一种模拟生命特征的设备的制作方法

1.本发明涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种模拟生命特征的设备。


背景技术：

2.现阶段我国的老年化程度日益上升，智能睡眠监护床垫的需求也越来越大，智能睡眠检测床垫可切实处理居家养老，尤其是空巢、独居老人的安全监护问题。具体的，智能睡眠监护床垫具有呼吸、心跳监测功能，通过监测老人的呼吸或心跳特征，判断老人的生命特征是否正常，实现快速有效的监测作用。
3.但是，随着智能睡眠监护床垫的批量化生产，如何对每个智能睡眠监护床垫进行高效可靠的性能测试是目前主要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种模拟生命特征的设备，能够模拟出人体心跳特征，便于对睡眠监护床垫性能的测试，提高了测试效率。
5.为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种模拟生命特征的设备，包括振动气囊、弹性气囊和动力机构；所述动力机构包括推板，所述推板与所述弹性气囊抵接，所述推板可往复运动用于推压所述弹性气囊；所述弹性气囊与所述振动气囊流体导通；所述振动气囊用于模拟心跳或呼吸时的动作。
6.本发明的有益效果在于：通过采用振动气囊、弹性气囊和动力机构，可靠的模拟出人体呼吸时心跳的动作，适用于对不同睡眠监护床垫进行功能检测，提高了检测效率。
7.可选的，所述动力机构包括曲柄滑块机构、电机和滑动架；所述曲柄滑块机构包括依次连接的机架、第一铰链、曲柄、第二铰链、连接杆、第三铰链和推杆；其中，所述电机带动所述曲柄转动，所述推杆与所述推板连接，所述推杆可滑动的设于所述滑动架，所述曲柄通过连接杆带动推杆往复左右移动；所述曲柄与机架之间通过所述第一铰链形成转动副，所述曲柄与所述连接杆之间通过所述第二铰链形成转动副，所述连接杆与所述推杆之间通过所述第三铰链形成转动副，所述推杆与所述机架之间通过所述滑动架形成移动副。其有益效果在于：通过第一铰链、曲柄、第二铰链、连接杆和第三铰链形成转动副，以及将推杆可滑动的设于滑动架上，使推杆能够周期性伸缩，推杆周期性挤压弹性气囊使振动气囊振动，从而模拟出心跳或呼吸时的动作信号。
8.可选的，所述曲柄可转动的与所述第一铰链连接；所述曲柄的长为l1，所述连接杆的长为l2；其中，l2/4《l1《l2/2。其有益效果在于：通过设定曲柄的长和连接杆的长度，可以保证曲柄做整周转动，同时保证推板具有足够的往复运动用于弹性气囊的推压。
9.可选的，所述第一铰链的旋转中心点与所述推杆的轴向具有间距l3，l1＞l3＞0。其有益效果在于：第一铰链的旋转中心点与推杆的轴向不处于同一条直线，通过偏心曲柄滑块机构可获得行程速比系数，即在曲柄匀速转动情况下，一个周期内推板前伸时间和后伸时间不同，即可获得模拟心跳信号(即振动气囊的振动输出)一个周期中不同的上升时间
和下降时间，通过模拟心跳信号上升和下降时间不同，可更好的模拟bcg(直接心跳信号)单周期信号，并可用于检测睡眠监护床垫的敏感度，进而判断睡眠监护床垫的性能优劣。
10.可选的，所述曲柄滑块机构还包括移动架，所述移动架与所述机架之间为可拆卸连接，所述移动架可上下移动，所述第一铰链设于所述移动架。其有益效果在于：通过改变第一铰链的旋转中心点与推杆的轴向间距，从而调整偏心量，用于调整模拟的心跳信号。
11.可选的，该设备还包括气泵、导管和气压传感器；所述弹性气囊与所述振动气囊通过所述导管导通；所述气泵通过所述导管将气体导入所述弹性气囊和所述振动气囊；所述气压传感器与所述导管连接，用于检测所述导管内的气压p；其中，10kpa《p《20kpa。
12.可选的，所述振动气囊包括若干隔离部，所述隔离部上开设有通孔，且若干所述隔离部间隔设于振动气囊内，将所述振动气囊的内部分隔成若干腔室，所述通孔将所述腔室导通。其有益效果在于：通过设置隔离部可将振动气囊分隔成多个腔室，多个腔室的设置，可将振动气囊在内部气压作用下的整体变形分布到各个腔室，整体形状变化相对更小，并使得振动气囊可在更高的内部气压下工作，通过更高的内部气压，弹性气囊的收缩和扩张可以更有效的转换为振动气囊的振动信号输出。另外，由于可承受较高的内部气压，多个腔室的底部有更大的面积可贴合在睡眠监护床垫上，更有利于振动信号的传递且信号传递更稳定。
