采集人體生理信號的方法、彈簧床墊及系統的制作方法
【專利摘要】本發明揭示了一種采集人體生理信號的方法、彈簧床墊及系統，其中采集人體生理信號的方法包括：將剛性繩索的第一端與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，并將剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部；所述剛性繩索的兩端之間處于拉緊狀態；通過震動采集傳感器采集所述剛性繩索的第二端的震動數據；根據震動采集傳感器采集的震動數據解析出人體的生理信號。本發明的采集人體生理信號的方法、彈簧床墊及系統，無需在彈簧床墊中設置傳感器等電子器件，方便傳統的彈簧床墊生產廠商進行加工生產，無需電器工程師的介入，降低生產難度，節約成本，提高生產效率，而且方便用戶使用。
【專利說明】采集人體生理信號的方法、彈簧床墊及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及到生理信號采集領域，特別是涉及到一種采集人體生理信號的方法、彈簧床墊及系統。
【背景技術】
[0002]現有技術中的人體生理信號采集，包括兩種方式:一種方式為接觸式，需要通過將信號電極與人體皮膚緊密接觸，以采集肌肉產生的電信號進行處理，獲取人體重要的生理信號，比如心跳、呼吸以及抽搐等生理信號；另一種方式為非接觸式，通過在墊體等承載物中設置傳感器，如設置壓力傳感器、壓電薄膜傳感器等，采集承載區的運動變化，然后通過相關的處理器對采集到的信號進行過濾等處理，得到人體的如心跳、呼吸以及抽搐等生理信號。
[0003]上述人體生理信號采集，接觸式采集方式，在進行生理信號的采集過程中需要與人體皮膚緊密接觸，在使用過程中將會給使用者帶來諸多不便；同時，采集時需將信號電極黏貼于人體皮膚表面，可能由于每次黏貼的人體皮膚位置不同等原因形成不同的阻抗，從而導致采集的信號的強度(振幅)不穩定，使得可能無法準確采集到所需要的生理信號，比如心跳的強度信息等；非接觸式采集，需要在墊體等承載物中埋設傳感器，在使用的過程中，影響使用者的舒適度，更為重要的是，在生產墊體等承載物的過程中，需要電子工程師介入，需要在墊體中鋪設電路等，生產效率低，后期需要專門的電工進行維護，維護麻煩。
【發明內容】
[0004]本發明的主要目的為提供一種無需在彈簧床墊中設置傳感器的采集人體生理信號的方法、彈簧床墊及系統。
[0005]為了實現上述發明目的，本發明提供一種采集人體生理信號的方法，包括:
將剛性繩索的第一端與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，并將剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部；所述剛性繩索的兩端之間處于拉緊狀態；
通過震動采集傳感器采集所述剛性繩索的第二端的震動數據；
根據震動采集傳感器采集的震動數據解析出人體的生理信號。
[0006]進一步地，所述并將剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部的步驟，包括:
在剛性繩索的第二端向彈簧床墊側邊或外部延伸時，剛性繩索經過其它彈簧，并通過搭接方式，與所述其它彈簧進行震動感知連接。
[0007]進一步地，所述搭接方式包括:安裝拉環、穿孔或貼附方式；
所述安裝拉環、穿孔或貼附方式包括:在彈簧床墊內沿橫向設置多個彈簧，在所述彈簧上設置至少一拉環、穿孔或貼附點，多個彈簧上的拉環、穿孔或貼附點高低錯落設置，所述剛性繩索依次穿過相鄰彈簧上的拉環、穿孔或貼附點；
或者，所述安裝拉環、穿孔或貼附方式包括: 在彈簧床墊內沿橫向設置多個成鋸齒狀排列的彈簧，在該多個成鋸齒狀排列的彈簧上依次設置所述拉環、穿孔或貼附點，將所述剛性繩索依次穿過該成鋸齒狀排列的彈簧上的拉環、穿孔或貼附點。
[0008]進一步地，所述將剛性繩索的第一端與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，并將剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部的步驟，包括:
設置多根剛性繩索，將多根剛性繩索的第一端分別與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，并將多根剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部。
[0009]本發明還提供一種采集人體生理信號的彈簧床墊，所述彈簧床墊內部設置彈簧，還包括剛性繩索；所述剛性繩索的第一端與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，所述剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部；所述剛性繩索的兩端之間處于拉緊狀態；
