CN105078102B - 一种睡姿检测方法和可调节高度的枕头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种睡姿检测方法：利用人体处于不同睡姿时，人体的颈背部和肩部对人体支撑装置产生的压力或压强的不同，来实现检测区分；具体表现为：当人处于仰卧时，人体的颈背部、人体支撑装置与头部支撑装置之间形成一个天然的空腔，位于此空腔内的人体支撑装置受到来自颈背部的压力或压强很小；当人处于侧卧时，人体的肩部落入所述空腔中，位于此空腔内的人体支撑装置受到来自肩部的压力或压强明显增大。所述睡姿检测方法检测精度高，并且不受体重、身高、性别等方面的限制，具备良好的适用性。本发明还提供了一种使用上述睡姿检测方法设计的可调节高度的枕头。

Description

一种睡姿检测方法和可调节高度的枕头

技术领域

本发明涉及睡姿检测的方法和依此设计的枕头。

背景技术

近来，国内一项研究对2000例颈椎病患者开展调查显示：青少年颈椎病患者陡增，其所占比例由8.7％上升到12％。办公室白领、长时间使用电脑者、汽车驾驶员、睡眠姿势不正确者、固定姿势的流水线操作工、生活中长时间打麻将、看电视者、教师和在校学生也成为颈椎病高发人群。不良的睡眠姿势是引发颈椎病的主要原因之一。睡眠时，由于肌肉韧带处于非保护性的松弛状态，不适合的高度会由于颈肌缺乏对颈椎的保护作用，造成颈椎损伤。因此，睡觉时，要注意枕头的高低，并且不要侧着头睡在沙发扶手上。枕头过高、过低都会增加颈椎负担，引发或者加重颈椎病。

人体仰卧和侧卧时，对枕头高度的需求是不同的，通常仰卧需要枕头高度为8cm以下(以颈部最高点算)，而侧卧枕头高度需要11cm以上。传统的枕头高度是无法调整的，这就造成了睡眠时，至少有一种睡姿是传统枕头的高度无法满足的。通常情况下，为了解决侧卧状态下颈侧的不适，人们会选择略微高一点的枕头，这样就造成了仰卧时颈部处于“低头”的状态，不知不觉中加重了颈椎病的程度。而如果使用所谓的“护颈枕”，只对仰卧时颈部做一个支撑，则侧卧时完全无法支撑头部重量，易出现落枕或者颈椎侧面出问题。

为此，迫切要求有一种能够适应仰卧和侧卧两种睡姿，自动调节高度的枕头。目前市场存在的高度调节枕头主要分为以下几种：

1.弹簧自动调节枕头，该方案单纯依靠人体头部在不同睡姿时对枕头压力的不同，使得弹簧处于不同的形变状态来达到高度调节的目的。但是该方案具有明显的缺点：不同人的头部重量不同，要通过弹簧弹力来判断卧姿，在购买和生产时需要严格进行匹配，从而出现多种规格的产品，而且不具备互换性，生产和使用都不便。另外，颈部受到弹簧弹力的作用，因此没有很好的达到低高度枕头的护颈效果。

2、电子检测自动调节枕头，通过在床垫上设置压力检测带或者重力检测元件来判断人体的睡眠姿势。但是这些方法对于不同身高、胖瘦的人群不具有广泛适用性，判别精确度比较低。如果对不同身形的人群做出特定的产品，又存在成本过高的缺点。更有一些产品需要在人体身上佩戴检测装置，这样对于处于放松熟睡的使用者而言，无疑会增加不适感。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题是提供一种睡姿检测方法，判别精度高，成本低，对于不同年龄、性别、体型的人群具有广泛适用性。

本发明所要解决的次要技术问题是提供一种使用上述睡姿检测方法设计的可调节高度的枕头。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种睡姿检测方法：利用人体处于不同睡姿时，人体的颈背部和肩部对人体支撑装置产生的压力或压强的不同，来实现检测区分；具体表现为：

