CN112169132A

CN112169132A - 调节人体呼吸的智能枕

Info

Publication number: CN112169132A
Application number: CN202010999382.9A
Authority: CN
Inventors: 宋细彬
Original assignee: Shenzhen Zhenyuan Tiancheng Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Zhenyuan Tiancheng Technology Co Ltd
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2021-01-05

Abstract

本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种调节人体呼吸的智能枕，主要解决现有的智能枕头当其目标频率与人体的实时呼吸频率之间的差距较大时，枕头按照目标频率进行起伏运动时，其起伏频率与人体的呼吸频率之间的差距较大，可能对人体呼吸造成不适，不能有效起到对人体呼吸频率的逐渐引导作用的问题。本发明提供的调节人体呼吸的智能枕，通过在人体的实时呼吸频率高于目标频率时，限定对气囊进行循环充放气的频率，使该频率与人体的实时呼吸频率之间始终保持不大于预设值的差值，只要合理设置该预设值就能够降低对人体呼吸造成的不适，从而起到对人体呼吸频率的逐渐引导作用。

Description

调节人体呼吸的智能枕

技术领域

本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种调节人体呼吸的智能枕。

背景技术

现有的充气式智能枕头能够通过对内置在枕头中的气囊进行充放气，来调节人体的呼吸频率，从而促进人体睡眠。一般是通过设置一个适合人体睡眠的呼吸频率为目标频率，然后对气囊进行充放气，并在气囊充放气的过程中控制气囊的充放气频率，使气囊按照该目标频率进行循环充放气，气囊在循环充放气的过程中带动枕头按照目标频率起伏运动，以引导人体的呼吸频率，使其逐渐与该目标频率趋于一致，从而促进人体睡眠。这种呼吸调节方式有一个缺点，当目标频率与人体的实时呼吸频率之间的差距较大时，枕头按照目标频率进行起伏运动时，其起伏频率与人体的呼吸频率之间的差距较大，可能对人体呼吸造成不适(例如当枕头作为抱枕使用时，如果气囊正在充气时人体也正好处于吸气状态，这时枕头就会对人体胸部造成压迫，造成人体呼吸不适)，不能有效起到对人体呼吸频率的逐渐引导作用。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明主要目的在于，提供一种调节人体呼吸的智能枕，以解决现有的智能枕头当其目标频率与人体的实时呼吸频率之间的差距较大时，枕头按照目标频率进行起伏运动时，其起伏频率与人体的呼吸频率之间的差距较大，可能对人体呼吸造成不适，不能有效起到对人体呼吸频率的逐渐引导作用的问题。

(二)技术方案

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种调节人体呼吸的智能枕，包括枕头本体和控制器，所述枕头本体内设置有气囊和呼吸传感器，所述气囊和所述呼吸传感器与所述控制器连接，所述控制器能够对所述气囊进行充放气，所述气囊能够通过充放气驱动所述枕头本体起伏运动，所述呼吸传感器用于实时检测人体的呼吸信号，并将其转换成电信号发送到所述控制器，所述控制器被配置为，根据所述电信号计算人体的实时呼吸频率，并在所述实时呼吸频率高于第一频率时，以第二频率对所述气囊进行循环充放气，直至所述实时呼吸频率不高于所述第一频率，其中所述第二频率低于所述实时呼吸频率，且与所述实时呼吸频率之间的差值不大于预设值。

进一步地，所述控制器还被配置为，在所述实时呼吸频率高于第一频率时，根据所述电信号的波形预测人体下一次吸气或呼气的起始时间点，并在所述时间点开始所述循环充放气，当所述时间点为吸气的起始时间点时，所述循环充放气以放气动作开始，当所述时间点为呼气的起始时间点时，所述循环充放气以充气动作开始。

进一步地，所述第二频率与所述实时呼吸频率之间的差值固定不变。

进一步地，所述第二频率与所述实时呼吸频率之间的差值为所述实时呼吸频率的10％-20％。

进一步地，所述控制器还被配置为，当所述实时呼吸频率不高于所述第一频率时，停止所述循环充放气。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供的调节人体呼吸的智能枕，通过在人体的实时呼吸频率高于目标频率时，限定对气囊进行循环充放气的频率，使该频率与人体的实时呼吸频率之间始终保持不大于预设值的差值，只要合理设置该预设值就能够降低对人体呼吸造成的不适，从而起到对人体呼吸频率的逐渐引导作用。

