一种座椅及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及医疗监测设备技术领域，尤其涉及一种座椅及车辆。


背景技术：

2.智能座舱的概念如火如荼，各车厂都在打造自己的智能座舱平台。除了增添更多的智能电子，还增加了更加丰富、更加生活化的使用场景，比如信息融合，娱乐，订餐，车家互联，办公，出行服务等。随着全球疫情的影响，人们对健康也越来越看重，需求也越来越多，汽车与大健康行业进行融合已经迫在眉睫。
3.而在汽车与大健康的融合过程中，需要对车辆上的部件进行相应的改变，影响车辆上的部件原有的外观和结构。例如，一些应用于车座的各类心电测量椅，由于心电测量的需要，需要在座椅相关部位设置检测电极，而由于检测精度的需要，需要将检测电极紧贴人体皮肤，从而会在一定程度上影响座椅原先的结构和外观。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种座椅及车辆，可以在不影响座椅的外观和结构的同时，满足便捷地监测人体健康状况的需求。
5.为实现上述目的，本实用新型实施例第一方面提供一种座椅，作为其中一种实施方式，该座椅包括：左扶手、右扶手、导电皮革层、第一检测电极、第二检测电极以及血压血氧采集模块，所述第一检测电极位于所述左扶手和所述导电皮革层之间，所述第二检测电极位于所述右扶手和所述导电皮革层之间，所述血压血氧采集模块设置于所述左扶手或所述右扶手上；其中，
6.所述第一检测电极和所述第二检测电极与心电采集模块连接，用于采集人体肢体导联信号并传送至所述心电采集模块；
7.所述血压血氧采集模块与微控制器连接，用于采集血容量信息并输出至微控制器。
8.作为其中一种实施方式，所述左扶手或所述右扶手上还设置有遮光罩，所述遮光罩活动连接于所述左扶手或所述右扶手上，以用于在使用所述血压血氧采集模块时遮挡环境光线。
9.作为其中一种实施方式，所述第一检测电极包括位于所述左扶手上不同位置的多个电极片，和/或所述第二检测电极包括位于所述右扶手上不同位置的多个电极片。
10.作为其中一种实施方式，所述第一检测电极和/或所述第二检测电极的下方设置有弹性结构，用于使对应的检测电极与所述导电皮革层贴合。
11.作为其中一种实施方式，所述第一检测电极和所述第二检测电极为电容耦合式非接触心电电极。
12.作为其中一种实施方式，所述座椅还包括连接所述第一检测电极和所述心电采集模块的第一导联线，连接所述第二检测电极和所述心电采集模块的第二导联线以及连接所
述血压血氧采集模块和所述微控制器的数据传输线。
13.为实现上述目的，本实用新型第二方面提供一种车辆，作为其中一种实施方式，包括上述任一实施方式所述的座椅。
14.作为其中一种实施方式，所述车辆还包括所述心电采集模块、微控制器、通信模块以及显示模块；其中，
15.所述心电采集模块包括心电模拟前端电路和模数转换电路，所述心电模拟前端电路与所述第一检测电极和所述第二检测电极连接，用于接收所述人体肢体导联信号并进行信号处理，所述模数转换电路与所述心电模拟前端电路连接，用于接收信号处理后的人体肢体导联信号并进行模数转换；
16.所述微控制器与所述模数转换电路和所述血压血氧采集模块连接，用于接收模数转换后的人体肢体导联信号和所述血压血氧采集模块输出的所述血容量信息，并根据预设算法进行处理分析得到人体健康数据，所述健康数据包括根据所述人体肢体导联信号得到的实时心电图、心率、呼吸率、疲劳程度以及hrv中的至少一种和根据所述血容量信息得到的血压血氧功能数据；
17.所述通信模块与所述微控制器连接，用于发送所述人体健康数据至所述显示模块；
18.所述显示模块与所述通信模块连接，用于显示所述人体健康数据。
