CN115191954A - 一种睡眠监测数据采集装置及睡眠监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种睡眠监测数据采集装置，包括边框，以及通过金属连接件可拆卸连接于边框上的网状结构；网状结构包括交错地设置的第一柔性条带和第二柔性条带；第一柔性条带和第二柔性条带分别沿其长度方向设有用于连接多路复用器的扫描电路的第一导线和用于连接信号采集器的第二导线，金属连接件贯穿第一导线或第二导线；网状结构上设有若干个力敏单元，力敏单元的两端分别与第一导线上的金属连接件和第二导线的金属连接件连接。当第一柔性条带、第二柔性条带、力敏单元和金属连接件中的任意一者损坏时，只需要替换对应的一者即可，无需整体替换，维修方便，并且普通消费者即可自行维修。

Description

一种睡眠监测数据采集装置及睡眠监测装置

技术领域

本发明涉及检测装置技术领域，尤其涉及一种睡眠监测数据采集装置及睡眠监测装置。

背景技术

随着人们对健康、对生活质量要求的不断提高，睡眠的质量成为人们追求健康生活的需求，为了获取自身睡眠质量的状况，就必须监测人体的各项身体状况，如心跳、呼吸、睡姿。

现有技术中的智能自适应床垫，其通过形成在床垫上并且沿矩形阵列分布的若干力敏单元获取人体的姿态；此类技术在普及过程中遇到的最大障碍是维修困难，各传感器通常安装床垫内的电路板上，一旦电路板中的某条线路损坏，导致部分传感器不能正常工作时，睡眠数据采集装置无法获取正确的睡眠监测结果，但是更换整个电路板的成本极其高昂。

鉴于此，需要对现有技术中的床垫智能检测设备加以改进，以解决检测设备故障时不便于更换的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供睡眠监测数据采集装置，来解决以上的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种睡眠监测数据采集装置，包括边框，以及通过金属连接件可拆卸连接于所述边框上的网状结构；所述网状结构包括交错地设置的第一柔性条带和第二柔性条带；

所述第一柔性条带和所述第二柔性条带分别沿其长度方向设有用于连接多路复用器的扫描电路的第一导线和用于连接信号采集器的第二导线，所述金属连接件贯穿所述第一导线或所述第二导线；

所述网状结构上设有若干个力敏单元，所述力敏单元的两端分别与所述第一导线上的金属连接件和所述第二导线的金属连接件连接。

可选的，所述第一柔性条带的一端连接有第一母电极，沿着所述第一柔性条带的长度方向等间距地布置有若干第一子电极，所述第一母电极与每个所述第一子电极通过所述第一导线连接，所述第一母电极连接带多路复用器的扫描电路；

所述第二柔性条带的一端连接有第二母电极，沿着所述第二柔性条带的长度方向等间距地布置有若干第二子电极，所述第二母电极与每个所述第二子电极通过第二导线连接，所述第二母电极连接信号采集器；

所述第一柔性条带和所述第二柔性条带的端部通过所述金属连接件与所述边框固定连接，所述边框上布置有连接扫描电路和所述信号采集器的导线，所述导线通过所述金属连接件连接每个所述第一母电极和所述第二母电极。

可选的，每个所述力敏单元均连接有一个柔性电路板，所述柔性电路板上形成有至少个通孔焊盘，所述力敏单元=通过第三导线与所述通孔焊盘连接，所述金属连接件依次贯穿所述通孔焊盘、所述第一柔性条带、所述第二柔性条带以连接每个所述柔性电路板和网状结构。

可选的，所述柔性电路板上连接有接插件，所述力敏单元与所述接插件插接，所述接插件通过第三导线连接与所述力敏单元对应的所述通孔焊盘。

可选的，所述柔性电路板上连接有垫片，所述垫片夹设在所述力敏单元和所述柔性电路板之间以使得所述力敏单元高于所述接插件。

可选的，所述垫片的边缘形成有包裹所述力敏单元边缘的翻边部。

可选的，所述金属连接件包括电极母扣和电极公扣，所述电极母扣与所述柔性电路板固定连接并且穿过所述通孔焊盘，所述电极公扣与所述第二柔性条带固定连接，每个所述电极公扣均穿过个所述第一子电极或者个所述第二子电极与个所述电极母扣插接。

