一種多功能智能床系統的制作方法
【專利摘要】一種多功能智能床系統,包含攝像模塊、氣囊床墊模塊、壓敏傳感器陣列模塊、麥克風模塊、壓力傳感器模塊、床體、下位機和上位機;所述攝像模塊包括可伸縮桿與攝像頭,所述氣囊床墊模塊置于床體上,用于調整使用者位姿,所述壓敏傳感器陣列模塊平鋪于氣囊床墊模塊上。所述麥克風模塊用于采集使用者的鼾聲和呼吸聲,所述壓敏傳感器陣列模塊由上緩沖層、下緩沖層和安裝在和上、下緩沖層之間的壓敏感器陣列組成。所述壓力傳感器模塊由分別安裝在床體四個床腿上的四個電阻應變式壓力傳感器組成,所述下位機分別與攝像模塊、麥克風模塊、壓力傳感器模塊、壓敏傳感器陣列模塊相連接,下位機還與氣墊床墊模塊的充放氣模塊相連接,上位機與下位機相連接。
【專利說明】
一種多功能智能床系統
技術領域
[0001]本實用新型涉及智能居家領域,具體涉及一種融合多元信息判斷健康狀態的多功能智能床系統。
【背景技術】
[0002]隨著我國社會老齡化程度的加深,對居家老人臥床狀態下的健康狀態監測成為研究熱點,然而現有的臥床狀態下健康監控設備多只基于單一信息,如基于鼾聲、基于心率或基于睡姿等,難于對臥床者的健康狀態,尤其是在睡眠過程中的健康狀態進行全面的監控,且由于現有的監控系統多只能被動的監控報警,難于對臥床狀態下,尤其是對睡眠過程中易產生打鼾、呼吸暫停、心率衰竭臥床者的不良睡姿進行主動調整,因此提供一種基于多元信息進行健康狀態監控,并能根據監控結果對不良睡姿進行主動調整的智能床系統成為現有技術中亟待解決的問題。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型針對現有技術存在的關鍵問題,提供一種基于多元信息判斷健康狀態的多功能智能床系統,該系統具有識別速度快、實時性好、檢測精度高、可適用于不同性別、身高、體重患者的健康狀態檢測等特點。根據目前智能居家和醫療市場對老人健康狀態檢測的需求和發展,對患有呼吸暫停綜合癥患者的呼吸障礙減緩,對患有床褥影響的病人治療和對患有心臟性疾病的預測,以及對從嬰幼兒到中老年的睡眠質量的提高,不同群體的睡眠質量和健康預測的急需解決,前景可觀。
[0004]為解決上述技術問題,本實用新型采用的技術方案是提供一種多功能智能床系統所述多功能智能床系統包含攝像模塊、氣囊床墊模塊、壓敏傳感器陣列模塊、麥克風模塊、壓力傳感器模塊、床體、下位機和上位機
[0005]所述攝像模塊包括可伸縮桿與攝像頭,所述可伸縮桿直立固定在床尾中部,攝像頭安裝在可伸縮桿頂部并指向床體中間,所述攝像頭可以相對可伸縮桿頂部旋轉,所述攝像頭為紅外-可見攝像頭,
[0006]所述氣囊床墊模塊置于床體上,用于調整使用者位姿,所述壓敏傳感器陣列模塊平鋪于氣囊床墊模塊上。氣囊床墊模塊由充放氣模塊和并排的氣囊單元陣列組成,所述充放氣模塊能對每個氣囊單元單獨充放氣。
[0007]所述麥克風模塊用于采集使用者的鼾聲和呼吸聲,安裝在床體上靠近使用者頭部的位置,保證對使用者呼吸聲音、打鼾聲音等的精準采集。
[0008]所述壓敏傳感器陣列模塊由上緩沖層、下緩沖層和安裝在和上、下緩沖層之間的壓敏感器陣列組成,所述上、下緩沖層采用柔性材料制成。
[0009]所述壓力傳感器模塊的由分別安裝在床體四個床腿上的四個電阻應變式壓力傳感器組成,
[0010]所述下位機分別與攝像模塊、麥克風模塊、壓力傳感器模塊、壓敏傳感器陣列模塊相連接并采集上述模塊收集的數據,所述下位機還與氣墊床墊模塊的充放氣模塊相連接,并根據上位機傳輸的睡姿控制信號控制氣囊單元陣列的充放氣
[0011 ]所述上位機與下位機相連接,用于對下位機采集的數據進行處理,并將根據處理結果得到的睡姿調節信號傳輸到下位機。
[0012]所述的多功能智能床系統,其特征是所述攝像模塊還包括紅外照明模塊。
[0013]氣囊床墊模塊采用12X 24的氣囊單元模塊陣列,其中橫向12個,縱向24個,每個氣囊單元尺寸為90mm X 90mm。
