一种婴儿睡姿调整睡垫及调整婴儿睡姿的方法技术

本发明专利技术涉及一种智能婴儿睡姿调整睡垫，包括充气睡垫和婴儿睡姿调整系统；所述的充气睡垫包括外套、隔离层、气垫和支撑层，隔离层、气垫和支撑层从上到下依次叠放在外套内，所述的气垫包括两个形状相同且并排放置的气囊，且在两个气囊的接缝处互相连接，两个气囊的接缝与隔离层的长边平行，气垫的两个气囊充气后，气垫的厚度从接缝向两侧逐渐递增，两个气囊下表面与水平面平行；所述的婴儿睡姿调整系统包括压力传感器、气压传感器、静音气泵、电磁阀、单片机以及电源模块；当婴儿处于同一个睡姿的时间超过设定时长后，单片机通过控制静音气泵和电磁阀来控制两个气囊的充放气，实现婴儿的翻身。

【技术实现步骤摘要】
一种婴儿睡姿调整睡垫及调整婴儿睡姿的方法
本专利技术属于自动化
，特别涉及一种婴儿睡姿调整睡垫及调整婴儿睡姿的方法。
技术介绍
婴儿从刚出生到3个月大的这段时间内，由于脖颈肌肉才开始逐渐生长，无法完成抬头、随意转头、翻身等动作。如果睡姿较为单一，再加上头骨发育尚未完全、囟门尚未闭合，长时间保持同一睡姿的话就会造成婴儿斜头、扁头的症状。经研究表明，如果不对称程度较大的话甚至会引发扁头综合征，不仅可能造成婴儿头部和面部发育不均衡，甚至可能会对婴儿大脑和智力的发育造成影响，尤其是会增加婴儿行动能力受到影响的可能。一旦婴儿超过3个月大的时候，后卤门基本闭合，扁头、斜头的矫正将特别困难。目前，通常采用定型枕或矫正头盔实现对婴儿偏头症的预防和矫正，但无法从根本上避免偏头症的发生。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是婴儿在睡觉过程中长时间保持一种睡姿，不能自动翻身的问题，本专利技术通过一种婴儿睡姿调整系统及调整婴儿睡姿的方法，自动调整婴儿睡垫两侧高度，帮助婴儿在睡眠过程中定时左右翻身，调整睡姿，避免偏头症的发生。一种智能婴儿睡姿调整睡垫，包括充气睡垫和婴儿睡姿调整系统；所述的充气睡垫包括外套、隔离层、气垫和支撑层，隔离层、气垫和支撑层从上到下依次叠放在外套内，隔离层和支撑层长方形结构，尺寸相同，气垫的外边缘与隔离层和支撑层的外边缘对齐；所述的气垫包括两个形状相同且并排放置的气囊，且在两个气囊的接缝处互相连接，两个气囊的接缝与隔离层的长边平行，气垫的两个气囊充气后，气垫的厚度从接缝向两侧逐渐递增，两个气囊下表面与水平面平行；所述的婴儿睡姿调整系统包括压力传感器、气压传感器、静音气泵、电磁阀、单片机以及电源模块；所述的压力传感器和气压传感器分别连接单片机的输入端，单片机的输出端通过气泵驱动连接静音气泵，单片机的输出端连接排气阀，电源模块连接压力传感器、气压传感器、静音气泵驱动、排气阀和单片机。所述的压力传感器至少有两个，间隔设置在隔离层的表面，压力传感器位于隔离层的同一端，设置有压力传感器的一端为隔离层的上端，压力传感器均匀分布在隔离层两条短边中点连线的左右两侧，压力传感器包括左压力传感器和右压力传感器，位于所述两条短边中点连线左侧的传感器是左压力传感器，位于所述两条短边中点连线右侧的传感器为右压力传感器，气垫的两个气囊分别是左气囊和右气囊，左传感器位于左气囊的上方，右传感器位于右气囊的上方；所述的静音气泵包括左静音气泵和右静音气泵，所述的气压传感器包括左气压传感器和右气压传感器，电磁阀包括左电磁阀和右电磁阀；左气囊连接两根气管，左进气管和左排气管，左静音气泵与左气压传感器分别与左进气管连接，左排气管连接左电磁阀；右气囊连接两根气管，右进气管和右排气管，右静音气泵与右气压传感器分别与右进气管连接，右排气管连接右电磁阀；婴儿躺在充气睡垫的中央位置，压力传感器位于婴儿头部的下方，用于检测婴儿的睡姿，左侧卧、右侧卧或是平趟，当左压力传感器的压力值之和大于右压力传感器的压力值之和时，表示婴儿的睡姿是左侧卧，当右压力传感器的压力值之和大于左压力传感器的压力值之和时，表示婴儿的睡姿是右侧卧，当右压力传感器的压力值之和等于左压力传感器的压力值之和时，表示婴儿的睡姿是平趟，当婴儿处于同一个睡姿的时间超过一定时长后，单片机通过控制静音气泵和电磁阀来控制两个气囊的充放气，实现婴儿的翻身。作为进一步的技术改进，气垫的左气囊和右气囊充气后，气垫中间部分的厚度为0-1cm，气垫边缘部分最大厚度约为5cm。要实现婴儿翻身，充气后的气囊上表面与水平面要成一定的角度，所选择的充气后的厚度数据充分考虑了婴儿的体形及实现翻身所需要的气囊两侧高度差。