CN109223291A - 一种独立调节头、颈部高度及头部夹角的多功能智能枕头 - Google Patents

Abstract

本发明专利涉及一种医疗保健技术领域，具体是一种新型的通过智能控制有效阻止打鼾并且能够进行个性化睡姿调整。本发明的目的是克服现有枕头的不足，提供一种结构合理，自动识别睡姿，通过自动调整头部姿，全方位提高气道的通畅度，让使用者仰卧和侧卧睡眠都能够通过本发明进行调整头部与颈部夹角，通过提高人体气道模型的通畅度，进而进行非打扰式阻止打鼾。本发明的另一个发明目的是通过自动识别睡姿并对头部和颈部对应的枕头高度分别进行精确地自适应调整，使人的仰卧位和侧卧位睡姿都能保证颈椎达到正常生理曲度状态而防止颈椎额外受力过重，并达到头、颈部受力均衡，提高睡眠舒适度。

Description

一种独立调节头、颈部高度及头部夹角的多功能智能枕头

技术领域

本发明专利涉及一种医疗保健技术领域，具体是一种新型的通过智能控制有效阻止打鼾并且能够进行个性化睡姿调整。

背景技术

睡眠使人体进入一种被动的行为状态，睡眠对人体休息与调节生理机能是必须存在的一个重要环节。在人体进入睡眠状态时，大脑处于与觉醒时不同的工作方式，使机能得到调节，表面上表现为体能得到恢复、精神得到休息。人体睡眠的主要生理作用有以下几点：第一，恰当的睡眠可以促进青少年生长发育；第二，睡眠能消除疲劳、恢复体力；第三，睡眠能保护脑力，使精神充沛。打鼾的危害，睡眠占人生大约三分之一时间，睡眠的好坏是影响生活质量的重要因素，而打鼾是我们很多人都必须面对的一个健康问题。打鼾带来的不同程度的缺氧会导致不同程度的人体应激反应或适应性调整。长期打鼾带来的缺氧会带来一系列亚健康的征兆，严重时会引起提前衰老。随着健康科技的不断发展，市场上出现了越来越多的止鼾枕头，但是关于当前止鼾枕头的缺陷还是很明显的，它们都是通过形状防止打鼾或通过唤醒睡眠进行止鼾，不仅止鼾效果不好，还会影响睡眠质量，因此我们亟需一款有效的非干扰式的止鼾枕头。

止鼾的重要性，防止打鼾对保持健康意义十分重大。人在睡眠中进入无意识状态，自身无法感觉到打鼾。睡眠中持续打鼾引起的呼吸不畅，会在无意识中导致人体供氧不足，严重时直到因缺氧产生应激反应，被动调整睡姿，才使缺氧得到缓解，但此时已经造成对健康的损伤。尤其在无意识长时间睡眠情况下，能够始终保持呼吸畅通，将有助于提高睡眠质量，快速缓解疲劳，及时恢复健康状态，有效减少人体亚健康状态，避免疾病入侵。

枕头对颈椎的重要性，枕头对颈椎十分重要，由于人的颈椎有一个生理曲度，而枕头如果不能够让颈椎正常舒展会使人不舒服，长久来看，还会有引发颈椎病的风险，合理的枕头结构能够让颈椎保持其生理曲度，保护颈椎，并使颈部受力均衡，舒适度高。

关于枕头的相关专利

《智能止鼾枕头及应用于智能止鼾枕头的止鼾方法》公开号： CN105943234A。本发明公开了一种智能止鼾枕头及应用于该智能止鼾枕头的止鼾方法。该智能止鼾枕头包括枕套、枕芯以及安装在枕芯内的打鼾监测装置及鼾声消除装置。该打鼾监测装置用于采集睡眠者产生的多种睡眠信号,对该多种睡眠信号进行综合处理,建立疑似鼾声信号特征频谱,对该疑似鼾声信号特征频谱及标准鼾声信号特征频谱进行频率成分对比分析以判断睡眠者是否进入打鼾状态,如是,则向鼾声消除装置下发鼾声消除指令；该鼾声消除装置用于接收到该鼾声消除指令时,对睡眠者作出适当的睡眠干预以消除睡眠者产生的鼾声。本发明在不惊扰到睡眠者正常睡眠的前提下实现了鼾声的自动化监测及消除,达到了极高的鼾症诊断准确率,显著地提高了睡眠者的睡眠质量。

