CN205410632U - 一种智能护枕 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能护枕，包括枕套和置于枕套内为弹性体的枕芯，在枕芯内设有能够准确检测该护枕受到人体颈部、背部或者腰部对其施力时产生的加速度和压力大小的具有独立参照体系的测量系统；所述测量系统包括设置在枕芯后部的主舱内的微处理器、存储器、无线通信电路、测量传感器组和设置于枕芯前部表面上的至少一个信号预设点；信号预设点上安装有磁场产生器。通过测量传感器组检测人体坐姿对护枕的挤压力产生的相对应的磁场产生的磁通量的变化和压力、加速度大小的值，然后通过微处理器进行处理，判断人体坐姿是否正确，然后通过无线通信电路发送预警信号，能够实时的检测到用户状况。该智能护枕安装方便，简单易携带，方便实用。

Description

一种智能护枕

技术领域

本实用新型涉及一种生活用品，特别涉及一种在汽车、轮船和飞机的座椅上配置的保护人体颈部、背部或者腰部的智能护枕。

背景技术

目前，人们常用的保护人体颈部、背部或者腰部的头枕、靠枕或者腰枕(以下将头枕、靠枕、腰枕简称为护枕)主要为枕套内部填充有弹性材质的如海绵、木棉或者乳胶的普通护枕、可充气的旅行护枕以及机械式的按摩护枕等。

其存在的不足是：当人们乘坐如汽车、轮船或者飞机等运载工具时，配置在座椅上的所述护枕在人们依靠时，是无法获知人们依靠它的力度大小和其间相触时接触的状态是否正常，即在所述运载工具的运行状态出现异常，比如速度失控或者其它物体碰撞，或者乘坐人的身体出现异常，比如突然昏厥，时，坐在座椅上的乘坐人的颈部、背部或者腰部与该护枕之间的接触速度和状态发生异常。

即使护枕制造行业的技术人员，因需要有可能想到压力测试元件安装在相关的护枕中，但仍然无法获知精准的压力测量值，其原因是：

现有设备侦测压力的手段主要是采用的是应变片或者流体(包括气体和液体)压力传感器，其中应变片是接触式压力直接接触测量，并不适合大尺寸柔性材质填充的护枕类产品。虽然气体压力传感器具备高精度测量的特点，能够通过气室与护枕内部弹性体枕芯的结合直接测量压力，但其成本高、耗电多，通常还需要考虑气泵和泄气阀的配合使用。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的提供了一种成本低、功耗低、接触压力测量精度高且可对异常状态发出报警信号的乘坐运载工具所用的智能护枕。

为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

本实用新型公开了一种智能护枕，包括枕套和置于枕套内为弹性体的枕芯，其特征在于，所述枕芯内设有能够检测该护枕受到人体颈部、背部或者腰部对其施力时产生的加速度和压力大小的测量系统；所述测量系统包括微处理器、存储器、测量传感器组和至少一个信号预设点；所述枕芯后部设有主舱，所述微处理器、存储器和测量传感器组设在主舱内；所述信号预设点在枕芯前部且所设的位置为所述颈部、背部或者腰部在人体正常坐姿时与该智能护枕接触时相对应的位置；所述信号预设点上安装有磁场产生器；所述测量传感器组包括磁敏传感器，所述磁敏传感器用于检测设置在信号预设点的磁场产生器产生的磁场磁通量；所述测量传感器组和所述微处理器电性连接；所述存储器和所述微处理器电性连接。

优选地，所述磁敏传感器为MEMS地磁传感器。

优选地，所述测量传感器组还包括惯性测量传感器。

优选地，所述惯性测量传感器是MEMS三轴线性加速度传感器。

优选地，所述惯性测量传感器是三轴陀螺仪传感器。

优选地，所述测量系统还包括设于主舱内的将微处理器发出的预警信号发送给交通监控中心和利益相关人的终端设备的无线通信电路。

优选地，所述利益相关人的终端设备为智能手机、智能平板或者智能穿戴设备。

优选地，所述无线通信电路包括蓝牙通信模块、WiFi通信模块或者移动通信模块。

优选地，所述磁场产生器是永磁铁。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型在人们乘坐汽车、游轮或飞机时常用的护枕(包括佩带在颈部或安放于座椅上的用于保护乘坐人颈部的头枕、垫设在其后背部的靠枕和垫于腰部的腰枕)内设置由微处理器为主的控制系统和由测量传感器组与信号预设点磁场的结合构成的具有独立参照体系的对人体依靠该护枕时产生的加速度和压力大小进行精确测量的测量系统。该测量系统利用身体贴合所述护枕致使其产生形变的特点，在其变形表面安置信号预设点永磁铁或电磁铁，并利用内部测量传感器组在生产品质检查中利用压力定标校准技术手段达到精确测量身体依靠该护枕时产生的压力和压速。

