CN104257159A - 采集人体生理信号的方法、弹簧床垫及系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种采集人体生理信号的方法、弹簧床垫及系统，其中采集人体生理信号的方法包括：将刚性绳索的第一端与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，并将刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部；所述刚性绳索的两端之间处于拉紧状态；通过震动采集传感器采集所述刚性绳索的第二端的震动数据；根据震动采集传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号。本发明的采集人体生理信号的方法、弹簧床垫及系统，无需在弹簧床垫中设置传感器等电子器件，方便传统的弹簧床垫生产厂商进行加工生产，无需电器工程师的介入，降低生产难度，节约成本，提高生产效率，而且方便用户使用。

Description

采集人体生理信号的方法、弹簧床垫及系统

技术领域

本发明涉及到生理信号采集领域，特别是涉及到一种采集人体生理信号的方法、弹簧床垫及系统。 

背景技术

现有技术中的人体生理信号采集，包括两种方式：一种方式为接触式，需要通过将信号电极与人体皮肤紧密接触，以采集肌肉产生的电信号进行处理，获取人体重要的生理信号，比如心跳、呼吸以及抽搐等生理信号；另一种方式为非接触式，通过在垫体等承载物中设置传感器，如设置压力传感器、压电薄膜传感器等，采集承载区的运动变化，然后通过相关的处理器对采集到的信号进行过滤等处理，得到人体的如心跳、呼吸以及抽搐等生理信号。

上述人体生理信号采集，接触式采集方式，在进行生理信号的采集过程中需要与人体皮肤紧密接触，在使用过程中将会给使用者带来诸多不便；同时，采集时需将信号电极黏贴于人体皮肤表面，可能由于每次黏贴的人体皮肤位置不同等原因形成不同的阻抗，从而导致采集的信号的强度（振幅）不稳定，使得可能无法准确采集到所需要的生理信号，比如心跳的强度信息等；非接触式采集，需要在垫体等承载物中埋设传感器，在使用的过程中，影响使用者的舒适度，更为重要的是，在生产垫体等承载物的过程中，需要电子工程师介入，需要在垫体中铺设电路等，生产效率低，后期需要专门的电工进行维护，维护麻烦。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种无需在弹簧床垫中设置传感器的采集人体生理信号的方法、弹簧床垫及系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种采集人体生理信号的方法，包括：

将刚性绳索的第一端与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，并将刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部；所述刚性绳索的两端之间处于拉紧状态；

通过震动采集传感器采集所述刚性绳索的第二端的震动数据；

根据震动采集传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号。

进一步地，所述并将刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部的步骤，包括：

在刚性绳索的第二端向弹簧床垫侧边或外部延伸时，刚性绳索经过其它弹簧，并通过搭接方式，与所述其它弹簧进行震动感知连接。

进一步地，所述搭接方式包括：安装拉环、穿孔或贴附方式；

所述安装拉环、穿孔或贴附方式包括：在弹簧床垫内沿横向设置多个弹簧，在所述弹簧上设置至少一拉环、穿孔或贴附点，多个弹簧上的拉环、穿孔或贴附点高低错落设置，所述刚性绳索依次穿过相邻弹簧上的拉环、穿孔或贴附点；

或者，所述安装拉环、穿孔或贴附方式包括：

在弹簧床垫内沿横向设置多个成锯齿状排列的弹簧，在该多个成锯齿状排列的弹簧上依次设置所述拉环、穿孔或贴附点，将所述刚性绳索依次穿过该成锯齿状排列的弹簧上的拉环、穿孔或贴附点。

进一步地，所述将刚性绳索的第一端与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，并将刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部的步骤，包括：

设置多根刚性绳索，将多根刚性绳索的第一端分别与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，并将多根刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部。

 本发明还提供一种采集人体生理信号的弹簧床垫，所述弹簧床垫内部设置弹簧，还包括刚性绳索；所述刚性绳索的第一端与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，所述刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部；所述刚性绳索的两端之间处于拉紧状态；

所述刚性绳索的第二端连接震动采集传感器，通过所述震动采集传感器采集刚性绳索的第二端的震动数据并发送给外部分析器，再通过所述分析器根据所述震动数据解析出人体的生理信号。

进一步地，所述刚性绳索的第二端向弹簧床垫侧边或外部延伸时，刚性绳索经过其它弹簧，并通过搭接方式，与所述其它弹簧进行震动感知连接。

进一步地，所述搭载包括在弹簧上设置拉环、穿孔或贴附点，所述刚性绳索穿过所述拉环、穿孔或贴附点；

所述弹簧床垫内沿横向设置多个弹簧，该多个弹簧上至少设置一个拉环、穿孔或贴附点，多个弹簧上的拉环、穿孔或贴附点高低错落设置，所述刚性绳索依次穿过相邻弹簧上的拉环、穿孔或贴附点；

或者，所述弹簧床垫内沿横向设置多个成锯齿状排列的弹簧，该多个成锯齿状排列的弹簧上依次设置所述拉环、穿孔或者贴附点，所述刚性绳索依次穿过该成锯齿状排列的弹簧上的拉环、穿孔或贴附点。

进一步地，所述弹簧床垫包括多根刚性绳索，该多根刚性绳索的第一端分别与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，并将多根刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部。