《一种止鼾枕头》公开号：CN105395304A。本发明涉及生活用品领域,尤其是一种止鼾枕头。一种止鼾枕头,由枕套和枕芯组成,其特征在于, 所述枕芯下面为一个平板,在所述平板上设有鼾声探测装置、控制装置、转动装置和旋转爪架、离合装置,所述鼾声探测装置连接在枕头两上角, 检测到鼾声后把信号放大并传递到控制装置,由控制装置启动转动装置, 转动旋转爪架,将睡眠者由仰卧姿态,通过侧转头部调整为侧卧姿态,使睡眠者呼吸道畅通,停止打鼾；当旋转爪架向上转动翘起后通过离合装置使旋转爪架复位。本发明提供一种不同结构的止鼾枕头,采用转动装置和旋转爪架,并设置离合装置,结构简单,回位容易,机械噪音小,不影响睡眠者休息。

《一种止鼾枕头》公开号：CN107411870A。本发明的目的在于提供一种止鼾枕头,用于解决对熟睡中的打鼾者进行干扰提醒,以中止打鼾的技术问题,同时达到不使熟睡者惊醒的效果。一种止鼾枕头,包括枕头本体、安装在枕头本体上的止鼾干扰机构和安装在枕头本体上用于驱动止鼾干扰机构运动的止鼾驱动机构,还包括用于监测鼾声声频特征的鼾声监测系统和控制系统；控制系统分别与所述的鼾声监测系统以及止鼾驱动机构连接,所述止鼾驱动机构与所述的止鼾干扰机构连接。本发明的有益效果是：具有良好的止鼾作用。

《止鼾枕头》公开号：CN206979641U。一种止鼾枕头,包括位于底层的硬质垫板、位于中间层的安装板、位于表层的弹性面板,所述安装板的表面中部固定有弹性气囊,弹性面板底面中部设有容纳弹性气囊的第一容纳槽,弹性气囊通过外置的气泵供气；所述安装板上还设有控制电路板,控制电路板上设有用于检测鼾声特征频率的声音传感器、处理声音传感器采集的信号并控制气泵启闭的中央处理器；所述安装板的表面中部偏前侧固定有硬度大于弹性面板的颈部支撑条,弹性面板底面中部偏前侧壁设有容纳颈部支撑条的第二容纳槽。本发明提供了一种止鼾枕头,在患者打鼾时通过气囊排气使得患者头部后仰,让咽部和上呼吸道保持畅通,有效降低了打鼾现象。

《一种可自动调节高度的护颈椎枕》公开号：CN2537305。一种可自动调节高度的护颈椎枕包括枕头,其特征在于所述枕头由相互隔置的上、下气枕及设于上、下气枕之间的可调节气枕高度的调节机构组成, 所述上、下气枕分别设有独立的进气口和排气口,所述进气口设有通过气管相连的气泵,所述排气口设有通过气管相接的排气电磁阀。本发明由于在将枕头设计为带有上、下气枕的结构形式,使枕头可通过充气或排气的方式改变枕头的高度,来适应不同人体头部与肩部的相应位置,而外接于人体上的睡姿感应器使人体在改变睡姿时能及时将电信号传递到开关电路上,通过开关电路来控制气泵的开启与关闭。

《多层可调高度的健康枕》公开号：CN87203916。一种涉及人们生活保健用品领域的健康枕,其结构分基层和外层,基层可采用塑料、弹性乳胶、橡胶、木料和有填充物之织物等构成,外层为多层结构可做成2— 6层,采用棉花、海绵、弹性乳胶、各种绒毛和中药(或含磁物质)做成,其高度可按人体生理的不同需要而调节—增厚或减薄,并在其纵横方向有切合人体枕部和颈部之生理弯度的元宝形凹陷。

《智能化调节高度的枕头》公开号：CN2345102。本发明包括枕皮、枕皮内的填充物、内置控制电路及电源的控制盒。填充物为场致伸缩材料,填充物的上下各设置上控制极膜和下控制极膜,上控制极膜上装有传感器,传感器的输出接控制电路的输入,控制电路的输出接控制极膜。控制电路根据传感器的输出调整加到控制极膜上的场强,使得场致伸缩材料伸长或缩短,枕高也随之抬高或降低。本发明根据人体头部对枕头的压力而自动调节枕头的高度,消除人们在睡眠中颈部的不适感,从而提高了睡眠质量。

