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一种有助于睡眠的床垫及其制作方法

文献发布时间:2024-04-18 19:59:31


一种有助于睡眠的床垫及其制作方法

技术领域

本发明属于床垫制作技术领域,更具体地说,是涉及一种有助于睡眠的床垫及其制作方法。

背景技术

目前的床垫主要包括棕榈床垫、弹簧床垫、海绵床垫、硅胶床垫、乳胶床垫、磁性床垫、混合床垫。传统的棕榈床垫属于纯天然材质,透气性好,但比较硬,贴合度低,容易受潮发霉,但成本非常低廉,是农村人的首选;弹簧床垫弹性好、承托性较佳、透气性较强、与身体贴合度高、耐用等优点,但噪音大,影响睡眠,是普通城镇家庭之选;海绵床垫可以很好地贴紧身体,达到减轻身体压力的作用,但易造成腰肌劳损、腰椎间盘突出,且透气性差;硅胶床垫具有很好的缓冲和吸震效果,能够减少运动时的噪音和共振,避免扰人的声音干扰睡眠质量,但成型困难;乳胶床垫具有良好透气性与回弹能力,促进睡眠,能矫正不良睡姿,降低压疮风险、抑制螨虫滋生,会导致腰背酸痛,加重腰椎间盘突出症;磁性床垫利用磁的生物效应,以达到镇定、止痛;改善血循环、消肿,以及降低过高血压的作用;混合床垫是结合棕榈、弹簧、海绵等多种材料制作的床垫,相互取长补短,这将是未来的床垫的发展方向。

发明内容

为了解决现有技术上的不足之处,本发明的目的在于提供一种有助于睡眠的床垫及其制作方法,提出一种利用棕榈床垫、海绵床垫、硅胶床垫、乳胶床垫、磁性床垫的优势制作的一种综合材料的混合床垫,通过在床垫上增加按摩装置,在按摩头内加入加热的中药水,通过按摩人体的背俞穴,让用户尽快入睡,这样既按摩了人体穴位有助于睡眠,在按摩时施加中药,对用户穴位施加中药,有利于对中药的吸收,入睡后则自动收回按摩头,并且保温,防止用户着凉感冒,使用户可以整个晚上可以安静入睡。

为了实现上述目的,本发明采取的技术方案是:

一种有助于睡眠的床垫,包括棕榈层、海绵层、硅胶层、乳胶层、按摩头、底板,由受力部位、床头部位、床尾部位组成;所述海绵层包括受力海绵层、床尾海绵层,内部还设置有加热装置、按摩装置、床垫控制系统;所述受力部位为用户躯干接触的部位,等于用户的臀部最底端到肩膀最顶端的距离,由下到上依次设立底板、棕榈层、受力海绵层、硅胶层、乳胶层五层;所述受力部位内均匀设置有三排按摩槽;所述三排按摩槽内各安装一排若干个按摩头;所述床头部位为放置用户脑部的部位,等于用户的头顶到肩膀顶端的距离;所述床尾部位为用户放置大腿的部位,等于用户的臀部最底端到足底的距离,由下到上依次设立底板、棕榈层、床尾海绵层;所述床尾海绵层的厚度等于受力海绵层的厚度与硅胶层的厚度、乳胶层的厚度之和;所述棕榈层为棕榈材料,所述海绵层为海绵材料,所述硅胶层为硅胶材料或含有海绵等其软性材料的硅胶混合材料,所述乳胶层为乳胶材料,所述底板为木板、或金属板、或塑胶材料;所述加热装置可以分别给床垫各层材料、中药水加热;所述按摩装置的按摩头顶端设置有含有磁性的圆形按摩面、可喷涂药物的喷涂口,所述按摩头的高度不超过乳胶层的厚度,且所述按摩头内装有中药水,按摩人体的背俞穴并敷设中药水,且按摩头附近设置有智能传感器。

进一步,所述中药水包括磁石30.8%、茯神23.1%、五味子15.4%、刺五30.7%,先煎煮磁石三十分钟,然后加入后三味药再煎煮三十分钟去渣取汁,然后装入按摩装置内通过按摩头5的喷涂口52喷涂于背俞穴,具有宁心安神,助眠的功效。

进一步,所述床垫控制系统包括数据获取模块、动态计算模块、匹配分析模块、数据预测模块、驱动控制模块、无线通信模块、存储器、报警器、处理中心、智能移动终端;所述数据获取模块、动态计算模块、匹配分析模块、数据预测模块、驱动控制模块、无线通信模块、存储器、报警器分别与处理中心相连;所述智能移动终端包括智能手机、或平板电脑、或智能遥控器,在物联网或互联网范围内与无线通信模块自动组网进行无线网络连接;所述无线通信模块设置有物联网单元,负责收发无线网络信号,在物联网或互联网范围内与智能移动终端自动组网实现无线网络连接;

