CN219680190U - 一种助眠床垫 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及保健设备技术领域，特别是一种助眠床垫。助眠床垫包括床垫本体和助眠单元，助眠单元设置在床垫内部，助眠单元的数量≥1，助眠单元包括：生命特征检测模块；振动模块，包括若干振动器，若干振动器铺设在床垫内部的中间部位；磁疗模块，包括磁场发生器，磁场发生器设置在床垫内部的顶部附近；电源模块；控制电路，控制电路的输入端连接生命特征检测模块的输出端，控制电路的第一输出端连接振动模块的输入端，控制电路的第二输出端连接磁疗模块的输入端，控制电路的电源端连接电源模块。本实用新型通过生命特征检测模块检测生命体的生命特征，大大提高了床垫在助眠过程中的安全性。

Description

一种助眠床垫

技术领域

本实用新型涉及保健设备技术领域，特别是一种助眠床垫。

背景技术

随着科学技术的发展，市场上的智能穿戴设备异军突起。我们人类有三分之一的时间都是在床上度过的，一个好的睡眠为我们高效工作提供了源源不断的动力，因此也只有休息好，我们的工作才能正常开展。然而，由于各方面的压力，严重影响到我们的正常睡眠，给我们的生活和工作带来各种困扰，导致失眠的人群与日俱增，人们迫切需要一种行之有效、使用方便的的助眠设备。

传统的床垫仅仅是一个睡觉的地方。随着社会的发展，传统的床垫和现代技术的结合成为一个趋势。智能化的床垫越来越受到人们的欢迎。例如：授权公告号为CN217565467 U的中国实用新型专利文件，该专利文件公开了一种能促进人体血液微循环的床垫，该床垫包括床垫本体，床垫本体包括上下两层结构，下层为加热层，加热层内布设有热水循环系统，上层为按摩层，按摩层中设置有振动单元和电磁理疗发生器。该床垫的加热层起到冬季取暖，夏季除潮杀菌功能，按摩层内部按照人体结构穴位布有振动单元和电磁理疗发生器，电磁理疗发生器产生磁场，与人体产生同频共振，振动单元对人体局部穴位起到震动按摩功能。该床垫可以对人体血液微循环起到加速效果，能提高人体机能，快速恢复疲劳。

然而，上述专利文件虽然能够促进人体血液循环，但是基于每个人的身体情况不相同，加热、振动和电磁理疗是否对人体产生不适无从得知，导致在人体深度睡眠后可能产生不良的后果，安全隐患较大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种助眠床垫，用于解决上述问题。

本实用新型提供了一种助眠床垫，包括床垫本体和助眠单元，助眠单元设置在床垫内部，助眠单元的数量≥1，助眠单元包括：

生命特征检测模块，用于检测生命体的生命特征，生命特征包括心率、呼吸率、体动；

振动模块，包括若干振动器，若干振动器铺设在床垫内部的中间部位，用于产生振动，进而使得床垫同频率振动，对生命体的整个或者局部身体进行振动按摩；

磁疗模块，包括磁场发生器，磁场发生器设置在床垫内部的顶部附近，用于产生磁场，对生命体头部以及颈部进行磁疗；

电源模块，用于实现助眠单元的供电；

控制电路，控制电路的输入端连接生命特征检测模块的输出端，控制电路的第一输出端连接振动模块的输入端，控制电路的第二输出端连接磁疗模块的输入端，控制电路的电源端连接电源模块。

本实用新型提供的助眠床垫的有益效果是：本实用新型通过生命特征检测模块检测生命体的生命特征，大大提高了床垫在助眠过程中的安全性，并且结合身体部位的振动按摩、头部颈部的磁疗，提高了用户的体验效果。

进一步地，生命特征检测模块包括微动传感器以及数据处理电路，数据处理电路包括运放放大器U6A、运放放大器U6B、以及数据处理MCU；运放放大器U6A的同相输入端连接微动传感器的输出端，运放放大器U6A的反相输入端连接运放放大器U6A的输出端，运放放大器U6A的输出端连接运放放大器U6B的反相输入端，运放放大器U6B的反相输入端连接运放放大器U6B的输出端，运放放大器U6B的输出端连接数据处理MCU的输入端，数据处理MCU的输出端连接控制电路的输入端。

