采集人体生理信号的垫子及系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型揭示了一种采集人体生理信号的垫子及系统，其中垫子包括：包括垫体，垫体内设置至少一条震动介质通道，且震动介质通道的至少一端端口延伸至垫体的侧边或垫体的外部；垫体侧边或垫体外部的震动介质通道端口处对应设置微动传感器，微动传感器采集震动介质通道端口处介质的震动数据，并将震动数据传送给一分析器，分析器根据微动传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号。本实用新型无需在垫体中设置传感器等电子器件，方便传统的垫体生产厂商进行加工生产，无需电器工程师等介入，降低生产难度，节约成本，提高生产效率，没有垫体后期维护的投入，而且人体的生理信号采集方便，只需要将微动传感器对应设置于震动介质通道的端口即可。
【专利说明】采集人体生理信号的垫子及系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及到生理信号采集领域，特别是涉及到一种采集人体生理信号的垫子及系统。
【背景技术】
[0002]现有技术中的人体生理信号采集，包括两种方式:一种方式为接触式，需要通过将信号电极与人体皮肤紧密接触，以采集肌肉产生的电信号进行处理，获取人体重要的生理信号，比如心跳、呼吸以及抽搐等生理信号；另一种方式为非接触式，通过在垫体等承载物中设置传感器，如设置压力传感器、压电薄膜传感器等，采集承载区的运动变化，然后通过相关的处理器对采集到的信号进行过滤等处理，得到人体的如心跳、呼吸以及抽搐等生理信号。
[0003]上述人体生理信号采集，接触式采集方式，在进行生理信号的采集过程中需要与人体皮肤紧密接触，在使用过程中将会给使用者带来诸多不便；同时，采集时需将信号电极黏贴于人体皮肤表面，可能由于每次黏贴的人体皮肤位置不同等原因形成不同的阻抗，从而导致采集的信号的强度(振幅)不稳定，使得可能无法准确采集到所需要的生理信号，比如心跳的强度信息等；非接触式采集，需要在垫体等承载物中埋设传感器，在使用的过程中，影响使用者的舒适度，更为重要的是，在生产垫体等承载物的过程中，需要电子工程师介入，需要在垫体中铺设电路等，生产效率低，后期需要专门的电工进行维护，维护麻烦。
实用新型内容
[0004]本实用新型的主要目的为提供一种无需在垫体中设置传感器采集人体生理信号的采集人体生理信号的垫子及系统。
[0005]为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例首先提出一种采集人体生理信号的垫子，包括垫体，该垫体内设置至少一条震动介质通道，且震动介质通道的至少一端端口延伸至垫体的侧边或垫体的外部；
[0006]所述垫体侧边或垫体外部的震动介质通道端口处对应设置微动传感器，通过微动传感器采集震动介质通道端口处介质的震动数据，并将震动数据传送给一分析器，再通过所述分析器根据微动传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号。
[0007]进一步地，所述震动介质通道的管壁为柔性管壁，当大于设定压力值的压力作用在震动介质通道上时，震动介质通道被压处闭合；当所述压力撤销或小于设定压力值时，震动介质通道导通。
[0008]进一步地，所述震动介质通道的两端口分别延伸至垫体的侧边或垫体的外部，通过两个微动传感器分别采集位于所述垫体侧边或垫体外部的震动介质通道端口处介质的震动数据。
[0009]进一步地，还包括鼓膜，该鼓膜安装于所述震动介质通道位于垫体侧边或垫体外部的端口上。
[0010]进一步地，所述震动介质通道包括气体通道、液体通道或凝胶通道。
[0011]进一步地，所述震动介质通道成波浪状或锯齿状设置于垫体上表面之下；或者，所述震动介质通道设置突出于垫体的上表面。
[0012]进一步地，所述震动介质通道沿垫体横向设置。
[0013]进一步地，所述微动传感器包括压电传感器、声波传感器、加速度传感器、光学位移传感器或电磁震动传感器。
