一種基于三層組合的無干擾睡姿識別的健康分區(qū)床墊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種健康分區(qū)床墊，特別是可以在無干擾睡眠的前提下識別睡姿，診 斷睡姿偏好，并根據(jù)人體體型和睡姿偏好定量化地選擇脊柱支撐條件，維護脊柱健康，達(dá)到 舒適睡眠效果的床墊。
【背景技術(shù)】
[0002] 人的一生當(dāng)中有近三分之一的時間是在睡眠中度過的，睡眠是人體健康和精力恢 復(fù)的保障。睡眠質(zhì)量對人的社會交往、情緒、生活質(zhì)量、工作效率等都有重要的影響。隨著 人們生活節(jié)奏的加快和生活方式的改變，睡眠質(zhì)量下降已成為了一個普遍存在的社會現(xiàn)象 和工業(yè)經(jīng)濟社會亟待解決的問題。床墊常被認(rèn)為是影響睡眠質(zhì)量的重要的外部因素，睡眠 過程中，床墊持續(xù)與人體相接觸，支撐人體，使人體肌肉放松和椎間盤獲得恢復(fù)。比較理想 的床墊支撐條件是使用者的睡姿脊柱處于自然彎曲的狀態(tài)。正是基于這一點，目前許多先 進(jìn)的床墊設(shè)計為"分區(qū)式"，即通過床墊肩部、腰部、臀部等區(qū)域硬度特征的設(shè)計，響應(yīng)不同 體型的人對脊柱支撐條件的不同需求。但事實上，大量的實驗研宄表明這種床墊并沒達(dá)到 明顯提高睡眠質(zhì)量的目的，這主要是因為這種床墊只能滿足人體的某種特定睡姿，而健康 睡眠需要每晚進(jìn)行各種各樣的動作行為和姿勢調(diào)節(jié)，以避免局部肌肉、軟組織持續(xù)受壓。睡 姿不同，脊柱形態(tài)就不同，對床墊支撐條件的需求也不同，實驗研宄表明，不同體型、性別、 年齡的人群有不同的睡姿偏好，且整晚某一種睡姿（如仰臥、側(cè)臥、俯臥等）時間占總睡眠 時間的百分比與入眠時睡姿并沒有直接的相關(guān)性。因此，真正能夠保證睡眠者的脊柱得到 有效理想支撐的前提是科學(xué)、無干擾地獲得睡眠者的睡姿，確定睡姿偏好。目前睡姿識別主 要有體動記錄圖分析法和攝像法兩種。其中體動記錄圖分析法是一種測試具體人體肢體動 作的較好的方法，但這種方法只能輔助判斷睡姿，同時為了獲得全面的睡眠動作行為和較 為準(zhǔn)備的睡姿，需要給人體肢體部位的多處佩戴體動記錄裝置，因此，對睡眠產(chǎn)生一定程度 的影響。攝像法雖然可以在不干擾睡眠的前提下測試睡姿，但這種方法不夠尊重受試者的 隱私，同時，也無法精確測試被褥掩蓋下的動作行為和睡姿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于三層組合的無干擾睡姿識別的健康分區(qū)床墊，該 床墊可以監(jiān)測睡姿等睡眠行為，還可以根據(jù)人體體型特征和睡姿偏好選擇、優(yōu)化脊柱支撐 條件。
[0004] 本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下方案：
[0005] -種基于三層組合的無干擾睡姿識別的健康分區(qū)床墊，其結(jié)構(gòu)特點在于，由上、 中、下三層床墊組合而成，所述上層床墊的上表層面料復(fù)合層內(nèi)固定有呈網(wǎng)狀矩陣分布的 位移傳感器，所述位移傳感器與信息采集器相連，通過信息采集器將采集的人-床界面壓 陷量矩陣信息傳輸給數(shù)據(jù)處理器，從而獲得人-床界面壓陷形狀，并根據(jù)人-床界面壓陷 形狀的識別和連續(xù)記錄、分析，診斷睡姿偏好；所述中層床墊為脊柱支撐層，由頭部區(qū)域、肩 部區(qū)域、腰部區(qū)域、臀部區(qū)域和腿部區(qū)域五個模塊單體組成；所述底層床墊為整體床墊的基 層，提供穩(wěn)定的床墊支撐并起到緩沖壓力的作用。