当人处于仰卧时，人体的颈背部、人体支撑装置与头部支撑装置之间形成一个天然的空腔，位于此空腔内的人体支撑装置受到来自颈背部的压力或压强很小；

当人处于侧卧时，人体的肩部落入所述空腔中，位于此空腔内的人体支撑装置受到来自肩部的压力或压强明显增大。

一种可调节高度的枕头，包括：

枕头本体；

高度调节机构；

睡姿检测传感器，所述睡姿检测传感器设置在所述枕头本体、人体颈背部和人体支撑装置所形成的空腔内；所述睡姿检测传感器的高度小于所述空腔的高度；所述睡姿检测传感器受到的压力或压强明显增加时，判断人体处于侧卧状态；所述睡姿检测传感器受到的压力或压强明显减小时，判断人体处于仰卧状态；

控制电路，所述控制电路分别与所述睡姿检测传感器和高度调节机构连接。

在一较佳实施例中：所述高度调节机构设置在所述枕头本体内部，包括：

平行设置在所述枕头本体上下表面之间的第一支撑板和第二支撑板；所述第一支撑板和第二支撑板之间通过连接机构连接；

弹性装置，所述弹性装置设置在所述第一支撑板和第二支撑板之间；

锁定机构，所述锁定机构与控制电路连接；当人体处于仰卧状态时，所述锁定机构解锁，所述枕头本体的高度可以升高或降低；当人体处于侧卧状态时，所述锁定机构允许所述枕头本体的高度单向升高；当所述枕头本体的高度升至位置一时，所述锁定机构将所述枕头本体的高度锁定。

在一较佳实施例中：所述锁定机构包括：

设置于所述第二支撑板朝向所述第一支撑板一面的止回机构，以及连接在所述第一支撑板和第二支撑板之间的支撑机构；所述止回机构与支撑机构连动连接；

所述止回机构可以被设于状态1或状态2，当所述止回机构处于状态1时，所述止回机构只能单向运动，从而使得所述支撑机构也只能单向升高；当所述止回机构处于状态2时，所述止回机构可以来回运动，所述支撑机构可以升高或者降低。

在一较佳实施例中：所述高度调节机构分为第一高度调节机构和第二高度调节机构；所述第一高度调节机构和第二高度调节机构连接。

在一较佳实施例中：所述第一高度调节机构包括：

平行设置在所述枕头本体上下表面之间的第一支撑板和第二支撑板；所述第一支撑板和第二支撑板之间通过连接机构连接；

气囊，所述气囊设于所述第一支撑板与第二支撑板之间；

在一较佳实施例中：所述第二高度调节机构为充放气控制装置。

在一较佳实施例中：所述睡姿检测传感器为长条形，包含有至少一个睡眠检测单元。

在一较佳实施例中：所述睡眠检测单元包括：

第一保护板，所述第一保护板的一端与第二保护板的一端转动连接；所述第一保护板和第二保护板之间设有弹性材料；

触发装置，所述触发装置设置于所述第一保护板朝向所述第二保护板的一面。

在一较佳实施例中：所述触发装置为轻触开关或压力传感器。

在一较佳实施例中：所述睡姿检测传感器包括：一长条形的气囊和与所述气囊连接的气压检测装置。

相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：

1.本发明提出的一种睡姿检测方法，利用人体处于不同睡姿时，人体的颈背部和肩部对人体支撑装置产生的压力或压强的不同，来实现检测区分。该方法在人体处于不同睡姿时，检测到的压力或压强区别很大，从而可以实现精确判别的目的。也正因为此，该方法对于人体的体重、身高、性别等因素都具有良好的容宽性。

2.本发明提出的一种可调节高度的枕头，结构简单，判别精度高，对于不同的人群具有广泛适用性，这样就无需为了特定的人群调整枕头的内部结构或外部形状，大大降低了成本，也降低了消费者的使用门槛，具备良好的推广前景。

3.本发明提出的一种可调节高度的枕头，在枕头一侧设计睡姿检测传感器，不会对使用者造成任何不适感，同时设计在枕头内部的高度调节机构在不同的睡姿时均不会对人体头部和颈部提供过大的弹力，达到了很好的护颈效果。

