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CN105407764A - 包括热电元件和空气管道的支撑垫和控制其表面温度的方法 - Google Patents

包括热电元件和空气管道的支撑垫和控制其表面温度的方法 Download PDF

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CN105407764A
CN105407764A CN201480041002.3A CN201480041002A CN105407764A CN 105407764 A CN105407764 A CN 105407764A CN 201480041002 A CN201480041002 A CN 201480041002A CN 105407764 A CN105407764 A CN 105407764A
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CN
China
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inlet
outlet
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Application number
CN201480041002.3A
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English (en)
Inventor
霍勒斯·R·埃斯克里奇三世
汤姆·米克尔森
马里奥·A·G·纳瓦
塞缪尔·K·波洛克
塔雷克·马坎西
莱斯利·A·伯顿
诺曼·L·沃恩
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Pul-Pai Dike Management Co Ltd Of Thailand
Original Assignee
Pul-Pai Dike Management Co Ltd Of Thailand
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Abstract

本发明提供了一种支撑垫和控制支撑垫的表面温度的方法，该支撑垫用于向倚靠在其上的使用者提供个性化的加热和冷却。支撑垫包括身体支撑层；多个热电元件，该多个热电元件定位并且构造为选择性地提供身体支撑层的加热或冷却；传热层，该传热层定位为与身体支撑部分相邻并且操作地连接到热电元件；基层，该基层定位为与身体支撑层相对的传热层相邻并且限定了一个或多个入口管道和出口管道；以及一个或多个风扇，该一个或多个风扇操作地连接到出口管道中的每个出口管道。

Description

包括热电元件和空气管道的支撑垫和控制其表面温度的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求了来自于2013年6月18日提交的美国临时专利申请No.61/836,268和于2014年6月18日提交的美国临时专利申请No.61/836,245的优先权，其完整公开通过此参考并入本文。
技术领域
本发明涉及支撑垫和用于控制支撑垫的表面温度的方法。特别地，本发明涉及支撑垫，诸如床垫组件，所述支撑垫使用了热电元件和内部空气管道以选择性地加热或冷却支撑垫的表面。
背景技术
成功的和安静的睡眠的一个方面是个人睡眠舒适性。医疗研究表明，睡眠剥夺(“睡眠负债”)可能具有对于长寿、生产能力和总体精神、情绪和身体健康的显著的负面影响。长期睡眠负债与体重增加相联系，且更特别地，长期睡眠负债被观察到不仅影响身体处理和存储碳水化合物的方式，而且被观察到改变了影响食欲的激素水平。此外，睡眠负债可能导致易怒、急躁、无法集中注意力和喜怒无常，这导致一些研究者认为在睡眠负债和工作现场事故、交通事故和一般的午后分心之间存在联系。此外，睡眠障碍与高血压、增加的应激激素水平和不规则心跳之间存在联系，且另外的研究最近表明，睡眠的缺乏可能影响免疫功能，从而导致对于疾患和疾病例如癌症的增加的易感性。总之，研究者现在认为，睡眠负债花费由于这些各种影响导致的美国每年630亿美元的损失的生产力。因此，改进了睡眠舒适性并且降低了个人睡眠负债的支撑垫是高度地期望的和有益的。
发明内容
本发明包括支撑垫和由于控制支撑垫的表面温度的方法。特别地，本发明包括支撑垫，诸如床垫组件，所述支撑垫利用热电元件和内部空气管道以选择性地加热或冷却支撑垫的表面。因此，本发明的支撑垫允许使用者通过控制支撑垫的表面温度来将包括睡眠舒适性的其舒适水平个人化。
在本发明的一个示例性的实施例中，支撑垫设置为床垫组件的形式，该床垫组件包括具有第一表面和与第一表面相对的第二表面的身体支撑层。床垫组件进一步包括多个热电元件，该多个热电元件定位为并且构造为在身体支撑层的第一表面处选择性地提供加热或冷却。床垫组件也包括传热层和基层。传热层定位为与身体支撑层的第二表面相邻并且操作地连接到热电元件，而基层定位为与身体支撑层相对的传热层相邻。
除定位为与传热层相邻外，基层限定了与传热层流体连通的入口管道和同样与传热层流体连通但以预定距离与入口管道间隔开的出口管道。在床垫组件内进一步包括的是风扇，该风扇操作地连接到出口管道，并且如在下文中进一步详细地描述，起作用为将一定量的空气从入口管道抽吸、通过传热层、并且进入出口管道内、然后使空气从床垫组件散开。
对于床垫组件的身体支撑层，该身体支撑层一般地由柔性的泡沫组成，所述柔性泡沫能够将来自使用者的身体或其身体的部分的压力合适地分配在身体支撑层上。在一些实施例中，柔性泡沫是具有期望的密度和硬度的粘弹性泡沫，并且允许在床垫组件的身体支撑层上均匀地吸收并且平均地分配压力。在此方面，在某些实施例中，身体支撑层能够进一步被舒适层覆盖，该舒适层定位在身体支撑层的第一表面顶部上，以提供对于倚靠在床垫组件上的使用者的身体或其身体的部分的另外的舒适水平。在某些实施例中，此舒适层也由粘弹性泡沫或其他泡沫组成，但典型具有低于床垫组件的身体支撑层的密度的密度，以提供更软的表面，在所述表面上在使用者身体和床垫组件的热电元件之间安放且也提供了足够软的屏障，所述屏障的位置将在下文中进一步详细描述。
对于床垫组件的热电元件，该热电元件定位在床垫组件内并且构造为允许使用者控制床垫组件的身体支撑层的第一(或上)表面的温度。例如，在某些实施例中，热电元件由多个珀耳帖(Peltier)元件组成，所述珀耳帖元件在使一定量的电流在第一方向上流动通过其时通过从身体支撑层的第一表面并且朝向身体支撑层的第二表面吸热来冷却所述第一表面。类似地，在某些实施例中，在使一定量的电流在第二(例如相反的)方向上流动通过珀耳帖元件时，所述珀耳帖元件通过从身体支撑层的第二表面并且朝向身体支撑部分的第一表面吸热来加热身体支撑层的第一表面。
为了进一步利用珀耳帖元件的加热和冷却能力，在某些实施例中，珀耳帖元件串联地布置，使得珀耳帖元件相继地布置并且能够在身体支撑层的整个表面或所述表面的期望的部分中提供加热或冷却。在其他实施例中，珀耳帖元件以阵列布置，使得珀耳帖元件的组能够定位在身体支撑部分的期望的区域上并且用于选择性地加热或冷却与使用者的身体的易于被过度加热或冷却(例如分别为使用者的躯干和脚部)的特定的部分接触的身体支撑部分的区域。在一些实施例中，为了提供其中珀耳帖元件能够容易地从其移除的床垫组件，该床垫组件能够包括一个或多个可移除的部分，该可移除的部分由身体支撑层的区域和传热层的相应的区域组成，并且该可移除部分每个容纳了珀耳帖元件的阵列。在一些实施例中，为了提供对于选择性的加热和冷却身体支撑层的第一表面的更大量的控制，珀耳帖元件由离散的珀耳帖元件组成，可单独地寻址，或可包括前述两种情况。
为了便于加热和冷却身体支撑层的第一表面，每个珀耳帖元件典型地跨度为床垫组件的身体支撑层的宽度，使得每个珀耳帖元件的第一侧定位在身体支撑部分的第一表面上方或与身体支撑部分的第一表面相邻，并且每个珀耳帖元件的相反的侧定位在身体支撑部分的第二表面下方或与其相邻。在这些实施例中，身体支撑层典型地限定了多个狭槽，该狭槽每个包括将热从身体支撑表面的一个表面传递到另一个表面的珀耳帖元件的部分。换言之，在某些实施例中，珀耳帖元件定位为与身体支撑层相邻并且直接使热从身体支撑层的一个表面通过身体支撑层的内部、并且传递到身体支撑层的另一个表面。
除了构造为选择性地加热或冷却身体支撑部分的第一表面外，热电元件也操作地连接到传热层，该传热层典型地由多孔的柔性泡沫组成。在一些实施例中，床垫组件的传热层由多孔的粘弹性泡沫组成，所述泡沫封装了与身体支撑层的第二表面相邻或在所述第二表面附近的珀耳帖元件的至少部分。通过将珀耳帖元件操作地连接到传热层，该传热层除提供对于珀耳帖元件和上覆的身体支撑层的结构支撑之外，也提供了开放的环境，诸如通过从珀耳帖元件到传热层的多孔的柔性泡沫的散热，由珀耳帖元件生成的热能够传递到开放的环境中。在将热从珀耳帖元件传递到传热层的多孔柔性泡沫内时，通过将一定量的空气传送通过传热层的多孔柔性泡沫然后能够将热传出传热层。
现在转到床垫组件的基层，如所指出，基层限定了与传热层流体连通的入口管道和同样与传热层流体连通的并且操作地连接到风扇的出口管道。基层一般地也由柔性泡沫组成。然而，在一些实施例中，基层由具有小于组成定位在基层上方的传热层的柔性泡沫的多孔性的多孔性的柔性泡沫组成。在此方面，当操作地连接到出口管道的风扇被启动时，风扇不直接将空气抽吸到入口管道内、通过基层、进而进入出口管道内并且离开床垫组件。替代地，通过在床垫组件内包括基层，该基层由具有小于组成传热层的柔性泡沫的多孔性的多孔性的柔性泡沫组成，风扇起作用以产生空气流动路径，由此空气通过入口进入入口管道，遇到更低多孔性的基层，行进到更高多孔性的传热层内，获取由珀耳帖元件所生成的任何热，进而从传热层行进到出口管道内然后从床垫组件散开。
进一步参考本发明的床垫组件，该床垫组件利用了具有低于相邻的传热层的多孔性的多孔性的基层，在一些实施例中提供了床垫组件，该床垫组件包括：基层，该基层具有头部和脚部；一个或多个入口管道，该一个或多个入口管道从头部纵向延伸通过基层的；和一个或多个出口管道，该一个或多个出口管道从脚部纵向延伸通过基层并且每个操作地连接到风扇。例如，在本发明的床垫组件的一些实施例中提供了床垫组件，该床垫组件包括基层，所述基层具有从定位在基层的头端上的入口纵向延伸通过基层的三个入口管道和从定位在基层的脚端上的出口纵向延伸通过基层的两个出口管道。更特别地，在这些实施例中，第一入口管道定位在基层的第一侧上，第二入口管道定位在基层的中央部内，并且第三入口管道定位在与第一入口管道相对的基层的第二侧内。第一出口管道则定位在第一入口管道和第二入口管道之间，并且第二出口管道定位在第二入口管道和第三入口管道之间。在此方面，当接附到每个出口管道的风扇被启动时，空气被抽吸到入口管道中的每个内，进入定位在特定的入口管道和最紧密地紧邻此特定的入口管道的出口管道之间的传热层的部分内，进而进入出口管道内，然后从床垫组件散开。
