本發(fā)明涉及一種智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭。利用現(xiàn)代微電腦技術、傳感技術、控制技術、通信技術、顯示技術等手段，打造的一種智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭，構成人類生活必需(農(nóng)、輕、醫(yī))品的應用，屬自動控制與互聯(lián)網(wǎng)領域。具體地說，涉及一種自動化的智能枕頭。

二、

背景技術：

1、枕頭的發(fā)展史

枕頭是人類進化和長期生活經(jīng)驗積累的產(chǎn)物。漢代許慎在《說文解字》說：“枕，臥所薦首者。從木?！睆淖中巫至x分析，最早的枕頭應該是木制的。現(xiàn)在能看到的最早枕具實物為戰(zhàn)國的木枕。

枕頭的歷史是相當悠久的。如《論語》中的“曲肱面枕之”，《詩經(jīng)》中的“輾轉伏枕”、《孔雀東南飛》中的“結發(fā)共枕席”等，早有關于枕頭的記載。

原始社會時期，古人類可能就近隨便揀一塊石頭、一根木頭、一束柴草、一張獸皮，或手臂彎曲而墊于首下，作為睡覺時的枕物，這就是最初的枕頭雛形。

2、枕頭的發(fā)展歷程

大致可以劃分為四個發(fā)展歷程。

第一次革命--自然取物枕。從遠古時代，找個石頭、木頭、木棒、枕凳當枕頭，奢華家庭也有使用玉石、貴重木材、綢緞制作的高等枕頭；

第二次革命--手工業(yè)生產(chǎn)枕。從近現(xiàn)代到當代，用布料、蕎麥殼、棉花、決明子、薰衣草、中藥等填充物構成的天然材料枕頭，或藤類材料編織物手工制造的枕頭；

第三次革命--工業(yè)化生產(chǎn)枕。由天然乳膠、人造乳膠、聚氨酯發(fā)泡塑料(別名如：惰性海綿、慢回彈海綿、記憶海綿、零壓海綿、太空記憶海綿、智慧海綿等)等大批量工業(yè)化大生產(chǎn)制造的“工業(yè)”枕頭；

第四次革命--自動化智能枕。利用現(xiàn)代微電腦技術、傳感技術、控制技術、通信技術、顯示技術等手段，打造的自動控制的枕頭，具有個性化、自動化、智能化、人機對話等特征。

3、枕頭的重要性

缺乏科學性并對人體骨骼生長產(chǎn)生嚴重后果。其形狀不符合頸椎正常形態(tài)需要，日積月累的使用還會破壞頸椎的生理曲線，以及生理曲張度，使頸椎生理曲線變直或反張，從而導致頸椎肌肉、韌帶及關節(jié)等的不協(xié)調(diào)受力，久之則形成慢性勞損而發(fā)生骨刺和頸椎病。從古代的繪畫、泥塑、木雕、石刻，凡是出現(xiàn)人物的造型大多是縮頸傴僂屈背的形態(tài)，與古人普遍使用高枕的不良習慣有著密切的因果關系。

枕頭對于頭顱的形狀也起重要作用，如有的小兒頭部扁平不對稱，有的呈方形，有的后腦勺突起等，與枕頭的硬度和睡姿密切相關。

短時間的枕頭不當亦可對人體造成不良的影響，如落枕。反復落枕是頸椎病發(fā)病的一個重要因索。

枕頭是人們生活的必需品。據(jù)英國曼徹斯特大學杰森教授的計算，人一生中至少有23年以上的時間是在枕頭上度過的，某些長期臥床的病人則時間更長。在這漫長的20多年中，枕頭的形狀、大小、高度、硬度及睡眠的姿勢將會對人體的健康產(chǎn)生巨大的影響。

4、國內(nèi)外枕頭的發(fā)展及現(xiàn)狀

(1)枕頭的相關專利

《一種高度可調(diào)的充氣枕頭》公開號：CN2425589。本實用新型提供一種可調(diào)式充氣枕頭，包括：枕套、填充物、橡皮管、氣閥、充氣皮球；其特征是：填充物的中間設一橡皮氣膽，橡皮氣膽的表面與織物層膠合而成，其內(nèi)設有橡皮隔層，橡皮氣膽的一側與橡皮管連接，本產(chǎn)品可以滿足任何人對枕頭高度的不同要求，還隨時滿足了不同睡姿對枕頭高度的不同要求。

《可調(diào)整高度的枕頭》公開號：CN2318926。本實用新型公開了一種可調(diào)節(jié)高度的枕頭，該枕頭由上、下兩部分組成，上部為墊層(1)，下部為調(diào)節(jié)層(2)，墊層與普通枕頭基本相似，枕心內(nèi)裝有木棉、薄絨或蕎麥皮等松軟材料(3)，在墊層的周圍設有裙邊(4)；調(diào)節(jié)層用覆布橡膠或其它柔韌塑料等材料制成，它類似一個氣墊枕頭形狀，在調(diào)節(jié)層內(nèi)設有環(huán)繞形氣道(5)結構，在調(diào)節(jié)層環(huán)繞形氣道的入氣口設有一個帶有泄氣閥的小加壓氣球(6)。調(diào)節(jié)層的周圍也設有裙邊，在墊層裙邊的下面與調(diào)節(jié)層裙邊的上面分別相對應地安有連接用的尼龍搭扣(7)。枕頭的墊層與調(diào)節(jié)層是通過它們?nèi)惯吷系哪猃埓羁巯噙B接的。

《可自動調(diào)高度的保健枕》公開號：CN2282375。本實用新型涉及一種枕頭，尤其適于中老年人及頸椎病患者使用的保持枕。它主要是在枕套內(nèi)設有一支承架，在該支承架的后側板上水平樞接一對相嚙合的扇形齒輪，在該兩扇形齒輪上設有由剛性底板和兩彈性側板形成的插盤，又在支承架的后側板上設有分別以一端固定連接在相應扇形齒輪齒緣下端的拉伸彈簧，另外，托盤上支承一枕芯。從而，可預防及輔助治療頸椎病，同時使頭部也感覺舒適。

《可自動調(diào)節(jié)睡枕高度的智能床的機械結構》公開(公告)號：CN203897828U。本實用新型涉及一種可自動調(diào)節(jié)睡枕高度的智能床的機械結構。在床頭部位的下方安有一枕架主體，枕架主體內(nèi)的中間位置設有一水平的升降板；在枕架主體內(nèi)的側面安有電動機；電動機通過聯(lián)軸器、變速箱與一根轉動桿連接；在轉動桿的終端固定安裝有傘齒輪，傘齒輪與圓錐齒輪相嚙合；圓錐齒輪的中心垂直固定一轉動軸，轉動軸穿過升降板，轉動軸上帶有螺紋，與套在升降板內(nèi)的螺紋相嚙合；升降板背部固定有枕板支架，枕板支架頂部安裝有睡枕托板。本睡枕設備能夠隨人體睡姿自動調(diào)節(jié)睡枕的高低，隨時對睡眠中的人的頸部進行護理，從而提高了睡眠的舒適度和質量。長此可減少頸、脊椎病的發(fā)生。

《智能化調(diào)節(jié)高度的枕頭》公開號：CN2345102。本實用新型包括枕皮、枕皮內(nèi)的填充物、內(nèi)置控制電路及電源的控制盒。填充物為場致伸縮材料，填充物的上下各設置上控制極膜和下控制極膜，上控制極膜上裝有傳感器，傳感器的輸出接控制電路的輸入，控制電路的輸出接控制極膜?？刂齐娐犯鶕?jù)傳感器的輸出調(diào)整加到控制極膜上的場強，使得場致伸縮材料伸長或縮短，枕高也隨之抬高或降低。本實用新型根據(jù)人體頭部對枕頭的壓力而自動調(diào)節(jié)枕頭的高度，消除人們在睡眠中頸部的不適感，從而提高了睡眠質量。

《多層可調(diào)高度的健康枕》公開號：CN87203916。一種涉及人們生活保健用品領域的健康枕，其結構分基層和外層，基層可采用塑料、彈性乳膠、橡膠、木料和有填充物之織物等構成，外層為多層結構可做成2-6層，采用棉花、海綿、彈性乳膠、各種絨毛和中藥(或含磁物質)做成，其高度可按人體生理的不同需要而調(diào)節(jié)-增厚或減薄，并在其縱橫方向有切合人體枕部和頸部之生理彎度的元寶形凹陷。

《一種自動調(diào)整高度的枕頭》公開號：CN86206621。一種自動調(diào)整高度的枕頭，包括上框、下框，上下框之間有可自動調(diào)整高度的至少兩組叉形支腿，各組叉形支腿之間通過上下設置的支腿軸連接，支腿按位置分為前后兩組，一組支腿軸與上下框之間為轉動連接，另一組支腿軸兩端設有滑動結構，滑動結構分別在上下框上設置的上下滑道中滑動；叉形支腿還設置有彈性調(diào)節(jié)裝置。在人體改變睡姿時，頭部對枕面的壓力也隨之變，該壓力與彈性裝置的彈力協(xié)調(diào)作用，使得枕頭的高度自動調(diào)節(jié)。本實用新型的枕頭可以根據(jù)睡姿不同而自動改變高度，能夠保證頸椎和脊柱的受力合理，避免頸椎受到損傷，且能對已經(jīng)受損變形的頸椎具有保養(yǎng)的功效，長期使用，可以使變形頸椎復位，并可以保證具有高效、良好的睡眠。

