一种作用于人体的顶推机构的制作方法

本实用新型涉及一种作用于人体的顶推机构。

背景技术：

打鼾症，是睡眠呼吸暂停综合征的一个主要临床表现。打鼾在日常生活中很常见，但长期打鼾对身体的危害很大，它不仅可导致打鼾症者白天嗜睡、疲惫，而且长期打鼾对呼吸系统疾病、代谢类疾病和心血管疾病都存在隐患。在临床实践中，侧卧睡眠是医生唯一推荐的在日常生活中有效止鼾的方法，侧卧可以改善呼吸气道中各个部位：口腔、鼻腔、咽部狭窄所导致的打鼾问题。

目前市面上基于侧卧方式可以改善打鼾状况的设备，有以下几种方式：1)通过束缚带、睡眠枕等对人进行睡眠姿态固定，使人一直保持侧卧睡姿状态；2)通过气垫、床体折叠等方式，改变床的形态，而使人形成侧卧姿态。

本申请人同日提交了一份实用新型名称为《一种主动干预引导侧卧的止鼾床垫系统》的实用新型申请，该申请中提出了一种采用顶推机构刺激人体使人自行侧卧的止鼾床垫。该顶推机构上需要集成压力传感器，在顶推过程中通过实时的检测压力实现顶推过程的控制，从而在不伤害人体的基础上，刺激使用者翻身侧卧。

想要将压力传感器集成到顶推机构上，一种做法是采用软性材质的作用头，在作用头的横截面上切口，然后将薄膜压力传感器嵌入作用头内部，并用粘胶将切口进行封口。

在作用头受到压力后，能够检测到压力，但是存在以下问题：1)由于作用头是软性材质，受压后会变形，造成检测出的压力值误差太大；2)薄膜压力传感器周边材质的黏连作用，会不规律的抵消一部分受压力，造成检测出的压力值与实际压力不是成线性关系变化，检测值的误差不能得到校正；3)薄膜压力传感器的引出电线容易因为作用头的变形而脱落；4)粘接连接方式造成该机构寿命较短，使用时间过长会导致切口处两部分分离。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种作用于人体的顶推机构，将压力传感器集成到顶推机构上实现顶推压力的检测，从而实现可控刺激，避免对被顶推人体的伤害。而且采用薄膜压力传感器压头+薄膜压力传感器压座的设计，保证传感器的测量一致性，减小测量误差。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

一种作用于人体的顶推机构，包括：直线电机、压力检测组件和作用头；压力检测组件设置在作用头与直线电机之间，用于检测作用头施加于人体的作用力；

所述压力检测组件包括薄膜压力传感器压头、薄膜压力传感器和薄膜压力传感器压座；薄膜压力传感器压头一端面伸入薄膜压力传感器压座提供的导向槽形成活塞式连接，薄膜压力传感器压头与薄膜压力传感器压座的导向槽内壁面之间间隙配合；薄膜压力传感器压座导向槽内底面安装薄膜压力传感器。

优选地，作用头固定于薄膜压力传感器压头；薄膜压力传感器压座固定于直线电机自由端。

优选地，薄膜压力传感器压头未伸入薄膜压力传感器压座的一端提供与作用头配合的连接端；薄膜压力传感器压头与作用头通过连接销固定。

优选地，薄膜压力传感器压头和薄膜压力传感器压座之间采用限位钉连接。

优选地，薄膜压力传感器压座上用于穿过限位钉的孔采用腰型孔。

优选地，薄膜压力传感器压头接触薄膜压力传感器的端面上安装压柱，压柱作用在薄膜压力传感器的有效作用区。

优选地，压柱采用橡胶材料。

优选地，作用头采用柔性材料制成。

优选地，作用头包括一体成型的头部和连接部；连接部截面小于头部截面，形成头部与连接部之间的台阶面；支撑片套在连接部外，支撑台阶面。

优选地，薄膜压力传感器压座与直线电机采用螺纹连接；直线电机行程的上、下极限位置设置限位开关。

有益效果：

(1)本实用新型将薄膜压力传感器设计在作用头与直线电机之间，并采用薄膜压力传感器压头+薄膜压力传感器压座的方式实现传感器的安装。薄膜压力传感器压头和薄膜压力传感器压座采用活塞式连接，压座为压头的运动提供导向，使得压头作用在传感器时，其方向不会发生过大的变化，保证传感器测量的一致性。而且压头和压座为金属等非软性材质，受压后不会变形，能够保证检测压力的准确性。同时传感器设置在压座中，起到了对传感器的保护作用，提高传感器使用寿命。

(2)压头上安装压柱，保证压力施加在传感器薄膜压力传感器的有效作用区。压柱采用橡胶材料，能够避免对传感器的损伤。

(3)薄膜压力传感器压头和薄膜压力传感器压座之间采用限位钉连接方式，限位钉孔设计为腰型孔，这样既能保证压头不从压座内脱出，还能保证压头在压座内能自由活动。

(4)作用头采用柔性材料制成，且具有较大头部和较细连接部。较大头部能够缓解对人体的刺激强度，较细连接部为了配合薄膜压力传感器压头的连接端，从而使得结构更加紧凑。对于头部和连接部之间形成的薄弱环节，本实用新型设计了支撑片，不仅能够有效支撑弧形头部，而且结构简单，易于加工。

