一种眼罩式适时监控调节系统的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种通过调节面部氧碳浓度、温湿度等环境因素来改善调节人体睡眠状态的眼罩式适时监控调节系统。

背景技术：

睡眠是维持人体正常机能的重要生理行为。当代社会随着生活节奏的加快和生活压力的增大，睡眠质量不佳的问题给人们的生活带来诸多的困扰。睡眠问题给人们带来的问题包括但不限于各类心理与生理健康问题，其不仅影响人们日常的工作和生活，严重者甚至危及生命。

改善睡眠质量的传统治疗方式包括药物和心理干预，以及综合疗程等等。上述治疗方式一方面还需要消耗大量的时间、精力与财力，并非人人能够或愿意承受，另一方面国人对精神类疾病普遍重视程度不足，对其进行正规治疗在心理上不易接受。另外药物(普遍使用精神类药物)治疗本身存在一系列毒副作用，而心理干预的效果个体差异性较大，治疗效果不稳定。

针对这种状况，市场上出现了各类用于改善室内睡眠环境的机器设备。根据医学常识：二氧化碳在安全浓度内提高，具有一定的助眠作用，但是会影响睡眠质量；氧气的浓度与一般室外持平或略微提高，有助于入眠后的睡眠质量提升，但其在入眠前能够提高人体兴奋度，使得人体长时间保持清醒状态，不利于入眠过程。现有用于改善室内睡眠环境的机器设备，结构多为简单的新风设备或者制氧机器，在应用于整体提升睡眠质量方面，其所发挥的作用和达到的效果均不理想。

同时，现在的改善室内睡眠环境的机器设备只能改善一个室内的整体环境，不适用于医院病房，多人宿舍等多人睡眠时间不一导致开关灯时间需求不一以及吵杂的环境。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有用于改善室内睡眠环境的机器设备在整体提升睡眠质量上作用效果不佳的缺陷，提供一种针对睡眠过程中“入眠”、“深度睡眠与浅度睡眠”、“唤醒”等各区段，通过调节改变鼻部呼吸气体的氧碳浓度、温湿度等环境因素的方式，从睡眠全过程来整体提升睡眠质量的眼罩式适时监控调节系统；解决了现在的改善室内睡眠环境的机器设备只能改善一个室内的整体环境，不适用于医院病房，多人宿舍等多人睡眠时间不一导致开关灯时间需求不一以及吵杂的环境的问题。

一种眼罩式适时监控调节系统，其特征是：包括眼罩，所述眼罩覆盖人脸的眼部，所述眼罩设置有气体接口，气体通过气体接口，所述气体用于调节眼部的温度和湿度以及供人体呼吸。

进一步的，所述眼罩包括结构层、接触层和遮光层，所述结构层内侧与接触层可拆卸连接，所述结构层外侧与遮光层可拆卸连接；

所述结构层包括内侧骨架、外侧骨架和支架，所述支架位于内侧骨架和外侧骨架之间，所述支架两端分别与内侧骨架和外侧骨架固定连接；所述结构层为塑料制成；

所述接触层与人脸接触，所述接触层为丝质材料制成；

所述遮光层用于遮挡光线和透气，所述遮光层的材质为棉麻、绒布、纱质、涤纶或者混搭混纺。

进一步的，所述内侧骨架和外侧骨架之间设置有连接管和温控管，所述气体接口与连接管相连通，所述连接管与呼吸管相连通，所述呼吸管位于眼罩外部且位于鼻部下方，所述呼吸管开设有呼吸通孔，所述呼吸管与温控管相连通，所述温控管开设有多个温控通孔；

