CN206507689U - 一种智能枕头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种智能枕头，属于智能枕头领域，其包括枕头本体，枕头本体内部设有压电电缆传感器，压电电缆传感器连接有用于将压电电缆传感器信号放大的放大滤波电路，放大滤波电路连接有用于将压电电缆传感器信号转换为数字信号的模数转换电路，模数转换电路连接有用于将数字信号进行算法分析处理的处理器芯片；压电电缆传感器包括弹性支撑件和压电电缆，弹性支撑件为横截面为拱形的曲面结构，压电电缆连接在弹性支撑件的开口中。与现有技术相比，该智能枕头利用弹性支撑件受压发生形变，带动压电电缆发生形变使其电荷发生变化产生感应信号，获得人体生理特征信号，准确监测人体睡眠，结构简单，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能枕头领域，特别是一种智能枕头。
背景技术
睡眠质量是影响人身心健康的重要部分，只有在掌握人体睡眠信息的前提下，才能采取适当的改进措施提高睡眠质量。现有的睡眠监测产品分为三大类分别是专业多导睡眠仪、睡眠监测手环和睡眠监测床垫枕头。多导睡眠仪通过测试脑电、眼动、心电、血氧、体动等指标获取睡眠数据，结果精准，但是结构复杂，价格昂贵，只能在医院等专业检测机构进行；睡眠监测手环通过加速度模块测试体动获取睡眠数据，价格便宜，但是结果不够准确，而且需要用户佩戴，影响用户体验；睡眠监测床垫、枕头等非穿戴设备通过压电传感模块获取用户体动、呼吸、心率等数据，进而根据算法得到用户睡眠数据，无需用户佩戴使用，不影响用户睡眠习惯，简单方便。但是现有的睡眠监测枕头床垫等一般使用压电薄膜实现压电传感，但压电薄膜面积较小且需要额外制作封装，实现人体睡眠监测所需压电薄膜面积较大成本高昂。
实用新型内容
针对现有的睡眠监测采用压电薄膜实现压电传感，成本高昂的问题，本实用新型提供了一种智能枕头，该智能枕头利用压电电缆在人体睡眠过程中发生的形变感应信号，获得人体睡眠数据，监测数据准确，成本低廉。
本实用新型采用的技术方案为：
一种智能枕头，包括枕头本体，枕头本体内部设有压电电缆传感器，压电电缆传感器连接有用于将压电电缆传感器信号放大的放大滤波电路，放大滤波电路连接有用于将压电电缆传感器信号转换为数字信号的模数转换电路，模数转换电路连接有用于将数字信号进行算法分析处理的处理器芯片,处理器芯片上设有将数字信号进行处理的数据处理模块和用于将处理过的数据传输至无线客户端的无线通信模块；压电电缆传感器包括弹性支撑件和压电电缆，弹性支撑件为横截面为拱形的曲面结构，压电电缆连接在弹性支撑件的开口中。
优选地，弹性支撑件的开口连接有用于固定压电电缆的弹簧挂钩。
优选地，弹性支撑件的开口连接有用于固定压电电缆的定位孔。
优选地，弹性支撑件采用硬质塑料、EVA棉或金属制成。
优选地，放大滤波电路、模数转换电路、数据处理模块及无线通信模块都设置在一壳体内，壳体设置在枕头本体内或枕头本体外。
更优选地，无线通信模块为蓝牙模块。
优选地，压电电缆在弹性支撑件的开口W形排布。
优选地，压电电缆在弹性支撑件的开口弓字形排布。
优选地，枕头本体包括头枕部和颈枕部，压电电缆传感器放置在头枕部内。
优选地，枕头本体包括头枕部和颈枕部，压电电缆传感器放置在颈枕部内。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种智能枕头，该智能枕头利用弹性支撑件受压发生形变，带动压电电缆发生形变使其电荷发生变化产生感应信号，获得人体生理特征信号，准确监测人体睡眠，让压电电缆达到了接近压电薄膜的效果，结构简单，制造方便，成本低廉，适合大规模生产。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种智能枕头的第一种实施方式的示意图；