附图说明

图1是调节人体呼吸的智能枕调节呼吸的电路原理示意图；

图2是调节人体呼吸的智能枕调节呼吸的判定及执行流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例提供的调节人体呼吸的智能枕，包括枕头本体和控制器1，所述枕头本体内设置有气囊2和呼吸传感器3。控制器1可以设置在枕头本体外，也可以内置在枕头本体中。图1是该智能枕调节呼吸的电路原理示意图，所述气囊2和所述呼吸传感器3与所述控制器1连接。

所述控制器1能够对所述气囊2进行充放气，所述气囊2能够通过充放气驱动所述枕头本体起伏运动。科学研究发现，当人体枕着或者抱着枕头睡眠时，枕头本体的起伏运动能够对人体呼吸起到主动引导作用，使人体呼吸频率逐渐跟随枕头本体的起伏频率，最终使人体呼吸频率与枕头本体的起伏频率一致，从而起到对人体呼吸频率的调节作用。当人体的呼吸频率较高而不利于快速入眠时，可以通过将枕头本体的起伏频率控制在较低水平来逐渐降低人体的呼吸频率，使人体的呼吸频率处于利于睡眠的水平。气囊2的充放气直接导致枕头本体起伏运动，因此，气囊2的充放气频率决定枕头本体的起伏频率，在没有其他干扰因素影响的情况下，气囊2的充放气与枕头本体的起伏运动同步，气囊2的充放气频率与枕头本体的起伏频率一致，因此可以通过控制气囊2的充放气频率来控制枕头本体的起伏频率。

要实现对人体呼吸频率的逐步引导，需要获知人体的实时呼吸频率。因此设置呼吸传感器3以实时检测人体的呼吸信号，并将其转换成电信号发送到所述控制器1。电信号反应了人体的实时呼吸状态，通过对电信号的分析计算可以得到人体的实时呼吸频率。在本实施例中，可以选用压力传感器作为呼吸传感器3，通过感应人体呼吸对压力传感器造成的压力变化，并将感应到的压力变化信号以电信号形式输出，通过对该电信号进行分析计算，以得到人体的实时呼吸频率。压力传感器可以采用高灵敏度的薄膜压力传感器等，实现高精度压力检测。人体实时呼吸频率的计算可通过控制器1来完成。

控制器1除了计算人体实时呼吸频率外，还负责控制气囊2的充放气频率，以实现对枕头本体起伏频率的控制。具体在本实施例中，所述控制器1被配置为，根据所述电信号计算人体的实时呼吸频率，并在所述实时呼吸频率高于第一频率时，以第二频率对所述气囊2进行循环充放气，直至所述实时呼吸频率不高于所述第一频率，其中所述第二频率低于所述实时呼吸频率，且与所述实时呼吸频率之间的差值不大于预设值。第一频率就是需要将人体实时呼吸频率调节到的目标频率，一般以成年人适宜睡眠的呼吸频率作为目标频率，较低的呼吸频率有利于人体睡眠，一般而言，成年人适宜睡眠的呼吸频率为16-20次/分，本实施例中可以设置17次/分作为目标频率。根据上述说明可以看出，第二频率是可变的，第二频率是根据控制器1实时计算得到的人体的实时呼吸频率，并在该实时呼吸频率的基础上降低一定值得到的，只要低于人体的实时呼吸频率，并与该实时呼吸频率之间的差值不大于预设值即可作为第二频率。即，控制器1在检测到人体的实时呼吸频率高于第一频率时，始终按照与人体的实时呼吸频率之间的差值不大于预设值的另一频率(即第二频率)对气囊2进行循环充放气。这样，人体的实时呼吸频率与第二频率之间将呈现出“你追我赶”的状态，通过在对所述气囊2进行循环充放气的过程中动态调节第二频率，使第二频率与人体的实时呼吸频率之间的差值始终不大于预设值，实现对人体呼吸频率的逐渐引导。

