專利名稱：一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠監(jiān)測睡眠狀態(tài)和改善睡眠的臥具，屬于綜合睡眠監(jiān)護(hù) 和改善睡眠設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
睡眠占有人類全部生命時間的三分之一，睡眠是人體恢復(fù)精神和解除疲勞 的重要方式，睡眠狀態(tài)對人體健康具有重要意義。現(xiàn)代人的許多重大疾病，如 高血壓、冠心病、心律失常、糖尿病、腦血管意外、腦神經(jīng)及精神疾患等疾病 都可能由于睡眠狀態(tài)較差導(dǎo)致。人們普遍需要綜合性能好、使用方便的可監(jiān)護(hù) 和改善睡眠的裝置，雖然目前國內(nèi)外有一些睡眠監(jiān)護(hù)設(shè)備和一些用于改善睡眠 的臥具，但是普遍存在如下問題
① 改善睡眠裝置功能單一不能監(jiān)測身體狀況、不能根據(jù)使用者的睡眠狀 態(tài)來改善睡眠、也不能對改善效果量化分析；
② 睡眠監(jiān)護(hù)設(shè)備價格昂貴、體積大、不適合家庭使用；
③ 監(jiān)護(hù)傳感器安裝復(fù)雜，給患者造成不適，影響測量結(jié)果的正確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的睡眠監(jiān)護(hù)設(shè)備和改善睡眠的臥具存在的改善睡眠裝置 功能單一、價格昂貴、體積大、不適合家庭使用以及監(jiān)護(hù)設(shè)備安裝復(fù)雜的問題， 提供一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅。本發(fā)明包括以下單元
睡眠椅主體1，用于承載人體并根據(jù)監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2的控制信號為人 體提供催眠、喚醒或睡眠狀態(tài)調(diào)整模式；
監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2，用于根據(jù)來自睡眠狀態(tài)傳感裝置3的睡眠狀態(tài)信號 調(diào)整睡眠椅主體1的工作狀態(tài)，并將睡眠狀態(tài)傳感裝置3采集的睡眠狀態(tài)信息 存儲以供調(diào)用；
睡眠狀態(tài)傳感裝置3，用于將采集的睡眠狀態(tài)信號發(fā)送給監(jiān)護(hù)診斷控制裝 置2。
有益效果本發(fā)明的睡眠椅通迕傳感器采集人體睡眠狀態(tài)信號監(jiān)測身體狀況、通過微控制器調(diào)控改善人體睡眠狀態(tài)并能夠量化對人體睡眠的改善效果； 另外，本發(fā)明采用已有的睡眠椅作為主體，測量和控制裝置也都采用已有設(shè)備， 具有易于安裝、成本較低的特點(diǎn)，不僅適合家庭應(yīng)用，而且可用于試驗研究。


圖1是本發(fā)明的睡眠椅1的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的整體電路結(jié) 構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的測重傳感器3-l的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明 的心電電極3-2的放大電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的體溫傳感器3-4的電路 結(jié)構(gòu)示意圖，圖6是實施方式三中螺桿轉(zhuǎn)動伸縮軸套1-2的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一參見圖1和圖2，本實施方式由以下單元組成 睡眠椅主體1，用于承載人體并根據(jù)監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2的控制信號為人
體提供催眠、喚醒或睡眠狀態(tài)調(diào)整模式；
監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2，用于根據(jù)來自睡眠狀態(tài)傳感裝置3的睡眠狀態(tài)信號