所述剛性繩索的第二端連接震動采集傳感器，通過所述震動采集傳感器采集剛性繩索的第二端的震動數據并發送給外部分析器，再通過所述分析器根據所述震動數據解析出人體的生理信號。
[0010]進一步地，所述剛性繩索的第二端向彈簧床墊側邊或外部延伸時，剛性繩索經過其它彈簧，并通過搭接方式，與所述其它彈簧進行震動感知連接。
[0011]進一步地，所述搭載包括在彈簧上設置拉環、穿孔或貼附點，所述剛性繩索穿過所述拉環、穿孔或貼附點；
所述彈簧床墊內沿橫向設置多個彈簧，該多個彈簧上至少設置一個拉環、穿孔或貼附點，多個彈簧上的拉環、穿孔或貼附點高低錯落設置，所述剛性繩索依次穿過相鄰彈簧上的拉環、穿孔或貼附點；
或者，所述彈簧床墊內沿橫向設置多個成鋸齒狀排列的彈簧，該多個成鋸齒狀排列的彈簧上依次設置所述拉環、穿孔或者貼附點，所述剛性繩索依次穿過該成鋸齒狀排列的彈簧上的拉環、穿孔或貼附點。
[0012]進一步地，所述彈簧床墊包括多根剛性繩索，該多根剛性繩索的第一端分別與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，并將多根剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部。
[0013]本發明還提供一種采集人體生理信號的系統，包括彈簧床墊、震動采集傳感器和分析器；
所述彈簧床墊內部設置彈簧，還包括剛性繩索，所述剛性繩索的第一端與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，所述剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部；所述剛性繩索的兩端之間處于拉緊狀態；
所述剛性繩索的第二端連接震動采集傳感器，所述震動采集傳感器采集剛性繩索的第二端的震動數據并發送給所述分析器，所述分析器根據所述震動數據解析出人體的生理信號。
[0014]進一步地，所述剛性繩索的第二端向彈簧床墊側邊或外部延伸時，剛性繩索經過其它彈簧，并通過搭接方式，與所述其它彈簧進行震動感知連接。
[0015]進一步地，所述搭載包括在彈簧上設置拉環、穿孔或貼附點，所述剛性繩索穿過所述拉環、穿孔或貼附點；
所述彈簧床墊內沿橫向設置多個彈簧，該多個彈簧上至少設置一個拉環、穿孔或貼附點，多個彈簧上的拉環、穿孔或貼附點高低錯落設置，所述剛性繩索依次穿過相鄰彈簧上的拉環、穿孔或貼附點；
或者，所述彈簧床墊內沿橫向設置多個成鋸齒狀排列的彈簧，該多個成鋸齒狀排列的彈簧上依次設置所述拉環、穿孔或者貼附點，所述剛性繩索依次穿過該成鋸齒狀排列的彈簧上的拉環、穿孔或貼附點。
[0016]進一步地，所述彈簧床墊包括多根剛性繩索，所述多根剛性繩索的第一端分別與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，并將多根剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部。
[0017]進一步地，所述震動采集傳感器包括加速度傳感器、光學位移傳感器、電磁震動傳感器或壓電傳感器。
[0018]本發明的采集人體生理信號的方法，無需在彈簧床墊中設置傳感器等電子器件，方便傳統的彈簧床墊生產廠商進行加工生產，無需電器工程師介入，降低生產難度，節約成本，提高生產效率，沒有后期維護的投入，而且人體的生理信號采集方便，只需要將震動采集傳感器對應連接于剛性繩索位于彈簧床墊側邊或外部的第二端緊密連接即可，方便用戶使用；同樣，上述的采集人體生理信號的彈簧床墊和采集人體生理信號的系統具有上述的全部效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明一實施例的采集人體生理信號的方法的流程框圖；
圖2是本發明一實施例的采集人體生理信號的彈簧床墊的剖面結構示意圖；
圖3是本發明一實施例的采集人體生理信號的彈簧床墊及其內部剛性繩索布置結構示意圖；
圖4是本發明一具體實施例的采集人體生理信號的彈簧床墊及其內部剛性繩索布置結構示意圖；
圖5是本發明另一具體實施例的采集人體生理信號的彈簧床墊及其內部剛性繩索布置結構示意圖；
圖6是本發明又一具體實施例的采集人體生理信號的彈簧床墊及其內部剛性繩索布置結構示意圖；
圖7是本發明一實施例的采集人體生理信號的系統的結構示意圖。
[0020]本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0021]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0022]參照圖1，本發明實施例中提出一種采集人體生理信號的方法，包括步驟:
51、將剛性繩索12的第一端與彈簧床墊10內的至少一彈簧11連接，并將剛性繩索12的第二端延伸至彈簧床墊10的側邊或外部；所述剛性繩索12的兩端之間處于拉緊狀態；
52、通過震動采集傳感器20采集所述剛性繩索12的第二端的震動數據；
53、根據震動采集傳感器20采集的震動數據解析出人體的生理信號。