[0014]所述的多功能智能床系統,其特征所述充放氣模塊包括氣栗和安裝在氣栗與每個氣囊單元的連接管路上的電磁閥。
[0015]所述的多功能智能床系統,其特征是所述壓敏傳感器陣列模塊4長度為2m,寬度為Im,上、下緩沖層的厚度均為5mm,壓敏傳感器陣列由64 X 128個壓敏傳感器組成。
[0016]本實用新型提供的多功能智能床以現有的護理床為基礎,增加了攝像模塊、壓敏傳感器陣列模塊、麥克風模塊、壓力傳感器模塊,分別用于采集使用者在臥床時的視頻信息、睡姿壓力圖像、聲音信息以及動態體重信息,并通過下位機將上述信息傳輸到上位機中進行處理,通過對上述多元信息的采集和處理,既可以全面監控使用者的臥床時(睡眠)的健康狀態,又可以通過融合多元信息,給出對氣囊床墊模塊的調整信號,通過下位機控制氣囊床墊模塊的充放氣模塊對相應的氣囊單元進行充放氣,以調節床墊的硬度和臥床者的臥床姿勢(睡姿),以緩解不良睡姿引起的健康潛在危險。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型提供的多功能智能床系統的一種實施例的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本實用新型實現上述的功能,以下實施例將結合附圖對本實用新型提供的一種多功能智能床系統作出具體闡述。
[0019]所述多功能智能床系統包含攝像模塊1、氣囊床墊模塊3、壓敏傳感器陣列模塊4、麥克風模塊5、壓力傳感器模塊6、床體7、下位機(圖中未給出)和上位機(圖中未給出);
[0020]所述攝像模塊I包括可伸縮桿與攝像頭,所述可伸縮桿直立固定在床尾中部,攝像頭安裝在可伸縮桿頂部并指向床體中間,所述攝像頭可以相對可伸縮桿頂部旋轉,所述攝像頭為紅外-可見攝像頭,攝像模塊還包括紅外照明模塊。
[0021]所述氣囊床墊模塊3置于床體7上,用于調整使用者2位姿,所述壓敏傳感器陣列模塊平鋪于氣囊床墊模塊上。氣囊床墊模塊由充放氣模塊和并排的氣囊單元陣列組成,所述充放氣模塊能對每個氣囊單元單獨充放氣。
[0022]所述麥克風模塊5用于采集使用者的鼾聲和呼吸聲,安裝在于床體7上靠近使用者頭部的位置,保證對使用者呼吸聲音、打鼾聲音等的精準采集。優選安裝在床體的床頭中部。
[0023]所述壓敏傳感器陣列模塊4由上緩沖層、下緩沖層和安裝在和上、下緩沖層之間的壓敏感器陣列組成,所述上、下緩沖層采用柔性材料制成。
[0024]所述壓力傳感器模塊6的由分別安裝在床體7四個床腿上的四個電阻應變式壓力傳感器組成,用于檢測使用者的動態體動,并且可以推測出使用者體重。
[0025]所述下位機分別與攝像模塊、麥克風模塊、壓力傳感器模塊、壓敏傳感器陣列模塊相連接并采集上述模塊收集的數據,所述下位機還與氣墊床墊模塊的充放氣模塊相連接,并根據上位機傳輸的睡姿控制信號控制氣囊單元陣列的充放氣。
[0026]所述上位機與下位機相連接,用于對下位機采集的數據進行處理,并將根據處理結果得到的睡姿調節信號傳輸到下位機。
[0027]實施例
[0028]本實施例中紅外照明模塊為紅外LED,
[0029]所述氣囊床墊模塊采用12X 24的氣囊單元模塊陣列,其中橫向12個,縱向24個,每個氣囊單元尺寸為90mm X 90mm,充放氣模塊包括氣栗和安裝在氣栗與每個氣囊單元的連接管路上的電磁閥;
[0030]所述壓敏傳感器陣列模塊4長度為2m,寬度為lm,上、下緩沖層的厚度均為5mm,壓敏傳感器陣列由64X 128個壓敏傳感器組成,柔軟床單式的壓敏傳感器陣列充分保障使用者在不同睡姿下的舒適性和壓力圖像的完整性。
[0031]本實用新型提供的多功能智能床系統的整體結構示意圖如圖1所示。
[0032]本實用新型提供的多功能智能床系統的控制方法包括以下步驟
[0033]I)呼吸與睡姿識別
[0034]1.1)數據采集
