CN206166910U - 微动信号的采集装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种微动信号的采集装置和系统，其中微动信号的采集装置包括腔体和气压传感器，腔体为刚性材料制成的腔体；所述气压传感器设置于腔体内，按照指定采样率连续采集腔体内的气压值，该气压值的大小和变化频率对应微动信号的震动强度和频率；腔体被外力挤压时，腔体受挤压对其内部气压的影响大于气体泄漏对其内部气压造成的影响。本实用新型在刚性材料制成的腔体内设置气压传感器采集气压的微弱变化，腔体内气体会因为受挤压而产生压强变化，相对于现有技术的柔性腔体而言，同样的微动产生的压强的变化更为显著，能够更灵敏地采集微动信号；由于腔体刚性材料构成，内部直接设置气压传感器，结构简单小巧，使用方便，抗干扰能力更强。

Description

微动信号的采集装置和系统

技术领域

本实用新型涉及到微动信号采集领域，特别是涉及到一种微动信号的采集装置、方法和系统。

背景技术

微动信号的采集装置放置在枕头或床垫、床单下，通过压迫密闭腔体改变腔体内部压强而感测外部压力变化的传感器有很多，一般用于睡眠时身体微动信号的检测，进而获取心跳、呼吸、辗转等睡眠时的生理信息，其一般采用柔性物料形成密封的腔体，在使用过程中，挤压柔性的腔体时，腔体壁会受力舒张，当对腔体发生小量形变时，其内部气体压强的变化并不会十分明显，在腔体内需要预加压，压强越大越灵敏，其良好的气密性、狭窄的线性测量范围等特点严重制约这类传感方式的应用和体验，我们需要一种常压下工作、气密性要求不高的传感装置。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种气密性要求低的微动信号的采集装置和系统。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提出一种微动信号的采集装置，包括腔体和气压传感器，

所述腔体为刚性材料制成的腔体；

所述气压传感器设置于腔体内，按照指定采样率连续采集腔体内的气压值，该气压值的大小和变化频率对应微动信号的震动强度和频率；其中，所述腔体被外力挤压时，腔体受挤压对其内部气压的影响大于气体泄漏对其内部气压造成的影响。

进一步地，所述腔体为密闭腔体或非完全密闭的腔体。

进一步地，所述腔体包括上壳体、下壳体和环状的柔性支撑体；

所述柔性支撑体设置于上壳体和下壳体之间，所述上壳体、下壳体和柔性支撑体依次连接形成所述腔体。

进一步地，所述微动信号的采集装置还包括限位装置；当上壳体与下壳体处于相对指定位置时，所述限位装置限制上壳体与下壳体之间的任意一处的相对位置做相对分离运动。

进一步地，所述腔体为扁平状的腔体。

进一步地，所述腔体内设置无线通讯模块和电池；

所述无线通讯模块与气压传感器连接，并将气压值或与其关联信息传至外部；

所述电池给无线通讯模块和气压传感器供电。

本实用新型提供一种微动信号的采集系统，包括分析器和微动信号的采集装置；

所述微动信号的采集装置，包括腔体和气压传感器，

所述腔体为刚性材料制成的腔体；

所述气压传感器设置于腔体内，按照指定采样率连续采集腔体内的气压值，该气压值的大小和变化频率对应微动信号的震动强度和频率；其中，所述腔体被外力挤压时，腔体受挤压对其内部气压的影响大于气体泄漏对其内部气压造成的影响；