图2为本实用新型提供的一种智能枕头的第一种实施方式的侧视图；
图3为本实用新型提供的一种智能枕头的原理图；
图4为本实用新型提供的一种智能枕头的第二种实施方式的示意图；
图5为本实用新型提供的一种智能枕头的第二种实施方式中压电电缆传感器的示意图；
图6为本实用新型提供的一种智能枕头的第三种实施方式的示意图；
图7为本实用新型提供的一种智能枕头的第三种实施方式中压电电缆传感器的示意图。
具体实施方式
根据附图对本实用新型提供的优选实施方式做具体说明。
图1至图7，为本实用新型提供的一种智能枕头的优选实施方式。如图1至图3所示，该智能枕头包括枕头本体10，枕头本体10内部设有压电电缆传感器20，压电电缆传感器20连接有用于将压电电缆传感器信号放大的放大滤波电路30，放大滤波电路30连接有用于将压电电缆传感器信号转换为数字信号的模数转换电路40，模数转换电路40连接有用于将数字信号进行算法分析处理的处理器芯片50,处理器芯片50上设有将数字信号进行处理的数据处理模块60和用于将处理过的数据传输至无线客户端的无线通信模块70；压电电缆传感器20包括弹性支撑件21和压电电缆22，弹性支撑件21为横截面为拱形的曲面结构，压电电缆22连接在弹性支撑件21的开口211中，在人睡在枕头本体10上时，弹性支撑件21发生形变，弹性支撑件21的开口变大，连接在弹性支撑件21的开口211的压电电缆22受力拉长，压电电缆22内的电荷发生变化，产生压电电缆传感器信号。
如图1所示，在该智能枕头的第一种实施方式中，弹性支撑件21的开口211连接有用于固定压电电缆的弹簧挂钩212，压电电缆22通过弹簧挂钩212设置在弹性支撑件21的开口211。压电电缆22以W字形方式绕在弹性支撑件21的开口211，压电电缆22在弹性支撑件21的开口211两侧的挂钩212位置不是平行对齐，具体说，与弹性支撑件21开口211一侧的相邻两个弹簧挂钩212位置对应的弹性支撑件21开口211另一侧设有一个弹簧挂钩212，得压电电缆22沿着开口方向以弹性支撑件21的开口211两侧的弹簧挂钩211交错绕行形成类似“W”形式。
如图4和图5所示，在该智能枕头的第二种实施方式中，弹性支撑件21A的开口211A连接有用于固定压电电缆的定位孔212A，开口211A两侧的定位孔212A位置不是平行对齐，压电电缆22A以W字形方式沿着定位孔212A的位置绕在弹性支撑件21A的开口211A上。
如图6和图7所示，在该智能枕头的第三种实施方式中，弹性支撑件21B的开口211B连接有用于固定压电电缆的定位孔212B,压电电缆22B以弓字形方式沿着定位孔212B的位置绕在弹性支撑件21B的开口211B，压电电缆22B在弹性支撑件21B的开口211B两侧的挂钩定位孔211B位置是平行对齐，处于开口211B内的压电电缆22B保持横向平行，处于开口211B外的压电电缆22B保持纵向平行。
枕头本体10包括枕头本体包括头枕部11和颈枕部12，如图1和图2所示，压电电缆传感器20设置在头枕部11内，人的头部压在弹性支撑件21上；如图4和图6所示，压电电缆传感器20A/20B设置在颈枕部12内，人的颈部压在弹性支撑件21A/21B上。
弹性支撑件采用硬质塑料、EVA棉或金属制成，弹性支撑件的拱起曲面朝上，在人躺在枕头上时，人的头部或颈部压在弹性支撑件的拱起曲面上，使得人体因呼吸、心跳导致的压力变化传导至压电电缆时，一部分转化为沿压电电缆方向的拉伸应力，提高了压电电缆对应力的灵敏度，从而提高压电电缆的探测范围，用低成本的压电电缆实现高成本的压电薄膜的监测效果。
