振动助眠智能床垫.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010452794.0 (22)申请日 2020.05.26 (71)申请人 湖南慕尔普斯智能科技有限公司 地址 414400 湖南省岳阳市汨罗循环经济 产业园区经济发展投资有限公司办公 大楼226室 (72)发明人 郗盟李毅 (74)专利代理机构 长沙鑫泽信知识产权代理事 务所(普通合伙) 43247 代理人 尹锋 (51)Int.Cl. A47C 31/12(2006.01) A47C 27/00(2006.01) (54)发明名称 振动助眠智能床垫 (57)摘要 本发。

2、明公开了一种振动助眠智能床垫， 包括 依次叠设的振动层、 监测层、 接触层及分别与所 述振动层、 所述监测层电连接的控制器， 所述振 动层包括第一振源板、 与所述第一振源板连接并 设置于所述第一振源板与所述监测层之间的多 块第二振源板及分别与多块所述第二振源板连 接的驱动器， 所述第一振源板在所述控制器的控 制下产生低频振动， 多块所述第二振源板在所述 控制器的控制下随机向靠近所述监测层的方向 推动。 与相关技术相比， 本发明提供的振动助眠 智能床垫， 能够监测人体睡眠质量并有效助眠。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 111568117 A 2020.08.25 CN 111568。

3、117 A 1.一种振动助眠智能床垫， 其特征在于， 包括依次叠设的振动层、 监测层、 接触层及分 别与所述振动层、 所述监测层电连接的控制器， 所述振动层包括第一振源板、 与所述第一振 源板连接并设置于所述第一振源板与所述监测层之间的第二振源板及与所述第二振源板 连接的驱动器， 所述第一振源板在所述控制器的控制下产生低频振动， 所述驱动器在所述 控制器的控制下驱动所述第二振源板随机向靠近所述监测层的方向推动。 2.根据权利要求1所述的振动助眠智能床垫， 其特征在于， 所述第二振源板包括位于中 心并呈矩形的第一推板、 设置于所述第一推板长度方向一端的第二推板与第三推板、 设置 于所述第一推板长。

4、度方向另一端的第四推板与第五推板， 所述第二推板与所述第三推板沿 所述第一推板长度方向的轴线对称设置， 所述第四推板与所述第五推板沿所述第一推板长 度方向的轴线对称设置。 3.根据权利要求2所述的振动助眠智能床垫， 其特征在于， 所述驱动器的数量为五个， 五个所述驱动器分别与所述第一推板、 所述第二推板、 所述第三推板、 所述第四推板及所述 第五推板固定连接， 且五个所述驱动器分别与所述控制器电连接。 4.根据权利要求2所述的振动助眠智能床垫， 其特征在于， 所述第一振源板的振动频率 为1Hz-30Hz。 5.根据权利要求4所述的振动助眠智能床垫， 其特征在于， 所述第一振源板包括与所述 第一。

5、推板正对设置的第一振动板、 与所述第二推板正对设置的第二振动板、 与所述第三推 板正对设置的第三振动板、 与所述第四推板正对设置的第四振动板及与所述第五推板正对 设置的第五振动板， 所述控制器分别控制所述第一振动板、 所述第二振动板、 所述第三振动 板、 所述第四振动板及所述第五振动板的振动频率， 并控制所述第一振动板的振动频率保 持在3-5Hz、 所述第二振动板与所述第三振动板的振动频率保持在10-25Hz、 所述第四振动 板与所述第五振动板的振动频率保持在10-12Hz。 6.根据权利要求1所述的振动助眠智能床垫， 其特征在于， 所述监测层包括靠近所述接 触层设置的柔性阵列力敏传感器层、 。