所述分析器接收所述气压传感器按照指定采样率连续采集的气压值，并根据气压值的大小和变化频率，判断微动信号的强度和变化频率。

进一步地，所述腔体为密闭腔体或非完全密闭的腔体。

进一步地，所述腔体包括上壳体、下壳体和环状的柔性支撑体；

所述柔性支撑体设置于上壳体和下壳体之间，所述上壳体、下壳体和柔性支撑体依次连接形成所述腔体。

进一步地，所述微动信号的采集装置还包括限位装置；当上壳体与下壳体处于相对指定位置时，所述限位装置限制上壳体与下壳体之间的任意一处的相对位置做相对分离运动。

进一步地，所述腔体为扁平状的腔体。

进一步地，所述腔体内设置无线通讯模块和电池；

所述无线通讯模块与气压传感器连接，并将气压值或与其关联信息传至外部；

所述电池给无线通讯模块和气压传感器供电。

本实用新型的微动信号的采集装置和系统，在刚性材料制成的腔体内设置气压传感器采集，腔体会因为某个方向的挤压而产生压强变化，相对于现有技术的柔性腔体而言，压强的变化更显著，所以能够更灵敏地采集气压值，而气压值的强度和频率对应震动信号；由于腔体的侧壁是刚性材料，腔体的密闭性要求相对于柔性腔体而言不高，而且内部可以直接设置气压传感器，结构简单，气压传感器可以直接将气压的模拟信号转换成数字信号，使用更加方便，抗干扰能力更强。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的微动信号的采集装置的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例的微动信号的采集装置的截面结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的微动信号的采集系统的结构示意框图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参照图1和图2，本实用新型实施例提供一种微动信号的采集装置100，包括腔体10和气压传感器20，所述腔体10为刚性材料制成的腔体10；所述气压传感器20设置于腔体10内，按照指定采样率连续采集腔体10内的气压值，该气压值的大小和变化频率对应微动信号的震动强度和频率；其中，所述腔体10被外力挤压时，腔体10受挤压对其内部气压的影响大于气体泄漏对其内部气压造成的影响。

本实施例中，上述微动信号是指震动强度较小的震动产生的信号，如心跳产生的震动、呼吸产生的震动等。上述刚性材料制成的腔体10，生产时无需向腔体10内充气增压，也不需要进行抽气降压等处理，刚性材料可以为硬塑料、金属等具有韧性的物体，受外力后会有微小的变形，力撤销后会恢复原形。上述气压传感器20是一种可以采集气体压强的传感器，其可以直接安装在腔体10内，腔体10内可以设置安装板等部件安装气压传感器20，也可以将气压传感器20直接安装在腔体10的内壁上。上述“腔体10受挤压对其内部气压的影响大于气体泄漏对其内部气压造成的影响”，是指腔体10受挤压时，腔体10内的气体被挤压，在挤压的过程中，如果腔体10是非密封状态，那么气体会沿腔体10的缝隙等泄露，但是泄露的速率小于腔体10内气体被挤压而产生的影响，那么腔体10内的气压变化才会被气压传感器20明显的采集到，反之，则不易采集到准确的气压变化，也就是说，腔体10最好是密闭腔体10，但是当腔体10的密封性不强时，只要缝隙在允许范围内，仍然可以正常使用，不会影响气压传感器20的数据采集。上述气压传感器20一般为数字传感器，使用相对简单，无需对采集的数据进行相对的处理等过程。上述气压传感器20采集到的气压值可以真实的反映出与上述腔体10接触的物体的震动情况，气压值强度大，则说明该物体震动强度大，气压值的变化频率大，则说明该物体震动频率快等，两者是正相关，所以无论气压传感器20采集到的气压值是否为外部空气压力的真实值，其变化都可以反应出与腔体10接触的物体的震动情况。

本实施例中，上述腔体10包括上壳体11、下壳体12和环状的柔性支撑体13；所述柔性支撑体13设置于上壳体11和下壳体12之间，所述上壳体11、下壳体12和柔性支撑体13依次连接形成所述腔体10。上述柔性支撑体13设置于上壳体11和下壳体12之间，当将上壳体11与下壳体12之间相对被挤压时，柔性支撑体13被压缩，腔体10内气压升高，但是升高的气压几乎无法让腔体10的任何地方有膨胀增大的趋势，从而维持了腔体10内的气体压强变化，据此可以提高微动信号的采集灵敏度。在其它实施例中，上述腔体10可以设置成环节状，柔性支撑体13和硬质的壳体间隔设置等。