[0023]上述步驟SI中，將剛性繩索12的第一端與彈簧床墊10內的至少一彈簧11連接，并將剛性繩索12的第二端延伸至彈簧床墊10的側邊或外部，剛性繩索12被拉緊后存在張力，當剛性繩索12連接彈簧11發生伸縮形變時，剛性繩索12的張力會發生變化，進而產生震動，如果彈簧11發生伸縮形變的原因是壓在彈簧床墊10上的人造成的，那么剛性繩索12的張力變化產生的震動就可以反應出人體的某些生理信號，如心率信號、呼吸信號、抽搐信號和輾轉身體的信號等。本實施例中，上述剛性繩索12是受力拉扯時形變小的繩索，比如鋼絲、麻繩、棉繩、高分子材料繩索和絲線等。所述將剛性繩索12的第一端與彈簧床墊10內的至少一彈簧11連接，是指剛性繩索12的第一端可以只與彈簧床墊10中的一個彈簧11連接，剛性繩索12的第一端也可以通過其他引線等同時連接彈簧床墊10內的多個彈簧11。本發明實施例中，為了提高剛性繩索12的張力變化幅度，一般會將剛性繩索12的起始端固定在彈簧11靠近人體的一端，當其受力時，伸縮變化量大，張力變化的幅度大。
[0024]上述步驟S2中，通過震動采集傳感器20采集所述剛性繩索12的第二端的震動數據。本實施例中，上述震動采集傳感器20包括多種，比如加速度傳感器，加速度傳感器與剛性繩索12的第二端連接后，當剛性繩索12產生震動時，會帶動加速度傳感器震動，加速度傳感器從而將剛性繩索12的震動情況采集下來；光學位移傳感器，可以發射光束至剛性繩索12的第二端的端部，然后采集光束的反射光，根據反射光的情況，得到剛性繩索12的震動情況；電磁震動傳感器可以包括兩種，一種是動磁式，一種為動圈式，所述動磁式為將永磁體固定安裝在連剛性繩索12上，然后線圈固定，當剛性繩索12震動時，永磁體相對線圈震動產生感應電動勢，感應電動勢的變化，反應了剛性繩索12的震動情況,所述的動圈式，是指將線圈固定在剛性繩索12上，永磁體固定，當剛性繩索12震動時，線圈相對永磁體震動產生感應電動勢，感應電動勢的變化，反應了剛性繩索12的震動情況；震動采集傳感器20還可以是壓電傳感器、力的傳感器等其它可以采集剛性繩索12張力變化情況的傳感器。上述震動采集傳感器20可與剛性繩索分體設計，比如為可拆卸連接等方式，在需要采集人體信號時，可將震動采集傳感器20與剛性繩索12對應連接。該彈簧床墊與震動采集傳感器20分體設計，在生產彈簧床墊時，無需電器工程師介入，降低生產難度，節約成本。
[0025]上述步驟S3中，根據震動采集傳感器20采集的震動數據解析出人體的生理信號，震動采集傳感器20采集的數據發送給分析器30，分析器30將震動信號進行放大、過濾以及模數轉換的處理，最終得到人體的生理數據。該生理信號包括人體的心跳、呼吸、抽搐和輾轉等信號。
[0026]本發明實施例中，上述步驟SI中所述的并將剛性繩索12的第二端延伸至彈簧床墊10的側邊或外部的步驟，包括:在剛性繩索12的第二端向彈簧床墊10側邊或外部延伸時，剛性繩索12經過其它彈簧11，并通過搭接方式，與該其它彈簧11進行震動感知連接。上述通過搭接連接從而與彈簧11進行震動感知連接的方式，可以在彈簧發生形變時，與該彈簧搭接的剛性繩索會感應到相應的震動，并產生相應的張力變化。搭接方式包括多種，比如剛性繩索12通過設置安裝拉環14、穿孔或貼附點的方式與剛性繩索12經過的其它彈簧11連接，可以將本來獨立的彈簧11串聯起來，提高一根剛性繩索12測量的區域面積，比如，一根剛性繩索12可以根據使用要求穿過任意設置有拉環14、穿孔或貼附點的彈簧11，而在剛性繩索12穿過任意拉環14、穿孔或貼附點時，需要防止剛性繩索12出現卡住的情況，以保證剛性繩索12的張力變化傳遞到剛性繩索12的第二端。所述的貼附點具有限位作用，比如凹槽，限位剛性繩索沿剛性繩索的徑向移動，凹槽設定在指定位置，剛性繩索12可以穿過對應的凹槽延伸至彈簧床墊10的側邊或外部。在一實施例中，一根剛性繩索12通過搭載的方式與剛性繩索12經過的其它彈簧11連接，搭接時，需要注意，剛性繩索12的第二端與剛性繩索12不在同一直線上，如剛性繩索12彈簧11的第一端連接在一彈簧11的頂端(靠經人體的一端)，剛性繩索12搭載在其它彈簧11的頂面，而第二端在搭載在最后一個彈簧11后，第二端會向最后一個彈簧11的底部方向延伸，以保證剛性繩索12經過的彈簧11發生形變時，剛性繩索12能夠感知。
[0027]本發明實施例中，為了提高剛性繩索12張力變化幅度，安裝拉環14穿孔或貼附點的方式包括:在彈簧床墊10內沿橫向(垂直于人體豎直躺臥方向)設置多個彈簧11，在所述彈簧11上設置至少一拉環、穿孔或貼附點，多個彈簧上的拉環14、穿孔或貼附點高低錯落設置，所述剛性繩索12依次穿過相鄰彈簧11上的拉環14、穿孔或貼附點，即如圖2所示，在同一行彈簧11中，當彈簧11平鋪在床上的時候，拉環14依次設置于相鄰彈簧11高低不同的位置。在其它實施例中，拉環14、穿孔或貼附點設置在不同行的彈簧11上，既可以提高剛性繩索12張力變化幅度，又可以提高一根剛性繩索12測量的面積。
