一種智能枕頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及床上用品技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種根據(jù)使用者的仰臥、側(cè)臥狀態(tài)自 動(dòng)調(diào)整的智能枕頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 枕頭作為一種日常用品，一般認(rèn)為，枕頭就是人們?yōu)樗叩氖孢m而采用的填充物， 而從現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究上認(rèn)識(shí)，人體的脊柱，從正面看是一條直線，但側(cè)面看是具有四個(gè)生理彎 曲的曲線，為了保護(hù)頸部的正常生理彎曲，維持人們睡眠時(shí)正常的生理活動(dòng)，人們睡眠時(shí)必 須采用枕頭。枕頭一般由枕芯和枕套兩個(gè)部分構(gòu)成。枕頭可分為高枕和低枕，但是高枕是 引起落枕、頸椎病的常見(jiàn)原因之一。此外，高枕會(huì)增大頸部與胸部角度，使氣管通氣受阻，易 導(dǎo)致咽干、咽痛和鼻鼾。高枕還能使胸背肌肉長(zhǎng)期緊張，胸部受壓，妨礙正常呼吸，長(zhǎng)此下去 必定給身體帶來(lái)不良影響。正常人長(zhǎng)期睡低枕，同樣也會(huì)改變頸椎生理狀態(tài)。因頭部的靜 脈無(wú)瓣膜，重力可使腦內(nèi)靜脈回流變慢，動(dòng)脈供血相對(duì)增加，從而出現(xiàn)頭漲、煩躁、失眠等不 適，低枕對(duì)于高血壓和動(dòng)脈粥樣硬化病人尤其有不良影響。一般健康枕頭的高度要根據(jù)人 體的身高，體重來(lái)判斷。然而有時(shí)習(xí)慣了一種睡姿又想換一種睡姿時(shí)又得更換枕頭，更換比 較麻煩，而且又得增加一筆額外的開(kāi)支。所以，需要一種枕頭，能夠隨著睡姿的改變，改變枕 頭的高度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的枕頭高度固定單一、不能根據(jù)使用者的睡姿發(fā)生變化的不 足，本實(shí)用新型提供一種智能枕頭。
[0004] 一種智能枕頭，所述枕頭包括肩墊、波浪外形的枕芯和控制器，枕芯包括頸部區(qū)域 和頭部區(qū)域，肩墊可拆卸連接在枕芯的頸部區(qū)域的端頭，枕芯的頸部區(qū)域的高度高于頭部 區(qū)域的高度，頸部區(qū)域的內(nèi)部設(shè)有空腔和增高部，控制器安裝在枕頭的一側(cè)，增高部安置在 空腔內(nèi)連接控制器。所述枕頭還包括第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿，控制器連接第 一連接桿，第一連接桿活動(dòng)連接第二連接桿，第二連接桿活動(dòng)連接第三連接桿，第三連接桿 連接增高部，控制器通過(guò)連接桿控制增高部的位置。所述枕頭還包括采集睡眠者臉部姿態(tài) 的攝像頭和檢測(cè)枕頭上壓力大小的壓力傳感器，攝像頭安裝在枕頭上方，壓力傳感器安置 在枕頭內(nèi)部連接到控制器，控制器根據(jù)壓力傳感器檢測(cè)到的數(shù)據(jù)控制攝像頭工作。所述壓 力傳感器是電容式三維力傳感器，傳感器包括控制單元、與控制單元分別連接的X方向差 動(dòng)電容單元組合和Y方向差動(dòng)電容單元組合，所述X方向差動(dòng)電容單元組合通過(guò)電容值相 減計(jì)算X方向的切向力且消除Y方向切向力影響，所述Y方向差動(dòng)電容單元組合通過(guò)電容 值相減計(jì)算Y方向的切向力且消除X方向切向力影響，所述X方向差動(dòng)電容單元組合和Y 方向差動(dòng)電容單元組合的電容求和計(jì)算電容傳感器的法向力且消除切向力影響，控制單元 連接枕頭的控制器。所述X方向差動(dòng)電容單元組合和Y方向差動(dòng)電容單元組合均包括兩個(gè) 以上相互形成差動(dòng)的電容單元模塊，所述電容單元模塊采用由兩個(gè)以上的條狀電容組成的 梳齒狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)條狀電容包括上極板的驅(qū)動(dòng)電極和下極板的感應(yīng)電極。