说明书附图

图1为本发明中人体处于仰卧状态时的示意图；

图2为本发明中人体处于侧卧状态时的示意图；

图3为本发明优选实施例1中可调节高度的枕头整体结构图；

图4为本发明优选实施例1中高度调节机构的结构示意图；

图5为本发明优选实施例1中睡眠检测单元的结构示意图；

图6为本发明优选实施例2中睡眠检测单元的结构示意图；

图7为本发明优选实施例3中睡眠检测单元的结构示意图；

图8为本发明优选实施例4中高度调节机构的结构示意图；

图9为本发明优选实施例1中锁定机构的连接示意图；

图10为本发明优选实施例1中锁定机构的结构示意图。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

一种睡姿检测方法：利用人体处于不同睡姿时，人体的颈背部3和肩部4对人体支撑装置产生的压力或压强的不同，来实现检测区分；具体表现为：

当人处于仰卧时，人体的颈背部3、人体支撑装置与头部支撑装置1之间形成一个天然的空腔2，位于此空腔内2的人体支撑装置受到来自颈背部3的压力或压强很小；如图1所示。

当人处于侧卧时，人体的肩部4落入所述空腔2中，位于此空腔2内的人体支撑装置受到来自肩部4的压力或压强明显增大，如图2所示。

实施例1：

参考图1-3，一种可调节高度的枕头，包括：

枕头本体1；

高度调节机构5；

睡姿检测传感器6，所述睡姿检测传感器6设置在所述枕头本体1、人体颈背部3和人体支撑装置所形成的空腔2内；所述睡姿检测传感器6的高度小于所述空腔2的高度；所述睡姿检测传感器6受到的压力或压强明显增加时，判断人体处于侧卧状态；所述睡姿检测传感器6受到的压力或压强明显减小时，判断人体处于仰卧状态；

控制电路7，所述控制电路7分别与所述睡姿检测传感器6和高度调节机构5连接。

进一步参考图3、4，本实施例中，所述高度调节机构5优选设置于所述枕头本体1的内部；所述高度调节机构5优选包括：

平行设置在所述枕头本体上下表面之间的第一支撑板51和第二支撑板52；所述第一支撑板51和第二支撑板52之间通过连接机构53连接；所述连接机构53使得所述第一支撑板51和第二支撑板52在水平方向上固定，在竖直方向上可以运动。

弹性装置54，所述弹性装置54设置在所述第一支撑板51和第二支撑板52之间；本实施例中所述弹性装置54优选为弱弹性弹簧。

锁定机构55，所述锁定机构55与控制电路7连接；

当所述睡姿检测传感器6受到来自人体的压力明显下降时，所述睡姿检测传感器6判断人体处于仰卧状态，并将检测结果发送到所述控制电路7，所述控制电路7控制所述锁定机构55解锁，此时所述弹性装置54受到人体头部的压力而压缩，从而带动整个高度调节机构5的高度下降，使枕头本体1的高度下降到适合仰卧时的高度。

当所述睡姿检测传感器6受到来自人体的压力明显增加时，所述睡姿检测传感器6判断人体处于侧卧状态，并将检测结果发送到所述控制电路7，由于人体在睡姿变化时，头部短暂离开枕头本体1，所以弹性装置54开始复位，从而带动整个枕头本体1的高度上升，当枕头本体1的高度恢复到位置一时，所述控制电路7控制所示锁定机构将所述枕头本体1的高度固定在位置一。所述位置一可以由用户自行设置，从而可以使不同的用户都能将侧卧的高度调节到最舒适的状态。

本实施例中，所述锁定机构55包括：

设置于所述第二支撑板52朝向所述第一支撑板51一面的止回机构，以及连接在所述第一支撑板51和第二支撑板52之间的支撑机构；所述止回机构与支撑机构连动连接；

所述止回机构可以被设于状态1或状态2，当所述止回机构处于状态1时，所述止回机构只能单向运动，从而使得所述支撑机构也只能单向升高；当所述止回机构处于状态2时，所述止回机构可以来回运动，所述支撑机构可以升高或者降低。

参考图9-10，作为锁定机构55的一种优选结构，包括：设置于所述第二支撑板52朝向所述第一支撑板51一面的齿条551和锁定条552，所述齿条551和所述锁定条552相向设置；所述齿条551朝向所述锁定条552的一面设有多个齿尖553，所述锁定条552通过一转动轴554与所述第二支撑板52连接；所述齿条551的一端与X形支撑杆550连接，所述X形支撑杆550的两端分别与所述第一支撑板51和第二支撑板52连接；当枕头本体1的高度在升高或降低时，所述X形支撑杆550带动所述齿条551沿齿尖分布方向运动。