在本发明的床垫组件的一些实施例中，包括在示例性的基层内的入口管道和出口管道是排空的或中空的通道的形式，该通道纵向延伸通过基层并且允许最大量的空气流动通过每个床垫组件的通道和传热层。在本发明的床垫组件的其他实施例中，基层的每个入口管道和每个出口管道内能够包括具有大于基层的多孔性的多孔性的柔性泡沫插件。通过在每个入口管道和出口管道内包括柔性泡沫插件，提供了其中入口管道和出口管道基本上以柔性泡沫填充的基层，该柔性泡沫给传热层提供了增加量的支撑，但也仍允许充足量的空气流入到入口管道内、进入到传热层内、进而进入到出口管道内，以使热从热电元件且从床垫组件散开。
例如，在使用了定位在基层的入口管道和出口管道内的柔性泡沫插件的床垫组件的本发明的一些实施例中，提供了床垫组件，该床垫组件具有：第一入口管道，该第一入口管道纵向延伸通过基层的第一侧并且包括柔性泡沫插件；第二入口管道，该第二入口管道纵向延伸通过与第一侧相反的基层的第二侧并且包括柔性泡沫插件；和出口管道，该出口管道在第一入口管道和第二入口管道之间纵向延伸通过基层并且包括柔性泡沫插件。在此实施例中，在操作地连接到出口管道的风扇被启动时，空气因此首先被抽吸到入口管道中的每个内的柔性泡沫插件内。空气然后从床垫组件的第一侧和第二侧内的入口管道行进通过传热层进而进入定位在床垫组件的中央部内的出口管道内的柔性泡沫插件内，然后空气在该处从床垫组件散开。
作为在基层的入口管道和出口管道内使用柔性泡沫插件的床垫组件的另一个示例，在一些实施例中，一个或多个入口管道和出口管道中的每个大体上为分别定位在示例性的床垫组件的头端和脚端处的矩形区域，并且每个入口管道和出口管道包括具有大于基层的多孔性的多孔性的柔性泡沫插件。在此方面，在这些实施例中，并且在操作地连接到出口管道的风扇的启动时，空气进入定位在入口管道内的柔性泡沫插件，进而进入传热层且沿着传热层的长度行进，然后其进入定位在床垫组件的脚端处的出口管道内的柔性泡沫插件并且随后通过所述柔性泡沫插件离开。
在本发明的再一个实施例中，床垫组件的基层包括不从基层的第一端或第二端(例如从床垫组件的头端和脚端)延伸的入口管道和出口管道。替代地，在此实施例中，基层限定了从基层的底表面延伸到传热层的一个或多个入口管道，和从基层的底表面延伸到传热层并且以预定距离与一个或多个入口管道中的每个间隔开的一个或多个出口管道。例如，在一个此实施例中提供了床垫组件，该床垫组件包括：第一入口管道，该第一入口管道纵向延伸通过基层的第一侧的；第二入口管道，该第二入口管道纵向延伸通过与第一侧相反的基层的第二侧；和出口管道，该出口管道定位在第一入口管道和第二入口管道之间。在此实施例中，第一入口管道、第二入口管道、出口管道都不从基层的头端或脚端延伸或接触基层的头端或脚端。替代地，因为第一入口管道、第二入口管道和出口管道每个都从基层的底表面延伸到传热层，所以空气从基层下方流动到入口管道内且向上进入和通过传热层，然后被向下抽吸回到出口管道内且借助于操作地连接到出口管道的风扇从床垫组件散开。
在包括从基层的底表面延伸到传热层的入口管道和出口管道的本发明的床垫组件的其他实施例中，入口管道、出口管道或入口管道和出口管道两者都不纵向延伸通过基层，而是替代地是柱形空隙的形式。在一些实施例中提供了床垫组件，该床垫组件包括：至少两个柱形空隙作为基层的第一侧上的入口管道，至少两个柱形空隙作为与第一侧相反的基层的第二侧上的入口管道，和伸长的通道作为出口管道，该出口管道在基层的第一侧上的入口管道和基层的第二侧上的入口管道之间纵向延伸通过基层。在另一个实施例中提供了床垫组件，该床垫组件包括：至少两个柱形空隙作为定位在基层的第一侧、基层的第二侧或两者上的出口管道，和伸长的通道作为纵向延伸通过基层(例如通过基层的中央部)的入口管道。在再进一步的实施例中提供了床垫组件，该床垫组件包括：至少两个柱形空隙作为定位在基层的第一侧上的出口管道，至少两个柱形空隙作为定位在与第一侧相反的基层的第二侧上的出口管道，和至少两个柱形空隙作为定位在基层的中央部内的入口管道。
进一步参考使用了具有从基层的底表面延伸到传热层的入口管道和出口管道的基层的本发明的床垫组件，在这些实施例中的一些中，柔性泡沫插件定位在入口管道和出口管道中的每个内并且具有大于基层的多孔性的多孔性。在此实施例中，并且类似于上述实施例，在操作地连接到出口管道中的每个的风扇的启动时，空气被抽吸到定位在入口管道中的每个内的柔性泡沫插件内、进入传热层内且通过传热层，并且进入定位在出口管道中的每个内的柔性泡沫插件内。然而，在床垫组件的其他实施例中，定位在入口管道或出口管道内的柔性泡沫插件的多孔性与基层的多孔性相同或至少可与基层的多孔性比较。在这些实施例中，为了将空气抽吸到每个入口管道内、到传热层内进而到每个出口管道内，将屏障层用于覆盖基层的一个或多个部分，在一些实施例中包括基层的连续的侧面板以及基层的顶表面和/或底表面。
与床垫组件的基层的特定的布置和构造无关，本发明的每个床垫组件进一步包括：电源，该电源用于向多个热电元件和附接到每个出口管道的风扇供给电流；和控制器，该控制器用于控制供给到多个热电元件和每个风扇的电流。通过在床垫组件内包括控制器，供给到每个风扇的电流的量不仅能够受控制以控制被抽吸通过床垫组件的空气的量，而且供给到热电元件的电流的量也能够受控制以在身体支撑层的第一表面处提供期望量的加热或冷却。例如，在某些实施例中，控制器构造为自动控制供给到珀耳帖元件的电流，使得电流能够在特定的方向上供给到珀耳帖元件以当身体支撑部分的第一表面达到特定的温度时加热或冷却身体支撑部分的第一表面。作为另一个示例，在一些实施例中控制器构造为允许将电流供给到珀耳帖元件达预定的时间段，诸如达8小时睡眠时间段，或达与使用者在睡眠周期的特定阶段(例如REM睡眠)通常花费的时间对应的时间长度。
为了提供对于包括在本发明的床垫组件内的热电元件的另外的水平的控制，在某些实施例中床垫组件进一步包括操作地连接到床垫组件的身体支撑层、散热层或两者的一个或多个特征，并且向控制器提供输入。在一些实施例中，这样的特征包括压力传感器，该压力传感器向控制器提供压力反馈并且当使用者躺在床垫上或以其他方式将一定量的压力施加在床垫组件上时允许控制器自动开始加热或冷却床垫组件。在其他实施例中，在示例性的床垫组件内包括了温度传感器，所述温度传感器向控制器提供温度反馈，以允许控制器响应于接收到的温度反馈选择性地加热或冷却身体支撑部分的第一表面并且维持期望的温度。在某些实施例中，此期望的温度或压力反馈设定在控制器自身处直接输入或调整，或在其他实施例中能够从遥控器传输到控制器，所述遥控器也操作地连接到控制器并且允许使用者远程地将身体支撑层的第一表面调整到期望的温度。
作为对于本发明的床垫组件的另外的改进，在一些实施例中提供了床垫组件，该床垫组件包括另外的特征以进一步增加床垫组件的使用者的舒适性和方便性。例如，如上所述，本发明的床垫组件中的每个一般地包括至少三层，即身体支撑层、传热层和基层。然而，在一些实施例中，将另外的层并入床垫组件内以提供增加水平的舒适性、提供另外的对于床垫组件的支撑或实现两种情况。例如，在某些实施例中，在床垫组件内包括基础以向身体支撑层、传热层和/或基层提供支撑。在一些实施例中，基础能够用作操作地连接到床垫组件的出口管道的风扇的壳体。
进一步参考本发明的支撑垫，示例性的支撑垫也能够用作控制支撑垫的表面温度的方法的部分。在一些实施例中，控制支撑垫的表面温度的方法包括首先提供具有身体支撑层、传热层、和定位为与身体支撑层相对的传热层相邻的并且具有低于传热层的多孔性的多孔性的基层的支撑垫。基层进一步限定了与传热层流体连通的一个或多个入口管道和与传热层流体连通的并且以预定距离与所述一个或多个入口管道中的每个间隔开的一个或多个出口管道。在床垫组件内也包括了风扇，所述风扇被用作方法的部分并且操作地连接到一个或多个出口管道中的每个。在此方面，在控制支撑垫的表面温度的方法的一些实施方案中，然后将电流供给到每个风扇，使得每个风扇将一定量的空气从入口管道抽吸到入口管道中的每个内并且通过传热层、进而进入出口管道内、以因此控制支撑垫的表面温度。在方法的一些实施方案中，支撑垫进一步包括多个珀耳帖元件，该珀耳帖元件定位为且构造为在身体支撑层的第一表面处选择性地提供加热或冷却。在此实施方案中，也能够将电流供给到多个珀耳帖元件，使得当电流在第一方向上供给时，身体支撑部分的表面温度降低，并且使得当电流在第二方向上供给时，身体支撑部分的表面温度升高。
本发明的另外的特征和优点将在研究此文献中的描述、附图和非限制性示例之后对于本领域的技术人员变得显见。
附图说明
图1是根据本发明制成的床垫组件的形式的示例性的支撑垫的透视图；
图2是沿着图1的线2-2截取的图1的示例性的床垫组件的横截面视图；
图3是也沿着图1的线2-2截取的图1的示例性的床垫组件的局部横截面视图；
图4是然而沿着图1的线4-4截取的图1的示例性的床垫组件的另一个横截面视图；
图5是图1的示例性的床垫组件的分解透视图；
图6是根据本发明制成的另一个示例性的床垫组件的分解透视图；
图7是根据本发明制成的另一个示例性的床垫组件的分解透视图；
图8是根据本发明制成的另一个示例性的床垫组件的分解透视图；
图9是沿着图8的线9-9截取的图8的示例性的床垫组件的横截面视图；
图10是根据本发明制成的另一个示例性的床垫组件的分解透视图；
图11是沿着图10的线11-11截取的图10的示例性的床垫组件的横截面视图；
图12是根据本发明制成的另一个示例性的床垫组件的分解透视图；
图13是沿着图12的线13-13截取的图12的示例性的床垫组件的横截面视图；
图14是根据本发明制成的另一个示例性的床垫组件的分解透视图；
图15是沿着图14的线15-15截取的图14的示例性的床垫组件的横截面视图；
图16是根据本发明制成的另一个示例性的床垫组件的分解透视图；
图17是沿着图16的线17-17截取的图16的示例性的床垫组件的横截面视图；
图18是根据本发明制成的另一个示例性的床垫组件的分解透视图；
图19是沿着图18的线19-19截取的图18的示例性的床垫组件的横截面视图；
图20是根据本发明制成的另一个示例性的床垫组件的分解透视图；
图21是用于覆盖本发明的示例性的床垫组件的覆盖组件的透视图；
图22是使用在椅子内并且根据本发明制成的示例性的支撑垫的横截面视图；
图23是示出了向根据本发明使用的示例性的控制器的输入和从所述控制器的输出的示意图；以及
图24是用于控制根据本发明制成的支撑垫的表面温度的示例性的遥控器的透视图。
具体实施方式
本发明包括支撑垫和用于控制支撑垫的表面温度的方法。特别地，本发明包括支撑垫诸如床垫组件，该支撑垫利用了热电元件和内部空气管道以选择地加热或冷却支撑垫的表面。因此，本发明的支撑垫允许使用者通过控制支撑垫的表面温度来个性化包括睡眠舒适的其舒适水平。
首先参考图1至图5，在本发明的一个示例性的实施例中提供了以床垫组件10形式的支撑垫，该床垫组件10包括身体支撑层20，该身体支撑层20具有第一表面22和与第一表面22相对的第二表面24。床垫组件10进一步包括以珀耳帖元件30形式的多个热电元件，该珀耳帖元件30定位并且构造为选择地在身体支撑层20的第一表面22处提供加热或冷却。床垫组件也包括传热层40和基层50。传热层40定位为与身体支撑层20的第二表面24相邻并且操作地连接到热电元件30，而基层50定位为与身体支撑层20相对的传热层40相邻并且被基础70支撑。