作为进一步的技术改进，所述的压力传感器关于气囊的连接线对称设置。对称设置更容易准确比较两边压力，对婴儿睡姿判断的准确率更高。作为进一步的技术改进，所述的压力传感器共计8个，分别为左压力传感器4个和右压力传感器4个，4个左压力传感器和4个左压力传感器分别排列成正方形。设置多个压力传感器提高睡姿判断的准确率。作为进一步的技术改进，压力传感器距离隔离层2短边距离大于等于5cm，距离气囊连接线的距离大于等于5cm。压力传感器尽量设置在婴儿睡觉时头部下方所在位置的睡垫中。作为进一步的技术改进，婴儿睡姿调整系统还包括故障报警灯，所述的故障报警灯与单片机的输出端连接。当婴儿睡姿调整系统发生故障时可以及时发现。作为进一步的技术改进，外套采用纯棉多孔材料制成，隔离层采用乳胶材料制成，所述的气垫采用热塑性聚氨酯弹性体橡胶材料制成，所述的支撑层采用硬质材料制成。纯棉多孔外套和乳胶隔离层为婴儿提供了更为舒适透气的睡眠环境，TPU气垫帮助婴儿调整睡姿，最底层采用硬质支撑材料对整个睡垫起到支撑作用。智能婴儿睡姿调整睡垫用于调整婴儿睡姿的方法，包括以下几个步骤：S1：初始化婴儿睡姿调整系统，初始化设置单片机的输入输出端口、定时器模块以及ADC模块；S2：婴儿睡姿调整系统自检，单片机向气泵驱动发送信号启动与两个气囊相连接的静音气泵，静音气泵启动T1时长后，单片机向气泵驱动发送信号关闭与两个气囊相连接的静音气泵，单片机通过与两个气囊相连接的气压传感器分别读取两个气囊的气压值P3，单片机发送控制信号到与两个气囊连接的电磁阀，分别开启两个气囊的相连接的电磁阀，T2时长后读取两个气囊相连接的气压传感器的值P4；S3：单片机气压值P3、P4分别与系统原设定值P1、P2比较，如超出允许偏差范围，则启动故障报警灯；如未超出允许偏差范围，则进入下一步操作；S4：单片机读取所有压力传感器的值，在时间段T3内，单片机读取的所有薄膜压力传感器的压力值均为零，则单片机发送控制信号到两个电磁阀，打开电磁阀，当单片机读取到所有气压传感器的值均为零时，关闭所有设备；如果单片机读取到压力传感器有非零值，则进行下一步操作；S5：当单片机读到的左压力传感器压力值之和大于右传感器之和时，开始计时t，单片持续对压力传感器的值进行读取，当t大于时间段T4时，单片机发送信号到右电磁阀，打开右电磁阀，同时单片机发送信号到左静音气泵，左静音气泵开始工作，单片机读到的左气压传感器的值大于等于设定值P5时，关闭左静音气泵；单片机读到的右气压传感器的值等于零时，关闭右电磁阀，回到步骤S4；当单片机读到到的左压力传感器压力值之和等于右压力传感器之和时，开始计时t，单片持续对压力传感器的值进行读取，当t大于时间段T4时，单片机发送信号到右电磁阀，打开右电磁阀，同时单片机发送信号到左静音气泵，左静音气泵开始工作，单片机读到的左气压传感器的值大于等于设定值P5时，关闭左静音气泵；单片机读到的右气压传感器的值等于零时，关闭右电磁阀，回到步骤S4；当单片机读到到的右压力传感器压力值之和大于左压力传感器之和时，开始计时t，单片持续对压力传感器的值进行读取，当t大于时间段T4时，单片机发送信号到左电磁阀，打开右电磁阀，同时单片机发送信号到右静音气泵，右静音气泵开始工作，单片机读到的右气压传感器的值大于等于设定值P5时，关闭右静音气泵；单片机读到的左气压传感器的值等于零时，关闭左电磁阀，回到步骤S4；当单片机读到的左压力传感器压力值和右压力传感器值都为零时，回到步骤S4。有益效果：通过自动调整气垫两侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能婴儿睡姿调整睡垫，其特征在于：包括充气睡垫和婴儿睡姿调整系统；所述的充气睡垫包括外套（1）、隔离层（2）、气垫（3）和支撑层（4），隔离层（2）、气垫（3）和支撑层（4）从上到下依次叠放在外套（1）内，隔离层（2）和支撑层（4）均为长方形结构，尺寸相同，气垫（3）的外边缘与隔离层（2）和支撑层（4）的外边缘对齐；所述的气垫（3）由两个形状相同且并排放置的气囊构成，且在两个气囊的接缝处互相连接，两个气囊的接缝与隔离层（2）的长边平行，气垫（3）的两个气囊充气后，气垫（3）的厚度从接缝向两侧逐渐递增，两个气囊下表面与水平面平行；所述的婴儿睡姿调整系统包括压力传感器（5）、气压传感器、静音气泵、电磁阀、单片机以及电