[0014]本实用新型实施例还提供一种采集人体生理信号的系统，包括微动传感器、分析器和采集人体生理信号的垫子；
[0015]所述采集人体生理信号的垫子包括垫体，该垫体内设置至少一条震动介质通道，且震动介质通道的至少一端端口延伸至垫体的侧边或垫体的外部；
[0016]所述微动传感器对准所述震动介质通道的端口设置，所述微动传感器连接分析器；
[0017]所述微动传感器采集震动介质通道端口处介质的震动数据，并将震动数据传送给所述分析器，分析器根据微动传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号。
[0018]进一步地，所述震动介质通道的管壁为柔性管壁，当大于设定压力值的压力作用在震动介质通道上时，震动介质通道被压处闭合；当所述压力撤销或小于设定压力值时，震动介质通道导通。
[0019]进一步地，所述震动介质通道的两端口分别延伸至垫体的侧边或垫体的外部，通过两个微动传感器分别采集位于所述垫体侧边或垫体外部的震动介质通道端口处介质的震动数据。
[0020]进一步地，还包括鼓膜，该鼓膜安装于所述震动介质通道位于垫体侧边或垫体外部的端口上。
[0021]进一步地，所述震动介质通道包括气体通道、液体通道或凝胶通道。
[0022]进一步地，所述震动介质通道成波浪状或锯齿状设置于垫体上表面之下；或者，所述震动介质通道设置突出于垫体的上表面。
[0023]进一步地，所述震动介质通道沿垫体横向设置。
[0024]进一步地，所述微动传感器包括压电传感器、声波传感器、加速度传感器、光学位移传感器或电磁震动传感器。
[0025]本实用新型的采集人体生理信号垫子和系统，无需在垫体中设置传感器等电子器件，方便传统的垫体生产厂商进行加工生产，无需电器工程师等人力资源的介入，降低生产难度，节约人力成本，提高生产效率，没有后期维护的投入，而且人体的生理信号采集方便，只需要将微动传感器对应设置于震动介质通道的端口即可，方便用户使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本实用新型一实施例的采集人体生理信号的方法的流程框图；
[0027]图2是本实用新型另一实施例的采集人体生理信号的方法的流程框图；
[0028]图3是本实用新型一实施例的垫体的结构示意图；
[0029]图4是图3中垫体的剖面图；
[0030]图5是本实用新型一实施例的垫体中震动介质通道的布置结构示意图；
[0031]图6是本实用新型一实施例的垫体中震动介质通道的布置结构示意图；
[0032]图7是本实用新型一实施例的垫体的结构示意图；
[0033]图8是本实用新型一实施例的垫体上躺有两人的结构示意图；
[0034]图9是本实用新型一实施例的采集人体生理信号的系统的结构示意图。
[0035]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0036]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0037]参照图1，提出本实用新型一实施例中的一种采集人体生理信号的方法，包括步骤:
[0038]S1、在垫体内设置至少一条震动介质通道，且将震动介质通道的至少一端端口延伸至垫体的侧边或垫体的外部；
[0039]S2、通过微动传感器采集位于所述垫体侧边或垫体外部的震动介质通道端口处介质的震动数据；
[0040]S3、根据微动传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号。
[0041]上述步骤SI中，在垫体内设置至少一条震动介质通道，且将震动介质通道的至少一端端口延伸至垫体的侧边或垫体的外部，当人躺在垫体上并位于震动介质通道的上方时，人体产生的震动会通过垫体传动到震动介质通道，震动介质通道内的介质将接收到的震动以波的形式沿震动介质通道传播，最终传递到震动介质通道的端口。在本实施例中，震动介质通道包括通道内部为空气的空气通道、内部为液体的液体通道或内部为凝胶的凝胶通道等可传递声波的柔性介质通道。震动介质通道的至少一端端口设置于垫体的侧边或垫体的外部，可以是震动介质通道的两端端口分别设置于垫体的两侧边或垫体的外部，也可以是只有一端端口设置于垫体的一个侧边或外部，另一端埋设于垫体中，在实际应用过程中，根据垫体的使用情况，设计震动介质通道的长度，以防止震动介质通道埋设于垫体中的一端产生的反射震动波对实际测量的震动数据产生影响。本实施例中，震动介质通道的直径为10毫米到50毫米之间。
