CN216439175U - 一种用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器 - Google Patents

Abstract

一种用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，由一组压电薄膜传感器单元组成，所述一组压电薄膜传感器单元设置在床垫和/或枕头中，并且一组压电薄膜传感器单元在平面方向按照线阵或面阵的规律排布，所述一组压电薄膜传感器单元可检测人体不同位置处的生理信息。本实用新型所述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，采用阵列单元构成线性阵列，不仅大大减小PVDF浆料涂覆面积，降低了传感器成本，同时由于采用了阵列单元，能够检测不同位置的人体生理信号，从而给监控系统提供更多的位置及动作信息，大大提高了PVDF压电薄膜传感器的精度和用户的使用体验，具有很高的推广价值。

Description

一种用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，具体地，涉及一种用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器。

背景技术

随着电子设备智能化的理念逐渐深入人心走入千家万户，床垫、枕头作为一天一半时间需要接触的物件，其舒适性也是人们非常关注的方面，床垫及枕头生产商业也开始顺应人们的需求朝向智能化方向发展，而实现智能化的关键在于传感器部分是否能够获得更多维更准确的人类睡眠信息，而压电式薄膜传感器首先柔韧性好适合放在床垫下方进行非侵入式检测，其次声阻抗系数低，是压电陶瓷的十分之一左右，它的阻抗系数约等于纯净水和人体肌肉的声阻抗系数，与人体的贴合性好，因此声学传导效果好，因而能够灵敏检测人体发出的震动信号，包括呼吸、心跳、鼾声及身体翻转等各种信息，在量化人们的睡眠质量，检测异常睡眠状态，评估某些生理疾病方面具有重要的辅助作用，广泛适用于养老院、看护病房、家庭养老、儿童睡眠监控等领域。

在智能床垫、智能枕头等领域，压电式薄膜传感器基本上处于主导地位，然而普通的压电式薄膜传感器一般采用普通PVDF压电薄膜裁剪成长条形，通过铆接的方式将压电薄膜上下电极用金属条引出。压电薄膜传感器放置在床垫或床单下面，大概位于心脏的位置。

传统的长条形PVDF压电薄膜传感器能够适应当前智能床垫及智能枕头对人体生理信号的收集，但是存在的问题有2个方面：一方面，PVDF浆料价格昂贵，一长条PVDF压电薄膜几乎需要完全涂覆，另外一方面PVDF压电薄膜传感器呈一块长条状，无法区别最靠近心脏的位置，也对翻滚、侧卧、仰卧等更细节的睡眠状态进行精确监控。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，解决了现有技术中采用大面积整体的压电薄膜传感器设置在智能床垫或者枕头中，不仅不能够完全准确的监控人体的生理信号，并且成本较高的问题。

技术方案：本实用新型提供了一种用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，由一组压电薄膜传感器单元组成，所述一组压电薄膜传感器单元设置在床垫和/或枕头中，并且一组压电薄膜传感器单元在平面方向按照线阵或面阵的规律排布，所述一组压电薄膜传感器单元可检测人体不同位置处的生理信息。本实用新型的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，通过按照线阵或者面阵排列的一组压电薄膜传感器单元，能够实时监测已进入睡眠状态中的人体的心率、呼吸率和翻身次数等各项信息，并将人体的生理数据通过压电薄膜传感器传输到终端设备内，终端设备通过 APP 或网页将睡姿、心率、呼吸率和翻身次数呈现出来，实现了睡眠数据可监测、可视化，使得使用者能够很好地了解自身的睡眠质量和身体状况。

进一步的，上述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，所述压电薄膜传感器单元包括金属上电极层、PVDF压电薄膜和金属下电极层，所述PVDF压电薄膜设置在金属上电极层和金属下电极层之间，所述金属上电极层和金属下电极层通过金属走线引出。

进一步的，上述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，所述一组压电薄膜传感器单元共地。

进一步的，上述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，所述压电薄膜传感器通过高分子薄膜封装。

进一步的，上述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，所述压电薄膜传感器单元的引出线采用导电胶的方式粘接在FPC焊盘上。

进一步的，上述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，所述FPC焊盘通过引线或连接器的方式与电路主板相连。

进一步的，上述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，所述压电式薄膜传感器采用时分复用的方式轮询检测一组压电薄膜传感器单元的压力状态。

进一步的，上述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，所述一组压电薄膜传感器单元之间空白区域的面积小于人体平躺、侧躺、卷曲时人身体或人头部投影所占的面积，并且一组压电薄膜传感器单元之间的间距小于人体平躺、侧躺、卷曲时人身体或人头部投影的宽度和长度。