13.可选的，该设备还包括安装板和配重块；所述安装板设于所述振动气囊的侧壁；所述配重块设于所述安装板；所述振动气囊的另一侧壁用于接触睡眠监护床垫。其有益效果在于：通过设置安装板和具有不同重量的配重块，模拟不同体重的人体。
14.可选的，所述弹性气囊的材料为弹性橡胶材料；所述振动气囊的体积为v1，所述弹性气囊的体积为v2，且10v2《v1《20v2。其有益效果在于：通过设置具有高弹性的弹性气囊，高频杂波容易被过滤，提高模拟心跳信号的准确性。
15.可选的，该设备还包括固定架；所述固定架包括顶部、底部和侧壁，所述底部、所述顶部和所述侧壁形成具有开口的框架；所述弹性气囊通过所述开口设于所述固定架内。
附图说明
16.图1为本发明提供的实施例模拟生命特征的设备的示意图；
17.图2为本发明提供的实施例动力机构的示意图；
18.图3为本发明提供的实施例振动气囊的正视图；
19.图4为图3中a-a处的截面图；
20.图5为本发明提供的实施例振动气囊的振动位移与时间的示意图；
21.图6为本发明提供的实施例模拟生命特征的系统示意图。
22.附图标记：
23.振动气囊100、隔离部101、通孔102；弹性气囊200；动力机构300、推板301、滑动架302、第一铰链303、曲柄304、第二铰链305、连接杆306、第三铰链307、推杆308、移动架309、机架310、气泵400、导管401、气压传感器402、安装板500、配重块501、固定架600、睡眠监护床垫700。
具体实施方式
24.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
25.针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种模拟生命特征的设备，参考图1所示，该设备包括振动气囊100、弹性气囊200和动力机构300。其中，所述动力机构300包括推板301，所述推板301与所述弹性气囊200抵接，所述推板301可往复运动用于推压所述弹性气囊200。所述弹性气囊200与所述振动气囊100流体导通。所述振动气囊100用于模拟心跳时的动作。
26.在本实施例中，模拟生命特征的设备使用时，先将所述振动气囊100贴合在睡眠监护床垫700上，所述动力机构300推动所述推板301，对所述弹性气囊200进行推压运动，由于所述弹性气囊200与所述振动气囊100流体导通，所以振动气囊100会随着所述弹性气囊200的运动而周期性振动，从而模拟出人体呼吸时心跳的动作，适用于对不同睡眠监护床垫700进行性能检测，提高了检测效率。
27.可选的，所述动力机构300包括曲柄滑块机构、电机(图中未示出)和滑动架302；所述曲柄滑块机构包括依次连接的机架310、第一铰链303、曲柄304、第二铰链305、连接杆306、第三铰链307和推杆308。其中，所述电机带动所述曲柄304运动，所述推杆308与所述推板301连接，且所述推杆308垂直于所述推板301设置，所述推杆308可滑动的设于所述滑动架302，所述曲柄304通过所述连接杆306带动所述推杆308往复左右移动。所述滑动架302的轴向垂直于所述推板301。所述曲柄304与所述机架310之间通过所述第一铰链303形成转动副，所述曲柄304与所述连接杆306之间通过所述第二铰链305形成转动副，所述连接杆306与所述推杆308之间通过所述第三铰链307形成转动副，所述推杆308与所述机架310之间通过所述滑动架302形成移动副。
28.在本实施例中，通过将构成的转动副与移动副连接，使所述推杆308能够周期性伸缩，所述推杆308周期性挤压所述弹性气囊200使所述振动气囊100振动，从而模拟出心跳或呼吸时的动作信号。
29.进一步的，参考图2所示，所述曲柄304可转动的与所述第一铰链303连接。所述曲柄304的长为l1，所述连接杆306的长为l2。其中，l2/4《l1《l2/2。通过设定所述曲柄304的长和所述连接杆306的长度，可以保证所述曲柄304做整周转动，同时保证所述推板301具有足够的往复运动用于所述弹性气囊200的推压，即模拟出周期性心跳信号。
30.另外，所述第一铰链303的旋转中心点与所述推杆308的轴向具有间距l3，l1＞l3＞0。l3为第一铰链303的旋转中心点垂直于所述推杆308的轴向的距离。