《一種可調(diào)高度的枕頭》。申請?zhí)枺?01420065220.8，該實用新型為了解決現(xiàn)有同類可調(diào)高度的枕頭存在枕頭高度的升高程度和降低程度無法預先設定，給使用帶來不便，會產(chǎn)生睡著后降低的枕頭高度不合適，結構不緊湊的缺陷。技術方案要點：特征包括枕墊、底座、枕墊升降裝置、升降電驅動裝置、控制電路和枕墊行程開關，其中枕墊升降裝置設置在枕墊和底座之間，升降電驅動裝置和控制電路設置在底座上，枕墊行程開關設置在枕頭的枕墊運動路徑上，升降電驅動裝置與枕墊升降裝置作驅動連接，枕墊行程開關與控制電路作電信號連接，控制電路與升降電驅動裝置作電控制連接。

《一種枕頭》申請?zhí)枺?01510751372.2。本發(fā)明屬于生活用品領域，具體涉及一種枕頭，包括高度可調(diào)整的枕體、控制器、檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述檢測模塊包括通訊模塊、處理模塊、信號收發(fā)模塊以及多個用于檢測用戶睡眠質量和身體狀況的傳感器，所述通訊模塊、信號收發(fā)模塊分別與處理模塊連接，傳感器與信號收發(fā)模塊連接，傳感器分別設置于枕體上的多個不同位置。

《一種可自動調(diào)節(jié)高度的護頸椎枕》公開號：CN2537305。一種可自動調(diào)節(jié)高度的護頸椎枕包括枕頭，其特征在于所述枕頭由相互隔置的上、下氣枕及設于上、下氣枕之間的可調(diào)節(jié)氣枕高度的調(diào)節(jié)機構組成，所述上、下氣枕分別設有獨立的進氣口和排氣口，所述進氣口設有通過氣管相連的氣泵，所述排氣口設有通過氣管相接的排氣電磁閥。本實用新型由于在將枕頭設計為帶有上、下氣枕的結構形式，使枕頭可通過充氣或排氣的方式改變枕頭的高度，來適應不同人體頭部與肩部的相應位置，而外接于人體上的睡姿感應器使人體在改變睡姿時能及時將電信號傳遞到開關電路上，通過開關電路來控制氣泵的開啟與關閉。

(2)枕頭相關產(chǎn)品

大樸智能止鼾枕頭。這款智能止鼾枕由枕頭、枕邊設備和APP構成一套系統(tǒng)。其中枕邊設備集成了藍牙、止鼾“聰明心”、本地算法中心和氣泵等功能模塊，通過對用戶鼾聲的個性化分析，對枕頭發(fā)出“指令”。而枕頭則內(nèi)置感應氣囊，一旦收到指令便可自動充氣，調(diào)整用戶姿勢直到鼾聲停止；而APP則用來記錄睡眠過程中的打鼾時間及干預次數(shù)。

手動調(diào)整高度的思考枕(ThinkPillow)。Lovethink設計了一款枕頭，是世界上第一款可調(diào)節(jié)的枕頭。用戶可以根據(jù)自己的需要，調(diào)節(jié)它的軟硬高低。思考枕主要由兩部分組成：一個是SmartCore，這是一個伸縮氣囊，采用了德國的充氣技術，它有兩個調(diào)節(jié)球，按壓右邊的球，可以使枕頭變硬和變高。按壓左邊的球，可以使它變軟和變矮。而另一個是SmartCushion，這是一個粒子軟墊。里面填充著可流動的彈性小球顆粒，它的設計符合人體工程學原理，可以維持頸部和頭部的之間的自然曲線，也不會對頸部造成任何壓力，既保護頸椎，又能預防打鼾，這是普通的枕頭所不能做到的。

可升降枕頭。采用充氣的方式，只需動動頭就可以讓枕頭變高變低。

三、

技術實現(xiàn)要素：

1、自動識別臥姿并自動調(diào)節(jié)高度的智能枕設計原則

本發(fā)明的智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭，應全面展示智能枕的時代特征：

一是實時感知。通過各種傳感器的數(shù)據(jù)采集，實時感知人體的頭部位置，實時感知人體的臥姿(仰臥、側臥、半仰臥、半俯臥)，實時記錄使用者翻身次數(shù)、姿態(tài)持續(xù)時間，判斷睡眠質量、疲勞度等指標，并在智能手機上實時顯示定量的數(shù)據(jù)和定性評價。

二是區(qū)域調(diào)適。采用人體工程學理論，選用TPU環(huán)保材料，構建符合人體頸椎生理曲度的通體式多元結構氣囊，解決適應不同體態(tài)(高大、矮小、胖、瘦)、不同姿態(tài)(仰臥、側臥、半仰臥、半俯臥)條件下頭部與頸部的高度，使使用者在姿態(tài)變化(平移、橫滾)后的頭部與頸部的自動調(diào)節(jié)。

三是高度智慧。將使用者任意姿態(tài)所產(chǎn)生的隨機數(shù)據(jù)，與存儲數(shù)據(jù)的對比、分析、判斷，通過對枕頭PID控制PWM輸出等自動控制技術，實施對通體式多元結構氣囊的充氣排氣，控制頭部與頸部的物理高度，使使用者臥姿發(fā)生變化時，枕頭自動將頭部與頸部的高度調(diào)節(jié)到舒適高度，實現(xiàn)符合個人頸椎生理曲度的個性化、精細化、自動化、智能化的睡眠目標。

四是實行“全集成”。智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭全部設備、設施納入枕頭內(nèi)部，實行一體化設計，枕頭與外界通過無線通信方式進行，除預留USB充電接口外無任何物理連接，實現(xiàn)枕頭的“全集成”。

五是人機對話。通過本地智能手機，在枕頭使用初期，使用智能手機將各種臥姿枕頭頭部、頸部高度進行舒適性“學習”并記錄；在枕頭使用過程中，可在智能手機上記錄使用者翻身次數(shù)、姿態(tài)持續(xù)時間等數(shù)據(jù)，并通過WI-FI(或WI-FI放大器，無線移動通信)網(wǎng)絡，將使用者的睡眠狀況實時傳送監(jiān)護人。

六是注重細節(jié)。選用流線型的創(chuàng)成式外觀設計，用抗老化的高密度親水高密度聚氨酯發(fā)泡塑料作為枕體，天鵝絨彈力材料為枕套，超低壓直流供電作電源，超級防爆鋰電池作備用電源，采用多重降噪和防輻射措施，多種中藥藥墊和永磁磁鐵為保健材料，實現(xiàn)全集成、無外掛、個性化、自動化、智能化、多功能枕頭的設計目標。

2、現(xiàn)有專利與產(chǎn)品存在問題

綜合上述新型、枕頭，發(fā)現(xiàn)有以下問題：

一是機械式升降枕頭均存在機械磨損、機械噪音等問題。目前，申報專利和市售的可調(diào)節(jié)高度的枕頭中，多見機械彈簧升降系統(tǒng)、機械剪叉式升降系統(tǒng)、扇形齒輪咬合升降系統(tǒng)帶動枕板的物理升降。無論手動升降、自動升降系統(tǒng)，由于機械升降系統(tǒng)普遍存在機械磨損問題；為減少機械磨損，以及機械結構間的摩擦聲音，均需采用加注潤滑油的方式解決。其結果是：機械可升降高度枕頭增加了機械磨損和機械噪聲，還產(chǎn)生了潤滑油污染、干凅、潤滑油吸塵等弊端。

二是場致伸縮材料升降系統(tǒng)造價高昂，伸縮系數(shù)小?！吨悄芑{(diào)節(jié)高度的枕頭》公開號：CN2345102專利中，使用了“場致伸縮材料”。場致伸縮材料也稱電致伸縮材料，是一種應力、應變與電場二次項相關的非線性材料，分為陶瓷電致伸縮材料(壓電陶瓷)和聚合物電致伸縮材料兩種。其中，聚合物電致伸縮材料的電致伸縮性能明顯優(yōu)于壓電陶瓷材料。但由于此類材料屬于高新智能聚合物精密材料，相對于機械、氣動系統(tǒng)，有造價高、伸縮率相對較低的劣勢，在枕頭中尚屬首次應用，并不普及。行程開關控制枕頭也存在造價高的問題。

三是手工充氣枕頭影響使用者睡眠或無法發(fā)揮使用功能。常見的充氣枕頭一般帶有一個充氣膠質氣囊和一個排氣膠質氣囊，需要調(diào)整枕頭高度時按壓膠質氣囊充氣或調(diào)節(jié)管內(nèi)的珠閥放氣。此類枕頭在使用者清醒時尚可使用，但在進入熟睡時，手動充氣排氣的功能形同虛設。

四是單氣囊粗放型調(diào)節(jié)，存在有頸部和頭部同步升降的問題。相關專利和市面上的充氣枕頭，多為單氣囊結構，沒有考慮和兼顧到不同臥姿(仰臥、半仰臥、側臥、半俯臥)時頭部與頸部的高度，多種臥姿僅有一種高度，未能實現(xiàn)頭部與頸部高度的分別精確控制，難以滿足人體頸部生理最佳曲度的要求，屬于粗放型的控制。

五是多層聚氨酯發(fā)泡塑料枕頭無法實現(xiàn)不同姿態(tài)時頭部與頸部高度的控制。多層聚氨酯發(fā)泡塑料枕，雖然可以通過人工手段增減聚氨酯發(fā)泡塑料的層數(shù)調(diào)節(jié)高度，但無法實現(xiàn)不同姿態(tài)時頭部與頸部高度的分別調(diào)節(jié)。