所述结构层安装有压感传感器、震动传感器和温湿度传感器以及为压感传感器、震动传感器和温湿度传感器提供无线连接的无线连接控制系统；

所述压感传感器与眼部接触；

所述眼罩内部的两侧设置有用于阻挡噪音的阻挡件，所述阻挡件与人脸的耳部接触，所述阻挡件为全封闭式耳套或嵌入式耳塞。

进一步的，还包括传感器系统、出气系统、空气系统、排风扇、温湿度系统、中控系统、电源单元和密封气体储存空间，所述传感器系统与中控系统的输入端相连接，所述出气系统、排风扇、空气系统、温湿度系统和密封气体储存空间与中控系统的输出端相连接，所述排风扇与所述出气系统通过管道连接，所述电源单元为中控系统供电，其中，所述中控系统，用于接收所述传感器系统采集的睡眠环境的氧碳浓度、温湿度、震动信号，并根据感应信号向出气系统、空气系统、温湿度系统发送控制信号；所述出气系统，用于根据中控系统发出的控制信号向密封气体储存空间供应氧气、二氧化碳；所述空气系统可以采用具有除尘净化功能的新风机、气泵或进气风扇，用于根据中控系统发出的控制信号进行向密封气体储存空间提供空气；所述温湿度系统为能够红外遥控系统遥控的具备改变温湿度功能的空调或冷暖机，用于根据中控系统发出的控制信号调节输出的温湿度进而调整眼罩内的温湿度。

进一步的，所述眼罩式适时监控调节系统还包括香薰系统，所述香薰系统向排风扇供应助眠香薰和提神香薰气体；所述香薰系统与中控系统的输出端相连接。

进一步的，所述眼罩式适时监控调节系统还包括数据单元，所述数据单元用于记录传感器系统向中控系统传输的数据，并连接云端数据库实现数据互传。

进一步的，所述眼罩式适时监控调节系统还包括声音系统，所述声音系统用于向睡眠环境播放助眠音乐，以及闹钟功能类似的唤醒。

具体的，所述中控系统包括用于将传感器系统采集的模拟信号转换为数字信号的模拟量模块及辅助元器件，用于根据传感器系统输入并经模拟量模块转化的数字信号向出气系统、排风扇、空气系统、温湿度系统输出控制信号的处理器，用于显示环境数据和手动输入控制信号的触摸显示屏；所述处理器为具备pid计算功能的plc可编程控制器或者单片机；所述传感器系统包括氧气传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器、压感传感器、震动传感器；所述出气系统包括分别用于制造或储存氧气、二氧化碳的氧气系统、二氧化碳系统，用于控制氧气、二氧化碳向排风扇供入的精密电磁阀；所述氧气传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器、压感传感器、震动传感器经模拟量模块与处理器的输入端相连接，所述精密电磁阀与处理器的输出端相连接，所述氧气系统和二氧化碳系统通过精密气密性气管与密封气体储存空间相连接。应用时，氧气系统内的氧气浓度需控制在50％左右，以避免氧气高纯度下易助燃的危险。

具体的，所述香薰系统包括用于盛装助眠香薰的助眠香薰瓶、用于盛装提神香薰的提神香薰瓶、用于加热汽化助眠香薰、提神香薰向排风扇送出的循环气流加热系统；所述循环气流加热系统与处理器的输出端相连接，所述助眠香薰瓶和提神香薰瓶通过精密气密性气管与排风扇相连接；所述循环气流加热系统与处理器的输出端相连接。

具体的，所述数据单元包括用于记录传感器系统向中控系统所传输数据的数据处理中心、用于与云端数据库实现数据互传的有线/无线网络接口。

具体的，所述电源单元包括电源和备用电源。

作为系统中的硬件设备，本眼罩式适时监控调节系统包括中央控制柜，所述中央控制柜外部设有传感器、供气接口、排风扇和触摸显示屏；所述中央控制柜内部设有处理器、转换模块、红外控制器和电源。