可选的，所述金属连接件还包括弹性件，所述弹性件布置在所述电极母扣和所述电极公扣之间，所述弹性件通过自身的回弹力紧密接触所述第一子电极和所述电极公扣；

其中，所述弹性件包括具有通孔的接触盘，所述接触盘与所述第一子电极接触，所述接触盘的通孔边缘形成有若干环绕所述接触盘的轴心均布并且轴向延伸的弹力条，所述弹力条绕过所述第一柔性条带的端部向外翻折成翻折部以抵紧所述第一柔性条带远离所述接触盘的一面，若干所述弹力条形成的孔的直径小于所述电极公扣的直径。

可选的，若干纵向并排布置的所述第一柔性条带铺设在若干横向并排布置的所述第二柔性条带的一面以形成所述网状结构，若干所述力敏单元呈矩形阵列分布在所述网状结构上。

另一方面，本发明还提供了一种睡眠监测装置，包括如上所述的睡眠监测数据采集装置，以及信号处理模块和电脑终端，所述信号采集器、信号处理模块和电脑终端顺序通讯连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：睡眠监测数据采集装置包括由第一柔性条带和第二柔性条带纵横交织形成的网状结构，第一柔性条带和第二柔性条带上分别布置有沿着其长度方向延伸的第一导线和第二导线，并且第一导线连接扫描电路，第二导线连接数据采集器，使用金属连接件贯穿第一柔性条带和第二柔性条带并且仅穿过一根导线以使得网状结构上出现分别连接扫描电路和信号采集器的2组电极，将力敏单元的两端连接2组电极即可获得能够采集睡眠数据的装置，当第一柔性条带、第二柔性条带、力敏单元和金属连接件中的任意一者损坏时，只需要替换对应的一者即可，无需整体替换，维修方便，并且普通消费者即可自行维修。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例的立体图；

图2为本发明实施例的俯视图；

图3为图2的A-A方向的立体剖视图及其局部放大图；

图4为图3所示的结构在装配过程中的示意图；

图5为本发明实施例的柔性电路板和薄膜传感器的装配图；

图6为本发明实施例的第一柔性条带的俯视图；

图7为本发明实施例的第二柔性条带的俯视图；

图8为本发明实施例的装配图；

图9为本发明实施例与带的装配图；

图10为本发明实施例的网状结构与薄膜传感器的连接电路图；

图11为本发明实施例的网状结构、薄膜传感器与多路复用器和信号采集器的连接电路图；

图示说明：1-网状结构；

11-第一柔性条带；111-第一母电极；112-第一子电极；113-第一导线；114-安装孔；

12-第二柔性条带；121-第二母电极；122-第二子电极；123-第二导线；

2-薄膜传感器；21-力敏单元；22-温敏单元；

3-金属连接件；31-电极母扣；32-电极公扣；33-弹性件；331-接触盘；332-弹力条；333-翻折部；

4-柔性电路板；41-通孔焊盘；42-第三导线；43-接插件；44-垫片；441-翻边部；

51-边框；52-袋；

61-多路复用器；62-控制器；63-电源；64-信号采集器。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

结合图1至图11所示，本发明实施例提供了一种睡眠监测数据采集装置，包括第一柔性条带11、第二柔性条带12、力敏单元21和金属连接件3；

第一柔性条带11的一端连接有第一母电极111，沿着其长度方向等间距地布置有若干第一子电极112，第一母电极111与每个第一子电极112通过第一导线113连接，第一母电极111连接带多路复用器61的扫描电路；

第二柔性条带12的一端连接有第二母电极121，沿着其长度方向等间距地布置有若干第二子电极122，第二母电极121与每个第二子电极122通过第二导线123连接，第二母电极121连接信号采集器64；

其中，若干纵向并排布置的第一柔性条带11铺设在若干横向并排布置的第二柔性条带12的一面以形成网状结构1，金属连接件3贯穿并且可拆装地连接第一柔性条带11和第二柔性条带12，并且金属连接件3穿过第一子电极112或者第二子电极122；

若干力敏单元21呈矩形阵列分布在网状结构1上，力敏单元21的一端连接穿过第一子电极112的金属连接件3，力敏单元21的另一端连接穿过第二子电极122的金属连接件3，每个力敏单元21连接的第一子电极112和第二子电极122的组合均不相同。

其中，多路复用器61连接控制器62，由电源63供电，每个第二母电极121接入信号采集器64之前都经过反馈电阻和放大器的信号放大处理。

基于上述实施例：力敏单元21的一端依次通过金属连接件3、第一子电极112、第一导线113、第一母电极111连接带多路复用器61的扫描电路，力敏单元21的另一端依次通过金属连接件3、第二子电极122、第二导线123、第二母电极121连接信号采集器64，每个力敏单元21对应一种第一母电极111和第二母电极121的组合。

