CN108478322A - 一种智能止鼾枕及其止鼾方法 - Google Patents

一种智能止鼾枕及其止鼾方法 Download PDF

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Abstract

一种智能止鼾枕及其止鼾方法，止鼾枕包括枕头主体，靠近枕头主体内部上部为振动组件，下部为升降组件，枕头主体左边缘和右边缘均设置有声音传感器和声音播放器；振动组件为靠近枕头主体上表面的震动子二维阵列；升降组件包括作为枕头主体底面的下固定板和与下固定板平行的上固定板，上固定板和下固定板通过压缩弹簧连接，下固定板上表面固定有通过驱动电机驱动转动的皮带轮，与所述皮带轮配合的皮带的两端部与上固定板的下表面固定连接；驱动电机驱动皮带轮转动可带动皮带朝左边滑动或朝右边滑动；声音传感器的输出端、震动子、驱动电机和声音播放器的控制端均与微处理器连接。该智能止鼾枕兼具睡眠监测和改善打鼾等功能，提升用户睡眠质量。

Description

一种智能止鼾枕及其止鼾方法
技术领域
本发明涉及一种智能止鼾枕及其止鼾方法，属于人类生活技术领域。
背景技术
随着人类生活水平的日益提高，各种舒适、个性化的人类生活用户进入了千家万户的日常生活中。现有技术中，信息技术的发展已经大大改善了人类的生活质量。但是，目前对于人类生活健康至关重要的寝室类产品仍然多采用传统的制造工艺和方法，无法满足人类日益增长的人类智能生活需求。枕头是我们生活必不可少的特别重要的寝室类产品，人们为了早晨能够按时起床开始新的一天的生活、学习和工作，通常会提前设置好闹钟以防睡过头或者赖床。传统的闹钟依靠声音发声、不能满足耳疾患者的需求，而且很容易地就会被随手按掉，效果不好。现在人们更习惯用手机设置闹钟，但有时候会因为熟睡而听不见闹钟声音，鉴于手机的辐射信号，手机也不宜放在床头边。而且，睡眠的质量会关系到人体大脑和神经的作息，直接的影响个人的精神状态，甚至是生活质量。所以睡眠对于人体的健康有着十分重要的意义。但是，现代人由于受到环境污染、工作压力、作息时间不规律等多方面因素的干扰，非常普遍的存在睡眠质量下降的情况。例如常见的打鼾，俗称打呼噜，就是睡眠过程中极为普遍存在的一种现象。尤其是一些比较严重的打鼾现象，会对睡眠产生很大影响。因为严重的打鼾会引起呼吸暂停，导致人体缺氧，从而使睡眠的质量明显下降。另外打鼾严重的人群，往往患有着肥胖、高血压或者心脏病等病症；这类人群如果睡眠中出现呼吸暂停，很容易使血压或心率出现异常，最严重者甚至可能猝死，可见危害之大。
针对上述的情况，现阶段已经存在一些智能产品，韩国的设计师Seung-hee Ryu将枕头和闹钟合二为一：当闹铃响起，用双手握住枕头里藏着的拉绳，然后将之尽量往两边拉，一个舒服的懒腰就可以“关掉”闹钟，但没有改善打鼾的作用。有些智能枕头能够在用户睡眠的过程中，监测用户的睡眠状态，使用户能够了解自身的睡眠情况。有些只能枕头可以在打鼾情况下驱动枕头摆动，从而促使睡眠者头部发生位移、改变头部原有姿势，进而达到止鼾的目的。但是，均无法准确地根据睡眠者打鼾程度和睡眠姿势，有针对性地改善睡眠者打鼾情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能止鼾枕及其止鼾方法。该智能止鼾枕兼具闹钟、睡眠监测和改善打鼾等功能，科学地实现提升用户睡眠质量。