具体的，所述传感器接口经转换模块与处理器的输入引脚连接，所述处理器的输出引脚分别与排风扇、电磁阀、红外控制器相连接。

本系统在现有的理论基础上不存在任何的毒副作用，而且操作简单易懂，省时省力，具体有益效果为：

(1)本申请仅为人脸的鼻部提供呼吸气体，需要的二氧化碳和氧气的数量少、成本低；仅为眼部及鼻部提供温控气体，所消耗的温控气体少，所消耗的能量低；眼罩式适时监控调节系统可以用于一个房间有多人且睡眠时间不一、同时个人对环境改变不能过大或占用面积有限的情况，如病房、多人宿舍等，可有效隔绝光照、噪音等不利于睡眠的因素，在其他人劳作时也可独享质量睡眠。

(2)本系统在“入眠”阶段，通过在安全范围内增加二氧化碳浓度，并适当降低眼周内温度，释放助眠香薰，从而达到在入眠阶段可以有效助眠的作用；

(3)本系统在“深度睡眠与浅度睡眠”阶段，可以监控人体的深浅度睡眠状态并且随着人体睡眠状态实时调节氧碳浓度与其他环境，确保人体睡眠质量最大化；

(4)本系统在设定时间结束之前、深度睡眠结束之后的“唤醒”阶段，先用空气系统排风，将眼罩内氧碳浓度改变至与室外相当，并去除空气中残留的助眠香薰，然后关闭空气系统，在安全范围内提高氧气含量到达富氧状态，释放提神香薰，声音系统播放唤醒音乐，使人体一醒来便处于一个比较精神的状态。

(5)本系统具备数据记录功能，用户可在记录中心查看自己之前的入眠时间、深浅度睡眠次数和时间等睡眠数据，并在云端数据库进行对比分析，根据个人选择尝试数据库中推荐的眼罩内环境数据，从而找到最适合自己的不同睡眠状态下的眼罩内环境数据。另外通过有线/无线网络功能，本系统可通过网络或移动终端软件进行快捷控制。

本实用新型一种眼罩式适时监控调节系统，克服了现有用于改善室内睡眠环境的机器设备在提升整体睡眠质量上作用效果不佳的缺陷，其针对睡眠过程中“入眠”、“深度睡眠与浅度睡眠”、“唤醒”等各区段，通过调节改变眼罩内氧碳浓度、温湿度等环境因素的方式，实现了睡眠质量全过程的整体提升、睡眠时间以及睡眠各阶段的科学把控。

附图说明

下面结合附图对本实用新型一种眼罩式适时监控调节系统作进一步说明：

图1是本眼罩式适时监控调节眼罩的主视结构示意图；

图2是本眼罩式适时监控调节眼罩的侧视剖视结构示意图；

图3是本眼罩式适时监控调节眼罩的去除外侧骨架的主视结构示意图；

图4是本眼罩式适时监控调节眼罩的去除内侧骨架的后视结构示意图；

图5是a处的局部放大结构示意图；

图6是本眼罩式适时监控调节系统的架构线框示意图；

图7是本系统中所述中央控制柜的主视平面结构示意图；

图8是本系统中所述中央控制柜的侧视平面结构示意图；

图9是本系统中所述中央控制柜的俯视面内部结构示意图；

图10是本系统中所述中央控制柜的立体结构示意图。

具体实施方式

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以下用具体实施例对本实用新型技术方案做进一步描述，但本实用新型的保护范围不限制于下列实施例。

实施例1：如图1到6所示，一种眼罩式适时监控调节系统，其特征是：包括眼罩2，所述眼罩2覆盖人脸的眼部，所述眼罩2设置有气体接口24，气体通过气体接口24，所述气体用于调节眼部的温度和湿度以及供人体呼吸。所述眼罩2不覆盖鼻部以提高人脸的舒适度。

进一步的，所述眼罩2包括结构层21、接触层22和遮光层23，所述结构层21内侧与接触层22可拆卸连接，所述结构层21外侧与遮光层23可拆卸连接；

所述结构层21包括内侧骨架211、外侧骨架212和支架213，所述支架213位于内侧骨架211和外侧骨架212之间，所述支架213两端分别与内侧骨架211和外侧骨架212固定连接；所述结构层21为塑料制成；