所述齿条551和所述锁定条552之间设有锁定轮555，当所述锁定条552旋转到于所述齿条551平行时，所述锁定轮555只能逆时针旋转，于是使得所述齿条551也只能单向运动，从而实现使所述枕头本体1的高度只能单向升高的目的。当所述锁定条552旋转到于所述齿条551不平行时，所述锁定轮555可以自由旋转，所述锁定机构55解锁。

所述锁定轮555与所述第二支撑板52之间通过复位弹簧556连接，所述复位弹簧556用于使所述锁定轮555旋转后复位。

参考图5，本实施例中，所述睡姿检测传感器6优选为长条形，包含有至少一个睡眠检测单元61，所述睡眠检测单元61包括：

第一保护板611，所述第一保护板611的一端与第二保护板612的一端转动连接；所述第一保护板611和第二保护板612之间设有弹性材料613；

触发装置614，所述触发装置614设置于所述第一保护板611朝向所述第二保护板612的一面。

参考图5，本实施例中，所述触发装置614优选为轻触开关。当人体处于侧卧状态时，所述睡眠检测单元61受到压力或压强增加，从而使所述第二保护板612向靠近第一保护板611方向发生转动，当所述第二保护板612挤压到所述轻触开关时，开关闭合，所述睡眠检测单元61即向所述控制电路7发送人体处于侧卧状态的信号。

当人体处于仰卧状态时，所述睡眠检测单元61受到压力或压强减小，从而使所述第二保护板612在弹性材料613的作用下，向远离第一保护板611的方向发生转动，当所述第二保护板612脱离所述轻触开关时，开关断开，所述睡眠检测单元61即向所述控制电路7发送人体处于仰卧状态的信号。

实施例2：

参考图6，本实施例中，所述触发装置614优选为压力传感器，所述压力传感器的工作原理与实施例1中的轻触开关类似，不再赘述。

本实施例中其余部分的结构与实施例1相同。

实施例3

参考图7，本实施例中所述睡姿检测传感器6优选包括：一长条形的气囊62和与所述气囊连接的气压检测装置63。

当所述气囊62受到的压力或压强明显减小，所述气压检测装置63检测到所述气囊62内的气压为低气压，从而判断人体处于仰卧状态。

当所述气囊62受到的压力或压强明显增加，所述气压检测装置63检测到所述气囊62内的气压为高气压，从而判断人体处于侧卧状态。

本实施例中其余部分的结构与实施例1相同，不再赘述。

实施例4

参考图8，本实施例中所述高度调节机构5优选分为第一高度调节机构和第二高度调节机构；所述第一高度调节机构和第二高度调节机构连接。

所述第一高度调节机构包括：

平行设置在所述枕头本体上下表面之间的第一支撑板51和第二支撑板52；所述第一支撑板51和第二支撑板52之间通过连接机构53连接；所述连接机构53使得所述第一支撑板51和第二支撑板52在水平方向上固定，在竖直方向上可以运动。

调节气囊56，所述调节气囊56设于所述第一支撑板51与第二支撑板52之间；

所述第二高度调节机构为充放气控制装置，具体包括：充气泵、充气阀、放气阀和气压监测装置。所述气压监测装置和所述调节气囊56连接。

当所述睡姿检测传感器6检测到人体处于侧卧状态时，将检测结果发送到控制电路7中，此时控制电路7控制所述充气阀打开，并驱动充气泵对所述调节气囊56充气。所述调节气囊56开始膨胀，从而使所述枕头本体1的高度开始上升。当所述气压监测装置检测到所述调节气囊56达到第一目标气压时，所述控制电路7控制充气泵停止充气。

当所述睡姿检测传感器6检测到人体处于仰卧状态时，将检测结果发送到控制电路7中，此时控制电路7控制所述放气阀打开，使调节气囊56放气，从而使所述枕头本体1的高度开始下降。当所述气压监测装置检测到所述调节气囊56达到第二目标气压时，所述控制电路7控制充气泵停止放气。

所述第一目标气压和第二目标气压可以由用户自行设置，使得枕头本体的目标高度可以调节，从而达到适合不同人的使用需求。

本实施例中，所述充放气控制装置中设有消声器，从而避免所述调节气囊56在充气和放气过程中发出过大的噪声，对使用者的睡眠造成干扰。

所述调节气囊56可以设置为多个气囊叠加的形态，这样可以加快所述调节气囊56的充放气速度，从而达到加快枕头本体1高度调节速度的目的。

本实施例中，所述睡姿检测传感器6的结构可以优选为实施例1、2、3中的任意一种实施方式，不再赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种睡姿检测方法，其特征在于：利用人体处于不同睡姿时，人体的颈背部和肩部对人体支撑装置产生的压力或压强的不同，来实现检测区分；具体表现为：

