CN212115637U - 一种睡眠中自动取耳塞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了智能电器技术领域的一种睡眠中自动取耳塞装置，旨在解决现有技术中戴耳机听音乐引人入眠后，长时间播放音乐容易损伤听力，且耳塞会引起耳道不适的技术问题。所述装置包括处理单元以及分别与其电性连接的睡眠采集单元和执行单元，所述睡眠采集单元放置于人体鼻孔内，所述执行单元的动力输出端传动连接有耳塞。

Description

一种睡眠中自动取耳塞装置

技术领域

本实用新型涉及一种睡眠中自动取耳塞装置，属于智能电器技术领域。

背景技术

随着生活节奏加快，人们的生活和工作压力越来越大，很多人因过于焦虑而容易导致失眠问题，严重危害身心健康。据研究显示，睡前聆听轻音乐有利于舒缓焦躁情绪、减轻心理压力，对于克服失眠能具有较好效果。但是，戴耳机听音乐引人入眠后，长时间播放音乐容易损伤听力，且耳塞也会引起耳道不适，因而迫切需要提供一种既能睡前听音乐、又能在睡眠后自动取出耳塞和停止播放的耳机。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种睡眠中自动取耳塞装置，以解决现有技术中戴耳机听音乐引人入眠后，长时间播放音乐容易损伤听力，且耳塞会引起耳道不适的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种睡眠中自动取耳塞装置，包括处理单元以及分别与其电性连接的睡眠采集单元和执行单元，所述睡眠采集单元放置于人体鼻孔内，所述执行单元的动力输出端传动连接有耳塞。

进一步地，所述睡眠采集单元包括磁铁、绕接于磁铁上的线圈、与磁铁固定连接的弹性支架，所述弹性支架朝向人体鼻孔一侧设有锥形网盆，所述锥形网盆与线圈传动连接；

睡眠采集单元通过线圈与处理单元电性连接。

进一步地，所述执行单元包括与电磁铁、与电磁铁相适配的衔铁、与衔铁连接的牵引绳；

执行单元通过电磁铁与处理单元电性连接，通过牵引绳与耳塞传动连接。

进一步地，还包括分别与处理单元、睡眠采集单元、执行单元电性连接的电源单元，所述电源单元为处理单元、睡眠采集单元、执行单元供电。

进一步地，所述电源单元采用钮扣电池。

进一步地，还包括与处理单元电性连接的放音设备电源控制单元，所述放音设备电源控制单元与耳塞以及为耳塞供电的电源构成闭合回路。

进一步地，所述放音设备电源控制单元采用电子开关。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：本实用新型装置包括处理单元以及分别与其电性连接的放置于人体鼻孔内的睡眠采集单元、与耳塞传动连接的执行单元、与耳塞和电源构成闭合回路的放音设备电源控制单元，处理单元通过放置于人体鼻孔中的睡眠采集单元采集人体的呼吸气流信号，基于所采集的呼吸气流信号判定人体是否进入睡眠；当判定人体已进入睡眠时，处理单元通过执行单元从人体耳道内取出耳塞，从而避免睡眠后耳塞对人体耳道造成不良刺激和损伤听力；通过放音设备电源控制单元断开耳塞与电源所构成的闭合回路，从而达到自动停止播放的目的。