[0006] 本發(fā)明健康分區(qū)床墊，其結(jié)構(gòu)特點還在于：
[0007] 所述健康分區(qū)床墊為雙人床墊時，所述數(shù)據(jù)處理器采用左右兩個分別控制的 人-床界面壓陷形狀的采集和分析系統(tǒng)，分別用于夫妻雙方睡姿識別和睡姿信息的記錄； 所述中層床墊的頭部區(qū)域、肩部區(qū)域、腰部區(qū)域、臀部區(qū)域均由左右對稱的兩個區(qū)域功能模 塊單體組成，所述腿部區(qū)域為左右共用的一個區(qū)域功能模塊單體。
[0008] 所述上層床墊包括芯層和包覆芯層的面料復(fù)合層，所述芯層由泡沫海綿或乳膠 海綿或馬毛墊或羽絨填充材料的一種或幾種組合制備而成；所述上層床墊的面料復(fù)合層 由面料、硬質(zhì)海綿、海綿、無紡布絎縫而成；所述上層床墊的硬度有5個規(guī)格等級，分別為： 10mm-15mm、15mm-20mm、20mm-25mm、25mm-30mm〇
[0009] 所述中層床墊每個模塊單體由芯層和包覆芯層的面料復(fù)合層組成，所述芯層由 泡沫海綿或乳膠海綿或彈簧或植物纖維墊組成，所述面料復(fù)合層由面料、硬質(zhì)海綿、海綿、 無紡布絎縫而成；所述中層床墊中相同規(guī)格尺寸的模塊單體分別有10個硬度等級，可供 不同體型和性別的使用者選擇并組合以保證脊柱處于自然彎曲的狀態(tài)，所述硬度等級分 另U為：50mm-60mm、55mm-60mm、60mm-65mm、65mm_7 0mm、7Omm-7 5mm、7 5mm-80mm、80mm-85mm、 85mm-90mm、90mm-95mm、95mm-100mm;所述中層床墊的區(qū)域功能模塊單體周邊上設(shè)置有用于 模塊單體相互拼接后起固定作用的粘扣帶。
[0010] 所述下層床墊由芯層和包覆芯層的面料復(fù)合層組成；所述下層床墊的芯層由彈 簧或植物纖維墊組成，所述面料復(fù)合層由面料、硬質(zhì)海綿、海綿、無紡布絎縫而成；所述 下層床墊的硬度有5個等級，可供不同體型和性別的使用者選擇，所述硬度等級分別為： 1Omm-15mm.15mm-20mm、20mm-25mm、25mm-30mm〇
[0011] 所述上、中、下三層床墊的四面圍邊上設(shè)置有粘扣帶，用于固定疊放的三層床墊結(jié) 構(gòu)。
[0012] 一種基于如上所述床墊的人-床界面壓陷形狀的采集和分析方法，包括人-床界 面壓陷形狀采集模塊、睡姿識別和記錄模塊、睡眠質(zhì)量和睡眠健康分析模塊，其特點在于： 所述人-床界面壓陷形狀由位于上層床墊的上表層面料復(fù)合層內(nèi)固定的呈網(wǎng)狀矩陣分布 的位移傳感器采集，并通過采集卡傳輸給數(shù)據(jù)處理器；所述數(shù)據(jù)處理器采用支持向量機分 類器對睡姿進(jìn)行分類與識別，方法如下：
[0013] ①首先提取受試者的人-床界面壓陷形狀；