六是存在集成度不高，外設設備箱造成移動和攜帶的不便。常見的充氣枕頭，如《一種可自動調(diào)節(jié)高度的護頸椎枕》(公開號：CN2537305)是一種雙氣囊調(diào)節(jié)高度的護頸椎枕，可通過上、下氣囊，分別調(diào)節(jié)人體頭部與肩部的相應位置，隨人體改變睡姿時分別調(diào)節(jié)頭部和肩部的高度。根據(jù)人體生理工程學和氣體流體力學，當氣囊在頭部、頸部的壓力下，氣囊內(nèi)的氣體將向其他方向流動，造成頭部與頸部“下沉”，而頭部與頸部外的部位“上翹”，氣囊長度越長，“下沉”和“上翹”的情況越嚴重，嚴重影響氣囊內(nèi)壓力與枕頭高度的對應關系。該枕頭由于實行氣泵、電磁閥、控制電路外設，枕頭與外設設備箱之間的電路、氣路均采用多個電線、多個氣管相連，不方便枕頭的移動和攜帶。

3、需要解決的技術問題

一是解決不同體態(tài)使用者枕頭整體高度的升降。

二是解決使用者不同臥姿時頭部與頸部高度的分別調(diào)節(jié)。

三是解決不同臥姿變換的智能判斷。

四是選用中醫(yī)古方與永磁磁石，改善或緩解使用者的病痛。

五是解決相關設備、設施“全集成”問題。

六是解決枕頭“全集成”后的電磁輻射、設備噪聲、鋰電池自燃或爆炸等安全問題。

4、解決相關技術問題所采用的技術方案

(1)解決不同體態(tài)使用者枕頭整體高度的升降問題

采用獨立氣嘴、獨立氣管、獨立電磁閥構成的通體式多元結構氣囊，實行“橫向拉帶”與“縱向拉帶”相結合，構成不同方向上的膨脹系數(shù)，以滿足高、矮、胖、瘦等不同體態(tài)使用者的頸椎生理曲度的需要，并兼顧不同人群對枕頭高度的使用習慣。

(2)建立不同臥姿條件下頭部與頸部高度的模型，實現(xiàn)頭部與頸部高度的調(diào)節(jié)

通常，人的臥姿可分為仰臥、側臥、俯臥、半仰臥、半俯臥五種姿態(tài)。研究成果認為，人體三種典型的臥姿是仰臥、側臥和俯臥。半仰臥和半俯臥是仰臥與側臥的“變形”，屬于非典型臥姿，與仰臥和側臥僅僅有“度”的區(qū)分。俯臥是一種不健康的臥姿，不主張采用，也不在考慮之列。

典型的臥姿之一：仰臥。相對于床而言，要求正投影時，頸椎與脊椎應該在一條直線上；而側投影時，頭部應稍向后張，頸椎形成特有的弧度，即頸部位置稍高，受力最大，頭部位置稍低，受力稍小。

典型的臥姿之二：側臥。相對于床而言，要求正投影時，頭部應稍向后張，頸椎自然形成特有的弧度；而側投影時，頸椎與脊椎應該在一條水平線上，即頭部位置受力較大，頸部位置受力稍小。

半仰臥和半俯臥是仰臥與側臥的“變形”兼有仰臥、側臥和俯臥的特征。

由此可以判定：科學睡眠的枕頭，應該由頸部支撐和頭部支撐兩部分組成，并在不同的臥姿時，升高到一定的高度，以適應人體所需的生理曲度。也就是說，枕頭應由頸部和頭部兩部分構成，在不同的臥姿條件下，分別調(diào)節(jié)頸部與頭部的高度。

為此，本發(fā)明涉及的枕頭的通體式多元結構氣囊，由頸部氣囊和頭部氣囊組成，而頸部氣囊和頭部氣囊則各有3組獨立的氣囊，形成頸部與頭部獨立的控制系統(tǒng)，進行分別控制和調(diào)節(jié)。

(3)解決不同臥姿變換(橫滾、平移)的智能判斷問題

人體在臥姿變換(翻身)時，主要有平移和橫滾兩種情況。

平移的特征是，只有位置的變換，基本沒有姿態(tài)的變換。

橫滾的特征是，不僅有位置的變換，同時伴隨著姿態(tài)的變換。

智能判斷機制至少應包括如下數(shù)據(jù)：

A、實時檢測頭部氣囊與頸部氣囊的“靜態(tài)”壓力。

B、檢測頭部與頸部氣囊“動態(tài)”壓力，建立氣囊總壓力與“靜態(tài)”壓力與“動態(tài)”壓力的關系。

C、實時檢測頸部與頭部的“定位”信息，為臥姿位置變換提供數(shù)據(jù)。

D、實時檢測頭部和頸部位置的變換，判斷臥姿平移的變換。

D、實時檢測頭部和頸部壓力值的變化與組合，判斷臥姿橫滾的變換。

如前所述，不同臥姿時頸部、頭部受力有各自的特征，頸部與頭部受力特征的組合，即可形成臥姿判斷的依據(jù)。再由微處理器控制PID氣泵輸出的氣流量與氣囊內(nèi)的壓力值，分別將頭部氣囊與頸部氣囊調(diào)節(jié)到預設的高度上。

由此，解決不同臥姿變換(橫滾、平移)的智能判斷問題，實現(xiàn)“隨變即檢”、“隨姿而調(diào)”，也即自動識別臥姿并自動調(diào)節(jié)枕頭高度的功能。

(4)中醫(yī)古方改善或緩解使用者的病痛，并促進中藥有效成分的揮發(fā)及磁療效果

中藥枕頭是一種枕芯填充物為中藥的枕頭。明代李時珍在《本草綱目》中多次提到藥枕治病的原理。

本枕頭依據(jù)中醫(yī)藥理論，枕頭在親水高密度聚氨酯發(fā)泡塑料上方，安放顆粒狀的中藥墊，對使用者常見病、慢性病、亞健康等病癥選用或更換相應的藥枕墊，改善或緩解使用者的病痛和癥狀。

在中藥墊內(nèi)放置超薄永磁磁石，形成磁石陣列，以提高身體的含氧量，細胞因而能恢復活力，精神更暢旺，頭腦更靈活，對抗疲勞、抗幅射有很好的作用，并可有效促進人體微循環(huán)，還可對頸椎病有一定的改善作用。

(5)通體式多元結構氣囊與平鋪式高低設備艙，實現(xiàn)不同部位產(chǎn)生不同的膨脹系數(shù)，為“全集成”奠定基礎。采用通體式多元結構氣囊，主要考慮四方面的因素：一是兼顧有些使用者睡覺不老實，頭部大幅度左右移動時，進入非采集、檢測區(qū)域；二是根據(jù)不同臥姿頸部與頭部的高度模型，通體式多元結構氣囊在頸部有較大的膨脹系數(shù)，在頭部則限制膨脹系數(shù)；三是通過通體式多元結構氣囊與平鋪式高低設備艙的結構設計，對氣囊位置進行“定位”；四是對頸部與頭部氣囊物理位置隔離，減小頸部氣囊與頭部氣囊的相互影響。

(6)采用平鋪式高低設備艙，解決相關設備、設施“全集成”

市面上常見的氣動、電動枕頭多采用“外掛”的方式，將氣泵、控制板、電磁閥、電源等設備獨立設置，“外掛”與枕頭之間再用控制線、氣管、電源線連接。這種設置方式，盡管降低了氣泵、電磁閥所帶來的噪音，但數(shù)條控制線、氣管、電源線所形成的“外掛”不僅有移動、攜帶的不便，也有枕頭感官的影響，還容易造成氣管漏氣、線纜折斷等問題的發(fā)生。

本發(fā)明所涉智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭，將所有的設備、設施全部集成到枕頭中，實行高度集成，可有效避免“外掛”設施帶來的拖掛現(xiàn)象。

實行枕頭電氣設備、設施的“全集成”，需要妥善解決較大電氣器件的放置空間，解決發(fā)聲器件的降噪措施，解決控制電路和其他功能電路的放置空間。同時，還要解決電磁輻射與通信通信的矛盾問題，解決電氣設備的噪聲時密封與散熱的矛盾問題，解決個別地區(qū)經(jīng)常斷電需要枕頭內(nèi)設置儲能電池，儲能電池自燃或爆炸等矛盾和安全問題，解決枕頭的枕頭數(shù)據(jù)與WI-FI網(wǎng)絡傳輸問題，解決老年使用者沒有WI-FI網(wǎng)絡、不會使用智能手機、視力不佳看不清等問題，解決智能手機APP人機對話與顯示問題，。

(7)注重枕頭的易用性、適應性、舒適性等細節(jié)

外形，符合人體頸椎自然生理曲度和人體工學原理，最大程度地貼合頸部曲線。

枕芯，實行3D模具熱塑定型，保證枕頭的曲線外形。

手感，枕頭的四周，全部采用高密度雙層親水慢回彈海綿包裹，確保枕頭的手感與質感。

外套：采用拉鎖的方式，保護枕頭內(nèi)聚氨酯發(fā)泡塑料不受損壞，保障枕頭的曲面外形與枕頭的質感。

枕套，在外套的外側，設置帶有制造商LOGO的橫套裝的枕套，可方便地拆卸，洗滌。

防螨，在慢回彈海綿自身防螨的基礎上，另外設置一層防螨層。

5、有益效果

(1)采用通體式多元結構氣囊，可對枕頭的頸部與頭部進行精準升降調(diào)適，實現(xiàn)自動控制，避免了機械架構帶來的磨損和噪聲。

一是克服了機械結構磨損和噪聲的弊端。減少了機械磨損，避免了由此帶來的噪聲，以及潤滑油帶來的污染。

二是采用常見的、性能較好的TPU復合材料，使產(chǎn)品成本大幅度降低。

三是采用微處理器精準控制通體式多元結構氣囊，可實現(xiàn)對頸部、頭部分別調(diào)節(jié)高度。氣囊不同方向的膨脹系數(shù)，可適應不同使用者、不同臥姿時人體頸椎自然生理曲度。