[0028]本發明實施例中，為了提高一根剛性繩索12的測量面積，安裝拉環14、穿孔或貼附點的方式包括:在彈簧床墊10內沿橫向(垂直于人體豎直躺臥方向)設置多個成鋸齒狀排列的彈簧11，在該多個成鋸齒狀排列的每一個彈簧11上依次設置至少一個所述拉環14、穿孔或貼附點，所述剛性繩索12依次穿過該成鋸齒狀排列的彈簧11上的拉環14、穿孔或貼附點。如圖3所示，將穿過同一根剛性繩索12的拉環14，沿垂直于彈簧11伸縮方向呈鋸齒狀設置，可以提高一根剛性繩索12測量的面積。
[0029]本發明實施例中，上述步驟S2中，通過震動采集傳感器20采集所述剛性繩索12的第二端的震動數據；為了便于采集剛性繩索12的震動數據，會在剛性繩索12位于彈簧床墊10側邊或外部的第二端安裝一個連接頭13，然后連接頭13對應的連接震動采集傳感器20。如圖2所示，在一實施例中，連接頭13位于彈簧床墊10的側邊。
[0030]本發明實施例中，上述步驟SI中，包括設置多根剛性繩索12，將多根剛性繩索12的第一端分別與彈簧床墊10內的至少一彈簧11連接，并將多根剛性繩索12的第二端延伸至彈簧床墊10的側邊或外部。多根剛性繩索12的設置，不但可以測量人體的生理信號，還可以測量人體在彈簧床墊10上運動軌跡等。
[0031]在一具體實施例中，參照圖4，上述彈簧床墊10內安裝七行彈簧11，可以在中間的五行彈簧11上設置所述剛性繩索12，分別從彈簧床墊10最左側的彈簧11開始，依次穿過本行彈簧11延伸至彈簧床墊10的最右側的側邊，然后分別連接震動采集傳感器20，這樣可以根據不同的震動采集傳感器20測量彈簧床墊10上不同區域的人體生理信號，人體翻轉到任意的地方都會壓在布設有剛性繩索12的彈簧11上面，防止人體脫離測量區域，而兩端的兩行彈簧11，沒有設置剛性繩索12，因為當人體壓在這兩行的彈簧11上的時候，人體必然也會壓在器相鄰的其他彈簧11上，所以兩端的兩行無需設置剛性繩索12。
[0032]在另一具體實施例中，參照圖5，上述彈簧床墊10內安裝有四十九個彈簧11，每一個彈簧11分別只與一根剛性繩索12連接，那么就會有四十九根剛性繩索12，同時設置四十九個震動采集傳感器20，這樣的設置，可以在預先知道震動采集傳感器20所測量彈簧11的位置的情況下，根據不同震動采集傳感器20采集的數據，分析出彈簧床墊10上人體的位置，翻身情況以及其它需要的數據。在其它實施例中，可以根據需要任意的設置剛性繩索12，比如，有的彈簧11單獨連接一根剛性繩索12，有的多個彈簧11通過剛性繩索12穿過拉環14形成一個彈簧11鏈等。
[0033]在又一具體實施例中，參照圖6，上述剛性繩索12的第一端同時連接某一區域的多個彈簧11，然后第二端拉緊延伸至彈簧床墊10的側邊上，且可以根據需求設置多種測量組合，通過較少的傳感器測量多個不同區域的震動情況，以完成不同的測量需求。
[0034]本發明實施例的采集人體生理信號的方法，無需在彈簧床墊10中設置傳感器等電子器件，方便傳統的彈簧床墊10生產廠商進行加工生產，無需電器工程師等介入，降低生產難度，節約成本，提高生產效率，沒有后期維護的投入，而且人體的生理信號采集方便，只需要將震動采集傳感器20對應連接于剛性繩索12位于彈簧床墊10側邊或外部的第二端緊密連接即可，方便用戶使用。
[0035]參照圖2，本發明實施例還提供一種采集人體生理信號的彈簧床墊10，所述彈簧床墊10內部設置彈簧11，彈簧床墊10還包括剛性繩索12，該剛性繩索12的第一端與彈簧床墊10內的至少一彈簧11連接，該剛性繩索12的第二端延伸至彈簧床墊10的側邊或外部；所述剛性繩索12的兩端之間處于拉緊狀態；所述剛性繩索12的第二端連接震動采集傳感器20，通過所述震動采集傳感器20采集剛性繩索12的第二端的震動數據并發送給外部分析器30，再通過所述分析器30根據所述震動數據解析出人體的生理信號。
[0036]本實施例中，上述剛性繩索12被拉緊后存在張力，當剛性繩索12連接彈簧11發生伸縮形變時，剛性繩索12的張力會發生變化，進而產生震動，如果彈簧11發生伸縮形變的原因是壓在彈簧床墊10上的人造成的，那么剛性繩索12的張力變化產生的震動就可以反應出人體的某些生理信號，如心率信號、呼吸信號、抽搐信號和輾轉身體的信號等。本實施例中，上述剛性繩索12是受力拉扯時形變小的繩索，比如鋼絲、麻繩、棉繩、高分子材料繩索和絲線等。所述將剛性繩索12的第一端與彈簧床墊10內的至少一彈簧11連接，是指剛性繩索12的第一端可以只與彈簧床墊10中的一個彈簧11連接，剛性繩索12的第一端也可以通過其他引線等同時連接彈簧床墊10內的多個彈簧11。本發明實施例中，為了提高剛性繩索12的張力變化幅度，一般會將剛性繩索12的起始端固定在彈簧11靠近人體的一端，當其受力時，伸縮變化量大，張力變化的幅度大。