除定位为与传热层40相邻外，基层50还限定了三个入口管道52a、52b、52c，所述入口管道中的每个从定位在基层50的头端56上的各自的入口53a、53b、53c纵向延伸。入口管道52a、52b、52c中的每个与传热层40流体连通。基层50进一步限定了第一出口管道54a和第二出口管道54b，所述出口管道中的每个从定位在基层50的脚端58上的各自的出口55a、55b纵向延伸。出口管道54a、54b中的每个也与传热层40流体连通，但以预定距离与入口管道52a、52b、52c中的每个间隔开。进一步包括在床垫组件10中的是操作地连接到第一出口管道54a的第一风扇60a和操作地连接到第二出口管道54b的第二风扇60b。如在下文中进一步详细地描述，风扇60a、60b中的每个起作用以将一定量的空气从入口管道52a、52b、52c抽吸，通过传热层40并且在使空气从床垫组件10散开之前进入各自的出口管道54a、54b内。
床垫组件10的身体支撑层20一般地由连续层的柔性泡沫组成用于将来自使用者的身体或其身体部分的压力合适地分配为横跨在身体支撑层20上。这样的柔性泡沫包括但不限制于乳胶泡沫、网状或非网状的粘弹性泡沫(有时称为记忆泡沫或低回弹泡沫)、网状或非网状的非粘弹性泡沫、聚氨酯高回弹泡沫、膨胀聚合物泡沫(例如膨胀的乙烯-醋酸乙烯酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚乙烯)等。在图1至图5所示的实施例中，身体支撑层20由粘弹性泡沫组成，该粘弹性泡沫具有低回弹性以及足够的密度和硬度，这允许横跨床垫组件10的身体支撑层20均匀地吸收并且平均地分配压力。一般地，此粘弹性泡沫具有如通过在近似室温下(即21℃至23℃)从抵靠着材料的样本的板施加压力到材料的原始厚度的至少40％的压缩所测量的至少约10N至不大于约80N的硬度，其中如由国际标准化组织(ISO)2439硬度测量标准所确立的，40％压缩被保持达设定的时间段。在一些实施例中，粘弹性泡沫具有约10N、约20N、约30N、约40N、约50N、约60N、约70N、或约80N的硬度，以提供期望的舒适度和身体适应质量。
在此所述的用于床垫组件10内的粘弹性泡沫也能够具有帮助提供期望的舒适度和身体适应质量、以及改善的材料耐久性程度的密度。在一些实施例中，使用在身体支撑层20内的粘弹性泡沫的密度具有不少于约30kg/m3到不大于约150kg/m3的密度。在一些实施例中，使用在床垫组件10的身体支撑层20内的粘弹性泡沫的密度是约30kg/m3、约40kg/m3、约50kg/m3、约60kg/m3、约70kg/m3、约80kg/m3、约90kg/m3、约100kg/m3、约110kg/m3、约120kg/m3、约130kg/m3、约140kg/m3或约150kg/m3。当然，具有特定的密度的粘弹性泡沫的选择将影响包括泡沫的硬度、泡沫响应于压力的方式、和泡沫的总体感觉的泡沫的其他特性，但应理解的是具有期望的密度和硬度的粘弹性泡沫能够容易地随意地被选择用于特定的应用或床垫组件。另外，应理解的是，在不偏离在此所述的主旨的精神和范围的情况下，床垫组件的身体支撑层根本不需要由连续层的柔性泡沫组成，而是也能够采取包括基于弹簧的床垫的更传统的床垫的形式。
仍参考图1至图5，床垫组件10的身体支撑层20进一步被定位在身体支撑层20顶部并且向倚靠在床垫组件10上的使用者的身体或其身体部分提供了一定程度的舒适性的舒适部分或舒适层72所覆盖。舒适层72也能够由粘弹性泡沫组成。然而，舒适层72通常具有少于床垫组件10的身体支撑层20的密度、硬度或两者的密度、硬度或两者，使得舒适层72提供了以使使用者的身体或其身体的部分倚靠在上面的更软的表面，同时如在下文中进一步详述，也提供了使用者的身体和床垫组件10的珀耳帖元件30之间的足够软的屏障。例如，在某些实施例中，床垫组件10包括由带有约80kg/m3的密度和约13N的硬度的粘弹性泡沫组成的身体支撑层20，而舒适层72由带有约35kg/m3的密度和约10N硬度的粘弹性泡沫组成。
进一步参考在图1至图5中所示的身体支撑层20，如在下文中进一步详述，用于身体支撑层20的柔性泡沫材料一般具有与床垫组件10的传热层40的成分相比不同的成分，但另外地考虑到，示例性的身体支撑层能够进一步由具有各种密度和硬度的一个或多个不同的或另外的层组成。例如，考虑到的是，高回弹聚氨酯泡沫的层能够固定到使用在身体支撑部分内的低回弹粘弹性泡沫的层的第二表面。例如在美国专利No.7,469,437、No.7,507,468、No.8,025,964和No.8,034,445中、以及在美国专利申请公开No.2011/0252562中描述了这样的多层身体支撑部分，其每个通过此引用并入本文。
现在转到包括在本发明的支撑垫内的热电元件，各种热电元件能够合并在支撑垫内并且用于加热或冷却示例性的支撑垫的表面，所述热电元件包括将电能转化为热的电阻加热器以及其他热电元件。在图1至图5中所示的并且如上所述的示例性的床垫组件10内，热电元件是定位在床垫组件10内并且构造为允许使用者控制床垫组件10的身体支撑层20的第一表面22的温度的珀耳帖元件30，而且所述珀耳帖元件30能够借助于身体支撑层20的第一表面22与舒适层72的紧邻而改变床垫组件10的舒适层72的温度。也可称为珀耳帖装置、珀耳帖加热器或热泵、固态制冷器或热电热泵的珀耳帖元件30是固态有源热泵，该固态有源热泵通过使一定量的电流流过珀耳帖元件30以产生珀耳帖效应或换言之在两个不同的金属的电化的结合部处的热的存在而将热从床垫组件10的身体支撑层20的一侧传递到身体支撑层20的另一侧。
在图1至图5中所示的珀耳帖元件30中，两个不同的金属的结合部是n型半导体或元件32的形式或p型半导体或元件34的形式。在这些珀耳帖元件30中，当一定量的电流在第一方向上流过n型元件32、穿过金属互连部33并且进入p型元件34内时，产生了珀耳帖效应，由此n型元件32内的电子在电流的相反的方向上移动并且p型元件34内的空穴在电流的方向上移动，使得两者都从床垫组件10的身体支撑层20的第一表面22朝向身体支撑层20的第二表面24移除热。类似地，对于珀耳帖元件30，在一定量的电流在第二(相反的)方向上流动通过珀耳帖元件30和n型元件32和p型元件34时，珀耳帖效应能够反向，并且珀耳帖元件30能够用于通过使离开身体支撑层20的第二表面24并且朝向身体支撑层20的第一表面22汲取热来加热身体支撑层20的第一表面22。对于关于包括可包括在支撑垫内以产生此效应的珀耳帖元件的类型的珀耳帖效应的另外的信息和指导，参见例如美国专利申请No.2012/0198616和No.2012/0060885，其每个通过此引用以其整体并入本文。
如图3所示，为了便于身体支撑层20的第一表面22的加热和冷却，珀耳帖元件30大体上跨度为床垫组件10的身体支撑层20的宽度，使得珀耳帖元件30的每个的上部分31定位在身体支撑层20的第一表面22上方且与第一表面22相邻，且珀耳帖元件30的金属互连部33定位在身体支撑层20的第二表面24下方且与第二表面24相邻。虽然在图3中未示出，但为了允许珀耳帖元件30通过身体支撑层20，所述身体支撑层20典型地包括狭槽以允许包括n型元件32和p型元件34的珀耳帖元件30的部分定位在身体支撑层20内并且通过身体支撑层20，并且允许热从身体支撑层20的一个表面被传递到另一个表面。换言之，并且如图2最佳地所示，珀耳帖元件30定位为与身体支撑层20相邻并且直接将热从身体支撑层20的一个表面且通过身体支撑层20传递到身体支撑层20的另一个表面且进入传热层40内。
现在参考图2至图5，为了进一步利用珀耳帖元件30的加热和冷却能力，珀耳帖元件30串联布置，其中珀耳帖元件30相继地布置以提供横跨身体支撑层20的整个第一表面22或其部分的大体上均匀的和连续的加热或冷却。在此方面，并且如图4至图5最佳地所示，珀耳帖元件30进一步布置为阵列35a、35b、35c、35d，使得珀耳帖元件30的组定位在身体支撑层20的某些区域上，并且用于选择性地加热或冷却身体支撑层20的区域。在床垫组件10中，阵列35a、35b、35c、35d中的每个包括在床垫组件10的可移除部分12a、12b、16a、16b中，所述可移除部分每个由身体支撑层20的部分和传热层40的相应的部分组成，并且其允许使用者容易地从床垫组件10随意地移除珀耳帖元件30(例如以维修或替换珀耳帖元件30)。另外，可移除部分12a、12b、16a、16b中的每个定位在床垫组件10内，使得珀耳帖元件30的阵列35a、35b、35c、35d与易于受到过度加热或冷却的使用者的身体的特定的部分(例如使用者的躯干与使用者的脚)接触。例如，并且如在下文中进一步详述，在一些实施例中，珀耳帖元件30的阵列35a、35b、35c、35d单独地可寻址，使得能够冷却与以仰卧或俯卧位置躺卧的使用者的躯干或头部接触的阵列35a、35b，同时加热紧邻以仰卧或俯卧位置躺卧的使用者脚的阵列35c、35d。当然，为了提供对于第一表面22的选择性的加热和冷却的更大量的控制，在阵列35a、35b、35c、35d中的珀耳帖元件30的单独的行或列也能够单独地可寻址，使得身体支撑层20的第一表面22的多个特定的部分能够选择性地被加热和冷却，以允许使用者的身体的特定的部分被加热或冷却，或仅允许与使用者的身体最紧密接触的珀耳帖元件30被选择性地加热或冷却(例如当使用者侧躺时)。同样地，虽然在图2至图5中未示出，也应理解的是，使用在本发明的床垫组件内的珀耳帖元件能够设置成不相互串联连接的离散的珀耳帖元件的形式，以提供对于身体支撑层的第一表面的加热和冷却的更加大量的控制。
现在参考图2至图3，除构造为选择性地加热或冷却身体支撑层20的第一表面22之外，珀耳帖元件30也操作地连接到床垫组件10的传热层40。更具体地，在图2至图3所示的实施例中，床垫组件10的传热层40由大体上均匀的多孔粘弹性泡沫的层组成，所述层固定到且覆盖身体支撑层20的第二表面24的全部。传热层40的多孔粘弹性泡沫也封装了靠近身体支撑层20的第二表面24的珀耳帖元件30的金属互连部33。在此方面，如将在下文中进一步详述，通过将珀耳帖元件30操作地连接到传热层40，传热层40的多孔粘弹性泡沫除提供对于珀耳帖元件30和上覆的身体支撑层20的结构支撑之外，还提供了开放的环境，诸如通过穿过珀耳帖元件30并且通过由传热层40的多孔粘弹性泡沫所提供的开放的环境的空气流动，由珀耳帖元件30所生成的热能够被传递到开放的环境中。
