CN105902099B - 一种利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头及方法 - Google Patents

Abstract

一种利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头及方法，枕头包括枕芯、若干个霍尔传感组件和控制器，所述霍尔传感组件与控制器设在枕芯内，所述霍尔传感组件包括霍尔传感器和磁体，所述霍尔传感器与磁体相对应设在同一竖直方向上，所述霍尔传感器与磁体之间具有弹性间距，所述弹性间距在头部压力作用下产生变化，所述霍尔传感器与控制器连接，所述控制器依据霍尔传感器的输出模拟量检测到头部位置。本发明采用霍尔传感器与磁体配合的感应方式灵敏、准确，不同体重的使用者的头部都能使弹性间距产生变化，霍尔传感器能感应出磁场强度的变化。因此，解决了使用者体重不同影响检测准确性的问题，具有能适用不同体重的使用者、检测准确、适用性广的优点。

Description

一种利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头及方法

技术领域

本发明涉及健康枕头技术领域，尤其涉及一种利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头及方法。

背景技术

随着生活水平的提高和进步，普通枕头用来睡觉的单一功能已不能满足人们不断变化的需求。现状市场上的各种智能枕头、功能枕头越来越多，如自动调整枕头高度的智能调节枕头、如能够监控使用者睡眠质量的智能监控枕头、如能够帮助使用者停止打鼾的止鼾枕头等。这些智能枕头、功能枕头在实现功能前，需要判断头部的位置。如果不能较为准确的判断头部的位置，头枕上智能、按摩、止鼾等机构就很难在精准的位置做出干预动作，将直接影响按摩、止鼾的效果。现在市场的枕头中用于头部检测的方法，在枕头中设置若干个薄膜开关。头部落在枕头上的哪个位置上，就会触动薄膜开关，系统检测到开启的薄膜开关的位置，并将开启的薄膜开关的位置判断为头部的位置。但这种方案检测过程会易受到使用者的体重影响，使用者的体重不同，头部枕在枕头上产生的压力也不同。薄膜开关难以适用所有不同体重的使用者，非常容易造成头部位置的误判、漏判等，也将直接影响智能、按摩等功能的实施及实施效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术措施：

一种利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，包括枕芯、若干个霍尔传感组件和控制器，所述霍尔传感组件与控制器设在枕芯内，所述霍尔传感组件包括霍尔传感器和磁体，所述霍尔传感器用于感应磁体产生的磁场强度，所述霍尔传感器与磁体相对应设在同一竖直方向上，所述霍尔传感器与磁体之间具有弹性间距，所述弹性间距在头部压力作用下产生变化，所述霍尔传感器与控制器连接，所述控制器依据霍尔传感器的输出模拟量检测到头部位置。

本发明还可以通过以下技术措施进一步完善：

作为进一步改进，包括至少两个霍尔传感组件，所述各个霍尔传感组件设在枕芯的不同位置，所述磁体设在枕芯的底部，所述霍尔传感器设在磁体的上方。

作为进一步改进，所述霍尔传感组件的数量为3-8个，所述各个霍尔传感组件沿纵轴方向设在枕芯内。

作为进一步改进，所述枕芯的上表面呈弧形凹陷，所述枕芯的前部向上突起设有颈枕部，所述颈枕部上下依次分隔为上层、中层以及下层，所述霍尔传感器设在上层与中层之间，所述磁体设在中层与下层之间，所述中层形成弹性间距，所述中层采用可伸缩材质。

作为进一步改进，还包括线路板，所述线路板上依次设有若干个并联的霍尔传感器，所述线路板与控制器连接。

作为进一步改进，所述线路板呈长条形，所述霍尔传感器均匀排布在线路板上，所述霍尔传感器采用线性霍尔传感器，所述霍尔传感器输出电压型模拟量。

作为进一步改进，所述磁体的磁力为100高斯-900高斯。

作为进一步改进，所述中层与下层之间设有保护层，所述保护层将磁体固定在中层的底面。

作为进一步改进，所述枕芯采用柔性材料制成。

本发明另提供了一种利用霍尔传感器件来检测头部位置的方法，使用上述的利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，包括以下步骤：

S1，开启控制器与霍尔传感组件，在头部压力作用下使霍尔传感器与磁体之间的弹性间距发生变化，所述霍尔传感器检测磁体产生的磁场强度。

S2，控制器依据霍尔传感器的输出模拟量检测到头部位置，所述输出模拟量为电压型模拟量，所述控制器依据输出模拟量进行转换、分析、运算，并判断出头部位置。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：