 本发明还提供一种采集人体生理信号的系统，包括弹簧床垫、震动采集传感器和分析器；

所述弹簧床垫内部设置弹簧，还包括刚性绳索，所述刚性绳索的第一端与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，所述刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部；所述刚性绳索的两端之间处于拉紧状态；

所述刚性绳索的第二端连接震动采集传感器，所述震动采集传感器采集刚性绳索的第二端的震动数据并发送给所述分析器，所述分析器根据所述震动数据解析出人体的生理信号。

进一步地，所述刚性绳索的第二端向弹簧床垫侧边或外部延伸时，刚性绳索经过其它弹簧，并通过搭接方式，与所述其它弹簧进行震动感知连接。

进一步地，所述搭载包括在弹簧上设置拉环、穿孔或贴附点，所述刚性绳索穿过所述拉环、穿孔或贴附点；

所述弹簧床垫内沿横向设置多个弹簧，该多个弹簧上至少设置一个拉环、穿孔或贴附点，多个弹簧上的拉环、穿孔或贴附点高低错落设置，所述刚性绳索依次穿过相邻弹簧上的拉环、穿孔或贴附点；

或者，所述弹簧床垫内沿横向设置多个成锯齿状排列的弹簧，该多个成锯齿状排列的弹簧上依次设置所述拉环、穿孔或者贴附点，所述刚性绳索依次穿过该成锯齿状排列的弹簧上的拉环、穿孔或贴附点。

进一步地，所述弹簧床垫包括多根刚性绳索，所述多根刚性绳索的第一端分别与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，并将多根刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部。

进一步地，所述震动采集传感器包括加速度传感器、光学位移传感器、电磁震动传感器或压电传感器。

 本发明的采集人体生理信号的方法，无需在弹簧床垫中设置传感器等电子器件，方便传统的弹簧床垫生产厂商进行加工生产，无需电器工程师介入，降低生产难度，节约成本，提高生产效率，没有后期维护的投入，而且人体的生理信号采集方便，只需要将震动采集传感器对应连接于刚性绳索位于弹簧床垫侧边或外部的第二端紧密连接即可，方便用户使用；同样，上述的采集人体生理信号的弹簧床垫和采集人体生理信号的系统具有上述的全部效果。 

附图说明

图1 是本发明一实施例的采集人体生理信号的方法的流程框图；

图2 是本发明一实施例的采集人体生理信号的弹簧床垫的剖面结构示意图；

图3 是本发明一实施例的采集人体生理信号的弹簧床垫及其内部刚性绳索布置结构示意图；

图4 是本发明一具体实施例的采集人体生理信号的弹簧床垫及其内部刚性绳索布置结构示意图；

图5 是本发明另一具体实施例的采集人体生理信号的弹簧床垫及其内部刚性绳索布置结构示意图；

图6 是本发明又一具体实施例的采集人体生理信号的弹簧床垫及其内部刚性绳索布置结构示意图；

图7 是本发明一实施例的采集人体生理信号的系统的结构示意图。

 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，本发明实施例中提出一种采集人体生理信号的方法，包括步骤：

S1、将刚性绳索12的第一端与弹簧床垫10内的至少一弹簧11连接，并将刚性绳索12的第二端延伸至弹簧床垫10的侧边或外部；所述刚性绳索12的两端之间处于拉紧状态；

S2、通过震动采集传感器20采集所述刚性绳索12的第二端的震动数据；

S3、根据震动采集传感器20采集的震动数据解析出人体的生理信号。

上述步骤S1中，将刚性绳索12的第一端与弹簧床垫10内的至少一弹簧11连接，并将刚性绳索12的第二端延伸至弹簧床垫10的侧边或外部，刚性绳索12被拉紧后存在张力，当刚性绳索12连接弹簧11发生伸缩形变时，刚性绳索12的张力会发生变化，进而产生震动，如果弹簧11发生伸缩形变的原因是压在弹簧床垫10上的人造成的，那么刚性绳索12的张力变化产生的震动就可以反应出人体的某些生理信号，如心率信号、呼吸信号、抽搐信号和辗转身体的信号等。本实施例中，上述刚性绳索12是受力拉扯时形变小的绳索，比如钢丝、麻绳、棉绳、高分子材料绳索和丝线等。所述将刚性绳索12的第一端与弹簧床垫10内的至少一弹簧11连接，是指刚性绳索12的第一端可以只与弹簧床垫10中的一个弹簧11连接，刚性绳索12的第一端也可以通过其他引线等同时连接弹簧床垫10内的多个弹簧11。本发明实施例中，为了提高刚性绳索12的张力变化幅度，一般会将刚性绳索12的起始端固定在弹簧11靠近人体的一端，当其受力时，伸缩变化量大，张力变化的幅度大。