所述每個(gè)條狀電 容的驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極寬度相同，驅(qū)動(dòng)電極的長(zhǎng)度大于感應(yīng)電極長(zhǎng)度，驅(qū)動(dòng)電極長(zhǎng)度兩 端分別預(yù)留左差位S左和右差位S右，b0驅(qū)=b0感+S右+ 5左，其中，b0驅(qū)為條狀電容單元的驅(qū) 動(dòng)電極長(zhǎng)度，bQg為條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極寬度，所述差位5左=6$，且 其中d。為介質(zhì)厚度，G為彈性介質(zhì)的抗剪模量，ty_為最大應(yīng)力值。所述兩組相互形成差 動(dòng)的電容單元模塊的條狀電容的驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極沿寬度方向設(shè)有初始錯(cuò)位偏移，錯(cuò)位 偏移大小相同、方向相反。所述枕頭還包括第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿，控制器 連接第一連接桿，第一連接桿活動(dòng)連接第二連接桿，第二連接桿活動(dòng)連接第三連接桿，第三 連接桿連接增高部，控制器通過(guò)連接桿控制增高部的位置。所述枕頭表面設(shè)有多個(gè)耳部區(qū) 域，耳部區(qū)域凹陷設(shè)置枕頭表面，耳部區(qū)域周圍形成有一圈翼部。所述枕頭的頭部區(qū)域內(nèi)設(shè) 有吸桿，吸桿頂端固定有吸力部件，吸力部件貼合在頭部區(qū)域內(nèi)耳部的下方形成耳部區(qū)域。
[0005] -種智能枕頭的使用方法，所述方法步驟包括：步驟一、學(xué)習(xí)階段：使用者平躺在 床上，頭部放在枕頭的頭部區(qū)域中，隨后翻轉(zhuǎn)，每一個(gè)姿態(tài)保持一至兩分鐘，姿態(tài)保持時(shí)，按 下控制器上設(shè)置的暫停按鈕，同時(shí)攝像頭采集臉部圖像信息；步驟二、控制器中利用學(xué)習(xí)階 段獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)式擬合處理，從圖像中提取特征向量，形成臉部特征數(shù)據(jù)庫(kù)；步 驟三、壓力傳感器監(jiān)測(cè)枕頭受到的壓力大小，控制器檢測(cè)到壓力大小突變，攝像頭采集枕頭 狀態(tài)和臉部圖像，對(duì)臉部數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，輸入到臉部特征數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行姿態(tài)匹配，估計(jì) 出臉部姿態(tài)，確定頸部的位置，控制器發(fā)出增高部運(yùn)動(dòng)指令；步驟四、評(píng)價(jià)階段：如果臉部 姿態(tài)估計(jì)有誤差，增高部停止位置不對(duì)，使用者手動(dòng)調(diào)整，并按下暫停按鈕，進(jìn)行圖像采集， 充實(shí)臉部數(shù)據(jù)庫(kù)。所述步驟三中頸部的位置確定是由控制器設(shè)置的定位單元完成的，定位 單元以壓力傳感器為坐標(biāo)，枕頭中設(shè)有多個(gè)壓力傳感器，均勻安置在枕頭中。所述使用方法 中，控制器分析臉部圖像信息后，確定頸部位置的同時(shí)確定耳部是否被壓到，如果耳部被壓 至IJ，的耳部下方的枕頭內(nèi)部形成耳部區(qū)域。
[0006] 本實(shí)用新型有如下積極效果：本實(shí)用新型中是對(duì)常用的波浪性枕頭進(jìn)行了改進(jìn)， 在頸部區(qū)域中設(shè)置了空腔，空腔內(nèi)安置了增高部對(duì)枕頭的自由調(diào)節(jié)，本實(shí)用新型中還設(shè)置 了控制器對(duì)增高部進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，此外，控制器對(duì)使用者睡眠時(shí)的臉部姿態(tài)進(jìn)行識(shí)別估計(jì)， 估算出臉部的姿態(tài)和頸部的位置，及時(shí)將增高部移動(dòng)到頸部下方，并根據(jù)使用者的頸高調(diào) 整增高部的高度，以配合使用者的使用舒適性。本實(shí)用新型中還設(shè)置了耳部區(qū)域?qū)κ褂谜?壓到的耳朵進(jìn)行緩沖保護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0007] 圖1是本實(shí)用新型中的枕頭的示意圖。