1、在枕芯上设置用来检测头部位置的霍尔传感组件，在同一竖直方向上具有一定弹性间距设置相对应的霍尔传感器与磁体。当在头部压力作用，二者之间弹性间距发生变化，霍尔传感器感应的磁场强度也随之变化。进而控制器能依据霍尔传感器的输出模拟量判断出头部位置。采用霍尔传感器与磁体配合的感应方式灵敏、准确，不同体重的使用者的头部都能使弹性间距产生变化，霍尔传感器便能感应出磁场强度的变化。因此，解决了使用者体重不同影响检测准确性的问题，具有能适用不同体重的使用者、检测准确、适用性广的优点。

2、在枕芯的纵轴方向上设置多个霍尔传感组件，这些霍尔传感组件将枕芯划分为多个区域。再由控制器通过对多个霍尔传感器输出模拟量的分析、运算，能判断头部位于哪个区域、哪个位置，使检测结果的准确性进一步提高。

3、在枕芯的前部设有向上凸起的颈枕部用以支撑使用者的颈部，提高使用的舒适性。将霍尔传感组件设在颈枕部，枕芯的这个位置厚度较大，霍尔传感组件的设置不会影响使用的舒适性。

附图说明

附图1是本发明利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头的总装示意图；

附图2是附图1所述利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头的主视图；

附图3是本发明利用霍尔传感器件来检测头部位置的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

请参考图1至图2，一种利用霍尔传感器22件来检测头部位置的枕头，包括枕芯1、霍尔传感组件2和控制器3，所述霍尔传感组件2与控制器3设在枕芯1内。所述霍尔传感组件2包括霍尔传感器22和磁体21，所述霍尔传感器22用于感应磁体21产生的磁场强度。所述霍尔传感器22与磁体21相对应设在同一竖直方向上，所述霍尔传感器22与磁体21之间具有弹性间距，所述弹性间距在头部压力作用下产生变化。所述霍尔传感器22与控制器3连接，所述控制器3依据霍尔传感器22的输出模拟量检测到头部位置。

其中，弹性间距在头部压力作用下变小，即霍尔传感器22与磁体21之间的距离缩小，此时霍尔传感器22所感应到的磁场强度增大，输出模拟量相比初始状态时发生变化。而其他位置没有头部压力作用，弹性间距变化小或与保持初始状态，输出模拟量的变化小或不变。控制器3依据枕芯1不同位置的输出模拟量情况，分析并判断出头部位置。初始状态指，未受到压力的状态。弹性间距在初始状态时，间距为6-20mm，间距的大小主要考虑霍尔传感器22感应的灵敏度与准确性。当然，这个间距大小会因为所选用的材质不同而有所不同。在实施例中，枕芯1采用记忆海绵，弹性间距优选为8-15mm。

在枕芯1上设置用来检测头部位置的霍尔传感组件2，在同一竖直方向上具有一定弹性间距设置相对应的霍尔传感器22与磁体21。当在头部压力作用，二者之间弹性间距发生变化，霍尔传感器22感应的磁场强度也随之变化。进而控制器3能依据霍尔传感器22的输出模拟量判断出头部位置。采用霍尔传感器22与磁体21配合的感应方式灵敏、准确，不同体重的使用者的头部都能使弹性间距产生变化，霍尔传感器22便能感应出磁场强度的变化。因此，解决了使用者体重不同影响检测准确性的问题，具有能适用不同体重的使用者、检测准确、适用性广的优点。

实施例中，包括至少两个霍尔传感组件2，所述各个霍尔传感组件2设在枕芯1的不同位置，所述磁体21设在枕芯1的底部，所述霍尔传感器22设在磁体21的上方。优选的，所述霍尔传感组件2的数量为3-8个，所述各个霍尔传感组件2沿纵轴方向设在枕芯1内。其中，纵轴方向指的是，枕芯1为方形时，与枕芯1长边平行的方向为纵轴方向。在枕芯1的纵轴方向上设置多个霍尔传感组件2，这些霍尔传感组件2将枕芯1划分为多个区域。再由控制器3通过对多个霍尔传感器22输出模拟量的分析、运算，能判断头部位于哪个区域、哪个位置，使检测结果的准确性进一步提高。更进一步优选的，霍尔传感组件2的数量为6个。