上述步骤S2中，通过震动采集传感器20采集所述刚性绳索12的第二端的震动数据。本实施例中，上述震动采集传感器20包括多种，比如加速度传感器，加速度传感器与刚性绳索12的第二端连接后，当刚性绳索12产生震动时，会带动加速度传感器震动，加速度传感器从而将刚性绳索12的震动情况采集下来；光学位移传感器，可以发射光束至刚性绳索12的第二端的端部，然后采集光束的反射光，根据反射光的情况，得到刚性绳索12的震动情况；电磁震动传感器可以包括两种，一种是动磁式，一种为动圈式，所述动磁式为将永磁体固定安装在连刚性绳索12上，然后线圈固定，当刚性绳索12震动时，永磁体相对线圈震动产生感应电动势，感应电动势的变化，反应了刚性绳索12的震动情况，所述的动圈式，是指将线圈固定在刚性绳索12上，永磁体固定，当刚性绳索12震动时，线圈相对永磁体震动产生感应电动势，感应电动势的变化，反应了刚性绳索12的震动情况；震动采集传感器20还可以是压电传感器、力的传感器等其它可以采集刚性绳索12张力变化情况的传感器。上述震动采集传感器20可与刚性绳索分体设计，比如为可拆卸连接等方式，在需要采集人体信号时，可将震动采集传感器20与刚性绳索12对应连接。该弹簧床垫与震动采集传感器20分体设计，在生产弹簧床垫时，无需电器工程师介入，降低生产难度，节约成本。

上述步骤S3中，根据震动采集传感器20采集的震动数据解析出人体的生理信号，震动采集传感器20采集的数据发送给分析器30，分析器30将震动信号进行放大、过滤以及模数转换的处理，最终得到人体的生理数据。该生理信号包括人体的心跳、呼吸、抽搐和辗转等信号。

本发明实施例中，上述步骤S1中所述的并将刚性绳索12的第二端延伸至弹簧床垫10的侧边或外部的步骤，包括：在刚性绳索12的第二端向弹簧床垫10侧边或外部延伸时，刚性绳索12经过其它弹簧11，并通过搭接方式，与该其它弹簧11进行震动感知连接。上述通过搭接连接从而与弹簧11进行震动感知连接的方式，可以在弹簧发生形变时，与该弹簧搭接的刚性绳索会感应到相应的震动，并产生相应的张力变化。搭接方式包括多种，比如刚性绳索12通过设置安装拉环14、穿孔或贴附点的方式与刚性绳索12经过的其它弹簧11连接，可以将本来独立的弹簧11串联起来，提高一根刚性绳索12测量的区域面积，比如，一根刚性绳索12可以根据使用要求穿过任意设置有拉环14、穿孔或贴附点的弹簧11，而在刚性绳索12穿过任意拉环14、穿孔或贴附点时，需要防止刚性绳索12出现卡住的情况，以保证刚性绳索12的张力变化传递到刚性绳索12的第二端。所述的贴附点具有限位作用，比如凹槽，限位刚性绳索沿刚性绳索的径向移动，凹槽设定在指定位置，刚性绳索12可以穿过对应的凹槽延伸至弹簧床垫10的侧边或外部。在一实施例中，一根刚性绳索12通过搭载的方式与刚性绳索12经过的其它弹簧11连接，搭接时，需要注意，刚性绳索12的第二端与刚性绳索12不在同一直线上，如刚性绳索12弹簧11的第一端连接在一弹簧11的顶端（靠经人体的一端），刚性绳索12搭载在其它弹簧11的顶面，而第二端在搭载在最后一个弹簧11后，第二端会向最后一个弹簧11的底部方向延伸，以保证刚性绳索12经过的弹簧11发生形变时，刚性绳索12能够感知。

本发明实施例中，为了提高刚性绳索12张力变化幅度，安装拉环14穿孔或贴附点的方式包括：在弹簧床垫10内沿横向（垂直于人体竖直躺卧方向）设置多个弹簧11，在所述弹簧11上设置至少一拉环、穿孔或贴附点，多个弹簧上的拉环14、穿孔或贴附点高低错落设置，所述刚性绳索12依次穿过相邻弹簧11上的拉环14、穿孔或贴附点，即如图2所示，在同一行弹簧11中，当弹簧11平铺在床上的时候，拉环14依次设置于相邻弹簧11高低不同的位置。在其它实施例中，拉环14、穿孔或贴附点设置在不同行的弹簧11上，既可以提高刚性绳索12张力变化幅度，又可以提高一根刚性绳索12测量的面积。

本发明实施例中，为了提高一根刚性绳索12的测量面积，安装拉环14、穿孔或贴附点的方式包括：在弹簧床垫10内沿横向（垂直于人体竖直躺卧方向）设置多个成锯齿状排列的弹簧11，在该多个成锯齿状排列的每一个弹簧11上依次设置至少一个所述拉环14、穿孔或贴附点，所述刚性绳索12依次穿过该成锯齿状排列的弹簧11上的拉环14、穿孔或贴附点。如图3所示，将穿过同一根刚性绳索12的拉环14，沿垂直于弹簧11伸缩方向呈锯齿状设置，可以提高一根刚性绳索12测量的面积。

本发明实施例中，上述步骤S2中，通过震动采集传感器20采集所述刚性绳索12的第二端的震动数据；为了便于采集刚性绳索12的震动数据，会在刚性绳索12位于弹簧床垫10侧边或外部的第二端安装一个连接头13，然后连接头13对应的连接震动采集传感器20。如图2所示，在一实施例中，连接头13位于弹簧床垫10的侧边。