《一种智能识别卧姿并智能调节高度的枕头》公开号： CN106820830A。本发明是一种智能识别卧姿并智能调节高度的枕头,属自动控制在人类生活必需品的应用。按逢变即检、随姿而调、随人而变、位变不变、姿变必变、定时待机控制机制,经6套独立电路和气路,将四种卧姿颈部与头部气囊压力与高度数据组合作为卧姿判断基础。通过手机与枕头对话,存储各种姿态、部位颈部与头部气囊压力的“学习”数据。使用枕头或发生横滚、平移、空置变换,按控制机制与算法,将气囊内的实时力数据与存储的“学习”数据进行比较,通过电路和气路控制,将颈部与头部调节到对应姿态的舒适高度。平铺式多元气囊在电路气路控制下,负责颈部与头部压力的采集与精准升降。平铺式高低设备舱将所有设备置入,实现“全集成”,避免拖挂,方便移动与携带。

当前的止鼾枕头的止鼾方式其实际大都是通过干扰睡眠来实现的，他们大都通过与颈部贴合的曲面来保证仰卧睡姿呼吸道通畅防止仰卧睡姿打鼾，抗仰卧防止打鼾，驱动振子振动干扰睡眠阻止打鼾，驱动滑块干扰睡眠并改变仰、侧卧睡姿，干扰睡眠阻止打鼾，充气干扰睡眠并改变仰、侧卧睡姿阻止打鼾的，但是都只能改变仰卧睡姿的人体呼吸道通畅，都没有能够使使用者以任意体位睡姿时，有效地调整呼吸道通畅，阻止打鼾。

当前枕头大都不能有效地分别控制头部和颈部高度，这样不能满足不同体位睡姿头部与颈部的高度差，不能够让颈椎在仰卧和侧卧都能保持其生理曲度，保护颈椎，并使颈部受力均衡，舒适度高。有的枕头对气囊充气来实时分别调节头部及颈部高度，但是由于气体易被压缩，切与温度有有一定关系，不能达到精确控制，不能让颈椎保证其生理曲度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有枕头的不足，提供一种结构合理，自动识别睡姿，通过自动调整头部姿，全方位提高气道的通畅度，让使用者仰卧和侧卧睡眠都能够通过本发明进行调整头部与颈部夹角，通过提高人体气道模型的通畅度，进而进行非打扰式阻止打鼾。本发明的另一个发明目的是通过自动识别睡姿并对头部和颈部对应的枕头高度分别进行精确地自适应调整，使人的仰卧位和侧卧位睡姿都能保证颈椎达到正常生理曲度状态而防止颈椎额外受力过重，并达到头、颈部受力均衡，提高睡眠舒适度。

本发明目的主要是通过下述技术方案得以实现的：

一种独立调节头、颈部高度及头部夹角的多功能智能枕头，包括固定底座，颈部高度调节驱动模块，颈部高度调节控制机构，头部高度调节驱动模块，头部高度调节控制机构，颈部软垫连接板，电源系统、止鼾驱动模块、声音处理系统、控制系统；

固定底座上设有头部高度调节控制机构和颈部高度调节控制机构；

头部高度调节控制机构上设有头部高度调节驱动模块；头部高度调节控制机构与上底座连接；通过调节头部的高度，实现仰卧位时调整头部与颈部的角度，避免呼吸不顺畅；

在上底座上固设两条以上导轨，在导轨上设有两个以上滑块，滑块与头部软垫连接板固接，连接板与止鼾驱动模块连接；带动连接板在导轨上左右移动，实现侧卧位时调整头部与颈部的角度，避免呼吸不顺畅；

颈部高度调节控制机构上连接有颈部高度调节驱动模块；颈部高度调节控制机构与颈部软垫连接板连接，实现侧卧位或者仰卧位时颈部高度的调节；

控制系统与声音处理系统、头度调节驱动模块、颈部高度调节驱动模块及止鼾驱动模块连接；

控制系统通过声音处理系统采集是否打鼾，控制系统驱动头度调节驱动模块或颈部高度调节驱动模块或止鼾驱动模块工作，实现侧卧位或者仰卧位时头部与颈部高度一致，电源系统采用12v-24v充电式直流电源为整个装置提供电能。

头部软垫连接板上设有与头部贴合的曲面形状的头部软垫；颈部软垫连接板上设有与颈部贴合的曲面形状的颈部软垫。

头部高度调节驱动模块和头部高度调节控制机构可以通过集成的推杆和电机固定安装在底座上替换。

颈部高度调节机构采用丝杠连杆机构，其中上下底面分别与颈部软垫安装板、固定底座平行固定安装，丝杠轴向位置与驱动装置连接，通过丝杠转动拉动另一个铰点，使两铰点靠近有，各个连杆末端成齿轮并啮合，保证颈部软垫安装板保持与枕头固定底座平行，并控制软垫安装板高度，软垫安装板上方安装与颈部贴合的特殊曲面的软垫。