[0037]本實施例中，上述剛性繩索12的第二端連接震動采集傳感器20，通過所述震動采集傳感器20采集剛性繩索12的第二端的震動數據并發送給外部分析器30，再通過所述分析器30根據所述震動數據解析出人體的生理信號。上述震動采集傳感器20包括多種，比如加速度傳感器，加速度傳感器與剛性繩索12的第二端連接后，當剛性繩索12產生震動時，會帶動加速度傳感器震動，加速度傳感器從而將剛性繩索12的震動情況采集下來；光學位移傳感器，可以發射光束至剛性繩索12的第二端的端部，然后采集光束的反射光，根據反射光的情況，得到剛性繩索12的震動情況；電磁震動傳感器可以包括兩種，一種是動磁式，一種為動圈式，所述動磁式為將永磁體固定安裝在連剛性繩索12上，然后線圈固定，當剛性繩索12震動時，永磁體相對線圈震動產生感應電動勢，感應電動勢的變化，反應了剛性繩索12的震動情況，所述的動圈式，是指將線圈固定在剛性繩索12上，永磁體固定，當剛性繩索12震動時，線圈相對永磁體震動產生感應電動勢，感應電動勢的變化，反應了剛性繩索12的震動情況；震動采集傳感器20還可以是壓電傳感器、力的傳感器等其它可以采集剛性繩索12張力變化情況的傳感器。震動采集傳感器20采集的數據發送給分析器30，分析器30將震動信號進行放大、過濾以及模數轉換的處理，最終得到人體的生理數據。該生理信號包括人體的心跳、呼吸、抽搐和輾轉等信號。上述震動采集傳感器20可與剛性繩索分體設計，比如為可拆卸連接等方式，在需要采集人體信號時，可將震動采集傳感器20與剛性繩索12對應連接。該彈簧床墊與震動采集傳感器20分體設計，在生產彈簧床墊時，無需電器工程師介入，降低生產難度，節約成本。
[0038]本發明實施例中，上述剛性繩索12的第二端向彈簧床墊10側邊或外部延伸時，剛性繩索12經過其它彈簧11，并通過搭接方式，與該其它彈簧11進行震動感知連接。“上述搭接連接從而與彈簧11進行震動感知連接”的方式，可以在彈簧發生形變時，與該彈簧搭接的剛性繩索會感應到相應的震動，并產生相應的張力變化。搭接方式包括多種，比如剛性繩索12通過設置安裝拉環14、穿孔或貼附點的方式與剛性繩索12經過的其它彈簧11連接，可以將本來獨立的彈簧11串聯起來，提高一根剛性繩索12測量的區域面積，比如，一根剛性繩索12可以根據使用要求穿過任意設置有拉環14、穿孔或貼附點的彈簧11，而在剛性繩索12穿過任意拉環14、穿孔或貼附點時，需要防止剛性繩索12出現卡住的情況，以保證剛性繩索12的張力變化傳遞到剛性繩索12的第二端。所述的貼附點具有限位作用，比如凹槽，限位剛性繩索沿剛性繩索的徑向移動，凹槽設定在指定位置，剛性繩索12可以穿過對應的凹槽延伸至彈簧床墊10的側邊或外部。在一實施例中，一根剛性繩索12通過搭載的方式與剛性繩索12經過的其它彈簧11連接，搭接時，需要注意，剛性繩索12的第二端與剛性繩索12不在同一直線上，如剛性繩索12彈簧11的第一端連接在一彈簧11的頂端(靠經人體的一端)，剛性繩索12搭載在其它彈簧11的頂面，而第二端在搭載在最后一個彈簧11后，第二端會向最后一個彈簧11的底部方向延伸，以保證剛性繩索12經過的彈簧11發生形變時，剛性繩索12能夠感知。
[0039]本發明實施例中，為了提高剛性繩索12張力變化幅度，所述彈簧床墊10內沿橫向(垂直于人體豎直躺臥方向)設置多個彈簧11，在所述彈簧11上設置至少一個拉環14、穿孔或貼附點，多個彈簧上的拉環14、穿孔或貼附點高低錯落設置，所述剛性繩索12依次穿過相鄰彈簧11上的拉環14、穿孔或貼附點，即如圖2所示，在同一行彈簧11中，當彈簧11平鋪在床上的時候，拉環14依次設置于相鄰彈簧11高低不同的位置。在其它實施例中，拉環14、穿孔或貼附點設置在不同行的彈簧11上，既可以提高剛性繩索12張力變化幅度，又可以提高一根剛性繩索12測量的面積。
[0040]本發明實施例中，為了提高一根剛性繩索12的測量面積，所述彈簧床墊10內沿橫向(垂直于人體豎直躺臥方向)設置多個成鋸齒狀排列的彈簧11，該多個成鋸齒狀排列的彈簧11上依次設置所述拉環14、穿孔或貼附點，所述剛性繩索12依次穿過該成鋸齒狀排列的彈簧11上的拉環14、穿孔或貼附點。如圖3所示，將穿過同一根剛性繩索12的拉環14，沿垂直于彈簧11伸縮方向呈鋸齒狀設置，可以提高一根剛性繩索12測量的面積。
[0041]本發明實施例中，為了便于采集剛性繩索12的震動數據，會在剛性繩索12位于彈簧床墊10側邊或外部的第二端安裝一個連接頭13，然后連接頭13對應的連接震動采集傳感器20。如圖2所示，在一實施例中，連接頭13位于彈簧床墊10的側邊。
[0042]本發明實施例中，上述彈簧床墊10包括設置多根剛性繩索12，多根剛性繩索12的第一端分別與彈簧床墊10內的至少一彈簧11連接，并將多根剛性繩索12的第二端延伸至彈簧床墊10的側邊或外部。多根剛性繩索12的設置，不但可以測量人體的生理信號，還可以測量人體在彈簧床墊10上運動軌跡等。
[0043]在一具體實施例中，參照圖4，彈簧床墊10內安裝七行彈簧11，可以在中間的五行彈簧11上設置所述剛性繩索12，分別從彈簧床墊10最左側的彈簧11開始，依次穿過本行彈簧11延伸至彈簧床墊10的最右側的側邊，然后分別連接震動采集傳感器20，這樣可以根據不同的震動采集傳感器20測量彈簧床墊10上不同區域的人體生理信號，人體翻轉到任意的地方都會壓在布設有剛性繩索12的彈簧11上面，防止人體脫離測量區域，而兩端的兩行彈簧11，沒有設置剛性繩索12，因為當人體壓在這兩行的彈簧11上的時候，人體必然也會壓在器相鄰的其他彈簧11上，所以兩端的兩行無需設置剛性繩索12。
