CN109892929A - 随睡姿自调高度及曲度的智能枕头及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种随睡姿自调高度及曲度的智能枕头，包括符合人体工学的枕体、睡姿检测装置和中央控制器；枕体包括头部高度调节气囊和颈椎曲度调节气囊，颈椎曲度调节气囊设于头部高度调节气囊的顶部，且位于头部高度调节气囊上沿长度方向的一侧；头部高度调节气囊内设有高度调节气囊气压监测装置，颈椎曲度调节气囊内设有曲度调节气囊气压监测装置；睡姿检测装置与枕体连接，且与颈椎曲度调节气囊位于头部高度调节气囊的同一侧，用于检测用户睡眠时肩部向其施压的宽度。本发明还公开了一种随睡姿自调高度及曲度的智能枕头的控制方法。本发明让睡眠期间颈椎及其邻近组织始终处于正常生物力学结构，对颈椎病起到极好的预防和康复效果。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居及大众健康领域，特别是一种随睡姿自调高度及曲度的智能枕头及其控制方法。
背景技术
颈椎病可导致诸多慢性疾病，诸如脑心疾病、神经***、循环***疾病。颈椎是全身主干道，其病变将给身体带来了极大的危害。WHO(世卫组织)统计，颈脊椎病位列人类十大致死、致残顽固疾病前列。欧洲脊柱协会：由手机等电子产品广泛使用导致的颈椎病(手机脖)已成为新一代人类全球性疾病！
根据国际颈椎协会相关资料，导致颈椎病的几个成因：不良睡眠***；不当的工作生活方式；不适当的体育锻炼。
其中不良睡眠***是导致颈椎病的最主要原因，使颈椎长时间(整个睡眠时间占据人们1/3的人生时间)处于紧张状态，这也正是在电脑手机等电子产品发明前中老年大量出现颈椎病的根本原因。
不适当的工作生活方式进一步加重了人类社会颈椎病的爆发。随着自动化类工作、外卖等电子购物生活方式的普及，智能手机在人类工作生活中无孔不入，低头族越来越多，由此导致的颈椎病患病率呈现爆发式增长，患者的高发年龄也逐渐呈现年轻化。
目前已有的颈椎病预防及康复方式(包括理疗、传统颈椎枕头等)，都不能从根本上解决颈椎病问题：
1)理疗包含按摩正骨牵引药物等，治标不治本，不能解决睡眠时间(占到1/3人生时间)颈椎处于非正常生物力学结构状态。而这种非正常生物力学结构(非正常生理曲度)却是持续时间非常长、扭曲程度非常严重的(休息的大脑不会调整到正确***)，理疗后减轻的患病症状又会复发。
2)传统颈椎枕头，给颈椎提供生理曲度支撑，但需要患者尽量固定在仰卧睡姿状态下(固定仰卧睡姿很难做到，且会导致压力性溃疡等其他较为严重的次生疾病)。在用户切换睡姿后，原来适合仰卧的枕头高度不再适合侧卧(适合仰卧的颈椎曲度支撑，对侧卧来说就是一种多余的存在)，或者原来适合侧卧的枕头高度不再适合仰卧(侧卧并不需要的曲度支撑对仰卧来说，却是必不可少的)。枕头高度与睡姿的不匹配由此导致颈椎及其邻近组织长期处于非正常生理曲度状态。因此传统颈椎枕头始终无法提供既满足仰卧又满足侧卧两种睡姿颈椎所需要的高度及支撑曲度(一般人在8小时睡眠中，睡姿变换20-40次)，对颈椎的预防及康复效果有限，还降低睡眠质量。
人们迫切需要一种在睡眠期间，让颈椎及其邻近组织始终处于正常生物力学结构、保持自然生理曲度的睡姿自适应智能枕头。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种随睡姿自调高度及曲度的智能枕头及其控制方法，能够根据人体不同睡姿(仰卧、侧卧)，自动调整枕头高度及颈椎支撑曲度的有无(仰卧需要较低高度并具有支撑曲度，侧卧需要较高高度并去掉支撑曲度)，让睡眠期间颈椎及其邻近组织始终处于正常生物力学结构，并具有正常生理曲度，对颈椎病起到极好的预防和康复效果。