本发明实现其发明目的所采取的技术方案是：一种智能止鼾枕，包括枕头主体，其结构特点是：所述靠近枕头主体内部上部为振动组件，下部为升降组件，所述枕头主体左边缘和右边缘均设置有声音传感器和声音播放器；
所述振动组件为靠近枕头主体上表面的震动子二维阵列；
所述升降组件包括作为枕头主体底面的下固定板和与所述下固定板平行的上固定板，所述上固定板和下固定板通过压缩弹簧连接，所述下固定板上表面固定有通过驱动电机驱动转动的皮带轮，与所述皮带轮配合的皮带的两端部与上固定板的下表面固定连接，且所述皮带的两端部固定于上固定板下表面左右边缘处；驱动电机驱动皮带轮转动可带动皮带朝左边滑动或朝右边滑动；
所述声音传感器的输出端、震动子、驱动电机和声音播放器的控制端均与微处理器连接；所述微处理器包括：处理声音传感器采集的声音信号的信号处理模块，控制驱动电机工作、震动子振动和声音播放器播放的控制模块、与控制终端通信的通信模块、打鼾调节模块和时钟模块；所述打鼾调节模块根据所述信号处理模块处理的声音信号判断睡眠者睡姿和打鼾程度；并根据睡眠者睡姿和打鼾程度控制控制模块工作。
进一步，本发明所述靠近枕头主体上表面的震动子二维阵列包括靠近枕头主体上表面布置于枕头主体左边缘的震动子二维阵列和靠近枕头主体上表面布置于枕头主体右边缘的震动子二维阵列。
这样，可以更方面地单独控制左侧震动子振动还是右侧震动子振动。
进一步，所述连接上固定板和下固定板之间的压缩弹簧对称分布于上固定板和下固定板的左右边缘处。
进一步，本发明所述微处理器上设置有声音播放器的开关。
这样，睡眠者可根据需要开关声音播放器，还可以听音乐，方便地关闭闹钟。
进一步，本发明所述微处理器布置在枕头主体的边缘位置。
进一步，本发明所述控制终端为独立手持式控制器或移动设备的应用程序。
一种上述智能止鼾枕的止鼾方法是：
设置在枕头主体左边缘和右边缘的声音传感器采集睡眠者的打鼾声音信号，并将所述打鼾声音信号传给微处理器，微处理器的信号处理模块对所述打鼾声音信号进行处理并将声音信号处理结果传给打鼾调节模块，打鼾调节模块根据声音信号处理结果判断睡眠者睡姿和打鼾程度，并根据睡眠者睡姿和打鼾程度控制控制模块工作；
所述打鼾调节模块根据声音信号处理结果判断睡眠者睡姿和打鼾程度的具体方法是：
当设置于枕头主体左边缘的声音传感器采集的声音信号强度高于设置于枕头主体右边缘的声音传感器采集的声音信号强度，说明睡眠者面朝或靠近左侧睡觉时打鼾；然后根据声音信号的平均强度判断打鼾程度；
当设置于枕头主体右边缘的声音传感器采集的声音信号强度高于设置于枕头主体左边缘的声音传感器采集的声音信号强度，说明睡眠者面朝或靠近右侧睡觉时打鼾；然后根据声音信号的平均强度判断打鼾程度；
当设置于枕头主体左边缘的声音传感器采集的声音信号强度等于设置于枕头主体右边缘的声音传感器采集的声音信号强度，说明睡眠者在枕头中间平躺睡觉时打鼾；然后根据声音信号的平均强度判断打鼾程度；
所述打鼾调节模块根据睡眠者睡姿和打鼾程度控制控制模块工作的具体方法是：
如果睡眠者面朝或靠近左侧睡觉时打鼾，控制模块可根据打鼾程度驱动靠近枕头主体上表面的靠近枕头主体左边缘的震动子振动；控制枕头主体左边缘的声音播放器发出声音；控制驱动电机驱动皮带轮转动，带动皮带沿皮带轮朝左侧滑动，使上固定板左侧高于右侧；睡眠者在睡眠中会远离振动、声音和高起的部位，调整睡姿，即可使睡眠者停止打鼾；
