基于单片机监测控制的新型气动枕头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种基于单片机监测控制的新型气动枕头，能通过对鼾声、呼吸 气流等信号的监测自动启闭气动装置，涉及医疗保健领域和休闲养生行业。
【背景技术】
[0002] 健康与养生产品越来越受青睐，市场上休闲按摩产品琳琅满目，特别是与睡眠质 量息息相关的枕头倍受关注，各种各样的按摩枕头层出不穷，近年来气动枕头专利也开始 出现，但往往难以实现高灵敏度监测、智能化控制，产品功能和效果不尽人意，难以满足人 们的需求，亟待有新技术、新方案推出。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型是在已有实用新型"防室息/防打鼾智能气动枕头(专利号ZL 2014 2 0526118. 3)"的基础上，重点围绕提高整个装置的集成度、呼吸信号监测的灵敏度，增强气 动枕头的气动效果，在产品结构和技术方案方面作了重大改进。本实用新型所采用的技术 方案是：在利用单片机控制微型气栗、电磁气阀、气囊、语音模块、蜂鸣、喇叭、MP3解码器、 呼吸监测模块、麦克风、无线模块、电源等组成智能气动装置的基础上，进一步优化了枕头 内部布局，在枕头中间放置3个气囊，各个气囊位置如同原来分成两行，其中2个气囊左右 水平相邻排成一行，另一个气囊放在第二行，不同的是这3个气囊外形都是2层或多层，但 各层气囊内部相连通，对外都只有一个气嘴。各个气囊通过气管连接微型气栗和电磁气阀， 在单片机的控制下可以对各个气囊有选择地进行充放气，在充气时因各层气囊相互推挤能 产生叠加的气动效果，不但可使用户头部左右转动，而且还可前后转动，比如顶起脖颈、降 低后脑高度，实现头部后仰，左右水平排列的气囊，其相邻一侧即靠最中间的2层或多层气 囊边缘各自固定在一起，两侧各层气囊边缘可拉开间距，使左右两个气囊上表面在充气时 可自动向中间倾斜；枕头左右两端各留有一定空间，可放置微型气栗、电磁气阀、控制电路 和电源；枕头内其他空间的填充物为记忆海绵或乳胶。
[0004] 针对用户沉睡时呼吸气流非常微弱，呼吸监测模块采用外形"Y型三通"管架，上端 两管口径大小与鼻孔相当，插入鼻孔或靠近鼻孔用绳线固定；上端两管内分别引入一根小 半管，其凹槽面向上，朝着鼻孔，两根小半管与上端两管内壁之间各留有一定间隙，两根小 半管向下延伸合并形成下端小管口，流经小半管的气流通过相对封闭的管汇集到下端小管 口；上端两管的下方口均与外界相通，即呼吸监测模块中部两侧各有一个出气孔，保证上端 两管都具有较好的气流通透性。微弱的呼吸气流能沿着两小半管汇集到下端小管口以便检 测，呼吸气流较大时，除了流经过小半管的气流以外，大量气流可通过小半管与上端两管内 壁之间的间隙进出，避免因下端小管口径太小而产生气流瓶颈，确保呼吸气流畅通；下端小 管口的气流检测利用可随呼吸气流往返滑动、翻动或摆动的金属片，以及附近金属片能同 时触及的两根金属丝组成开关，具体由单片机检测两金属丝之间的通断变化情况来确定是 否有气流经过。
[0005] 将MP3解码器、蜂鸣或喇叭接入控制电路，分别用于语音提醒和超时报警。当用户 超过10秒钟无呼吸或有鼾声时，单片机就会接收到呼吸监测模块或麦克风的信号，并发送 指令启动微型气栗和电磁气阀，对各气囊按预设程序有规律地充放气，使枕头发生左右前 后倾斜，自动调整用户头部位置；或者开启语音提醒，让用户自主调整头部位置，以确保气 管通畅无堵，使用户正常呼吸。期间，如果症状消失则停止气动设备，并关闭语音提示。如果 提醒无效，则立即发出警报，避免长时间处于缺氧状态，甚至发生室息死亡的严重后果。此 外，枕头内部还装有无线模块，可以接收外部无线摇控指令，方便用户操作。
[0006] 本实用新型的有益效果是，通过优化枕内结构布局，集微型气栗、电磁气阀、控制 电路、电源和气囊于一体置于枕内，使整个装置集成度更高；通过对枕内气囊结构的改良， 使用2层或多层的气囊，使气动效果更佳，充入少量气体便可产生较大的气动幅度；本新型 实用所述的"Y型三通"呼吸监测模块在不影响正常呼吸的情况下，可对小气流特别是沉睡 时的微弱气流进行有效监测，这可提高监测灵敏度，有效避免信号误判引起误动作。
【附图说明】
