生命特征模拟装置、控制方法及睡眠监护床垫测试方法

本发明涉及检测设备，尤其是涉及一种生命特征模拟装置、控制方法及睡眠监护床垫测试方法。

背景技术：

1、智能睡眠监护床垫因具有呼吸、心跳监测功能，可以在睡眠过程中判断老人的生命特征是否正常，从而实现快速有效的监测作用，因此在解决老人的安全监护问题上得到了广泛的应用。

2、随着智能睡眠监护床垫的批量化生产规模的扩大，为保证智能睡眠监护床垫的性能和质量，需要对每个智能睡眠监护床垫进行高效可靠的性能测试。目前进行智能睡眠监护床垫测试的过程为：将一振动气囊置于待测床垫上，通过曲柄滑块机构驱动一推板周期性按压与振动气囊相连接的弹性气囊，使振动气囊模拟出周期性心跳信号，从而实现床垫的快速测试；但上述方式，由于曲柄滑块机构的运行形式固定，因此只能模拟出一种心跳信号，难以满足不同测试信号的检测需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目在于提供一种生命特征模拟装置、控制方法及睡眠监护床垫测试方法，具有可产生多脉冲模拟信号以满足不同测试信号需求的优点。

2、本发明的目的采用如下技术方案实现：

3、根据本公开实施例的第一方面，提供一种生命特征模拟装置，包括：

4、用于与待测睡眠监护床垫相接触以产生脉冲模拟信号的振动气囊；

5、通过至少一输气管与所述振动气囊相连接、用于对所述振动气囊进行充气的气泵单元，所述气泵单元包括：具有活塞运动腔和气压保持腔的泵体、承载于所述活塞运动腔内用于在预定行程内活动以向所述振动气囊充气的活塞组件、以及与所述气压保持腔相连通用于维持所述振动气囊内部压力的泄压阀；

6、连接于所述振动气囊、用于实时反馈所述振动气囊的当前气压值的气压传感器；以及，

7、连接于所述振动气囊的电控阀，所述电控阀用于在所述振动气囊达到预定气压值后的所述活塞组件一次活动充气过程中，若所述当前气压值达到第一预定阈值时打开放气、所述当前气压值下降至第二预定阈值时关闭保气直至当前气压值再次达到所述第一预定阈值时打开，以产生多脉冲模拟信号。

8、实现上述技术方案，在进行睡眠监护床垫测试时，将振动气囊放置在待测睡眠监护床垫上，先通过控制活塞组件运动向振动气囊内充气至气压达到预定气压值，充气完成后活塞组件复位，进行下一次充气准备，在下一次活塞组件运动的充气过程中，若控制电控阀始终处于关闭状态，此时振动气囊内的气压会逐渐上升，气压上升即会使得振动气囊膨胀，而活塞组件复位过程中，泄压阀会由于压力差而打开，此时振动气囊内的气压逐渐下降至泄压阀再次关闭，气压上升即会使得振动气囊收缩，活塞组件在循环运行时，即可使得振动气囊产生循环的单脉冲模拟信号，即模拟产生一次呼吸时的心跳动作；

9、另一方面，在下一次活塞组件运动的充气过程中，振动气囊内的气压会逐渐上升，气压传感器能够实时检测并反馈振动气囊的当前气压值，通过将当前气压值与预设的第一预定阈值和第二预定阈值相比较，若当前气压值达到第一预定阈值时则控制电控阀打开放气，此时振动气囊内的气压会逐渐下降，当气压下降至第二预定阈值时控制电控阀关闭保气，此时振动气囊内的气压会再次上升，直至上升到第一预定阈值时则再次控制电控阀打开放气，如此往复若干次，直至活塞组件达到运动极限位置完成一次充气过程后复位，由于在此过程中振动气囊内的气压在第一预定阈值和第二预定阈值之间变化多次，即可使得在活塞组件运动的一个周期内产生多脉冲模拟信号，即模拟连续的呼吸时的心跳动作；

10、上述产生的单脉冲模拟信号和多脉冲模拟信号可以直接作用于待测睡眠监护床垫，用于作为测试信号进行睡眠监护床垫的性能测试，由于第一预定阈值和第二预定阈值是可以根据需要进行设定，因此可以满足不同的测试信号需求，并能够适用于对不同睡眠监护床垫进行性能检测，提高了检测效率。

11、在一些示例性的实施方式中，所述泵体内设有隔板以将所述泵体分隔成所述活塞运动腔和气压保持腔，所述泄压阀设置于所述隔板并与所述气压保持腔相连通，且所述隔板上设有连通所述活塞运动腔和气压保持腔的第一控制阀。