进一步地，微动传感器设置在床垫内部中部靠上的位置。

进一步地，床垫本体包括与生命体接触的第一层和远离生命体的第二层，第一层的材料为乳胶，第二层的材料为代棕棉，第一层和第二层贴合设置，且助眠单元设置在第二层内。

进一步地，还包括按键和充电接口，均设置在床垫的侧面，按键连接控制电路，用于控制助眠单元的启动与关闭；充电接口连接电源模块，用于对电源模块进行充电。

进一步地，还包括报警模块，报警模块的输入端连接控制电路的第三输出端，用于在生命体的生命体特征出现异常时进行报警。

进一步地，还包括枕头，枕头为蝶形枕头，枕头与床垫的上表面固定设置，且枕头处于磁疗模块的上方。

进一步地，振动器为音乐振动器，振动模块还包括音律控制电路，音律控制电路的输入端连接控制电路的第一输出端，音律控制电路的输出端连接音乐振动器，音律控制电路用于驱动音乐振动器振动。

进一步地，磁疗模块还包括励磁电路，励磁电路的输入端连接控制电路的第二输出端，励磁电路的输出端连接脉冲磁场发生器，励磁电路用于放大控制电路输出的脉冲信号，驱动磁场发生器产生对应的脉冲磁场。

进一步地，控制电路包括无线通信模块，用于与智能终端进行无线通信。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1是本实用新型助眠床垫的原理框图；

图2是本实用新型助眠床垫的结构图；

图3是本实用新型助眠床垫的放大电路原理图；

图4是本实用新型助眠床垫的数据处理MCU的原理图；

图中：1为生命特征检测模块、2为音律控制电路、3为音乐振动器、4为枕头、5为磁疗模块、6为控制电路、7为按键、8为充电接口、9为床垫本体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应当理解，当本实用新型的权利要求、说明书及附图使用术语“第一”、“第二”等时，其仅是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。本实用新型的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

在一个实施例中，一种助眠床垫，如图1、图2所示，包括床垫本体9、以及设置在床垫本体9内部的助眠单元。助眠单元包括：生命特征检测模块1、振动模块、磁疗模块5、电源模块、报警模块以及控制电路6。控制电路6的输入端连接生命特征检测模块1的输出端，控制电路6的第一输出端连接振动模块的输入端，控制电路6的第二输出端连接磁疗的输入端，控制电路6的第三输出端连接报警模块的输入端，控制电路6的电源端连接电源模块。

其中，助眠单元的各组成模块的具体实现以及连接关系如下：

生命特征检测模块1用于检测生命体的生命特征，生命特征包括心率、呼吸率、体动。生命特征检测模块1包括微动传感器以及数据处理电路，数据处理电路的输入端连接微动传感器的输出端，数据处理电路的输出端连接控制电路6的输入端；数据处理电路用于将微动传感器采集的原始信息进行放大以及CPC处理（心肺耦合分析方法(CardiopulmonaryCoupling，CPC)是哈弗医学院的睡眠中心的R.J.Thomas与交叉医学团队的学者们提出了一种利用心电ECG信号和从心电QRS复合波幅值序列中导出呼吸信号(ECG-DerivedRespiration，EDR)的算法，用来评估睡眠），分离出心率信号、呼吸率信号、以及体动信号。为了更好的进行生命特征检测，微动传感器设置在床垫内部中部靠上的位置。当然，本实用新型对微动传感器的具体设置位置以及具体型号并不做限定，能够采集到生命特征即可。

数据处理电路包括如图3所示的放大电路以及如图4所示的数据处理MCU，放大电路的输入端VIN连接微动传感器的输出端，放大电路的输出端SV1连接数据处理MCU的输入端，MCU的输出端连接控制电路的输入端。放大电路包含有运放放大器U6A、运放放大器U6B，运放放大器U6A的同相输入端通过电阻R9连接微动传感器的输出端，运放放大器U6A的反相输入端通过电阻R8连接运放放大器U6A的输出端，运放放大器U6A的输出端通过电阻R7连接运放放大器U6B的反相输入端，运放放大器U6B的反相输入端通过电阻R13连接运放放大器U6B的输出端，U6B的输出端线路SV1连接数据处理MCU的6脚，运放放大器U6A、运放放大器U6B均采用LM258ADR。数据处理MCU为高性能低功耗MCU，型号为STM32L432KB或STM32L432KBU6或其类似型号，用于将放大的振动信号进行CPC算法处理，分离出心率信号、呼吸率信号、以及体动信号。

