一种睡眠辅助装置

1.本实用新型属于睡眠辅助装置技术领域，具体涉及一种睡眠辅助装置。


背景技术：

2.随着社会发展，人们生活压力逐渐增大引起的烦躁、身心不安，也容易在晚上睡觉时被噩梦困扰，在噩梦醒来后，常常感到心情也不愉快，觉得没有睡好，同时心情焦虑、烦躁、爱发脾气，无法静不下心来工作。目前国内外暂无高效、便携的人工睡眠和梦境引导系统和技术。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种用于诱导使用者进入预定梦境的睡眠辅助装置。
4.本实用新型的具体技术方案是一种睡眠辅助装置，其特征在于，所述睡眠辅助装置包括脑电波采集模块、扬声器和计算机；
5.所述脑电波采集模块包括枕头、导电橡胶和信号处理单元；
6.所述枕头用于作为支撑使用者头部；
7.所述导电橡胶包覆在所述枕头表面，用于采集使用者头部生物电信号，所述导电橡胶包括多个负电极和正电极，所述负电极设置在所述枕头靠近正中位置的左右两侧，所述正电极采用等距排列的方式环绕分布在所述负电极外侧；
8.所述信号处理单元分别连接所述导电橡胶和计算机，用于传递所述生物电信号至所述计算机；
9.所述扬声器设置在所述枕头附近，并与所述计算机连接，用于播放录制好的声音；
10.所述计算机用于接收所述生物电信号、生成睡眠辅助方案和控制所述扬声器。
11.更进一步地，所述睡眠辅助装置包括麦克风，所述麦克风设置在所述枕头附近，用于采集所述扬声器的声音数据。
12.更进一步地，所述正电极依据设置在所述负电极外侧上、下、左、右四个方向分为4组，各组所述正电极之间互相联通。
13.更进一步地，所述信号处理单元采用4通道结构，包括放大器、滤波器、模数转换器和主控器；
14.所述4组正电极分别连接所述放大器的对应输入端点；
15.所述放大器的输出端点分别连接所述滤波器的输入端点；
16.所述滤波器输出端点分别连接所述模数转换器的输入端点；
17.所述模数转换输出端点分别连接所述主控器的输入端点，所述主控器与所述计算机连接。
18.更进一步地，所述睡眠辅助装置包括心率传感器；所述心率传感器设置在使用者手腕，并与所述计算机连接。
19.更进一步地，所述计算机包括数据总线、处理器、存储器和通讯单元；
20.所述数据总线分别与所述麦克风、扬声器、处理器、存储器连接和通讯单元连接；
21.所述处理器用于通过所述麦克风校正所述扬声器音量，通过所述心率传感器和/或所述脑电波采集模块判断使用者是否入睡以及生成所述扬声器播放的声音；
22.所述存储器用于存储音频和使用者睡眠数据；
23.所述通讯单元用于通过无线通信与所述脑电波采集模块和/或所述心率传感器进行数据通信。
24.本实用新型的有益效果是：
25.本实用新型采用扬声器播放特定的环境音效引导使用者快速进入睡眠，同时通过脑电波采集模块和心率传感器对使用者睡眠情况进行检测，并由计算机依据睡眠情况控制扬声器的声音。
26.本实用新型通过设置在枕头附近的麦克风采集扬声器的声音，并通过试音环节对扬声器的声音响度及变调进行调节，实现扬声器最优的声音输出。
27.本实用新型的导电橡胶负极设置在枕头中心，正极分为4条通道设置在负极周围，保证使用者在睡眠中出现转身动作时依然能采集到有效的生物电信号，同时对4条生物电信号择优使用，能够获得更精确的结果。
28.本实用新型能够依据使用者习惯选择通过心率传感器或具有脑电波采集功能的枕头进行睡眠监测，也可以将二者同时使用，具有较高的灵活性，适用于多种适用人群及使用环境。
附图说明
29.图1为本实用新型一种睡眠辅助装置的结构示意图；
30.图2为本实用新型一种睡眠辅助装置中脑电波采集模块的电极结构示意图；
31.图3为本实用新型一种睡眠辅助装置的连接关系示意图。
32.其中，1
‑
麦克风、2
‑
扬声器、3
‑
枕头和4
‑
心率传感器4。
具体实施方式
33.下面结合说明书附图对本实用新型的具体技术方案作进一步地描述。
34.如附图1所示，本实用新型的一种睡眠辅助装置，该睡眠辅助装置包括脑电波采集模块、麦克风1、扬声器2和计算机。