12、实现上述技术方案，实现了振动气囊内气压的保持和控制。

13、在一些示例性的实施方式中，所述活塞组件包括：滑动式装配于所述活塞运动腔并与泵体密封连接的活塞体、设置于所述活塞体用于连通所述活塞运动腔与外部空气的第二控制阀、以及用于驱动所述活塞体往复移动的动力机构；

14、所述活塞体向靠近所述隔板的方向移动时，所述第一控制阀打开、所述第二控制阀关闭，所述活塞体向远离所述隔板的方向移动时，所述第一控制阀关闭、所述第二控制阀打开。

15、实现上述技术方案，由动力机构带动活塞体往复运动，当活塞体向靠近隔板的方向移动时，活塞运动腔内的压力会使得第一控制阀打开，而第二控制阀则受反向压力保持关闭状态，此时即可将活塞运动腔内的气体推入振动气囊内，对振动气囊进行充气；当活塞体向远离隔板的方向移动时，气压保持腔内的压力会使得第一控制阀处于关闭状态，而活塞运动腔内的压力减小使得第二控制阀打开，使活塞运动腔与外部空气相通，活塞运动腔内的压力与大气压保持平衡，即可使活塞运动腔内再次充满空气，以便进行下次充气，如此循环动作，直至振动气囊内的气压达到预定气压值，即完成充气过程。

16、在一些示例性的实施方式中，所述动力机构从如下结构从选择单独或者组合适用：气缸、电缸、曲柄滑块机构或者凸轮连杆机构。

17、在一些示例性的实施方式中，所述电控阀包括：阀体和压电开关，所述阀体内设有气流缓冲腔，且所述阀体上设有连通所述振动气囊与所述气流缓冲腔的进气口、以及连通所述气流缓冲腔与外部空气的出气口；

18、所述压电开关设置于所述进气口处，并在所述当前气压值达到第一预定阈值时打开放气、所述当前气压值下降至第二预定阈值时关闭。

19、实现上述技术方案，当前气压值达到第一预定阈值时压电开关打开，此时振动气囊中的气体会泄流至气流缓冲腔，再经出气口缓慢排出，从而能够防止振动气囊内的气压泄压过快；当前气压值下降至第二预定阈值时压电开关关闭，此时振动气囊内的气体不再流出，振动气囊可以再次被充气，从而实现在活塞体一次运动周期内进行多次往复的充气、放气过程，形成多脉冲模拟信号。

20、在一些示例性的实施方式中，所述气流缓冲腔内位于所述出气口处贴合设有柔性封膜，所述柔性封膜的外缘与所述阀体密封连接，所述柔性封膜能够受自所述进气口流入的气压作用打开。

21、实现上述技术方案，当压电开关打开气体进入气流缓冲腔内时，会将柔性封膜顶开打开出气口，气体即从出气口溢出，进行泄气，通过柔性封膜的弹性形变能力实现出气口的打开和关闭，从而能够控制气体的泄气速度，从而控制气压从第一预定阈值下降到第二预定阈值的时间，即控制了模拟一次心跳的速率；而若压电开关打开的初始阶段，气压不足以打开柔性封膜时，气流缓冲腔内则暂时维持气压大小，待外部气流不断进入达到足够的气压值时，即可将柔性封膜打开。

22、在一些示例性的实施方式中，所述阀体上对应所述出气口处还设有弹性调压组件，所述弹性调压组件包括：螺纹连接于所述阀体的调压件，以及，一端连接于所述调压件、另一端抵触于所述柔性封膜以封闭所述出气口的调压弹簧。

23、实现上述技术方案，通过调压弹簧对柔性封膜进行抵压，将调压件旋拧至不同位置即可控制调压弹簧对柔性封膜产生不同的弹性压力，气压作用于柔性封膜时需要克服弹簧的弹性力才能将柔性封膜打开，从而通过调节调压弹簧的弹性力可进一步控制泄气速度，进而进一步控制模拟一次心跳的速率。

24、在一些示例性的实施方式中，所述隔板上设有泄压口，所述泄压阀包括：阀芯和泄压弹簧，所述阀芯穿过所述泄压口，且所述阀芯位于所述气压保持腔的一端设有承压板、另一端设有堵塞部，所述泄压弹簧套设于所述阀芯并位于所述承压板与所述隔板之间，所述堵塞部受所述泄压弹簧的弹性力作用封堵于所述泄压口。