所述接触层22与人脸接触，所述接触层22为丝质材料制成；

所述遮光层23用于遮挡光线和透气，所述遮光层23的材质为棉麻、绒布、纱质、涤纶或者混搭混纺。

进一步的，所述内侧骨架211和外侧骨架212之间设置有连接管25和温控管27，所述气体接口24与连接管25相连通，所述连接管25与呼吸管26相连通，所述呼吸管26位于眼罩2外部且位于鼻部下方，所述呼吸管26开设有呼吸通孔261，所述呼吸管26与温控管27相连通，所述温控管27开设有多个温控通孔271；所述呼吸通孔261朝向鼻腔一侧；

所述结构层21安装有压感传感器3、震动传感器4和温湿度传感器5以及为压感传感器3、震动传感器4和温湿度传感器5提供无线连接的无线连接控制系统；

所述压感传感器3与眼部接触；

所述眼罩2内部的两侧设置有用于阻挡噪音的阻挡件28，所述阻挡件28与人脸的耳部接触，所述阻挡件28为全封闭式耳套或嵌入式耳塞。

进一步的，还包括传感器系统、出气系统、空气系统、排风扇、温湿度系统、中控系统、电源单元和密封气体储存空间，所述传感器系统与中控系统的输入端相连接，所述出气系统、排风扇、空气系统、温湿度系统和密封气体储存空间与中控系统的输出端相连接，所述排风扇与所述出气系统通过管道连接，所述电源单元为中控系统供电，其中，所述中控系统，用于接收所述传感器系统采集的睡眠环境的氧碳浓度、温度、湿度、震动信号，并根据感应信号向出气系统、空气系统、温湿度系统发送控制信号；所述出气系统，用于根据中控系统发出的控制信号向排风扇供应氧气、二氧化碳；所述空气系统可以使用具有除尘净化功能的新风机、气泵或进气风扇，用于根据中控系统发出的控制信号先向密封气体储存空间供气，从而向睡眠环境(睡眠环境指的是面罩内)供给外部环境的空气(外部环境指的是室外或室内)；所述温湿度系统为能够红外遥控系统遥控的具备改变温湿度功能的空调或冷暖机，用于根据中控系统发出的控制信号调节输出的温湿度进而调整眼罩(2)内的温湿度。

所述眼罩式适时监控调节系统还包括香薰系统，所述香薰系统向排风扇供应助眠香薰和提神香薰气体；所述香薰系统与中控系统的输出端相连接。所述眼罩式适时监控调节系统还包括数据单元，所述数据单元用于记录传感器系统向中控系统传输的数据，并连接云端数据库实现数据互传。所述眼罩式适时监控调节系统还包括声音系统，所述声音系统用于向睡眠环境播放助眠音乐。

所述中控系统包括用于将传感器系统采集的模拟信号转换为数字信号的模拟量模块以辅助元器件，用于根据传感器系统输入并经模拟量模块转化的数字信号向出气系统、排风扇、空气系统、温湿度系统输出控制信号的处理器，用于显示环境数据和手动输入控制信号的触摸显示屏；所述处理器为具备pid计算功能的plc可编程控制器或者单片机；所述传感器系统包括氧气传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器、压感传感器、震动传感器；所述出气系统包括分别用于制造或储存氧气、二氧化碳的氧气系统、二氧化碳系统，用于控制氧气、二氧化碳向排风扇供入的精密电磁阀；所述氧气传感器、二氧化碳传感器、温湿度传感器、压感传感器、震动传感器经模拟量模块与处理器的输入端相连接，所述精密电磁阀与处理器的输出端相连接，所述氧气系统和二氧化碳系统通过精密气密性气管与排风扇相连接。应用时，氧气系统内的氧气浓度需控制在50％左右，以避免氧气高纯度下易助燃的危险。