6、设置于所述柔性阵列力敏传感器层远离所述接触层一 侧并与所述柔性阵列力敏传感器层相对间隔设置的温控层及多个信号采集控制模块， 多个 所述信号采集控制模块均与所述控制器电连接， 所述柔性阵列力敏传感器层及所述温控层 分别与不同的所述信号采集控制模块电连接； 所述信号采集控制模块通过所述柔性阵列力敏传感器层获取使用者身体各部位在床 垫上的压力信号， 并将该压力信号传至所述控制器； 所述控制器根据该压力信号分析得出 使用者具体的身体部位和生理参数， 生理参数包括呼吸率、 心率， 继而所述控制器再根据所 述生理参数通过所述信号采集控制模块启动所述温控层， 由所述温控层对使用者身体各部 位提供相应的温度理。

7、疗。 7.根据权利要求6所述的振动助眠智能床垫， 其特征在于， 所述柔性阵列力敏传感器层 包括多个大小相同并沿床垫长度方向依次设置的第一区域， 每个所述第一区域设置有多块 沿床垫宽度方向依次设置的柔性阵列力敏传感器， 所述温控层包括与所述第一区域数量相 同且正对设置的多个第二区域， 每个所述第二区域设置有与所述柔性阵列力敏传感器数量 相同的温控器及温度传感器， 所述信号采集控制模块设置于相邻所述第一区域及相邻所述 第二区域之间， 且每个所述信号采集控制模块分别与所述柔性阵列力敏传感器、 所述温控 器及所述温度传感器电连接。 权利要求书 1/2 页 2 CN 111568117 A 2 8.根据。

8、权利要求1所述的振动助眠智能床垫， 其特征在于， 所述接触层包括针织层及设 置于所述针织层靠近所述监测层一侧的透气防水层， 所述透气防水层包括本体部及自所述 本体部靠近所述针织层的表面向远离所述针织层的方向凹陷形成的容水槽。 9.根据权利要求8所述的振动助眠智能床垫， 其特征在于， 所述透气防水层的材料为牛 皮、 羊皮或猪皮。 10.根据权利要求1-9任一所述的振动助眠智能床垫， 其特征在于， 还包括与所述控制 器连接的云服务器、 与所述云服务器连接的管理平台及与所述云服务器通信连接的智能终 端。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111568117 A 3 振动助眠智能床垫 技术领域 000。

9、1 本发明涉及智能家居技术领域， 尤其涉及一种振动助眠智能床垫。 背景技术 0002 每个人每天大约有四分之一到三分之一的时间是在床上度过的。 在智能产品市场 如此热闹的今天， 各种有关睡眠的智能设备层出不穷， 如能够监测睡眠质量的运动手环或 智能手表、 能够改善睡眠质量的智能耳机或智能眼罩， 多开始出现在我们的生活中。 0003 通常来说， 具备睡眠监测功能的运动手环或智能手表， 是通过内置的运动传感器 监测夜间的翻身次数， 来判断深度睡眠时间。 这种形式虽然具有一定参考价值， 但并未形成 有效的助眠解决方案， 即相关技术的智能床垫虽然能够得知使用者的睡眠状态和质量， 但 却往往无法对失眠病。

10、进行控制或提供有效的助眠方案。 0004 研究人员发现， 当人坐在行驶的车辆中容易产生疲劳、 激发困意， 这一方面是由于 人体内耳中的半规管和半规管前的两个囊状结构是起平衡作用的， 在坐车时， 人处于不停 的晃动之中(晃动幅度可能会很小， 比如火车)， 为了保持持续的平衡状态， 内耳神经就需要 频繁的发出平衡指令， 从而使人非常容易疲劳， 从而激发困意； 另一方面， 为了抑制这种频 繁的调节， 人机体产生应激性反应， 如同其他生物的假死等自我保护， 就会使人入睡。 0005 因此， 有必要提供一种新的能够监测人体睡眠质量并有效助眠的振动助眠智能床 垫来解决上述问题。 发明内容 0006 针对现。