[0035]壓敏傳感器陣列模塊4采集實時壓力分布數據傳輸至下位機,并由下位機上傳至上位機,并由上位機處理成為反映傳感器陣列上壓力分布的睡姿壓力圖像,
[0036]1.2)呼吸識別
[0037]由上位機對睡姿壓力圖像進行處理,通過對胸部壓力圖像的變化進行處理以進行呼吸識別,計算呼吸頻率;
[0038]1.3)睡姿識別
[0039]由上位機對睡姿壓力圖像進行處理,對睡姿壓力圖像處理以進行睡姿識別,識別睡姿類型;所述睡姿類型分為仰臥型、俯臥型、右側臥胎兒型、右側臥樹干型、左側臥胎兒型、左側臥樹干型六種;
[0040]2)動態體重檢測
[0041]壓力傳感器模塊檢測的動態體重數據傳輸至下位機,并由下位機上傳至上位機進行處理,對使用者的體動狀態,如翻身、起坐、下床、上床進行識別。
[0042]3)心率檢測
[0043]將攝像模塊I采集的視頻圖像傳輸至下位機中,并由下位機上傳至上位機進行處理,在上位機中對視頻圖像進行處理,以實現基于視頻圖像的非接觸心率檢測。
[0044]4)聲音檢測
[0045]將麥克風模塊采集到的聲音信號傳輸至下位機中,并由下位機上傳至上位機進行處理,在上位機中對聲音信號進行處理,以識別使用者的呼吸聲和鼾聲,分析使用者睡眠中的呼吸狀況。
[0046]5)睡姿調節
[0047]由上位機根據呼吸與睡姿識別、動態體重檢測、心率檢測和聲音檢測的結果,綜合判斷使用者的睡眠狀態,當需要對使用者進行睡姿調整時,由上位機控制下位機,并由下位機控制氣囊床墊模塊中的充放氣模塊對局部氣囊單元的進行充放氣調節,實現使用者的局部受力改變和使用者的自動翻身。
[0048]另外,本實用新型在檢測過程中對所有檢測數據進行保存,并提供給專業醫學方面的專家進行數據類比,得到安全可靠的健康狀況報表,為使用者的健康數據采集得到更好的分析,達到健康狀態檢測的目的。
[0049]本實用新型的實施例中,不僅用于一般使用者的多元健康數據檢測預報表,還可以為有呼吸暫停障礙的患者提供睡眠過程中的睡姿較好矯正,保障患者的生命健康安全。
[0050]在本實施例中,因為上位機還有專業健康數據庫,通過采集數據的報告與健康數據庫進行類比,作出健康狀況報告。
[0051]上述實施方式為本實用新型的優選案例,并不用來限制本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種多功能智能床系統,其特征是所述多功能智能床系統包含攝像模塊、氣囊床墊模塊、壓敏傳感器陣列模塊、麥克風模塊、壓力傳感器模塊、床體、下位機和上位機; 所述攝像模塊包括可伸縮桿與攝像頭,所述可伸縮桿直立固定在床尾中部,攝像頭安裝在可伸縮桿頂部并指向床體中間,所述攝像頭可以相對可伸縮桿頂部旋轉,所述攝像頭為紅外-可見攝像頭, 所述氣囊床墊模塊置于床體上,所述壓敏傳感器陣列模塊平鋪于氣囊床墊模塊上,氣囊床墊模塊由充放氣模塊和并排的氣囊單元陣列組成,所述充放氣模塊能對每個氣囊單元單獨充放氣; 所述麥克風模塊用于采集使用者的鼾聲和呼吸聲,安裝在床體上靠近使用者頭部的位置, 所述壓敏傳感器陣列模塊由上緩沖層、下緩沖層和安裝在和上、下緩沖層之間的壓敏感器陣列組成,所述上、下緩沖層采用柔性材料制成; 所述壓力傳感器模塊由分別安裝在床體四個床腿上的四個電阻應變式壓力傳感器組成, 所述下位機分別與攝像模塊、麥克風模塊、壓力傳感器模塊、壓敏傳感器陣列模塊相連接,所述下位機還與氣墊床墊模塊的充放氣模塊相連接;所述上位機與下位機相連接。2.如權利要求1所述的多功能智能床系統,其特征是所述攝像模塊還包括紅外照明模塊。3.如權利要求1或2所述的多功能智能床系統,其特征所述充放氣模塊包括氣栗和安裝在氣栗與每個氣囊單元的連接管路上的電磁閥。
【文檔編號】A61B5/0205GK205729326SQ201620622136
【公開日】2016年11月30日
【申請日】2016年6月19日
【發明人】郭士杰, 任志斌, 劉秀麗, 劉佳斌, 任東城, 郭志紅, 李洋, 劉今越
【申請人】河北工業大學