19.作为其中一种实施方式，所述通信模块包括有线通信模块和无线通信模块，所述有线通信模块用于传输所述人体健康数据至所述显示模块，所述无线通信模块用于传输所述人体健康数据至外部终端平台。
20.作为其中一种实施方式，所述车辆还包括电源模块，所述电源模块包括稳压模块，用于为所述心电采集模块和所述微控制器供电。
21.综上，本实用新型提供的座椅和车辆，该座椅包括左扶手、右扶手、导电皮革层、第一检测电极、第二检测电极以及血压血氧采集模块，第一检测电极位于左扶手和导电皮革层之间，第二检测电极位于右扶手和导电皮革层之间，血压血氧采集模块设置于左扶手或右扶手上；其中，第一检测电极和第二检测电极与心电采集模块连接，用于采集人体肢体导联信号并传送至心电采集模块；血压血氧采集模块与微控制器连接，用于采集血容量信息并输出至微控制器。本技术能够在不影响座椅的外观和结构的同时，满足便捷地监测人体健康状况的需求。
附图说明
22.图1为本实用新型第一实施例提供的座椅的侧面示意图。
23.图2为本实用新型一实施方式提供的座椅的扶手结构示意图。
24.图3为本实用新型提供的血压血氧采集模块的工作原理图。
25.图4为本实用新型另一实施方式提供的座椅的侧面示意图。
26.图5为本实用新型第二实施例提供的车辆的部分结构示意图。
具体实施方式
27.应当理解，此次所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本
实用新型。
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的范围。
29.需要说明，本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
30.第一实施例
31.请参考图1，图1为本实用新型第一实施例提供的座椅的侧面示意图。如图1所示，该座椅包括：左扶手10、右扶手、导电皮革层11、第一检测电极12、第二检测电极以及血压血氧采集模块19，第一检测电极12位于左扶手10和导电皮革层11之间，第二检测电极位于右扶手和导电皮革层11之间，血压血氧采集模块19设置于左扶手10或右扶手上；其中，第一检测电极11 和第二检测电极与心电采集模块连接，用于采集人体肢体导联信号并传送至心电采集模块；血压血氧采集模块19与微控制器连接，用于采集血容量信息并输出至微控制器。
32.具体地，图1中仅示出座椅的左扶手10，由于左扶手10和右扶手实质相同，因此仅示出左扶手10，以及左扶手10上的第一检测电极12和左扶手10上的导电皮革层11以示说明。在左扶手10上覆盖有导电皮革层11，该导电皮革层11为可以采集人体电极(人体电信号)的pu皮质，其在接触阻抗、亲水性和电阻等方面有优势，也可以直接作为座椅扶手的包覆材料。在左扶手10和导电皮革层11之间设置有第一检测电极12，第一检测电极12与心电采集模块连接，用于采集人体肢体的心电信号，如左臂。同样的，在右扶手和导电皮革层11之间设置有第二检测电极，第二检测电极与心电采集模块连接，用于采集人体肢体的心电信号，如右臂。通过第一检测电极12和第二检测电极形成心电检测中的双极肢体导联，采集人体肢体导联信号至心电采集模块，反映两个肢体之间的电位差，即通过心电描记术(electrocardiography， ecg)进行监测。