11、有技术存在的不足， 本发明的目的在于提供能够监测人体睡眠质量并有效 助眠的振动助眠智能床垫。 0007 为实现上述目的， 本发明提供了如下技术方案: 0008 一种振动助眠智能床垫， 包括依次叠设的振动层、 监测层、 接触层及分别与所述振 动层、 所述监测层电连接的控制器， 所述振动层包括第一振源板、 与所述第一振源板连接并 设置于所述第一振源板与所述监测层之间的多块第二振源板及分别与多块所述第二振源 板连接的驱动器， 所述第一振源板在所述控制器的控制下产生低频振动， 多块所述第二振 源板在所述控制器的控制下随机向靠近所述监测层的方向推动。 0009 优选的， 所述第二振源板包括位于中心并呈矩。

12、形的第一推板、 设置于所述第一推 板长度方向一端的第二推板与第三推板、 设置于所述第一推板长度方向另一端的第四推板 与第五推板， 所述第二推板与所述第三推板沿所述第一推板长度方向的轴线对称设置， 所 述第四推板与所述第五推板沿所述第一推板沿所述第一推板长度方向的轴线对称设置。 0010 优选的， 所述驱动器的数量为五个， 五个所述驱动器分别与所述第一推板、 所述第 二推板、 所述第三推板、 所述第四推板及所述第五推板固定连接， 且五个所述驱动器分别与 所述控制器电连接。 0011 优选的， 所述第一振源板的振动频率为1Hz-12Hz。 说明书 1/5 页 4 CN 111568117 A 4 。

13、0012 优选的， 所述第一振源板包括与所述第一推板正对设置的第一振动板、 与所述第 二推板正对设置的第二振动板、 与所述第三推板正对设置的第三振动板、 与所述第四推板 正对设置的第四振动板及与所述第五推板正对设置的第五振动板， 所述控制器分别控制所 述第一振动板、 所述第二振动板、 所述第三振动板、 所述第四振动板及所述第五振动板的振 动频率， 并控制所述第一振动板的振动频率保持在3-5Hz、 所述第二振动板与所述第三振动 板的振动频率保持在10-25Hz、 所述第四振动板与所述第五振动板的振动频率保持在10- 12Hz。 0013 优选的， 所述监测层包括靠近所述接触层设置的柔性阵列力敏传。

14、感器层、 设置于 所述柔性阵列力敏传感器层远离所述接触层一侧并与所述柔性阵列力敏传感器层相对间 隔设置的温控层及多个信号采集控制模块， 多个所述信号采集控制模块均与所述控制器电 连接， 所述柔性阵列力敏传感器层及所述温控层分别与不同的所述信号采集控制模块电连 接； 0014 所述信号采集控制模块通过所述柔性阵列力敏传感器层获取使用者身体各部位 在床垫上的压力信号， 并将该压力信号传至所述控制器； 所述控制器根据该压力信号分析 得出使用者具体的身体部位和生理参数， 生理参数包括呼吸率、 心率， 继而所述控制器再根 据所述生理参数通过所述信号采集控制模块启动所述温控层， 由所述温控层对使用者身体 。

15、各部位提供相应的温度理疗。 0015 优选的， 所述柔性阵列力敏传感器层包括多个大小相同并沿床垫长度方向依次设 置的第一区域， 每个所述第一区域设置有多块沿床垫宽度方向依次设置的柔性阵列力敏传 感器， 所述温控层包括与所述第一区域数量相同且正对设置的多个第二区域， 每个所述第 二区域设置有与所述柔性阵列里面传感器数量相同的温控器及温度传感器， 所述信号采集 控制模块设置于相邻所述第一区域及相邻所述第二区域之间， 且每个所述信号采集控制模 块分别与所述柔性阵列力敏传感器、 所述温控器及所述温度传感器电连接。 0016 优选的， 所述接触层包括针织层及设置于所述针织层靠近所述监测层一侧的透气 防水。