如果睡眠者面朝或靠近右侧睡觉时打鼾，控制模块可根据打鼾程度驱动靠近枕头主体上表面的靠近枕头主体右边缘的震动子振动、控制枕头主体右边缘的声音播放器发出声音、控制驱动电机驱动皮带轮转动，带动皮带沿皮带轮朝右侧滑动，使上固定板右侧高于左侧；睡眠者在睡眠中会远离振动、声音和高起的部位，调整睡姿，即可使睡眠者停止打鼾；
如果睡眠者在枕头中间平躺睡觉时打鼾，控制模块可根据打鼾程度驱动靠近枕头主体上表面的靠近枕头主体右边缘的靠近枕头主体左边缘的震动子同时振动、控制枕头主体右边缘和左边缘的声音播放器同时发出声音；睡眠者在睡眠中会远离振动和声音，调整睡姿，即可使睡眠者停止打鼾；
当打鼾十分严重时，震动组件振动的强度和声音播放器播放声音的强度可以大到吵醒睡眠者，避免出现呼吸停止危险。
所述震动子振动强度、声音播放器发出的声音类型和声音强度和皮带轮转动角度根据打鼾程度调节。
进一步，所述打鼾调节模块预设至少三种打鼾调节模式，每个打鼾调节模式包括震动子振动强度、声音播放器播放声音类型及声音强度、皮带轮转动角度；打鼾调节模块根据声音信号处理结果判断睡眠者睡姿和打鼾程度后，根据打鼾程度选择一个预设的打鼾调节模式，然后根据所述选择的打鼾调节模式控制控制模块工作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的声音播放器、振动组件和升降组件均在睡觉者打鼾时进行睡觉干预。能够在获悉用户打鼾情况之后，有针对性地进行睡眠干预和睡姿调节，实现减轻或消除用户打鼾并避免打鼾引起呼吸暂停，同时达到实际提高用户睡眠质量的效果。微控制器中设置有与控制终端通信的通信模块，可通过控制终端预设打鼾调节模式、设置闹钟、设置声音播放器播放的声音。
附图说明
图1为本发明实施例俯视透视示意图。
图2为本发明实施例正视透视示意图。
图3为本发明实施例整体结构示意图。
具体实施方式
实施例
一种智能止鼾枕，包括枕头主体1.0，其结构特点是：所述靠近枕头主体1.0内部上部为振动组件2.0，下部为升降组件3.0，所述枕头主体1.0左边缘和右边缘均设置有声音传感器4.0和声音播放器5.0；
所述振动组件2.0为靠近枕头主体1.0上表面的震动子2.1二维阵列；本例中所述震动子2.1二维阵列包括靠近枕头主体1.0上表面布置于枕头主体1.0左边缘的震动子2.1二维阵列和靠近枕头主体1.0上表面布置于枕头主体1.0右边缘的震动子2.1二维阵列。
所述升降组件3.0包括作为枕头主体1.0底面的下固定板3.1和与所述下固定板3.1平行的上固定板3.2，所述上固定板3.2和下固定板3.1通过对称分布于上固定板3.2下固定板3.1左右边缘的压缩弹簧3.5连接(本例中压缩弹簧3.5为分布于靠近上固定板3.2、下固定板3.1四个角处)，所述下固定板3.1上表面固定有通过驱动电机驱动转动的皮带轮3.3，与所述皮带轮3.3配合的皮带3.4的两端部与上固定板3.2的下表面固定连接，且所述皮带3.4的两端部固定于上固定板3.2下表面左右边缘处；驱动电机驱动皮带轮3.3转动可带动皮带3.4朝左边滑动或朝右边滑动；