(2)根據(jù)使用者不同臥姿，分別精準調(diào)節(jié)頭部與頸部的不同高度

按照人體工學理論，結合人的四種臥姿，詮釋四種臥姿頸部和頭部的受力特征，建立四種臥姿受力模型，采用微處理器控制六通道管路，利用其“學習”和存儲、分析、判斷功能，實行人機對話，控制通體式多元結構氣囊充氣量和壓力值，可精準地控制頭部和頸部的高度，以及頭部、頸部的升降，徹底放松頭、頸、肩的肌肉和神經(jīng)，滿足人體頸椎自然生理曲度要求，使枕頭調(diào)適到舒適高度，慢慢矯正變形的頸椎和脊柱，使其最終恢復正常的生理曲度并逐步調(diào)適到“科學高度”。

(3)智慧判斷臥姿和使用者的變換，提升枕頭的智慧水平

建立人體臥姿變換(翻身)時橫滾和平移兩種模型，采用頭部與頸部氣囊總壓力、“靜態(tài)”壓力與“動態(tài)”壓力的算法，實現(xiàn)對枕面前后上下全方位的控制，在“變”中求判斷、求精準。如有他人使用枕頭，微處理器監(jiān)測不到對應數(shù)據(jù)，提示需另行啟動“學習”功能，存儲個人的壓力數(shù)據(jù)和高度數(shù)據(jù)，使之符合自身的生理曲度。避免了親水高密度聚氨酯發(fā)泡塑料枕頭固定高度，一般充氣、機械枕頭僅有的簡單控制高度，普通手動控制高度等弊端。

(4)實現(xiàn)相關設備設施的“全集成”，避免枕頭的“外掛”

針對常見枕頭“外掛”過多，影響移動、攜帶和感官，容易造成氣管漏氣、線纜折斷等問題，本枕頭采用“全集成”的方式，實行高度集成，解決“外掛”造成的弊端；通體式多元結構氣囊與平鋪式高低設備艙的結構設計，可相對“固定”氣囊位置，確保氣囊兩端的不上翹，并減小頸部氣囊與頭部氣囊的相互影響；平鋪式高低設備艙為枕頭的相關設備、設施提供安置空間。

(5)實行智能手機的人機對話和數(shù)據(jù)存儲與查詢

實行智能手機與枕頭的人機對話和自定義設置的項目有：枕頭初始狀態(tài)時頸部、頭部高度的“學習”與設定功能，使用者睡眠時姿態(tài)變換時的“學習”與設定功能?？稍谥悄苁謾C上查詢睡眠中翻身次數(shù)，定性評價睡眠質量，存儲睡眠歷史記錄。并可將使用者的睡眠狀況遠傳至監(jiān)護人的智能手機上。

(6)能力提高枕頭的安全性

防爆。在設備艙中設置金屬盒，并在金屬盒內(nèi)層涂飾“刀槍不入”的超強韌防彈防爆破、抗磨損、抗腐蝕、抗沖擊材料，可抵抗高強度沖擊，防止產(chǎn)生自爆，提高枕頭的安全性。

防燃。將所有電氣設備置入設備艙內(nèi)，除氣泵進氣管、排氣管外，其他部分全部密封在設備艙內(nèi)。所有線纜全部采用硅膠線，在超過1000mA的電路上設置保險管防止過流，設備艙內(nèi)部溫度超過60℃時自動斷電。

四、附圖說明

圖1是智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭通體式多元結構氣囊設計圖

通體式多元結構氣囊采用頭部與頸部氣室布局，分為三段頸部氣囊(1)、三段頭部氣囊(2)和三個頸部氣囊氣嘴(3)、三個頭部氣囊氣嘴(4)組成。頸部氣囊內(nèi)部安裝有水平拉帶(5)，頭部氣囊內(nèi)部安裝有三條垂直拉帶(6)。

其中，三段頸部氣囊(1)、三個頸部氣囊氣嘴(3)和對應的氣管、獨立電磁閥負責氣囊頸部高度的升降；三段頭部氣囊(2)、三個頭部氣囊氣嘴(4)和對應的氣管、獨立電磁閥負責頭部高度的升降。

為控制氣囊的膨脹系數(shù)，三段頸部氣囊(1)采用水平拉帶(5)的方式，限制水平方向的膨脹率，提高垂直方向的膨脹率；三段頭部氣囊(2)中設置3道垂直拉帶(6)，由于個拉帶相距較遠，適當限制垂直方向的膨脹率。

為方便為頸部氣囊和頭部氣囊相對定位，在兩個氣囊(1)(2)的頂面和左右側面，用同類材料連接。

圖2是智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭平鋪式高低設備艙設計圖

平鋪式高低設備艙采用高低架構設計。設備艙中高臺部分為大型設備艙(7)，主要放置氣泵、電磁閥等較大器件，并提供對發(fā)聲器件的降噪處理空間。設備艙較低部分為平鋪設備艙(8)，主要放置各種控制電路板、通信電路板、鋰電池等設備，也為枕頭的功能擴展提供必要的設備安裝空間。設備艙頂面的凸起“隔斷”(9)，既有“定位”多元結構氣囊的作用，又有減少頸部氣囊與頭部氣囊相互影響的作用。設備艙頂面左右兩側的凸起(10)，與“隔斷”(9)共同對多元結構氣囊起到“定位”作用。對應兩個三段氣囊氣嘴(3)和(4)的位置，平鋪式高低設備艙(8)平面上開有6個氣嘴孔(11)，所有的氣管和管路沿平鋪式高低設備艙下方敷設。

平鋪式高低設備艙下方，設置有加強筋、安裝螺柱等設施。

圖3是智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭頭部姿態(tài)與枕頭升降控制邏輯關系圖

人體頭部姿態(tài)共有四種：仰臥、側臥、半仰臥、半俯臥。

頭部在枕頭上的變換，主要是平移和橫滾。其中，平移包括上下平移、左右平移和上下左右同時平移三種；橫滾時不僅有位置上的平移，同時伴隨臥姿的變換。

使用前，先對使用者各種姿態(tài)、各個位置進行舒適高度的初始“學習”，微處理器對“學習”數(shù)據(jù)進行采集和存儲；當使用者任意姿態(tài)使用時，系統(tǒng)智能檢測“靜態(tài)”壓力和“動態(tài)”壓力，通過微處理器的算法，與“學習”數(shù)據(jù)進行對比、分析、判斷，確定使用者的準確姿態(tài)；通過對兩個三段多元結構氣囊(1)、(2)和PID控制PWM氣泵流量和充放氣時間，以及空氣壓力傳感器檢測到的壓力值，分別將兩個三段氣囊的充氣壓力值達到預設值，即將頭部、頸部和整體高度自動地調(diào)節(jié)到預設的舒適高度；在臥姿發(fā)生“橫滾”的變換時，頸部氣囊(1)、頭部氣囊(2)分別充氣、排氣，可將不同臥姿時頭部與頸部調(diào)節(jié)到舒適高度。

圖4是智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭“全集成”整體結構圖

智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭共由11層構成。其中：

第一層，是橫套裝的枕頭套(12)。拆洗時可以從兩邊抽下來，隨時可洗。

第二層，是防螨墊(13)。具有良好的防螨作用。

第三層，是中藥藥墊和超薄型燒結鐵氧體永磁陣列(14)?？筛纳苼喗】蛋Y狀，促進人體微循環(huán)。

第四層，是帶拉鎖的枕頭套(15)。拉鎖的開口處在枕頭的后下方，帶有防拆卸塑料“鉛封”，使用者自行拆卸時，可引發(fā)所有單片機源代碼的自行銷毀。

第五層，是高密度親水聚氨酯發(fā)泡塑料“外殼”(16)。將整個枕頭的上、前、后、左和右等五個面，全部用親水高密度聚氨酯發(fā)泡塑料“包裹”起來，增強手感和舒適度。

第六層，是通體式TPU多元結構氣囊(17)。由三段頸部氣囊和三段頭部氣囊組成，6個對應的氣嘴設置在氣囊的下方。

第七層，是金屬防輻射材料罩(18)。防止電氣設備的電磁輻射對大腦產(chǎn)生影響，對電磁信號有30DB以上的衰減。

第八層，是ABS平鋪式高低設備艙(19)。ABS材質的平鋪式高低設備艙分高低兩部分，以適應不同體積設備的安裝需要。

第九層，電氣設備(20)。包括：主控板，功能板、氣泵、電磁閥、鋰電池和空氣壓力傳感器等設備、設施全部置入平鋪式高低設備艙內(nèi)，實現(xiàn)枕頭“全集成”。其中，鋰電池裝入金屬盒內(nèi)，盒子的內(nèi)層涂飾有“刀槍不入”的超強韌防彈、防爆破、抗沖擊材料。并預留部分其他功能擴展板的空間。

第十層，是底板(21)。用于固定電氣設備(20)和ABS平鋪式高低設備艙(19)。

第十一層，是底板下方的防護海綿(22)。增強枕頭的手感與質感。

圖5是智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭智能手機(平板電腦)用戶人機對話及顯示功能拓撲圖