进一步参考包括在床垫组件的传热层40内的多孔粘弹性泡沫，当然考虑到的是。传热层不需要由粘弹性泡沫组成，而是任何数量的多孔柔性泡沫能够用于产生传热层，所述传热层具有足以允许由珀耳帖元件所生成的热扩散在其内的多孔性。在此方面，术语“多孔柔性泡沫”(粘弹性或其他性质)在此用于一般地涉及具有蜂窝状泡沫结构的柔性泡沫，在所述蜂窝状泡沫结构中泡沫的单体的至少部分基本上是骨架。换言之，泡沫的单体的至少部分每个通过由单体支柱包围的多个有孔隙的窗所限定，其中多孔泡沫的单体窗能够完全地不存在(仅留下单体支柱)或大体上消失。在一些实施例中，如果单体的窗的至少50％消失(即具有通过其的孔隙的窗，或完全消失的并且因此仅留下单体支柱的窗)，则泡沫被考虑为是“多孔的”。能够通过以化学或机械方式的破坏或单体窗材料的其它移除、或通过在泡沫的制造过程期间防止单体窗的完全形成来产生这样的结构。在本发明的一些实施例中，当涉及柔性泡沫时，术语“多孔的”因此能够与术语“网状的”可互换地使用。
与用于产生多孔泡沫的制造过程无关，多孔泡沫借助于其开放的蜂窝状结构具有很好地适合于使用在床垫组件10的传热层40内的特征，包括允许流体移动通过多孔泡沫的增强的能力、并且因此提供了增强的空气移动进入、通过和离开床垫组件10的传热层40的能力。在此方面，通过将珀耳帖元件30的金属互连部33封装在传热层40的多孔粘弹性泡沫内，被作为身体支撑层20的第一表面22的冷却的部分的珀耳帖元件30传递到传热层40的热被允许容易地扩散遍布传热层40的多孔粘弹性泡沫。在将热传递到传热层40的开放的环境中时，通过将一定量的空气输送通过传热层40的多孔的粘弹性泡沫，然后热能够容易地传出传热层40。在床垫组件10内，传热层40并且具体地传热层40的多孔粘弹性泡沫具有约10孔/英寸(ppi)的孔尺寸，以允许足够的量的空气移动进入、通过和离开传热层40。然而，当然应考虑到，在不偏离在此所述的主旨的精神和范围的情况下，存在于示例性的传热层的泡沫内的孔的尺寸能够容易地按需要调整，以将特定量的空气输送通过示例性的传热层和/或通过特定的床垫组件。
现在转到床垫组件10的基层50，并且再次参考图1至图5，如上所述，基层50限定了三个分开的、中空的入口管道52a、52b、52c，所述入口管道相互间隔开并且从基层50的头端56纵向延伸。基层50进一步限定了两个分开的、中空的出口管道54a、54b，所述出口管道从基层50的脚端58纵向延伸，使第一出口管道54a定位在第一入口管道52a和第二入口管道52b之间，并且第二出口管道54b定位在第二入口管道52b和第三入口管道52c之间。入口管道52a、52b、52c中的每个和出口管道54a、54b中的每个跨过基层50的宽度，并且从基层50的底表面59延伸到传热层40的底表面44。如此，并且借助于入口管道52a、52b、52c和出口管道54a、54b的中空的性质，基层50的每个入口管道52a、52b、52c和出口管道54a、54b与传热层40流体连通。
基层50也一般地由柔性泡沫组成。在图1至图5中所示的实施例中，基层50由标准聚氨酯泡沫组成。然而，使用在基层50内的聚氨酯泡沫具有小于定位在基层50紧接地上方的传热层40的多孔粘弹性泡沫中含有的多孔性的多孔性。在此方面，当操作地连接到第一出口管道54a的第一风扇60a被启动并且操作地连接到第二出口管道54b的第二风扇60b被启动时，第一风扇60a和第二风扇60b不直接将空气抽吸到入口管道52a、52b、52c内、通过基层50并且然后进入出口管道54a、54b内且离开床垫组件10。替代地，通过在床垫组件10内包括具有小于传热层40的多孔性的多孔性的基层50，风扇60a、60b起作用以产生空气流动路径，由此将空气通过各自的入口53a、53b、53c抽吸到入口管道52a、52b、52c内，使空气遇到更低多孔性的基层50，且将空气抽吸到更高多孔性的传热层40内，且获取由珀耳帖元件30生成并且散开到传热层40内的任何热，进而使空气从传热层40行进到出口管道54a、54b内，然后通过第一风扇60a和第二风扇60b从床垫组件10散开。
为了进一步便于空气通过入口管道52a、52b、52c进入传热层40内并且然后进入出口管道54a、54b内的流动，且也为了防止床垫组件10的各种层在使用期间彼此相对移动，基层50和传热层40以及身体支撑层20和舒适层72一般地彼此固定。能够在此方面使用将材料的一个层固定到材料的另一个层的各种装置，包括带、钩和环紧固件、常规的紧固件，针等。在一个特定的实施例中，基层50、传热层40、身体支撑层20和舒适层72通过粘附的或粘聚的结合材料结合在一起，以产生大体上连续的组件，其中舒适层72和身体支撑层20完全地彼此附着，身体支撑层20和传热层40完全地彼此附着，且传热层40和基层50完全地彼此附着。此粘附的结合材料例如包括环境友好的、水基粘合剂，像由SABADINXPERLOBV,B-7090AA,Dinxperlo,Belgium生产的双组分水基粘合剂产品的SABAAQUABONDRSD。
与用于将各种层彼此粘附的特定的装置无关，并且现在参考图1至图5，且参考在图23中所示的床垫组件10的电路的示意图，床垫组件10进一步包括电源90以用于将电流供给到珀耳帖元件30和风扇60a、60b、以及用于控制供给到多个珀耳帖元件30和风扇60a、60b的电流的控制器92。通过将控制器92包括在床垫组件10内，不仅供给到风扇60a、60b中的每个的一定量的电流能够受控制，以控制抽吸到床垫组件10内的空气的量，而且供给到珀耳帖元件30的电流的量也能够受控制，以提供在床垫组件10的身体支撑层20的第一表面22处的期望的量的加热或冷却。例如，控制器92能够构造为自动控制供给到珀耳帖元件30的电流，使得电流能够供给到珀耳帖元件30以当身体支撑层20的第一表面22达到特定的温度时诸如在使用者躺在身体支撑层20之后达延长的时间段加热或冷却身体支撑层20的第一表面22。作为另一个示例，控制器92也能够构造为允许将电流供给到珀耳帖元件30达预定的时间段，诸如达8小时的睡眠时段。
作为再一个示例，控制器92能够进一步构造为以与使用者的睡眠节律对应的方式将电流供给到珀耳帖元件30。例如，应理解到在REM(快速眼动)睡眠期间，使用者一般地失去其控制他或她的身体的温度的能力的至少一些。因此，在某些实施例中，控制器92能够被构造为在夜间睡眠过程期间当使用者一般地处于REM睡眠中时开始冷却身体支撑层20的第一表面22。替代地，控制器92可进一步操作地连接到监测睡眠节律的装置，例如由ZEO,Newton,MA制造的ZEOSLEEPMANAGERTM，使得控制器92能够构造为在接收到躺在床垫组件10上的使用者已进入睡眠循环(例如REM睡眠)的特定的阶段的输入时将电流提供到珀耳帖元件30。
除了提供对于供给到珀耳帖元件30的电流的量的控制之外，床垫组件10的控制器92进一步允许被供给到珀耳帖元件30的电流的方向受到控制。在此方面，控制器92不仅能够用于改变供给到珀耳帖元件30的电流的方向以选择性地加热或冷却床垫组件10的身体支撑层20的第一表面22，而且能够进一步构造为在冷却身体支撑层20的第一表面22的延长的时段之后从床垫组件10散热的传热层40。例如，在冷却身体支撑层20的第一表面22的过夜阶段之后，显著的热的量将被传递到床垫组件10的传热层40。如此，并且除了启动风扇60a、60b以散热且将热从传热层40移开之外或作为其替代，供给到珀耳帖元件30的电流的方向能够反向，并且传热层40内的热能够从传热层40传递到身体支撑层20的第一表面22且释放到周围大气中。
为了提供对于包括在本发明的床垫组件内的珀耳帖元件的另外水平的控制，示例性的床垫组件能够进一步包括操作地连接到身体支撑层、传热层或两者并向控制器提供输入的一个或多个特征。例如，并且现在参考图4和图23，床垫组件10包括压力传感器94a、94b，该压力传感器94a、94b响应于使用者倚靠在身体支撑层20的第一表面22上而向控制器92提供压力反馈，以因此允许控制器92一旦使用者躺在床垫组件10上或以其他方式将一定量的压力施加在床垫组件10上则自动开始提供电流并且加热或冷却床垫组件10。也如图4和图23所示，温度传感器96a、96b进一步包括在床垫组件10内且向控制器92提供温度反馈，以因此允许控制器92响应于接收到的温度反馈选择性地加热或冷却床垫组件10的第一表面，且由此维持身体支撑层20的第一表面22处的期望的温度。在某些实施例中，这样的期望的温度或压力反馈设定直接输入到控制器92或在控制器92自身处调整，或在其他实施例中如图24所示，从遥控器97传送到控制器92，所述遥控器97包括温度控制按键98和风扇控制按键99且其也操作地连接到控制器92，使得床垫组件10的珀耳帖元件30和风扇60a、60b能够远程操作。
进一步参考床垫组件10的风扇60a、60b，并且又参考图1至图5，第一风扇60a一般地固定到第一出口55a并且第二风扇60b一般地固定到基层的脚端58处的第二出口55b。然而，考虑到的是，风扇60a、60b中的每个也能够容纳在出口管道54a、54b内或专门的组件内，以将风扇60a、60b隐藏在床垫组件10自身内和/或降低由风扇产生的噪声的量。此外，在床垫组件10内，也考虑到的是，能够根据本发明使用任何数量的风扇类型以及任何数量的用于抽吸一定量的空气通过本发明的示例性的床垫组件的其他装置(包括气泵等)。这样的风扇例如包括由DeltaElectronics,Inc.(台北市,台湾)制造和发布的DeltaElectronics风扇型号P/NVFB070B3A1-DC54。
在启动在图1至图5中所示的床垫组件10内的第一风扇60a和第二风扇10b时，在床垫组件10内三个入口管道52a、52b、52c和两个出口管道54a、54b的布置已被发现允许足够量的空气移动通过传热层40，以因此从包括在示例性的“特大”尺寸的床垫组件内的珀耳帖元件30散热。然而，考虑到的是，能够在本发明的示例性的床垫组件内使用并且能够至少部分地基于床垫组件的尺寸选择入口管道和出口管道的许多不同的布置。例如，并且现在参考图6，在利用了分开的中空的入口管道和出口管道的本发明的另一个实施例中提供了“双人”尺寸床垫组件110，该床垫组件110包括：舒适层172；身体支撑层120，该本体支撑层120具有第一表面122和与第一表面122相对的第二表面124；传热层140；基层150，该基层150由具有大于传热层140的多孔性的多孔性的材料组成；以及基础170。床垫组件110进一步包括多个珀耳帖元件130，该珀耳帖元件130布置在定位在床垫组件110的中央区域114内的第一可移除插件112内的第一阵列135a内并且布置在定位在床垫组件110的下部区域118内的第二可移除插件116内的第二阵列135b内。然而，与在图1至图5中所示的“超大”尺寸床垫组件10不同，“双人”尺寸床垫组件110的基层150不包括一系列的三个入口管道和两个出口管道。相反地，在“双人”尺寸床垫组件110中，基层150仅包括：单个入口管道152，该单个入口管道152从定位在基层150的头端156上的入口153纵向延伸通过基层150；和单个出口管道154，该单个出口管道154从定位在基层150的脚端158上的出口155纵向延伸通过基层150。另外，借助于在基层150内仅包括单个出口管道154，床垫组件110仅包括单个风扇160，该单个风扇160操作地连接到出口管道154。在此方面，当风扇160经由连接到风扇160和珀耳帖元件130的电源190和控制器192被启动时，风扇160将空气抽吸到单个入口管道152内，向上通过传热层140，进而进入单个出口管道154内，然后通过出口155离开。