所述香薰系统包括用于盛装助眠香薰的助眠香薰瓶、用于盛装提神香薰的提神香薰瓶、用于加热汽化助眠香薰、提神香薰向排风扇送出的循环气流加热系统；所述循环气流加热系统与处理器的输出端相连接，所述助眠香薰瓶和提神香薰瓶通过精密气密性气管与排风扇相连接；所述循环气流加热系统与处理器的输出端相连接。

所述数据单元包括用于记录传感器系统向中控系统所传输数据的数据处理中心、用于与云端数据库实现数据互传的有线/无线网络接口。所述电源单元包括电源和备用电源。

进一步的，所述氧气传感器可以采用rs485型0-25％vol；二氧化碳传感器可以采用rs485内置探头，二氧化碳传感器的精度为20000ppm；压感传感器可以采用fsr402短尾；温湿度传感器可以采用风管式rs485温湿度传感器ysat08b；震动传感器可以采用risym高灵敏震动传感器模块。

实施例2：如图1至10所示，本实施例为实施例一的进一步方案，本眼罩式适时监控调节系统包括中央控制柜1，所述中央控制柜1外部设有传感器111、供气接口112、排风扇113和触摸显示屏114；所述中央控制柜1内部设有处理器121、转换模块122、电磁阀123、红外控制器124和电源125。所述传感器接口111经转换模块122与处理器121的输入引脚连接，所述处理器121的输出引脚分别与排风扇113、电磁阀123、红外控制器124相连接。

实施方式1：本眼罩式适时监控调节方法，为一种对睡眠质量进行改善和提升的方法，其实施过程通过本眼罩式适时监控调节系统实现，开启本眼罩式适时监控调节系统并手动设定开始睡觉时间以及唤醒时间(亦可自行输入自身正常入眠时间)后，具体包括以下步骤，

(1)“入眠”阶段：中控系统打开控制二氧化碳出气的电磁阀和控制空气系统出气的电磁阀，缓慢释放出二氧化碳和注入空气至密封气体储存空间(可以为储气罐)，同时助眠香薰瓶中也被导入循环气流并适当加热发散出来进入密封气体储存空间。在空气系统的空气进入气体储存空间之前，中控系统还通过红外遥控或直接控制开启温湿度系统(空调或冷暖机)，改变空气系统输入到密封气体储存空间的空气的温度，调节眼罩2内温度至人体最佳睡眠温度(一般是20摄氏度，由温湿度传感器5检测)；

温湿度系统排出的空气通过管道进入密封气体储存空间中与二氧化碳和助眠香薰气体混合，三者均各自经过气管后到达密封气体储存空间混合后进入被控制打开转动的静音微风扇处，之后气体进入至眼罩2的气体接口24并沿连接管25到呼吸管26中，并通过呼吸通孔261部分排出到人脸的鼻部排出，供人体呼吸；气体经过呼吸管26进入温控管27中，经温控通孔271向眼罩2内弥散排出气体，用于加温眼罩缓解眼部疲劳或者降低温度保持凉爽的作用。

同时温湿度传感器5实时检测眼罩2内的温度、湿度是否在有助于入睡的温度、湿度范围内，如果眼罩2内的温度、湿度不在有助于入睡的温度、湿度范围内，则温湿度传感器5反馈回中控系统，中控系统调节温湿度系统的输出温湿度参数，进而调节温湿度使眼罩2内的温度、湿度达到有助于入睡的范围内。如果眼罩2内的温度、湿度处于有助于入睡的温湿度的范围内，则温湿度传感器5反馈回中控系统，中控系统使温湿度系统保持参数不变。