35.如附图2所示，其中，脑电波采集模块包括枕头3、导电橡胶和信号处理单元，脑电波采集模块与计算机连接，用于采集使用者头部的生物电信号并输送至计算机。枕头3用于作为支撑使用者头部和设置脑电波信号采集点的平台。导电橡胶包覆在枕头3表面，设有多个电极，负电极设置在枕头3靠近正中位置的左右两侧，正电极采用等距排列的方式环绕分布在负电极外侧；负电极之间互相联通，正电极依据在负电极外侧上、下、左、右四个方向分为4组，各组正电极之间互相联通；当使用者头皮作为电压源，使各组正电极与负电极导通时，形成4条闭合回路的通道，供信号处理单元获取使用者头皮表面的微弱生物电。信号处理单元包括放大器、滤波器、模数转换器和主控器，信号处理单元为4通道采集结构；上、下、左、右4条通道的正电极分别连接4通道放大器的4个对应放大器输入端点，对各通道生物电进行信号放大；4个放大器输出端点分别连接滤波器的4个滤波器输入端点，对放大后的生
物电进行滤波处理；4个滤波器输出端点分别连接模数转换器的4个模数转换输入端点，将滤波后的信号转换为数字信号；4个模数转换输出端点分别连接主控器的输入端点，主控器通过对4通道信号进行比较，获得一个最佳信号，并将该最佳信号输入计算机。在一种实施例中，主控器还设有wi
‑
fi单元，主控模块通过wi
‑
fi单元将获取的最佳信号通过无线连接的方式传输至计算机；当计算机判断使用者脑电波信号频率低于预设阈值则进一步计算并判断使用者是否入睡，高于预设阈值则判断使用者即将醒来。
36.麦克风1设置在枕头3附近，并与计算机连接，用于采集装置试音数据。具体的，当用户不在房间或者允许装置自我试音时，装置会先播放原始录制下来的声音响度比较大的片段，并使用床边的麦克风1进行录音采集评估数据。使用评估数据和原始录制下的音频数据中相同片段进行比较，得到损失值，通过不断的调节扬声器2音量以及变调、不断重复测试，使损失值最小，实现初步优化。在一种实施例中，枕头3两侧分别设有麦克风1，用于获取更有立体感的声音。
37.扬声器2设置在枕头3附近，并与计算机连接，用于播放录制好的声音促进使用者快速入睡或引导使用者进入预期梦的环境；扬声器2具体设置位置依据扬声器2声道的特性进行布置。在一种实施例中，使用者选择“城市”的预期梦境时，计算机将会通过扬声器2随机播放包含风声、水滴声、雨声、动物叫声、嘈杂的人声、摩擦声、机器启动声、机器运行声等。
38.在一种实施方式中，睡眠辅助装置还包括心率传感器4，心率传感器4佩戴在使用者身上，并与计算机连接；心率传感器4用于检测使用者的心率并发送至计算机判断使用者是否入睡，当计算机判断使用者已经入睡则控制扬声器2播放预期梦境的相关声音；当判断使用者即将醒来，则控制扬声器2停止播放。在一种实施例中，心率传感器4采用智能手环或手表的形式佩戴在使用者的手腕，并通过无线信号与计算机连接传输心率数据。
39.如附图3所示，计算机用于接收各项数据、生成睡眠辅助方案和控制扬声器2辅助使用者快速入睡，包括数据总线、处理器、存储器和通讯单元。其中，数据总线分别与麦克风1、扬声器2、处理器、存储器和通讯单元连接，用于在各部件间实现数据的通讯。麦克风1和扬声器2均为模拟信号的输入输出，通过声卡实现模数转换并通过数据总线实现与处理器的连接。处理器用于通过麦克风1校正扬声器2音量，通过心率传感器4和/或脑电波采集模块判断使用者是否入睡以及生成扬声器2播放的声音。存储器用于存储音频和使用者睡眠数据。通讯单元用于通过无线通信与脑电波采集模块和/或心率传感器4进行数据通信。
40.本实用新型中的睡眠辅助装置工作原理如下：
41.首先，计算机控制扬声器2进行试音，先播放原始录制下来的声音响度比较大的片段，并使用床边的麦克风1进行录音采集评估数据；使用评估数据和原始录制下的音频数据中相同片段进行比较，得到损失值；通过不断的调节扬声器2音量以及变调、不断重复测试，使损失值最小，实现初步优化。
42.其次，通过扬声器2播放辅助睡眠的音频令使用者入睡，并通过心率传感器4或脑电波采集模块判断使用者是否入睡；当使用者达到浅睡眠状态时，处理器控制扬声器2播放存储器中预存的特定梦境对应的声音，引导使用者进入特定梦境。
43.最后，当处理器通过心率传感器4或脑电波采集模块判断使用者即将清醒，则停止播放声音。
44.虽然本实用新型已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本技术的权利要求所界定的内容为标准。