[0044]在另一具體實施例中，參照圖5，上述彈簧床墊10內安裝有四十九個彈簧11，每一個彈簧11分別只與一根剛性繩索12連接，那么就會有四十九根剛性繩索12，同時設置四十九個震動采集傳感器20，這樣的設置，可以在預先知道震動采集傳感器20所測量彈簧11的位置的情況下，根據不同震動采集傳感器20采集的數據，分析出彈簧床墊10上人體的位置，翻身情況以及其它需要的數據。在其它實施例中，可以根據需要任意的設置剛性繩索12，比如，有的彈簧11單獨連接一根剛性繩索12，有的多個彈簧11通過剛性繩索12穿過拉環14形成一個彈簧11鏈等。
[0045]在又一具體實施例中，參照圖6，上述剛性繩索12的第一端同時連接某一區域的多個彈簧11，然后第二端拉緊延伸至彈簧床墊10的側邊上，且可以根據需求設置多種測量組合，通過較少的傳感器測量多個不同區域的震動情況，以完成不同的測量需求。
[0046]本發明實施例的采集人體生理信號的彈簧床墊10，無需在彈簧床墊10中設置傳感器等電子器件，方便傳統的彈簧床墊10生產廠商進行加工生產，無需電器工程師等介入，降低生產難度，節約成本，提高生產效率，沒有后期維護的投入，而且人體的生理信號采集方便，只需要將震動采集傳感器20對應連接于剛性繩索12位于彈簧床墊10側邊或外部的第二端緊密連接即可，方便用戶使用。
[0047]參照圖7，本發明實施例中，還提供一種采集人體生理信號的系統，包括震動采集傳感器20、分析器30和采集人體生理信號的彈簧床墊10 ;所述彈簧床墊10內部設置彈簧11，還包括剛性繩索12，該剛性繩索12的第一端與彈簧床墊10內的至少一彈簧11連接，剛性繩索12的第二端延伸至彈簧床墊10的側邊或外部；所述剛性繩索12的兩端之間處于拉緊狀態；所述震動采集傳感器20采集剛性繩索12的第二端的震動數據并發送給所述分析器30，所述分析器30根據所述震動數據解析出人體的生理信號。
[0048]本實施例中，上述剛性繩索12被拉緊后存在張力，當剛性繩索12連接彈簧11發生伸縮形變時，剛性繩索12的張力會發生變化，進而產生震動，如果彈簧11發生伸縮形變的原因是壓在彈簧床墊10上的人造成的，那么剛性繩索12的張力變化產生的震動就可以反應出人體的某些生理信號，如心率信號、呼吸信號、抽搐信號和輾轉身體的信號等。本實施例中，上述剛性繩索12是受力拉扯時形變小的繩索，比如鋼絲、麻繩、棉繩、高分子材料繩索和絲線等。所述將剛性繩索12的第一端與彈簧床墊10內的至少一彈簧11連接，是指剛性繩索12的第一端可以只與彈簧床墊10中的一個彈簧11連接，剛性繩索12的第一端也可以通過其他引線等同時連接彈簧床墊10內的多個彈簧11。本發明實施例中，為了提高剛性繩索12的張力變化幅度，一般會將剛性繩索12的起始端固定在彈簧11靠近人體的一端，當其受力時，伸縮變化量大，張力變化的幅度大。
[0049]本實施例中，上述剛性繩索12的第二端連接震動采集傳感器20，通過所述震動采集傳感器20采集剛性繩索12的第二端的震動數據并發送給外部分析器30，再通過所述分析器30根據所述震動數據解析出人體的生理信號。上述震動采集傳感器20包括多種，比如加速度傳感器，加速度傳感器與剛性繩索12的第二端連接后，當剛性繩索12產生震動時，會帶動加速度傳感器震動，加速度傳感器從而將剛性繩索12的震動情況采集下來；光學位移傳感器，可以發射光束至剛性繩索12的第二端的端部，然后采集光束的反射光，根據反射光的情況，得到剛性繩索12的震動情況；電磁震動傳感器可以包括兩種，一種是動磁式，一種為動圈式，所述動磁式為將永磁體固定安裝在連剛性繩索12上，然后線圈固定，當剛性繩索12震動時，永磁體相對線圈震動產生感應電動勢，感應電動勢的變化，反應了剛性繩索12的震動情況，所述的動圈式，是指將線圈固定在剛性繩索12上，永磁體固定，當剛性繩索12震動時，線圈相對永磁體震動產生感應電動勢，感應電動勢的變化，反應了剛性繩索12的震動情況；震動采集傳感器20還可以是壓電傳感器、力的傳感器等其它可以采集剛性繩索12張力變化情況的傳感器。震動采集傳感器20采集的數據發送給分析器30，分析器30將震動信號進行放大、過濾以及模數轉換的處理，最終得到人體的生理數據。該生理信號包括人體的心跳、呼吸、抽搐和輾轉等信號。上述震動采集傳感器20可與剛性繩索分體設計，比如為可拆卸連接等方式，在需要采集人體信號時，可將震動采集傳感器20與剛性繩索12對應連接。該彈簧床墊與震動采集傳感器20分體設計，在生產彈簧床墊時，無需電器工程師介入，降低生產難度，節約成本。
