[0001] 本发明属于枕芯结构优化领域，具体涉及一种搭载了基于泰森多边形生成的新型枕面分区结构的枕芯及其枕面分区结构的制作方法。

[0002] 枕头作为寝具的一种主要负责在人睡眠时支撑人的头颈部，当人的头颈部位和枕面接触下压时，枕头会凹陷支撑并一定程度包裹住头颈部。人在睡觉时，由于头颈部各位置对枕面的压力不相同，枕面和人头接触的位置凹陷变形的情况也不一样。现有发泡棉、乳胶等材质的枕芯没有针对这些情况很好地提供对应的设计，使得睡眠者在使用枕头时，枕芯在受压变形后无法更进一步提供更好的包裹感。同时人头对枕面的压力无法很好分散，由此可能导致人在长时间维持同一姿势睡眠后，局部位置受压迫导致血液流通不畅。并且对于发泡海绵、乳胶等类型的枕头，由于其脱模工艺限制，在产品成型后会在表面形成不透气的薄膜，这会使枕头透气性变差、从而影响枕感和舒适度。

[0003] 如上所述，本发明旨在开发一种具有新型枕面分区结构的枕芯，解决以上问题为使用者提供更好的体验。

[0016] 以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

[0017] 实施例1:

[0018] 请参阅图4、图5，本实施例采用的枕芯主体1为一块350mm×300mm×110mm的异形枕芯，枕芯支持四边使用，枕芯的枕面分为高颈枕区101、低颈枕区102、头枕区103、包裹增强区104四处功能区域。高颈枕区101和低颈枕区102分别位于枕芯主体1的四边位置。高颈枕区101的下凹点比低颈枕区102高约25‑30mm。从高颈枕区101和低颈枕区102的凹陷处向两侧逐渐升高，连接到枕芯四角的包裹增强区104；向枕芯中央过渡连接到头枕区103。包裹增强区104为枕芯四角隆起的较厚位置，最高处距离枕芯主体1底部的竖直距离为110mm。

[0019] 之后依据如下步骤在本实施例所述的枕芯主体1上构建本发明所述的枕面分区结构2：

[0020]  S1：请参阅图6，本实施例采用平均尺寸的成人头颈模型使用仿真软件对枕芯主体进行压缩模拟，计算得到人头在平躺姿势下从四个方向枕在所述枕芯主体时对枕芯造成的形变。形变图中浅色代表形变较大，深色代表形变较小。中央、四边等与脖颈、后脑突出位置接触的区域变形最显著；四边到中央过渡区域与颈部反弓位置接触，形变次之；枕芯四角处未与人头特征接触，但受到其它位置变形的拉伸作用，变形最小；由此得到枕芯的形变数据和枕芯形变分布3。

[0021]  S2：将步骤一所述的枕芯形变数据使用本发明所述的“泰森多边形控制点密度‑形变函数”进行处理，得到控制点密度参数。在此实施例中，根据枕芯规格，控制枕面最大分区的尺寸（内切圆直径）不大于50mm；枕面最小分区的尺寸（内切圆直径）不小于15mm。如图6所示，经计算本实施例模拟下枕面最大变形量为22.5mm。因此，公式中各系数采用下述数值：B=50，C=15，t=25；
经过计算可以得出本实施例所用的“泰森多边形控制点密度‑形变函数”最终为：
将测试所得形变量分梯度代入上述函数中计算得到的控制点密度参考值（控制点
最小间距）如下：
  计算点1 计算点2 计算点3 计算点4 计算点5 计算点6 计算点7 计算点8 计算点9 计算点10 计算点11x(mm) 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20 22.5 25
y(mm) 50 38.91273 34.32745 30.81191 27.8501 25.24216 22.88559 20.71949 18.70419 16.81212 15.02323后根据枕芯的形变分布图，导入控制点密度参数使用计算得到枕芯各区域的泰森
多边形控制点阵4，采用的分布方式为随机分布。

[0022] S3：请参阅图7，根据上述计算得到的泰森多边形控制点阵生成泰森多边形基础网格系统。在本实施例中采用常规泰森多边形的构建方法：枕芯竖直方向投影轮廓向外扩展15mm构建方形边界；由控制点生成Delaunay三角网；记录每个控制点的相邻三角形；计算三角形的外接圆圆心；依次连接每个控制点相邻三角形的外接圆圆心构成泰森多边形（处于边界处的控制点，既做垂直平分线与边界相交，以此得到泰森多边形）。