所述存储器负责数据获取模块、动态计算模块、匹配分析模块、数据预测模块、驱动控制模块、无线通信模块、报警器的信息存储,以及用户入睡后的标准特征数据之阈值、预设睡眠中断预警值的存储;

所述报警器根据用户睡眠后的睡眠动态特征数据与存储器存储的用户入睡后的标准特征数据之阈值不一致时,则自动报警给智能移动终端并通知重新调整参数进行操作,直到用户可以安心入睡为止;根据实际的睡眠扰动预警值超过了存储器存储的预设睡眠中断预警值时,则自动报警给智能移动终端并进行预警标记,通知家人或医务室工作人员或者发出警告信息给监护室;

所述处理中心负责数据获取模块、动态计算模块、匹配分析模块、数据预测模块、驱动控制模块、无线通信模块、存储器、报警器的信息传递,为系统的枢纽中心,根据用户睡眠后的睡眠动态特征数据与存储器存储的用户入睡后的标准特征数据之阈值进行对比:若一致则降低控制参数以保证用户安心入睡,若不一致则传递给报警器并通知重新调整参数进行操作,直到用户可以安心入睡为止;根据实际的睡眠扰动预警值与存储器存储的预设睡眠中断预警值进行对比:若符合则获取为用户睡眠常态数据,若超过则传递给报警器进行预警标记;

所述数据获取模块通过设置的智能传感器获取用户躺下后不同时间段的实际睡眠特征数据信息,并传递给动态计算模块;

所述动态计算模块包括区间数据单元、躁动指数单元、特征数据单元,根据用户躺下后的实际睡眠特征数据信息自动计算出用户的睡眠动态特征数据,并传递给匹配分析模块。

进一步,所述匹配分析模块根据实际的用户睡眠动态特征数据与用户睡眠习惯特征数据库中各类数据之阀值匹配出睡眠参考数据,并传递给数据预测模块;

所述数据预测模块根据睡眠参考数据与同一历史时期的睡眠动态特征数据、睡眠环境数据结合预测用户睡眠后的预测数据,并传递给驱动控制模块;

所述驱动控制模块包括扰动预警单元、参数生成单元,根据用户睡眠后的预测数据作为控制参数对床垫进行温度、按摩强度等功能的调控,并传递给数据获取模块。

进一步,所述床垫控制系统通过一种有助于睡眠的床垫的控制方法所实现,包括以下步骤:

S10、数据获取模块通过设置的智能传感器获取用户躺下后的实际睡眠特征数据信息,并传递给动态计算模块;

S20、动态计算模块根据用户躺下后的实际睡眠特征数据信息自动计算出用户的睡眠动态特征数据,并传递给匹配分析模块;

S30、匹配分析模块根据实际的用户睡眠动态特征数据与用户睡眠习惯特征数据库中各类数据之阀值匹配出睡眠参考数据,并传递给数据预测模块;

S40、数据预测模块根据睡眠参考数据与同一历史时期的睡眠动态特征数据、睡眠环境数据结合预测用户睡眠后的预测数据,并传递给驱动控制模块;

S50、驱动控制模块根据用户睡眠后的预测数据作为控制参数对床垫进行温度、按摩强度等功能的调控,并传递给数据获取模块;

S60、数据获取模块通过智能传感器获取用户睡眠后的睡眠动态特征数据和睡眠环境数据,并传递给处理中心;

S70、处理中心根据用户睡眠后的睡眠动态特征数据与存储器存储的用户入睡后的标准特征数据之阈值进行对比:若一致则维持控制参数以保证用户安心入睡,若不一致则传递给报警器并通知重新调整参数进行操作,直到用户完全入睡为止。

进一步,所述步骤S20,包括以下步骤:

S21、区间数据单元通过智能传感器获取用户在预设时间段内的各个睡眠区间的体温、呼吸频谱、心率等动态数据,并传递给躁动指数单元;

S22、躁动指数单元根据以下睡眠躁动指数计算公式计算出用户在预设时间段的睡眠躁动指数,并传递给特征数据单元,其中,所述睡眠躁动指数计算公式为:

S23、特征数据单元根据睡眠动态特征数据修正计算公式“V=(T,R,H)*K/Rd,V为睡眠动态特征数据,K为躁动特征值,T、R、H分别为体温、呼吸频谱、心率,Rd为睡眠躁动指数”获得用户的睡眠动态特征数据。

进一步,所述步骤S50,包括以下步骤:

S51、扰动预警单元根据睡眠扰动预警值计算公式“π=φ*P+υ*Rd,π为睡眠扰动预警值,φ为睡眠预测数据的参数,P为睡眠预测数据,υ为睡眠躁动指数的参数,Rd为睡眠躁动指数”获得睡眠扰动预警值,并传递给处理中心;

S52、处理中心根据实际的睡眠扰动预警值与存储器存储的预设睡眠中断预警值进行对比:若符合则获取为用户睡眠常态数据并传递给参数生成单元,若超过则传递给报警器进行预警标记,可以通知家人或医务室工作人员或者发出警告信息给监护室;

S53、参数生成单元根据用户睡眠常态数据与睡眠预测数据的差异自动生成控制参数对床垫进行数据调控。

进一步,所述床垫控制系统,还包括计算机辅助设备、计算机可读存储介质;所述计算机辅助设备包括存储器、处理中心及其各功能模块,所述存储器存储有计算机程序,所述各功能模块执行所述计算机程序时实现以上任意一项所述的一种有助于睡眠的床垫控制方法的步骤;所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被各功能模块执行时实现以上任意一项所述的一种有助于睡眠的床垫控制方法的步骤。

本发明还提供一种有助于睡眠的床垫的制作方法,包括以下步骤:

S01、根据用户的体重弹性模量计算公式“E=(F*V)/(S*ΔV),E为弹性模量,F为垂直作用力(压力)即用户体重,V为用户身体接触床垫部分弹性材料的体积,S为受力面积即用户身体接触床垫部分弹性材料的面积,ΔV为用户躺下床垫后弹性材料减少的体积”计算海绵、硅胶、乳胶的弹性模量,判断其材料的软硬性;

S02、根据海绵、硅胶、乳胶的弹性模量与用户的身宽预测出海绵层、硅胶层、乳胶层的厚度比例:海绵层的厚度大于硅胶层的厚度,硅胶层的厚度大于乳胶层的厚度;

S03、根据用户的身高、腿长、头高计算出床垫的受力部位的面积以及预测的乳胶层厚度制作成乳胶层;

S04、根据床垫的受力部位的数据和以上步骤中计算出的数据按厚度和面积制作乳胶层,所述乳胶层下面粘住对应面积的硅胶层,所述硅胶层粘在对应海绵层上面,所述海绵层设置于棕榈层上面,所述棕榈层设置于底板上面。

本发明与现有技术相比的有益效果:

通过设置数据获取模块、动态计算模块、匹配分析模块、数据预测模块、驱动控制模块,自动控制床垫的温度和软硬度、自动控制对背俞穴的按摩强度;

在较薄的海绵层上设置有更薄的硅胶层可以对用户身体起到最好的缓冲和吸震效果,能够减少运动时的噪音和共振,避免扰人的声音干扰睡眠质量;

在更薄硅胶层上设置有最薄乳胶层,贴近用户皮肤,具有良好透气性,可以尽快排除废气,促进睡眠,矫正不良睡姿,降低压疮风险、抑制螨虫滋生,并通过用户体重挤压到棕榈层,可避免产生腰背酸痛,防止腰椎间盘突出加重;

通过在按摩装置的按摩头顶端设置有含有磁性的圆形按摩面、可喷涂药物的喷涂口,并在按摩装置内加有可以加热的中药水,可以按摩人体的背俞穴,让用户身体逐渐吸收,促进用户尽快入睡,且按摩头附近设置有智能传感器获得用户的体温、呼吸频率、心率等信息。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的床垫表面结构示意图;

图2为本发明的床垫受力部位的按摩槽分布示意图;

图3为本发明的床垫受力部位的按摩头分布示意图;

图4为本发明的图1中A-A部分截面放大示意图;

图5为本发明的图1中B-B部分截面放大示意图;

图6为本发明的按摩头顶端表面结构示意图;

图7为本发明的系统模块结构示意图;

图8为本发明的动态计算模块结构示意图;

图9为本发明的驱动控制模块结构示意图;

图10为本发明的控制方法程序示意图;

图11为本发明的控制方法中步骤S20程序示意图;

图12为本发明的控制方法中步骤S50程序示意图;

图13为本发明的制作方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述:

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

需要说明的是,当模块被称为“设置于”另一个模块,它可以直接在另一个模块上或者间接在该另一个模块上。当一个模块被称为是“连接于”另一个模块,它可以是直接连接到另一个模块或间接连接至该另一个模块上。