本发明实施例中，上述步骤S1中，包括设置多根刚性绳索12，将多根刚性绳索12的第一端分别与弹簧床垫10内的至少一弹簧11连接，并将多根刚性绳索12的第二端延伸至弹簧床垫10的侧边或外部。多根刚性绳索12的设置，不但可以测量人体的生理信号，还可以测量人体在弹簧床垫10上运动轨迹等。

在一具体实施例中，参照图4，上述弹簧床垫10内安装七行弹簧11，可以在中间的五行弹簧11上设置所述刚性绳索12，分别从弹簧床垫10最左侧的弹簧11开始，依次穿过本行弹簧11延伸至弹簧床垫10的最右侧的侧边，然后分别连接震动采集传感器20，这样可以根据不同的震动采集传感器20测量弹簧床垫10上不同区域的人体生理信号，人体翻转到任意的地方都会压在布设有刚性绳索12的弹簧11上面，防止人体脱离测量区域，而两端的两行弹簧11，没有设置刚性绳索12，因为当人体压在这两行的弹簧11上的时候，人体必然也会压在器相邻的其他弹簧11上，所以两端的两行无需设置刚性绳索12。

在另一具体实施例中，参照图5，上述弹簧床垫10内安装有四十九个弹簧11，每一个弹簧11分别只与一根刚性绳索12连接，那么就会有四十九根刚性绳索12，同时设置四十九个震动采集传感器20，这样的设置，可以在预先知道震动采集传感器20所测量弹簧11的位置的情况下，根据不同震动采集传感器20采集的数据，分析出弹簧床垫10上人体的位置，翻身情况以及其它需要的数据。在其它实施例中，可以根据需要任意的设置刚性绳索12，比如，有的弹簧11单独连接一根刚性绳索12，有的多个弹簧11通过刚性绳索12穿过拉环14形成一个弹簧11链等。

在又一具体实施例中，参照图6，上述刚性绳索12的第一端同时连接某一区域的多个弹簧11，然后第二端拉紧延伸至弹簧床垫10的侧边上，且可以根据需求设置多种测量组合，通过较少的传感器测量多个不同区域的震动情况，以完成不同的测量需求。

本发明实施例的采集人体生理信号的方法，无需在弹簧床垫10中设置传感器等电子器件，方便传统的弹簧床垫10生产厂商进行加工生产，无需电器工程师等介入，降低生产难度，节约成本，提高生产效率，没有后期维护的投入，而且人体的生理信号采集方便，只需要将震动采集传感器20对应连接于刚性绳索12位于弹簧床垫10侧边或外部的第二端紧密连接即可，方便用户使用。

 参照图2，本发明实施例还提供一种采集人体生理信号的弹簧床垫10，所述弹簧床垫10内部设置弹簧11，弹簧床垫10还包括刚性绳索12，该刚性绳索12的第一端与弹簧床垫10内的至少一弹簧11连接，该刚性绳索12的第二端延伸至弹簧床垫10的侧边或外部；所述刚性绳索12的两端之间处于拉紧状态；所述刚性绳索12的第二端连接震动采集传感器20，通过所述震动采集传感器20采集刚性绳索12的第二端的震动数据并发送给外部分析器30，再通过所述分析器30根据所述震动数据解析出人体的生理信号。

本实施例中，上述刚性绳索12被拉紧后存在张力，当刚性绳索12连接弹簧11发生伸缩形变时，刚性绳索12的张力会发生变化，进而产生震动，如果弹簧11发生伸缩形变的原因是压在弹簧床垫10上的人造成的，那么刚性绳索12的张力变化产生的震动就可以反应出人体的某些生理信号，如心率信号、呼吸信号、抽搐信号和辗转身体的信号等。本实施例中，上述刚性绳索12是受力拉扯时形变小的绳索，比如钢丝、麻绳、棉绳、高分子材料绳索和丝线等。所述将刚性绳索12的第一端与弹簧床垫10内的至少一弹簧11连接，是指刚性绳索12的第一端可以只与弹簧床垫10中的一个弹簧11连接，刚性绳索12的第一端也可以通过其他引线等同时连接弹簧床垫10内的多个弹簧11。本发明实施例中，为了提高刚性绳索12的张力变化幅度，一般会将刚性绳索12的起始端固定在弹簧11靠近人体的一端，当其受力时，伸缩变化量大，张力变化的幅度大。

本实施例中，上述刚性绳索12的第二端连接震动采集传感器20，通过所述震动采集传感器20采集刚性绳索12的第二端的震动数据并发送给外部分析器30，再通过所述分析器30根据所述震动数据解析出人体的生理信号。上述震动采集传感器20包括多种，比如加速度传感器，加速度传感器与刚性绳索12的第二端连接后，当刚性绳索12产生震动时，会带动加速度传感器震动，加速度传感器从而将刚性绳索12的震动情况采集下来；光学位移传感器，可以发射光束至刚性绳索12的第二端的端部，然后采集光束的反射光，根据反射光的情况，得到刚性绳索12的震动情况；电磁震动传感器可以包括两种，一种是动磁式，一种为动圈式，所述动磁式为将永磁体固定安装在连刚性绳索12上，然后线圈固定，当刚性绳索12震动时，永磁体相对线圈震动产生感应电动势，感应电动势的变化，反应了刚性绳索12的震动情况，所述的动圈式，是指将线圈固定在刚性绳索12上，永磁体固定，当刚性绳索12震动时，线圈相对永磁体震动产生感应电动势，感应电动势的变化，反应了刚性绳索12的震动情况；震动采集传感器20还可以是压电传感器、力的传感器等其它可以采集刚性绳索12张力变化情况的传感器。震动采集传感器20采集的数据发送给分析器30，分析器30将震动信号进行放大、过滤以及模数转换的处理，最终得到人体的生理数据。该生理信号包括人体的心跳、呼吸、抽搐和辗转等信号。上述震动采集传感器20可与刚性绳索分体设计，比如为可拆卸连接等方式，在需要采集人体信号时，可将震动采集传感器20与刚性绳索12对应连接。该弹簧床垫与震动采集传感器20分体设计，在生产弹簧床垫时，无需电器工程师介入，降低生产难度，节约成本。

