CN204931109U

CN204931109U - 基于单片机监测控制的新型气动枕头

Info

Publication number: CN204931109U
Application number: CN201520645334.4U
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-08-25
Filing date: 2015-08-25
Publication date: 2016-01-06
Anticipated expiration: 2025-08-25

Abstract

一种基于单片机监测控制的新型气动枕头，它是在已有实用新型“防窒息/防打鼾智能气动枕头”的基础上，在产品结构和技术方案方面进行改进：集微型气泵、电磁气阀、控制电路和电源于一体分放枕头两端，枕头中间的各个气囊改用内部连通的2层或多层气囊；为监测微弱气流，采用外形“Y型三通”管架的呼吸监测模块，将呼吸气流汇集至下端小管口，并利用可随呼吸气流往返滑动、翻动或摆动的金属片，以及两根金属丝组成开关，从而提升了整个气动枕头的集成度，增强了气动效果，提高了监测灵敏度，有效避免信号误判引起误动作。

Description

基于单片机监测控制的新型气动枕头

技术领域

本实用新型涉及一种基于单片机监测控制的新型气动枕头，能通过对鼾声、呼吸气流等信号的监测自动启闭气动装置，涉及医疗保健领域和休闲养生行业。

背景技术

健康与养生产品越来越受青睐，市场上休闲按摩产品琳琅满目，特别是与睡眠质量息息相关的枕头倍受关注，各种各样的按摩枕头层出不穷，近年来气动枕头专利也开始出现，但往往难以实现高灵敏度监测、智能化控制，产品功能和效果不尽人意，难以满足人们的需求，亟待有新技术、新方案推出。

实用新型内容

本实用新型是在已有实用新型“防窒息/防打鼾智能气动枕头（专利号ZL201420526118.3）”的基础上，重点围绕提高整个装置的集成度、呼吸信号监测的灵敏度，增强气动枕头的气动效果，在产品结构和技术方案方面作了重大改进。本实用新型所采用的技术方案是：在利用单片机控制微型气泵、电磁气阀、气囊、语音模块、蜂鸣、喇叭、MP3解码器、呼吸监测模块、麦克风、无线模块、电源等组成智能气动装置的基础上，进一步优化了枕头内部布局，在枕头中间放置3个气囊，各个气囊位置如同原来分成两行，其中2个气囊左右水平相邻排成一行，另一个气囊放在第二行，不同的是这3个气囊外形都是2层或多层，但各层气囊内部相连通，对外都只有一个气嘴。各个气囊通过气管连接微型气泵和电磁气阀，在单片机的控制下可以对各个气囊有选择地进行充放气，在充气时因各层气囊相互推挤能产生叠加的气动效果，不但可使用户头部左右转动，而且还可前后转动，比如顶起脖颈、降低后脑高度，实现头部后仰，左右水平排列的气囊，其相邻一侧即靠最中间的2层或多层气囊边缘各自固定在一起，两侧各层气囊边缘可拉开间距，使左右两个气囊上表面在充气时可自动向中间倾斜；枕头左右两端各留有一定空间，可放置微型气泵、电磁气阀、控制电路和电源；枕头内其他空间的填充物为记忆海绵或乳胶。

针对用户沉睡时呼吸气流非常微弱，呼吸监测模块采用外形“Y型三通”管架，上端两管口径大小与鼻孔相当，插入鼻孔或靠近鼻孔用绳线固定；上端两管内分别引入一根小半管，其凹槽面向上，朝着鼻孔，两根小半管与上端两管内壁之间各留有一定间隙，两根小半管向下延伸合并形成下端小管口，流经小半管的气流通过相对封闭的管汇集到下端小管口；上端两管的下方口均与外界相通，即呼吸监测模块中部两侧各有一个出气孔，保证上端两管都具有较好的气流通透性。微弱的呼吸气流能沿着两小半管汇集到下端小管口以便检测，呼吸气流较大时，除了流经过小半管的气流以外，大量气流可通过小半管与上端两管内壁之间的间隙进出，避免因下端小管口径太小而产生气流瓶颈，确保呼吸气流畅通；下端小管口的气流检测利用可随呼吸气流往返滑动、翻动或摆动的金属片，以及附近金属片能同时触及的两根金属丝组成开关，具体由单片机检测两金属丝之间的通断变化情况来确定是否有气流经过。

将MP3解码器、蜂鸣或喇叭接入控制电路，分别用于语音提醒和超时报警。当用户超过10秒钟无呼吸或有鼾声时，单片机就会接收到呼吸监测模块或麦克风的信号，并发送指令启动微型气泵和电磁气阀，对各气囊按预设程序有规律地充放气，使枕头发生左右前后倾斜，自动调整用户头部位置；或者开启语音提醒，让用户自主调整头部位置，以确保气管通畅无堵，使用户正常呼吸。期间，如果症状消失则停止气动设备，并关闭语音提示。如果提醒无效，则立即发出警报，避免长时间处于缺氧状态，甚至发生窒息死亡的严重后果。此外，枕头内部还装有无线模块，可以接收外部无线摇控指令，方便用户操作。