在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”,除非是以其他方式另外特别强调。

请参照图1~5所示,本发明提供的一种有助于睡眠的床垫,包括棕榈层1、海绵层2、硅胶层3、乳胶层4、按摩头5、底板6,所述海绵层2包括受力海绵层21、床尾海绵层22,内部还设置有加热装置、按摩装置、床垫控制系统;所述乳胶层4设置于硅胶层3上面,所述硅胶层3设置于海绵层2上面,所述海绵层2设置于棕榈层1上面,所述底板6位于棕榈层1下面。

所述床垫由受力部位7、床头部位8、床尾部位9组成;所述受力部位7为用户躯干接触的部位,等于用户的臀部最底端到肩膀最顶端的距离,由下到上依次设立底板6、棕榈层1、受力海绵层21、硅胶层3、乳胶层4五层;所述受力部位7内均匀设置有三排按摩槽53;所述三排按摩槽53内各安装一排若干个按摩头5,当两人入睡时则两侧的各对应分布的两排按摩头5各对应两人中间的脊柱部分的背俞穴,给用户按摩时可以使若干个按摩头5接触用户的背俞穴,可以帮助用户尽快入睡,并有助于身体健康;当一个人入睡时,则用户睡床垫的正中间,则中间一排按摩头5对应用户脊柱部分的背俞穴。

所述床头部位8为放置用户脑部的部位,等于用户的头顶到肩膀顶端的距离;所述床尾部位9为用户放置大腿的部位,等于用户的臀部最底端到足底的距离,由下到上依次设立底板6、棕榈层1、床尾海绵层22;所述床尾海绵层22的厚度等于受力海绵层21的厚度与硅胶层3的厚度、乳胶层4的厚度之和,不设立硅胶层3、乳胶层4,可以减少硅胶材料、乳胶材料,可以降低材料成本,用户入睡只需要让身体的五脏六腑提供舒适的环境就可以让用在睡眠时尽快入睡。

所述棕榈层1为棕榈材料,属于纯天然材质,透气性好,但比较硬,贴合度低,容易受潮发霉,但成本非常低廉。

所述海绵层2为海绵材料,具有轻便、舒适、良好回弹特性等特点,成本也相对低廉;但是海绵床垫因比较软使人体躺下时不能形成对腰部托起的力量,导致腰肌长期处于紧张状态,长久会造成腰肌劳损、腰椎间盘突出等症,透气性不佳,人在睡眠中排去的废物、水蒸气因床垫不透气而不能及时散发,不利于人体健康。

所述硅胶层3为硅胶材料或含有海绵等其软性材料的硅胶混合材料,可以自动调整到人体适宜的软硬度,全面释放身体压力,给身体各部位完整的支撑和舒适的承托,利用避震特性可将冲击力吸收后再逐渐释放出来就有舒压的效果,因受温度的影响在接触床垫的臀部、背部和腿部的硅胶会变软,还防滑、易清洗、易干燥,且不易滋生细菌;但是由于质地相对较软,容易被尖锐物体刺破,因厚度不均、形状不规整等导致成型不易,成本也相对较高。

所述乳胶层4为乳胶材料,乳胶床垫具有良好透气性与回弹能力,使机体更加放松,促进睡眠,因表面平整光滑适合人体睡在上面,能将人的颈部和腰部托住,能矫正不良睡姿,辅助降低压疮风险、抑制螨虫滋生;若过软则躺在上面腰会塌下去使腰部处于弓腰状态,不利于维持腰椎的生理性前凸,会导致腰背酸痛,加重腰椎间盘突出症。

所述底板6为木板、或金属板、或塑胶材料等硬性材料制成,对床垫及其睡眠的用户的重量进行支撑,以保证整个床垫不变形。

所述加热装置可以分别给床垫各层材料、中药水加热。

请参照图6所示,所述按摩装置的按摩头5顶端设置有含有磁性的圆形按摩面51、可以喷涂药物的喷涂口51,所述按摩头5的高度不超过乳胶层4的厚度,且所述按摩头5内装有中药水,按摩人体的背俞穴并敷设中药水,让用户身体逐渐吸收,以促进用户尽快入睡,这样既按摩了人体穴位有助于睡眠,在按摩时增加中药,对用户学位施加中药,有利于对中药的吸收,入睡后则自动收回按摩头,并且保温,防止用户着凉感冒,使用户可以整个晚上可以安静入睡,并利用磁的生物效应,结合自动按摩,可以达到镇定、止痛;改善血循环、消肿,以及降低过高血压的作用,且按摩头附近设置有智能传感器获得用户的体温、呼吸频率、心率等信息。

进一步,所述中药水包括磁石30.8%、茯神23.1%、五味子15.4%、刺五30.7%,先煎煮磁石三十分钟,然后加入后三味药再煎煮三十分钟去渣取汁,然后装入按摩装置内通过按摩头5的喷涂口52喷涂于背俞穴,具有宁心安神,助眠的功效。