[0007] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0008] 图1是气动枕头示意图，①枕头实体，②枕头两端空间，用于放置微型气栗、三口 电磁气阀、电源和电路控制板，电路控制板包括单片机、三极管、光藕、电位器、电阻、电容、 语音模块、无线模块、蜂鸣、喇叭等电子元件，③用户操作面板，④2层或多层气囊1，⑤2层 或多层气囊2,⑥2层或多层气囊3。图2是Y型三通管架的呼吸监测模块，上端两管，小 半管，下端小管口，⑩两侧出气口，(11)可自由滑动、翻动或摆动金属片，(12)两根金属丝。
【具体实施方式】
[0009] 图1中枕头两端空间(②）内的电路控制板上有若干路三极管控制开关，分别控制 微型气栗，3个三口电磁气阀，以及蜂鸣（喇叭）和MP3解码器的电源，其电路的通断由单片 机按预设程序控制。
[0010] 图1中枕头两端空间(②)内的微型气栗出气口用气管连接至3只三口电磁气阀的 进气口，微型气栗的进气口连接至各个三口电磁气阀的排气口，3只三口电磁气阀的出气口 分别连接至各个2层或多层气囊(④、⑤、⑥）的气嘴，气囊之间的充放气由单片机程序控制 微型气栗和电磁气阀的通断电来实现。
[0011] 图1中用户操作面板(③）上装有喇叭、电位器、麦克风、电源插座、监测信号接入 口，以及若干个开关按键分别用作监测休闲切换开关、监测模式切换开关、气动语音切换开 关、气动速度和幅度调档开关、监测信号输入端口、监测结果语音输出等。
[0012] 图2中Y型三通管架的上端两管（⑦）上管口插入鼻孔或固定在鼻孔前检测呼吸 气流，Y型三通管架两侧各有一个出气口⑩)，经上端两管?）内壁与小半管(⑧）之间的 间隙连通上端两管(@ )的上管口，可避免因下端小管口)太小造成呼吸困难，无论呼吸 气流大与小都会有气流经过小半管(|丨）并汇集至下端小管口（議），使位于下端小管口（戀 )的可自由滑动、翻动或摆动金属片((11))移动并触及或断离附近的两根金属丝((13))，利用导 线将两根金属丝((12))分别连经用户操作面板上的监测信号输入端口，接至单片机I/O端口 检测通断变化情况即可判断是否有呼吸气流。
【主权项】
1. 一种基于单片机监测控制的新型气动枕头，主要由单片机、微型气栗、电磁气阀、气 囊、语音模块、蜂鸣、喇叭、MP3解码器、呼吸监测模块、麦克风、无线模块、电源组成，其特征 是枕头中间分成两行排列的3个气囊，其外形都是2层或多层，但各层气囊内部相连通，在 充气时因各层气囊相互推挤能产生叠加的气动效果，左右水平排列的气囊，其相邻一侧即 靠最中间的2层或多层气囊边缘各自固定在一起，两侧各层气囊边缘可拉开间距，使左右 两个气囊上表面在充气时可自动向中间倾斜；枕头左右两端各留有一定空间，可放置微型 气栗、电磁气阀、控制电路和电源；控制电路中包含无线模块，可以接收外部无线摇控指令； 枕头内其他空间的填充物为记忆海绵或乳胶。2. 根据权利要求1所述的基于单片机监测控制的新型气动枕头，其特征是呼吸监测模 块外形是采用"Y型三通"管架，上端两管口径大小与鼻孔相当，上端两管内分别引入一根小 半管，其凹槽面向上，朝着鼻孔，两根小半管与上端两管内壁之间各留有一定间隙，两根小 半管向下延伸合并形成下端小管口，流经小半管的气流通过相对封闭的管汇集至下端小管 口；上端两管的下方口均与外界相通，即呼吸监测模块中部两侧各有一个出气孔，保证上端 两管都具有较好的气流通透性；下端小管口的气流检测利用可随呼吸气流往返滑动、翻动 或摆动的金属片，以及附近金属片能同时触及的两根金属丝组成开关，具体由单片机检测 两金属丝之间的通断变化情况来确定是否有气流经过。
【专利摘要】一种基于单片机监测控制的新型气动枕头，它是在已有实用新型“防窒息/防打鼾智能气动枕头”的基础上，在产品结构和技术方案方面进行改进：集微型气泵、电磁气阀、控制电路和电源于一体分放枕头两端，枕头中间的各个气囊改用内部连通的2层或多层气囊；为监测微弱气流，采用外形“Y型三通”管架的呼吸监测模块，将呼吸气流汇集至下端小管口，并利用可随呼吸气流往返滑动、翻动或摆动的金属片，以及两根金属丝组成开关，从而提升了整个气动枕头的集成度，增强了气动效果，提高了监测灵敏度，有效避免信号误判引起误动作。
【IPC分类】A61B5/00, A61F5/56, A47G9/10, A61M21/00
【公开号】CN204931109
【申请号】CN201520645334
【发明人】不公告发明人
【申请人】王华华
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年8月25日