附图说明

图1是本实用新型装置实施例的电路连接示意图；

图2是本实用新型装置实施例的外部结构示意图；

图3是本实用新型装置实施例中所述睡眠采集单元的结构示意图；

图4是本实用新型装置实施例中所述睡眠采集单元的电路图；

图5是本实用新型装置实施例中所述执行单元的结构示意图。

图中：1、耳机本体；101、耳塞；2、处理单元；3、睡眠采集单元；301、锥形网盆；302、弹性支架；303、线圈；304、线圈引脚；305、磁铁；4、执行单元；401、电磁铁；402、衔铁；403、牵引绳；5、放音设备电源控制单元；6、电源单元；7、电源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本实用新型具体实施方式提供了一种睡眠中自动取耳塞装置，如图1和图2所示，分别是本实用新型装置实施例的电路连接示意图和部结构示意图，本实用新型装置在耳机本体1基础上改装而成，耳机本体1包括彼此构成闭合回路的耳塞101和电源7，电源7为耳塞101发声提供电能。本实用新型装置还包括处理单元2以及分别与其电性连接的睡眠采集单元3、执行单元4、放音设备电源控制单元5、电源单元6，所述电源单元6还分别与睡眠采集单元3和执行单元4电性连接，用于为处理单元2、睡眠采集单元3、执行单元4供电。本实施例中，该电源单元6采用钮扣电池，具有体积小、重量轻、能量密集的优点。所述睡眠采集单元3制作成鼻塞形状，可置入鼻孔中，中间可通气，不会影响人的正常呼吸。处理单元2可通过睡眠采集单元3采集人体的呼吸气流信号，基于所采集的呼吸气流信号判定人体是否进入睡眠。所述执行单元4的动力输出端与耳塞101电性连接，当处理单元2判定人体已进入睡眠时，向执行单元4发送控制信号令其作动，执行单元4的动力输出端带动耳塞101脱离人体耳道，从而避免睡眠后耳塞101对人体耳道造成不良刺激和损伤听力。所述放音设备电源控制单元5串联于耳塞101与电源7之间，共同构成闭合回路。本实施例中，该放音设备电源控制单元5采用电子开关，当处理单元2判定人体已进入睡眠时，也会向放音设备电源控制单元5发送控制信号令其作动，从而断开耳塞101与电源7所构成的闭合回路，达到自动停止播放的目的。

更具体地，如图3所示，是本实用新型装置实施例中所述睡眠采集单元的结构示意图，所述睡眠采集单元3包括磁铁305、绕接于磁铁305上的线圈303、与磁铁305固定连接的弹性支架302，所述弹性支架302朝向人体鼻孔一侧设有锥形网盆301，所述锥形网盆301与线圈303传动连接；睡眠采集单元3通过线圈303与处理单元2电性连接。该睡眠采集单元3周期性地采集人体的呼吸气流，并转换为电信号送给处理单元2的输入端IN。睡眠采集单元3的工作电路如图4所示，图中，电源单元6供电经C1滤波、R1分压后，加到睡眠采集单元3的线圈引脚304送到线圈303提供工作电压；人体的呼吸气流经过锥形网盆301时，由于锥形网盆301受到弹性支架302的弹性支撑，因而呼吸气流可驱动锥形网盆301产生弹性振动，锥形网盆301带动线圈303在磁铁305中振动，因而产生感生电压，此感生电压经R3、C3耦合，C4滤波后，送至处理单元2的输入脚IN，处理单元2因而能够采集到人体呼吸气流所对应的电信号。

本实施例中，所述处理单元2选用微处理器。当处理单元2接收到睡眠采集单元3送来的周期性的呼吸气流信号时，假定选取n个信号，本实例中n＝30，首先，取该n个信号幅度值转换为一维序列{x₁,x₂,...,x_n}；然后，再取每次呼吸的间隔时间也转换为一维序列{t₁,t₂,...,t_n}；接着，将幅度序列和间隔时间序列分别与预存的睡眠状态标准比较，求出幅度序列和间隔时间序列的相关系数r_x、r_t的平均值S_tx；最后，将S_tx与睡眠系数k比较，若S_tx≥k，则可判断听音人已处于睡眠状态，则处理单元2输出控制信号给执行单元4和放音设备电源控制单元5。

具体如下：

步骤一，采集听音人睡眠状态下呼吸气流的时间序列，将呼吸气流的幅度记为{x₁′,x₂′,...,x_n′}序列，将呼吸气流的间隔时间记录为{t₁′,t₂′,...,t_n′}序列存入存储器中，作为该听音人的睡眠状态标准；