更进一步的，在第二频率低于实时呼吸频率，且与所述实时呼吸频率之间的差值不大于预设值的基础上，还可以进一步限定所述第二频率与所述实时呼吸频率之间的差值固定不变，即按照与实时呼吸频率之间的差值固定不变的频率来对气囊2进行循环充放气。另外，在第二频率低于实时呼吸频率，且与所述实时呼吸频率之间的差值不大于预设值的基础上，还可以进一步限定第二频率与所述实时呼吸频率之间的差值为所述实时呼吸频率的10％-20％。在这种情况下，第二频率与所述实时呼吸频率之间的差值是随着实时呼吸频率的变化而变化的，但始终为人体的实时呼吸频率的10％-20％。具体可以选择10％-20％中的任意一个值。本发明中所说的第二频率与所述实时呼吸频率之间的差值是指绝对值。

人体吸气时对枕头本体会产生较大压力，呼气时对枕头本体会产生较小压力，由于力的作用是相互的，人体对枕头产生压力的同时，枕头也会对人体产生反作用力，为自适应人体呼吸对枕头压力的大小变化规律，枕头本体的起伏运动对人体呼吸的引导作用就自然形成了以下规律：气囊2进行一次完整的充放气循环对应人体进行一次完整的呼吸，当枕头本体向上抬起(即“起”)时，促进人体呼气，当枕头本体向下运动时(即“伏”)，促进人体吸气，即枕头本体的“起”与人体的呼气对应，枕头本体的“伏”与人体的吸气对应。因此，为了在对所述气囊2进行循环充放气的一开始就起到对人体呼吸的引导促进作用，不对人体呼吸造成不适(例如，如果对气囊2进行充气时人体正好处于吸气过程，则会对人体呼吸造成不适)，有必要将人体的新一次呼吸的起始时间点与循环充放气的起始时间点进行对齐。具体来说，所述控制器1还被配置为，在所述实时呼吸频率高于第一频率时，根据所述电信号的波形预测人体下一次吸气或呼气的起始时间点，并在所述时间点开始所述循环充放气，当所述时间点为吸气的起始时间点时，所述循环充放气以放气动作开始，当所述时间点为呼气的起始时间点时，所述循环充放气以充气动作开始。这样可以避免出现开始进行循环充放气时气囊2的充放气动作与人体的呼吸动作不对应的情况，以避免对人体呼吸造成不适。

控制器1不断接收呼吸传感器3的电信号，并基于电信号不断计算人体当前的实时呼吸频率，当实时呼吸频率不高于所述第一频率时，说明人体的实时呼吸频率已经降低到了适宜睡眠的水平，因此，控制器1在人体的实时呼吸频率不高于所述第一频率时，可停止对气囊2进行循环充放气。

上述实施例仅为优选实施例，并不用以限制本发明的保护范围，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种调节人体呼吸的智能枕，包括枕头本体和控制器，所述枕头本体内设置有气囊和呼吸传感器，所述气囊和所述呼吸传感器与所述控制器连接，所述控制器能够对所述气囊进行充放气，所述气囊能够通过充放气驱动所述枕头本体起伏运动，所述呼吸传感器用于实时检测人体的呼吸信号，并将其转换成电信号发送到所述控制器，其特征在于，所述控制器被配置为，根据所述电信号计算人体的实时呼吸频率，并在所述实时呼吸频率高于第一频率时，以第二频率对所述气囊进行循环充放气，直至所述实时呼吸频率不高于所述第一频率，其中所述第二频率低于所述实时呼吸频率，且与所述实时呼吸频率之间的差值不大于预设值。

2.如权利要求1所述的调节人体呼吸的智能枕，其特征在于，所述控制器还被配置为，在所述实时呼吸频率高于第一频率时，根据所述电信号的波形预测人体下一次吸气或呼气的起始时间点，并在所述时间点开始所述循环充放气，当所述时间点为吸气的起始时间点时，所述循环充放气以放气动作开始，当所述时间点为呼气的起始时间点时，所述循环充放气以充气动作开始。

3.如权利要求1所述的调节人体呼吸的智能枕，其特征在于，所述第二频率与所述实时呼吸频率之间的差值固定不变。

4.如权利要求1所述的调节人体呼吸的智能枕，其特征在于，所述第二频率与所述实时呼吸频率之间的差值为所述实时呼吸频率的10％-20％。

5.如权利要求1所述的调节人体呼吸的智能枕，其特征在于，所述控制器还被配置为，当所述实时呼吸频率不高于所述第一频率时，停止所述循环充放气。