對于智能手機用戶，默認的網(wǎng)絡環(huán)境條件是：具有WI-FI網(wǎng)絡，枕頭使用者和監(jiān)護人均使用智能手機。智能手機用戶條件下，使用者可直接使用智能手機與枕頭實行人機對話，并通過WI-FI網(wǎng)絡與監(jiān)護人智能手機實現(xiàn)監(jiān)護數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

智能手機用戶為常見模式。如圖5所示。即有WI-FI網(wǎng)絡和路由器(23)，有智能手機(24)。由枕頭內(nèi)的WI-FI模塊(25)與無線路由器(23)直接連接，進入互聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)護人通過智能手機APP(26)，建立與使用者與監(jiān)護人睡眠數(shù)據(jù)的通信。

非智能手機用戶默認的網(wǎng)絡環(huán)境條件是：沒有智能手機、不會使用智能手機APP、沒有WI-FI網(wǎng)絡、使用者視力不佳，監(jiān)護人可使用智能手機。定義為非智能手機(平板電腦)顯示與語音播報用戶。

非智能手機(平板電腦)用戶，具有智能手機用戶的全部功能，使用者可使用平板電腦(27)與枕頭內(nèi)置WI-FI(25)通信，實現(xiàn)人機對話。人機對話完成后，可關閉平板電腦(27)的人機對話功能，實行滾動顯示或語音播報，通過平板電腦(27)了解自己睡眠的狀況。

非智能手機(平板電腦)顯示與語音播報用戶條件下，用戶與監(jiān)護人智能手機的通信，有兩種方案選擇，如圖5所示。

方案一：“蹭網(wǎng)”方式。加強型WI-FI放大器(28)采用USB升級版遠距離WI-FI放大器，直接切入公共免費WI-FI網(wǎng)絡(29)。加強型WI-FI放大器的另一端，直接接入平板電腦(27)的USB接口。由此建立非智能手機(平板電腦)用戶與監(jiān)護人的智能手機(30)的互聯(lián)互通，實現(xiàn)對被監(jiān)護人睡眠數(shù)據(jù)的監(jiān)護。

方案二：公網(wǎng)方式。由平板電腦(27)直接接入2G/3G/4G無線移動網(wǎng)絡(31)，建立非智能手機(平板電腦)用戶與監(jiān)護人的智能手機(30)的互聯(lián)互通，實現(xiàn)對被監(jiān)護人睡眠數(shù)據(jù)的監(jiān)護。

五、具體實施方式

本發(fā)明智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭，結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。

1、對枕頭進行整體功能設計

根據(jù)現(xiàn)實生活枕頭使用中存在的相關問題，提出枕頭整體功能設計。

(1)采用通體式多元結構氣囊的垂直膨脹率設計，能夠適用于不同形態(tài)的使用者；

(2)采用通體式多元結構氣囊頭部與頸部分別充氣、排氣，使枕頭能夠適用于使用者不同臥姿時，頭部與頸部的舒適高度的升降；

(3)建立頭部與頸部受力模型，為姿態(tài)判斷提供了基礎；

(4)對頸部與頭部位置進行實時感知，確認新的平移、橫滾后的位置，建立臥姿變換的算法；

(5)智能檢測“靜態(tài)”壓力和“動態(tài)”壓力，建立微處理器的算法，確定使用者新的睡眠姿態(tài)的準確判斷；

(6)新的姿態(tài)確定后與微處理器“學習”數(shù)據(jù)進行對比、分析、判斷的算法，實現(xiàn)姿態(tài)變換后，使頭部與頸部氣囊壓力與氣囊高度的隨之而變。

(7)輔助的中藥墊和永磁磁石陣列，確定適用于改善使用者的血液循環(huán)，減輕、改善患者的藥方、劑量、位置等。

2、采用3D建模，進行精準設計

結合市售枕頭的弊端，實行“全集成”，將所有的零部件全部集成到枕頭中。囿于枕頭體積、重量、質感，采用3D建模進行精準設計。

一是“三線”3D設計。根據(jù)人體頸椎生理曲度和人體工程學，經(jīng)CATIA軟件精確計算枕頭的每一個點的高度，建立頸椎支撐線、頸椎牽引線、肩頸貼合線，通過枕頭內(nèi)的設備罩、氣囊、枕芯、枕套使頸椎支撐線、頸椎牽引線、肩頸貼合線“三線”實現(xiàn)完美重合，緩沖翻身時枕頭高度“突變”，減輕頸椎病人翻身時的“突變”帶來的痛苦，突出舒適性，提高睡眠質量。

二是通體式多元結構氣囊3D設計。在“三線”重合的宏觀要求下，對氣囊的尺寸、兩個氣囊的垂直膨脹率、氣嘴位置、拉帶位置及方向，進行精確設計與試驗。

三是平鋪式高低設備艙架構3D設計。平鋪式高低設備艙的外形、氣囊的外形，要與枕頭慢回彈海綿的凹槽形狀完全一致，無縫銜接，并要考慮氣泵、電磁閥等較大設備的安裝空間與降噪空間，還要考慮各個控制電路板的分布空間，以及設備艙的抗沖擊強度。

四是枕頭各個層間結構3D設計。按照相關的設備、設施的功能，主要是對枕頭11層的結構，以及層間結構的精細設計和無縫銜接。

五是空間與質量3D設計。將設備、設施的材質、外形尺寸、體積，元器件、零部件進行重量設計。

3、建立不同臥姿條件下頭部與頸部高度的模型

通常，人的臥姿可分為仰臥、側臥、俯臥、半仰臥、半俯臥五種姿態(tài)。其中半仰臥、半俯臥屬于仰臥和俯臥的過渡性姿態(tài)，與典型的仰臥和側臥相比，均有“度”的變化。俯臥是一種不健康的臥姿，不主張采用，也不在考慮之列。

A、仰臥時頸部與頭部受力特征

人體工程學研究認為，人體在仰臥時，枕頭需要“枕”(支撐)的部位并不是頭部，而是頸部，頭部只需微微抬高，即可達到人體腰椎、頸椎的生理曲度。即，仰臥時頸部受力大，而頭部受力小。高度關系為頸部高，頭部低。

B、側臥時頸部與頭部受力特征

人體工程學認為，人體在側臥時，人體脊椎、頸椎應處于“水平”狀態(tài)，也即頸椎應處于“水平”狀態(tài)。由于脊椎的“挑動”作用，加之頭部處于脊椎和頸椎的頂端，相對于仰臥，頸部受力較小，頭部受力較大。高度關系為頸部次低，頭部次高。

C、半側臥時頸部與頭部受力特征

半側臥時，頸部、頭部與枕頭受力介于仰臥和側臥之間。使用者的脊椎、頸椎接近“水平”狀態(tài)。相對于仰臥，頸部受力稍小，相對于側臥，頸部受力稍大；相對于仰臥，頭部受力稍大，相對于側臥，頭部受力受力稍小。高度關系為頸部次高，頭部次低。

D、半俯臥時頸部與頭部受力特征

半俯臥時頸部基本不受力，頭部受力最大。高度關系為頸部低，頭部高。

不同臥姿頸部、頭部受力特征與高度模型如表1所示。

表1不同臥姿頸部、頭部受力特征與高度模型

通過以上頸部與頭部受力關系和高度關系，在保持一定的容差度的條件下，通過三段頭部氣囊與三段頸部氣囊的布局，在分別充氣、分別排氣時，控制頭部和頸部的充氣量和壓力值(頸部的“動態(tài)”壓力值Δ_仰、Δ_側、Δ_半仰、Δ_半俯與頭部的“動態(tài)”壓力值δ_仰、δ_側、δ_半仰、δ_半俯的組合。)可以明顯地判斷出仰臥、側臥、半仰臥、半俯臥時的姿態(tài)。枕頭的微處理器將各種姿態(tài)下的頸部“動態(tài)”壓力數(shù)據(jù)Δ和頭部“動態(tài)”壓力數(shù)據(jù)δ，以“學習”的方式，預先存儲在數(shù)據(jù)庫中；使用者在使用枕頭時，經(jīng)過壓力傳感器的實時檢測，并與存儲數(shù)據(jù)的對比、分析、判斷，以此判斷變換后的新的姿態(tài)。

4、臥姿以及臥姿變換所產(chǎn)生的“變量”

人體臥姿和頭部姿態(tài)的“變量”，主要有位置平移、橫滾、壓力消失和非使用者使用枕頭。

(1)平移的“變量”。平移的特征是，只有位置的變換，基本沒有或完全沒有姿態(tài)的變換。位置的“變量”包括上、下、左、右的單項位置平移，也包括上下與左右位置變換的組合。

(2)橫滾的“變量”。橫滾的特征是，不僅有位置的變換，同時伴隨著姿態(tài)的變換。包括上、下、左、右的單項位置平移，也包括上下與左右位置變換的組合，還包括仰臥、半仰臥、側臥和半俯臥姿態(tài)的相互變換。

(3)與姿態(tài)變換相對應的“變量”。包括枕頭初始化后，頸部與頭部氣囊內(nèi)的靜態(tài)壓力，姿態(tài)變換前，頸部與頭部氣囊內(nèi)的“靜態(tài)”壓力；還包括使用枕頭后，頸部與頭部氣囊內(nèi)產(chǎn)生的“動態(tài)”壓力，姿態(tài)變換后，頸部與頭部氣囊內(nèi)所產(chǎn)生的頸部與頭部新的“動態(tài)”壓力。