[0050]本發明實施例中，上述剛性繩索12的第二端向彈簧床墊10側邊或外部延伸時，剛性繩索12經過其它彈簧11，并通過搭接方式，與該其它彈簧11進行震動感知連接。“上述搭接連接從而與彈簧11進行震動感知連接”的方式，可以在彈簧發生形變時，與該彈簧搭接的剛性繩索會感應到相應的震動，并產生相應的張力變化。搭接方式包括多種，比如剛性繩索12通過設置安裝拉環14、穿孔或貼附點的方式與剛性繩索12經過的其它彈簧11連接，可以將本來獨立的彈簧11串聯起來，提高一根剛性繩索12測量的區域面積，比如，一根剛性繩索12可以根據使用要求穿過任意設置有拉環14、穿孔或貼附點的彈簧11，而在剛性繩索12穿過任意拉環14、穿孔或貼附點時，需要防止剛性繩索12出現卡住的情況，以保證剛性繩索12的張力變化傳遞到剛性繩索12的第二端。所述的貼附點具有限位作用，比如凹槽，限位剛性繩索沿剛性繩索的徑向移動，凹槽設定在指定位置，剛性繩索12可以穿過對應的凹槽延伸至彈簧床墊10的側邊或外部。在一實施例中，一根剛性繩索12通過搭載的方式與剛性繩索12經過的其它彈簧11連接，搭接時，需要注意，剛性繩索12的第二端與剛性繩索12不在同一直線上，如剛性繩索12彈簧11的第一端連接在一彈簧11的頂端(靠經人體的一端)，剛性繩索12搭載在其它彈簧11的頂面，而第二端在搭載在最后一個彈簧11后，第二端會向最后一個彈簧11的底部方向延伸，以保證剛性繩索12經過的彈簧11發生形變時，剛性繩索12能夠感知。
[0051]本發明實施例中，為了提高剛性繩索12張力變化幅度，所述彈簧床墊10內沿橫向(垂直于人體豎直躺臥方向)設置多個彈簧11，在所述彈簧11上設置至少一個拉環14、穿孔或貼附點，多個彈簧上的拉環14、穿孔或貼附點高低錯落設置，所述剛性繩索12依次穿過相鄰彈簧11上的拉環14、穿孔或貼附點，即如圖2所示，在同一行彈簧11中，當彈簧11平鋪在床上的時候，拉環14依次設置于相鄰彈簧11高低不同的位置。在其它實施例中，拉環14、穿孔或貼附點設置在不同行的彈簧11上，既可以提高剛性繩索12張力變化幅度，又可以提高一根剛性繩索12測量的面積。
[0052]本發明實施例中，為了提高一根剛性繩索12的測量面積，所述彈簧床墊10內沿橫向(垂直于人體豎直躺臥方向)設置多個成鋸齒狀排列的彈簧11，該多個成鋸齒狀排列的彈簧11上依次設置所述拉環14、穿孔或貼附點，所述剛性繩索12依次穿過該成鋸齒狀排列的彈簧11上的拉環14、穿孔或貼附點。如圖3所示，將穿過同一根剛性繩索12的拉環14，沿垂直于彈簧11伸縮方向呈鋸齒狀設置，可以提高一根剛性繩索12測量的面積。
[0053]本發明實施例中，為了便于采集剛性繩索12的震動數據，會在剛性繩索12位于彈簧床墊10側邊或外部的第二端安裝一個連接頭13，然后連接頭13對應的連接震動采集傳感器20。如圖2所示，在一實施例中，連接頭13位于彈簧床墊10的側邊。
[0054]本發明實施例中，上述彈簧床墊10包括設置多根剛性繩索12，多根剛性繩索12的第一端分別與彈簧床墊10內的至少一彈簧11連接，并將多根剛性繩索12的第二端延伸至彈簧床墊10的側邊或外部。多根剛性繩索12的設置，不但可以測量人體的生理信號，還可以測量人體在彈簧床墊10上運動軌跡等。
[0055]在一具體實施例中，參照圖4，彈簧床墊10內安裝七行彈簧11，可以在中間的五行彈簧11上設置所述剛性繩索12，分別從彈簧床墊10最左側的彈簧11開始，依次穿過本行彈簧11延伸至彈簧床墊10的最右側的側邊，然后分別連接震動采集傳感器20，這樣可以根據不同的震動采集傳感器20測量彈簧床墊10上不同區域的人體生理信號，人體翻轉到任意的地方都會壓在布設有剛性繩索12的彈簧11上面，防止人體脫離測量區域，而兩端的兩行彈簧11，沒有設置剛性繩索12，因為當人體壓在這兩行的彈簧11上的時候，人體必然也會壓在器相鄰的其他彈簧11上，所以兩端的兩行無需設置剛性繩索12。
[0056]在另一具體實施例中，參照圖5，上述彈簧床墊10內安裝有四十九個彈簧11，每一個彈簧11分別只與一根剛性繩索12連接，那么就會有四十九根剛性繩索12，同時設置四十九個震動采集傳感器20，這樣的設置，可以在預先知道震動采集傳感器20所測量彈簧11的位置的情況下，根據不同震動采集傳感器20采集的數據，分析出彈簧床墊10上人體的位置，翻身情況以及其它需要的數據。在其它實施例中，可以根據需要任意的設置剛性繩索12，比如，有的彈簧11單獨連接一根剛性繩索12，有的多個彈簧11通過剛性繩索12穿過拉環14形成一個彈簧11鏈等。
[0057]在又一具體實施例中，參照圖6，上述剛性繩索12的第一端同時連接某一區域的多個彈簧11，然后第二端拉緊延伸至彈簧床墊10的側邊上，且可以根據需求設置多種測量組合，通過較少的傳感器測量多個不同區域的震動情況，以完成不同的測量需求。
[0058]本實施例中的采集人體生理信號的系統，無需在彈簧床墊10中設置傳感器等電子器件，方便傳統的彈簧床墊10生產廠商進行加工生產，無需電器工程師等介入，降低生產難度，節約成本，提高生產效率，沒有后期維護的投入，而且人體的生理信號采集方便，只需要將震動采集傳感器20對應連接于剛性繩索12位于彈簧床墊10側邊或外部的第二端緊密連接即可，方便用戶使用。
[0059]以上所述僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種采集人體生理信號的方法，其特征在于，包括: 將剛性繩索的第一端與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，并將剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部；所述剛性繩索的兩端之間處于拉緊狀態； 通過震動采集傳感器采集所述剛性繩索的第二端的震動數據； 根據震動采集傳感器采集的震動數據解析出人體的生理信號。