25、实现上述技术方案，正常状态下，阀芯受泄压弹簧弹性力的作用使得堵塞部保持封闭泄压口的状态，当振动气囊的气压会作用在承压板上，当气压值达到足以克服泄压弹簧的弹性力时，即可使得堵塞部脱离泄压口，进行泄压。

26、在一些示例性的实施方式中，还包括一用于调节泄压阀开启压力的泄压调节组件，所述泄压调节组件包括：滑动设置于所述泄压口处且与所述泄压弹簧相抵触的调压块、设置于所述调压块上的第一抵推斜面、滑动设置于所述隔板内的抵压块、设置于所述抵压块且与所述第一抵推斜面相适配的第二抵推斜面、以及螺纹连接于所述阀体且与所述抵压块相抵触的调节螺钉。

27、实现上述技术方案，通过旋拧调节螺钉改变抵压块的位置，使得抵压块抵推调压块，并通过第一抵推斜面和第二抵推斜面相互配合，从而将抵压块向外顶出，将泄压弹簧压紧，从而增大泄压阀的预紧力，提高泄压阀的开启压力。

28、在一些示例性的实施方式中，所述振动气囊的与床垫接触侧相对的一侧设有安装板，所述安装板上设有配重块。

29、实现上述技术方案，可进行配重调节，模拟不同体重的人体。

30、根据本公开实施例的第二方面，提供一种模拟生命特征的控制方法，所述控制方法基于如上述第一方面所述的生命特征模拟装置实现，包括：

31、对置于待测睡眠监护床垫上的振动气囊充气至预定气压值；

32、控制所述活塞组件动作再次对充气完成的振动气囊进行充气、并实时反馈所述气压传感器采集的当前气压值；

33、将所述当前气压值与预设的气压阈值相比较，若所述当前气压值达到第一预定阈值时控制所述电控阀打开放气、所述当前气压值下降至第二预定阈值时控制所述电控阀关闭保气，直至当前气压值再次达到所述第一预定阈值时再次控制所述电控阀打开，以产生多脉冲模拟信号。

34、实现上述技术方案，通过产生多脉冲模拟信号，可以作为测试信号，模拟连续的呼吸时的心跳动作。

35、根据本公开实施例的第三方面，提供一种模拟生命特征的控制方法，所述控制方法基于如上述第一方面所述的生命特征模拟装置实现，包括：

36、对置于待测睡眠监护床垫上的振动气囊充气至预定气压值；

37、控制所述活塞组件动作再次对充气完成的振动气囊进行充气至气压超出所述泄压阀的开启压力，以使所述泄压阀在所述活塞组件复位时打开泄压以产生单脉冲模拟信号。

38、实现上述技术方案，通过产生单脉冲模拟信号，可以作为测试信号，模拟单次呼吸时的心跳动作。

39、根据本公开实施例的第四方面，提供一种模拟生命特征的控制系统，所述控制系统应用于如上述第一方面所述的生命特征模拟装置，包括：

40、充气控制单元，用于控制所述活塞组件动作对置于待测睡眠监护床垫上的振动气囊充气至预定气压值，并用于控制所述活塞组件动作再次对充气完成的振动气囊进行充气；

41、信号接收单元，用于接收所述气压传感器实时采集的当前气压值；

42、信号比较单元，用于将所述当前气压值与预设的气压阈值相比较；

43、阀控单元，用于当所述当前气压值达到第一预定阈值时控制所述电控阀打开放气、所述当前气压值下降至第二预定阈值时控制所述电控阀关闭保气，直至当前气压值再次达到所述第一预定阈值时再次控制所述电控阀打开，以产生多脉冲模拟信号。

44、根据本公开实施例的第五方面，提供一种睡眠监护床垫测试方法，包括：

45、待测睡眠监护床垫接收由第二方面所述的控制方法产生的多脉冲模拟信号作为测试信号源进行性能测试。

46、根据本公开实施例的第六方面，提供一种电子设备，包括处理器和用于存储所述处理器可执行指令的存储介质，其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现第二方面所述的控制方法。

47、根据本公开实施例的第七方面，提供一种计算机可读存储介质，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第二方面所述的控制方法。

48、综上所述，相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

49、本发明通过提供一种生命特征模拟装置、控制方法及睡眠监护床垫测试方法，能够产生单脉冲模拟信号和多脉冲模拟信号，并直接作用于待测睡眠监护床垫，用于作为测试信号进行睡眠监护床垫的性能测试，由于第一预定阈值和第二预定阈值是可以根据需要进行设定，因此可以满足不同的测试信号需求，并能够适用于对不同睡眠监护床垫进行性能检测，提高了检测效率。