同时密封气体储存空间出口处安装的传感器系统实时监控排出气体的二氧化碳与氧气浓度，如二氧化碳浓度超过警戒范围上限值或者氧气浓度低于氧气低浓度警戒范围下限值，则立即反馈回中控系统，中控系统关闭控制二氧化碳出气的电磁阀中断出气，并加大空气系统的风扇的排风量直到二氧化碳浓度低于警戒范围下限值且氧气浓度高于氧气低浓度警戒范围上限值。在此过程中可视个人喜好选择是否开启助眠音乐系统。重复上述过程直到手动设定入眠时间结束或者震动传感器和压感传感器检测到人体已经入睡。震动传感器用于检测人体的震动，压感传感器与眼部接触检测眼球的活动。

(2)“深度睡眠与浅度睡眠”阶段：中断二氧化碳输出，关闭空调和音乐系统，保持开启空气系统。如温湿度传感器发现温度变化速率不大，即表明眼罩外温差不大，保持空气系统开启即可，助眠香薰加大排出速率，同时温湿度传感器实时监控眼罩内的温度，离20摄氏度差距过大则反馈给中控系统开启温湿度系统。如温湿度传感器发现温度变化速率过大，则减小空气系统的出风量，开启控制氧气出气的电磁阀以较低流速出气，并调节此流速直至保持密封气体储存空间出气口处的氧气浓度在21％左右(与室外持平即可)，同时二氧化碳传感器也实时监控密封气体储存空间出气口处的二氧化碳浓度，如超过此刻的临界范围最高值则加大空气系统的排风量直到二氧化碳浓度低于临界范围最低值，氧气浓度传感器也适时监控氧气浓度，如氧气浓度高于睡眠状态氧气浓度临界值，也加大空气系统的排风量，直到氧气浓度低于睡眠状态氧气浓度临界范围最低值。同时震动传感器和压感传感器实时监控人体深浅度睡眠状态来判断人体睡眠状况，反馈给中控系统控制记录并对环境进行微调。中间如人体起夜等状况觉醒，则手动输入或者震动传感器智能察觉重新开始入眠过程。重复此过程直到设定唤醒时间前半小时内刚结束完一次深度睡眠，或者离唤醒时间还剩15分钟。

(3)“唤醒”阶段：关闭助眠香薰排出，加大空气系统的出气量直至氧气和二氧化碳传感器反馈回的数值接近正常值后关闭。开启提神香薰的排放，同时开启并略加大氧气的排放，直至氧气传感器反馈回的浓度在25-28％之间，如氧气和二氧化碳的浓度有一类超过此刻的临界范围最高值则打开空气系统进行排风直到浓度低于临界范围最低值。10分钟后开启音乐系统进行唤醒。

本系统上述运行方式能也可单独使用，或者自主编辑逻辑关系、排列与联系以满足个人喜好的其他功能

需要说明的是，氧气系统、二氧化碳系统和空气系统向密封气体储存空间供气的管道均连通有可以控制流量大小的精密电磁阀和精密流量计，以便实时调整氧气系统、二氧化碳系统和空气系统向密封气体储存空间输出气体的体积，密封气体储存空间输出气体向眼罩输出的出气口处安装有氧气传感器和二氧化碳传感器，检测输出至眼罩2的呼吸气体的浓度，传感器将信号传送至中控系统，中控系统控制精密电磁阀调整气体的输出量。

本眼罩式适时监控调节系统克服了现有用于改善室内睡眠环境的机器设备在整体提升睡眠质量上作用效果不佳的缺陷，其针对睡眠过程中“入眠”、“深度睡眠与浅度睡眠”、“唤醒”等各区段，通过调节改变眼罩内氧碳浓度、温湿度等环境因素的方式，实现了睡眠质量全过程的整体提升、睡眠时间以及睡眠各阶段的科学把控。

以上描述显示了本实用新型的主要特征、基本原理，以及本实用新型的优点。对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施方式或者实施例的细节，且在不背离本实用新型的精神或者基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此应将上述实施方式或者实施例看作示范性的，且非限制性的。本实用新型的范围由所附权利要求而非上述说明限定，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囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。