扫描电路每次选通1个第一母电极111，从而通过第一导线113连接相应的所有力敏单元21，通过控制器控制高频切换依次选通所有的第一导线113，信号采集器64采集每个力敏单元21通电时的电阻值变化、电容值变化、压电效应产生的电压值中的一种或多种来检测压力变化。

相比较于相关技术，本实施例中，网状结构1是由若干第一柔性条带11和第二柔性条带12通过金属连接件3可拆装地连接形成的，因此，当第一柔性条带11、第二柔性条带12、力敏单元21和金属连接件3中的任意一者损坏时，只需要替换对应的一者即可，无需整体替换，维修成本低。

上述实施例中，第一柔性条带11并不局限于仅有1个第一母电极111和一排第一子电极112，其可以具有多个第一母电极111和多排第一子电极112，第一母电极111和第一子电极112可以形成于第一柔性条带11的一面或者两面或者夹层中。

进一步的：尽管仅监测压力即可获得被监测者的翻身、呼吸、心跳等多种睡眠数据，但是，为了能够获得更多更全面的睡眠数据，仅靠力敏单元21不够，还需要温敏单元22以监测睡眠温度，为此，本申请还提供一种可选实施例。

柔性电路板4上连接有温敏单元22，通孔焊盘41具有4个，其中2个通孔焊盘41通过第三导线42连接力敏单元21，另外2个通孔焊盘41通过第三导线42连接温敏单元22。

具体的，在本实施例中，力敏单元21和温敏单元22集成在一个薄膜传感器2上，薄膜传感器2的4个pin脚通过接插件43和第三导线42连接4个通孔焊盘41。

由于通孔焊盘41具有4个，为此，每个第一柔性条带11上均具有2个第一母电极111和2排第一子电极112，其中1个第一母电极111对应力敏单元21的发射极，另一个第一母电极111对应温敏单元22的发射极。

相应的，每个第二柔性条带12上均具有2个第二母电极121和2排第二子电极122，其中1个第二母电极121对应力敏单元21的基级，另一个第二母电极121对应温敏单元22的基级。

柔性电路板4还可以连接更多的敏感单元，将部分第一柔性条带11和第二柔性条带12单独用于新增的敏感单元即可，此处不做累述。

进一步的：为了便于将第一母电极111连接带多路复用器61的扫描电路，同时便于将第二母电极121连接信号采集器64，为此，本申请还提供一种可选实施例。

网状结构1的边缘布置有边框51，第一柔性条带11和第二柔性条带12的端部通过金属连接件3与边框51固定连接，边框51上布置有连接扫描电路和信号采集器64的导线，导线通过金属连接件3连接每个第一母电极111和第二母电极121。

边框51可以是一体成型的矩形边框，也可以由4个柔性条带拼接而成，其主体是柔性电路板，扫描电路和信号采集器64可以集成在边框51上，也可以通过一根长导线布置在远离被监测者的位置。

进一步的：为了使得力敏单元21的接触面能够始终与网状结构1的表面平行并且能够凸出于网状结构1的表面以获得最佳的检测结果，还需要有专用于安装力敏单元21的结构，为此，本申请还提供一种可选实施例。

每个力敏单元21均连接有一个柔性电路板4，网状结构1通过金属连接件3连接每个柔性电路板4， 柔性电路板4上形成有至少2个通孔焊盘41，力敏单元21通过第三导线42连接通孔焊盘41，金属连接件3依次贯穿通孔焊盘41、第一柔性条带11、第二柔性条带12。

在力敏单元21损坏时，消费者可以连同柔性电路板4一起更换。

进一步的：为了降低力敏单元21和温敏单元22的更换难度，避免更换整个柔性电路板4，为此，本申请还提供一种可选实施例。

柔性电路板4上连接有接插件43，力敏单元21与接插件43插接，接插件43通过导线连接与力敏单元21对应的通孔焊盘41。

力敏单元21损坏时只需要将其从接插件43中插/拔更换即可。

进一步的：由于柔性电路板4上具有接插件43，为此，接插件43比力敏单元21要厚，从而导致被监测者的重量首先压在接插件43上，然后才会与力敏单元21接触，为了解决这个技术问题，本申请还提供一种可选实施例。