本实用新型的有益效果是，通过优化枕内结构布局，集微型气泵、电磁气阀、控制电路、电源和气囊于一体置于枕内，使整个装置集成度更高；通过对枕内气囊结构的改良，使用2层或多层的气囊，使气动效果更佳，充入少量气体便可产生较大的气动幅度；本新型实用所述的“Y型三通”呼吸监测模块在不影响正常呼吸的情况下，可对小气流特别是沉睡时的微弱气流进行有效监测，这可提高监测灵敏度，有效避免信号误判引起误动作。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是气动枕头示意图，①枕头实体，②枕头两端空间，用于放置微型气泵、三口电磁气阀、电源和电路控制板，电路控制板包括单片机、三极管、光藕、电位器、电阻、电容、语音模块、无线模块、蜂鸣、喇叭等电子元件，③用户操作面板，④2层或多层气囊1，⑤2层或多层气囊2，⑥2层或多层气囊3。图2是Y型三通管架的呼吸监测模块，上端两管，小半管，下端小管口，⑩两侧出气口，⑾可自由滑动、翻动或摆动金属片，⑿两根金属丝。

具体实施方式

图1中枕头两端空间（②）内的电路控制板上有若干路三极管控制开关，分别控制微型气泵，3个三口电磁气阀，以及蜂鸣（喇叭）和MP3解码器的电源，其电路的通断由单片机按预设程序控制。

图1中枕头两端空间（②）内的微型气泵出气口用气管连接至3只三口电磁气阀的进气口，微型气泵的进气口连接至各个三口电磁气阀的排气口，3只三口电磁气阀的出气口分别连接至各个2层或多层气囊（④、⑤、⑥）的气嘴，气囊之间的充放气由单片机程序控制微型气泵和电磁气阀的通断电来实现。

图1中用户操作面板（③）上装有喇叭、电位器、麦克风、电源插座、监测信号接入口，以及若干个开关按键分别用作监测休闲切换开关、监测模式切换开关、气动语音切换开关、气动速度和幅度调档开关、监测信号输入端口、监测结果语音输出等。

图2中Y型三通管架的上端两管（）上管口插入鼻孔或固定在鼻孔前检测呼吸气流，Y型三通管架两侧各有一个出气口（⑩），经上端两管（）内壁与小半管（）之间的间隙连通上端两管（）的上管口，可避免因下端小管口（）太小造成呼吸困难，无论呼吸气流大与小都会有气流经过小半管（）并汇集至下端小管口（），使位于下端小管口（）的可自由滑动、翻动或摆动金属片（⑾）移动并触及或断离附近的两根金属丝（⒀），利用导线将两根金属丝（⑿）分别连经用户操作面板上的监测信号输入端口，接至单片机I/O端口检测通断变化情况即可判断是否有呼吸气流。

Claims

1.一种基于单片机监测控制的新型气动枕头，主要由单片机、微型气泵、电磁气阀、气囊、语音模块、蜂鸣、喇叭、MP3解码器、呼吸监测模块、麦克风、无线模块、电源组成，其特征是枕头中间分成两行排列的3个气囊，其外形都是2层或多层，但各层气囊内部相连通，在充气时因各层气囊相互推挤能产生叠加的气动效果，左右水平排列的气囊，其相邻一侧即靠最中间的2层或多层气囊边缘各自固定在一起，两侧各层气囊边缘可拉开间距，使左右两个气囊上表面在充气时可自动向中间倾斜；枕头左右两端各留有一定空间，可放置微型气泵、电磁气阀、控制电路和电源；控制电路中包含无线模块，可以接收外部无线摇控指令；枕头内其他空间的填充物为记忆海绵或乳胶。

2.根据权利要求1所述的基于单片机监测控制的新型气动枕头，其特征是呼吸监测模块外形是采用“Y型三通”管架，上端两管口径大小与鼻孔相当，上端两管内分别引入一根小半管，其凹槽面向上，朝着鼻孔，两根小半管与上端两管内壁之间各留有一定间隙，两根小半管向下延伸合并形成下端小管口，流经小半管的气流通过相对封闭的管汇集至下端小管口；上端两管的下方口均与外界相通，即呼吸监测模块中部两侧各有一个出气孔，保证上端两管都具有较好的气流通透性；下端小管口的气流检测利用可随呼吸气流往返滑动、翻动或摆动的金属片，以及附近金属片能同时触及的两根金属丝组成开关，具体由单片机检测两金属丝之间的通断变化情况来确定是否有气流经过。