振动模块包括若干振动器，若干振动器铺设在床垫内部的中间部位，用于产生振动，进而使得床垫同频率振动，对生命体的整个或者局部身体进行振动按摩；图2可以看出，包括6个振动器，均匀分布在床垫内部的中间部位，基本实现整个身体的振动按摩。具体地，振动器为音乐振动器3（音乐振动器3为音乐喇叭），振动模块还包括音律控制电路2，音律控制电路2的输入端连接控制电路6的第一输出端，音律控制电路2的输出端连接音乐振动器3，音律控制电路2用于驱动音乐振动器3振动。一般采用助眠音乐，这种低频音乐可以和人体的固有频率产生共振，从而放松人体的肌肉和神经。当然，也可以采用其他类型的现有振动器，本实用新型对此不作限制。图2中为了方便音乐振动器3的控制，将音律控制电路2设置在若干音乐振动器3的中心位置，当然，音律控制电路2也可以设置在床垫内部的其他位置，本实用新型对此不做限制。

磁疗模块5包括磁场发生器，磁场发生器设置在床垫内部的顶部附近，用于产生磁场，对生命体头部以及颈部进行磁疗；磁疗模块5还包括励磁电路，励磁电路的输入端连接控制电路6的第二输出端，励磁电路的输出端连接磁场发生器，励磁电路用于驱动磁场发生器产生对应的脉冲磁场。控制电路6进行PWM调制，产生仿生的脉冲（模拟大脑睡眠状态下对应的频率信号），经过励磁单元放大后变成可以驱动磁场发生器工作的信号，进而产生仿生脉冲磁场，整个助眠过程无噪音。

电源模块，用于实现助眠单元的供电；电源模块为可充电的电源，设置有充电接口8，充电接口8均设置在床垫的侧面，方便进行充电。同时，充电器和内部电源均具有保护功能，从而保障了用户的使用安全。

床垫本体9包括与生命体接触的第一层和远离生命体的第二层，第一层的材料为乳胶，第二层的材料为代棕棉，第一层和第二层贴合设置，且助眠单元设置在第二层内。具体地，第二层采用5cm的环保代棕棉来有效的传递振动；第一层采用1cm的乳胶来提升用户的舒适度；并且床垫使用透气性好的棉毡来帮助人体排出水分及有害气体，保护用户的皮肤，进一步提升睡眠质量；床垫表面使用高档针织棉，借助于针织棉良好的伸缩性、柔软性、吸湿性、透气性、防皱性等特点，大大增加了床垫的质感。当然，关于床垫使用的材质，本实用新型并不做限制，只要将助眠单元设置在床垫内部即可。

助眠单元还包括枕头4，枕头4为蝶形枕头，枕头4与床垫的上表面固定设置，且枕头4处于磁疗模块5的上方。床垫和枕头4合二为一，符合人体工学设计，床垫变得更简洁。作为其他实施方式，枕头4也可以分离设置，或者不设置枕头4。

助眠单元还设置有按键7，设置在床垫的侧面，按键7连接控制电路6，用于控制助眠单元的启动与关闭。按下按键7，助眠单元开机，床垫处于指令接收状态，之后根据相应的指令完成对应的操作；再次按下按键7，助眠单元处于关机状态。当然也可以不设置按键7，通过智能终端控制即可。

助眠单元的数量≥1，对于双人床垫，可以设置两套助眠单元，分别设置在床垫的左右两边，当然也可以在床垫的中间只设置一套，本实用新型对此不作限制。

控制电路6包括STM32f030控制芯片及其外围电路，控制电路6还包括无线通信模块，可采用蓝牙和/或WiFi模块，用于与智能终端进行无线通信。当然，也可以采用有线方式与智能终端通信，或者在保证床垫助眠功能的情况下，不与智能终端通信也可以。

智能终端上部署了微信小程序，用户不需要下载任何软件，使用过后离开即可，支持目下的绝大多数智能手机。智能终端搭建了设备和用户之间的桥梁，根据用户的需求，完成预定的功能。比如独立控制振动模块；查看用户的生理参数信息；进行脉冲磁场的失眠治疗；实现生命体特征、音乐律动、脉冲磁场之间的联动。还可以根据需求输出控制指令，控制脉冲磁场的输出、调节音量、调节体感振动的强度，查看用户的实时体征信息、查看睡眠质量报告、通过自定义方案可以根据用户特点创建智能个性处方，用户可以很方便的了解自己的睡眠习惯及对应的治疗建议。

控制电路6和其他功能模块之间通过485现场总线方式实现级联，同时也方便以后升级扩展，且连接用的线缆均埋在床垫内部的线槽内。控制电路6可根据生命特征检测模块1所检测到的生命特征，在生命体的生命体特征出现异常时控制报警模块进行报警。控制电路6还可以控制振动模块以及磁疗模块5进行相应的振动和磁场发射，实现助眠。

