專利名稱：波浪形生理信號采集裝置及生理信號采集床墊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到生理信號采集領域，特別涉及到一種波浪形生理信號采集裝置及生理信號采集床墊。
背景技術：
現(xiàn)有技術中的人體生理信號采集裝置，需要通過將信號電極與人體皮膚緊密接觸，以采集肌肉產(chǎn)生的壓力信號并轉(zhuǎn)換為電信號進行處理，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。上述人體生理信號采集裝置，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(wěn)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 fn息等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為提供一種波浪形生理信號采集裝置，提升生理信號采集的便利性。本發(fā)明提出一種波浪形生理信號采集裝置，包括波浪形柔性體、拉伸力傳感器以及信號處理單元；所述波浪形柔性體包括柔性體面板以及凸柔性體，所述凸柔性體設置于柔性體面板上，將所承受的人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；所述拉伸力傳感器設置于柔性體面板中，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號；所述信號處理單元對所述電信號進行處理獲取人體的生理信號。優(yōu)選地，所述凸柔性體分別間隔設置于所述柔性體面板的上底面以及下底面，形成波浪形柔性體面板。優(yōu)選地，所述拉伸力傳感器設置于兩凸柔性體之間的間隔區(qū)域。優(yōu)選地，所述信號處理單元包括信號放大電路，將所述模擬電信號放大；濾波電路，對放大后的模擬電信號進行濾波，獲取所需要的人體的生理信號；A/D轉(zhuǎn)換電路，將濾波后的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。優(yōu)選地，所述裝置還包括無線透傳電路，將所述數(shù)字信號通過無線透傳輸出。優(yōu)選地，所述裝置還包括電源單元，提供電源；電源管理單元，管理所述電源單元。優(yōu)選地，所述電源單元包括蓄電池。本發(fā)明還提出一種生理信號采集床墊，包括至少兩個波浪形生理信號采集裝置以及無線透傳電路；所述波浪形生理信號采集裝置包括波浪形柔性體、拉伸力傳感器以及信號處理單元；所述波浪形柔性體包括柔性體面板以及凸柔性體，所述凸柔性體設置于柔性體面板上， 將所承受的人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；所述拉伸力傳感器設置于柔性體面板中，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號；所述信號處理單元對所述電信號進行處理獲取人體的生理信號；所述無線透傳電路，將所述數(shù)字信號通過無線透傳輸出。優(yōu)選地，所述凸柔性體分別間隔設置于所述柔性體面板的上底面以及下底面，形成波浪形柔性體面板。優(yōu)選地，所述拉伸力傳感器設置于兩凸柔性體之間的間隔區(qū)域。本發(fā)明通過波浪形柔性體將人體壓力轉(zhuǎn)換為電信號并進行處理，從而以非直接與人體皮膚進行接觸的方式在日常生活中即可獲取人體的生理信號，使生理信號的獲取更加便捷；同時，使用無線技術將獲取的生理信號傳輸至遠端設備，將信號采集與進一步分析或統(tǒng)一存儲等操作進行分離，進一步方便生理信號的采集。


圖1是本發(fā)明波浪形生理信號采集裝置一實施例的部件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明波浪形生理信號采集裝置一實施例的波浪形柔性體物理結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明波浪形生理信號采集裝置一實施例的波浪形柔性體物理結(jié)構(gòu)橫截面示意圖；圖4是本發(fā)明波浪形生理信號采集裝置一實施例的信號處理單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明波浪形生理信號采集裝置另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明生理信號采集床墊一實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施例方式應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參照圖1，提出本發(fā)明一種波浪形生理信號采集裝置的一實施例。該裝置可包括 波浪形柔性體11、拉伸力傳感器12以及信號處理單元13等；上述波浪形柔性體11可包括柔性體面板111以及凸柔性體112，該凸柔性體112 設置于柔性體面板111上(參照圖3)，將所承受的人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；該拉伸力傳感器12設置于柔性體面板111中，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號；該信號處理單元13對所述電信號進行處理獲取人體的生理信號。