[0042]上述步骤S2中，通过微动传感器采集位于所述垫体侧边或垫体外部的震动介质通道端口处介质的震动数据。本实施例中，微动传感器与垫体分体设计，只有需要采集人体信号时，才会将微动传感器与垫体内设置的所述震动介质通道的端口对应设置，比如，震动介质通道的端口位于垫体的侧边，那么可以将微动传感器挂设在垫体的侧边对应震动介质通道的端口设置。垫体与微动传感器分体设计，在生产垫体时，无需电器工程师介入，降低生产难度，节约成本。在本实施例中，上述微动传感器可包括压电传感器、声波传感器、力口速度传感器、光学位移传感器或电磁震动传感器等。比如，当震动介质通道为空气通道时，可以通过声波传感器采集震动介质通道内的声波震动数据。该微动传感器可枢接(比如挂接、卡接或粘接等方式)于上述震动介质通道的端口，或另外独立于该垫体设置并连接于该端口，以获取震动数据。
[0043]上述步骤S3中，根据微动传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号，微动传感器采集的数据发送给分析器，分析器将震动信号进行放大、过滤以及模数转换的处理，最终得到人体的生理数据。该生理信号包括人体的心跳、呼吸、抽搐和辗转等信号。
[0044]参照图2，提出本实用新型另一实施例中的一种采集人体生理信号的方法，在上述步骤SI之后，还包括步骤:
[0045]S11、在震动介质通道位于垫体侧边或垫体外部的端口上安装鼓膜。
[0046]上述步骤Sll中，为了放大震动介质通道内的震动效果,可以在震动介质通道的端口上安装鼓膜。鼓膜的安装方式可以为，鼓膜安装在法兰盘上，通过法兰盘套接在震动介质通道的端口上。
[0047]当震动介质通道的端口设置鼓膜时，可以在鼓膜上设置加速度传感器，采集鼓膜的微小震动；或者，可以在鼓膜上设置电磁振动传感器，即一个线圈和一个永磁体，当鼓膜震动时，线圈和永磁体相对运动产生感应电动势；或者，可以正对鼓膜设置光学位移传感器，即光学位移传感器发射光束至鼓膜，然后接收鼓膜的反射光，根据反射光的情况，得到鼓膜的震动情况；或者，在鼓膜上设置压电传感器，鼓膜的震动直接作用压电传感器产生对应变化的电信号。
[0048]在本实用新型另一实施例中，上述垫体的材质可为海绵床垫、乳胶床垫等柔性床垫。当为海绵床垫时，在海绵床垫内沿海绵床垫横向(垂直于人体竖直躺卧方向)设置空气通道，空气通道的两个端口设置于海绵床垫横向的两个侧边，然后在空气通道的任意一个端口或者两个端口处对应设置声波传感器，然后将声波传感器与分析器连接。当人体躺在海绵床垫上时，人体的翻身、抽搐、心跳、呼吸等动作都会产生相应的震动，震动会被空气通道感知，并在空气通道内产生相应的空气波动，空气波动沿着空气通道向两侧传动至空气通道的端口，被空气通道端口处对应设置的声波传感器采集，声波传感器采集到的空气波动信号发送给分析器，分析器根据设定的电路和算法，将翻身产生的震动波等需要过滤掉的杂波过滤掉，得到人体的呼吸、心率等生理信号。为了得到更好的震动数据，人体在躺在海绵床垫上的时候，人体需压在空气通道上。从而，本实施例中将震动介质通道沿海绵床垫的横向设置，增大人体躺卧时压制与该震动介质通道的概率，具体设置位置可根据海绵床垫大小或者人体躺卧的习惯而定。
[0049]本实施例的采集人体生理信号的方法，无需在垫体中设置传感器等电子器件，方便传统的垫体生产厂商进行加工生产，无需电器工程师等介入，降低生产难度，节约成本，提高生产效率，没有后期维护的投入，而且人体的生理信号采集方便，只需要将微动传感器对应设置于震动介质通道的端口即可，方便用户使用。