(4)壓力消失“變量”。包括使用者半夜起床、清晨起床等頸部與頭部氣囊壓力消失等情況。

(5)非使用者使用枕頭“變量”。主要指其他人使用使用者的枕頭的特殊情況。但體態(tài)、體型相同或接近，在容差值以內(nèi)者除外。

5、不同臥姿變換(橫滾、平移)“變量”的智能判斷

姿態(tài)智能判斷機制如下：

(1)實時檢測枕頭頭部氣囊與頸部氣囊的“靜態(tài)”壓力。在三段頸部氣囊與三段頭部氣囊的另一端，安裝有六個空氣壓力傳感器。在使用初始化時，枕頭首先檢測頸部氣囊與頭部氣囊的“靜態(tài)”壓力值。“靜態(tài)”壓力由初始化后頸部氣囊與頭部氣囊內(nèi)的固有氣體壓力，或姿態(tài)變換前的氣體壓力構成。頸部“靜態(tài)”壓力用P_靜表示，頭部“靜態(tài)”壓力用p_靜表示。

(2)檢測頭部與頸部總壓力。啟動頭部與頸部“動態(tài)”壓力檢測機制后，可檢測到頸部氣囊與頭部氣囊內(nèi)的總壓力。頸部總壓力用P_總表示，頭部總壓力用p_總表示。

(3)建立頭部與頸部氣囊的“動態(tài)”壓力算法。頭部與頸部氣囊的總壓力，由氣囊內(nèi)的“靜態(tài)”壓力與“動態(tài)”壓力兩部分組成。通過對頸部與頭部氣囊總壓力的檢測，減去頸部與頭部的“靜態(tài)”壓力，所形成的壓力值，即為頸部與頭部的“動態(tài)”壓力值。頸部壓力用Δ_X表示，頭部“動態(tài)”壓力用δ_X表示。

(4)實時檢測頸部與頭部的“定位”信息。在使用枕頭后，頸部與頭部對氣囊產(chǎn)生的壓力，通過六個空氣壓力傳感器，可檢測到對應的頸部與頭部氣囊的“動態(tài)”壓力，確定對應位置，實現(xiàn)對頸部與頭部位置的“定位”檢測。

(5)實時檢測頭部和頸部位置的變換。當發(fā)生“平移”時，即頭部與頸部位置變換時，對應的頭部與頸部氣囊受到壓迫，所對應的空氣壓力傳感器檢測到的壓力值發(fā)生明顯變化，產(chǎn)生位置變換的“動態(tài)”壓力，判斷使用者臥姿發(fā)生平移。

(6)實時檢測頭部和頸部壓力值的變化，判斷臥姿的變換。當發(fā)生“橫滾”時，即頭部與頸部位置的變換，同時伴隨著姿態(tài)變換時，對應的頭部與頸部氣囊受到壓迫，所對應的空氣壓力傳感器檢測到的壓力值發(fā)生明顯變化，產(chǎn)生位置變換的“動態(tài)”壓力，判斷使用者臥姿發(fā)生平移；通過對對應位置頸部氣囊與頭部氣囊壓力值的增減，結合頭部與頸部高度模型中的壓力組合，所產(chǎn)生的與前一時刻不同的“動態(tài)”壓力組合，判斷使用者臥姿發(fā)生變換。

其中，“動態(tài)”壓力由使用枕頭后的頭部與頸部對氣囊的空氣壓力構成。數(shù)學表達式為：

其中：P_總--頸部氣囊的總壓力

P_靜--頸部的“靜態(tài)”壓力，由使用前的壓力或姿態(tài)變換前的壓力構成

Δ_X--頭部氣囊的“動態(tài)”壓力，分別由Δ_仰、Δ_側、Δ_半仰、Δ_半俯構成

p_總--頭部氣囊的總壓力

p_靜--頭部氣囊的“靜態(tài)”壓力，由使用前的壓力或姿態(tài)變換前的壓力構成

δ_X--頭部氣囊的“動態(tài)”壓力，分別由δ_仰、δ_側、δ_半仰、δ_半俯構成

通過對頸部氣囊總壓力的檢測，減去頸部氣囊的“靜態(tài)”壓力，所形成的Δ_仰、Δ_側、Δ_半仰、Δ_半俯壓力值，即為頸部氣囊“動態(tài)”壓力值。

通過對頭部氣囊總壓力的檢測，減去頭部氣囊的“靜態(tài)”壓力，所形成的δ_仰、δ_側、δ_半仰、δ_半俯壓力值，即為頭部氣囊“動態(tài)”壓力值。

通過對《不同臥姿頸部、頭部受力特征與高度模型》(參見表1)中不同姿態(tài)下Δ與δ的組合，微處理器即可判斷出人體的實時睡眠姿態(tài)，再由微處理器控制PID輸出，控制氣泵的充氣量和氣囊內(nèi)的壓力值，分別將頭部氣囊與頸部氣囊調(diào)節(jié)到預設的“學習”高度上。

由此，解決不同臥姿變換(橫滾、平移)的智能判斷問題，實現(xiàn)“隨變即檢”、“隨姿而調(diào)”，也即自動識別臥姿并自動調(diào)節(jié)枕頭高度的功能。

6、完善姿態(tài)“變量”算法，精準判斷姿態(tài)變換

行為學研究認為，80％以上的人在上床睡覺時，使用枕頭的第一個動作為仰臥姿態(tài)。

逢變即檢。如圖3所示，在使用者使用枕頭時，枕頭首先進行初始化，將三段氣囊(1)、(2)內(nèi)的數(shù)據(jù)默認為仰臥姿態(tài)的頸部與頭部數(shù)據(jù)，構成氣囊的“靜態(tài)”壓力數(shù)據(jù)P_靜。當使用者的頸部與頭部發(fā)生平移或橫滾等姿態(tài)變換時，壓力傳感器檢測到新的壓力和壓力位置，枕頭感知到新的“變量”產(chǎn)生，即啟動氣囊空氣壓力檢測。

隨姿而調(diào)。當氣囊檢測到新的總壓力P_總后，微處理器將P_總-P_靜，分別算出頸部Δ_X壓力數(shù)據(jù)和頭部δ_X壓力數(shù)據(jù)，再對照《不同臥姿頸部、頭部受力特征與高度模型》(表1)中Δ_X與δ_X組合，準確判斷出新的臥姿。微處理器在判斷出姿態(tài)變換后新的臥姿之后，與微處理器存儲的“學習”數(shù)據(jù)相對比，在保持一定容差度的條件下，再將頸部與頭部的三段氣囊(1)、(2)充氣或排氣，通過微處理器和PID控制氣泵、氣嘴(3)和(4)、氣管、電磁閥、空氣壓力傳感器，將兩個氣囊內(nèi)的空氣壓力，調(diào)整到“學習”的壓力數(shù)據(jù)上，最終將頸部與頭部的高度和整體高度調(diào)整到“學習”的舒適高度上。

隨人而變。人體有大、小、胖、瘦、高、矮之分，頭部的壓力特征也各不相同。當他人使用枕頭時，微處理器檢測到的頸部與頭部的壓力數(shù)據(jù)，超越容差度后，無法找到微處理器存儲的對應“學習”數(shù)據(jù)，對比、分析、判斷失敗，提示需另行啟動“學習”功能。更換枕頭使用者，需重新建立、存儲個人的壓力數(shù)據(jù)和高度數(shù)據(jù)。使用者的體態(tài)相似，各類數(shù)據(jù)沒有超越在微處理器設定的數(shù)據(jù)容差度，枕頭默認仍為原使用者。

位變不變。當發(fā)生平移“變量”，也即使用者頭部發(fā)生平移(僅有位置變化，沒有姿態(tài)變化)，包括左右平移、上下平移、上下左右平移時，壓力傳感器檢測到產(chǎn)生新的“變量”，由本組頸部氣囊與頭部氣囊的壓力，變?yōu)榱硪唤M頸部氣囊與頭部氣囊的壓力，按照系統(tǒng)“逢變即檢”的機制，檢測出新的頸部Δ_X壓力數(shù)據(jù)和頭部δ_X壓力數(shù)據(jù)，對照《不同臥姿頸部、頭部受力特征與高度模型》(參見表1)中不同姿態(tài)下Δ與δ的組合，在系統(tǒng)容差度之內(nèi)，微處理器即可分析、判斷為頭部平移，無姿態(tài)的變化，保持原有氣囊壓力和枕頭高度不變。

姿變必變。當發(fā)生橫滾“變量”，也即當使用者頭部發(fā)生橫滾(不僅有位置變化，同時還伴隨著姿態(tài)變化)，包括左右平移、上下平移、上下左右平移和仰臥、側臥、半仰臥、半側臥相互變換，頸部和頭部的壓力數(shù)據(jù)發(fā)生明顯的變化。按照系統(tǒng)“逢變即檢”的機制，檢測出頸部Δ_X壓力數(shù)據(jù)和頭部δ_X壓力數(shù)據(jù)在系統(tǒng)容差度之外，對照《不同臥姿頸部、頭部受力特征與高度模型》(參見表1)中不同姿態(tài)下Δ與δ的組合，微處理器即可分析、判斷為頭部發(fā)生“橫滾”，姿態(tài)發(fā)生變化。再按照系統(tǒng)“隨姿而調(diào)”的機制，將頸部與頭部的高度和整體高度調(diào)整到“學習”的舒適高度上，達到準確掌握人體姿態(tài)的目的。