[0023] S4：根据上述泰森多边形基础网格系统5，依据槽宽要求生成枕面分区的凸起轮廓图案。此实施例中，槽宽要求为5mm，因此在泰森多边形网格系统基础上偏移2.5mm，并依
据工艺需求对尖角部分做圆滑处理，既得到本实施例所采用的枕面分区的凸起轮廓图案。

[0024] S5：根据上述枕面分区的凸起轮廓图案，对枕芯表面进行分区，构建出凸起高度约6mm，侧壁斜度10‑20°的凸起群，在枕芯边缘处分区凸起将自然延伸到枕芯底面，形成条状凸起。以此既构建出该实施例的枕面分区结构如图1所示。

[0025] 实施例2：实施例2验证本发明提出的枕面分区结构制作方法用于不同规格枕芯上的情况。

[0026] 请参阅图8，本实施例采用枕芯的枕芯主体7为一块300mm×220mm×80mm的小尺寸儿童款异形枕芯，枕芯主体7的枕面分为颈枕区、头枕区、包裹增强区三处功能区域。头枕区最低点距离枕芯主体底部的竖直距离为50mm，颈枕区处于枕芯主体一边凸起位置，相比于头枕区高出约15mm。包裹增强区位于枕芯主体两侧隆起位置，最高处距离枕芯主体底部的竖直距离为80mm。

[0027] 采取与实施例1相同的步骤在本实施例所述的枕芯主体上构建枕面分区结构：

[0028] S1：请参阅图9，本实施例采用平均尺寸的儿童头颈模型使用仿真软件对枕芯主体进行压缩模拟，计算得到儿童在平躺姿势下使用本实施例所述枕芯主体时造成的形变数据和枕芯形变分布8，其中形变分布图中浅色代表形变较大，深色代表形变较小。

[0029] S2：将步骤一所述的枕芯形变数据使用本发明所述的“泰森多边形控制点密度‑形变函数”进行处理，得到控制点密度参数。此实施例中，根据枕芯规格，考虑到使用者为儿童，控制枕面分区更加致密。限制枕面最大分区的尺寸（内切圆直径）不大于35mm；枕面最小分区的尺寸（内切圆直径）不小于10mm。此外如图9所示，本实施例枕面的最大测试变形量为17.8mm。因此，公式中各系数采用下述数值：
B=35，C=10，t=18；
经过计算可以得出本实施例所用的“泰森多边形控制点密度‑形变函数”最终为：
将测试所得形变量分梯度代入上述函数中计算得到的控制点密度参考值（控制点
最小间距）如下：
  计算点1 计算点2 计算点3 计算点4 计算点5 计算点6 计算点7 计算点8 计算点9
x(mm) 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15 17.5 20
y(mm) 30 22.502 19.406 17.033 15.036 13.278 11.69 10.231 8.874
后根据枕芯的形变分布图，导入控制点密度参数使用计算得到实施例2枕芯的泰
森多边形分区控制点阵9，采用的分布方式为随机分布。

[0030] S3：请参阅图10，根据上述泰森多边形控制点阵9生成泰森多边形基础网格系统10。在本实施例中采用的泰森多边形构建方法与实施例1相同。

[0031] S4：请参阅图10，根据上述泰森多边形基础网格系统10，依据槽宽要求生成枕面分区的凸起轮廓图案11。此实施例中，槽宽要求为4mm，因此在泰森多边形网格系统基础上偏移2mm，并依据工艺需求对尖角部分做圆滑处理，既得到本实施例所采用的枕面分区的凸起轮廓图案11。

[0032] S5：根据上述枕面分区的凸起轮廓图案，对枕芯表面进行分区，构建出凸起高度约6mm，侧壁斜度10‑20°的凸起群，在枕芯边缘处分区凸起将自然延伸到枕芯底面，形成条状凸起。

[0033] 经过上述步骤构建出实施例2的枕面分区结构如参考图11所示。

[0034] 依据实施例1与实施例2所设计的带有基于泰森多边形的新型枕面分区结构的枕芯，其分区大小变化、分布情况将最大程度符合人头在平躺姿势下枕在所述枕芯主体上时枕芯产生的形变情况。采用该种结构的枕芯，其凹陷变形后可以为使用提供更好的包裹体验，同时枕面分区可以分散头颈压力，沟槽结构可以增加整体透气性。

[0035] 以上所述仅为本发明的优选实施例，本发明的保护范围不限于此。任何本领域技术人员在本发明的技术启示下，根据本发明的技术方案进行的任何替换和改进，均应包含在本发明的保护范围内。