[0050]在本实用新型另一实施例中，上述震动介质通道的管壁为柔性管壁，当大于设定压力值的压力作用在震动介质通道上时，震动介质通道被压处闭合，当该压力撤销或小于设定压力值时，震动介质通道导通。当人体压在震动介质通道上时，震动介质通道被压处会闭合，而人体离开后自动导通。从而，使得设置于震动介质通道一端口的微动传感器只可收集到往该端口方向传播的声波，不会有其它干扰，使收集的数据更准确。尤其当两端口都设置微动传感器时，不会相互干扰。
[0051]上述柔性管壁的设置，还使得同一张垫体可以同时采集两个躺在垫体上的人体的生理信号。比如，在一具体实施例中，垫体为海绵床垫，震动介质通道为空气通道，空气通道可以是软塑料管、软橡胶管、乳胶管等柔性管道材料，或者是海绵管(即直接在海绵垫体上挖出的通道)。空气通道的两个端口分别延伸至相对的海绵床垫的侧边，两个人躺在海绵床垫上，并压于空气通道上，当两个人体压在空气通道上时，空气通道被压处闭合。此时，空气通道被分成至少三段，即两人之间的空气通道为一段，对应两人外侧的空气通道为两段。由于两人之间的空气通道是一个封闭的通道(两人将海绵床垫被压处的空气通道压闭合)，所以两人身体产生的震动不会通过两人之间的空气通道传向另外一人的一侧，只会通过对应一侧的一段空气通道传播到本侧的空气通道端口。从而通过微动传感器采集到的震动信号，不会受到另一人的干扰，进而只需在空气通道的两端口分别设置微动传感器采集信号，并分别通过分析器进行数据分析，即可同时得到海绵床垫上的两个人的生理信号。相比于现有的生理信号采集方法，只能采集一个人的生理信号，本实用新型的采集人体生理信号的方法，可以同时采集两个人的生理信号，而且采集方法简单。
[0052]在本实用新型另一实施例中，如果在海绵床垫上只睡眠一个人，还可以通过两侧微动传感器采集的信号进行对比，通过判断相同或相似频率信号的强弱，判断出人体在海绵床垫上的睡眠区域等。
[0053]本实用新型另一实施例中，可将上述震动介质通道成波浪状或锯齿状的平行垫体上表面的设置于所述垫体内，这样可以使人体有更大面积压于震动介质通道上，使震动介质通道内接收到因人体而产生的震动幅度更大的震动波。
[0054]本实施例中，上述震动介质通道设置于垫体上表面之下，方便震动介质通道快速清晰的接收到压于震动介质通道上人体震动产生的震动波；在另一具体实施例中，上述震动介质通道支撑对应垫体的上表面突出于垫体的上表面，或者震动介质通道设置突出于垫体的上表面，方便震动介质通道采集人体的震动，而且采集到的震动幅度大，方便微动传感器清晰的采集到震动介质通道内的震动信号。
[0055]参照图3，本实用新型实施例中还提供一种采集人体30生理信号的垫子，包括垫体10，该垫体10内垂直垫体10厚度方向设置震动介质通道20，且震动介质通道20的至少一端端口延伸至垫体10的侧边或垫体10的外部，所述垫体10侧边或垫体10外部的震动介质通道20端口处对应设置微动传感器40，通过微动传感器40采集震动介质通道20端口处介质的震动数据，并将震动数据传送给一分析器50，再通过所述分析器50根据微动传感器40采集的震动数据解析出人体30的生理信号，该生理信号包括人体的心跳、呼吸、抽搐和辗转等信号；当人躺在垫体10上并位于震动介质通道20的上方时，人体30产生的震动会通过垫体10传动到震动介质通道20，震动介质通道20内的介质将接收到的震动以波的形式沿震动介质通道20传播，最终传递到震动介质通道20的端口，被对应设置的微动传感器40感知。
[0056]本实施例中，上述微动传感器40与垫体10分体设计，只有需要采集人体信号时，才会将微动传感器40与垫体10内设置的所述震动介质通道20的端口对应设置，比如，震动介质通道20的端口位于垫体10的侧边，那么可以将微动传感器40挂设在垫体的侧边对应震动介质通道10的端口设置。垫体10与微动传感器40分体设计，在生产垫体10时，无需电器工程师介入，降低生产难度，节约成本。上述微动传感器40可包括压电传感器、声波传感器、加速度传感器、光学位移传感器或电磁震动传感器等。比如，当震动介质通道为空气通道时，可以通过声波传感器采集震动介质通道内的声波震动数据。该微动传感器可枢接(比如挂接、卡接或粘接等方式)于上述震动介质通道的端口，或另外独立于该垫体设置并连接于该端口，以获取震动数据。根据微动传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号，微动传感器采集的数据发送给分析器50，分析器50将震动信号进行放大、过滤以及模数转换的处理，最终得到人体的生理数据。