上述生理信號包括呼吸、心跳、抽搐以及運動等信號。在本實施例的實際制作中，上述波浪形柔性體11可為一整體，上述柔性體面板 111以及凸柔性體112可一體成型，上述是為方便描述而將兩者分開說明。參照圖2，假設上述柔性體面板111為長條形，且該長條形的柔性體面板111至少包括了上底面和下底面，則上述凸柔性體112分別設置于該上底面和下底面上。該凸柔性體112可條狀體，平行于該長條形的寬邊，且兩凸柔性體112之間設置有間隔，由于該兩凸柔性體112而使得該間隔區(qū)域113成為相對的凹陷區(qū)域。該柔性體面板111的上底面和下底面都設置有凸柔性體112以及間隔區(qū)域113，且該上底面的間隔區(qū)域113對應在下底面設置為凸柔性體112，該上底面設置凸柔性體112的區(qū)域?qū)谙碌酌嬖O置為間隔區(qū)域113， 形成波浪形柔性體11面板。該凸柔性體112的橫截面可設為曲面，由于凸柔性體112在柔性體面板111的上底面和下底面的設置方式，使得在上述柔性體面板111的橫截面中，設置于該上底面和下底面的凸柔性體112曲面可形成以柔性體面板111為對稱中心的類似“正弦曲線”圖示。如此，如果凸柔性體112上承受人體壓力，由于該凸柔性體112對應設置為間隔區(qū)域113，則會對該間隔區(qū)域113的柔性體面板111產(chǎn)生拉伸力，即將凸柔性體112所承受的人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力。上述拉伸力傳感器12可設置于上述柔性體面板111的間隔區(qū)域 113(參照圖3)，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的拉伸力產(chǎn)生電信號。該電信號通常為模擬信號。上述波浪形柔性體11可設置于床墊、座墊、靠墊以及腳墊等日常用具中，用于在使用者使用上述日常用具時獲取使用者的人體壓力。由于波浪形柔性體11受壓后該波浪區(qū)域可將壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力，因此通過該波浪形柔性體11則可將人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力。 使用者可在日常生活中隨時隨地即可使用，十分便利。參照圖4，上述信號處理單元13可包括信號放大電路131、濾波電路132以及A/ D轉(zhuǎn)換電路133 ；該信號放大電路131，將所述模擬電信號放大；該濾波電路132，對放大后的模擬電信號進行濾波，獲取所需要的人體的生理信號；該A/D轉(zhuǎn)換電路133，將濾波后的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。上述信號放大電路131可與上述拉伸力傳感器12連接，對該拉伸力傳感器12產(chǎn)生的電信號進行放大，以便對該電信號進行濾波操作。該信號放大電路131對電信號的放大程度，可根據(jù)具體需要而定。上述濾波電路132可與上述信號放大電路131連接，對該信號放大電路131放大后的電信號進行濾波。該濾波電路132可通過設置相應參數(shù)，濾掉不需要的信號頻段， 獲取需要的電信號，比如可過濾掉0. 7Hz 3Hz之外的信號，取得心跳信號(頻率通常為 0. 7Hz 3Hz)。該濾波電路132可通過設置頻率等參數(shù)，對電信號進行過濾從而獲取所需要的生理信號。上述A/D轉(zhuǎn)換電路133可與上述濾波電路132連接，可將濾波后的電信號進行模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。由于上述拉伸力傳感器12所產(chǎn)生的電信號通常為模擬電信號， 則該濾波后的電信號也為模擬電信號。該A/D轉(zhuǎn)換電路133可將該模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，方便對信號的進一步處理以及傳輸?shù)炔僮?。參照圖5，在另一實施例中，上述裝置還包括無線透傳電路14，將所述數(shù)字信號通過無線透傳輸出。為增強人體的生理信號采集的便利性，可將生理信號的采集與生理信號的進一步分析或統(tǒng)一存儲等進行分離。在采集到所需要的生理信號后，可通過上述無線透傳電路14 將該生理信號傳輸至遠端設備，以進行進一步的分析或統(tǒng)一存儲等。上述裝置還包括電源單元(圖未示出)以及電源管理單元(圖未示出)；該電源單元，提供電源；該電源管理單元，管理所述電源單元。上述電源單元可為蓄電池，可為上述裝置提供電源。該裝置通過上述電源管理單元對該蓄電池進行管理。