柔性电路板4上连接有垫片44，垫片44夹设在力敏单元21和柔性电路板4之间以使得力敏单元21高于接插件43。

进一步的：为了避免使用过程中，力敏单元21与接插件43分离，还需要将力敏单元21进一步地固定在柔性电路板4上，为此，本申请还提供一种可选实施例。

垫片44的边缘形成有包裹力敏单元21边缘的翻边部441。

在本实施例中，力敏单元21集成在薄膜传感器2上，由于薄膜传感器2的柔性使其可以弯曲，因此其易于插装在垫片44和翻边部441形成的缝隙中。

为了降低上述实施例中的第一柔性条带11、第二柔性条带12和柔性电路板4的替换难易度，使得普通消费者也能够任意地替换这三者，为此，本申请还提供一种可选实施例。

金属连接件3包括电极母扣31和电极公扣32，电极母扣31与柔性电路板4固定连接并且穿过通孔焊盘41，电极公扣32与第二柔性条带12固定连接并且穿过第一柔性条带11，每个电极公扣32均穿过1个第一子电极112或者1个第二子电极122与1个电极母扣31插接。

第一柔性条带11和第二柔性条带12均为柔性电路板，第一子电极112和第二子电极122均为通孔焊盘。

第一柔性条带11上还设置有供电极公扣32穿过的安装孔114，第一子电极112的数量与安装孔114的数量相同，两者皆用于供电极公扣32穿过，只是安装孔114不与第一母电极111电连接，安装孔114仅用于第二子电极122通过电极公扣32连接电极母扣31。

使用电极母扣31和电极公扣32构成的四合扣可以简单地连接第一柔性条带11、第二柔性条带12和柔性电路板4，普通消费者只需要按/拔四合扣即可完成拆装第一柔性条带11、第二柔性条带12和柔性电路板4的工作，简单方便。

金属连接件3也可以是铆钉，其比四合扣更加轻薄，但是更换时需要专用的铆压工具。

还需要说明的是：第一母电极111和第二母电极121与边框51的连接方式也是通过电极母扣31和电极公扣32连接，边框51上也布置有与电极公扣32对应的通孔焊盘和安装孔。

进一步的：电极母扣31与通孔焊盘41的连接方式是铆接，电极公扣32与第二柔性条带12的连接方式也是铆接，该连接方式紧密并且牢固，而电极公扣32与第二子电极122仅为间隙配合，该连接方式不紧密也不牢固，为此，本申请还提供一种可选实施例。

金属连接件3还包括弹性件33，弹性件33布置在电极母扣31和电极公扣32之间，弹性件33通过自身的回弹力紧密接触第一子电极112和电极公扣32；

其中，弹性件33包括具有通孔的接触盘331，接触盘331与第一子电极112接触，接触盘331的通孔边缘形成有若干环绕接触盘331的轴心均布并且轴向延伸的弹力条332，弹力条332绕过第一柔性条带11的端部向外翻折成翻折部333以抵紧第一柔性条带11远离接触盘331的一面，若干弹力条332形成的孔的直径＜电极公扣32的直径。

电极公扣32穿过弹力条332形成的孔时将弹力条332径向向外顶开，以使得翻折部333更加紧密地抵紧第一柔性条带11的一面从而使得第一柔性条带11的另一面与接触盘331的接触力得到增加。

进一步的：为了避免各电极漏电造成监测结果不准确，为此，本申请还提供一种可选实施例。

网状结构1的外侧套装有袋52，袋52由绝缘导热材料制作而成，例如绝缘导热布，或者绝缘导热硅胶。

进一步的：为了使得上述实施例中的数据采集装置能够应用于睡眠监测中，为此，本申请还提供一种可选实施例。

网状结构1布置在床上用品上。

具体的，网状结构1可以布置在床垫、床褥、床单、枕巾、枕头、被单等任意的床上用品上，以监测用户的各项睡眠状态。

进一步的：

本申请还提供一种睡眠监测装置，包括睡眠监测数据采集装置，以及信号处理模块和电脑终端，信号采集器64、信号处理模块和电脑终端顺序通讯连接。

力敏单元21和温敏单元22的电压信号通过信号采集器64采集并且通过信号处理模块处理后传输至电脑终端，将采集数据与电脑终端中预设的数据对比后，即可得到睡眠状态。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种睡眠监测数据采集装置，其特征在于，包括边框（51），以及通过金属连接件（3）可拆卸连接于所述边框（51）上的网状结构（1）；所述网状结构（1）包括交错地设置的第一柔性条带（11）和第二柔性条带（12）；

所述第一柔性条带（11）和所述第二柔性条带（12）分别沿其长度方向设有用于连接多路复用器（61）的扫描电路的第一导线（113）和用于连接信号采集器（64）的第二导线（123），所述金属连接件（3）贯穿所述第一导线（113）或所述第二导线（123）；