[0057]在本实施例中，震动介质通道20包括通道内部为空气的空气通道、内部为液体的液体通道或内部为凝胶的凝胶通道。震动介质通道20的至少一端端口设置于垫体10的侧边或垫体10的外部，即震动介质通道20的两端端口可以分别设置于垫体10的两侧边或垫体10的外部，也可以是只有一端端口设置于垫体10的一个侧边或外部，另一端埋设于垫体10中，在实际应用过程中，根据垫体的使用情况，设计震动介质通道的长度，以防止震动介质通道埋设于垫体中的一端产生的反射震动波对实际测量的震动数据产生影响。本实施例中，震动介质通道的直径为10毫米到50毫米之间。
[0058]本实施例中，为了放大震动介质通道20内的震动效果,可以在震动介质通道20的端口上安装鼓膜21。鼓膜21的安装方式可以为，鼓膜21安装在法兰盘上，通过法兰盘套接在震动介质通道20的端口上。当震动介质通道的端口设置鼓膜时，可以在鼓膜上设置加速度传感器，采集鼓膜的微小震动；或者，可以在鼓膜上设置电磁振动传感器，即一个线圈和一个永磁体，当鼓膜震动时，线圈和永磁体相对运动产生感应电动势；或者，可以正对鼓膜设置光学位移传感器，即光学位移传感器发射光束至鼓膜，然后接收鼓膜的反射光，根据反射光的情况，得到鼓膜的震动情况；或者，在鼓膜上设置压电传感器，鼓膜的震动直接作用压电传感器产生对应变化的电信号。
[0059]参照图3和图4，在本实用新型另一具体实施例中，上述垫体10的可为海绵床垫、乳胶床垫等柔性床垫。当为海绵床垫时，在海绵床垫内沿海绵床垫横向(垂直于人体竖直躺卧方向)设置空气通道，空气通道的两个端口设置于海绵床垫的横向的两个侧边，然后在空气通道的任意一个端口或者两个端口处对应设置声波传感器，然后将声波传感器与分析器50连接。当人体30躺在海绵床垫上时，人体30的翻身、抽搐、心跳、呼吸等动作都会产生相应的震动，震动会被空气通道感知，并在空气通道内产生相应的空气波动，空气波动沿着空气通道向两侧传动至空气通道的端口，被空气通道端口处对应设置的声波传感器采集，声波传感器采集到的空气波动信号发送给分析器50，分析器50根据设定的电路和算法，将翻身产生的震动波等需要过滤掉的杂波过滤掉，得到人体30的呼吸、心率等生理信号。为了得到更好的震动数据，人体30在躺在海绵床垫上的时候，人体30压在空气通道上。从而，本实施例中将震动介质通道沿海绵床垫的横向设置，增大人体躺卧时压制与该震动介质通道的概率，具体设置位置可根据海绵床垫大小或者人体躺卧的习惯而定。
[0060]本实用新型实施例的采集人体30生理信号的垫子，无需在垫体10中设置传感器等电子器件，方便传统的垫体10生产厂商进行加工生产，无需电器工程师等介入，降低生产难度，节约成本，提高生产效率，没有后期维护的投入，而且人体30的生理信号采集方便，只需要将微动传感器40对应设置于震动介质通道20的端口即可，方便用户使用。
[0061]参照图7和图8，本实用新型另一实施例中，上述震动介质通道的管壁为柔性管壁，当大于设定压力值的压力作用在震动介质通道20上时，震动介质通道20被压处闭合，当所述压力撤销或小于设定压力值的压力时，震动介质通道20导通。当人体30压在震动介质通道20上时，震动介质通道20被压处会闭合，而人体30离开后自动导通。从而，使得设置于震动介质通道一端口的微动传感器只可收集到往该端口方向传播的声波，不会有其它干扰，使收集的数据更准确。尤其当两端口都设置微动传感器时，不会相互干扰。