请参照图7所示,所述床垫控制系统包括数据获取模块、动态计算模块、匹配分析模块、数据预测模块、驱动控制模块、无线通信模块、存储器、报警器、处理中心、智能移动终端;所述数据获取模块、动态计算模块、匹配分析模块、数据预测模块、驱动控制模块、无线通信模块、存储器、报警器分别与处理中心相连;所述智能移动终端包括智能手机、或平板电脑、或智能遥控器,在物联网或互联网范围内与无线通信模块自动组网进行无线网络连接。

所述无线通信模块设置有物联网单元,负责收发无线网络信号,在物联网或互联网范围内与智能移动终端自动组网实现无线网络连接。

所述存储器负责数据获取模块、动态计算模块、匹配分析模块、数据预测模块、驱动控制模块、无线通信模块、报警器的信息存储,以及用户入睡后的标准特征数据之阈值、预设睡眠中断预警值的存储。

所述报警器根据用户睡眠后的睡眠动态特征数据与存储器存储的用户入睡后的标准特征数据之阈值不一致时,则自动报警给智能移动终端并通知重新调整参数进行操作,直到用户可以安心入睡为止;根据实际的睡眠扰动预警值超过了存储器存储的预设睡眠中断预警值时,则自动报警给智能移动终端并进行预警标记,通知家人或医务室工作人员或者发出警告信息给监护室。

所述处理中心负责数据获取模块、动态计算模块、匹配分析模块、数据预测模块、驱动控制模块、无线通信模块、存储器、报警器的信息传递,为系统的枢纽中心,根据用户睡眠后的睡眠动态特征数据与存储器存储的用户入睡后的标准特征数据之阈值进行对比:若一致则降低控制参数以保证用户安心入睡,若不一致则传递给报警器并通知重新调整参数进行操作,直到用户可以安心入睡为止;根据实际的睡眠扰动预警值与存储器存储的预设睡眠中断预警值进行对比:若符合则获取为用户睡眠常态数据,若超过则传递给报警器进行预警标记,可以通知家人或医务室工作人员或者发出警告信息给监护室。

所述数据获取模块通过设置的智能传感器获取用户躺下后不同时间段的实际睡眠特征数据信息,并传递给动态计算模块。

进一步,所述实际睡眠特征数据信息包括睡眠动态特征数据、睡眠环境数据,所述睡眠动态特征数据包括用户的体温、呼吸频谱、心率等数据;所述睡眠环境数据包括房间内的温度、湿度、室温、噪音、时刻。

请参照图8所示,所述动态计算模块包括区间数据单元、躁动指数单元、特征数据单元,根据用户躺下后的实际睡眠特征数据信息自动计算出用户的睡眠动态特征数据,并传递给匹配分析模块。

进一步,所述区间数据单元通过智能传感器获取用户在预设时间段内的各个睡眠区间的体温、呼吸频谱、心率等动态数据,并传递给躁动指数单元。

进一步,所述躁动指数单元根据以下睡眠躁动指数计算公式计算出用户在预设时间段的睡眠躁动指数,并传递给特征数据单元;所述睡眠躁动指数计算公式为:

进一步,所述特征数据单元根据睡眠动态特征数据修正计算公式“V=(T,R,H)*K/Rd,V为睡眠动态特征数据,K为躁动特征值,T、R、H分别为体温、呼吸频谱、心率,Rd为睡眠躁动指数”获得用户的睡眠动态特征数据。

进一步说明,为准确衡量用户睡眠在预定时间内的睡眠状况,根据用户在预设时间内的分割区间的动态数据获得睡眠躁动指数,其中呼吸频谱是根据预设时间段内用户的呼吸频率和时间的曲线斜率而获得,这样就可以衡量出用户在睡眠中各个时间段的平稳程度。

所述匹配分析模块根据实际的用户睡眠动态特征数据与用户睡眠习惯特征数据库中各类数据之阀值匹配出睡眠参考数据,并传递给数据预测模块。

进一步,所述用户睡眠习惯特征数据库指通过存储器对历史各时期发生的不同用户在不同时间内的各项睡眠习惯特征数据进行存储并汇总分类归纳在一起的数据库,方便后续同一用户睡眠时作为参考依据;所述用户睡眠习惯特征数据库中各类数据之阀值指用户在不同季节、不同时间段内的各项睡眠特征数据是不同的,尤其冬天、夏天的数据不同,白天、晚上的数据不同,前半夜、半夜中、后半夜的数据均是不同的,用户工作忙碌时期、用户休闲时期的数据也是不同的,用户半夜起床前后的数据更是不同的。