調(diào)整睡眠椅主體1的工作狀態(tài)，并將睡眠狀態(tài)傳感裝置3采集的睡眠狀態(tài)信息
存儲以供調(diào)用；
睡眠狀態(tài)傳感裝置3，用于將采集的睡眠狀態(tài)信號發(fā)送給監(jiān)護(hù)診斷控制裝 置2。
本實施方式的睡眠椅主體1可采用在四條椅腿1-5上分別安裝有萬向輪的 睡眠椅，使睡眠椅主體1可以自由移動，監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2可以設(shè)置在睡眠 椅主體1的椅座1-4下部，睡眠狀態(tài)傳感裝置3根據(jù)所采集的信號種類以及使 用者坐在睡眠椅主體1上的位置，設(shè)置在睡眠椅主體1相應(yīng)的位置上。當(dāng)使用 者坐在睡眠椅主體1上以后，睡眠狀態(tài)傳感裝置3將檢測到的睡眠狀態(tài)發(fā)送給 監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2。如果監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2檢測到使用者在一定時間內(nèi)不 能入睡，則會控制睡眠椅主體1處于催眠模式，使用者能夠快速入睡；如果監(jiān) 護(hù)診斷控制裝置2根據(jù)睡眠時間設(shè)定需要喚醒使用者或者檢測到使用者處于睡 眠狀態(tài)異常(如做噩夢)，則會控制睡眠椅主體1處于喚醒模式，使用者能夠在 自然狀態(tài)蘇醒；如果監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2檢測到使用者的睡眠狀態(tài)較差，則會 控制睡眠椅主體1處于睡眠狀態(tài)調(diào)整模式，改善使用者的睡眠狀態(tài)。
具體實施方式
二參見圖1，本實施方式在具體實施方式
一的基礎(chǔ)上進(jìn)一步限定了所述睡眠椅主體1包括聲音播放裝置1-1，聲音播放裝置1-1設(shè)置在椅
背1-3上部的靠枕1-3-1的內(nèi)部，聲音播放裝置1-1的音頻數(shù)據(jù)輸入端與監(jiān)護(hù)診 斷控制裝置2的音頻數(shù)據(jù)輸出端相連接。
所述聲音播放裝置1-1用于將監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2發(fā)送來的音頻數(shù)據(jù)播放， 采用IS22C040語音芯片作為音頻數(shù)據(jù)存儲器，并采用設(shè)置在靠枕1-3-1內(nèi)部的 共鳴箱中的動圈式喇叭作為播放設(shè)備，播放來自監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2催眠音樂、 喚醒音樂或自然聲音等音頻數(shù)據(jù)。
具體實施方式
三參見圖1，本實施方式在具體實施方式
一的基礎(chǔ)上進(jìn)一 步限定了所述睡眠椅主體1中的傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)由螺桿轉(zhuǎn)動伸縮軸套1-2、扶手 1-6、踏板柱1-8、椅背柱1-9和輔助桿1-10組成，椅背柱1-9設(shè)置在椅背1-3 上，扶手1-6的第一端活動連接在椅背柱1-9的中部，扶手1-6的第二端與輔助 桿1-10的第一端轉(zhuǎn)動連接，輔助桿1-10的第二端與踏板柱1-8臨近第一端端部 的桿身轉(zhuǎn)動連接，踏板柱1-8的第二端和螺桿轉(zhuǎn)動伸縮軸套1-2的第一端都轉(zhuǎn)動 連接在椅背柱1-9的下部，螺桿轉(zhuǎn)動伸縮軸套1-2的第二端轉(zhuǎn)動連接在輔助桿 1-10上，輔助桿1-10的中部和椅背柱1-9的中部分別與椅座1-4前后端轉(zhuǎn)動連 接并保證輔助桿1-10、椅背柱l-9、扶手l-6和踏板柱l-8在四個轉(zhuǎn)動軸內(nèi)形成 平行四邊形。
傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)通過螺桿轉(zhuǎn)動伸縮軸套1-2使椅背1-3傾斜并帶動踏板柱1-8 前移，并使扶手l-6和椅背l-3、輔助桿1-10和踏板柱1-8達(dá)到最小角度，使用 者可以在睡眠椅主體1上達(dá)到平躺狀態(tài)，實現(xiàn)對使用者睡眠狀態(tài)的監(jiān)護(hù)，在椅 背1-3與椅座1-4相互垂直時實現(xiàn)對使用者非睡眠狀態(tài)的監(jiān)護(hù)。
