一种可测血压的腕带设备的制作方法

1.本实用新型属于腕带设备技术领域，尤其涉及一种可测血压的腕带设备。


背景技术：

2.智能手表、智能手环是目前最为流行的一种腕带电子设备，除具备固有的计时、计步等传统功能外；少量智能手表和智能手环上还实现了部分生理参数测量功能，例如心率、血压检测等。
3.目前，具有血压检测功能的腕带设备采用无袖带测量血压技术，利用光电传感器、基于光体积变化描记图法(photoplethysmography，简称ppg)和心电描记术(electrocardiography,简称ecg)测量血压。但是基于ppg信号和ecg信号的血压测量方法存在血压测量不准确的问题，需要进行校准，且仅能显示被测试者的血压趋势，在被测量者的身体条件发生变化时，如饮酒、体重变化等情况下时，需要重新校准，导致使用过程麻烦，且由于多数需要使用测试比较精确的袖带式血压计进行重新校准，携带不便，且校准及时性差。


技术实现要素：

4.旨在克服上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可测血压的腕带设备，可随时随地进行血压测量、使用方便，血压测量精确，且无需校准。
5.为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型实施例提供了一种可测血压的腕带设备，包括柔性腕带和与所述柔性腕带连接的设备主体；所述柔性腕带内设有空腔；
6.所述设备主体内设有主控单元、充放气单元和第一组合传感器；所述充放气单元和所述第一组合传感器均与所述主控单元电连接；
7.所述充放气单元与所述空腔连通，用于向所述空腔内充气或释放所述空腔内的气体；
8.所述第一组合传感器的第一透气孔与所述空腔连通，用于拾取所述空腔内气体的压力信号和由所述气体传递的脉搏跳动声信号。
9.进一步，所述第一组合传感器包括设有所述第一透气孔的第一外部封装结构及设置于所述第一外部封装结构内的第一麦克风组件和第一压力传感器组件；
10.所述第一麦克风组件包括麦克风mems芯片ⅰ和与所述麦克风mems芯片ⅰ对应电连接的麦克风asic芯片ⅰ，
11.所述第一压力传感器组件包括压力mems芯片ⅰ和与所述压力mems芯片ⅰ对应电连接的压力asic芯片ⅰ，所述压力mems芯片ⅰ的量程大于等于150kpa。
12.进一步，所述充放气单元包括与所述主控单元电连接的马达和设置于所述设备主体内的气体通道，所述气体通道的一端与所述马达的气口密封连通，另一端与所述空腔密封连通。
13.进一步，所述设备主体内还设有与所述主控单元电连接的第二组合传感器；
14.所述第二组合传感器的第二透气孔与外界连通，用于拾取外部环境压力信号和环境噪音信号。
15.进一步，所述第二组合传感器包括设有所述第二透气孔的第二外部封装结构及设置于所述第二外部封装结构内的第二麦克风组件和第二压力传感器组件；
16.所述第二麦克风组件包括麦克风mems芯片ⅱ和与所述麦克风mems芯片ⅱ对应电连接的麦克风asic芯片ⅱ，
17.所述第二压力传感器组件包括压力mems芯片ⅱ和与所述压力mems芯片ⅱ对应电连接的压力asic芯片ⅱ。
18.进一步，所述主控单元包括电路板，集成在所述电路板上的主控芯片；
19.所述第一组合传感器和所述第二组合传感器设置在所述电路板上；所述充放气单元设置在所述电路板或所述设备主体的内壁上。
20.进一步，所述柔性腕带设备还包括设置于所述设备主体上且与所述主控单元电连接的显示单元和按键单元。
21.进一步，所述柔性腕带为封闭的环形结构。
22.进一步，所述柔性腕带包括呈长条状结构的腕带本体，所述腕带本体的一端间隔设有多个调节连接孔、另一端设有活动连接扣，所述活动连接扣与所述调节连接孔适配扣接，使所述腕带本体环绕在手腕上。
23.进一步，所述柔性腕带设备为智能手表或智能手环。
24.由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的有益效果如下：
25.本实用新型的可测血压的腕带设备，基于袖带式血压仪的测量原理进行研发设计，主要包括柔性腕带和与柔性腕带连接的设备主体；柔性腕带内设有空腔(相当于气囊结构)；设备主体内设有主控单元、充放气单元和第一组合传感器；充放气单元和第一组合传感器均与主控单元电连接；充放气单元与空腔连通，用于向空腔内充气或释放空腔内的气体；第一组合传感器的第一透气孔与空腔连通，用于拾取空腔内气体的压力信号和由气体传递的脉搏跳动声信号。