所述数据预测模块根据睡眠参考数据与同一历史时期的睡眠动态特征数据、睡眠环境数据结合预测用户睡眠后的预测数据,并传递给驱动控制模块。

请参照图9所示,所述驱动控制模块包括扰动预警单元、参数生成单元,根据用户睡眠后的预测数据作为控制参数对床垫进行温度、按摩背俞穴的强度等功能的调控,并传递给数据获取模块。

进一步,所述扰动预警单元根据睡眠扰动预警值计算公式“π=φ*P+υ*Rd,π为睡眠扰动预警值,φ为睡眠预测数据的参数,P为睡眠预测数据,υ为睡眠躁动指数的参数,Rd为睡眠躁动指数”获得睡眠扰动预警值,并传递给处理中心。

进一步说明,所述睡眠扰动预警值指为了防止用户出现睡眠中断的非正常情况发生而设定的预警数据,通过第三方平台根据用户的年龄、体重、疾病信息生成睡眠中断预警值。

进一步,所述参数生成单元根据用户睡眠常态数据与睡眠预测数据的差异自动生成控制参数对床垫进行数据调控。

进一步说明,所述睡眠常态数据是根据外部第三方平台获取的用户的正常睡眠指标数据,包括在不同室温区间下用户的体温、呼吸频谱、心率及其睡眠常态数据与睡眠预测数据之差值,根据其各项差值调整床垫的温度、软硬度、按摩强度及其药物喷洒的浓度,以获得可改变用户睡眠状态的控制参数。

进一步,所述呼吸频谱通过传感器获得一定时间内脉搏的跳动次数根据“每呼吸1次,脉搏跳动4次”的原则而计算出呼吸的次数。

进一步说明,为获得用户睡眠后不同时间的动态特征数据,以调整到用户可以一直保持安心入睡的状态,若半夜起床喝水或上厕所,在躺下后又重新自动调整控制参数,一直到天亮用户起床时间,当用户起床后则自动关闭,通过得到不同时期的差异化数据对床垫的控制参数进行学习记忆,作为后续控制参数的有力参考,使用户睡眠状态数据朝向常态化趋势,保证用户每次可以正常入睡,使用户的睡眠后精力可以获得及时的恢复,使用户每天有充足的精力进行工作。

进一步说明,所述控制参数包括室内温度高低、床垫内各层材料的软硬度、按摩快慢/深浅及其药物喷洒的浓度。

进一步,所述背俞穴指五脏六腑之气输注于腰背部的俞穴,背俞穴全部分布于背部足太阳膀胱经第一侧线,即后正中线旁开1.5寸,根据脏腑所处位置的高低依次排列如下:

所述肺俞穴位于脊柱区,第三胸椎棘突下,有宣肺理气、滋阴清热、疏经活络、祛风止痒的功效,主治咳嗽、气喘、咯血、骨蒸潮热、盗汗等病症;

所述厥阴俞穴位于脊柱区,第四胸椎棘突下,有疏通心脉、宽胸理气的功效,主治心绞痛、心律不齐、胸痛、咳嗽、神经衰弱、呕吐、胃炎等症病;

所述心俞穴位于脊柱区,第五胸椎棘突下,有宁心安神、宽胸理气、滋阴降火的功效,主治心痛、惊悸、失眠、健忘、癫痫、咳嗽、吐血等病症;

所述肝俞穴位于脊柱区,第九胸椎棘突下,有疏肝利胆、清肝明目、息风定志、活血止痉的功效,主治黄疸、胸胁胀痛、目疾、背脊痛等病症;

所述胆俞穴位于脊柱区,第十胸椎棘突下,有疏肝利胆、养阴补虚的功效,主治黄疸、口苦、肋痛、肺痨、潮热病症;

所述脾俞穴位于脊柱区,第十一胸椎棘突下,有健脾利湿、舒筋活络的功效,主治腹胀、腹泻、呕吐、痢疾、便血、背痛等病症;

所述胃俞穴位于脊柱区,第十二胸椎棘突下,有健脾和胃的功效,主治胃脘痛、呕吐、腹胀、肠鸣、背痛等病症;

所述三焦俞穴位于脊柱区,第一腰椎棘突下,有调三焦、利水道、益元气、强腰膝的功效,主治水肿、小便不利、遗尿、腹水、肠鸣泄泻等病症;

所述肾俞穴位于脊柱区,第二腰椎棘突下,有补肾填精的功效,主治腰痛、遗尿、遗精、阳痿、月经不调、带下、耳鸣、耳聋等病症;