头部高度调调节机构采用丝杠连杆机构，其中上下底面分别与上底座、固定底座平行固定安装，丝杠轴向位置与驱动装置连接，通过丝杠转动拉动另一个铰点，使两铰点靠近有，各个连杆末端成齿轮并啮合，保证上底座与枕头固定底座平行，实现头部软垫连接板与上底座的升降，进而控制头部高度。

本发明的有益之处是：

1、本发明能够在使用者以任意体位睡姿时，在不打扰使用者睡眠的前提下，可以有效地调整呼吸道通畅，阻止打鼾，通过提升睡眠质量提高健康水平。

2、本发明能有效地分别精确地控制头部和颈部高度，满足不同体位睡姿头部与颈部的高度差，让颈椎在仰卧和侧卧都能保持其生理曲度，保护颈椎，并使颈部受力均衡，提高舒适度，提高健康水平。

附图说明

图1是该枕头枕芯结构主视图；

图2是该枕头枕芯结构左视图；

图3是该枕头枕芯结构俯视图。

具体实施方式

下面结合附图1-3及实施例对本发明进一步详细说明，一种独立调节头、颈部高度及头部夹角的多功能智能枕头，是由固定底座1，止鼾驱动模块14、由滑块2、导轨3、头部软垫连接板6和与头部贴合的曲面形状的头部软垫7组成的止鼾机构、颈部高度调节驱动模块12、颈部高度调节控制机构11、头部高度调节驱动模块4、头部高度调节控制机构5、颈部软垫连接板10、与颈部贴合的曲面形状的颈部软垫9、电源系统13、声音处理系统15、和控制系统16组成。其中，声音处理系统 15与控制系统16连接，其中，止鼾驱动模块14、颈部高度调节驱动模块12、头度调节驱动模块4与控制系统10连接，其中，由滑块2和导轨3组成的止鼾机构、颈部高度控制机构11、头部高度调节控制机构5 分别与对应的止鼾驱动模块14、颈部高度驱动模块12、头部高度调节驱动模块4连接。

实施方式1，止鼾驱动模块14采用集成的推杆电机固定安装在上底座8上，其中集成的推杆电机可选用50-70行程直流电机电动推杆电机伸缩杆微型小型升降器，额定电压可用12-24V。

实施方式2，止鼾机构由滑块2和导轨3组成可以导轨滑块机构，滑块上表面与头部软垫连接板6固定连接，头部软垫连接板6上下表面再分别与头部软垫7、止鼾驱动模块14的伸缩端固定连接，其中导轨滑块可用SBR12直线导轨滑块组合，也可使用FUYU滚珠丝杆滑台精密步进十字电机移动数控直线导轨线性滑台模组，来调整侧卧位的时候头部与颈部的夹角关系，其中头部软垫材料可用记忆海绵或者乳胶。

实施方式3，颈部高度调节驱动模块12采用电机减速器集成固定颈部高度调节机构11上，驱动头部高度调节机构，其中电机可采用42步进电机套装。

实施方式4，头部高度调节驱动模块4采用电机减速器集成固定头部高度调节机构5上，驱动头部高度调节机构，其中电机可采用42步进电机套装。

实施方式5，颈部高度调节机构11采用丝杠连杆机构，其中丝杠轴向位置与驱动装置连接，通过丝杠转动拉动另一个铰点，将两铰点距离进行调整，各个连杆末端成齿轮并啮合，保证颈部软垫安装板10保持与枕头固定底座1平行，并控制软垫安装板10高度，软垫安装板10上方固定安装与颈部贴合的曲面的形状的颈部软垫9，其中软垫材料可用记忆海绵或者乳胶。

实施方式6，头部高度调节机构8采用丝杠连杆机构，其中丝杠轴向位置与驱动装置连接，通过丝杠转动拉动另一个铰点，将两铰点距离进行调整，各个连杆末端成齿轮并啮合，保证上底座8与枕头固定底座 1平行，并控制整个止鼾驱动模块14和整个止鼾机构与上底座8的升降，进而控制头部高度。

实施方式7，止鼾驱动模块14、颈部高度调节驱动模块12、头部高度调节驱动模块4均由控制系统16进行智能独立控制，控制系统16可以选用嵌入式单片机。声音处理系统15可采用《一种基于鼾声的睡眠打鼾时头部姿态实时识别装置及方法》公开号：CN105962894A的技术进行识别鼾声、头部的仰卧位与侧卧位以及头部与颈部的夹角，电源系统13可采用12v-24v充电式直流电源及外包壳体的保护装置。阵列式声源定位技术进行识别鼾声精准定位，并识别鼾声，电源系统13可采用 12v-24v充电式直流电源及外包壳体的保护装置。