附图说明

图1为本实用新型所应用于止鼾床垫的示意图。

图2为本实用新型顶推机构的结构示意图。

图3为图1中薄膜压力传感器压头的示意图。

图4为图1中薄膜压力传感器压座的示意图。

图5为薄膜压力传感器压头和薄膜压力传感器压座结合后的示意图。

其中，1-作用头，2-薄膜压力传感器压头，21-压头负责接触传感器的端面，22-腰型孔，3-薄膜压力传感器，4-薄膜压力传感器压座，41导向槽，42-配合限位钉的螺纹孔，43-传感器连线伸出槽，5-直线电机，6-稳形片(环形支撑片)，7-连接销，8-限位钉，9-压柱。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供了一种作用于人体的顶推机构，如图1所示，其包括作用头1、压力检测组件和直线电机5。作用头1通过顶推对睡眠中的人体进行机械刺激；直线电机5具有特定的行程能够进行直线往返运动，从而对人体施加给定规律的顶推刺激。压力检测组件设置在直线电机与作用头之间，用于检测作用头施加于人体的作用力，从而为根据压力反馈实现顶推过程的可控提供数据基础。

压力检测组件主要由薄膜压力传感器压头2、薄膜压力传感器3和薄膜压力传感器压座4构成。薄膜压力传感器压头2与薄膜压力传感器压座4是活塞式连接方式。参见图1、图3、图4和图5，薄膜压力传感器压头2中负责接触传感器的端面21伸入薄膜压力传感器压座4提供的导向槽41，从而形成活塞式连接。薄膜压力传感器压头2与薄膜压力传感器压座4的导向槽内壁面之间采用间隙配合，使压头在压座的导向槽内自由移动。薄膜压力传感器压座4的导向槽内底面安装薄膜压力传感器3。当薄膜压力传感器压头2受到压力后，沿导向槽向下移动，将力施加在薄膜压力传感器3上，实现压力的测量。薄膜压力传感器压座4上开设传感器连线伸出槽43，给传感器连线提供一个放置区和伸出通道。

在一优选实施方式中，薄膜压力传感器压头2和薄膜压力传感器压座4之间采用限位钉8连接方式。如图1所示，限位钉8从压座侧面的螺纹孔42穿入压头，从而保证压头不从压座内脱出。优选地，将薄膜压力传感器压头2上用于穿过限位钉8的孔设计为腰型孔22，这样还能保证压头在压座内能自由活动，不产生预紧力。

在一优选实施方式中，薄膜压力传感器压头2和薄膜压力传感器3之间设置压柱9。如图1所示，薄膜压力传感器压头2接触薄膜压力传感器3的端面上安装压柱9，压柱9作用在薄膜压力传感器位于中部的有效作用区，从而保证薄膜压力传感器的有效使用。压柱9优选的采用橡胶等较软材料，能够避免对传感器的损伤。

作用头1与压力检测组件间采用连接销方式连接。作用头包括头部和连接部。连接部能嵌入压力检测组件提供的连接端，然后插入连接销7防止作用头从压力检测组件脱出。

本实施例中，薄膜压力传感器压头2连接作用头，薄膜压力传感器压座4连接直线电机5。按照最简洁方式，将薄膜压力传感器压头2设计为带有底面的圆筒结构，该结构十分简洁。圆筒底面作为与薄膜压力传感器压座4配合的压力施加面，伸入导向槽，通过采用限位钉8实现压头与压座的连接。圆筒开口端作为作用头连接端，作用头的连接部嵌入该作用头连接端后，通过连接销7固定。可选的，作用头与压力检测组件间也可采用胶粘、螺纹、卡扣等连接方式。在实际中如果采用薄膜压力传感器压头2连接直线电机5、薄膜压力传感器压座4连接作用头的方式实现，则需要在薄膜压力传感器压座4上设计作用头连接部。

为了避免作用头对人体的过度刺激，作用头1需要采用柔性材料。可以选择硅胶、橡胶等柔性材质。为了便于加工，作用头可以采用一体成型的头部和连接部。头部设计为圆柱形，且圆柱形前端可以设计为弧形，从而保证作用力的同时减少对使用者的过度刺激。由于连接部截面积比较小，头部截面积比较大，因此二者之间会存在一个阶梯面，该阶梯面是作用头的薄弱环节，当头部多次受力后，可能会导致薄弱环节收到损伤。因此本实用新型设计了支撑片6，且该支撑片优选为环形，其内圆尺寸配合连接部，外圆尺寸配合头部外围。支撑片6作为稳形片套在连接部外，接触台阶面，从而有效支撑头部。本实施例中环形支撑片6的直径与薄膜压力传感器压头2内径相同，环形支撑片6底面压在压头2开口端面上，从而借助压头开口端面的支撑，实现对弧形头部的有力支撑。

直线电机5与压力检测组件连接。本实施方案中，薄膜压力传感器压座4固定于直线电机5自由端，二者采用螺纹连接。直线电机可以是直流电机也可以是步进电机，直线电机行程的上下极限位置可设置限位开关，用于防止电机到极限位置的过载。

本顶推机构可以通过电机安装板与床体进行连接。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。