[0062]上述柔性管壁的设置，还使得同一张垫体10可以同时采集两个躺在垫体10上的人体30的生理信号。比如，在一具体实施例中，垫体10为海绵床垫，震动介质通道20为空气通道，空气通道可以是软塑料管软橡胶管、乳胶管等柔性管道材料，或者是海绵管(即直接在海绵垫体上挖出的通道)。空气通道的两个端口分别延伸至相对的海绵床垫的侧边，两个人躺在海绵床垫上，并压于空气通道上，当两个人体30压在空气通道上时，空气通道被压处闭合，此时，空气通道被分成至少三段，即两人之间的空气通道为一段，对应两人外侧的空气通道为两段。由于两人之间的空气通道是一个封闭的通道(两人将海绵床垫被压处的空气通道压闭合)，所以两人身体产生的震动不会通过两人之间的空气通道传向另外一人的一侧，只会通过对应一侧的一段空气通道传播到本侧的空气通道端口。从而通过微动传感器40采集到的震动信号，不会受到另外一人的干扰，进而只需在空气通道的两端口分别设置微动传感器采集信号，并分别通过分析器50进行数据分析，即可同时得到海绵床垫上的两个人的生理信号。相比于现有的生理信号采集方法，只能采集一个人的生理信号，本实用新型的采集人体30生理信号的方法，可以同时采集两个人的生理信号，而且采集方法简单。
[0063]在本实用新型另一实施例中，如果在海绵床垫上只睡眠一个人，还可以通过两侧微动传感器40采集的信号进行对比，通过判断相同或相似频率信号的强弱，判断出人体30在海绵床垫上的睡眠区域等。
[0064]参照图5和图6，本实用新型实施例中，上述震动介质通道20成波浪状或锯齿状的平行垫体10上表面的设置于所述垫体10内。这样可以使人体30有更大面积压于震动介质通道20上，使震动介质通道20内接收到因人体30而产生的震动幅度更大的震动波。
[0065]本实用新型实施例中，上述震动介质通道20设置于垫体10上表面之下,方便震动介质通道快速清晰的接收到压于震动介质通道上人体震动产生的震动波；在另一具体实施例中，上述震动介质通道20支撑对应垫体10的上表面突出于垫体10的上表面，或者震动介质通道设置突出于垫体10的上表面，方便震动介质通道20采集人体30的震动，而且采集到的震动幅度大，方便微动传感器40清晰的采集到震动介质通道20内的震动信号。
[0066]参照图9，本实用新型实施例还提供一种采集人体30生理信号的系统，包括采集人体30生理信号的垫子、微动传感器40和分析器50 ;所述采集人体30生理信号的垫子包括垫体10，该垫体10内垂直垫体10厚度方向设置震动介质通道，且震动介质通道20的至少一端端口延伸至垫体10的侧边或垫体10的外部；所述微动传感器40对准所述震动介质通道20的端口设置，所述微动传感器40连接分析器50 ;所述微动传感器40器采集震动介质通道20端口处介质的震动数据，并将震动数据传送给所述分析器50，分析器50根据微动传感器40采集的震动数据解析出人体30的生理信号，该生理信号包括人体的心跳、呼吸、抽搐和辗转等信号。当人躺在垫体10上并位于震动介质通道20的上方时，人体30产生的震动会通过垫体10传动到震动介质通道20，震动介质通道20内的介质将接收到的震动以波的形式沿震动介质通道20传播，最终传递到震动介质通道20的端口，被对应设置的微动传感器40感知。
[0067]本实施例中，上述微动传感器40与垫体10分体设计，只有需要采集人体信号时，才会将微动传感器40与垫体10内设置的所述震动介质通道20的端口对应设置，比如，震动介质通道20的端口位于垫体10的侧边，那么可以将微动传感器40挂设在垫体的侧边对应震动介质通道10的端口设置。垫体10与微动传感器40分体设计，在生产垫体10时，无需电器工程师介入，降低生产难度，节约成本。上述微动传感器40可包括压电传感器、声波传感器、加速度传感器、光学位移传感器或电磁震动传感器等。比如，当震动介质通道为空气通道时，可以通过声波传感器采集震动介质通道内的声波震动数据。该微动传感器可枢接(比如挂接、卡接或粘接等方式)于上述震动介质通道的端口，或另外独立于该垫体设置并连接于该端口，以获取震动数据。根据微动传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号，微动传感器采集的数据发送给分析器50，分析器50将震动信号进行放大、过滤以及模数转换的处理，最终得到人体的生理数据。