26.当用户想要测量血压时，选择血压测量功能，充放气单元开始工作，向空腔内充气，与此同时第一组合传感器实时监听是否有脉搏跳动声音，当听不到脉搏跳动声音时证明动脉已被充满气体的柔性腕带压迫堵塞，此时充放气单元停止工作，空腔通过充放气单元开始缓慢放气，第一组合传感器开始记录压力数据并继续监听是否有脉搏跳动声音，当监听到柯氏音(用户的动脉压力大于空腔的气压，血液通过窄小血管，出现涡流以及脉搏，此时脉搏声音为柯氏音) 此时记录的压力数据为收缩压。当无法监听到脉搏跳动声音时，说明空腔内气压小于等于舒张压，此时记录压力数据的为舒张压。以上步骤完成后，充放气单元反向工作，排净空腔内空气。
27.本实用新型利用袖带式血压计测量原理、基于第一组合传感器进行血压测量，使用方便，测量精度高，且无需进行校准。
附图说明
28.图1是本实用新型可测血压的腕带设备第一种实施例的结构示意图；
29.图2是图1的局部放大图；
30.图3是图2中第一组合传感器的结构示意图；
31.图4是本实用新型的测量原理框图；
32.图5是本实用新型可测血压的腕带设备第二种实施例的结构示意图；
33.图中：1-柔性腕带，11-空腔，12-调节连接孔，13-活动连接扣，2-设备主体，21-主控单元，211-电路板，212-主控芯片，22-充放气单元，23-第一组合传感器，231-第一外部封装结构，232-第一透气孔，233-第一麦克风组件，234
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第一压力传感器组件，24-第二组合传感器。
具体实施方式
34.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
35.由图1至图4共同所示，本实施例公开了一种可测血压的腕带设备，包括采用硅胶材料制成的柔性腕带1和与柔性腕带1连接的设备主体2；柔性腕带1 内设有空腔11(相当于气囊结构)。设备主体2内设有主控单元21、充放气单元22和第一组合传感器23；充放气单元22和第一组合传感器23均与主控单元21电连接；充放气单元22与空腔11连通，用于向空腔11内充气或释放空腔11内的气体；第一组合传感器23的第一透气孔232与空腔11连通，用于拾取空腔11内气体的压力信号和由气体传递的脉搏跳动声信号。
36.本实施例中，设备主体2包括外壳，主控单元21、充放气单元22、第一组合传感器23以及电源单元均封装在外壳内。腕带设备还包括设置于设备主体2 的外壳上且与主控单元21电连接的显示单元(液晶显示屏或触控显示屏，用于显示血压和心率)和按键单元(用于激发血压测量功能)。
37.本实施例中的腕带设备为智能手环或智能手表，因此外壳内还封装有语音通话单元、计时单元、无线通讯单元、定位单元等，在此不对其进行详细展开。
38.本实施例中，柔性腕带1为封闭的环形结构，其上设有两个与空腔11连通的开口部，一个用于与充放气单元22连通，另一个用于与第一组合传感器23 的第一透气孔232连通。佩戴时，需要套设在手腕上；通常设计有不同的圈口尺寸，以适配不同用户。还有一些实施例中，由图5所示，柔性腕带1包括呈长条状结构的腕带本体，腕带本体的一端间隔设有多个调节连接孔12、另一端设有活动连接扣13，活动连接扣13与调节连接孔12适配扣接，使腕带本体环绕在手腕上。
39.本实施例中，充放气单元22包括与主控单元21电连接的马达和设置于设备主体2内的气体通道，气体通道的一端与马达的气口密封连通，另一端借助一种一个开口部与空腔11密封连通.必要时可使用密封圈和密封胶在连通处的周围进行密封，防止由开口部进入第一透气孔232的压力泄露，提高第一组合传感器23的检测灵敏性和精度。
40.本实施例中，第一组合传感器23包括设有第一透气孔232的第一外部封装结构231和设置于第一外部封装结构231内的第一麦克风组件233和第一压力传感器组件234。第一麦克风组件233用于拾取由空腔11内气体传递的脉搏跳动声信号，第一压力传感器组件234用于拾取空腔11内气体的压力。
41.其中，第一麦克风组件233包括麦克风mems芯片ⅰ和与麦克风mems芯片ⅰ对应电连
接的麦克风asic芯片ⅰ，第一压力传感器组件234包括压力mems芯片ⅰ和与压力mems芯片ⅰ对应电连接的压力asic芯片ⅰ，压力mems芯片ⅰ的量程大于等于150kpa。第一外部封装结构231包括基板和罩设在基板上的外壳，第一透气孔232开设在外壳。其中，麦克风mems芯片ⅰ和麦克风asic芯片ⅰ可为一体设计，压力mems芯片ⅰ和压力asic芯片ⅰ也可为一体设计。
