[发明专利]基于感知-动作单元的人体工学智能床及其使用方法

说明书

一种基于“感知‑动作”单元的人体工学智能床及其使用方法属于人工智能技术领域。人体工学智能床包括“感知‑动作”单元、床体、床头、中央控制模块及相应的控制设备。中央控制模块置于床体或床头中，若干个“感知‑动作”单元组合成床板，“感知‑动作”单元采集的压力值发送至中央控制模块；中央控制模块识别睡眠者的睡眠姿态后，经过控制设备控制各个“感知‑动作”单元的伸缩动作，使床板产生合理的曲面。用户使用时，系统根据感知部分所采集到的床板压力分布，调用相应的身体曲面模型，通过控制动作部分调整床板形态，使其逼近身体曲面模型，适应睡眠者的睡姿。本发明可以在多人多睡姿的条件下实现对睡眠者身体进行科学合理的支撑。

技术领域

本发明属于人工智能技术领域，涉及到机器学习、模式识别方法，尤其涉及一种基于“感知-动作”单元的人体工学智能床及其使用方法。

背景技术

传统的床具有如下缺陷：首先，传统床垫对脊椎健康存在不利影响。对于有充分弹性的软床垫而言，其对腰椎的不利影响是众所周知的；而对于硬床垫而言，在不额外配备腰枕的情况下，腰椎的生理弯曲处于床铺间形成的空隙仍然会使腰椎处于紧张状态。而配备腰枕后，用户在睡梦中的翻身等动作也会影响到腰枕的位置，从而使腰枕失效，甚至产生反作用。其次，传统床垫无法适应不同的睡姿需求。众所周知，人们在睡眠时不一定是采取同一睡姿的，睡眠过程中时常会伴随着睡姿的改变。而不同的睡姿对于身体的压迫也不相同，比如侧卧时处于下方的肩会受更多压迫，而且相比于平躺时，侧卧时的枕头高度也需要更高；双人相拥而眠时，一方的胳膊会被压迫在另一方的身体之下，易造成血流不畅，严重者曾有过导致截肢的案例发生；俯卧时脚尖会与床板对抗，从而使得脚面时刻处于被迫拉伸状态，不利于睡眠者放松，同时俯卧时身体对心脏的压迫也会影响睡眠健康；坐卧或半卧时，用户后腰与床垫间的空隙不利于脊椎健康，而且由于臀部缺乏横向的支撑，导致用户身体会不断下滑，影响用户体验。

目前市面上的智能健康床铺都是将床板横向分割为若干段，段与段之间通过机械结构相连，根据用户需要进行调整各段间的角度，从而适应使用者的腰部曲线，或是适应坐姿和卧姿的不同需求。但这种结构也存在弊端，首先，该结构仅将床铺在一个维度上进行分割，无法适应两人或多人同时使用时睡姿和身体结构不同的而带来的不同需求。其次，其将床板分割的块数较少，无法真正实现对脊椎全方位支撑。再次其仅对床板进行横向分割，无法对侧卧等非对称的睡姿实现姿态适应。

发明内容

针对现有技术提出的问题，本发明提供一种基于“感知-动作”单元的人体工学智能床及其使用方法，解决床铺无法在多人多睡姿的条件下实现对睡眠者身体进行科学合理的支撑的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于“感知-动作”单元的人体工学智能床，包括多个“感知-动作”单元1、床体2、床头3、中央控制模块及相应的控制设备。所述的中央控制模块置于床体或床头中。电器结构方面，所有“感知-动作”单元1都与中央控制模块相连，并将感知的压力结果发送至中央控制模块；中央控制模块识别睡眠者的睡眠姿态后，经过相应的控制设备(如电机、液压的驱动电路以及螺杆的驱动电机)控制各个“感知-动作”单元1的伸缩动作。机械结构方面，所述的若干个“感知-动作”单元1组合成床板，床板设于床体2上方，床头3位于床体 2侧面，如图1所示，通过使不同“感知-动作”单元1产生不同长度的伸缩使床板产生合理的曲面。

所述的每个“感知-动作”单元1包括感知和动作两部分，二者呈上下串联布置。所述的感知部分包括感知部分外壳4、压力传感器5、压力传感器限位机构；压力传感器5位于感知部分外壳4内部，用于感知所受压力；压力传感器限位机构设置在感知部分外壳4内部，用于限制感知部分外壳被压下的行程，从而避免压力传感器5过分受压导致损坏；所述的感知部分外壳4也可以兼做限位机构。所述的动作部分根据中央控制模块控制感知-动作”单元1的伸长或缩短，由液压、气压、螺杆或电动机等实现其伸缩功能。