作为另外的改进，在床垫组件110内，为了确保新鲜的空气进入基层150，并且更准确地说进入入口管道153，基层150也包括过滤器195，该过滤器195覆盖了入口153，使得仅允许被过滤的空气通过入口153进入入口管道152内并且入口管道152被保持不含颗粒物诸如烟、尘土、灰尘、花粉、霉菌、细菌、毛发或昆虫，否则该微粒物可能聚积在床垫10的内部且限制空气流动。当然，考虑到的是，在不偏离本文所述的主题的精神和范围的情况下，包括但不限制于用于移除化学物和/或使人不愉快的气味的炭过滤器的各种类型的过滤器能够容易地并入本发明的示例性的床垫内。
作为对于使用基层内的入口管道和出口管道以提供流动通过示例性的床垫组件的足够量的空气的本发明的床垫组件的另外的改进，并且现在参考图7，在另一个实施例中提供了床垫组件210，该床垫组件210也包括：舒适层272；身体支撑层220，该身体支撑层220具有第一表面222和与第一表面222相对的第二表面224；传热层240；基层250，该基层250由具有低于传热层240的多孔性的多孔性的材料组成；以及基础270。床垫组件210进一步包括多个珀耳帖元件230，该多个珀耳帖元件230布置在包括在床垫组件210的可移除的部分212a、212b、212c、212d内的分开的阵列235a、235b、235c、235d中。另外，通过床垫组件210的基层250限定的是三个分开的入口管道252a、252b、252c，该入口管道彼此间隔开且从基层250的头端256处的入口253a、253b、253c纵向延伸。基层250进一步限定了两个分开的出口管道254a、254b，该出口管道254a、254b从基层250的脚端258处的特定的出口255a、255b纵向延伸，使第一出口管道254a操作地连接到第一风扇260a并且定位在第一入口管道252a和第二入口管道252b之间，并且使第二出口管道254b操作地连接到第二风扇260b且定位在第二入口管道252b和第三入口管道252c之间。
然而，作为对于在床垫组件210内包括中空的入口管道和出口管道的替代，床垫组件210包括定位在入口管道252a、252b、252c中的每个内的多孔泡沫插件280a、280b、280c和定位在出口管道254a、254b中的每个内的多孔泡沫插件282a、282b。定位在入口管道252a、252b、252c内的多孔泡沫插件280a、280b、280c中的每个和定位在出口管道254a、254b内的多孔泡沫插件282a、282b中的每个具有大于由基层250组成的柔性泡沫的多孔性的多孔性。在此方面，通过将多孔泡沫插件280a、280b、280c定位在入口管道252a、252b、252c内并且将多孔泡沫插件282a、282b定位在出口管道254a、254b内，多孔泡沫插件280a、280b、280c、282a、282b允许向传热层240提供更大量的支撑，但仍允许足够量的空气被抽吸到入口管道252a、252b、252c内、进入传热层240内进而进入出口管道254a、254b内，以从传热层240内的珀耳帖元件230且从床垫组件210散热。特别地，当风扇260a、260b经由连接到风扇260a、260b的电源290和控制器292和珀耳帖元件230启动时，风扇260a、260b抽吸口气通过入口管道252a、252b、252c中的多孔泡沫插件280a、280b、280c、通过传热层240，进而进入出口管道254a、254b内的多孔泡沫插件282a、282b内，然后通过基层250的脚端258处的出口255a、255b离开床垫组件210。
作为对于根据本发明的入口管道和出口管道的使用的进一步的改进，并且更具体地作为对于在此入口管道和出口管道内的多孔泡沫插件的使用的进一步的改进，在一些实施例中入口管道和出口管道能够定位在示例性的床垫组件的基层的离散的区内，而非纵向延伸通过基层的实体的部分。现在参考图8至图9，在另一个示例性的实施例中提供了床垫组件310，该床垫组件310包括：舒适层372；身体支撑层320，该身体支撑层320具有第一表面322和与所述第一表面322相对的第二表面324、多个珀耳帖元件330；传热层340；基层350，该基层350由具有低于传热层340的多孔性的多孔性的材料组成；和基础370。床垫组件310进一步包括第一入口管道352a和第二入口管道352b，以及操作地连接到第一风扇360a的第一出口管道354a和操作地连接到第二风扇360b的第二出口管道354b。第一入口管道352a和第一出口管道354a定位在基层350的第一侧362上，并且第二入口管道352b和第二出口管道354b定位在与第一侧362相反的基层350的第二侧364上。然而，值得注意地，入口管道352a、352b中的每个和出口管道354a、354b中的每个不纵向延伸通过基层350的实体的部分。相反，入口管道352a、352b中的每个和出口管道354a、354b中的每个是分别定位在床垫组件310的头端356处和脚端358处的大体上的矩形区域，并且每个包括多孔泡沫插件380a、380b、382a、382b，该多孔泡沫插件380a、380b、382a、382b具有大于基层350的多孔性的多孔性。因此，如图9用箭头最佳地示出，在操作地连接到出口管道354a、354b的风扇360a、360b经由控制器392和电源390的启动时，空气进入定位在入口管道352a、352b内的多孔泡沫插件380a、380b，向上行进到传热层340内穿过珀耳帖元件330，进而向下行进到定位在出口管道354a、354b内的多孔泡沫插件382a、382b内，然后离开基层350的脚端358，并且因此使由珀耳帖元件330生成的任何热从床垫组件310散开。
作为对于根据本发明的入口管道和出口管道的使用的又一个改进，在一些实施例中，床垫组件的基层能够包括入口管道和出口管道，该入口管道和出口管道不从基层的头端或脚端延伸而是替代地仅从基层的底表面延伸。现在参考图10至图11，在另一个示例性的实施例中提供了床垫组件410，类似于在此所述的其他实施例，该床垫组件410包括：舒适层472；身体支撑层420，该身体支撑层420具有第一表面422和与第一表面422相对的第二表面424；多个珀耳帖元件430；传热层440；和基层450，该基层450由具有低于传热层440的多孔性的多孔性的柔性泡沫组成。床垫组件410进一步包括：第一入口管道452a，该第一入口管道452a纵向延伸通过基层450的第一侧462；第二入口管道452b，该第二入口管道452b纵向延伸通过基层450的中央部466；第三入口管道452c，该第三入口管道452c也纵向延伸通过基层的中央部466并且与第二入口管道452b间隔开；和第四入口管道452d，该第四入口管道452d纵向延伸通过与第一侧462相反的基层450的第二侧464。在床垫组件410内也包括的是：第一出口管道454a，该第一出口管道454a纵向延伸通过基层450并且定位在第一入口管道452a和第二入口管道452b之间；和第二出口管道454b，该第二出口管道454b纵向延伸通过基层450并且定位在第三入口管道452c和第四入口管道452d之间。多孔泡沫插件480a、480b、480c、480d定位在入口管道452a、452b、452c、452d中的每个内，并且多孔泡沫插件482a、482b也定位在出口管道454a、454b中的每个内。然而，在床垫组件410中，入口管道452a、452b、452c、452d和出口管道454a、454b都不从基层450的头端456或脚端458延伸或接触所述头端456或脚端458。替代地，在床垫组件410中，入口管道452a、452b、452c、452d中的每个和出口管道454a、454b中的每个除纵向延伸通过基层外还跨过了基层450的厚度并且从基层450的底表面459延伸到传热层440。
在图10和图11中所示的实施例中，为了便于空气从基层450的底表面459到传热层440的移动，床垫组件410进一步包括基础470，该基础470定位为与基层450的底表面459相邻。基础470包括多个滤栅471，该多个滤栅471定位在基层450的入口管道452a、452b、452c、452d和出口管道454a、454b的下方并且具有与所述入口管道和所述出口管道对应的形状。基础470进一步容纳了定位在第一出口管道454a下方并且操作地连接到第一出口管道454a的第一风扇460a和定位在第二出口管道454b下方并且操作地连接到第二出口管道454b的第二风扇460b。如图11的箭头所示，通过将第一风扇460a和第二风扇460b定位在第一出口管道454a和第二出口管道454b下方，在风扇460a、460b的启动时，空气从基层450下方抽吸，通过滤栅471，进入入口管道452a、452b、452c、452d内，进而向上进入和通过传热层440，然后向下被抽吸回到第一出口管道454a和第二出口管道454b内，并且离开床垫组件410。
现在参考图12至图13，在本发明的另一个实施例中提供了床垫组件510，该床垫组件510包括入口管道552a、552b、552c、552d和出口管道554a、554b的另一个示例性的布置。类似于图10至图11所示的示例性的床垫组件410，床垫组件510包括：舒适层572；身体支撑层520，该身体支撑层520具有第一表面522和与第一表面522相对的第二表面524；多个珀耳帖元件530；传热层540；基层550；和基础570，该基础570容纳了每个定位在出口管道554a、554b中的一个下方的第一风扇560a和第二风扇560b。基础570也类似地包括许多滤栅571，所述滤栅571与入口管道552a、552b、552c、552d和出口管道554a、554b的位置和形状对应。然而，在床垫组件510中，入口管道552a、552b、552c、552d不纵向延伸通过基层550的实体的长度。替代地，通过床垫组件510的基层550限定的入口管道552a、552b、552c、552d是从基层550的底表面559延伸到传热层540的柱形空隙的形式。
特别地，基层550包括在基层550的第一侧562内相互间隔开的柱形空隙的形式的第一行三个入口管道552a，在基层550的中央部566内相互间隔开的柱形空隙的形式的第二行三个入口管道552b，在基层550的中央部566内相互间隔开并且与第二行的入口管道552b间隔开的柱形空隙的形式的第三行三个入口管道552c，和在基层550的第二侧564内相互间隔开的柱形空隙的形式的第四行三个入口管道552d。在床垫组件510中，第一出口管道554a则在第一行入口管道552a和第二行入口管道552b之间纵向延伸通过基层550，并且第二出口管道554b在第三行入口管道552c和第四行入口管道552d之间纵向延伸通过基层550。多孔泡沫插件580a、580b、580c、580d进一步分别定位在入口管道552a、552b、552c、552d中的每个内。另外，多孔泡沫插件582a定位在第一出口管道554a内并且多孔泡沫插件582b定位在第二出口管道554b内。因此，如图13的箭头所示，当第一风扇560a和第二风扇560b经由连接到床垫组件510的控制器592和电源590启动时，空气从基层550下方抽吸，进入定位在入口管道552a、552b、552c、552d内的多孔泡沫插件580a、580b、580c、580d内，进而向上进入并通过传热层540，然后被向下抽吸回到定位在第一出口管道554a内的多孔泡沫插件582a内和定位在第二出口管道554b内的多孔泡沫插件582b内，且离开床垫组件510。