电源系统提供电能，工作过程为，声音处理系统13采集到使用者发出的声音信号经过计算处理，判断使用者睡姿及是否打鼾，若无打鼾且无睡姿改变则静止；若无打鼾，有睡姿改变，则控制系统16根据睡姿发出控制命令，控制颈部高度调节驱动模块12驱动颈部控制机构11 使颈部到达适当高度的同时控制头部高度调节驱动模块4驱动头部高度调节控制机构5使头部到达适当高度；若打鼾，但无睡姿改变，则控制止鼾驱动模块14驱动止鼾机构的头部软垫连接板6调整头部与颈部夹角，使用者气道通畅，阻止打鼾；若打鼾且睡姿改变，则控制系统16 根据睡姿发出控制命令，控制颈部高度调节驱动模块12驱动颈部控制机构11使颈部到达适当高度的同时控制头部高度调节驱动模块4驱动头部高度调节控制机构5使头部到达适当高度，并且控制止鼾驱动模块 14驱动止鼾机构的头部软垫连接板6调整头部与颈部夹角，改善使用者气道通畅，阻止打鼾。

Claims (5)

1.一种独立调节头、颈部高度及头部夹角的多功能智能枕头，其特征在于：

包括固定底座，颈部高度调节驱动模块，颈部高度调节控制机构，头部高度调节驱动模块，头部高度调节控制机构，颈部软垫连接板，电源系统、止鼾驱动模块、声音处理系统、控制系统；

固定底座上设有头部高度调节控制机构和颈部高度调节控制机构；

头部高度调节控制机构上设有头部高度调节驱动模块；头部高度调节控制机构与上底座连接；通过调节头部的高度，实现仰卧位时调整头部与颈部的角度，避免呼吸不顺畅；

在上底座上固设两条以上导轨，在导轨上设有两个以上滑块，滑块与头部软垫连接板固接，连接板与止鼾驱动模块连接；带动连接板在导轨上左右移动，实现侧卧位时调整头部与颈部的角度，避免呼吸不顺畅；

颈部高度调节控制机构上连接有颈部高度调节驱动模块；颈部高度调节控制机构与颈部软垫连接板连接，实现侧卧位或者仰卧位时颈部高度的调节；

控制系统与声音处理系统、头度调节驱动模块、颈部高度调节驱动模块及止鼾驱动模块连接；

控制系统通过声音处理系统采集是否打鼾，控制系统驱动头度调节驱动模块或颈部高度调节驱动模块或止鼾驱动模块工作，实现侧卧位或者仰卧位时头部与颈部高度一致，电源系统采用12v-24v充电式直流电源为整个装置提供电能。

2.根据权利要求1所述的一种独立调节头、颈部高度及头部夹角的多功能智能枕头，其特征在于：

头部软垫连接板上设有与头部贴合的曲面形状的头部软垫；颈部软垫连接板上设有与颈部贴合的曲面形状的颈部软垫。

3.根据权利要求1所述的一种独立调节头、颈部高度及头部夹角的多功能智能枕头，其特征在于：

头部高度调节驱动模块和头部高度调节控制机构可以通过集成的推杆和电机固定安装在底座上替换。

4.根据权利要求1所述的一种独立调节头、颈部高度及头部夹角的多功能智能枕头，其特征在于：

颈部高度调节机构采用丝杠连杆机构，其中上下底面分别与颈部软垫安装板、固定底座平行固定安装，丝杠轴向位置与驱动装置连接，通过丝杠转动拉动另一个铰点，使两铰点靠近有，各个连杆末端成齿轮并啮合，保证颈部软垫安装板保持与枕头固定底座平行，并控制软垫安装板高度，软垫安装板上方安装与颈部贴合的特殊曲面的软垫。

5.根据权利要求1所述的一种独立调节头、颈部高度及头部夹角的多功能智能枕头，其特征在于：

头部高度调调节机构采用丝杠连杆机构，其中上下底面分别与上底座、固定底座平行固定安装，丝杠轴向位置与驱动装置连接，通过丝杠转动拉动另一个铰点，使两铰点靠近有，各个连杆末端成齿轮并啮合，保证上底座与枕头固定底座平行，实现头部软垫连接板与上底座的升降，进而控制头部高度。