具體實施方式
四參見圖2，本實施方式在具體實施方式
一的基礎(chǔ)上進(jìn)一 步限定了所述監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2包括微控制器2-1 、數(shù)據(jù)存儲器2-2和語音芯 片2-3，微控制器2-l的睡眠狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入端與睡眠狀態(tài)傳感裝置3的睡眠狀態(tài) 數(shù)據(jù)輸出端相連接，微控制器2-1的數(shù)據(jù)輸入輸出端與數(shù)據(jù)存儲器2-2的數(shù)據(jù)輸 入輸出端相連接，微控制器2-1通過語音芯片2-3音頻數(shù)據(jù)輸出端與聲音播放裝 置1-1的音頻數(shù)據(jù)輸入端相連接。
本實施方式的微控制器2-1可采用PIC16C73型單片機(jī)，數(shù)據(jù)存儲器2-2可 采用1M容量的AT25F1024A芯片。在電路中，來自睡眠狀態(tài)傳感裝置3的睡
6眠狀態(tài)信號可經(jīng)過放大器、濾波器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器后進(jìn)入微控制器2-l，其中的 放大器和濾波器均可采用TLC2254芯片。微控制器2-1用于根據(jù)來自睡眠狀態(tài) 傳感裝置3的睡眠狀態(tài)信號，調(diào)用語音芯片2-3中存儲的聲音播放并將睡眠狀 態(tài)傳感裝置3采集的睡眠狀態(tài)信息存儲在存數(shù)據(jù)儲器2-2中；數(shù)據(jù)存儲器2-2 用于存儲監(jiān)護(hù)測量數(shù)據(jù)和睡眠狀態(tài)數(shù)據(jù)，并供微控制器2-l調(diào)用。
具體實施方式
五參見圖2，本實施方式在具體實施方式
一的基礎(chǔ)上進(jìn)一 步限定了所述睡眠狀態(tài)傳感裝置3包括一個或多個測重傳感器3-1、 一個或多個 心電電極3-2、心肺音傳感器3-3和一個或多個體溫傳感器3-4，每個測重傳感 器3-l的壓力信號輸出端都與微控制器2-1的壓力信號輸入端相連接，每個心電 電極3-2都與微控制器2-1的心電信號輸入端相連接，心肺音傳感器3-3的心肺 音信號輸出端與微控制器2-l的心肺音信號輸入端相連接，每個體溫傳感器3-4 的溫度信號輸出端都與微控制器2-1的溫度信號輸入端相連接。
測重傳感器3-1用于檢測人體的體重及監(jiān)護(hù)起止時間，并將檢測信號發(fā)送 給監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2;心電電極3-2用于檢測人體的心電信號，并將檢測信號 發(fā)送給監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2;心肺音傳感器3-3用于檢測人體的心肺音信號，并 將檢測信號發(fā)送給監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2;體溫傳感器3-4用于檢測人體的體溫， 并將檢測信號發(fā)送給監(jiān)護(hù)診斷控制裝置2。
具體實施方式
六參見圖3，本實施方式在具體實施方式
五的基礎(chǔ)上進(jìn)一 步限定了所述測重傳感器3-1有四個，每個測重傳感器3-1都通過外螺紋對應(yīng)設(shè) 置在睡眠椅主體1的一條椅腿1-5上。
本實施方式的體重測量3-1可采用CS-23型板式稱重傳感器，其電路結(jié)構(gòu) 如圖3所示傳感器把睡眠椅主體1的重力變化轉(zhuǎn)化為應(yīng)變電阻變化，在2.5V 精密電壓源不變的條件下，重力越大，應(yīng)變橋輸出的電壓越大，經(jīng)過比例放大 器放大輸出為電壓信號。通過有源低通和帶通濾波器把稱重信號分成體重信號 和人體活動信號。
具體實施方式
七參見圖4，本實施方式在具體實施方式
五的基礎(chǔ)上進(jìn)一 步限定了所述心電電極3-2有兩個，每個心電電極3-2都對應(yīng)設(shè)置在睡眠椅主體 l的一個扶手l-6上。 '