作为对于床垫组件510的基层550的另外的改进，床垫组件510的基层550不由具有大于传热层540的多孔性的多孔性以便将一定量的空气引导通过所述行的入口管道552a、552b、552c、552d并且进入传热层540内的柔性泡沫组成。相反，在床垫组件510中，基层550也由多孔泡沫组成。在此方面，床垫组件510进一步包括屏障层584，该屏障层584定位在基层550和传热层540的暴露的外表面(即基层550和传热层540的连续的侧壁以及基层550的底表面559)上方、以及在基层550和传热层540之间。屏障层584能够许多不同的材料组成，诸如塑料、织物等，但在所有情况中，该屏障层584起大体上气密的层的作用，该气密的层将借助于风扇560a、560b抽吸通过基层550和传热层540的空气引导通过所述行的入口管道552a、552b、552c、552d、进入传热层540内、进而第一出口管道554a和第二出口管道554b内。
现在参考图14至图15，在本发明的另一个示例性实施例中提供了床垫组件610，该床垫组件610包括入口管道652和出口管道654a、654b的再一个布置。而且，床垫组件610包括：舒适层672；身体支撑层620，该身体支撑层620具有第一表面622和与第一表面622相对的第二表面624；多个珀耳帖元件630；传热层640；基层650，该基层650由具有低于传热层640的多孔性的多孔性的柔性泡沫组成；和基础670，该基础670包括与入口管道652和出口管道654a、654b的位置和形状对应的许多滤栅671。基础670进一步容纳了四个分开的风扇(其中在图15中仅示出了第一风扇660a和第二风扇660b)，所述风扇倾斜以引导空气离开床垫组件610，并且所述风扇连接到控制器692和电源690。
在床垫组件610的入口管道652中的每个内也分别包括了多孔泡沫插件680并且在床垫组件610的出口管道654a、654b中的每个内也分别包括了多孔泡沫插件682a、682b。然而，在床垫组件610中，入口管道652包括在基层650的中央部666内，并且第一行出口管道654a包括在基层650的第一侧662上且第二行出口管道654b包括在床垫组件610的第二侧664上。在此方面，如图15最佳地所示，当空气被抽吸到床垫组件610内时，空气首先进入定位在床垫组件610的中央部666内的入口管道652内的多孔泡沫插件680，然后流动通过传热层640到基层650的第一侧662和基层650的第二侧664两者，然后通过出口管道654a,654b内的多孔泡沫插件682a、682b离开。
作为根据本发明制造的床垫组件的再一个示例，在另一个实施例中且现在参考图16至图17提供了床垫组件710，该床垫组件710包括：舒适层772；身体支撑层720，该身体支撑层720具有第一表面722和与第一表面722相对的第二表面724；多个珀耳帖元件730；传热层740；基层750；和基础770，该基础770包括许多成形的滤栅771。基础770也容纳了四个分开的风扇，所述风扇中仅第一风扇760a和第二风扇760b在图17中示出。床垫组件710进一步包括：第一行出口管道754a，该第一行出口管道754a定位在基层750的第一侧762上并且包括多孔泡沫插件782a；和第二行出口管道754b，该第二行出口管道754b定位在基层750的第二侧764上并且包括多孔泡沫插件782b。然而，与在图14至图15中所示的床垫组件610不同，在床垫组件710中，入口管道752是定位在基层750的中央部766内并且从基层750的头端756纵向延伸到基层750的脚端758的多孔泡沫区780的形式。此外，在床垫组件710中，基层750由多孔泡沫组成，并且屏障层-784也定位在基层750和传热层740的外表面上方、以及定位在基层750和传热层740之间。因此，如图17最佳地所示，当空气被抽吸到床垫组件710内时，空气沿着入口管道752的多孔泡沫区780的长度进入基层750，且从多孔泡沫区780向上流动，进而遍布传热层740的整体，然后期望的是，所述空气被向下引导到出口管道754a、754b内的多孔泡沫插件782a、782b内。
现在参考图18至图19，作为对于在图16至图17中所示的床垫组件710的替代提供了另一个示例性的床垫组件810，该床垫组件810类似地包括：舒适层872；身体支撑层820、多个珀耳帖元件830；传热层840；基层850；和基础870，该基础870包括许多滤栅871并且容纳了四个分开的风扇，在所述风扇中仅第一风扇860a和第二风扇860b在图19中示出。床垫组件810也包括：第一行出口管道854a，该第一行出口管道854a定位在基层850的第一侧862上并且包括多孔泡沫插件882a；和第二行出口管道854b，该第二行出口管道854b定位在基层850的第二侧864上且包括多孔泡沫插件882b。在床垫组件810中进一步包括的是入口管道852，该入口管道852是在基层850的中央部866中纵向延伸的多孔泡沫区880的形式。然而，在床垫组件810中，基层850不由多孔泡沫组成，而是替代地由标准柔性泡沫(例如聚氨酯泡沫)组成，该标准柔性泡沫具有低于传热层840的多孔性的多孔性。此外，在床垫组件810中，屏障层884仅用于围绕基层850和传热层840的外表面，并且不定位在基层850和传热层840之间。
作为对于本发明的另外的改进，虽然在图1至图19中所示的床垫组件10、110、210、310、410、510、610、710、810中的每个包括多个珀耳帖元件30、130、230、330、430、530、630、730、830，但本发明进一步包括不使用多个珀耳帖元件来选择性地冷却床垫组件的身体支撑层的床垫组件。例如，如图20所示，在本发明的另一个示例性的实施例中提供了床垫组件910，该床垫组件910包括身体支撑层920；传热层940，该传热层940由多孔柔性泡沫组成；和基层950，该基层950由具有低于传热层940的多孔柔性泡沫的多孔性的多孔性的柔性泡沫组成。床垫组件910也包括由基层950限定的三个入口管道952a、952b、952c和两个出口管道954a、954b。进一步包括在床垫组件内的是操作地连接到电源990和控制器992的一对风扇960a、960b，使风扇960a、960b中的一个操作地连接到两个出口管道954a、954b中的每个。然而，为了选择性地冷却床垫组件的身体支撑层920，不使用珀耳帖元件。相反，在床垫组件910内，通过启动风扇960a、960b中的每个以将一定量的空气抽吸到入口管道952a、952b、952c内、通过其中空气获取被相邻的身体支撑层920吸收的热的传热层940、进而进入出口管道954a、954b内、然后从床垫组件910散开来冷却身体支撑层920。
作为对于本发明的床垫组件的更进一步的改进，也能够包括和使用一个或多个罩以覆盖在此所述的床垫组件。例如，在一个实施例中，以防火套形式的罩能够首先用于最初围绕示例性的床垫组件。然后，诸如由100％的棉或另外的柔软且透气的织物组成的罩的外部织物罩能够用于覆盖防火套。作为另一个示例，并且现在参考图21，在本发明的一个示例性的实施例中能够利用用于示例性的床垫组件的罩组件2010，该罩组件2010包括第一罩2020，该第一罩2020具有顶面板2022、底面板2024和连续的侧面板2030。第一罩2020的连续的侧面板2030的特征能够在于包括头面板2032、脚面板2034和两个相对的侧面板2036、2038，使顶面板2022和底面板2024共同地限定用于封闭本发明的床垫组件的空腔。第一罩2020进一步包括品牌标签2062，该品牌标签2062沿着脚面板2034的部分竖直延伸。
罩组件2010进一步包括第二罩2040，该第二罩2040具有顶表面2042和底表面2044，使第二罩2040也限定了周部2046。罩组件2010的第二罩2040一般地定位在第一罩2020的顶面板2022上方并且定尺寸为至少覆盖第一罩2020的顶面板2022，该顶面板2022的区域以图21中所示的并且为第一罩2020的顶面板2022指定了蓝色的阴影线表示。特别地，在罩组件2010中，第二罩2040定尺寸为覆盖顶面板2022、每个相对的侧面板2036、2038的上半部2037、2039、脚面板2034的上边缘2035和头面板2032的上边缘2033。通过在罩组件2010内包括此第二罩2040，第二罩2040因此被构造为覆盖并且保护在下面的第一罩2020的部分、并且因此在第一罩2020下面的任何床垫的部分，所述部分可能暴露于过度的磨损且可能处于变脏或损坏的增加的风险下，即顶面板2022、每个相对的侧面板2036、2038的上半部2037、2039、脚面板2034的上边缘2035和头面板2032的上边缘2033。此外，通过在罩组件2010中包括此第二罩2040，第二罩2040导致每个相对的侧面板2036、2038的上半部2037、2039在将第二罩2040经由拉锁2050附接到第一罩2020时呈现更圆化的构造。当然，在不偏离在此所述的主旨的精神和范围的情况下，用于第二罩2040的许多其他尺寸和构造能够可容易地选择为期望的尺寸和构造，并且能够并入特定的罩组件内以防止对于床垫的损坏或污染或改变床垫的外观。
作为对于本发明的更进一步的改进，虽然在图1至图21中所示的支撑垫是床垫组件10、110、210、310、410、510、610、710、810、910的形式并且定尺寸为支撑以仰卧或俯卧位置躺卧的使用者，但考虑到的是，在此所述的特征相等地可应用于头枕、坐垫、座椅靠背、颈枕、腿隔枕、床垫套、覆盖物等。如此，短语“支撑垫”在此用于表示具有任何尺寸或形状的并且能够用于或一般地用于支撑使用者的身体或其身体部分的任何和全部此物体。例如，如图22所示，在本发明的另外的示例性的实施例中，根据本发明制成的支撑垫并入写字椅1010的座椅1011内。写字椅1010的每个支撑垫包括：舒适层1072；身体支撑层1020；多个珀耳帖元件1030；传热层1040，该传热层1040由多孔粘弹性泡沫组成；基层1050，该基层1050由具有低于包括在传热层1040内的粘弹性泡沫的多孔性的多孔性的柔性泡沫组成；和风扇1060，该风扇1060操作地连接到电源990和控制器992。座椅1011的基层1050也限定了第一入口管道1052a和第二入口管道1052b，所述入口管道每个包括多孔泡沫插件1080a、1080b以及出口管道1054，该出口管道1054包括多孔泡沫插件1082并且操作地连接到风扇1060。风扇1060将一定量的空气抽吸通过入口管道1052a、1052b内的多孔泡沫插件1080a、1080b、通过传热层1040进而进入定位在出口管道1054内的多孔泡沫插件1082内，以因此辅助选择性地加热和冷却写字椅1010的座椅1011。