[0014] ②然后計算人-床界面壓陷量矩陣的肩臀比R#、膝臀比Rxt、總壓陷量T、小腿壓陷 量Tt、側(cè)向不對稱系數(shù)C、側(cè)向不對稱壓陷量TcA項指標(biāo)，其中肩臀比R#為肩部區(qū)域總壓陷 量與臀部區(qū)域總壓陷量之比；膝臀比Rxt為膝部區(qū)域總壓陷量與臀部區(qū)域總壓陷量之比；總 壓陷量T即整個床墊表面的總壓陷量；腿部壓陷量Tt是小腿區(qū)域總壓陷量；側(cè)向不對稱系 數(shù)C為肩部、腰部、臀部壓陷對稱中心曲線CL至該曲線起止點連線距離的平均值，側(cè)向不對 稱壓陷量Tc為肩部、腰部、臀部壓陷對稱中心曲線CL兩側(cè)壓陷總量之差的絕對值，公式分 別為：
【主權(quán)項】
1. 一種基于三層組合的無干擾睡姿識別的健康分區(qū)床墊，其特征在于，由上、中、下三 層床墊組合而成，所述上層床墊的上表層面料復(fù)合層內(nèi)固定有呈網(wǎng)狀矩陣分布的位移傳感 器，所述位移傳感器與信息采集器相連，通過信息采集器將采集的人-床界面壓陷量矩陣 信息傳輸給數(shù)據(jù)處理器，從而獲得人-床界面壓陷形狀，并根據(jù)人-床界面壓陷形狀的識別 和連續(xù)記錄、分析，診斷睡姿偏好；所述中層床墊為脊柱支撐層，由頭部區(qū)域、肩部區(qū)域、腰 部區(qū)域、臀部區(qū)域和腿部區(qū)域五個模塊單體組成；所述底層床墊為整體床墊的基層，提供穩(wěn) 定的床墊支撐并起到緩沖壓力的作用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三層組合的無干擾睡姿識別的健康分區(qū)床墊，其 特征在于，所述健康分區(qū)床墊為雙人床墊時，所述數(shù)據(jù)處理器采用左右兩個分別控制的 人-床界面壓陷形狀的采集和分析系統(tǒng)，分別用于夫妻雙方睡姿識別和睡姿信息的記錄； 所述中層床墊的頭部區(qū)域、肩部區(qū)域、腰部區(qū)域、臀部區(qū)域均由左右對稱的兩個區(qū)域功能模 塊單體組成，所述腿部區(qū)域為左右共用的一個區(qū)域功能模塊單體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于三層組合的無干擾睡姿識別的健康分區(qū)床墊，其 特征在于，所述上層床墊包括芯層和包覆芯層的面料復(fù)合層，所述芯層由泡沫海綿或乳膠 海綿或馬毛墊或羽絨填充材料的一種或幾種組合制備而成；所述上層床墊的面料復(fù)合層 由面料、硬質(zhì)海綿、海綿、無紡布絎縫而成；所述上層床墊的硬度有5個規(guī)格等級，分別為： 10mm-15mm、15mm-20mm、20mm-25mm、25mm-30mm 〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的所述一種基于三層組合的無干擾睡姿識別的健康分區(qū) 床墊，其特征在于，所述中層床墊每個模塊單體由芯層和包覆芯層的面料復(fù)合層組成，所述 芯層由泡沫海綿或乳膠海綿或彈簧或植物纖維墊組成，所述面料復(fù)合層由面料、硬質(zhì)海綿、 海綿、無紡布絎縫而成；所述中層床墊中相同規(guī)格尺寸的模塊單體分別有10個硬度等級， 可供不同體型和性別的使用者選擇并組合以保證脊柱處于自然彎曲的狀態(tài)，所述硬度等級 分另ll為：50mm~60mni.55nini-60nini.60nini-65nini.65nini-70nini.70nini-75nini.75nini-8