本发明采用的技术方案是：
一种随睡姿自调高度及曲度的智能枕头，包括符合人体工学的枕体、睡姿检测装置和中央控制器；
所述枕体包括头部高度调节气囊和颈椎曲度调节气囊，所述颈椎曲度调节气囊设于所述头部高度调节气囊的顶部，且位于所述头部高度调节气囊上沿长度方向的一侧；所述头部高度调节气囊和所述颈椎曲度调节气囊均连接有气囊充放气装置；
所述头部高度调节气囊内设有用于监测所述头部高度调节气囊内气压的高度调节气囊气压监测装置，所述颈椎曲度调节气囊内设有用于监测所述颈椎曲度调节气囊内气压的曲度调节气囊气压监测装置；
所述睡姿检测装置与所述枕体连接，且与所述颈椎曲度调节气囊位于所述头部高度调节气囊的同一侧，用于检测用户睡眠时肩部向其施压的宽度并发送至所述中央控制器；
所述中央控制器分别与两个所述气囊充放气装置、所述高度调节气囊气压监测装置、所述曲度调节气囊气压监测装置和所述睡姿检测装置信号连接。
优选地，所述睡姿检测装置包括多个沿枕体长度方向等距阵列设置的超薄压力传感器。
优选地，所述高度调节气囊气压监测装置和所述曲度调节气囊气压监测装置均为气压传感器。
一种如上所述的随睡姿自调高度及曲度的智能枕头的控制方法，包括如下步骤：
a、接收各超薄压力传感器的压力检测数据，根据具有有效压力数据的压力传感器计算出受压宽度；
b、根据受压宽度判断用户是仰卧或侧卧睡姿；
如为仰卧睡姿，则启动气囊充放气装置对头部高度调节气囊进行放气，降低高度，同时启动气囊充放气装置对颈椎曲度调节气囊进行充气提供曲度支撑；
如为侧卧睡姿，则启动气囊充放气装置对头部高度调节气囊进行充气，提升高度，同时启动气囊充放气装置对颈椎曲度调节气囊进行放气减少或消除曲度支撑。
优选地，步骤a中，计算受压宽度包括如下步骤：
为每个超薄压力传感器按顺序分配编号，读取具有有效压力数据的压力传感器的编号，取其中最小编号计为Nmin和最大编号计为Nmax，超薄压力传感器之间的中心间距计为l，则受压宽度L＝(Nmax-Nmin)×l。
优选地，在步骤b中，根据受压宽度判断用户是仰卧或侧卧睡姿包括如下步骤：
将L与预设的宽度值对比；
如L大于预设的宽度值，则判断为仰卧睡姿；
如L小于预设的宽度值，则判断为侧卧睡姿。
优选地，所述预设的宽度值为用户肩宽的0.9倍。
优选地，在步骤b中：
对头部高度调节气囊或颈椎曲度调节气囊进行充气时，如头部高度调节气囊或颈椎曲度调节气囊内的气压达到阈值，则停止充气。
优选地，所述头部高度调节气囊的气压阈值根据用户侧卧时，最舒适地头部高度调节气囊的高度对应的气压值确定；所述颈椎曲度调节气囊的气压阈值根据用户仰卧时，最舒适地颈椎曲度调节气囊的曲度支撑对应的气压值确定。
本发明的有益效果是：
能够根据人体不同睡姿(仰卧、侧卧)，自动调整枕头高度及颈椎支撑曲度的有无(仰卧需要较低高度并具有支撑曲度，侧卧需要较高高度并去掉支撑曲度)，让颈椎在整个睡眠期间(1/3人生时间)，都处于正常生物力学结构及自然生理曲度状态，消除了颈椎病形成的最主要病因(现有枕头始终无法同时兼顾仰卧及侧卧所需要的高度及曲度，造成1/3人生时间——睡眠期间颈椎及其邻近组织都处于紧张失衡状态，这也正是电脑手机发明前的非低头族中老年，颈椎病也屡见不鲜的根本原因)，从而从根本上真正有效预防及康复颈椎病，解决困扰人类千年来的颈椎病难题。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例1的电路原理示意图；
图3为本发明实施例2的流程示意图；
附图标记：1、枕体，2、中央控制器，3、睡姿检测装置，4、头部高度调节气囊，5、气囊充放气装置，6、高度调节气囊气压监测装置，7、颈椎曲度调节气囊，8、曲度调节气囊气压监测装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1