16、层， 所述透气防水层包括本体部及自所述本体部靠近所述针织层的表面向远离所述针 织层的方向凹陷形成的容水槽。 0017 优选的， 所述透气防水层的材料为牛皮、 羊皮或猪皮。 0018 优选的， 还包括与所述控制器连接的云服务器、 与所述云服务器连接的管理平台 及与所述云服务器通信连接的智能终端。 0019 综上所述， 与现有技术相比， 本发明提供的振动助眠智能床垫， 通过模拟汽车或火 车在行驶过程中的振动， 即通过所述第一振源板的低频振动结合所述第二振源板的随机推 动作用， 使得人体快速产生疲劳感， 进而快速进入睡眠状态； 通过设置所述第二振源板包括 第一推板、 第二推板、 第三推板、 第四推板。

17、及第五推板， 通过不同推板的随机推动， 模拟车辆 在行驶过程中不同程度的颠簸对人体不同部位的随机推动作用， 使人体产生疲劳； 通过设 置所述第一振源板包括第一振动板、 第二振动板、 第三振动板、 第四振动板及第五振动板， 不同的振动板对应人体不同的部位产生不同频率的振动， 以适应人体不同部位对振动频率 敏感度的差异， 更有益于人体健康。 说明书 2/5 页 5 CN 111568117 A 5 附图说明 0020 图1为本发明提供的振动助眠智能床垫的立体结构分解示意图； 0021 图2为本发明提供的振动助眠智能床垫的振动层的结构爆炸图； 0022 图3为本发明提供的振动助眠智能床垫的控制器与云。

18、服务器之间的通讯流程框 图。 0023 图中， 100、 振动助眠智能床垫； 10、 振动层； 11、 第一振源板； 111、 第一振动板； 112、 第二振动板； 113、 第三振动板； 114、 第四振动板； 115、 第五振动板； 12、 第二振源板； 121、 第 一推板； 122、 第二推板； 123、 第三推板； 124、 第四推板； 125、 第五推板； 13、 驱动器； 20、 监测 层； 21、 柔性阵列力敏传感器层； 211、 第一区域； 22、 温控层； 221、 第二区域； 23、 信号采集控 制模块； 30、 接触层； 31、 针织层； 32、 防水透气层； 321、。

19、 本体部； 322、 容水槽； 3221、 第一槽体； 3222、 第二槽体； 40、 控制器。 具体实施方式 0024 下面结合附图和实施例， 对本发明进行详细描述。 下述实验例和实施例用于进一 步说明但不限于本发明。 0025 请结合参阅图1和图2， 本发明提供了一种振动助眠智能床垫100， 所述振动助眠智 能床垫100通过模拟汽车或火车在行驶过程中的振动， 使人体产生疲劳感， 进而快速进入睡 眠状态。 具体的， 所述振动助眠智能床垫100包括依次叠设的振动层10、 监测层20、 接触层30 及分别与所述振动层10及所述监测层20电连接的控制器40、 与所述控制器40连接的云服务 器50、。

20、 与所述云服务器50连接的管理平台60及与所述云服务器50通信连接的智能终端70。 0026 所述振动层10包括第一振源板11、 与所述第一振源板11连接并设置于所述第一振 源板11与所述监测层20之间的第二振源板12及与所述第二振源板12连接的驱动器13。 其 中， 所述第一振源板11在所述控制器40的控制下产生低频振动， 所述驱动器13在所述控制 器40的控制下驱动所述第二振源板随机向靠近所述监测层20的方向推动。 0027 所述第一振源板11的振动频率为1Hz-30Hz。 0028 所述第一振源板11包括位于中心并呈矩形的第一振动板111、 设置于所述第一振 动板111长度方向一端的第二。