本发明实施例中，上述刚性绳索12的第二端向弹簧床垫10侧边或外部延伸时，刚性绳索12经过其它弹簧11，并通过搭接方式，与该其它弹簧11进行震动感知连接。“上述搭接连接从而与弹簧11进行震动感知连接”的方式，可以在弹簧发生形变时，与该弹簧搭接的刚性绳索会感应到相应的震动，并产生相应的张力变化。搭接方式包括多种，比如刚性绳索12通过设置安装拉环14、穿孔或贴附点的方式与刚性绳索12经过的其它弹簧11连接，可以将本来独立的弹簧11串联起来，提高一根刚性绳索12测量的区域面积，比如，一根刚性绳索12可以根据使用要求穿过任意设置有拉环14、穿孔或贴附点的弹簧11，而在刚性绳索12穿过任意拉环14、穿孔或贴附点时，需要防止刚性绳索12出现卡住的情况，以保证刚性绳索12的张力变化传递到刚性绳索12的第二端。所述的贴附点具有限位作用，比如凹槽，限位刚性绳索沿刚性绳索的径向移动，凹槽设定在指定位置，刚性绳索12可以穿过对应的凹槽延伸至弹簧床垫10的侧边或外部。在一实施例中，一根刚性绳索12通过搭载的方式与刚性绳索12经过的其它弹簧11连接，搭接时，需要注意，刚性绳索12的第二端与刚性绳索12不在同一直线上，如刚性绳索12弹簧11的第一端连接在一弹簧11的顶端（靠经人体的一端），刚性绳索12搭载在其它弹簧11的顶面，而第二端在搭载在最后一个弹簧11后，第二端会向最后一个弹簧11的底部方向延伸，以保证刚性绳索12经过的弹簧11发生形变时，刚性绳索12能够感知。

本发明实施例中，为了提高刚性绳索12张力变化幅度，所述弹簧床垫10内沿横向（垂直于人体竖直躺卧方向）设置多个弹簧11，在所述弹簧11上设置至少一个拉环14、穿孔或贴附点，多个弹簧上的拉环14、穿孔或贴附点高低错落设置，所述刚性绳索12依次穿过相邻弹簧11上的拉环14、穿孔或贴附点，即如图2所示，在同一行弹簧11中，当弹簧11平铺在床上的时候，拉环14依次设置于相邻弹簧11高低不同的位置。在其它实施例中，拉环14、穿孔或贴附点设置在不同行的弹簧11上，既可以提高刚性绳索12张力变化幅度，又可以提高一根刚性绳索12测量的面积。

本发明实施例中，为了提高一根刚性绳索12的测量面积，所述弹簧床垫10内沿横向（垂直于人体竖直躺卧方向）设置多个成锯齿状排列的弹簧11，该多个成锯齿状排列的弹簧11上依次设置所述拉环14、穿孔或贴附点，所述刚性绳索12依次穿过该成锯齿状排列的弹簧11上的拉环14、穿孔或贴附点。如图3所示，将穿过同一根刚性绳索12的拉环14，沿垂直于弹簧11伸缩方向呈锯齿状设置，可以提高一根刚性绳索12测量的面积。

本发明实施例中，为了便于采集刚性绳索12的震动数据，会在刚性绳索12位于弹簧床垫10侧边或外部的第二端安装一个连接头13，然后连接头13对应的连接震动采集传感器20。如图2所示，在一实施例中，连接头13位于弹簧床垫10的侧边。

本发明实施例中，上述弹簧床垫10包括设置多根刚性绳索12，多根刚性绳索12的第一端分别与弹簧床垫10内的至少一弹簧11连接，并将多根刚性绳索12的第二端延伸至弹簧床垫10的侧边或外部。多根刚性绳索12的设置，不但可以测量人体的生理信号，还可以测量人体在弹簧床垫10上运动轨迹等。

在一具体实施例中，参照图4，弹簧床垫10内安装七行弹簧11，可以在中间的五行弹簧11上设置所述刚性绳索12，分别从弹簧床垫10最左侧的弹簧11开始，依次穿过本行弹簧11延伸至弹簧床垫10的最右侧的侧边，然后分别连接震动采集传感器20，这样可以根据不同的震动采集传感器20测量弹簧床垫10上不同区域的人体生理信号，人体翻转到任意的地方都会压在布设有刚性绳索12的弹簧11上面，防止人体脱离测量区域，而两端的两行弹簧11，没有设置刚性绳索12，因为当人体压在这两行的弹簧11上的时候，人体必然也会压在器相邻的其他弹簧11上，所以两端的两行无需设置刚性绳索12。