33.血压血氧采集模块19设置于左扶手10或右扶手上，作为较优的实施方式，请参考图2，图2为本实用新型一实施方式提供的座椅的扶手结构示意图。如图2所示，血压血氧采集模块19设置于扶手的前端，以便被检测者以自然姿态坐在座椅上时，手臂部分放在扶手上采集心电信号，手指则可以方便的放在血压血氧采集模块19上进行血压血氧检测。对于血压血氧采集模块 19的工作原理，请参考图3，图3为本实用新型提供的血压血氧采集模块的工作原理图。如图3所示，血压血氧采集模块19，例如血压血氧采集传感器 sip模组，采用光体积变化描记图法(photoplethysmography，ppg)，当一定波长的光束照射到指端皮肤表面，每次心跳时，血管的收缩和扩张都会影响光的透射或是光的反射。当光线透过皮肤组织然后再反射到光敏传感器时，光照会有一定的衰减。而肌肉、骨骼、静脉和其他连接组织对光的吸收是基本不变的(前提则是手指大幅度的运动)，但是动脉会不同，由于动脉里有血液的脉动，那么对光的吸收自然也会有所变化。因此将光转换成电信号时，正是由于动脉对光的吸收有变化而其他组织对光的吸收基本不变，得到的信号就可以分为直流dc信号和交流ac信号。通过提取其中的ac信号，就能反应出血液流动的特点，即经过光电对血容量的监
测，输出血压和血氧的原始数据，以监测血压血氧功能。
34.因此，本技术的座椅上集成了ppg和ecg两种健康监测方式，以满足人体健康监测的需要，并且不影响座椅的外观和整体结构。
35.需要说明的是，上文所说的左臂和右臂可以包括人体对应肢体的任意部位，例如手臂至少可以包括手、手腕、前臂、手肘以及臂膀等部位。因此，第一检测电极12和第二检测电极可以设置在相应扶手上可以正常触及的部位，例如左扶手10的上表面、侧面以及正常放置手臂时手指接触区域。相应的，导电皮革层11可以对扶手进行全面包裹，也可以只针对检测电极(第一检测电极12和第二检测电极)所在区域进行覆盖，如图1和图4所示，图1 中左扶手10的包覆层包括导电皮革层11和非导电皮革层18，即非导电皮革层18为座椅扶手的普通包覆层，不能进行人体电极检测，而能够用于检测人体电极的导电皮革层11只覆盖检测电极所在区域，导电皮革层11与非导电皮革层18可以通过缝合等方式形成完成的座椅扶手包覆层。而图4中的左扶手10的包覆层完全为导电皮革层11。上述两种扶手的包覆层形式都可以很好的解决现有的心电检测座椅外观较突兀，整体性不高的问题。
36.值得一提的是，导电皮革层11可以是在由金属粉或石墨等导电性填料与合成树脂组成的复合胶粘剂中加入聚氨酯树脂原料而合成的，当然还具有其他方式制成的导电皮革层，例如在人造皮革或动物皮革的基层面内和基层面上都设有导电层，该导电层是由石墨粉或者金属粉末通过高压嵌在人造皮革或动物皮革的基层面内。其中皮革可以是pu或者pvc等人造皮革材料。
37.在一实施方式中，左扶手10或右扶手上还设置有遮光罩，遮光罩活动连接于左扶手或右扶手上，以用于在使用血压血氧采集模块19时遮挡环境光线。
38.具体地，由于通过ppg方式进行血压血氧功能监测时，血压血氧采集模块19在一定程度上受环境光的影响。因此，本实施方式中，通过在扶手上设置一活动连接的遮光罩，在使用血压血氧采集模块19时，用遮光罩将手指和血压血氧采集模块都罩起以避免环境光干扰，在检测完后则可以缩回或收起该遮光罩与扶手下方或者扶手内部，不影响整体外观。其中，缩回的方案可以是在血压血氧采集模块周围开槽，将遮光罩设置与槽内，要使用时将遮光罩向上拉起，不使用时，将遮光罩按下，遮光罩在槽内部分可以与槽通过阻尼连接等。并且在按下时，遮光罩还能挡住血压血氧采集模块19，以防止其损坏。当然遮光罩除了使用阻尼连接，实现拉起和缩回外，还可以通过在扶手内设置电机，通过电机控制遮光罩的升起和缩回。
39.在一实施方式中，第一检测电极12包括位于左扶手10上不同位置的多个电极片，和/或第二检测电极包括位于右扶手上不同位置的多个电极片。
40.具体地，为了方便心电信号的采集，可以在扶手的不同区域设置电极片，即左扶手10和/或右扶手都可以各种包括位于不同区域的多个电极片。例如，可以在扶手上各区域设置电极片以便与手臂的各个部位接触，由于各个电极片的等势的，接触任何一个或者多个电极片均可以实现心电信号的采集。此时为了使座椅扶手的外观一致，可以通过导电皮革层11包裹整个扶手。