21、振动板112与第三振动板113、 设置于所述第一振动板111长度 方向另一端的第四振动板114与第五振动板115。 其中， 所述控制器40分别控制所述第一振 动板111、 所述第二振动板112、 所述第三振动板113、 所述第四振动板114及所述第五振动板 115的振动频率。 0029 具体的， 所述控制器40控制所述第一振动板111的振动频率保持在3-5Hz、 所述第 二振动板112与所述第三振动板113的振动频率保持在10-25Hz、 所述第四振动板114与所述 第五振动板115的振动频率保持在10-12Hz。 使用过程中， 所述第一振动板111对应人体腰 腹， 所述第二振动板112及所述。

22、第三振动板113对应人体腿脚， 所述第四振动板114及所述第 五振动板115对应人体头肩， 以适应人体不同部位对振动频率的敏感度差异。 同时， 通过为 不同的振动板设置不同的振动频率， 也是为了更好的模拟汽车振动时对人体不同部位产生 的振动效果。 0030 所述第二振源板12包括位于中心并呈矩形的第一推板121、 设置于所述第一推板 121长度方向一端的第二推板122与第三推板123、 设置于所述第一推板121长度方向另一端 说明书 3/5 页 6 CN 111568117 A 6 的第四推板124与第五推板125。 其中， 所述第二推板122与所述第三推板123沿所述第一推 板121长度方向。

23、的轴线对称设置， 所述第四推板124与所述第五推板125沿所述第一推板121 长度方向的轴线对称设置。 0031 具体的， 所述第一推板121与所述第一振动板111正对设置， 所述第二推板122与所 述第二振动板112正对设置， 所述第三推板123与所述第三振动板113正对设置， 所述第四推 板124与所述第四振动板114正对设置， 所述第五推板125与所述第五振动板115正对设置。 0032 所述驱动器13的数量为五个， 五个所述驱动器13分别与所述第一推板121、 所述第 二推板122、 所述第三推板123、 所述第四推板124及所述第五推板125固定连接， 且五个所述 驱动器13分别与所。

24、述控制器40电连接。 使用时， 所述控制器40随机向不同的所述驱动器13 发送驱动信号， 使得五个所述驱动器13无规则工作， 模拟车辆行驶过程中的颠簸感。 0033 所述监测层20包括靠近所述接触层30设置的柔性阵列力敏传感器层21、 设置于所 述柔性阵列力敏传感器层21远离所述接触层30一侧并与所述柔性阵列力敏传感器层21相 对间隔设置的温控层22及多个信号采集控制模块23。 其中， 多个所述信号采集控制模块23 均与所述控制器40电连接， 所述柔性阵列力敏传感器层21及所述温控层22分别与不同的所 述信号采集控制模块23电连接。 0034 使用过程中， 所述信号采集控制模块23通过所述柔性。

25、阵列力敏传感器层21获取使 用者身体各部位在床垫上的压力信号， 并将该压力信号传至所述控制器40。 所述控制器40 根据压力信号分析得出使用者具体的身体部位和生理参数， 生理参数包括呼吸率、 心率， 继 而所述控制器40再根据所述生理参数通过所述信号采集控制模块23启动所述温控层22， 由 所述温控层22对使用者身体各部位提供相应的温度理疗。 0035 优选的， 所述柔性阵列力敏传感器层21包括多个大小相同并沿床垫长度方向依次 设置的第一区域211， 每个所述第一区域211设置有多块沿床垫宽度方向依次设置的柔性阵 列力敏传感器。 0036 所述温控层22包括与所述第一区域211数量相同且正对设。

26、置的多个第二区域221， 每个所述第二区域221设置有与所述柔性阵列力敏传感器数量相同的温控器及温度传感 器。 具体的， 在本实施方式中， 所述第一区域211的数量及所述第二区域221的数量均为六 个， 每个所述第一区域211内的所述柔性阵列力敏传感器的数量为四个， 每个所述第二区域 221内的所述温控器及所述温度传感器的数量也均为四个。 0037 所述信号采集控制模块23设置于相邻所述第一区域211及相邻所述第二区域221 之间。 设置于所述柔性阵列力敏传感器层21的所述信号采集控制模块23与所述柔性阵列力 敏传感器电连接， 设置于所述温控层22的所述信号采集控制模块23与所述温控器及所述温。