本实施例中，上述微动信号的采集装置还包括限位装置，当上壳体11与下壳体12处于相对指定位置时，该限位装置14限制上壳体11与下壳体12之间的任意一处的相对位置做相对分离运动。当腔体10的一侧边被向下挤压时，其相对的另一边会相对翘起，如果上壳体11位于下壳体12的上方，则上壳体11上翘的幅度一般会大于下壳体12上翘的幅度，即上壳体11和下壳体11被挤压的一侧会相对靠近运动，而对应的另一侧则会做相对分离运动，降低腔体10内部的气压变化，影响气压传感器20采集气压值的准确性。上述限位装置14即为限制上壳体11与下壳体12相对分离运动的结构，如将腔体10使用非弹性的布料包裹，或者在上壳体11和下壳体12之间设置相互钩挂连接的装置等。上述上壳体11与下壳体12处于相对指定位置，一般为腔体10静止放置在平面上，柔性支撑体13处于自然状态时，上壳体11与下壳体12位置关系。在其它实施例中，上壳体11与下壳体12处于相对指定位置也可以为腔体10处于被按照一定力沿柔性支撑体13的轴心方向压缩时，上壳体11与下壳体12的位置关系。总之，限位装置14限定柔性支撑体13在其轴线方向上只可以做压缩运动。

本实施例中，上述腔体10为扁平状的腔体10，方便受力，当将腔体10放置在床垫下面采集人体的震动信号时，扁平状的腔体10方便放置。扁平状可以为长方体、圆饼状、环状等。

本实施例中，上述腔体10内设置无线通讯模块40和电池30；所述无线通讯模块40与气压传感器20连接，并将气压值或与其关联信息传至外部；所述电池30给无线通讯模块40和气压传感器20供电。无线通讯模块40可以方便地将气压传感器20采集到数据发射出来给分析装置进行数据分析，使用方便。上述与气压值关联信息一般包括电池电量信息等，以了解设备的可使用时间等。

在一具体实施例中，将上述微动信号的采集装置100在床垫的下面，柔性支撑体13的轴心沿竖直方向设置，当床垫上躺卧人体时，人体产生的微动压力信号会通过床垫传递到腔体10上，腔体10被压缩而产生内部气压变化，通过气压传感器20采集到变化的气压值，最后通过气压值的变化频率和强度，判断出人体的震动信号，然后可以从人体的震动信号中分析出人体如心跳、呼吸、辗转等生理信号。

在另一具体实施例中，可以将单个的微动信号的采集装置100作为心跳复苏的检测工具，将微动信号的采集装置100作用在人体胸口，然后通过压迫微动信号的采集装置100对人体进行心跳复苏工作，在此过程中，腔体10以及气压传感器20可以采集到人体的震动信号，在使用过程中可以分析施救行动的压迫信号的强度和频度，从而判断心肺复苏工作的实施情况，并据此进行指导，提高心跳复苏工作的准确程度。

本实施例的微动信号的采集装置100，在刚性材料制成的腔体10内设置气压传感器20采集，腔体10会因为某个方向的挤压而产生压强变化，相对于现有技术的柔性腔体10而言，压强的变化更显著，所以能够更灵敏地采集气压值，而气压值的强度和频率对应震动信号；由于腔体10的侧壁是刚性材料，腔体10的密闭性要求相对于柔性腔体10而言不高，而且内部可以直接设置气压传感器20，结构简单，气压传感器20可以直接将气压的模拟信号转换成数字信号，使用更加方便，抗干扰能力更强。

参照图3，本实用新型实施例还提供一种微动信号的采集系统，包括分析器200和微动信号的采集装置100；所述微动信号的采集装置100，包括腔体10和气压传感器20，所述腔体10为刚性材料制成的腔体10；所述气压传感器20设置于腔体10内，按照指定采样率连续采集腔体10内的气压值，该气压值的大小和变化频率对应微动信号的震动强度和频率；其中，所述腔体10被外力挤压时，腔体10受挤压对其内部气压的影响大于气体泄漏对其内部气压造成的影响；所述分析器200接收所述气压传感器20采集的气压值，并根据气压值的大小和变化频率，判断微动信号的强度和变化频率。