进一步的，上述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，所述一组压电薄膜传感器单元可检测人体的心率、呼吸率、鼾声、翻身次数。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型所述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，结构简单、合理，使用方便，应用成本低，适应性好，采用阵列单元构成线性阵列，不仅大大减小PVDF浆料涂覆面积，降低了传感器成本，同时由于采用了阵列单元，能够检测不同位置的人体生理信号，从而给监控系统提供更多的位置及动作信息，大大提高了PVDF压电薄膜传感器的精度和用户的使用体验，具有很高的推广价值。

附图说明

图1为本实用新型所述用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器的结构示意图；

图2为本实用新型所述用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器的原理图；

图3为本实用新型所述压电薄膜传感器单元的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1、2所示的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，由一组压电薄膜传感器单元1组成，所述一组压电薄膜传感器单元1设置在床垫和/或枕头中，并且一组压电薄膜传感器单元1在平面方向按照线阵或面阵的规律排布，所述一组压电薄膜传感器单元1可检测人体不同位置处的生理信息。

如图3所示的压电薄膜传感器单元1包括金属上电极层11、PVDF压电薄膜12和金属下电极层13，所述PVDF压电薄膜12设置在金属上电极层11和金属下电极层13之间，所述金属上电极层11和金属下电极层13通过金属走线引出。

其中，所述一组压电薄膜传感器单元1共地，即一组压电薄膜传感器单元1的金属上电极层11或金属下电极层13至少有一面的电极层引出汇聚在一起。所述压电薄膜传感器通过高分子薄膜封装。该压电薄膜传感器的上下面通过材料高分子薄膜封装的方式将金属上电极层11和金属下电极层13包裹在封装体内部。

此外，所述压电薄膜传感器单元1的引出线采用导电胶的方式粘接在FPC焊盘上。所述FPC焊盘通过引线或连接器的方式与电路主板相连。

再次，所述压电式薄膜传感器采用时分复用的方式轮询检测一组压电薄膜传感器单元1的压力状态。

另外，一组压电薄膜传感器单元1之间空白区域的面积小于人体平躺、侧躺、卷曲时人身体或人头部投影所占的面积，并且一组压电薄膜传感器单元1之间的间距小于人体平躺、侧躺、卷曲时人身体或人头部投影的宽度和长度。所述一组压电薄膜传感器单元1可检测人体的心率、呼吸率、鼾声、翻身次数。

目前已经存在的现有技术中智能枕头底下的薄膜传感器可以做成阵列，采用的薄膜传感器一般是压阻式的，但是压阻式检测生理信号是没有优势的，所以只能检测一下枕头高度这类应用。检测人体生理信息，只有压电薄膜才有优势，但是现有技术中的压电薄膜采用的方案是将薄膜传感器做成一整片的设置在床垫中，本实用新型通过改进压电薄膜传感器的工艺，将整片的压电薄膜传感器分隔为若干个压电薄膜传感器的阵列单元，能够检测人体不同位置的生理信号的情况下，降低了压电薄膜传感器的生产制作成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，其特征在于：由一组压电薄膜传感器单元（1）组成，所述一组压电薄膜传感器单元（1）设置在床垫和/或枕头中，并且一组压电薄膜传感器单元（1）在平面方向按照线阵或面阵的规律排布，所述一组压电薄膜传感器单元（1）可检测人体不同位置处的生理信息，所述一组压电薄膜传感器单元（1）共地，所述压电式薄膜传感器通过高分子薄膜封装，所述压电薄膜传感器单元（1）的引出线采用导电胶的方式粘接在FPC焊盘上，所述FPC焊盘通过引线或连接器的方式与电路主板相连；

所述压电薄膜传感器单元（1）包括金属上电极层（11）、PVDF压电薄膜（12）和金属下电极层（13），所述PVDF压电薄膜（12）设置在金属上电极层（11）和金属下电极层（13）之间，所述金属上电极层（11）和金属下电极层（13）通过金属走线引出。

2.根据权利要求1所述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，其特征在于：所述压电式薄膜传感器采用时分复用的方式轮询检测一组压电薄膜传感器单元（1）的压力状态。

3.根据权利要求1所述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，其特征在于：所述一组压电薄膜传感器单元（1）之间空白区域的面积小于人体平躺、侧躺、卷曲时人身体或人头部投影所占的面积，并且一组压电薄膜传感器单元（1）之间的间距小于人体平躺、侧躺、卷曲时人身体或人头部投影的宽度和长度。

4.根据权利要求1所述的用于智能床垫智能枕头的压电式薄膜传感器，其特征在于：所述一组压电薄膜传感器单元（1）可检测人体的心率、呼吸率、鼾声、翻身次数。

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