在此所述的示例性的支撑垫中的每个也能够用作控制支撑垫的表面温度的方法的部分。在一些实施方案中，控制支撑垫的表面温度的方法包括首先提供本发明的支撑垫。然后将电流供给到每个风扇，使得每个风扇将一定量的空气抽吸到每个入口管道内，通过传热层且进入每个出口管道内。对于其中支撑垫包括多个珀耳帖元件的实施方案，电流也能够供给到多个珀耳帖元件，使得当电流在第一方向上供给时身体支撑部分的表面温度降低，但当电流在第二方向上供给时身体支撑部分的表面温度升高。在一些实施方案中，为了控制支撑垫的加热或冷却量，能够控制供给到珀耳帖元件的电流的量。在一些实施方案中，支撑垫的表面温度通过如下方式控制，即首先从定位在支撑垫的身体支撑部分内的温度传感器或压力传感器接收反馈，进而基于从温度传感器、压力传感器或两者接收到的反馈将电流供给到风扇、多个珀耳帖元件或两者。
在此文献中各处提及了各种参考文献。所有这些参考文献通过引用并入本文，包括在如下列表中阐述的参考文献：
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9.授予Fogg的在2008年11月4日发布的且名为"PillowtopforaCushion"的美国专利No.7,444,702。
10.授予Wassilefsky的在2008年8月26日发布的且名为"ComfortPillow"的美国专利No.7,415,742。
11.授予Maarbjerg的在2008年1月1日发布的且名为"Pillow"的美国设计专利No.D558,499。
12.授予Fogg的在2007年1月2日发布的且名为"PillowtopforaCushion"的美国专利No.7,155,765。
13.授予Maarbjerg的在2006年10月3日发布的且名为"Pillow"的美国设计专利No.D529,325。
14.授予Maarbjerg的在2006年8月1日发布的且名为"Pillow"的美国专利No.7,082,633。
15.授予Wassilefsky的在2006年5月30日发布的且名为"ComfortPillow"的美国专利No.7,051,389。
16.授予Landvik的在2005年3月15日发布的且名为"Cushion"的美国专利No.6,866,915。
17.授予Landvik的在2003年8月5日发布的且名为"Cushion"的美国专利No.6,602,579。
18.授予Wassilefsky的在2003年6月17日发布的且名为"LegSpacerPillow"的美国专利No.6,578,218。
19.授予Landvik等人的在2003年4月1日发布的且名为"LaminatedVisco-ElasticSupport"的美国专利No.6,541,094。
20.授予Landvik的在2002年5月7日发布的且名为"ContouredHeadPillow"的美国设计专利No.D456,660。
21.Makansi的在2012年8月9日公开的且名为"DistributedThermoelectricStringandInsulatingPanelandApplicationsforLocalHeating,LocalCooling,andPowerGenerationfromHeat"的美国专利申请公开No.2012/0198616。
22.Makansi的在2012年3月15日公开的且名为"DistributedThermoelectricStringandInsulatingPanel"的美国专利申请公开No.2012/0060885。
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24.Fogg的在2007年5月3日公开的且名为"PillowtopforaCushion"的美国专利申请公开No.2007/0094803。
25.Mikkelsen等人的2006年12月28日公开的且名为"ReticulatedMaterialBodySupportandMethod"的美国专利申请公开No.2006/0288490。
26.Wassilefsky的在2006年12月14日公开的且名为"ComfortPillow"的美国专利申请公开No.2006/0277684。
27.Maarbjerg的在2006年8月10日公开的且名为"Pillow"的美国专利申请公开No.2006/0174414。
28.Landvik的在2005年9月15日公开的且名为"Cushion"的美国专利申请公开No.US2005/0202214。
29.Landvik等人的在2005年4月21日公开的且名为"LaminatedVisco-ElasticSupport"的美国专利申请公开No.2005/0084667。
30.Fogg的在2005年4月14日公开的且名为"PillowtopforaCushion"的美国专利申请公开No.2005/0076446。
31.TrusselJr等人的在2004年4月15日公开的且名为"InteractiveBedDisplay"的美国专利申请公开No.2004/0073931。
32.Landvik等人的在2004年2月19日公开的且名为"LaminatedVisco-ElasticSupport"的美国专利申请公开No.2004/0033351。
33.Guerin等人的在2003年9月11日公开的且名为"MethodofManagingtheProvisionofHealthcareandSystemforEffectingSame"的美国专利申请公开No.2003/0171954。
34.Landvik的在2001年9月13日公开的且名为"Cushion"的美国专利申请公开No.2001/0021438。
本领域的技术人员将认识到在不偏离本发明的教导或所附权利要求的范围的情况下另外的实施例也是可以的。此详细描述和在此所公开的示例性实施例的特别地具体细节主要为理解的清晰性而给出，且不从其理解为不必要的限制，因为在阅读此公开时修改将对于本领域的技术人员变得显而易见，并且在不偏离所要求保护的本发明的精神或范围的情况下可做出修改。

Claims (61)

1.一种支撑垫，包括：
身体支撑层，所述身体支撑层具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
多个热电元件，所述多个热电元件定位并且构造为在所述身体支撑层的第一表面处选择性地提供加热或冷却；
传热层，所述传热层定位为与所述身体支撑层的第二表面相邻，所述传热层操作地连接到所述热电元件；
基层，所述基层定位为与所述身体支撑层相对地与所述传热层相邻，所述基层限定了与所述传热层流体连通的入口管道，并且所述基层进一步限定了与所述传热层流体连通的且以预定距离与所述入口管道间隔开的出口管道；以及
风扇，所述风扇操作地连接到所述出口管道。
2.根据权利要求1所述的支撑垫，其中，所述基层进一步限定了与所述入口管道流体连通的入口和与所述出口管道流体连通的出口。
3.根据权利要求2所述的支撑垫，其中，所述风扇连接到所述出口。
4.根据权利要求2所述的支撑垫，其中，所述入口定位在所述基层的第一外表面上，并且所述入口管道从所述入口纵向延伸通过所述基层，并且
其中，所述出口定位在所述基层的第二外表面上，并且所述出口管道从所述出口纵向延伸通过所述基层。
5.根据权利要求4所述的支撑垫，其中，所述第一外表面是所述基层的头端，并且其中，所述第二外表面是所述基层的脚端。
6.根据权利要求1所述的支撑垫，进一步包括基础，所述基础定位在所述基层下方。
7.根据权利要求6所述的支撑垫，其中，所述风扇容纳在所述基础中。
8.根据权利要求1所述的支撑垫，其中，所述身体支撑层、所述传热层和所述基层由柔性泡沫组成。
9.根据权利要求8所述的支撑垫，其中，组成所述传热层的柔性泡沫的多孔性大于组成所述基层的柔性泡沫的多孔性。
10.根据权利要求8所述的支撑垫，其中，所述身体支撑层和所述传热层由粘弹性泡沫组成。
11.根据权利要求10所述的支撑垫，其中，所述传热层由多孔粘弹性泡沫组成。
12.根据权利要求8所述的支撑垫，进一步包括定位在所述入口管道中的第一柔性泡沫插件和定位在所述出口管道中的第二柔性泡沫插件，所述第一柔性泡沫插件和所述第二柔性泡沫插件两者的多孔性都大于所述基层的多孔性。
13.根据权利要求1所述的支撑垫，其中，所述热电元件是离散的珀耳帖元件。
14.根据权利要求1所述的支撑垫，其中，所述热电元件是串联布置的多个珀耳帖元件。
15.根据权利要求1所述的支撑垫，其中，所述热电元件布置为阵列。
16.根据权利要求15所述的支撑垫，其中，所述阵列的热电元件中的至少一部分是能够单独寻址的。
17.根据权利要求15所述的支撑垫，其中，所述支撑垫包括一个或多个可移除部分，每个可移除部分由所述身体支撑层的区域和所述传热层的相应区域组成，并且每个可移除部分容纳热电元件的阵列。
18.根据权利要求17所述的支撑垫，其中，所述一个或多个可移除部分包括：第一可移除部分，所述第一可移除部分定位在所述支撑垫的中央区域中；和第二可移除部分，所述第二可移除部分定位在所述支撑垫的下部区域中。
19.根据权利要求1所述的支撑垫，其中，所述身体支撑层定尺寸为支撑以仰卧或俯卧位置躺卧的使用者。
20.根据权利要求1所述的支撑垫，进一步包括定位在所述身体支撑层顶部的舒适层，所述舒适层由粘弹性泡沫组成。
21.根据权利要求20所述的支撑垫，其中，所述舒适层的密度小于所述身体支撑层的密度。
22.根据权利要求1所述的支撑垫，进一步包括：
电源，所述电源用于将电流供给到所述风扇和所述多个热电元件；和
控制器，所述控制器用于控制从所述电源供给到所述风扇和所述多个热电元件的电流。
23.根据权利要求22所述的支撑垫，其中，所述控制器构造为允许以预定时间段将电力供给到所述风扇、所述多个热电元件或两者。
24.根据权利要求22所述的支撑垫，进一步包括用于向所述控制器提供热反馈的一个或多个温度传感器，所述一个或多个温度传感器操作地连接到所述身体支撑层。
25.根据权利要求22所述的支撑垫，进一步包括用于向所述控制器提供压力反馈的一个或多个压力传感器，所述一个或多个压力传感器操作地连接到所述身体支撑层。
26.根据权利要求1所述的支撑垫，进一步包括过滤器，所述过滤器操作地连接到所述入口管道、所述出口管道、或所述入口管道和所述出口管道两者。
27.一种支撑垫，包括：
身体支撑层，所述身体支撑层具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
传热层，所述传热层定位为与所述身体支撑层的第二表面相邻；
基层，所述基层定位为与所述身体支撑层相对地与所述传热层相邻，所述基层限定了与所述传热层流体连通的一个或多个入口管道，所述基层进一步限定了与所述传热层流体连通且以预定距离与所述一个或多个入口管道中的每个入口管道间隔开的一个或多个出口管道，并且所述基层的多孔性小于所述传热层的多孔性；和
风扇，所述风扇操作地连接到所述一个或多个出口管道中的每个出口管道，所述风扇用于将一定量的空气从所述一个或多个入口管道抽吸通过所述传热层，并且进入所述一个或多个出口管道中。