将一睡姿检测传感器设置在枕头本体、人体颈背部和人体支撑装置所形成的空腔内；所述睡姿检测传感器的高度小于所述空腔的高度；所述睡姿检测传感器受到的压力或压强明显增加时，判断人体处于侧卧状态；所述睡姿检测传感器受到的压力或压强明显减小时，判断人体处于仰卧状态。

2.一种可调节高度的枕头，其特征在于包括：

枕头本体；

高度调节机构；

睡姿检测传感器，所述睡姿检测传感器设置在所述枕头本体、人体颈背部和人体支撑装置所形成的空腔内；所述睡姿检测传感器的高度小于所述空腔的高度；所述睡姿检测传感器受到的压力或压强明显增加时，判断人体处于侧卧状态；所述睡姿检测传感器受到的压力或压强明显减小时，判断人体处于仰卧状态；

控制电路，所述控制电路分别与所述睡姿检测传感器和高度调节机构连接；所述睡姿检测传感器将检测结果发送到所述控制电路，所述控制电路根据检测结果，驱动高度调节机构改变枕头本体的高度，其中人体处于侧卧状态下枕头本体的高度高于仰卧状态下枕头本体的高度。

3.根据权利要求2所述的一种可调节高度的枕头，其特征在于：所述高度调节机构设置在所述枕头本体内部，包括：

平行设置在所述枕头本体上下表面之间的第一支撑板和第二支撑板；所述第一支撑板和第二支撑板之间通过连接机构连接；

弹性装置，所述弹性装置设置在所述第一支撑板和第二支撑板之间；

锁定机构，所述锁定机构与控制电路连接；当人体处于仰卧状态时，所述锁定机构解锁，所述枕头本体的高度可以升高或降低；当人体处于侧卧状态时，所述锁定机构允许所述枕头本体的高度单向升高；当所述枕头本体的高度升至位置一时，所述锁定机构将所述枕头本体的高度锁定。

4.根据权利要求3所述的一种可调节高度的枕头，其特征在于：所述锁定机构包括：

设置于所述第二支撑板朝向所述第一支撑板一面的止回机构，以及连接在所述第一支撑板和第二支撑板之间的支撑机构；所述止回机构与支撑机构连动连接；

所述止回机构可以被设于状态1或状态2，当所述止回机构处于状态1时，所述止回机构只能单向运动，从而使得所述支撑机构也只能单向升高；当所述止回机构处于状态2时，所述止回机构可以来回运动，所述支撑机构可以升高或者降低。

5.根据权利要求2所述的一种可调节高度的枕头，其特征在于：所述高度调节机构分为第一高度调节机构和第二高度调节机构；所述第一高度调节机构和第二高度调节机构连接。

6.根据权利要求5所述的一种可调节高度的枕头，其特征在于：所述第一高度调节机构包括：

平行设置在所述枕头本体上下表面之间的第一支撑板和第二支撑板；所述第一支撑板和第二支撑板之间通过连接机构连接；

气囊，所述气囊设于所述第一支撑板与第二支撑板之间。

7.根据权利要求5所述的一种可调节高度的枕头，其特征在于：所述第二高度调节机构为充放气控制装置。

8.根据权利要求2所述的一种可调节高度的枕头，其特征在于：所述睡姿检测传感器为长条形，包含有至少一个睡眠检测单元。

9.根据权利要求8所述的一种可调节高度的枕头，其特征在于：所述睡眠检测单元包括：

第一保护板，所述第一保护板的一端与第二保护板的一端转动连接；所述第一保护板和第二保护板之间设有弹性材料；

触发装置，所述触发装置设置于所述第一保护板朝向所述第二保护板的一面。

10.根据权利要求9所述的一种可调节高度的枕头，其特征在于：所述触发装置为轻触开关或压力传感器。

11.根据权利要求2所述的一种可调节高度的枕头，其特征在于：所述睡姿检测传感器包括：一长条形的气囊和与所述气囊连接的气压检测装置。