所述声音传感器4.0的输出端、震动子2.1、驱动电机和声音播放器5.0的控制端均与微处理器6.0连接；所述微处理器6.0包括：处理声音传感器4.0采集的声音信号的信号处理模块6.1，控制驱动电机工作、震动子2.1振动和声音播放器5.0播放的控制模块6.2、与控制终端7.0通信的通信模块6.3、打鼾调节模块6.4和时钟模块6.5；所述打鼾调节模块6.4根据所述信号处理模块6.1处理的声音信号判断睡眠者睡姿和打鼾程度；并根据睡眠者睡姿和打鼾程度控制控制模块6.2工作。
本例中所述微处理器6.0布置在枕头主体1.0的边缘位置；微处理器6.0上设置有声音播放器5.0的开关。
本例中所述控制终端7.0为独立手持式控制器或移动设备的应用程序。
图1为本发明实施例俯视透视示意图，图中未表现出升降组件3.0的细节。图2为本实施例正视透视示意图，图中省略控制终端7.0和未显示出的4.0。图3为本例省略枕头主体1.0的整体结构示意图，表示各部分的连接关系。
本例的智能止鼾枕的止鼾方法是：
设置在枕头主体1.0左边缘和右边缘的声音传感器4.0采集睡眠者的打鼾声音信号，并将所述打鼾声音信号传给微处理器6.0，微处理器6.0的信号处理模块6.1对所述打鼾声音信号进行处理并将声音信号处理结果传给打鼾调节模块6.4，打鼾调节模块6.4根据声音信号处理结果判断睡眠者睡姿和打鼾程度，并根据睡眠者睡姿和打鼾程度控制控制模块6.2工作；
所述打鼾调节模块6.4根据声音信号处理结果判断睡眠者睡姿和打鼾程度的具体方法是：
当设置于枕头主体1.0左边缘的声音传感器4.0采集的声音信号强度高于设置于枕头主体1.0右边缘的声音传感器4.0采集的声音信号强度，说明睡眠者面朝或靠近左侧睡觉时打鼾；然后根据声音信号的平均强度判断打鼾程度；
当设置于枕头主体1.0右边缘的声音传感器4.0采集的声音信号强度高于设置于枕头主体1.0左边缘的声音传感器4.0采集的声音信号强度，说明睡眠者面朝或靠近右侧睡觉时打鼾；然后根据声音信号的平均强度判断打鼾程度；
当设置于枕头主体1.0左边缘的声音传感器4.0采集的声音信号强度等于设置于枕头主体1.0右边缘的声音传感器4.0采集的声音信号强度，说明睡眠者在枕头中间平躺睡觉时打鼾；然后根据声音信号的平均强度判断打鼾程度；
所述打鼾调节模块6.4根据睡眠者睡姿和打鼾程度控制控制模块6.2工作的具体方法是：
如果睡眠者面朝或靠近左侧睡觉时打鼾，控制模块6.2可根据打鼾程度驱动靠近枕头主体1.0上表面的靠近枕头主体1.0左边缘的震动子2.1振动；控制枕头主体1.0左边缘的声音播放器5.0发出声音；控制驱动电机驱动皮带轮3.3转动，带动皮带3.4沿皮带轮3.3朝左侧滑动，使上固定板3.2左侧高于右侧；睡眠者在睡眠中会远离振动、声音和高起的部位，调整睡姿，即可使睡眠者停止打鼾；
如果睡眠者面朝或靠近右侧睡觉时打鼾，控制模块6.2可根据打鼾程度驱动靠近枕头主体1.0上表面的靠近枕头主体1.0右边缘的震动子2.1振动、控制枕头主体1.0右边缘的声音播放器5.0发出声音、控制驱动电机驱动皮带轮3.3转动，带动皮带3.4沿皮带轮3.3朝右侧滑动，使上固定板3.2右侧高于左侧；睡眠者在睡眠中会远离振动、声音和高起的部位，调整睡姿，即可使睡眠者停止打鼾；
如果睡眠者在枕头中间平躺睡觉时打鼾，控制模块6.2可根据打鼾程度驱动靠近枕头主体1.0上表面的靠近枕头主体1.0右边缘的靠近枕头主体1.0左边缘的震动子2.1同时振动、控制枕头主体1.0右边缘和左边缘的声音播放器5.0同时发出声音；睡眠者在睡眠中会远离振动和声音，调整睡姿，即可使睡眠者停止打鼾；
