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申请/专利权人：河北工业大学

摘要：本发明为基于自适应调节防打鼾防落枕的智能枕头及其使用方法，该枕头包括智能枕头主体部分、柔性压力传感器枕巾、驱动控制系统以及配套手机端app；所述驱动控制系统包括第一控制板、第二控制板、多个电磁阀，第二控制板连接鼾声采集装置；智能枕头主体部分包括枕头外壳，其内包括颈部区域、头部区域及功能装置区，头部区域设置由多个三角形状气囊构成的长方体状头部大气囊，每个三角形底边的尺寸不大于人脑最大直径的一半；颈部区域设置由多个矩形状气囊构成的长条状颈部大气囊，在所有气囊为未充气状态下符合人体头颈生理曲线。该枕头能根据打鼾状况调整头部下方枕内气囊的高低，同时能调整颈部气囊的高低，实现防打鼾防落枕的目的。

主权项：1.一种基于自适应调节防打鼾防落枕的智能枕头，该枕头包括智能枕头主体部分、柔性压力传感器枕巾、驱动控制系统以及配套手机端app；其特征在于，所述驱动控制系统包括第一控制板、第二控制板、多个电磁阀、预留管路、气泵及电源，第一控制板与气泵及各个电磁阀连接，电源用于气泵及第一控制板和第二控制板供电；第一控制板和第二控制板相互通信，同时第一控制板通过Wi-Fi模块与配套手机端app通信；第二控制板连接鼾声采集装置；所述智能枕头主体部分包括枕头外壳、安装在枕头内部的多个活动气囊，枕头外壳大体形状呈S形，在所有气囊为未充气状态下符合人体头颈生理曲线；枕头外壳内包括颈部区域、头部区域及功能装置区，颈部区域位于枕头的下部区域，头部区域位于枕头的中部区域，功能装置区位于枕头的上部区域，头部区域设置由多个三角形状气囊构成的长方体状头部大气囊，每个三角形底边的尺寸不大于人脑最大直径的一半；颈部区域设置由多个矩形状气囊构成的长条状颈部大气囊；功能装置区内开有用于容纳相关设备的通道，通道外由侧壁通道挡板封闭，其中气泵、电源、电磁阀、预留管路、第一控制板均位于功能装置区，三角形状气囊位于头部区域，矩形状气囊、鼾声采集装置和第二控制板位于颈部区域；每个三角形状气囊均相应连接一对串联的电磁阀，每个矩形状气囊均相应连接一对串联的电磁阀；第一控制板的动作信号通过串口驱动电磁阀进行相位变换，实现相应气囊的充放气；所述柔性压力传感器枕巾铺满整个枕头上方，由横向导电布与纵向导电布交叉而成，每个重叠部分为一个电容单元，柔性压力传感器枕巾有两个接口，一个连接到枕头功能装置区的第一控制板，另一个连接到颈部区域的第二控制板；第一控制板用于收集压力信号、控制各个电磁阀以及搭载Wi-Fi模块将信息传递到手机上，第二控制板用于释放激励信号并搭载鼾声采集装置来采集鼾声；智能枕头的工作方法的步骤是：第一步、状态判断：由于平板电容原理，头部压迫柔性压力传感器枕巾的位置处电容信号改变，通过第二控制板释放激励信号，将激励后的电容信号传递给第一控制板，由此采集到头部及颈部位置信息及压力大小，在正常运行下，预先设定卧躺时最低头部压力阈值及最低颈部压力阈值和卧躺时头部及颈部有效面积阈值，若采集到的压力数据不大于卧躺时最低头部压力阈值或最低颈部压力阈值，或者压力传感器处于最低压力10％的面积小于卧躺时头部及颈部有效面积阈值，记为状态1，此时数据采集模式以低频低耗模式进行数据收集，实现无人使用或有人但非使用状态时低耗休眠状态；否则采集到的压力数据大于卧躺最低头部压力阈值及最低颈部压力阈值，同时压力传感器处于最低压力10％的面积不小于卧躺头部及颈部有效面积阈值，即可判定使用者头部已卧躺于枕头上，记为状态2，数据采集模式调节为正常使用模式；第二步、睡姿检测、调整头部及颈部区域：在状态2下，时刻检测使用者的压强变动幅度，若压强在10s内变动幅度不大于30％，则将当前压力分布状态设为正常使用状态；再在此正常卧躺状态下，采集柔性压力传感器枕巾上的横纵单元上不同的压力值，对压力值进行卡尔曼滤波处理，定位出使用者头部及颈部位置，提取出头部及颈部处的压力数据和有效面积数据；以颈部区域的沿颈部方向的面积平分线作为划分线，将头部面积分为area1与area2,其中area1area2；若area2area140％，且头部压力大于设定的睡姿阈值，则判定为侧卧状态；若area2area1≥40％，或头部压力小于设定的睡姿阈值，则判定为仰卧状态；依据睡姿状态是仰卧状态还是侧卧状态，将相应的预设的颈部仰卧压力阈值或颈部侧卧压力阈值赋值给标准颈部压力阈值；在正常使用状态下，将颈部位置当前压力值与通过睡姿状态确定的标准颈部压力阈值进行对比，若相似度低于80％，则通过第一控制板控制电磁阀进行相应矩形状气囊的充放气控制，直至相似度高于80％，以此保持颈部压力稳定，防止落枕发生；同时通过第二控制板中加载的鼾声分类检测程序，对周围环境的声音进行分析判断使用者是否打鼾，在判断是的情况下，依据压力分布中头部区域的位置情况，通过第一控制板对相应电磁阀进行相位转换来控制使用者头部下方的三角形状气囊的充放气情况，使得使用者头部倾斜角度来改善打鼾现象。

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