[0068]在本实施例中，震动介质通道20包括通道内部为空气的空气通道、内部为液体的液体通道或内部为凝胶的凝胶通道。震动介质通道20的至少一端端口设置于垫体10的侧边或垫体10的外部，即震动介质通道20的两端端口可以分别设置于垫体10的两侧边或垫体10的外部，也可以是只有一端端口设置于垫体10的一个侧边或外部，另一端埋设于垫体10中，在实际应用过程中，根据垫体的使用情况，设计震动介质通道的长度，以防止震动介质通道埋设于垫体中的一端产生的反射震动波对实际测量的震动数据产生影响。本实施例中，震动介质通道的直径为10毫米到50毫米之间。
[0069]本实施例中，为了放大震动介质通道20内的震动效果,可以在震动介质通道20的端口上安装鼓膜21。鼓膜21的安装方式可以为，鼓膜21安装在法兰盘上，通过法兰盘套接在震动介质通道20的端口上。当震动介质通道的端口设置鼓膜时，可以在鼓膜上设置加速度传感器，采集鼓膜的微小震动；或者，可以在鼓膜上设置电磁振动传感器，即一个线圈和一个永磁体，当鼓膜震动时，线圈和永磁体相对运动产生感应电动势；或者，可以正对鼓膜设置光学位移传感器，即光学位移传感器发射光束至鼓膜，然后接收鼓膜的反射光，根据反射光的情况，得到鼓膜的震动情况；或者，在鼓膜上设置压电传感器，鼓膜的震动直接作用压电传感器产生对应变化的电信号。参照图2和图3，在本实用新型另一具体实施例中，上述垫体10的可为海绵床垫、乳胶床垫等柔性床垫。当为海绵床垫时，在海绵床垫内沿海绵床垫横向(垂直于人体竖直躺卧方向)设置空气通道，空气通道的两个端口设置于海绵床垫的横向的两个侧边，然后在空气通道的任意一个端口或者两个端口处对应设置声波传感器，然后将声波传感器与分析器50连接。当人体30躺在海绵床垫上时，人体30的翻身、抽搐、心跳、呼吸等动作都会产生相应的震动，震动会被空气通道感知，并在空气通道内产生相应的空气波动，空气波动沿着空气通道向两侧传动至空气通道的端口，被空气通道端口处对应设置的声波传感器采集，声波传感器采集到的空气波动信号发送给分析器50，分析器50根据设定的电路和算法，将翻身产生的震动波等需要过滤掉的杂波过滤掉，得到人体30的呼吸、心率等生理信号。为了得到更好的震动数据，人体30在躺在海绵床垫上的时候，人体30压在空气通道上。从而，本实施例中将震动介质通道沿海绵床垫的横向设置，增大人体躺卧时压制与该震动介质通道的概率，具体设置位置可根据海绵床垫大小或者人体躺卧的习惯而定。
[0070]本实用新型实施例的采集人体30生理信号的垫子，无需在垫体10中设置传感器等电子器件，方便传统的垫体10生产厂商进行加工生产，无需电器工程师等介入，降低生产难度，节约成本，提高生产效率，没有后期维护的投入，而且人体30的生理信号采集方便，只需要将微动传感器40对应设置于震动介质通道20的端口即可，方便用户使用。
[0071]参照图7和图8，本实用新型另一实施例中，上述震动介质通道的管壁为柔性管壁，当大于设定压力值的压力作用在震动介质通道20上时，震动介质通道20被压处闭合，当所述压力撤销或小于设定压力值的压力时，震动介质通道20导通。当人体30压在震动介质通道20上时，震动介质通道20被压处会闭合，而人体30离开后自动导通。从而，使得设置于震动介质通道一端口的微动传感器只可收集到往该端口方向传播的声波，不会有其它干扰，使收集的数据更准确。尤其当两端口都设置微动传感器时，不会相互干扰。
[0072]上述柔性管壁的设置，还使得同一张垫体10可以同时采集两个躺在垫体10上的人体30的生理信号。比如，在一具体实施例中，垫体10为海绵床垫，震动介质通道20为空气通道，空气通道可以是软塑料管软橡胶管、乳胶管等柔性管道材料，或者是海绵管(即直接在海绵垫体上挖出的通道)。空气通道的两个端口分别延伸至相对的海绵床垫的侧边，两个人躺在海绵床垫上，并压于空气通道上，当两个人体30压在空气通道上时，空气通道被压处闭合，此时，空气通道被分成至少三段，即两人之间的空气通道为一段，对应两人外侧的空气通道为两段。由于两人之间的空气通道是一个封闭的通道(两人将海绵床垫被压处的空气通道压闭合)，所以两人身体产生的震动不会通过两人之间的空气通道传向另外一人的一侧，只会通过对应一侧的一段空气通道传播到本侧的空气通道端口。从而通过微动传感器40采集到的震动信号，不会受到另外一人的干扰，进而只需在空气通道的两端口分别设置微动传感器采集信号，并分别通过分析器50进行数据分析，即可同时得到海绵床垫上的两个人的生理信号。相比于现有的生理信号采集方法，只能采集一个人的生理信号，本实用新型的采集人体30生理信号的方法，可以同时采集两个人的生理信号，而且采集方法简单。