31.在本实施例中，结合图5所示，所述第一铰链303的旋转中心点与所述推杆308的轴向所在的直线方向不相交。即所述曲柄滑块机构为偏心的，通过设置偏心曲柄滑块机构可获得行程速比系数，即在所述曲柄304匀速转动情况下，一个周期内所述推板301前伸时间和后伸时间不同，即可获得模拟心跳信号(即所述振动气囊100的振动输出)一个周期中不
同的上升时间t1和下降时间t2，通过设置模拟心跳信号上升和下降时间不同，可更好的模拟bcg(直接心跳信号)单周期信号，并可用于检测睡眠监护床垫700的敏感度，进而判断睡眠监护床垫700的性能优劣。
32.可选的，所述曲柄滑块机构还包括移动架309，所述移动架309与所述机架310之间为可拆卸连接，所述移动架310可上下移动。所述第一铰链303设于所述移动架309。
33.通过调整所述第一铰链303的旋转中心点与所述推杆308的轴向间距l3，从而调整偏心量，用于调整模拟的心跳信号，从而检测睡眠监护床垫700的可靠性。
34.可选的，该设备还包括气泵400、导管401和气压传感器402。所述弹性气囊200与所述振动气囊100通过所述导管401导通。所述气泵400通过所述导管401将气体导入所述弹性气囊200和所述振动气囊100。所述气压传感器402与所述导管401连接，用于检测所述导管401内的气压p。其中，10kpa《p《20kpa。通过设定该压力范围既可以保持所述弹性气囊200具有一定的膨胀，也可以保证振动气囊100可靠的振动输出。在有些实施例中，气压p设定为15kpa。
35.可选的，参考图3和图4所示，所述振动气囊100包括若干隔离部101，所述隔离部101上开设有通孔102，且若干所述隔离部101间隔设于振动气囊100内，将所述振动气囊100的内部分隔成若干腔室，所述通孔102将所述腔室导通。
36.在本实施中，通过设置所述隔离部101可将所述振动气囊100分隔成多个所述腔室，多个所述腔室的设置，可将所述振动气囊100在内部气压作用下的整体变形分布到各个所述腔室，整体形状变化相对更小，并使得所述振动气囊100可在更高的内部气压下工作，通过更高的内部气压，所述弹性气囊200的收缩和扩张可以更有效的转换为所述振动气囊100的振动信号输出。另外，由于可承受较高的内部气压，多个所述腔室的底部有更大的面积可贴合在睡眠监护床垫700上，更有利于振动信号的传递，且信号传递更稳定。
37.可选的，该设备还包括安装板500和配重块501。所述安装板500设于所述振动气囊100的侧壁。所述配重块501设于所述安装板500。所述振动气囊100的另一侧壁用于接触睡眠监护床垫700。通过设置所述安装板500和具有不同重量的所述配重块501，模拟不同体重的人体。
38.可选的，所述弹性气囊200的材料为弹性橡胶材料；所述振动气囊100的体积为v1，所述弹性气囊200的体积为v2，且10v2《v1《20v2。通过设置具有高弹性的所述弹性气囊200，高频杂波容易被过滤，提高模拟心跳信号的准确性。在有些实施例中，所述振动气囊100的体积为v1满足：10v2《v1《15v2。
39.可选的，该设备还包括固定架600。所述固定架600包括顶部、底部和侧壁，所述底部、所述顶部和所述侧壁形成具有开口的框架，所述弹性气囊200通过所述开口设于所述固定架600内。
40.在本实施例公开的又一个实施例中，提供一种模拟生命特征的系统，参考图6所示，该系统包括依次电连接的人机交互模块、控制模块和床垫监测模块。其中，所述控制模块包括电机驱动模块和气泵驱动模块，所述电机驱动模块用于控制电机的开关，所述气泵驱动模块用于控制气泵的开关。所述控制模块接收所述气压传感器的气压检测信号，通过气压检测信号控制气泵的供气。所述床垫监测模块将睡眠监护床垫监测到的信号反馈至所述控制模块，并通过人机交互模块显示出监测效果。
41.以上所述，仅为本技术实施例的具体实施方式，但本技术实施例的保护范围并不局限于此，任何在本技术实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术实施例的保护范围之内。因此，本技术实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。