同时，为了达到电能的最优化使用，在不需要磁疗模块5、振动模块工作的情况下，它们均处于低功耗模式；生命特征检测模块1正常情况处于一直监测的状态；当控制电路6经过15分钟的离床检测，反复确认无人使用床垫的时候，自动切断内部供电。控制电路6通常也是处于低功耗检测智能终端的指令状态，一旦受到指令便执行预定义好的动作。

控制电路6还可以结合睡眠分期理论，形成用户整个睡眠周期内的质量报告。依据心率变异性和睡熟成都的高度相关性，识别出觉醒期和熟睡期，为和其他模块之间建立联动创造条件。整个使用过程中，用户不会有任何的束缚存在，使用极其方便。

上述实施例中，为了提高安全性，设置有报警模块，在用户出现异常进行报警，作为其他实施方式，也可以直接通过智能终端报警，不设置报警模块，本实用新型对此不作限制。

上述实施例，为了减少控制电路6的计算量，每个功能模块配有相应的电路进行数据处理或控制，当然，也可以将数据处理电路、音律控制电路2、励磁电路和控制电路6集成一体化设置。关于数据处理电路、音律控制电路2、励磁电路的具体实现形式均可采用其他现有实现方式，本实用新型对此不作限制，能够实现相应的功能即可。

本实用新型通过生命特征检测模块1检测生命体的生命特征，大大提高了床垫在助眠过程中的安全性，并且结合身体部位的振动按摩、头部颈部的磁疗，提高了用户的体验效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种助眠床垫，包括床垫本体和助眠单元，其特征在于，助眠单元设置在床垫内部，助眠单元的数量≥1，助眠单元包括：

生命特征检测模块，用于检测生命体的生命特征，生命特征包括心率、呼吸率、体动；

振动模块，包括若干振动器，若干振动器铺设在床垫内部的中间部位，用于产生振动，进而使得床垫同频率振动，对生命体的整个或者局部身体进行振动按摩；

磁疗模块，包括磁场发生器，磁场发生器设置在床垫内部的顶部附近，用于产生磁场，对生命体头部以及颈部进行磁疗；

电源模块，用于实现助眠单元的供电；

控制电路，控制电路的输入端连接生命特征检测模块的输出端，控制电路的第一输出端连接振动模块的输入端，控制电路的第二输出端连接磁疗模块的输入端，控制电路的电源端连接电源模块；所述生命特征检测模块包括微动传感器以及数据处理电路，数据处理电路包括运放放大器U6A、运放放大器U6B、以及数据处理MCU；运放放大器U6A的同相输入端连接微动传感器的输出端，运放放大器U6A的反相输入端连接运放放大器U6A的输出端，运放放大器U6A的输出端连接运放放大器U6B的反相输入端，运放放大器U6B的反相输入端连接运放放大器U6B的输出端，运放放大器U6B的输出端连接数据处理MCU的输入端，数据处理MCU的输出端连接控制电路的输入端。

2.根据权利要求1所述的助眠床垫，其特征在于，微动传感器设置在床垫内部中部靠上的位置。

3.根据权利要求1所述的助眠床垫，其特征在于，床垫本体包括与生命体接触的第一层和远离生命体的第二层，第一层的材料为乳胶，第二层的材料为代棕棉，第一层和第二层贴合设置，且助眠单元设置在第二层内。

4.根据权利要求1所述的助眠床垫，其特征在于，还包括按键和充电接口，均设置在床垫的侧面，按键连接控制电路，用于控制助眠单元的启动与关闭；充电接口连接电源模块，用于对电源模块进行充电。

5.根据权利要求1所述的助眠床垫，其特征在于，还包括报警模块，报警模块的输入端连接控制电路的第三输出端，用于在生命体的生命体特征出现异常时进行报警。

6.根据权利要求1所述的助眠床垫，其特征在于，还包括枕头，枕头为蝶形枕头，枕头与床垫的上表面固定设置，且枕头处于磁疗模块的上方。

7.根据权利要求1所述的助眠床垫，其特征在于，振动器为音乐振动器，振动模块还包括音律控制电路，音律控制电路的输入端连接控制电路的第一输出端，音律控制电路的输出端连接音乐振动器，音律控制电路用于驱动音乐振动器振动。

8.根据权利要求1所述的助眠床垫，其特征在于，磁疗模块还包括励磁电路，励磁电路的输入端连接控制电路的第二输出端，励磁电路的输出端连接脉冲磁场发生器，励磁电路用于放大控制电路输出的脉冲信号，驱动磁场发生器产生对应的脉冲磁场。

9.根据权利要求1所述的助眠床垫，其特征在于，控制电路包括无线通信模块，用于与智能终端进行无线通信。