27、 度传感器电连接。 0038 所述接触层30包括针织层31及设置于所述针织层31靠近所述监测层20一侧的透 气防水层32。 所述透气防水层32包括本体部321及自所述本体部321靠近所述针织层31的表 面向远离所述针织层31的方向凹陷形成的容水槽322。 0039 具体的， 所述容水槽322包括多根相互平行间隔设置的第一槽体3221及多根相互 平行间隔设置并与所述第一槽体3221垂直的第二槽体3222。 所述第一槽体3221与所述第二 槽体3222交错设置形成网状槽。 通过设置所述容水槽322， 防止床垫顶部因孩童尿床或水杯 倾倒等原因漏水， 保证了所述柔性阵列力敏传感器层21与所述温控层22。

28、的干燥度， 避免出 说明书 4/5 页 7 CN 111568117 A 7 现触水短路。 0040 优选的， 所述透气防水层32的材料为牛皮、 羊皮或猪皮。 在本实施方式中， 所述透 气防水层32的材料为牛皮， 以获得更优的透气性与防水性。 0041 请参阅图3， 在所述振动助眠智能床垫100的使用过程中， 通过所述控制器40与所 述云服务器50进行信息交换， 信息交换过程如下： 0042 步骤S10、 所述控制器40连接至所述云服务器50； 0043 步骤S20、 所述控制器40发送0*17指令获取新增加的30分钟历史数据， 所述控制器 40发送0*15获取翻身数据； 0044 步骤S30。

29、、 所述控制器40点数据同步时发送0*17指令获取新增加的30分钟历史数 据， 所述控制器发送0*15获取翻身数据； 0045 步骤S40、 所述控制器40发送0*11获取实时心率、 呼吸率、 在床、 翻身状态并显示； 0046 步骤S50、 所述控制器40实时监测页面打开监测开关， 开关显示暂停标识； 0047 步骤S60、 所述控制器40发送0*16获取实时睡眠身体动作数据， 绘制心跳曲线和呼 吸曲线； 0048 步骤S70、 所述控制器40实时监测页面停止监测开关， 开关显示启动标识， 停止0* 16的实时数据， 只显示0*11的数据和报警处理。 0049 同时， 在所述云服务器50侧，。

30、 所述控制器40有激活、 未激活两种状态。 激活的所述 控制器40是在所述云服务器50的数据库中包括所述控制器40的MAC地址信息， 未激活状态 时在所述云服务器50数据库中没有信息。 0050 与现有技术相比， 本发明提供的振动助眠智能床垫， 通过模拟汽车或火车在行驶 过程中的振动， 即通过所述第一振源板的低频振动结合所述第二振源板的随机推动作用， 使得人体快速产生疲劳感， 进而快速进入睡眠状态； 通过设置所述第二振源板包括第一推 板、 第二推板、 第三推板、 第四推板及第五推板， 通过不同推板的随机推动， 模拟车辆在行驶 过程中不同程度的颠簸对人体不同部位的随机推动作用， 使人体产生疲劳；。

31、 通过设置所述 第一振源板包括第一振动板、 第二振动板、 第三振动板、 第四振动板及第五振动板， 不同的 振动板对应人体不同的部位产生不同频率的振动， 以适应人体不同部位对振动频率敏感度 的差异， 更有益于人体健康。 0051 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 本发明的保护范围并不仅局限于上述实施 例， 凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。 应当指出， 对于本技术领域 的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理前提下的若干改进和修饰， 这些改进和修饰也 应视为本发明的保护范围。 说明书 5/5 页 8 CN 111568117 A 8 图1 说明书附图 1/3 页 9 CN 111568117 A 9 图2 说明书附图 2/3 页 10 CN 111568117 A 10 图3 说明书附图 3/3 页 11 CN 111568117 A 11 。