所述枕芯1的上表面呈弧形凹陷，所述枕芯1的前部向上突起设有颈枕部11，所述颈枕部11上下依次分隔为上层111、中层112以及下层113，所述霍尔传感器22设在上层111与中层112之间，所述磁体21设在中层112与下层113之间，所述中层112形成弹性间距，所述中层112采用可伸缩材质。在枕芯1的前部设有向上凸起的颈枕部11用以支撑使用者的颈部，提高使用的舒适性。将霍尔传感组件2设在颈枕部11，枕芯1的这个位置厚度较大，霍尔传感组件2的设置不会影响使用的舒适性。所述枕芯1采用柔性材料制成。实施例中，枕芯1一体制成，枕芯1采用记忆海绵制成。可以理解的，枕芯1还可以采用乳胶、木棉等材料。但需要保证中间层具有可伸缩的性能。

还包括线路板23，所述线路板23上依次设有若干个并联的霍尔传感器22，所述线路板23与控制器3连接。所述线路板23呈长条形，所述霍尔传感器22均匀排布在线路板23上，所述霍尔传感器22采用线性霍尔传感器22，所述霍尔传感器22输出电压型模拟量。所述磁体21的磁力为100高斯-900高斯。更优选为300高斯-700高斯。

请参考图3，一种利用霍尔传感器22件来检测头部位置的方法，使用上述的利用霍尔传感器22件来检测头部位置的枕头，包括以下步骤：

S1，开启控制器3与霍尔传感组件2，在头部压力作用下使霍尔传感器22与磁体21之间的弹性间距发生变化，所述霍尔传感器22检测磁体21产生的磁场强度；

S2，控制器3依据霍尔传感器22的输出模拟量检测到头部位置，所述输出模拟量为电压型模拟量，所述控制器3依据输出模拟量进行转换、分析、运算，并判断出头部位置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，其特征在于：包括枕芯、若干个霍尔传感组件和控制器，所述霍尔传感组件与控制器设在枕芯内，所述霍尔传感组件包括霍尔传感器和磁体，所述霍尔传感器用于感应磁体产生的磁场强度，所述霍尔传感器与磁体相对应设在同一竖直方向上，所述霍尔传感器与磁体之间具有弹性间距，所述弹性间距在头部压力作用下产生变化，所述霍尔传感器与控制器连接，所述控制器依据霍尔传感器的输出模拟量检测到头部位置；各个所述霍尔传感组件沿纵轴方向设在枕芯内，所述枕芯的上表面呈弧形凹陷，所述枕芯的前部向上突起设有颈枕部，所述颈枕部上下依次分隔为上层、中层以及下层，所述霍尔传感器设在上层与中层之间，所述磁体设在中层与下层之间，所述中层形成弹性间距，所述中层采用可伸缩材质。

2.根据权利要求1所述的利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，其特征在于：包括至少两个霍尔传感组件，所述各个霍尔传感组件设在枕芯的不同位置，所述磁体设在枕芯的底部，所述霍尔传感器设在磁体的上方。

3.根据权利要求2所述的利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，其特征在于：所述霍尔传感组件的数量为3-8个。

4.根据权利要求1所述的利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，其特征在于：还包括线路板，所述线路板上依次设有若干个并联的霍尔传感器，所述线路板与控制器连接。

5.根据权利要求4所述的利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，其特征在于：所述线路板呈长条形，所述霍尔传感器均匀排布在线路板上，所述霍尔传感器采用线性霍尔传感器，所述霍尔传感器输出电压型模拟量。

6.根据权利要求1所述的利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，其特征在于：所述磁体的磁力为100高斯-900高斯。

7.根据权利要求3所述的利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，其特征在于：所述中层与下层之间设有保护层，所述保护层将磁体固定在中层的底面。

8.根据权利要求1所述的利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，其特征在于：所述枕芯采用柔性材料制成。

9.一种利用霍尔传感器件来检测头部位置的方法，使用如权利要求1至8任一项所述的利用霍尔传感器件来检测头部位置的枕头，包括以下步骤：

S1，开启控制器与霍尔传感组件，在头部压力作用下使霍尔传感器与磁体之间的弹性间距发生变化，所述霍尔传感器检测磁体产生的磁场强度；

S2，控制器依据霍尔传感器的输出模拟量检测到头部位置，所述输出模拟量为电压型模拟量，所述控制器依据输出模拟量进行转换、分析、运算，并判断出头部位置。