42.本实施例中，麦克风mems芯片ⅰ和麦克风asic芯片ⅰ并排粘贴在基板上，麦克风mems芯片ⅰ通过金属引线与麦克风asic芯片ⅰ电连接，麦克风asic芯片ⅰ通过金属引线与基板上的对应焊盘电连接；压力mems芯片ⅰ和压力asic芯片ⅰ也并排粘贴在基板上，压力mems芯片ⅰ通过金属引线与压力asic芯片ⅰ电连接，压力asic芯片ⅰ通过金属引线与基板电连接。基板背离壳体的一侧设有用于与主控单元21电连接的焊盘。还有一些实施例中，为了封装结构更加紧凑，麦克风mems芯片ⅰ和麦克风asic芯片ⅰ层叠设置，压力mems芯片ⅰ和压力asic 芯片ⅰ也层叠设置，具体设置方式参考现有封装结构，在此不做赘述。
43.本实施例中，主控单元21包括电路板211，集成在电路板211上的主控芯片212；第一组合传感器23设置于在电路板211，依靠基板背离壳体的一侧上设置的焊盘于电路板211电连接，进而实现与主控芯片212的电连接。充放气单元22中的气泵可以设置在电路板211上，也可以设置在设备主体2中外壳的内壁上。
44.众所周知，血压测量容易受外部环境干扰，因此为了进一步提高血压测量的精确性，需要滤除来自外部环境中的干扰信号。鉴于此，本实施例对上述结构作了进一步优化，在设备主体2内增设了与主控单元21电连接的第二组合传感器24；第二组合传感器24的第二透气孔与外界连通，用于拾取外部环境压力信号(与下文压力干扰信号相对应)和环境噪音信号(与下文声音干扰信号相对应)。
45.第二组合传感器24包括设有第二透气孔(位于第二外部封装结的侧部，设备主体2的外壳的侧部对应设有通孔)的第二外部封装结和设置于第二外部封装结构内的第二麦克风组件和第二压力传感器组件；第二麦克风组件包括麦克风mems芯片ⅱ和与麦克风mems芯片ⅱ对应电连接的麦克风asic芯片ⅱ，第二压力传感器组件包括压力mems芯片ⅱ和与压力mems芯片ⅱ对应电连接的压力 asic芯片ⅱ。与第一组合传感器23的结构相同，不同之处在于，压力mems芯片ⅱ的量程没有特殊要求。
46.主控单元21(内有放大滤波和模拟减法电路等，为公知技术，在此不做赘述)对第一组合传感器23和第二组合传感器24传送来的声信号进行减法处理，剔除两个同相位、同频率、同幅度的声音干扰信号，以获得有效的脉搏跳动声信号。同理，对第一组合传感器23和第二组合传感器24传送来的压力信号进行减法处理，剔除两个同相位、同频率、同幅度的压力干扰信号，以获得有效的动脉压信号。为了便于对本技术的理解，下面进行举例说明，比如说由第一组合传感器23传送给主控单元21的信号为a+b，由第二组合传感器24传送给主控单元21的信号为b，那么主控单元21对两个信号进行减法处理得到的有效的信号为a，信号a参与后续与预设信号比对的计算、记录和显示。经试验验证，测量误差可以做到
±
200pa(＜2mm汞柱)；远远优于基于ppg信号和 ecg信号的血压测量方法。
47.下面基于上述结构对其工作原理进行阐述：
48.当用户想要测量血压时，利用按键单元选择血压测量功能，充放气单元22 中气泵开始正向工作，向柔性腕带1的空腔11内充气，与此同时第一组合传感器23中的第一麦克风组件233将拾取包含声音干扰信号的脉搏跳动声音信号传送给主控单元21，同时第二组合
传感器24中的第二麦克风组件将拾取的声音干扰信号传送给主控单元21，主控单元21滤除声音干扰信号，获得有效的脉搏跳动声音信号，当没有脉搏跳动声音信号时，证明动脉已被充满气体的柔性腕带1压迫堵塞，此时主控单元21控制充放气单元22中气泵停止工作(也可控制其反向工作)，空腔11通过气泵的气口开始缓慢放气，第一组合传感器23 中的第一压力传感器组件234拾取并传送包含压力干扰信号的压力信号，第二压力传感器组件拾取压力干扰信号，主控单元21滤除压力干扰信号，获得有效的压力信号；当获得柯氏音信号(用户的动脉压力大于空腔的气压，血液通过窄小血管，出现涡流以及脉搏，此时脉搏声音为柯氏音)时，主控单元21记录当前获得的有效压力信号并记为收缩压；继续放气，当没有脉搏跳动声音信号时，说明空腔11内气压小于等于舒张压，此时主控单元21记录当前获得的有效压力信号并记为舒张压；显示单元对收缩压和舒张压进行显示。以上步骤完成后，主控单元21控制充放气单元22中气泵反向工作，排净空腔11内空气。
49.主控单元21基于第二组合传感器24获得干扰信号，对基于第一组合传感器 23获得信号进行处理、滤除与第二组合传感器24同相位、同频率、同幅度的干扰信号，以获得精确有效的信号。
50.综上所述，本实用新型利用袖带式血压计测量原理、基于第一组合传感器和第二组合传感器进行血压测量，使用方便，测量精度高，且无需进行校准。
51.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。