放大滤波电路30、模数转换电路40、数据处理模块60、无线通信模块70以及处理器芯片50都设置在一壳体80内，壳体80设置在枕头本体10内或者枕头本体10外。具体来说，该壳体80优选设置在头枕部11内；若放置于枕头本体11外，需要使用电缆对压电电缆和壳体80进行连接。壳体80内一般还设有为压电电缆传感器20、放大滤波电路30、模数转换电路40、数据处理模块60以及无线通信模块70供电的电源以及电源管理模块。壳体80上还设有接口81，便于数据联通和充电；无线通信模块70优选为蓝牙模块。
该智能枕头监测人体睡眠的过程为（以第一种实施方式为例）：人睡在枕头本体10上，人的头部或颈部压在弹性支撑件21上；弹性支撑件21发生形变，弹性支撑件21的曲面趋向平滑，弹性支撑件21的开口211变大，连接在弹性支撑件21的开口的压电电缆22受力拉长，压电电缆22内的电荷发生变化，产生压电电缆传感器信号并输送至放大滤波电路30，放大滤波电路30对压电电缆传感器信号放大后，再输送至模数转换电路40，模数转换电路40将压电电缆传感器信号转换为数字信号，数字信号经芯片处理器50上的数据处理模块60进行处理，处理后的信号经无线通信模块70传输至无线客户端，这样就可从无线客户端获得人体睡眠时生理特征信号，并通过软件算法处理，转换为完整的睡眠图。该生理特征信号包括呼吸信号、心率信号和体动信号。
综上所述，本实用新型的技术方案可以充分有效的实现上述实用新型目的，且本实用新型的结构及功能原理都已经在实施例中得到充分的验证，能达到预期的功效及目的，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对实用新型的实施例做出多种变更或修改。因此，本实用新型包括一切在专利申请范围中所提到范围内的所有替换内容，任何在本实用新型申请专利范围内所作的等效变化，皆属本案申请的专利范围之内。
Claims (10)
1.一种智能枕头，包括枕头本体，枕头本体内部设有压电电缆传感器，压电电缆传感器连接有用于将压电电缆传感器信号放大的放大滤波电路，放大滤波电路连接有用于将压电电缆传感器信号转换为数字信号的模数转换电路，模数转换电路连接有用于将数字信号进行算法分析处理的处理器芯片,处理器芯片上设有将数字信号进行处理的数据处理模块和用于将处理过的数据传输至无线客户端的无线通信模块；其特征在于，压电电缆传感器包括弹性支撑件和压电电缆，弹性支撑件为横截面为拱形的曲面结构，压电电缆连接在弹性支撑件的开口中。
2.根据权利要求1所述的智能枕头，其特征在于：弹性支撑件的开口连接有用于固定压电电缆的弹簧挂钩。
3.根据权利要求1所述的智能枕头，其特征在于：弹性支撑件的开口连接有用于固定压电电缆的定位孔。
4.根据权利要求1所述的智能枕头，其特征在于：弹性支撑件采用硬质塑料、EVA棉或金属制成。
5.根据权利要求1所述的智能枕头，其特征在于：放大滤波电路、模数转换电路、数据处理模块、无线通信模块以及处理器芯片都设置在一壳体内，壳体设置在枕头本体内或枕头本体外。
6.根据权利要求5所述的智能枕头，其特征在于：无线通信模块为蓝牙模块。
7.根据权利要求1所述的智能枕头，其特征在于：压电电缆在弹性支撑件的开口W形排布。
8.根据权利要求1所述的智能枕头，其特征在于：压电电缆在弹性支撑件的开口弓字形排布。
9.根据权利要求1所述的智能枕头，其特征在于：枕头本体包括头枕部和颈枕部，压电电缆传感器放置在头枕部内。
10.根据权利要求1所述的智能枕头，其特征在于：枕头本体包括头枕部和颈枕部，压电电缆传感器放置在颈枕部内。
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