28.根据权利要求27所述的支撑垫，进一步包括定位在所述一个或多个入口管道中的每个入口管道中的柔性泡沫插件和定位在所述一个或多个出口管道中的每个出口管道中的柔性泡沫插件，所述柔性泡沫插件中的每个柔性泡沫插件的多孔性大于所述基层的多孔性。
29.一种床垫组件，包括：
身体支撑层，所述身体支撑层具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
多个热电元件，所述多个热电元件定位并且构造为在所述身体支撑层的第一表面处选择性地提供加热或冷却；
传热层，所述传热层定位为与所述身体支撑层的第二表面相邻，所述传热层操作地连接到所述热电元件；
基层，所述基层定位为与所述身体支撑层相对地与所述传热层相邻，所述基层包括头部和脚部，所述基层限定了与所述传热层流体连通的并且从所述头部纵向延伸通过所述基层的一个或多个入口管道，并且所述基层进一步限定了与所述传热层流体连通的并且从所述脚部纵向延伸通过所述基层的一个或多个出口管道；以及
风扇，所述风扇操作地连接到所述一个或多个出口管道中的每个出口管道。
30.根据权利要求29所述的床垫组件，其中，所述一个或多个入口管道包括：第一入口管道，所述第一入口管道定位在所述基层的第一侧内；第二入口管道，所述第二入口管道定位在所述基层的中央部内；和第三入口管道，所述第三入口管道定位在所述基层的、与所述第一侧相反的第二侧内；并且
其中，所述一个或多个出口管道包括：第一出口管道，所述第一出口管道定位在所述第一入口管道和所述第二入口管道之间；和第二出口管道，所述第二出口管道定位在所述第二入口管道和所述第三入口管道之间。
31.根据权利要求29所述的床垫组件，其中，所述床垫组件包括一个或多个可移除部分，每个可移除部分由所述身体支撑层的区域和所述传热层的相应区域组成，并且每个可移除部分容纳热电元件的阵列。
32.根据权利要求29所述的床垫组件，其中，所述身体支撑层、所述传热层和所述基层每个由柔性泡沫组成，并且
其中，组成所述传热层的柔性泡沫的多孔性大于组成所述基层的柔性泡沫的多孔性。
33.一种床垫组件，包括：
身体支撑层，所述身体支撑层具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
多个热电元件，所述多个热电元件定位为并且构造为在所述身体支撑层的第一表面处选择性地提供加热或冷却；
传热层，所述传热层定位为与所述身体支撑层的第二表面相邻，并且所述传热层操作地连接到所述热电元件；
基层，所述基层定位为与所述身体支撑层相对地与所述传热层相邻，所述基层限定了与所述传热层流体连通的一个或多个入口管道，并且所述基层进一步限定了与所述传热层流体连通的并且以预定距离与所述一个或多个入口管道间隔开的一个或多个出口管道；
柔性泡沫插件，所述柔性泡沫插件定位在所述一个或多个入口管道中的每个入口管道内并且定位在所述一个或多个出口管道中的每个出口管道内，每个柔性泡沫插件的多孔性大于所述基层的多孔性；以及
风扇，所述风扇操作地连接到所述一个或多个出口管道中的每个出口管道。
34.根据权利要求33所述的床垫组件，其中，所述一个或多个入口管道包括：第一入口管道，所述第一入口管道纵向延伸通过所述基层的第一侧；和第二入口管道，所述第二入口管道纵向延伸通过所述基层的第二侧；并且
其中，所述一个或多个出口管道包括中间出口管道，所述中间出口管道定位在所述第一入口管道和所述第二入口管道之间并且纵向延伸通过所述基层的中央部。
35.根据权利要求33所述的床垫组件，其中，所述一个或多个入口管道中的每个入口管道包括在所述基层的头端处的大致矩形区域，并且
其中，所述一个或多个出口管道中的每个出口管道包括在所述基层的脚端处的大致矩形区域。
36.根据权利要求35所述的床垫组件，其中，所述一个或多个入口管道包括：第一入口管道，所述第一入口管道定位在所述基层的第一侧上；和第二入口管道，所述第二入口管道定位在所述基层的、与所述第一侧相反的第二侧上；并且
其中，所述一个或多个出口管道包括：第一出口管道，所述第一出口管道定位在所述基层的第一侧上；和第二出口管道，所述第二出口管道定位在所述基层的第二侧上。
37.根据权利要求35所述的床垫组件，其中，所述身体支撑层、所述传热层和所述基层都由柔性泡沫组成，并且
其中，组成所述传热层的柔性泡沫的多孔性大于组成所述基层的柔性泡沫的多孔性。
38.根据权利要求35所述的床垫组件，其中，所述床垫组件包括一个或多个可移除部分，每个可移除部分由所述身体支撑层的区域和所述传热层的相应区域组成，并且每个可移除部分容纳了热电元件的阵列。
39.一种床垫组件，包括：
身体支撑层，所述身体支撑层具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面；
多个热电元件，所述多个热电元件定位为并且构造为在所述身体支撑层的第一表面处选择性地提供加热或冷却；
传热层，所述传热层定位为与所述身体支撑层的第二表面相邻，所述传热层操作地连接到所述热电元件；
基层，所述基层具有底表面并且定位为与所述身体支撑层相对地与所述传热层相邻，所述基层限定了从所述基层的底表面延伸到所述传热层的一个或多个入口管道，并且所述基层进一步限定了从所述基层的底表面延伸到所述传热层且以预定距离与所述一个或多个入口管道中的每个入口管道间隔开的一个或多个出口管道；以及
风扇，所述风扇操作地连接到所述一个或多个出口管道中的每个出口管道。
40.根据权利要求39所述的床垫组件，其中，所述一个或多个入口管道包括：第一入口管道，所述第一入口管道纵向延伸通过所述基层的第一侧；和第二入口管道，所述第二入口管道纵向延伸通过所述基层的第二侧；并且
其中，所述一个或多个出口管道包括中间出口管道，所述中间出口管道定位在所述第一入口管道和所述第二入口管道之间。
41.根据权利要求39所述的床垫组件，其中，所述一个或多个入口管道包括：
第一入口管道，所述第一入口管道纵向延伸通过所述基层的第一侧；
第二入口管道，所述第二入口管道纵向延伸通过所述基层的中央部；
第三入口管道，所述第三入口管道与所述第二入口管道间隔开并且纵向延伸通过所述基层的中央部；和
第四入口管道，所述第四入口管道纵向延伸通过所述基层的、与所述第一侧相反的第二侧；并且
其中，所述一个或多个出口管道包括：
第一出口管道，所述第一出口管道定位在所述第一入口管道和所述第二入口管道之间；和
第二出口管道，所述第二出口管道定位在所述第三入口管道和所述第四入口管道之间。
42.根据权利要求39所述的床垫组件，其中，所述一个或多个入口管道中的每个入口管道呈柱形空隙的形式。
43.根据权利要求42所述的床垫组件，其中，所述一个或多个入口管道包括：延伸通过所述基层的第一侧的至少两个入口管道，和延伸通过所述基层的、与所述基层的第一侧相反的第二侧的至少两个入口管道，并且
其中，所述一个或多个出口管道中的每个出口管道纵向延伸通过所述基层，并且定位在所述基层的第一侧上的所述至少两个入口管道和所述基层的第二侧上的所述至少两个入口管道之间。
44.根据权利要求39所述的床垫组件，其中，所述一个或多个入口管道中的每个入口管道和所述一个或多个出口管道中的每个出口管道呈柱形空隙的形式。
45.根据权利要求44所述的床垫组件，其中，所述一个或多个出口管道包括：定位在所述基层的第一侧上的至少两个出口管道，和定位在所述基层的、与所述第一侧相反的第二侧上的至少两个出口管道，并且
其中，所述一个或多个入口管道包括定位在所述基层的中央部中的至少两个入口管道。
46.根据权利要求39所述的床垫组件，进一步包括定位在所述一个或多个入口管道中的每个入口管道内并且定位在所述一个或多个出口管道中的每个出口管道内的柔性泡沫插件，每个柔性泡沫插件的多孔性大于所述基层的多孔性。
47.根据权利要求39所述的床垫组件，其中，所述一个或多个出口管道中的每个出口管道呈柱形空隙的形式。
48.根据权利要求47所述的床垫组件，其中，所述一个或多个出口管道包括定位在所述基层的第一侧上的至少两个出口管道，并且
其中，所述一个或多个入口管道包括纵向延伸通过所述基层的至少一个入口管道。
49.根据权利要求47所述的床垫组件，其中，所述一个或多个出口管道包括：定位在所述基层的第一侧上的至少两个出口管道，和定位在所述基层的、与所述第一侧相反的第二侧上的至少两个出口管道，并且
其中，所述入口管道纵向延伸通过所述基层的中央部。
50.根据权利要求39所述的床垫组件，其中，所述基层和所述传热层均包括连续的侧面板，并且
其中，所述床垫组件进一步包括屏障，所述屏障覆盖了所述基层的连续的侧面板、所述传热层的连续的侧面板或两者。
51.根据权利要求50所述的床垫组件，其中，所述屏障进一步覆盖了所述基层的底表面。
52.根据权利要求51所述的床垫组件，其中，所述基层由多孔柔性泡沫组成，并且其中，所述屏障进一步覆盖了所述基层的顶表面使得所述屏障定位在所述基层的顶表面和所述传热层之间。
53.根据权利要求50所述的床垫组件，其中，所述基层的特征在于包括一个或多个壁部，所述一个或多个壁部限定了所述一个或多个入口管道和所述一个或多个出口管道，并且其中，所述屏障进一步覆盖了所述一个或多个壁部中的每个壁部。
54.根据权利要求39所述的床垫组件，其中，每个风扇倾斜以引导空气离开所述床垫组件。
55.一种控制支撑垫的表面温度的方法，包括如下步骤：
提供支撑垫，所述支撑垫具有：
身体支撑层，所述身体支撑层具有第一表面和第二表面，
传热层，
基层，所述基层定位为与所述身体支撑层相对地与所述传热层相邻并且所述基层的多孔性低于所述传热层的多孔性，所述基层限定了与所述传热层流体连通的一个或多个入口管道，并且所述基层进一步限定了与所述传热层流体连通的且以预定距离与所述一个或多个入口管道中的每个入口管道间隔开的一个或多个出口管道，以及
风扇，所述风扇操作地连接到所述一个或多个出口管道中的每个出口管道；和
将电流供给到每个风扇，使得每个风扇将一定量的空气从特定的入口管道抽吸通过所述传热层、并且进入特定的出口管道中。
56.根据权利要求55所述的方法，其中，所述支撑垫进一步包括多个珀耳帖元件，所述多个珀耳帖元件定位为并且构造为在所述身体支撑层的第一表面处选择性地提供加热或冷却。
57.根据权利要求56所述的方法，进一步包括如下步骤：
将电流供给到所述多个珀耳帖元件，使得电流在第一方向上供给以降低所述身体支撑层的表面温度，并且使得电流在第二方向上供给以升高所述身体支撑层的表面温度。
58.根据权利要求56所述的方法，进一步包括如下步骤：
控制供给到所述珀耳帖元件的电流量以控制所述支撑垫的加热量或冷却量。
59.根据权利要求57所述的方法，进一步包括如下步骤：
以冷却时段之后的预定时间量在所述第二方向上供给电流。
60.根据权利要求56所述的方法，进一步包括如下步骤：
从定位在所述身体支撑层中的温度传感器接收反馈；和
基于从所述温度传感器接收到的反馈将电流供给到所述风扇、所述多个珀耳帖元件或两者。
61.根据权利要求55所述的方法，其中，所述身体支撑层由粘弹性泡沫组成。
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