本實施方式的心電電極3-2的放大電路結(jié)構(gòu)如圖4所示由儀表放大器放大把心電微弱信號前置放大后，再經(jīng)過比例放大和低通濾波成為心電電壓信號。
具體實施方式
八參見圖2，本實施方式在具體實施方式
五的基礎(chǔ)上進(jìn)一
步限定了所述心肺音傳感器3-3由心音傳感器3-3-1和肺音傳感器3-3-2組成， 心音傳感器3-3-1設(shè)置在椅背1-3上的人體心臟的部位，肺音傳感器3-3-2設(shè)置 在椅背1-3上的人體肺臟的部位，心音傳感器3-3-1的心音信號輸出端和肺音傳 感器3-3-2的肺音信號輸出端都與微控制器2-l的心肺音信號輸入端相連接。
本實施方式的心音傳感器3-3-1和肺音傳感器3-3-2均采用普通電容式微音 器，并分別設(shè)置在椅背1-3上靠近人體心臟和肺臟的部位，用于檢測心肺音。
具體實施方式
九參見圖5，本實施方式在具體實施方式
五的基礎(chǔ)上進(jìn)一 步限定了所述體溫傳感器3-4有兩個，每個體溫傳感器3-4都對應(yīng)設(shè)置在睡眠椅 主體l的一個扶手l-6的上部。
本實施方式的體溫傳感器3-4采用Pt100軟襯底薄膜熱敏電阻，與使用者的 身體表面完全帖合，保證測量的可靠性。電路結(jié)構(gòu)采用如圖5所示的變換放大 電路，其中RT為PtlOO熱敏電阻，阻值隨體溫變化；精密電壓源為放大器兩個 輸入端同時提供2.5V電壓；放大器輸出與RT成正比，從而把體溫信號轉(zhuǎn)化為 電壓信號。
本發(fā)明的內(nèi)容不僅限于上述各具體實施方式
的內(nèi)容，其中一個或幾個具體 實施方式的組合同樣可以實現(xiàn)發(fā)明目的。
8
權(quán)利要求
1、一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅，其特征在于它包括以下單元睡眠椅主體(1)，用于承載人體并根據(jù)監(jiān)護(hù)診斷控制裝置(2)的控制信號為人體提供催眠、喚醒或睡眠狀態(tài)調(diào)整模式；監(jiān)護(hù)診斷控制裝置(2)，用于根據(jù)來自睡眠狀態(tài)傳感裝置(3)的睡眠狀態(tài)信號調(diào)整睡眠椅主體(1)的工作狀態(tài)，并將睡眠狀態(tài)傳感裝置(3)采集的睡眠狀態(tài)信息存儲以供調(diào)用；睡眠狀態(tài)傳感裝置(3)，用于將采集的睡眠狀態(tài)信號發(fā)送給監(jiān)護(hù)診斷控制裝置(2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅，其特征 在于所述睡眠椅主體(l)包括聲音播放裝置(l-l)，聲音播放裝置(l-l)設(shè)置在椅背 (l-3)上部的靠枕(l-3-l)的內(nèi)部，聲音播放裝置(l-l)的音頻數(shù)據(jù)輸入端與監(jiān)護(hù)診 斷控制裝置(2)的音頻數(shù)據(jù)輸出端相連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅，其特征 在于所述睡眠椅主體(l)中的傾角調(diào)整機(jī)構(gòu)由螺桿轉(zhuǎn)動伸縮軸套(l-2)、扶手(l-6)、 踏板柱(l-8)、椅背柱(1-9)和輔助桿(1-10)組成，椅背柱(l-9)設(shè)置在椅背(l-3)上， 扶手(l-6)的第一端活動連接在椅背柱(l-9)的中部，扶手(l-6)的第二端與輔助桿 (l-10)的第一端轉(zhuǎn)動連接，輔助桿(l-10)的第二端與踏板柱(l-8)臨近第一端端部 的桿身轉(zhuǎn)動連接，踏板柱(l-8)的第二端和螺桿轉(zhuǎn)動伸縮軸套(l-2)的第一端都轉(zhuǎn) 動連接在椅背柱(l-9)的下部，螺桿轉(zhuǎn)動伸縮軸套(l-2)的第二端轉(zhuǎn)動連接在輔助 桿(1-10)上，輔助桿(l-10)的中部和椅背柱(l-9)的中部分別與椅座(l-4)前后端轉(zhuǎn) 動連接并保證輔助桿(I-IO)、椅背柱(l-9)、扶手(l-6)和踏板柱(l-8)在四個轉(zhuǎn)動軸 內(nèi)形成平行四邊形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅，其特征 在于所述監(jiān)護(hù)診斷控制裝置(2)包括微控制器(2-l)、數(shù)據(jù)存儲器(2-2)和語音芯片 (2-3)，微控制器(2-l)的睡眠狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入端與睡眠狀態(tài)傳感裝置(3)的睡眠狀態(tài) 數(shù)據(jù)輸出端相連接，微控制器(2-l)的數(shù)據(jù)輸入輸出端與數(shù)據(jù)存儲器(2-2)的數(shù)據(jù) 輸入輸出端相連接，微控制器(2-l)通過語音芯片(2-3)音頻數(shù)據(jù)輸出端與聲音播 放裝置(1 -1)的音頻數(shù)據(jù)輸入端相連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅，其特征 在于所述睡眠狀態(tài)傳感裝置(3)包括一個或多個測重傳感器(3-l)、 一個或多個心 電電極(3-2)、心肺音傳感器(3-3)和一個或多個體溫傳感器(3-4)，每個測重傳感 器(3-l)的壓力信號輸出端都與微控制器(2-l)的壓力信號輸入端相連接，每個心 電電極(3-2)都與微控制器(2-l)的心電信號輸入端相連接，心肺音傳感器(3-3)的 心肺音信號輸出端與微控制器(2-l)的心肺音信號輸入端相連接，每個體溫傳感 器(3-4)的溫度信號輸出端都與微控制器(2-l)的溫度信號輸入端相連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅，其特征 在于所述測重傳感器(3-l)有四個，每個測重傳感器(3-l)都通過外螺紋對應(yīng)設(shè)置 在睡眠椅主體(l)的一條椅腿(l-5)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅，其特征 在于所述心電電極(3-2)有兩個，每個心電電極(3-2)都對應(yīng)設(shè)置在睡眠椅主體(1) 的一個扶手(l-6)上。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅，其特征 在于所述心肺音傳感器(3-3)由心音傳感器(3-3-l)和肺音傳感器(3-3-2)組成，心音 傳感器(3-3-l)設(shè)置在椅背(l-3)上的人體心臟的部位，肺音傳感器(3-3-2)設(shè)置在椅 背(l-3)上的人體肺臟的部位，心音傳感器(3-3-l)的心音信號輸出端和肺音傳感 器(3-3-2)的肺音信號輸出端都與微控制器(2-l)的心肺音信號輸入端相連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅，其特征 在于所述體溫傳感器(3-4)有兩個，每個體溫傳感器(3-4)都對應(yīng)設(shè)置在睡眠椅主 體(l)的一個扶手(l-6)的上部。
全文摘要
一種用于監(jiān)測和改善睡眠狀態(tài)的睡眠椅，它涉及一種能夠監(jiān)測睡眠狀態(tài)和改善睡眠的臥具，以解決現(xiàn)有的睡眠監(jiān)護(hù)設(shè)備和改善睡眠的臥具存在的改善睡眠裝置功能單一、價格昂貴、體積大、不適合家庭使用以及監(jiān)護(hù)傳感器安裝復(fù)雜的問題。睡眠椅主體承載人體并根據(jù)監(jiān)護(hù)診斷控制裝置的控制信號為人體提供催眠、喚醒或睡眠狀態(tài)調(diào)整模式；監(jiān)護(hù)診斷控制裝置根據(jù)來自睡眠狀態(tài)傳感裝置的睡眠狀態(tài)信號調(diào)整睡眠椅主體的工作狀態(tài)，并將睡眠狀態(tài)傳感裝置采集的睡眠狀態(tài)信息存儲以供調(diào)用；睡眠狀態(tài)傳感裝置將采集的睡眠狀態(tài)信號發(fā)送給監(jiān)護(hù)診斷控制裝置。本發(fā)明能夠監(jiān)測和改善使用者的睡眠狀態(tài)，并具有易于安裝、成本較低的特點(diǎn)，不僅適合家庭應(yīng)用，而且可用于試驗研究。
文檔編號A61M21/00GK101439213SQ200810209808
公開日2009年5月27日 申請日期2008年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日
發(fā)明者張忠奎, 李滿天, 祝宇虹, 祝昊淼, 紀(jì)軍紅 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)