所述大肠俞穴位于脊柱区,第四腰椎棘突下,有疏经活络、通调肠腑的功效,主治腰腿痛、腹胀、腹泻、便秘等病症;

所述小肠俞穴位于骶区,横屏第一骶后孔,骶正中嵴旁开1.5寸处,有清热利湿、通调二便的功效,主治痢疾、泄泻、疝气、痔疾等病症;

所述膀胱俞穴位于骶区,横平第二骶后孔,骶正中嵴旁开1.5寸处,有通调膀胱、疏经活络、清热利湿的功效,主治小便不利、遗尿、腰骶痛、腹泻、便秘等病症。

进一步,所述按摩背俞穴指利用中药水通过按摩头5对喷涂口52喷涂背俞穴外敷调治失眠,并通过按摩头5的圆形按摩面51按摩俞穴,利用磁性生物效应以达到镇定、止痛;改善血循环、消肿,以及降低过高血压的作用。

系统工作原理:

当用户躺下入睡时,控制数据获取模块通过设置的智能传感器获取用户躺下后的实际睡眠特征数据信息,并传递给动态计算模块;通过动态计算模块根据用户躺下后的实际睡眠特征数据信息自动计算出用户的睡眠动态特征数据,并传递给匹配分析模块;控制匹配分析模块根据实际的用户睡眠动态特征数据与用户睡眠习惯特征数据库中各类数据之阀值匹配出睡眠参考数据,并传递给数据预测模块;通过数据预测模块根据睡眠参考数据与同一历史时期的睡眠动态特征数据、睡眠环境数据结合预测用户睡眠后的预测数据,并传递给驱动控制模块;控制驱动控制模块根据用户睡眠后的预测数据作为控制参数对床垫进行温度、按摩强度等功能的调控,并传递给数据获取模块;然后数据获取模块通过智能传感器获取用户睡眠后的睡眠动态特征数据和睡眠环境数据,并传递给处理中心;通过处理中心根据用户睡眠后的睡眠动态特征数据与存储器存储的用户入睡后的标准特征数据之阈值进行对比:若一致则降低控制参数以保证用户安心入睡,若不一致则传递给报警器并通知重新调整参数进行操作,直到用户完全入睡为止。

当监控者在室外或外地,可以通过智能手机、或平板电脑、或智能遥控器,在物联网或互联网范围内与无线通信模块自动组网进行无线网络连接,从而对该床垫的网络化、智能化的监控,用户也可以随时用手机进行操作。

请参照图10所示,所述床垫控制系统通过一种有助于睡眠的床垫的控制方法所实现,包括以下步骤:

S10、数据获取模块通过设置的智能传感器获取用户躺下后的实际睡眠特征数据信息,并传递给动态计算模块;

S20、动态计算模块根据用户躺下后的实际睡眠特征数据信息自动计算出用户的睡眠动态特征数据,并传递给匹配分析模块;

S30、匹配分析模块根据实际的用户睡眠动态特征数据与用户睡眠习惯特征数据库中各类数据之阀值匹配出睡眠参考数据,并传递给数据预测模块;

S40、数据预测模块根据睡眠参考数据与同一历史时期的睡眠动态特征数据、睡眠环境数据结合预测用户睡眠后的预测数据,并传递给驱动控制模块;

S50、驱动控制模块根据用户睡眠后的预测数据作为控制参数对床垫进行温度、按摩强度等功能的调控,并传递给数据获取模块;

S60、数据获取模块通过智能传感器获取用户睡眠后的睡眠动态特征数据和睡眠环境数据,并传递给处理中心;

S70、处理中心根据用户睡眠后的睡眠动态特征数据与存储器存储的用户入睡后的标准特征数据之阈值进行对比:若一致则降低控制参数以保证用户安心入睡,若不一致则传递给报警器并通知重新调整参数进行操作,直到用户完全入睡为止。

请参照图11所示,所述步骤S20,包括以下步骤:

S21、区间数据单元通过智能传感器获取用户在预设时间段内的各个睡眠区间的体温、呼吸频谱、心率等动态数据,并传递给躁动指数单元;

S22、躁动指数单元根据以下睡眠躁动指数计算公式计算出用户在预设时间段的睡眠躁动指数,并传递给特征数据单元;所述睡眠躁动指数计算公式为:

S23、特征数据单元根据睡眠动态特征数据修正计算公式“V=(T,R,H)*K/Rd,V为睡眠动态特征数据,K为躁动特征值,T、R、H分别为体温、呼吸频谱、心率,Rd为睡眠躁动指数”获得用户的睡眠动态特征数据。

请参照图12所示,所述步骤S50,包括以下步骤:

S51、扰动预警单元根据睡眠扰动预警值计算公式“π=φ*P+υ*Rd,π为睡眠扰动预警值,φ为睡眠预测数据的参数,P为睡眠预测数据,υ为睡眠躁动指数的参数,Rd为睡眠躁动指数”获得睡眠扰动预警值,并传递给处理中心;

S52、处理中心根据实际的睡眠扰动预警值与存储器存储的预设睡眠中断预警值进行对比:若符合则获取为用户睡眠常态数据并传递给参数生成单元,若超过则传递给报警器进行预警标记,可以通知家人或医务室工作人员或者发出警告信息给监护室;

S53、参数生成单元根据用户睡眠常态数据与睡眠预测数据的差异自动生成控制参数对床垫进行数据调控。

进一步,所述床垫控制系统,还包括计算机辅助设备、计算机可读存储介质;所述计算机辅助设备包括存储器、处理中心及其各功能模块,所述存储器存储有计算机程序,所述各功能模块执行所述计算机程序时实现以上任意一项所述的一种有助于睡眠的床垫控制方法的步骤;所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被各功能模块执行时实现以上任意一项所述的一种有助于睡眠的床垫控制方法的步骤。

进一步说明,本发明依照床垫控制系统的软件程序所实施的内容而描述,针对每一项床垫控制系统所实施的方法均分为若干个模块或单元,去实施各个步骤所产生的软件程序指令,该软件程序指令包括以上所述的床垫控制系统和以上所述的一种有助于睡眠的床垫控制方法。

请参阅图13所示,本发明还提供一种有助于睡眠的床垫的制作方法,包括以下步骤:

S01、根据用户的体重弹性模量计算公式“E=(F*V)/(S*ΔV),E为弹性模量,F为垂直作用力(压力)即用户体重,V为用户身体接触床垫部分弹性材料的体积,S为受力面积即用户身体接触床垫部分弹性材料的面积,ΔV为用户躺下床垫后弹性材料减少的体积”计算海绵、硅胶、乳胶的弹性模量,判断其材料的软硬性;

进一步,所述弹性模量指材料在受力作用下发生膨胀或收缩变形时材料物体对外力的反应能力,单位面积的应力与相应的应变之比,即材料在弹性阶段内变形的能力大小。弹性模量越大,材料在受力下的形变能力就越小,即材料能够抵抗外力的能力就越强,变形量就越小,材料越硬;反之,弹性模量越小,变形量就越大,材料越柔软。

进一步说明,所述弹性模量计算公式是根据ε=ΔV/V、P=F/S代入E=P/ε推算为E=(F*V)/(S*ΔV),P为体积应力即给对弹性体施加一个整体的压强,ε为体积应变即施加应力后的弹性体的体积减少量与弹性体原来的体积之比。

进一步说明,所述海绵的弹性模量一般在0.1~1MPa之间,其大小与海绵材料的密度、孔隙度等因素有关,与密度成正比,若密度越大则弹性模量越大,海绵越硬,与孔隙度成反比,若孔隙度越大则弹性模量越小,海绵越柔软。

进一步说明,所述硅胶的弹性模量一般在0.1~10MPa之间,其大小与硅胶材料的硬度、密度、粘度等因素有关,与硬度、密度成正比,若材料越硬、密度越大则弹性模量越大,而与粘度成反比,若粘度越大则弹性模量越小。

进一步说明,所述乳胶的弹性模量一般在0.01~0.8MPa之间,其大小与温度、含水量等因素有关,与温度、含水量成反比,若温度越高、含水量越多则弹性模量越大。

S02、根据海绵、硅胶、乳胶的弹性模量与用户的身宽预测出海绵层2、硅胶层3、乳胶层4的厚度比例:海绵层2的厚度大于硅胶层3的厚度,硅胶层3的厚度大于乳胶层4的厚度;

S03、根据用户的身高、腿长、头高计算出床垫的受力部位7的面积以及预测的乳胶层4厚度制作成乳胶层4;

进一步,所述受力部位7指用户睡眠时用户身体的躯干(用户的肩膀最顶端到臀部最低端的身体部分)接触床垫的部位。

S04、根据床垫的受力部位7的数据和以上步骤中计算出的数据按厚度和面积制作乳胶层4,在乳胶层4下面粘住对应面积的硅胶层3,再把硅胶层3粘在对应海绵层2上面,最后把海绵层2放置在棕榈层1上面,棕榈层1放置在底板6上面,以上各层均粘接在一起或固定在一起,也可以随时分开随时固定在一起。

对于本领域技术人员而言,显然本申请不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本申请。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。

最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换,均应包含在本申请的保护范围之内。

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