本实用新型实施例中，上述微动信号是指震动强度较小的震动产生的信号，如心跳产生的震动、呼吸产生的震动等。上述刚性材料制成的腔体10，生产时无需向腔体10内充气增压，也不需要进行抽气降压等处理，刚性材料可以为硬塑料、金属等具有韧性的物体，受外力后会有微小的变形，力撤销后会恢复原形。上述气压传感器20是一种可以采集气体压强的传感器，其可以直接安装在腔体10内，腔体10内可以设置安装板等部件安装气压传感器20，也可以将气压传感器20直接安装在腔体10的内壁上。上述“腔体10受挤压对其内部气压的影响大于气体泄漏对其内部气压造成的影响”，是指腔体10受挤压时，腔体10内的气体被挤压，在挤压的过程中，如果腔体10是非密封状态，那么气体会沿腔体10的缝隙等泄露，但是泄露的速率小于腔体10内气体被挤压而产生的影响，那么腔体10内的气压传感器20明显的采集到，反之，则不易采集到准确的气压变化，也就是说，腔体10最好是密闭腔体10，但是当腔体10的密封性不强时，只要缝隙在允许范围内，仍然可以正常使用，不会影响气压传感器20的数据采集。上述气压传感器20一般为数字传感器，使用相对简单，无需对采集的数据进行相对的处理等过程。上述气压传感器20采集到的气压值可以真实的反映出与上述腔体10接触的物体的震动情况，气压值强度大，则说明该物体震动强度大，气压值的变化频率大，则说明该物体震动频率快等，两者是正相关，所以无论气压传感器20采集到的气压值是否为外部空气的真实值，其变化都可以反应出与腔体10接触的物体的震动情况。上述分析器200可以为电脑或智能手机等，安装有对应的分析软件，对气压传感采集到额气压值进行分析，将其转换成震动信号，还可以进一步地震动信号进行分析，得出人体的生理信号等。

本实施例中，上述腔体10包括上壳体11、下壳体12和环状的柔性支撑体13；所述柔性支撑体13设置于上壳体11和下壳体12之间，所述上壳体11、下壳体12和柔性支撑体13依次连接形成所述腔体10。上述柔性支撑体13设置于上壳体11和下壳体12之间，当将上壳体11与下壳体12之间相对被挤压时，柔性支撑体13被压缩，腔体10内气压升高，但是升高的气压几乎无法让腔体10的任何地方有膨胀增大的趋势，从而维持了腔体10内的气体压强变化，据此可以提高微动信号的采集灵敏度。在其它实施例中，上述腔体10可以设置成环节状，柔性支撑体13和硬质的壳体间隔设置等。

本实施例中，上述微动信号的采集装置还包括限位装置，当上壳体11与下壳体12处于相对指定位置时，该限位装置14限制上壳体11与下壳体12之间的任意一处的相对位置做相对分离运动。当腔体10的一侧边被向下挤压时，其相对的另一边会相对翘起，如果上壳体11位于下壳体12的上方，则上壳体11上翘的幅度一般会大于下壳体12上翘的幅度，即上壳体11和下壳体11被挤压的一侧会相对靠近运动，而对应的另一侧则会做相对分离运动，降低腔体10内部的气压变化，影响气压传感器20采集气压值的准确性。上述限位装置14即为限制上壳体11与下壳体12相对分离运动的结构，如将腔体10使用非弹性的布料包裹，或者在上壳体11和下壳体12之间设置相互钩挂连接的装置等。上述上壳体11与下壳体12处于相对指定位置，一般为腔体10静止放置在平面上，柔性支撑体13处于自然状态时，上壳体11与下壳体12位置关系。在其它实施例中，上壳体11与下壳体12处于相对指定位置也可以为腔体10处于被按照一定力沿柔性支撑体13的轴心方向压缩时，上壳体11与下壳体12的位置关系。总之，限位装置14限定柔性支撑体13在其轴线方向上只可以做压缩运动。