所述网状结构（1）上设有若干个力敏单元（21），所述力敏单元（21）的两端分别与所述第一导线（113）上的金属连接件（3）和所述第二导线（123）的金属连接件（3）连接。

2.根据权利要求1所述的一种睡眠监测数据采集装置，其特征在于，所述第一柔性条带（11）的一端连接有第一母电极（111），沿着所述第一柔性条带（11）的长度方向等间距地布置有若干第一子电极（112），所述第一母电极（111）与每个所述第一子电极（112）通过所述第一导线（113）连接，所述第一母电极（111）连接带多路复用器（61）的扫描电路；

所述第二柔性条带（12）的一端连接有第二母电极（121），沿着所述第二柔性条带（12）的长度方向等间距地布置有若干第二子电极（122），所述第二母电极（121）与每个所述第二子电极（122）通过第二导线（123）连接，所述第二母电极（121）连接信号采集器（64）；

所述第一柔性条带（11）和所述第二柔性条带（12）的端部通过所述金属连接件（3）与所述边框（51）固定连接，所述边框（51）上布置有连接扫描电路和所述信号采集器（64）的导线，所述导线通过所述金属连接件（3）连接每个所述第一母电极（111）和所述第二母电极（121）。

3.根据权利要求2所述的一种睡眠监测数据采集装置，其特征在于，

每个所述力敏单元（21）均连接有一个柔性电路板（4），所述柔性电路板（4）上形成有至少2个通孔焊盘（41），所述力敏单元（21）通过第三导线（42）与所述通孔焊盘（41）连接，所述金属连接件（3）依次贯穿所述通孔焊盘（41）、所述第一柔性条带（11）、所述第二柔性条带（12）以连接每个所述柔性电路板（4）和网状结构（1）。

4.根据权利要求3所述的一种睡眠监测数据采集装置，其特征在于，

所述柔性电路板（4）上连接有接插件（43），所述力敏单元（21）与所述接插件（43）插接，所述接插件（43）通过第三导线（42）连接与所述力敏单元（21）对应的所述通孔焊盘（41）。

5.根据权利要求4所述的一种睡眠监测数据采集装置，其特征在于，

所述柔性电路板（4）上连接有垫片（44），所述垫片（44）夹设在所述力敏单元（21）和所述柔性电路板（4）之间以使得所述力敏单元（21）高于所述接插件（43）。

6.根据权利要求5所述的一种睡眠监测数据采集装置，其特征在于，

所述垫片（44）的边缘形成有包裹所述力敏单元（21）边缘的翻边部（441）。

7.根据权利要求3所述的一种睡眠监测数据采集装置，其特征在于，

所述金属连接件（3）包括电极母扣（31）和电极公扣（32），所述电极母扣（31）与所述柔性电路板（4）固定连接并且穿过所述通孔焊盘（41），所述电极公扣（32）与所述第二柔性条带（12）固定连接，每个所述电极公扣（32）均穿过1个所述第一子电极（112）或者1个所述第二子电极（122）与1个所述电极母扣（31）插接。

8.根据权利要求7所述的一种睡眠监测数据采集装置，其特征在于，

所述金属连接件（3）还包括弹性件（33），所述弹性件（33）布置在所述电极母扣（31）和所述电极公扣（32）之间，所述弹性件（33）通过自身的回弹力紧密接触所述第一子电极（112）和所述电极公扣（32）；

其中，

所述弹性件（33）包括具有通孔的接触盘（331），所述接触盘（331）与所述第一子电极（112）接触，所述接触盘（331）的通孔边缘形成有若干环绕所述接触盘（331）的轴心均布并且轴向延伸的弹力条（332），所述弹力条（332）绕过所述第一柔性条带（11）的端部向外翻折成翻折部（333）以抵紧所述第一柔性条带（11）远离所述接触盘（331）的一面，若干所述弹力条（332）形成的孔的直径小于所述电极公扣（32）的直径。

9.根据权利要求1所述的一种睡眠监测数据采集装置，其特征在于，若干纵向并排布置的所述第一柔性条带（11）铺设在若干横向并排布置的所述第二柔性条带（12）的一面以形成所述网状结构（1），若干所述力敏单元（21）呈矩形阵列分布在所述网状结构（1）上。

10.一种睡眠监测装置，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的睡眠监测数据采集装置，以及信号处理模块和电脑终端，所述信号采集器（64）、信号处理模块和电脑终端顺序通讯连接。

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