当打鼾十分严重时，震动子2.1组件振动的强度和声音播放器5.0播放声音的强度可以大到吵醒睡眠者，避免出现呼吸停止危险。
本例中所述打鼾调节模块6.4预设至少三种打鼾调节模式，每个打鼾调节模式包括震动子2.1振动强度、声音播放器5.0播放声音类型及声音强度、皮带轮3.3转动角度；打鼾调节模块6.4根据声音信号处理结果判断睡眠者睡姿和打鼾程度后，根据打鼾程度选择一个预设的打鼾调节模式，然后根据所述选择的打鼾调节模式控制控制模块6.2工作。

Claims (8)

1.一种智能止鼾枕，包括枕头主体(1.0)，其特征在于：所述靠近枕头主体(1.0)内部上部为振动组件(2.0)，下部为升降组件(3.0)，所述枕头主体(1.0)左边缘和右边缘均设置有声音传感器(4.0)和声音播放器(5.0)；
所述振动组件(2.0)为靠近枕头主体(1.0)上表面的震动子(2.1)二维阵列；
所述升降组件(3.0)包括作为枕头主体(1.0)地面的下固定板(3.1)和与所述下固定板(3.1)平行的上固定板(3.2)，所述上固定板(3.2)和下固定板(3.1)通过压缩弹簧(3.5)连接，所述下固定板(3.1)上表面固定有通过驱动电机驱动转动的皮带轮(3.3)，与所述皮带轮(3.3)配合的皮带(3.4)的两端部与上固定板(3.2)的下表面固定连接，且所述皮带(3.4)的两端部固定于上固定板(3.2)下表面左右边缘处；驱动电机驱动皮带轮(3.3)转动可带动皮带(3.4)朝左边滑动或朝右边滑动；
所述声音传感器(4.0)的输出端、振动子(2.1)、驱动电机和声音播放器(5.0)的控制端均与微处理器(6.0)连接；所述微处理器(6.0)包括：处理声音传感器(4.0)采集的声音信号的信号处理模块(6.1)，控制驱动电机工作、震动子(2.1)振动和声音播放器(5.0)播放的控制模块(6.2)、与控制终端(7.0)通信的通信模块(6.3)、打鼾调节模块(6.4)和时钟模块(6.5)；所述打鼾调节模块(6.4)根据所述信号处理模块(6.1)处理的声音信号判断睡眠者睡姿和打鼾程度；并根据睡眠者睡姿和打鼾程度控制控制模块(6.2)工作。
2.根据权利要求1所述的一种智能止鼾枕，其特征在于：所述靠近枕头主体(1.0)上表面的震动子(2.1)二维阵列包括靠近枕头主体(1.0)上表面布置于枕头主体(1.0)左边缘的震动子(2.1)二维阵列和靠近枕头主体(1.0)上表面布置于枕头主体(1.0)右边缘的震动子(2.1)二维阵列。
3.根据权利要求1所述的一种智能止鼾枕，其特征在于：所述连接上固定板(3.2)和下固定板(3.1)之间的压缩弹簧(3.5)对称分布于上固定板(3.1)和下固定板(3.2)的左右边缘处。
4.根据权利要求1所述的一种智能止鼾枕，其特征在于：所述微处理器(6.0)上设置有声音播放器(5.0)的开关。
5.根据权利要求1或3所述的一种智能止鼾枕，其特征在于：所述微处理器(6.0)布置在枕头主体(1.0)的边缘位置。
6.根据权利要求1所述的一种智能止鼾枕，其特征在于：所述控制终端(7.0)为独立手持式控制器或移动设备的应用程序。