定時待機。當發(fā)生壓力“變量”消失，也即當使用者半夜起床、清晨起床等情況，枕頭各頸部與頭部氣囊“動態(tài)”壓力消失，按照系統(tǒng)設置的“逢變即檢”的機制，微處理器只能檢測到三段氣囊的“靜態(tài)”壓力，微處理器判斷為使用者起床。按照系統(tǒng)代碼中的設置，在枕頭“空載”10分鐘內(nèi)，再次檢測到三段氣囊的“動態(tài)”壓力產(chǎn)生，系統(tǒng)默認為半夜起床；按照系統(tǒng)代碼中的設置，在枕頭“空載”10分鐘后仍沒有檢測到頸部與頭部三段氣囊的“動態(tài)”壓力數(shù)據(jù)，結合天文時間，即判斷為使用者正式起床，自動關閉無關系統(tǒng)的電源，微處理器以待機方式，等待使用者下次使用枕頭時，對枕頭內(nèi)建系統(tǒng)“喚醒”。

7、根據(jù)“變量”算法，精準控制枕頭的升降

根據(jù)空氣流體力學原理，結合各種臥姿頸部與頭部的受力模型與特征，本發(fā)明將一個大氣囊結構分解為通體式多元結構氣囊，進行頸部、頭部高度的分布式管理。

氣囊分布式管理的機制，將氣囊分為三段頸部氣囊(1)和三段頭部氣囊(2)，采用獨立氣嘴、獨立氣管、獨立電磁閥、獨立空氣壓力傳感器，進行獨立控制。如圖1所示，通體式多元結構氣囊分為三段頸部氣囊(1)，三段頭部氣囊(2)和三個頸部氣囊氣嘴(3)、三個頭部氣囊氣嘴(4)，由6個電路、6條氣路分別控制。

使用前，枕頭的使用者應首先進行“學習”。由使用者分別以仰臥、半仰臥、側臥和半俯臥時的頭部姿態(tài)，通過智能手機APP與枕頭進行人機對話，調(diào)整頸部三段氣囊與頭部三段氣囊(1)、(2)，與之對應的三個氣嘴(3)、(4)，氣管、氣泵和電磁閥的空氣壓力傳感器的檢測，實行分別充氣、排氣，控制頸部與頭部氣囊高度的升降，將枕頭的高度調(diào)整到舒適高度和科學高度，并將各類數(shù)據(jù)記錄、存儲到儲存器中。

使用時，枕頭通電開機后，進行初始化，對通體式多元結構氣囊中頸部和頭部三段氣囊(1)、(2)分別按照仰臥姿態(tài)壓力數(shù)據(jù)進行自檢，形成兩個氣囊的“靜態(tài)”壓力。

當使用者的頸部與頭部壓在枕頭上之后，枕頭通過壓力傳感器檢測三段氣囊(1)、(2)的總壓力。微處理器自動將氣囊(1)、(2)總壓力減去“靜態(tài)”壓力，計算出三段氣囊(1)、(2)的“動態(tài)”壓力，再對照“學習”數(shù)據(jù)，判斷實時姿態(tài)，在微處理器PID控制下，分別充氣、排氣可控制三段氣囊(1)、(2)的壓力，使三段氣囊(1)、(2)發(fā)生垂直方向生的膨脹率，以適應仰臥、側臥、半仰臥、半側臥等不同姿態(tài)時頸部與頭部高度的需要，使之達到頸椎生理曲度的要求。

使用過程中使用者的隨機姿態(tài)，通過壓力傳感器自動感知使用者各種臥姿頸部、頭部所需整體高度，通過檢測氣囊總壓力、“靜態(tài)”壓力、“動態(tài)”壓力，判斷實時姿態(tài)，再將實時的“動態(tài)”壓力數(shù)據(jù)與存儲數(shù)據(jù)的對比、分析，通過調(diào)整三段氣囊(1)、(2)的壓力和垂直方向的膨脹率，調(diào)節(jié)三段氣囊(1)、(2)的高度升降，以適應仰臥、側臥、半仰臥、半側臥等不同姿態(tài)時整體高度的需要。

控制通體式多元結構氣囊充氣量和壓力值，可精準地控制頭部和頸部的高度，以及頭部、頸部的升降，徹底放松頭、頸、肩的肌肉和神經(jīng)，滿足人體頸椎自然生理曲度要求，使枕頭調(diào)適到舒適高度，慢慢矯正變形的頸椎和脊柱，使其最終恢復正常的生理曲度。

8、感知枕頭數(shù)據(jù)，對睡眠質量進行定性的智慧評價

作為睡眠系統(tǒng)的枕頭，通過通體式多元結構氣囊、氣嘴、氣管、電磁閥室、電磁閥、空氣壓力傳感器和氣泵、微處理器，以及對2個三段氣囊壓力的檢測，可判斷使用者翻身次數(shù)、起床次數(shù)、睡眠時間、深度睡眠時間、疲勞度等睡眠數(shù)據(jù)，對使用者的睡眠質量進行定性的智慧評價。

按照系統(tǒng)代碼中設置的逢變即檢、隨姿而調(diào)、隨人而變、位變不變、姿變必變和定時待機的管理機制，可以記錄使用者翻身的次數(shù)、起床次數(shù)和每一睡眠姿態(tài)的持續(xù)時間；按照系統(tǒng)代碼中的設置，在枕頭“空載”10分鐘內(nèi)，視為連續(xù)使用，超過10分鐘為再次使用，以及天文時鐘的判斷，從初始化到枕頭“空載”時間，一次判定使用者的睡眠時間；通過使用者的翻身次數(shù)，以30分鐘為界，每30分鐘內(nèi)翻身一次，視為淺度睡眠；30分鐘以上無翻身，視為深度睡眠。通過睡眠時間的翻身次數(shù)，整體定性地判斷疲勞度，也可以通過翻身次數(shù)，推斷使用者的身體狀況。

9、中醫(yī)古方改善或緩解使用者的病痛

中藥枕頭是一種枕芯填充物為中藥的枕頭。中藥枕就是改善睡眠的一項重要措施。明代李時珍在《本草綱目》中曾多次提到藥枕治病的原理。

本枕頭依據(jù)中醫(yī)藥理論，枕頭在親水高密度聚氨酯發(fā)泡塑料上方，安放顆粒狀的中藥墊14，對使用者常見病、慢性病、亞健康等病癥選用或更換相應的藥枕墊，改善或緩解使用者的病痛和癥狀。

在中藥墊內(nèi)下方，還放置了Φ5*1mm，按20*30mm間距的Y30燒結鐵氧體永磁磁石，形成磁石陣列，以提高身體的含氧量，細胞因而能恢復活力，精神更暢旺，頭腦更靈活，對抗疲勞、抗幅射有很好的作用，并可有效促進人體微循環(huán)，對頸椎病有很好的改善作用，對使用者常見病、慢性病、亞健康等，可起到改善或緩解作用。

10、妥善解決枕頭相關設備、設施“全集成”帶來的安全問題

本發(fā)明所涉的枕頭將所有的設備、設施全部集成到枕頭中，實行高度集成，可有效避免“外掛”設施帶來的拖掛現(xiàn)象。

一是妥善降噪。為妥善解決枕頭氣泵、電磁閥等氣動器件所產(chǎn)生的響聲，將氣泵、電磁閥等產(chǎn)生噪音的設備，置入圖2中的ABS平鋪式高低設備艙的高臺(7)內(nèi)，實行阻性降噪；在設備艙內(nèi)用發(fā)泡材料懸浮“固定”氣泵、電磁閥等發(fā)聲器件，并由發(fā)泡材料吸音，實行吸聲降噪；加長進氣管和排氣管的長度，實行擴散降噪；對安裝有氣泵、電磁閥等振動器的設備艙安裝抗震墊，實行減振降噪。通過以上四項措施，可將枕頭內(nèi)的機械噪聲控制在25DB。

二是重點防火防爆。將枕頭內(nèi)設的鋰電池裝入金屬盒內(nèi)，置入圖2中ABS平鋪式高低設備艙的平鋪低臺(8)內(nèi)，并在金屬盒外層涂飾超強韌防彈防爆破、防火、抗磨損、抗腐蝕、抗沖擊的材料，可抵抗TNT炸藥等高強度沖擊，提高枕頭的安全性。并在大容量電容器外表涂飾高強度的防爆材料，防止產(chǎn)生自燃、自爆。

三是注重高溫自燃。所有線纜全部采用硅膠線，在超過1000mA的電路上設置保險管防止過流，枕頭內(nèi)部溫度超過60℃時自動斷電，并將所有帶電設備進行抗燃燒的密封。

四是做好防輻射。在枕頭平鋪式高低設備艙頂面表面，敷設金屬纖維面料(18)，可從正面抵擋微波信號、高頻信號等輻射源所發(fā)出的90％以上的電磁輻射，對電磁輻射有30DB以上的衰減，以此減少電氣設備對人體的電磁輻射。

五是備好電源?？紤]部分地區(qū)有經(jīng)常市電停電情況，枕頭內(nèi)置15000mAH/2s/5c/7.4V聚合物鋰電池，為枕頭供電，并留有充電接口。