在另一具体实施例中，参照图5，上述弹簧床垫10内安装有四十九个弹簧11，每一个弹簧11分别只与一根刚性绳索12连接，那么就会有四十九根刚性绳索12，同时设置四十九个震动采集传感器20，这样的设置，可以在预先知道震动采集传感器20所测量弹簧11的位置的情况下，根据不同震动采集传感器20采集的数据，分析出弹簧床垫10上人体的位置，翻身情况以及其它需要的数据。在其它实施例中，可以根据需要任意的设置刚性绳索12，比如，有的弹簧11单独连接一根刚性绳索12，有的多个弹簧11通过刚性绳索12穿过拉环14形成一个弹簧11链等。

在又一具体实施例中，参照图6，上述刚性绳索12的第一端同时连接某一区域的多个弹簧11，然后第二端拉紧延伸至弹簧床垫10的侧边上，且可以根据需求设置多种测量组合，通过较少的传感器测量多个不同区域的震动情况，以完成不同的测量需求。

本发明实施例的采集人体生理信号的弹簧床垫10，无需在弹簧床垫10中设置传感器等电子器件，方便传统的弹簧床垫10生产厂商进行加工生产，无需电器工程师等介入，降低生产难度，节约成本，提高生产效率，没有后期维护的投入，而且人体的生理信号采集方便，只需要将震动采集传感器20对应连接于刚性绳索12位于弹簧床垫10侧边或外部的第二端紧密连接即可，方便用户使用。

 参照图7，本发明实施例中，还提供一种采集人体生理信号的系统，包括震动采集传感器20、分析器30和采集人体生理信号的弹簧床垫10；所述弹簧床垫10内部设置弹簧11，还包括刚性绳索12，该刚性绳索12的第一端与弹簧床垫10内的至少一弹簧11连接，刚性绳索12的第二端延伸至弹簧床垫10的侧边或外部；所述刚性绳索12的两端之间处于拉紧状态；所述震动采集传感器20采集刚性绳索12的第二端的震动数据并发送给所述分析器30，所述分析器30根据所述震动数据解析出人体的生理信号。

本实施例中，上述刚性绳索12被拉紧后存在张力，当刚性绳索12连接弹簧11发生伸缩形变时，刚性绳索12的张力会发生变化，进而产生震动，如果弹簧11发生伸缩形变的原因是压在弹簧床垫10上的人造成的，那么刚性绳索12的张力变化产生的震动就可以反应出人体的某些生理信号，如心率信号、呼吸信号、抽搐信号和辗转身体的信号等。本实施例中，上述刚性绳索12是受力拉扯时形变小的绳索，比如钢丝、麻绳、棉绳、高分子材料绳索和丝线等。所述将刚性绳索12的第一端与弹簧床垫10内的至少一弹簧11连接，是指刚性绳索12的第一端可以只与弹簧床垫10中的一个弹簧11连接，刚性绳索12的第一端也可以通过其他引线等同时连接弹簧床垫10内的多个弹簧11。本发明实施例中，为了提高刚性绳索12的张力变化幅度，一般会将刚性绳索12的起始端固定在弹簧11靠近人体的一端，当其受力时，伸缩变化量大，张力变化的幅度大。

本实施例中，上述刚性绳索12的第二端连接震动采集传感器20，通过所述震动采集传感器20采集刚性绳索12的第二端的震动数据并发送给外部分析器30，再通过所述分析器30根据所述震动数据解析出人体的生理信号。上述震动采集传感器20包括多种，比如加速度传感器，加速度传感器与刚性绳索12的第二端连接后，当刚性绳索12产生震动时，会带动加速度传感器震动，加速度传感器从而将刚性绳索12的震动情况采集下来；光学位移传感器，可以发射光束至刚性绳索12的第二端的端部，然后采集光束的反射光，根据反射光的情况，得到刚性绳索12的震动情况；电磁震动传感器可以包括两种，一种是动磁式，一种为动圈式，所述动磁式为将永磁体固定安装在连刚性绳索12上，然后线圈固定，当刚性绳索12震动时，永磁体相对线圈震动产生感应电动势，感应电动势的变化，反应了刚性绳索12的震动情况，所述的动圈式，是指将线圈固定在刚性绳索12上，永磁体固定，当刚性绳索12震动时，线圈相对永磁体震动产生感应电动势，感应电动势的变化，反应了刚性绳索12的震动情况；震动采集传感器20还可以是压电传感器、力的传感器等其它可以采集刚性绳索12张力变化情况的传感器。震动采集传感器20采集的数据发送给分析器30，分析器30将震动信号进行放大、过滤以及模数转换的处理，最终得到人体的生理数据。该生理信号包括人体的心跳、呼吸、抽搐和辗转等信号。上述震动采集传感器20可与刚性绳索分体设计，比如为可拆卸连接等方式，在需要采集人体信号时，可将震动采集传感器20与刚性绳索12对应连接。该弹簧床垫与震动采集传感器20分体设计，在生产弹簧床垫时，无需电器工程师介入，降低生产难度，节约成本。