7.一种权利要求1所述的智能止鼾枕的止鼾方法，其特征在于：通过设置在枕头主体(1.0)左边缘和右边缘的声音传感器(4.0)的采集睡眠者的打鼾声音信号，并将所述打鼾声音信号传给微处理器(6.0)，微处理器(6.0)的信号处理模块(6.1)对所述打鼾声音信号进行处理并将声音信号处理结果传给打鼾调节模块(6.4)，打鼾调节模块(6.4)根据声音信号处理结果判断睡眠者睡姿和打鼾程度，并根据睡眠者睡姿和打鼾程度控制控制模块(6.2)工作；
所述打鼾调节模块(6.4)根据声音信号处理结果判断睡眠者睡姿和打鼾程度的具体方法是：
当设置于枕头主体(1.0)左边缘的声音传感器(4.0)采集的声音信号强度高于设置于枕头主体(1.0)右边缘的声音传感器(4.0)采集的声音信号强度，说明睡眠者面朝或靠近左侧睡觉时打鼾；然后根据声音信号的平均强度判断打鼾程度；
当设置于枕头主体(1.0)右边缘的声音传感器(4.0)采集的声音信号强度高于设置于枕头主体(1.0)左边缘的声音传感器(4.0)采集的声音信号强度，说明睡眠者面朝或靠近右侧睡觉时打鼾；然后根据声音信号的平均强度判断打鼾程度；
当设置于枕头主体(1.0)左边缘的声音传感器(4.0)采集的声音信号强度等于设置于枕头主体(1.0)右边缘的声音传感器(4.0)采集的声音信号强度，说明睡眠者在枕头中间平躺睡觉时打鼾；然后根据声音信号的平均强度判断打鼾程度；
所述打鼾调节模块(6.4)根据睡眠者睡姿和打鼾程度控制控制模块(6.2)工作的具体方法是：
如果睡眠者面朝或靠近左侧睡觉时打鼾，控制模块(6.2)可根据打鼾程度驱动靠近枕头主体(1.0)左边缘的震动子(2.1)振动；控制枕头主体(1.0)左边缘的声音播放器(5.0)发出声音；控制驱动电机驱动皮带轮(3.3)转动，带动皮带(3.4)沿皮带轮(3.3)朝左侧滑动，使上固定板(3.2)左侧高于右侧；睡眠者在睡眠中会远离振动、声音和高起的部位，调整睡姿，即可使睡眠者停止打鼾；
如果睡眠者面朝或靠近右侧睡觉时打鼾，控制模块(6.2)可根据打鼾程度驱动靠近枕头主体(1.0)右边缘的震动子(2.1)振动、控制枕头主体(1.0)右边缘的声音播放器(5.0)发出声音、控制驱动电机驱动皮带轮(3.3)转动，带动皮带(3.4)沿皮带轮(3.3)朝右侧滑动，使上固定板(3.2)右侧高于左侧；睡眠者在睡眠中会远离振动、声音和高起的部位，调整睡姿，即可使睡眠者停止打鼾；
如果睡眠者在枕头中间平躺睡觉时打鼾，控制模块(6.2)可根据打鼾程度驱动靠近枕头主体(1.0)右边缘和左边缘的震动子(2.1)同时振动、控制枕头主体(1.0)右边缘和左边缘的声音播放器(5.0)同时发出声音；睡眠者在睡眠中会远离振动和声音，调整睡姿，即可使睡眠者停止打鼾；
当打鼾十分严重时，震动子(2.1)组件振动的强度和声音播放器(5.0)播放声音的强度可以大到吵醒睡眠者，避免出现呼吸停止危险。
8.根据权利要求7所述的智能止鼾枕的止鼾方法，其特征在于：所述打鼾调节模块(6.4)预设至少三种打鼾调节模式，每个打鼾调节模式包括震动子(2.1)振动强度、声音播放器(5.0)播放声音类型及声音强度、皮带轮(3.3)转动角度；打鼾调节模块(6.4)根据声音信号处理结果判断睡眠者睡姿和打鼾程度，并选择一个预设的打鼾调节模式，然后根据所选择的打鼾调节模式控制控制模块(6.2)工作。
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