如图1、图2所示，一种随睡姿自调高度及曲度的智能枕头，包括符合人体工学的枕体1、睡姿检测装置3和中央控制器2；
所述枕体1包括头部高度调节气囊4和颈椎曲度调节气囊7，所述颈椎曲度调节气囊7设于头部高度调节气囊4的顶部，且位于头部高度调节气囊4上沿长度方向的一侧；所述头部高度调节气囊4和所述颈椎曲度调节气囊7均连接有气囊充放气装置5；
所述头部高度调节气囊4内设有用于监测所述头部高度调节气囊4内气压的高度调节气囊气压监测装置6，所述颈椎曲度调节气囊7内设有用于监测所述颈椎曲度调节气囊7内气压的曲度调节气囊气压监测装置8；
所述睡姿检测装置3与所述枕体1连接，且与所述颈椎曲度调节气囊7位于头部高度调节气囊4的同一侧，用于检测用户睡眠时肩部向其施压的宽度并发送至所述中央控制器2；
所述中央控制器2分别与两个所述气囊充放气装置5、所述高度调节气囊气压监测装置6、所述曲度调节气囊气压监测装置8和所述睡姿检测装置3信号连接。
所述睡姿检测装置3包括多个沿枕体1长度方向等距阵列设置的超薄压力传感器。
所述高度调节气囊气压监测装置6和所述曲度调节气囊气压监测装置8均为气压传感器。
实施例2
如图3所示，一种如实施例1所述的随睡姿自调高度及曲度的智能枕头的控制方法，包括如下步骤：
a、接收各超薄压力传感器的压力检测数据，根据具有有效压力数据的压力传感器计算出受压宽度；
b、根据受压宽度判断用户是仰卧或侧卧睡姿；
如为仰卧睡姿，则启动气囊充放气装置对头部高度调节气囊进行放气，降低高度，同时启动气囊充放气装置对颈椎曲度调节气囊进行充气提供曲度支撑；
如为侧卧睡姿，则启动气囊充放气装置对头部高度调节气囊进行充气，提升高度，同时启动气囊充放气装置对颈椎曲度调节气囊进行放气减少或消除曲度支撑。
用户在睡眠时，头部由头部高度调节气囊支撑，颈椎部由颈椎曲度调节气囊支撑，肩部则处于睡姿检测装置上对各超薄压力传感器施压，而仰卧和侧卧时，肩部与睡姿检测装置的接触面积具有很大的差异，因此，能检测到有效压力数据的压力传感器数量也有很大差异。
具体地，步骤a中，计算受压宽度包括如下步骤：
为每个超薄压力传感器按顺序分配编号，读取具有有效压力数据的压力传感器的编号，取其中最小编号计为Nmin和最大编号计为Nmax，超薄压力传感器之间的中心间距计为l，则受压宽度L＝(Nmax-Nmin)×l。
具体地，在步骤b中，根据受压宽度判断用户是仰卧或侧卧睡姿包括如下步骤：
将L与预设的宽度值对比；
如L大于预设的宽度值，则判断为仰卧睡姿；
如L小于预设的宽度值，则判断为侧卧睡姿。
具体地，所述预设的宽度值为用户肩宽的0.9倍。
具体地，在步骤b中：
对头部高度调节气囊或颈椎曲度调节气囊进行充气时，如头部高度调节气囊或颈椎曲度调节气囊内的气压达到阈值，则停止充气。
具体地，所述头部高度调节气囊的气压阈值根据用户侧卧时，最舒适地头部高度调节气囊的高度对应的气压值确定；所述颈椎曲度调节气囊的气压阈值根据用户仰卧时，最舒适地颈椎曲度调节气囊的曲度支撑对应的气压值确定。
上述气压阈值为充气时的气压上限阈值，同样的道理，还可为头部高度调节气囊或颈椎曲度调节气囊设置放气时的气压下限阈值；当放气时达到气压下限阈值时也可停止放气。气压下限阈值与气压上限阈值确认方法相反，头部高度调节气囊的气压下限阈值根据用户用户仰卧时，最舒适地头部高度调节气囊的高度对应的气压值确定；颈椎曲度调节气囊的气压下限阈值用户侧卧时，最舒适地颈椎曲度调节气囊的曲度支撑对应的气压值确定。