本发明实施例中，上述刚性绳索12的第二端向弹簧床垫10侧边或外部延伸时，刚性绳索12经过其它弹簧11，并通过搭接方式，与该其它弹簧11进行震动感知连接。“上述搭接连接从而与弹簧11进行震动感知连接”的方式，可以在弹簧发生形变时，与该弹簧搭接的刚性绳索会感应到相应的震动，并产生相应的张力变化。搭接方式包括多种，比如刚性绳索12通过设置安装拉环14、穿孔或贴附点的方式与刚性绳索12经过的其它弹簧11连接，可以将本来独立的弹簧11串联起来，提高一根刚性绳索12测量的区域面积，比如，一根刚性绳索12可以根据使用要求穿过任意设置有拉环14、穿孔或贴附点的弹簧11，而在刚性绳索12穿过任意拉环14、穿孔或贴附点时，需要防止刚性绳索12出现卡住的情况，以保证刚性绳索12的张力变化传递到刚性绳索12的第二端。所述的贴附点具有限位作用，比如凹槽，限位刚性绳索沿刚性绳索的径向移动，凹槽设定在指定位置，刚性绳索12可以穿过对应的凹槽延伸至弹簧床垫10的侧边或外部。在一实施例中，一根刚性绳索12通过搭载的方式与刚性绳索12经过的其它弹簧11连接，搭接时，需要注意，刚性绳索12的第二端与刚性绳索12不在同一直线上，如刚性绳索12弹簧11的第一端连接在一弹簧11的顶端（靠经人体的一端），刚性绳索12搭载在其它弹簧11的顶面，而第二端在搭载在最后一个弹簧11后，第二端会向最后一个弹簧11的底部方向延伸，以保证刚性绳索12经过的弹簧11发生形变时，刚性绳索12能够感知。

本发明实施例中，为了提高刚性绳索12张力变化幅度，所述弹簧床垫10内沿横向（垂直于人体竖直躺卧方向）设置多个弹簧11，在所述弹簧11上设置至少一个拉环14、穿孔或贴附点，多个弹簧上的拉环14、穿孔或贴附点高低错落设置，所述刚性绳索12依次穿过相邻弹簧11上的拉环14、穿孔或贴附点，即如图2所示，在同一行弹簧11中，当弹簧11平铺在床上的时候，拉环14依次设置于相邻弹簧11高低不同的位置。在其它实施例中，拉环14、穿孔或贴附点设置在不同行的弹簧11上，既可以提高刚性绳索12张力变化幅度，又可以提高一根刚性绳索12测量的面积。

本发明实施例中，为了提高一根刚性绳索12的测量面积，所述弹簧床垫10内沿横向（垂直于人体竖直躺卧方向）设置多个成锯齿状排列的弹簧11，该多个成锯齿状排列的弹簧11上依次设置所述拉环14、穿孔或贴附点，所述刚性绳索12依次穿过该成锯齿状排列的弹簧11上的拉环14、穿孔或贴附点。如图3所示，将穿过同一根刚性绳索12的拉环14，沿垂直于弹簧11伸缩方向呈锯齿状设置，可以提高一根刚性绳索12测量的面积。

本发明实施例中，为了便于采集刚性绳索12的震动数据，会在刚性绳索12位于弹簧床垫10侧边或外部的第二端安装一个连接头13，然后连接头13对应的连接震动采集传感器20。如图2所示，在一实施例中，连接头13位于弹簧床垫10的侧边。

本发明实施例中，上述弹簧床垫10包括设置多根刚性绳索12，多根刚性绳索12的第一端分别与弹簧床垫10内的至少一弹簧11连接，并将多根刚性绳索12的第二端延伸至弹簧床垫10的侧边或外部。多根刚性绳索12的设置，不但可以测量人体的生理信号，还可以测量人体在弹簧床垫10上运动轨迹等。

在一具体实施例中，参照图4，弹簧床垫10内安装七行弹簧11，可以在中间的五行弹簧11上设置所述刚性绳索12，分别从弹簧床垫10最左侧的弹簧11开始，依次穿过本行弹簧11延伸至弹簧床垫10的最右侧的侧边，然后分别连接震动采集传感器20，这样可以根据不同的震动采集传感器20测量弹簧床垫10上不同区域的人体生理信号，人体翻转到任意的地方都会压在布设有刚性绳索12的弹簧11上面，防止人体脱离测量区域，而两端的两行弹簧11，没有设置刚性绳索12，因为当人体压在这两行的弹簧11上的时候，人体必然也会压在器相邻的其他弹簧11上，所以两端的两行无需设置刚性绳索12。

在另一具体实施例中，参照图5，上述弹簧床垫10内安装有四十九个弹簧11，每一个弹簧11分别只与一根刚性绳索12连接，那么就会有四十九根刚性绳索12，同时设置四十九个震动采集传感器20，这样的设置，可以在预先知道震动采集传感器20所测量弹簧11的位置的情况下，根据不同震动采集传感器20采集的数据，分析出弹簧床垫10上人体的位置，翻身情况以及其它需要的数据。在其它实施例中，可以根据需要任意的设置刚性绳索12，比如，有的弹簧11单独连接一根刚性绳索12，有的多个弹簧11通过刚性绳索12穿过拉环14形成一个弹簧11链等。