本实施例中，上述腔体10为扁平状的腔体10，方便受力，当将腔体10放置在床垫下面采集人体的震动信号时，扁平状的腔体10方便放置。扁平状可以为长方体、圆饼状、环状等。

本实施例中，上述腔体10内设置无线通讯模块40和电池30；所述无线通讯模块40与气压传感器20连接，并将气压值无线发射至外部；所述电池30给无线通讯模块40和气压传感器20供电。无线通讯模块40可以方便地将气压传感器20采集到数据发射出来给分析装置进行数据分析，使用方便。上述与气压值关联信息一般包括电池电量信息等，以了解设备的可使用时间等。

在一具体实施例中，将上述微动信号的采集装置100在床垫的下面，柔性支撑体13的轴心沿竖直方向设置，当床垫上躺卧人体时，人体产生的微动压力信号会通过床垫传递到腔体10上，腔体10被压缩而产生内部气压变化，通过气压传感器20采集到变化的气压值，最后通过气压值的变化频率和强度，判断出人体的震动信号，然后可以从人体的震动信号中分析出人体如心跳、呼吸、辗转等生理信号。

在另一具体实施例中，可以将单个的微动信号的采集装置100作为心跳复苏的检测工具，将微动信号的采集装置100作用在人体胸口，然后通过压迫微动信号的采集装置100对人体进行心跳复苏工作，在此过程中，腔体10以及气压传感器20可以采集到人体的震动信号，在使用过程中可以分析施救行动的压迫信号的强度和频度，从而判断心肺复苏工作的实施情况，并据此进行指导，提高心跳复苏工作的准确程度。

本实施例的微动信号的采集系统，在刚性材料制成的腔体10内设置气压传感器20采集，腔体10会因为某个方向的挤压而产生压强变化，相对于现有技术的柔性腔体10而言，压强的变化更显著，所以能够更灵敏地采集气压值，而气压值的强度和频率对应震动信号；由于腔体10的侧壁是刚性材料，腔体10的密闭性要求相对于柔性腔体10而言不高，而且内部可以直接设置气压传感器20，结构简单，气压传感器20可以直接将气压的模拟信号转换成数字信号，使用更加方便，抗干扰能力更强。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种微动信号的采集装置，其特征在于，包括腔体和气压传感器，

所述腔体为刚性材料制成的腔体；

所述气压传感器设置于腔体内，按照指定采样率连续采集腔体内的气压值，该气压值的大小和变化频率对应微动信号的震动强度和频率；其中，所述腔体被外力挤压时，腔体受挤压对其内部气压的影响大于气体泄漏对其内部气压造成的影响。

2.根据权利要求1所述的微动信号的采集装置，其特征在于，所述腔体为密闭腔体或非完全密闭的腔体。

3.根据权利要求1所述的微动信号的采集装置，其特征在于，所述腔体包括上壳体、下壳体和环状的柔性支撑体；

所述柔性支撑体设置于上壳体和下壳体之间，所述上壳体、下壳体和柔性支撑体依次连接形成所述腔体。

4.根据权利要求3所述的微动信号的采集装置，其特征在于，还包括限位装置；当上壳体与下壳体处于相对指定位置时，所述限位装置限制上壳体与下壳体之间的任意一处的相对位置做相对分离运动。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的微动信号的采集装置，其特征在于，所述腔体为扁平状的腔体。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的微动信号的采集装置，其特征在于，所述腔体内设置无线通讯模块和电池；

所述无线通讯模块与气压传感器连接，并将气压值或与其关联信息传至外部；

所述电池给无线通讯模块和气压传感器供电。

7.一种微动信号的采集系统，其特征在于，包括分析器和微动信号的采集装置；

所述微动信号的采集装置如上述权利要求1至6中任一项所述的微动信号的采集装置；

所述分析器接收所述气压传感器按照指定采样率连续采集的气压值，并根据气压值的大小和变化频率，判断微动信号的强度和变化频率。