[0073]在本实用新型另一实施例中，如果在海绵床垫上只睡眠一个人，还可以通过两侧微动传感器40采集的信号进行对比，通过判断相同或相似频率信号的强弱，判断出人体30在海绵床垫上的睡眠区域等。
[0074]参照图5和图6，本实用新型实施例中，上述震动介质通道20成波浪状或锯齿状的平行垫体10上表面的设置于所述垫体10内。这样可以使人体30有更大面积压于震动介质通道20上，使震动介质通道20内接收到因人体30而产生的震动幅度更大的震动波。
[0075]本实用新型实施例中，上述震动介质通道20设置于垫体10上表面之下,方便震动介质通道快速清晰的接收到压于震动介质通道上人体震动产生的震动波；在另一具体实施例中，上述震动介质通道20支撑对应垫体10的上表面突出于垫体10的上表面，或者震动介质通道设置突出于垫体10的上表面，方便震动介质通道20采集人体30的震动，而且采集到的震动幅度大，方便微动传感器40清晰的采集到震动介质通道20内的震动信号。
[0076]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种采集人体生理信号的垫子，其特征在于，包括垫体，该垫体内设置至少一条震动介质通道，且震动介质通道的至少一端端口延伸至垫体的侧边或垫体的外部； 所述垫体侧边或垫体外部的震动介质通道端口处对应设置微动传感器，通过微动传感器采集震动介质通道端口处介质的震动数据，并将震动数据传送给一分析器，再通过所述分析器根据微动传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号。
2.根据权利要求1所述的采集人体生理信号的垫子，其特征在于，所述震动介质通道的管壁为柔性管壁。
3.根据权利要求1所述的采集人体生理信号的垫子，其特征在于，所述震动介质通道的两端口分别延伸至垫体的侧边或垫体的外部。
4.根据权利要求1所述的采集人体生理信号的垫子，其特征在于，还包括鼓膜，该鼓膜安装于所述震动介质通道位于垫体侧边或垫体外部的端口上。
5.根据权利要求1所述的采集人体生理信号的垫子，其特征在于，所述震动介质通道包括气体通道、液体通道或凝胶通道。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的采集人体生理信号的垫子，其特征在于，所述震动介质通道成波浪状或锯齿状设置于垫体上表面之下；或者，所述震动介质通道设置突出于垫体的上表面。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的采集人体生理信号的垫子，其特征在于，所述震动介质通道沿垫体横向设置。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的采集人体生理信号的垫子，其特征在于，所述微动传感器包括压电传感器、声波传感器、加速度传感器、光学位移传感器或电磁震动传感器。
9.一种采集人体生理信号的系统，其特征在于，包括微动传感器、分析器和采集人体生理信号的垫子； 所述采集人体生理信号的垫子包括垫体，该垫体内设置至少一条震动介质通道，且震动介质通道的至少一端端口延伸至垫体的侧边或垫体的外部； 所述微动传感器对准所述震动介质通道的端口设置，所述微动传感器连接分析器； 所述微动传感器采集震动介质通道端口处介质的震动数据，并将震动数据传送给所述分析器，分析器根据微动传感器采集的震动数据解析出人体的生理信号。
10.根据权利要求9所述的采集人体生理信号的系统，其特征在于，所述采集人体生理信号的垫子如权利要求要求2-8中任一项所述的采集人体生理信号的垫子。
【文档编号】A61B5/0205GK204218446SQ201420513557
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】杨松, 白岩 申请人:杨松