在又一具体实施例中，参照图6，上述刚性绳索12的第一端同时连接某一区域的多个弹簧11，然后第二端拉紧延伸至弹簧床垫10的侧边上，且可以根据需求设置多种测量组合，通过较少的传感器测量多个不同区域的震动情况，以完成不同的测量需求。 

本实施例中的采集人体生理信号的系统，无需在弹簧床垫10中设置传感器等电子器件，方便传统的弹簧床垫10生产厂商进行加工生产，无需电器工程师等介入，降低生产难度，节约成本，提高生产效率，没有后期维护的投入，而且人体的生理信号采集方便，只需要将震动采集传感器20对应连接于刚性绳索12位于弹簧床垫10侧边或外部的第二端紧密连接即可，方便用户使用。

    以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种采集人体生理信号的方法，其特征在于，包括：

将刚性绳索的第一端与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，并将刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部；所述刚性绳索的两端之间处于拉紧状态；

通过震动采集传感器采集所述刚性绳索的第二端的震动数据；

根据震动采集传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号。

2.根据权利要求1所述的采集人体生理信号的方法，其特征在于，所述并将刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部的步骤，包括：

在刚性绳索的第二端向弹簧床垫侧边或外部延伸时，刚性绳索经过其它弹簧，并通过搭接方式，与所述其它弹簧进行震动感知连接。

3.根据权利要求2所述的采集人体生理信号的方法，其特征在于，所述搭接方式包括：安装拉环、穿孔或贴附方式；

所述安装拉环、穿孔或贴附方式包括：在弹簧床垫内沿横向设置多个弹簧，在所述弹簧上设置至少一拉环、穿孔或贴附点，多个弹簧上的拉环、穿孔或贴附点高低错落设置，所述刚性绳索依次穿过相邻弹簧上的拉环、穿孔或贴附点；

或者，所述安装拉环、穿孔或贴附方式包括：

在弹簧床垫内沿横向设置多个成锯齿状排列的弹簧，在该多个成锯齿状排列的弹簧上依次设置所述拉环、穿孔或贴附点，将所述刚性绳索依次穿过该成锯齿状排列的弹簧上的拉环、穿孔或贴附点。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的采集人体生理信号的方法，其特征在于，所述将刚性绳索的第一端与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，并将刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部的步骤，包括：

设置多根刚性绳索，将多根刚性绳索的第一端分别与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，并将多根刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部。

5.一种采集人体生理信号的弹簧床垫，所述弹簧床垫内部设置弹簧，其特征在于，还包括刚性绳索；所述刚性绳索的第一端与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，所述刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部；所述刚性绳索的两端之间处于拉紧状态；

所述刚性绳索的第二端连接震动采集传感器，通过所述震动采集传感器采集刚性绳索的第二端的震动数据并发送给外部分析器，再通过所述分析器根据所述震动数据解析出人体的生理信号。

6.根据权利要求5所述的采集人体生理信号的弹簧床垫，其特征在于，所述刚性绳索的第二端向弹簧床垫侧边或外部延伸时，刚性绳索经过其它弹簧，并通过搭接方式，与所述其它弹簧进行震动感知连接。

7.根据权利要求6所述的采集人体生理信号的弹簧床垫，其特征在于，所述搭载包括在弹簧上设置拉环、穿孔或贴附点，所述刚性绳索穿过所述拉环、穿孔或贴附点；

所述弹簧床垫内沿横向设置多个弹簧，该多个弹簧上至少设置一个拉环、穿孔或贴附点，多个弹簧上的拉环、穿孔或贴附点高低错落设置，所述刚性绳索依次穿过相邻弹簧上的拉环、穿孔或贴附点；

或者，所述弹簧床垫内沿横向设置多个成锯齿状排列的弹簧，该多个成锯齿状排列的弹簧上依次设置所述拉环、穿孔或者贴附点，所述刚性绳索依次穿过该成锯齿状排列的弹簧上的拉环、穿孔或贴附点。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的采集人体生理信号的弹簧床垫，其特征在于，包括多根刚性绳索，该多根刚性绳索的第一端分别与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，并将多根刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部。

9.一种采集人体生理信号的系统，其特征在于，包括震动采集传感器、分析器和采集人体生理信号的弹簧床垫；

所述采集人体生理信号的弹簧床垫内部设置弹簧，还包括刚性绳索，所述刚性绳索的第一端与弹簧床垫内的至少一弹簧连接，所述刚性绳索的第二端延伸至弹簧床垫的侧边或外部；所述刚性绳索的两端之间处于拉紧状态；

所述刚性绳索的第二端连接震动采集传感器，所述震动采集传感器采集刚性绳索的第二端的震动数据并发送给所述分析器，所述分析器根据所述震动数据解析出人体的生理信号。

10.根据权利要求9所述的采集人体生理信号的系统，其特征在于，所述弹簧床垫如权利要求6至8中任一项所述的弹簧床垫。

11.根据权利要求10所述的采集人体生理信号的系统，其特征在于，所述震动采集传感器包括加速度传感器、光学位移传感器、电磁震动传感器或压电传感器。