超薄压力传感器的顺序编号及中心间距可在生产时即输入中央控制器内存储；预设的宽度值以及气压阈值可在用户购买试用时测量或检测好后通过中央控制器的数据接口输入中央控制器内存储，或提供蓝牙或WIFI模块等，由用户后期通过手机APP连接中央控制器输入中央控制器内存储；上述数据输入储存对于本领域的技术人员来说，属于本领域的常规技术手段，在此不做过多赘述。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种随睡姿自调高度及曲度的智能枕头，其特征在于，包括符合人体工学的枕体、睡姿检测装置和中央控制器；
所述枕体包括头部高度调节气囊和颈椎曲度调节气囊，所述颈椎曲度调节气囊设于所述头部高度调节气囊的顶部，且位于所述头部高度调节气囊上沿长度方向的一侧；所述头部高度调节气囊和所述颈椎曲度调节气囊均连接有气囊充放气装置；
所述头部高度调节气囊内设有用于监测所述头部高度调节气囊内气压的高度调节气囊气压监测装置，所述颈椎曲度调节气囊内设有用于监测所述颈椎曲度调节气囊内气压的曲度调节气囊气压监测装置；
所述睡姿检测装置与所述枕体连接，且与所述颈椎曲度调节气囊位于所述头部高度调节气囊的同一侧，用于检测用户睡眠时肩部向其施压的宽度并发送至所述中央控制器；
所述中央控制器分别与两个所述气囊充放气装置、所述高度调节气囊气压监测装置、所述曲度调节气囊气压监测装置和所述睡姿检测装置信号连接。
2.根据权利要求1所述的随睡姿自调高度及曲度的智能枕头，其特征在于，所述睡姿检测装置包括多个沿枕体长度方向等距阵列设置的超薄压力传感器。
3.根据权利要求2所述的随睡姿自调高度及曲度的智能枕头，其特征在于，所述高度调节气囊气压监测装置和所述曲度调节气囊气压监测装置均为气压传感器。
4.一种如权利要求3所述的随睡姿自调高度及曲度的智能枕头的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、接收各超薄压力传感器的压力检测数据，根据具有有效压力数据的压力传感器计算出受压宽度；
b、根据受压宽度判断用户是仰卧或侧卧睡姿；
如为仰卧睡姿，则启动气囊充放气装置对头部高度调节气囊进行放气，降低高度，同时启动气囊充放气装置对颈椎曲度调节气囊进行充气提供曲度支撑；
如为侧卧睡姿，则启动气囊充放气装置对头部高度调节气囊进行充气，提升高度，同时启动气囊充放气装置对颈椎曲度调节气囊进行放气减少或消除曲度支撑。
5.根据权利要求4所述的随睡姿自调高度及曲度的智能枕头的控制方法，其特征在于，步骤a中，计算受压宽度包括如下步骤：
为每个超薄压力传感器按顺序分配编号，读取具有有效压力数据的压力传感器的编号，取其中最小编号计为Nmin和最大编号计为Nmax，超薄压力传感器之间的中心间距计为l，则受压宽度L＝(Nmax-Nmin)×l。
6.根据权利要求5所述的随睡姿自调高度及曲度的智能枕头的控制方法，其特征在于，在步骤b中，根据受压宽度判断用户是仰卧或侧卧睡姿包括如下步骤：
将L与预设的宽度值对比；
如L大于预设的宽度值，则判断为仰卧睡姿；
如L小于预设的宽度值，则判断为侧卧睡姿。
7.根据权利要求6所述的随睡姿自调高度及曲度的智能枕头的控制方法，其特征在于，所述预设的宽度值为用户肩宽的0.9倍。
8.根据权利要求4所述的随睡姿自调高度及曲度的智能枕头的控制方法，其特征在于，在步骤b中：
对头部高度调节气囊或颈椎曲度调节气囊进行充气时，如头部高度调节气囊或颈椎曲度调节气囊内的气压达到阈值，则停止充气。
9.根据权利要求8所述的随睡姿自调高度及曲度的智能枕头的控制方法，其特征在于，所述头部高度调节气囊的气压阈值根据用户侧卧时，最舒适地头部高度调节气囊的高度对应的气压值确定；所述颈椎曲度调节气囊的气压阈值根据用户仰卧时，最舒适地颈椎曲度调节气囊的曲度支撑对应的气压值确定。
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