2.根據權利要求1所述的采集人體生理信號的方法，其特征在于，所述并將剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部的步驟，包括: 在剛性繩索的第二端向彈簧床墊側邊或外部延伸時，剛性繩索經過其它彈簧，并通過搭接方式，與所述其它彈簧進行震動感知連接。
3.根據權利要求2所述的采集人體生理信號的方法，其特征在于，所述搭接方式包括:安裝拉環、穿孔或貼附方式； 所述安裝拉環、穿孔或貼附方式包括:在彈簧床墊內沿橫向設置多個彈簧，在所述彈簧上設置至少一拉環、穿孔或貼附點，多個彈簧上的拉環、穿孔或貼附點高低錯落設置，所述剛性繩索依次穿過相鄰彈簧上的拉環、穿孔或貼附點； 或者，所述安裝拉環、穿孔或貼附方式包括: 在彈簧床墊內沿橫向設置多個成鋸齒狀排列的彈簧，在該多個成鋸齒狀排列的彈簧上依次設置所述拉環、穿孔或貼附點，將所述剛性繩索依次穿過該成鋸齒狀排列的彈簧上的拉環、穿孔或貼附點。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的采集人體生理信號的方法，其特征在于，所述將剛性繩索的第一端與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，并將剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部的步驟，包括: 設置多根剛性繩索，將多根剛性繩索的第一端分別與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，并將多根剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部。
5.一種采集人體生理信號的彈簧床墊，所述彈簧床墊內部設置彈簧，其特征在于，還包括剛性繩索；所述剛性繩索的第一端與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，所述剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部；所述剛性繩索的兩端之間處于拉緊狀態； 所述剛性繩索的第二端連接震動采集傳感器，通過所述震動采集傳感器采集剛性繩索的第二端的震動數據并發送給外部分析器，再通過所述分析器根據所述震動數據解析出人體的生理信號。
6.根據權利要求5所述的采集人體生理信號的彈簧床墊，其特征在于，所述剛性繩索的第二端向彈簧床墊側邊或外部延伸時，剛性繩索經過其它彈簧，并通過搭接方式，與所述其它彈簧進行震動感知連接。
7.根據權利要求6所述的采集人體生理信號的彈簧床墊，其特征在于，所述搭載包括在彈簧上設置拉環、穿孔或貼附點，所述剛性繩索穿過所述拉環、穿孔或貼附點； 所述彈簧床墊內沿橫向設置多個彈簧，該多個彈簧上至少設置一個拉環、穿孔或貼附點，多個彈簧上的拉環、穿孔或貼附點高低錯落設置，所述剛性繩索依次穿過相鄰彈簧上的拉環、穿孔或貼附點； 或者，所述彈簧床墊內沿橫向設置多個成鋸齒狀排列的彈簧，該多個成鋸齒狀排列的彈簧上依次設置所述拉環、穿孔或者貼附點，所述剛性繩索依次穿過該成鋸齒狀排列的彈簧上的拉環、穿孔或貼附點。
8.根據權利要求5-7中任一項所述的采集人體生理信號的彈簧床墊，其特征在于，包括多根剛性繩索，該多根剛性繩索的第一端分別與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，并將多根剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部。
9.一種采集人體生理信號的系統，其特征在于，包括震動采集傳感器、分析器和采集人體生理信號的彈簧床墊； 所述采集人體生理信號的彈簧床墊內部設置彈簧，還包括剛性繩索，所述剛性繩索的第一端與彈簧床墊內的至少一彈簧連接，所述剛性繩索的第二端延伸至彈簧床墊的側邊或外部；所述剛性繩索的兩端之間處于拉緊狀態； 所述剛性繩索的第二端連接震動采集傳感器，所述震動采集傳感器采集剛性繩索的第二端的震動數據并發送給所述分析器，所述分析器根據所述震動數據解析出人體的生理信號。
10.根據權利要求9所述的采集人體生理信號的系統，其特征在于，所述彈簧床墊如權利要求6至8中任一項所述的彈簧床墊。
11.根據權利要求10所述的采集人體生理信號的系統，其特征在于，所述震動采集傳感器包括加速度傳感器、光學位移傳感器、電磁震動傳感器或壓電傳感器。
【文檔編號】A47C31/00GK104257159SQ201410453603
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2014年9月5日
【發明者】楊松, 白巖 申請人:楊松