41.在一实施方式中，第一检测电极12和/或第二检测电极的下方设置有弹性结构，用于使对应的检测电极与导电皮革层11紧密贴合。
42.具体地，检测电极(第一检测电极12和第二检测电极)设置于扶手和导电皮革层11
之间，可以是检测电极镶嵌在导电皮革层11之间，即导电皮革层内层，也可以是固定在扶手上，导电皮革层11覆盖检测电极。而不管何种设置方式，由于导电皮革层11具有一定的厚度和弹性，并且扶手的形状和平整度也不同，因此为了使检测电极采集肢体的心电信号更加稳定和准确，通过在检测电极的下方设置一弹性结构，例如弹簧，在弹性结构的作用下使得检测电极更好的贴合导电皮革层11，以便更好的采集心电信号，当然检测电极的下方可以是直接接触的下方或间接接触的下方，即对应检测电极镶嵌在导电皮革层11之间，即导电皮革层11的内层，也可以是固定在扶手上。
43.在一实施方式中，第一检测电极12和第二检测电极为电容耦合式非接触心电电极。
44.在一实施方式中，第一检测电极12和第二检测电极为接触式低极化干电极。
45.具体地，接触式低极化干电极可以是银/氯化银电极、氮化钛电极或铂金电极等，接触式低极化干电极具有可重复使用的优点。
46.在一实施方式中，座椅还包括连接第一检测电极12和心电采集模块的第一导联线，连接第二检测电极和心电采集模块的第二导联线，以及连接血压血氧采集模块19和微控制器的数据传输线。
47.具体地，第一导联线和第二导联线用于将检测电极采集的人体心电信号传输至心电采集模块，血压血氧采集模块19和微控制器可以通过spi或i2c 总线连接。值得一提的是，为了不影响座椅原有的外观，可以将导联线和数据传输线集成设置于座椅的内部，导联线还可以采用触点连接的方式与检测电极连接，在需要进行心电采集时通过导联线与座椅上的触点连接，以进行人体心电信号传输，该触点通过座椅内部的导联线连接检测电极。
48.需要说明的是，本领域的技术人员应当理解，上述实施例是非示意性的，而非绝对的。图1中示出的座椅仅为示意，其扶手可以是其它结构或形态，例如可以是折叠的，还可以是座椅的两个侧面。
49.综上所述，本实施例提供座椅，包括左扶手、右扶手、导电皮革层、第一检测电极、第二检测电极以及血压血氧采集模块，第一检测电极位于左扶手和导电皮革层之间，第二检测电极位于右扶手和导电皮革层之间，血压血氧采集模块设置于左扶手或右扶手上；其中，第一检测电极和第二检测电极与心电采集模块连接，用于采集人体肢体导联信号并传送至心电采集模块；血压血氧采集模块与微控制器连接，用于采集血容量信息并输出至微控制器。本技术能够在不影响座椅的外观和结构的同时，满足便捷地监测人体健康状况的需求。
50.第二实施例
51.本实用新型实施例还提供一种车辆，包括上述任一实施方式的座椅。请参考图5，图5为本实用新型第二实施例提供的车辆的部分结构示意图。图5 中并未示出座椅，仅仅示出了车辆中用于心电检测的电子设备及其连接方式，座椅在车辆中的设置位置和设置方式此处不作限定。
52.在一实施方式中，车辆包括心电采集模块14、微控制器15、通信模块 16以及显示模块17；其中，心电采集模块14包括心电模拟前端电路141和模数转换电路142，心电模拟前端电路141与第一检测电极12和第二检测电极13连接，用于接收人体肢体导联信号并进行信号处理，模数转换电路142 与心电模拟前端电路141连接，用于接收信号处理后的人体肢
体导联信号并进行模数转换；微控制器15与模数转换电路142和血压血氧采集模块19连接，用于接收模数转换后的人体肢体导联信号和血压血氧采集模块19输出的血容量信息，并根据预设算法进行处理分析得到人体健康数据，健康数据包括实时心电图、心率、呼吸率、疲劳程度以及hrv中的至少一种；通信模块 16与微控制器15连接，用于发送人体健康数据至显示模块17；显示模块17 与通信模块16连接，用于显示人体健康数据。