11、注重枕頭的功能性和舒適度

枕頭內(nèi)的設備罩、氣囊全部實行曲線設計，最大程度地貼合頸部曲線。

外形：根據(jù)人體頸椎自然生理曲度和人體工程學，枕頭的設備罩、氣囊、親水高密度聚氨酯發(fā)泡塑料“外殼”(16)，全部經(jīng)CATIA軟件精確計算出每一個點的高度，建立頸椎支撐線、頸椎牽引線、肩頸貼合線，并通過枕頭內(nèi)的設備罩、氣囊、枕芯、枕套使頸椎支撐線、頸椎牽引線、肩頸貼合線“三條線”實現(xiàn)完美重合，緩沖翻身初期的高度“突變”，減輕頸椎病人由“突變”帶來的痛苦，提升枕頭的舒適性，提高睡眠質量。枕頭的四周，也使用慢回彈海綿包裹，保持枕頭的曲線外形。

枕芯：枕頭正面采用高密度親水聚氨酯發(fā)泡塑料“外殼”(16)，實行3D模具熱塑定型，保證枕頭的曲線外形，消除因不正確的睡姿而產(chǎn)生的疲勞及酸痛及睡眠障礙。同時，當頭頸部接觸到枕頭表面時，枕頭收到壓力緩慢下沉，記憶棉材質細胞此時會慢慢膨脹，在包裹頭部的同時，吸收壓力并釋放壓力，避免頸椎病患者在使用枕頭時發(fā)生“巨變”所帶來的痛苦。

氣囊：如圖1所示，采用通體式多元結構氣囊兼顧睡覺不老實的使用者；如圖4所示，通體式多元結構氣囊(17)隨枕頭外形，實現(xiàn)“三線合一”；通體式多元結構氣囊與平鋪式高低設備艙(19)實行淺度鑲嵌，對氣囊起到“定位”作用。

設備艙：如圖2所示，采用平鋪式艙體，并考慮到設備的體量，實行高低架構，兼顧功能提升后的設備空間。設備艙的材質，使用ABS材料壓鑄而成，確保設備艙的強度，底板(21)與平鋪式高低設備艙(19)用螺釘與螺柱連接，保護電路板及設備(20)不受損壞。

手感：枕頭的四周，采用高密度親水聚氨酯發(fā)泡塑料“外殼”(16)進行五面包裹，并在底板(21)的下方設置防護海綿(22)，確保枕頭的手感與質感。

外套：材質選用天鵝絨彈力3D面料、帶拉鎖的枕頭套(15)，采用拉鎖的方式，保護枕頭內(nèi)部高密度親水聚氨酯發(fā)泡塑料“外殼”(16)不受損壞，保障枕頭的曲面外形與枕頭的質感。

枕套：在帶拉鎖枕頭套(15)的外側，設置帶有LOGO的橫套裝的枕頭套(12)，可方便地拆卸，洗滌。

防螨。在慢回彈海綿自身防螨的基礎上，另外在外套和枕套之間，設置一層防螨殺菌墊層(13)。

防拆卸：在帶拉鎖枕頭套(15)的拉鎖處，設置細小的尼龍“鉛封”。當使用者自行拆開枕頭時，枕頭能夠及時向后臺報告使用者的基本信息，并“自毀”枕頭中的各類軟件代碼。

12、枕頭的物理層間實行緊密、定型的結構化設計

智能識別臥姿并智能調(diào)節(jié)高度的枕頭共由11層構成。如圖4所示。其中：

第一層，是橫套裝的枕頭套(12)。拆洗時可以從兩邊抽下來，隨時可洗。

第二層，是防螨墊(13)。具有良好的防螨作用。

第三層，是中藥藥墊和超薄型燒結鐵氧體永磁陣列(14)。可改善亞健康癥狀，促進人體微循環(huán)。

第四層，是帶拉鎖的枕頭套(15)。拉鎖的開口處在枕頭的后下方，帶有防拆卸塑料“鉛封”，使用者自行拆卸時，可引發(fā)所有單片機源代碼的自行銷毀。

第五層，是高密度親水聚氨酯發(fā)泡塑料“外殼”(16)。將整個枕頭的上、前、后、左和右等五個面，全部用親水高密度聚氨酯發(fā)泡塑料“包裹”起來，增強手感和舒適度。

第六層，是通體式TPU多元結構氣囊(17)。由三段頸部氣囊和三段頭部氣囊組成，6個對應的氣嘴設置在氣囊的下方。

第七層，是金屬防輻射材料罩(18)。防止電氣設備的電磁輻射對大腦產(chǎn)生影響，對電磁信號有30DB以上的衰減。

第八層，是ABS平鋪式高低設備艙(19)。ABS材質的平鋪式高低設備艙分高低兩部分，以適應不同體積設備的安裝需要。

第九層，電氣設備(20)。包括：主控板，功能板、氣泵、電磁閥、鋰電池和空氣壓力傳感器等設備、設施全部置入平鋪式高低設備艙內(nèi)，實現(xiàn)枕頭“全集成”。其中，鋰電池裝入金屬盒內(nèi)，盒子的內(nèi)層涂飾有“刀槍不入”的超強韌防彈、防爆破、抗沖擊材料。并預留部分其他功能擴展板的空間。

第十層，是底板(21)。用于固定電氣設備(20)和ABS平鋪式高低設備艙(19)。

第十一層，是底板下方的防護海綿(22)。增強枕頭的手感與質感。

13、智能手機(平板電腦)用戶人機對話及APP功能

(1)設置功能

仰臥姿態(tài)頸部高度“學習”與自定義設置

仰臥姿態(tài)頭部高度“學習”與自定義設置

側臥姿態(tài)頸部高度“學習”與自定義設置

側臥姿態(tài)頭部高度“學習”與自定義設置

半仰臥姿態(tài)頸部高度“學習”與自定義設置

半仰臥姿態(tài)頭部高度“學習”與自定義設置

半俯臥姿態(tài)頸部高度“學習”與自定義設置

半俯臥姿態(tài)頭部高度“學習”與自定義設置

監(jiān)護人監(jiān)護項目自定義設置

睡眠質量自定義設置與修改

各類數(shù)據(jù)調(diào)閱權限自定義設置

(2)記錄功能

臥床時長記錄

翻身次數(shù)記錄

臥姿保持時長記錄

睡眠質量記錄

(3)定性評價功能

睡眠質量評價與提示

疲勞度評價與提示

(4)統(tǒng)計與查詢功能

平均翻身次數(shù)統(tǒng)計

當日翻身次數(shù)查詢

翻身次數(shù)歷史記錄查詢

各種睡眠姿態(tài)平均時長統(tǒng)計

當日臥姿持續(xù)時長查詢

各種臥姿歷史記錄查詢

睡眠質量統(tǒng)計

睡眠質量歷史記錄查詢

14、WI-FI網(wǎng)絡通信系統(tǒng)的搭建與智能手機用戶人機對話

對于智能手機用戶，默認的網(wǎng)絡環(huán)境條件是：具有WI-FI網(wǎng)絡，枕頭使用者和監(jiān)護人均使用智能手機。智能手機用戶條件下，使用者可直接使用智能手機與枕頭實行人機對話，并通過WI-FI網(wǎng)絡與監(jiān)護人智能手機實現(xiàn)監(jiān)護數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。

智能手機用戶為常見模式。如圖5所示。即有WI-FI網(wǎng)絡和路由器(23)，有智能手機(24)。由枕頭內(nèi)的WI-FI模塊(25)與無線路由器(23)直接連接，進入互聯(lián)網(wǎng)，監(jiān)護人通過智能手機APP(26)，建立與使用者與監(jiān)護人睡眠數(shù)據(jù)的通信。

15、非智能手機(平板電腦)用戶“轉發(fā)”通信功能

非智能手機用戶默認的網(wǎng)絡環(huán)境條件是：沒有智能手機、不會使用智能手機APP、沒有WI-FI網(wǎng)絡、使用者視力不佳，監(jiān)護人可使用智能手機。定義為非智能手機(平板電腦)顯示與語音播報用戶。

非智能手機(平板電腦)用戶，具有智能手機用戶的全部功能，使用者可使用平板電腦(27)與枕頭內(nèi)置WI-FI(25)通信，實現(xiàn)人機對話。人機對話完成后，可關閉平板電腦(27)的人機對話功能，實行滾動顯示或語音播報，通過平板電腦(27)了解自己睡眠的狀況。

非智能手機(平板電腦)顯示與語音播報用戶條件下，用戶與監(jiān)護人智能手機的通信，有兩種方案選擇，如圖5所示。

方案一：“蹭網(wǎng)”方式。加強型WI-FI放大器(28)采用USB升級版遠距離WI-FI放大器，也稱WI-FI無線接收網(wǎng)卡和內(nèi)置高增益天線，直接切入公共免費WI-FI網(wǎng)絡(29)。加強型WI-FI放大器的另一端，直接接入平板電腦(27)的USB接口。由此建立非智能手機(平板電腦)用戶與監(jiān)護人的智能手機(30)的互聯(lián)互通，實現(xiàn)對被監(jiān)護人睡眠數(shù)據(jù)的監(jiān)護。

方案二：公網(wǎng)方式。由平板電腦(27)直接接入2G/3G/4G無線移動網(wǎng)絡(31)，建立非智能手機(平板電腦)用戶與監(jiān)護人的智能手機(30)的互聯(lián)互通，實現(xiàn)對被監(jiān)護人睡眠數(shù)據(jù)的監(jiān)護。但此方案將會產(chǎn)生大量的網(wǎng)絡費用。

本發(fā)明并不限于上述實施方式，采用與本發(fā)明上述實施例相同或近似的氣囊與設備艙結構、《受力特征與高度模型》、智能判斷機制和姿態(tài)“變量”算法而形成的其他結構的設計、建立的模型、實施的判斷，采用的算法，或在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何數(shù)量修改、等同替換、外形改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。