当处于运动着的运载工具中的人体与所述护枕相触时，所述测量系统中的微处器理通过获取测量传感器组测量到的数据并参照数据关系对照表换算出处于运动中的乘坐人与该护枕触接时对护枕产生的加速度和压力值，从而判断该乘坐人的实时状况是否处于正常状态，其包括依靠护枕时的依靠速度，依靠力度等，并把相应的判断处理结果发送给相关负责人来采取相应的措施。

附图说明

图1是本实用新型的护枕结构示意图；

图2是本实用新型的护枕受压后的示意图之一；

图3是本实用新型的护枕受压后的示意图之二；

图4是本实用新型出厂校准与实际测量过程框图。

附图标记：

1、护枕；2、主舱；3、测量传感器组；4、信号预设点；5、微处理器；6、存储器；7、无线通信电路；8、磁场产生器。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，本实用新型公开了一种智能护枕，以下简称护枕1。该护枕1的外形满足人体工程学设计要求，其由枕套和设置于枕套内的枕芯组成，其中枕芯内填充有弹性体环保材料。所述护枕1包括在枕芯内设有能准确检测乘坐人的颈部、背部或者腰部在于该护枕1相触时对其施加的作用力的加速度值和压力值大小的测量系统，该系统包括微处理器5、存储器6、测量传感器组3和至少一个信号预设点4；其中测量传感器组3包括多个不同功能的传感器。

在枕芯内的后部(即该枕芯中远离与乘坐人身体接触的部分为后，与身体接触的部分为前，下同)设有带有壳体的主舱2，其中所述微处理器5、存储器6、测量传感器组3都安装固定在该主舱2内。所述信号预设点4在枕芯的前部且所设的位置为所述颈部、背部或者腰部在人体正常坐姿时与该护枕1接触时相对应的位置；所述信号预设点4有一个以上；所述信号预设点4上都安装有磁场产生器8。

所述测量系统中的测量传感器组3包括测量信号预设点4位置上的磁场产生器8产生的磁场磁通量变化的磁敏传感器；优选地，所述磁敏传感器均设为满足+/-8Gauss以上量程的MEMS地磁传感器，其中地磁传感器，用于测量信号预设点4的磁场的变化，同时地磁传感器还具备微磁场测量性能，在信号预设点4可避免放置强磁铁；优选地，所述安装在信号预设点4的磁场产生器8是永磁铁，由于永磁铁的磁场比较稳定，磁场中的磁通量比较强，这样在检测时更加准确。

所述测量传感器组3中还包括与微处理器5相连的惯性测量传感器；优选地，所述惯性测量传感器为MEMS三轴线性加速度传感器，所述线性加速度传感器用于侦测护枕1本身的运动变化。所述惯性测量传感器为三轴陀螺仪传感器，所述三轴陀螺仪传感器用于修正所述测量传感器组3在运行中扭转姿态和轨迹计算，提高压力信息计算精度。优选地，所述惯性测量传感器为三轴陀螺仪传感器与高精度MEMS三轴线性加速度传感器集成的复合传感器。

在该护枕1出厂时，事先在所述存储器6中存放一个数值关系对照表。如图4所示，所述数值关系对照表是在出厂前，以测量传感器组3为参照物，采用标准压力计对枕芯中的信号预设点4施加压力，然后将所施加的压力值与该测量传感器组3实际检测到的加速度、磁通量与压力测量值一一对应生成的校对数据。即该校对数据在生产测试环节产生，并存储于该存储器6中，校对数据包含标准压力计挤压该护枕1时施加的压力数据和测量传感器组3测量过程中数据读值及其计算获得的位移变化值信息。即生产环节利用标准压力测定工具挤压护枕1并实时密集跟踪纪录各个测量传感器组3变化读值计算获取位移信息再与标准压力建立对照的关系表的校对数据，即数值关系对照表，该数值关系对照表反映出护枕1的形变量与人体对护枕1依靠时产生的压力的换算关系。在实际使用过程中，也即是日常压力测量流程，微处理器5将参照该数据关系对照表与测量传感器组3中实际测试的数据组合换算，从而获得实际压力值，从而判断出是否用户靠压护枕1时是否正常。