上述電源單元還可為連接外部電源的連接部件，通過接入外部電源為上述裝置提供電源。該裝置通過上述電源管理單元對該連接部件進行管理。上述波浪形生理信號采集裝置，通過波浪形柔性體11將人體壓力轉(zhuǎn)換為電信號并進行處理，從而以非直接與人體皮膚進行接觸的方式獲取人體的生理信號，使生理信號的獲取更加便捷；同時，使用無線技術將獲取的生理信號傳輸至遠端設備，將信號采集與進一步分析或統(tǒng)一存儲等操作進行分離，進一步方便生理信號的采集。參照圖6，提出本發(fā)明一種生理信號采集床墊的一實施例。該裝置可包括至少兩個波浪形生理信號采集裝置以及無線透傳電路14 ；上述波浪形生理信號采集裝置包括波浪形柔性體11、拉伸力傳感器12以及信號處理單元13 ；該波浪形柔性體11包括柔性體面板111以及凸柔性體112，該凸柔性體112 設置于柔性體面板111上(參照圖3)，將所承受的人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；該拉伸力傳感器12設置于柔性體面板111中，根據(jù)該拉伸力產(chǎn)生電信號；該信號處理單元13對所述電信號進行處理獲取人體的生理信號；上述無線透傳電路14，將所述數(shù)字信號通過無線透傳輸出。上述生理信號包括呼吸、心跳、抽搐以及運動等信號。為節(jié)約成本，上述兩個或兩個以上的波浪形生理信號采集裝置可共用一個無線透傳電路14，將數(shù)字信號輸出。上述至少兩個波浪形生理信號采集裝置中的信號處理單元13，可分別獲取不同的生理信號，分別通過無線透傳電路14輸出。比如一個波浪形生理信號采集裝置可獲取呼吸信號，另一獲取心跳信號等。在本實施例的實際制作中，上述波浪形柔性體11可為一整體，上述柔性體面板 111以及凸柔性體112可一體成型，上述是為方便描述而將兩者分開說明。參照圖2，假設上述柔性體面板111為長條形，且該長條形的柔性體面板111至少包括了上底面和下底面，則上述凸柔性體112分別設置于該上底面和下底面上。該凸柔性體112可條狀體，平行于該長條形的寬邊，且兩凸柔性體112之間設置有間隔，由于該兩凸柔性體112而使得該間隔區(qū)域113成為相對的凹陷區(qū)域。該柔性體面板111的上底面和下底面都設置有凸柔性體112以及間隔區(qū)域113，且該上底面的間隔區(qū)域113對應在下底面設置為凸柔性體112，該上底面設置凸柔性體112的區(qū)域?qū)谙碌酌嬖O置為間隔區(qū)域113， 形成波浪形柔性體11面板。該凸柔性體112的橫截面可設為曲面，由于凸柔性體112在柔性體面板111的上底面和下底面的設置方式，使得在上述柔性體面板111的橫截面中，設置于該上底面和下底面的凸柔性體112曲面可形成以柔性體面板111為對稱中心的類似“正弦曲線”圖示。如此，如果凸柔性體112上承受人體壓力，由于該凸柔性體112對應設置為間隔區(qū)域113，則會對該間隔區(qū)域113的柔性體面板111產(chǎn)生拉伸力，即將凸柔性體112所承受的人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力。上述拉伸力傳感器12可設置于上述柔性體面板111的間隔區(qū)域 113(參照圖3)，根據(jù)轉(zhuǎn)換后的拉伸力產(chǎn)生電信號。該電信號通常為模擬信號。由于波浪形柔性體11受壓后該波浪區(qū)域可將壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力，因此通過該波浪形柔性體11則可將人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力。使用者可在日常生活中即可使用，十分便利。參照圖4，上述信號處理單元13可包括信號放大電路131、濾波電路132以及A/D轉(zhuǎn)換電路133 ；該信號放大電路131，將所述模擬電信號放大；該濾波電路132，對放大后的模擬電信號進行濾波，獲取所需要的人體的生理信號；該A/D轉(zhuǎn)換電路133，將濾波后的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。上述信號放大電路131可與上述拉伸力傳感器12連接，對該拉伸力傳感器12產(chǎn)生的電信號進行放大，以便對該電信號進行濾波操作。該信號放大電路131對電信號的放大程度，可根據(jù)具體需要而定。上述濾波電路132可與上述信號放大電路131連接，對該信號放大電路131放大后的電信號進行濾波。該濾波電路132可通過設置相應參數(shù)，濾掉不需要的信號頻段， 獲取需要的電信號，比如可過濾掉0. 7Hz 3Hz之外的信號，取得心跳信號(頻率通常為 0. 7Hz 3Hz)。該濾波電路132可通過設置頻率等參數(shù)，對電信號進行過濾從而獲取所需要的生理信號。上述A/D轉(zhuǎn)換電路133可與上述濾波電路132連接，可將濾波后的電信號進行模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。由于上述拉伸力傳感器12所產(chǎn)生的電信號通常為模擬電信號， 則該濾波后的電信號也為模擬電信號。該A/D轉(zhuǎn)換電路133可將該模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，方便對信號的進一步處理以及傳輸?shù)炔僮?。為增強人體的生理信號采集的便利性，可將生理信號的采集與生理信號的進一步分析或統(tǒng)一存儲等進行分離。在采集到所需要的生理信號后，可通過上述無線透傳電路14 將該生理信號傳輸至遠端設備，以進行進一步的分析或統(tǒng)一存儲等。上述裝置還包括電源單元(圖未示出)以及電源管理單元(圖未示出)；該電源單元，提供電源；該電源管理單元，管理所述電源單元。