊，其特徵在於所述氣 袋為兩個以上，氣袋以一維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力，即至少兩個氣袋與同一個 開關閥連接，並由同一個開關閥控制所述氣袋充氣或放氣。
5. 根據權利要求1至3任一項所述的一種自動調整均壓的氣墊，其特徵在於所述氣 袋為兩個以上，氣袋以二維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力，即每個氣袋分別與單個開 關閥連接，並由各自的開關閥控制充氣或放氣。
6. 根據權利要求1至3任一項所述的一種自動調整均壓的氣墊，其特徵在於所述氣 袋為三個以上，氣袋以一維和二維結合的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力；其中一部分氣袋以二維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力，即每個氣袋分別與單個開關閥連接，並由各自的開關閥控制充氣或放氣；另一部分氣袋以一維的氣袋式壓力調整陣列來調整壓力，即 至少兩個氣袋與同一個開關閥連接，並由同一個開關閥控制所述氣袋充氣或放氣。
7. 根據權利要求1至3任一項所述的一種自動調整均壓的氣墊，其特徵在於包括能 把常用姿勢的調整資料記錄下來的與中央處理單元連接的存儲器。
8. 根據權利要求7所述的一種自動調整均壓的氣墊，其特徵在於所述壓力氣袋包括 一排與人體肩部和頸部高度相對應的壓力氣袋，兩邊肩部所對應的壓力氣袋比頸部對應的 壓力氣袋形狀高突，使頸部對應的壓力氣袋相對凹入。
9. 權利要求1至3任一項所述的一種自動調整均壓的氣墊的均壓調整方法，其特徵在於調整壓力達到均壓，把大於平均壓力的地方降低壓力，把小於平均壓力的地方增加壓力，以此來自動調整形狀，使MEMS壓力傳感器測量到的氣袋中的壓力達到均壓。
10. 根據權利要求9所述的一種自動調整均壓的氣墊的均壓調整方法，其特徵在於調整壓力接近一致時，不止測量一次平均壓力。
全文摘要
本發明公開了一種自動調整均壓的氣墊及其均壓調整方法，該自動調整均壓的氣墊中氣袋的壓力經連通管連通在MEMS壓力傳感器上形成密閉空間，MEMS壓力傳感器所檢測到的壓力等於氣袋中的壓力，MEMS壓力傳感器將壓力轉換成電子信號，再通過數字轉換器轉換為數位訊號，最後傳到微處理器，微處理器控制開關閥驅動電路來驅動開關閥打開氣袋充放氣迴路，氣袋因此膨脹或縮小，以達到調整壓力的目的。本發明採用MEMS壓力傳感器檢測壓力、並通過氣袋調整人體接觸的氣墊的壓力以達到令人感到舒適的均壓，既可以偵測壓力又可以進行按摩，給人們的生活帶來方便。
文檔編號A47C27/08GK101785613SQ20101001798
公開日2010年7月28日 申請日期2010年1月19日 優先權日2010年1月19日
發明者張宏勇, 魏佳, 黃世蔚 申請人:江蘇華創光電科技有限公司