[0008] 圖2是本實(shí)用新型中的枕頭的剖面示意圖。
[0009] 圖3是本實(shí)用新型中的枕頭的控制器控制增高部的工作原理圖。
[0010] 圖4是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的條狀電容及其坐標(biāo)系。
[0011] 圖5是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的條狀電容示意圖。
[0012] 圖6是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的條狀電容右向偏移示意圖。
[0013] 圖7是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的條狀電容左向偏移示意圖。
[0014]圖8是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的條狀電容對(duì)的初始錯(cuò)位圖。
[0015]圖9是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的條狀電容對(duì)受力后偏移圖。
[0016] 圖10是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的平行板三維力壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖。
[0017] 圖11是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的平行板三維力壓力傳感器驅(qū)動(dòng)電極結(jié)構(gòu) 圖。
[0018] 圖12是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的平行板三維力壓力傳感器感應(yīng)電極結(jié)構(gòu) 圖。
[0019] 圖13是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的通過(guò)相同傳遞系數(shù)K1實(shí)現(xiàn)輸出響應(yīng)求和。
[0020] 圖14是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的單元電容對(duì)的信號(hào)差動(dòng)示意圖。
[0021] 圖15是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的平行板電容器剖面結(jié)構(gòu)。
[0022] 圖16是本實(shí)用新型中的枕頭的使用方法流程圖。
[0023] 圖17是本實(shí)用新型中的枕頭上設(shè)有耳部區(qū)域?qū)嵤├坏氖疽鈭D。
[0024] 圖18是本實(shí)用新型中的耳部區(qū)域?qū)嵤├坏氖疽鈭D。
[0025] 圖19是本實(shí)用新型中的耳部區(qū)域?qū)嵤├钠拭婀ぷ魇疽鈭D。
[0026] 圖中，1為肩墊，2為枕芯，3為頸部區(qū)域，4為頭部區(qū)域，5為空腔，6為增高部，7為 控制器，8為第一連接桿，9為第二連接桿，10為第三連接桿，11為耳部區(qū)域，12為暫停按鈕， 13為上PCB基板，14為下PCB基板，15為驅(qū)動(dòng)電極銅箱，16為感應(yīng)電極銅箱。
【具體實(shí)施方式】
[0027] -種智能枕頭，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，本實(shí)用新型提供的枕頭能夠檢測(cè)使用 者睡覺(jué)時(shí)的臉部姿態(tài)，根據(jù)臉部姿態(tài)調(diào)整枕頭的高度從而為使用者提供一個(gè)舒適的睡眠用 品。枕頭一般由枕套和枕芯2組成，本文中主要是對(duì)枕芯2的改進(jìn)，為了介紹方便，文中枕 頭既是枕芯2,枕芯2包括頸部區(qū)域3和頭部區(qū)域4,頸部區(qū)域3的高度高于頭部區(qū)域4的 高度。本實(shí)用新型提供的枕頭為加長(zhǎng)型枕頭，設(shè)有肩墊1，冬天由于頭部在被子外面，很容易 肩部受涼導(dǎo)致落枕，有時(shí)由于肩部有涼意，從而蒙頭睡，但是把頭部放在被窩里影響呼吸， 呼吸的空氣是被窩里不流通的氣體，不利于呼吸道健康。所以本實(shí)用新型中在枕