上述電源單元可為蓄電池，可為上述裝置提供電源。該裝置通過上述電源管理單元對該蓄電池進行管理。上述電源單元還可為連接外部電源的連接部件，通過接入外部電源為上述裝置提供電源。該裝置通過上述電源管理單元對該連接部件進行管理。上述生理信號采集床墊，通過波浪形柔性體11將人體壓力轉(zhuǎn)換為電信號并進行處理，從而以非直接與人體皮膚進行接觸的方式在日常生活中即可獲取人體的生理信號， 使生理信號的獲取更加便捷；同時，使用無線技術將獲取的生理信號傳輸至遠端設備，將信號采集與進一步分析或統(tǒng)一存儲等操作進行分離，進一步方便生理信號的采集。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)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(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種波浪形生理信號采集裝置，其特征在于，包括波浪形柔性體、拉伸力傳感器以及信號處理單元；所述波浪形柔性體包括柔性體面板以及凸柔性體，所述凸柔性體設置于柔性體面板上，將所承受的人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；所述拉伸力傳感器設置于柔性體面板中，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號；所述信號處理單元對所述電信號進行處理獲取人體的生理信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波浪形生理信號采集裝置，其特征在于，所述凸柔性體分別間隔設置于所述柔性體面板的上底面以及下底面，形成波浪形柔性體面板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波浪形生理信號采集裝置，其特征在于，所述拉伸力傳感器設置于兩凸柔性體之間的間隔區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的波浪形生理信號采集裝置，其特征在于，所述信號處理單元包括信號放大電路，將所述模擬電信號放大；濾波電路，對放大后的模擬電信號進行濾波，獲取所需要的人體的生理信號；A/D轉(zhuǎn)換電路，將濾波后的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的波浪形生理信號采集裝置，其特征在于，所述裝置還包括無線透傳電路，將所述數(shù)字信號通過無線透傳輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的波浪形生理信號采集裝置，其特征在于，所述裝置還包括電源單元，提供電源；電源管理單元，管理所述電源單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的波浪形生理信號采集裝置，其特征在于，所述電源單元包括蓄電池。
8.—種生理信號采集床墊，其特征在于，包括至少兩個波浪形生理信號采集裝置以及無線透傳電路；所述波浪形生理信號采集裝置包括波浪形柔性體、拉伸力傳感器以及信號處理單元； 所述波浪形柔性體包括柔性體面板以及凸柔性體，所述凸柔性體設置于柔性體面板上，將所承受的人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；所述拉伸力傳感器設置于柔性體面板中，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號；所述信號處理單元對所述電信號進行處理獲取人體的生理信號；所述無線透傳電路，將所述數(shù)字信號通過無線透傳輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的生理信號采集床墊，其特征在于，所述凸柔性體分別間隔設置于所述柔性體面板的上底面以及下底面，形成波浪形柔性體面板。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的生理信號采集床墊，其特征在于，所述拉伸力傳感器設置于兩凸柔性體之間的間隔區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種波浪形生理信號采集裝置及生理信號采集床墊。該裝置可包括波浪形柔性體、拉伸力傳感器以及信號處理單元；所述波浪形柔性體包括柔性體面板以及凸柔性體，所述凸柔性體設置于柔性體面板上，將所承受的人體壓力轉(zhuǎn)換為拉伸力；所述拉伸力傳感器設置于柔性體面板中，根據(jù)所述拉伸力產(chǎn)生電信號；所述信號處理單元對所述電信號進行處理獲取人體的生理信號。本發(fā)明通過波浪形柔性體將人體壓力轉(zhuǎn)換為電信號并進行處理，從而以非直接與人體皮膚進行接觸的方式在日常生活中獲取人體的生理信號，使生理信號的獲取更加便捷。
文檔編號A61B5/08GK102319057SQ20111025564
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者柳絮芳, 湯晅 申請人:深圳市視聆科技開發(fā)有限公司