步骤二，睡眠采集单元3周期性地采集听音人的呼吸气流，并将其记录为：幅度序列{x₁,x₂,...,x_n}，间隔时间序列{t₁,t₂,...,t_n}；

步骤三，计算幅度序列的相关系数r_x，计算公式为：

其中，

式中，S_x为{x₁,x₂,...,x_n}的方差，S_x′为{x₁′,x₂′,...,x_n′}的方差，S_xx′为协方差，

为幅度序列{x₁,x₂,...,x_n}中各元素的平均值，

为睡眠状态标准的幅度序列{x₁′,x₂′,...,x_n′}中各元素的平均值。基于间隔时间序列{t₁,t₂,...,t_n}和睡眠状态标准的间隔时间序列{t₁′,t₂′,...,t_n′}，采用上述方法同样可得时间间隔序列的相关系数r_t。

步骤四，计算平均相关系数

步骤五，基于S_tx与睡眠系数k判定听音人是否已进入睡眠状态。由于听音人进入浅睡眠时，对音乐已经非常模糊了，因此，相关系数并不要求太高，依经验可设定睡眠系数K＝0.95。当S_tx≥0.95时，即可确认听音人已进入睡眠状态。

更具体地，如图5所示，是本实用新型装置实施例中所述执行单元的结构示意图，所述执行单元4包括与电磁铁401、与电磁铁401相适配的衔铁402、与衔铁402连接的牵引绳403，执行单元4通过电磁铁401与处理单元2电性连接，通过牵引绳403与耳塞101传动连接。当电磁铁401接到处理单元2发送的控制信号时，电磁铁401吸引衔铁402向左偏移，衔铁402通过牵引绳403带动耳塞101向左偏移，从而将耳塞101从人体耳道内拉出。

本实用新型具体实施方式提供了一种睡眠中自动取耳塞方法，本实用新型方法基于前述实用新型装置加以实现，包括如下步骤：

步骤一，处理单元2通过睡眠采集单元3采集人体的呼吸气流信号，基于所采集的呼吸气流信号判定人体是否进入睡眠；

步骤二，当判定人体已进入睡眠时，处理单元2向执行单元4和放音设备电源控制单元5分别发出控制信号；

步骤三，执行单元4响应于处理单元2发出的控制信号，电磁铁401工作，吸引衔铁402发生横向偏移，通过牵引绳403带动耳塞101从人体耳道内滑落出来。

步骤四，放音设备电源控制单元5响应于处理单元2发出的控制信号，断开耳塞101与电源7所构成的闭合回路，耳塞101停止放音。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种睡眠中自动取耳塞装置，其特征是，包括处理单元（2）以及分别与其电性连接的睡眠采集单元（3）和执行单元（4），所述睡眠采集单元（3）放置于人体鼻孔内，所述执行单元（4）的动力输出端传动连接有耳塞（101）。

2.根据权利要求1所述的睡眠中自动取耳塞装置，其特征是，所述睡眠采集单元（3）包括磁铁（305）、绕接于磁铁（305）上的线圈（303）、与磁铁（305）固定连接的弹性支架（302），所述弹性支架（302）朝向人体鼻孔一侧设有锥形网盆（301），所述锥形网盆（301）与线圈（303）传动连接；

睡眠采集单元（3）通过线圈（303）与处理单元（2）电性连接。

3.根据权利要求1所述的睡眠中自动取耳塞装置，其特征是，所述执行单元（4）包括与电磁铁（401）、与电磁铁（401）相适配的衔铁（402）、与衔铁（402）连接的牵引绳（403）；

执行单元（4）通过电磁铁（401）与处理单元（2）电性连接，通过牵引绳（403）与耳塞（101）传动连接。

4.根据权利要求1所述的睡眠中自动取耳塞装置，其特征是，还包括分别与处理单元（2）、睡眠采集单元（3）、执行单元（4）电性连接的电源单元（6），所述电源单元（6）为处理单元（2）、睡眠采集单元（3）、执行单元（4）供电。

5.根据权利要求4所述的睡眠中自动取耳塞装置，其特征是，所述电源单元（6）采用钮扣电池。

6.根据权利要求1所述的睡眠中自动取耳塞装置，其特征是，还包括与处理单元（2）电性连接的放音设备电源控制单元（5），所述放音设备电源控制单元（5）与耳塞（101）以及为耳塞（101）供电的电源（7）构成闭合回路。

7.根据权利要求6所述的睡眠中自动取耳塞装置，其特征是，所述放音设备电源控制单元（5）采用电子开关。

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