所述MEMS三轴线性加速度传感器以大地坐标系为参照，用于测量所述主舱2相对于大地坐标系运动的变化状态，并直接用于判断运载工具的驾驶行为与运动状态识别。所述测量传感器组3中的磁敏传感器以测量传感器组3本身为参照物，用于测量人体依靠护枕1时，人体对护枕1施压的速度变化程度和力度，即获知磁场磁通量变化，即反应护枕1上信号预设点4与测量传感器组3的相对距离与位置，也即是人体依靠护枕1使护枕1产生相对应的变形，如图2和图3所示，进而由微处理器5根据数值关系对照表来换算出人体对护枕1的力度。

进一步，所述主舱2内还设有无线通信电路7；所述无线通信电路7用于将微处理器5发出的预警信号发送到交通监控中心或者利益相关人的终端设备上；存储器6中还存储有门限值，这些门限值会跟测量传感器组3中测量的数据相对应，并会有相应的触发事件。在使用过程中，若发现测量传感器组3中的磁敏传感器测量到某用户的测量数据由微处理器5根据数值关系对照表得到的压力值与该存储器6中存储的对应的门限值做对比，若判断为异常，则微处理器5通过无线通信电路7向交通监控中心或者利益相关人的终端设备发送对应的预警信号，从而采取相应的措施来查看并救助该用户。同时，所述门限值还设定有惯性测量传感器所测量的加速度对应的门限值，同时微处理器5会把惯性测量传感器测量的加速度值与相对应的门限值做对比，若出现异常，则微处理器5会通过无线通信电路7发送相对应的预警信号。比如人体冲击护枕1的压力过大，微处理器5会将该压力值与相对应的门限值做对比，并判断为潜在受伤可能；再比如测量传感器组3侦测到侧向加速度过大会时，微处理器5会将该加速度值与相对应的门限值做对比，并判断为运载工具潜在的急转弯或者侧向碰撞等，如果出现这种情况，微处理器5会发出相应的预警信号通过无线通信电路7发送到交通监控中心或者利益相关人的终端设备上。优选地，所述无线通信电路7为蓝牙通信模块、WIFI通信模块和移动通信模块之一或者其组合。所述终端设备为手机、平板或者智能穿戴设备。

进一步，所述测量系统通过该无线通信电路7与终端设备之间有数据通讯，由终端设备利用相关软件获取该护枕1中测量传感器组3的测量信息以及对护枕1的挤压程度、压力值和加速度值等数据，并且利用蓝牙或者网络来设置护枕1中的存储器6所存储的各种测量传感器的门限值。

进一步，在所述测量传感器组3中还包括用于测量人体依靠护枕1时与护枕1接触时的位置上环境中的温度、湿度和静电积累程度的温度检测传感器、湿度传感器和静电检测传感器；在所述存储器6中设有相对应的传感器门限值，然后通过利用护枕1结构特征在测量传感器组3所在的位置上不同功能的传感器来获得更多的信息，来提高护枕1的智能化特征，从而得到更加准确的得到用户在乘坐过程中坐姿是否正常。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能护枕，包括枕套和置于枕套内为弹性体的枕芯，其特征在于，所述枕芯内设有能够检测该护枕受到人体颈部、背部或者腰部对其施力时产生的加速度和压力大小的测量系统；所述测量系统包括微处理器、存储器、测量传感器组和至少一个信号预设点；所述枕芯后部设有主舱，所述微处理器、存储器和测量传感器组设在主舱内；所述信号预设点在枕芯前部且所设的位置为所述颈部、背部或者腰部在人体正常坐姿时与该智能护枕接触时相对应的位置；所述信号预设点上安装有磁场产生器；所述测量传感器组包括磁敏传感器，所述磁敏传感器用于检测设置在信号预设点的磁场产生器产生的磁场磁通量；所述测量传感器组和所述微处理器电性连接；所述存储器和所述微处理器电性连接。

2.根据权利要求1所述的智能护枕，其特征在于，所述磁敏传感器为MEMS地磁传感器。

3.根据权利要求1所述的智能护枕，其特征在于，所述测量传感器组还包括惯性测量传感器。

4.根据权利要求3所述的智能护枕，其特征在于，所述惯性测量传感器是MEMS三轴线性加速度传感器。

5.根据权利要求3所述的智能护枕，其特征在于，所述惯性测量传感器是三轴陀螺仪传感器。

6.根据权利要求1所述的智能护枕，其特征在于，所述测量系统还包括设于主舱内的将微处理器发出的预警信号发送给交通监控中心和利益相关人的终端设备的无线通信电路。

7.根据权利要求6所述的智能护枕，其特征在于，所述利益相关人的终端设备为智能手机、智能平板或者智能穿戴设备。

8.根据权利要求6所述的智能护枕，其特征在于，所述无线通信电路包括蓝牙通信模块、WiFi通信模块或者移动通信模块。

9.根据权利要求1所述的智能护枕，其特征在于，所述磁场产生器是永磁铁。