53.具体地，心电采集模块14包括心电模拟前端电路141和模数转换电路 142，心电模拟前端电路141可以包括信号放大电路和滤波电路，以对检测电极采集的人体肢体导联信号进行放大和滤波处理，然后将处理后的信号传输至模数转换电路142，在进行模数转换后发送至微控制器15，并且血压血氧采集模块19将采集的血容量信息发送给微控制器15，微控制器15根据预设的算法对心电信号和血容量信息进行分析，得到相应的人体健康数据，例如实时心电图、心率、呼吸率、疲劳程度以及hrv中的至少一种，以及血压血氧功能数据，然后微控制器15通过通信模块16将人体健康数据发送至显示模块17进行显示。值得一提的是，通过心电信号得到人体健康数据时，例如由心电信号得到呼吸率，可以包括如下步骤：
54.s1：通过对心电数据进行滤波处理，得到包含心电信号的时间序列。
55.s2：然后对时间序列进行qrs波群的特征点识别，提取出qrs波特征点。
56.s3：根据qrs波特征点的位置序列，采用幅值变换法得到呼吸信号。
57.s4：根据峰值检测法对呼吸信号进行处理，计算出第一呼吸率。
58.s5：对时间序列进行滤波，再根据自相关函数和快速傅里叶变换得到功率谱求得第二呼吸率。
59.s6：将第一呼吸率和第二呼吸率融合，得到呼吸频率。
60.本实施方式，通过在车辆上设置上述实施方式的座椅以及心电采集模块 14、微控制器15、通信模块16以及显示模块17，可以在出行时实时为驾乘人员，特别是后排乘客提供心电图，心率，呼吸率，疲劳程度、血压血氧功能数据，并给出健康评估和管理。
61.在一实施方式中车辆还可以包括提醒模块，微控制器15与提醒模块连接，微控制器15在得出人体健康数据后，当人体健康数据存在异常时发送提醒信息，例如警报提醒、闪光提醒、语音提醒等。
62.在一实施方式中，通信模块16包括有线通信模块和无线通信模块，有线通信模块用于传输人体健康数据至显示模块17，无线通信模块用于传输人体健康数据至外部终端平台。
63.具体地，有线通信模块可以是通过汽车can/lin总线或rs232/485串口总线进行数据交换，而无线通信模块可以是采用蓝牙、wifi、zigbee或4/5g 移动网络。还可以通过v2x联网上传至车联网云平台。
64.在一实施方式中，车辆还包括电源模块18，电源模块18包括稳压模块 (图中未示出)，用于为心电采集模块14和微控制器15供电。
65.值得一提的是，微控制器15、通信模块16和电源模块18可以集成于车辆的中控中。
66.在一实施方式中车辆还包括摄像模块(图中未示出)，该摄像模块与微控制器15连接，该摄像模块设置在车辆相应位置以获取座椅的画面。
67.具体地，通过心电采集模块14采集使用者的肢体导联信号(心电信号)，通过血压血氧采集模块19检测使用者的血容量信息，并通过微控制器15进行处理得到人体健康数
据，通过摄像模组采集使用者的图像信息发送至微控制器15，微控制器15将使用者的人体健康数据和使用者的图像信息处理后发送至显示模块17进行显示，以将使用者和人体健康数据对应。
68.综上所述，本实施例提供车辆，包括上述实施例所述的座椅，包括左扶手、右扶手、导电皮革层、第一检测电极、第二检测电极以及血压血氧采集模块，第一检测电极位于左扶手和导电皮革层之间，第二检测电极位于右扶手和导电皮革层之间，血压血氧采集模块设置于左扶手或右扶手上；其中，第一检测电极和第二检测电极与心电采集模块连接，用于采集人体肢体导联信号并传送至心电采集模块；血压血氧采集模块与微控制器连接，用于采集血容量信息并输出至微控制器。本技术能够在不影响座椅的外观和结构的同时，满足便捷地监测人体健康状况的需求。
69.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。