源模块；所述的压力传感器（5）和气压传感器分别连接单片机的输入端，单片机的输出端通过气泵驱动连接静音气泵，单片机的输出端连接排气阀，电源模块连接压力传感器（5）、气压传感器、静音气泵驱动、排气阀和单片机；所述的压力传感器（5）至少有两个，间隔设置在隔离层（2）的表面，压力传感器（5）位于隔离层（2）的同一端，设置有压力传感器（5）的一端为隔离层（2）的上端，压力传感器（5）均匀分布在隔离层（2）两条短边中点连线的左右两侧，压力传感器（5）包括左压力传感器和右压力传感器，定义位于所述两条短边中点连线左侧的传感器是左压力传感器，位于所述两条短边中点连线右侧的传感器为右压力传感器，气垫（3）的两个气囊分别是左气囊和右气囊，左传感器位于左气囊的上方，右传感器位于右气囊的上方；所述的静音气泵包括左静音气泵和右静音气泵，所述的气压传感器包括左气压传感器和右气压传感器，电磁阀包括左电磁阀和右电磁阀；左气囊连接两根气管，左进气管和左排气管，左静音气泵与左气压传感器分别与左进气管连接，左排气管连接左电磁阀；右气囊连接两根气管，右进气管和右排气管，右静音气泵与右气压传感器分别与右进气管连接，右排气管连接右电磁阀。...

【技术特征摘要】
1.一种智能婴儿睡姿调整睡垫，其特征在于：包括充气睡垫和婴儿睡姿调整系统；所述的充气睡垫包括外套（1）、隔离层（2）、气垫（3）和支撑层（4），隔离层（2）、气垫（3）和支撑层（4）从上到下依次叠放在外套（1）内，隔离层（2）和支撑层（4）均为长方形结构，尺寸相同，气垫（3）的外边缘与隔离层（2）和支撑层（4）的外边缘对齐；所述的气垫（3）由两个形状相同且并排放置的气囊构成，且在两个气囊的接缝处互相连接，两个气囊的接缝与隔离层（2）的长边平行，气垫（3）的两个气囊充气后，气垫（3）的厚度从接缝向两侧逐渐递增，两个气囊下表面与水平面平行；所述的婴儿睡姿调整系统包括压力传感器（5）、气压传感器、静音气泵、电磁阀、单片机以及电源模块；所述的压力传感器（5）和气压传感器分别连接单片机的输入端，单片机的输出端通过气泵驱动连接静音气泵，单片机的输出端连接排气阀，电源模块连接压力传感器（5）、气压传感器、静音气泵驱动、排气阀和单片机；所述的压力传感器（5）至少有两个，间隔设置在隔离层（2）的表面，压力传感器（5）位于隔离层（2）的同一端，设置有压力传感器（5）的一端为隔离层（2）的上端，压力传感器（5）均匀分布在隔离层（2）两条短边中点连线的左右两侧，压力传感器（5）包括左压力传感器和右压力传感器，定义位于所述两条短边中点连线左侧的传感器是左压力传感器，位于所述两条短边中点连线右侧的传感器为右压力传感器，气垫（3）的两个气囊分别是左气囊和右气囊，左传感器位于左气囊的上方，右传感器位于右气囊的上方；所述的静音气泵包括左静音气泵和右静音气泵，所述的气压传感器包括左气压传感器和右气压传感器，电磁阀包括左电磁阀和右电磁阀；左气囊连接两根气管，左进气管和左排气管，左静音气泵与左气压传感器分别与左进气管连接，左排气管连接左电磁阀；右气囊连接两根气管，右进气管和右排气管，右静音气泵与右气压传感器分别与右进气管连接，右排气管连接右电磁阀。2.根据权利要求1所述的智能婴儿睡姿调整睡垫，其特征在于：气垫（3）的左气囊和右气囊充气后，气垫（3）中间部分的厚度为0-1cm，气垫（3）边缘部分最大厚度约为5cm。3.根据权利要求1所述的智能婴儿睡姿调整睡垫，其特征在于：所述的压力传感器（5）关于气囊的连接线对称设置。4.根据权利要求3所述的智能婴儿睡姿调整睡垫，其特征在于：所述的压力传感器（5）共计8个，分别为左压力传感器4个和右压力传感器4个，4个左压力传感器和4个右压力传感器分别排列成正方形。5.根据权利要求4所述的智能婴儿睡姿调整睡垫，其特征在于：压力传感器（5）距离隔离层（2）短边距离大于等于5cm，距离两个气囊连接线的距离大于等于5cm。6.根据权利要求1所述的智能婴儿睡姿调整睡垫，其特征在于：婴儿睡姿调整系统还包括故障报警灯，所述的故障报警灯与单片机的输出端连接。7.根据权利要求1所述的智能婴儿睡姿调整睡垫，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立早，郑子昊，
申请(专利权)人：南京信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32