具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1所示，本发明为一种兼顾入睡和理疗功能的床，这种床由可控制形状的床面、检测睡姿的睡眠姿势传感系统、检测睡眠深度的睡眠深度传感系统和控制器组成。

所述的可控制形状的床面由接触人体的舒适层和具有变形功能的部件组成。其中，接触人体的舒适层可采用纺织品、海绵、皮革、橡胶或其他使人感觉舒适的材料制成，具有变形功能的部件可由具有变形功能的床垫、具有变形功能的床架、具有变形功能的枕头、具有变形功能的腰垫、具有变形功能的腿垫、具有变形功能的脚垫中的一种或几种组成。这里所述的具有变形功能的床垫、床架、枕头、腰垫、腿垫、脚垫最常见的是采用电动方式驱动的，此外也有采用气动或液压方式驱动的。具体实施中考虑成本因素，有可能在一张床上同时采用多种具有变形功能的部件，也有可能只采用其中的一种；有可能在一张床上同时采用多个具有变形功能的部件，也有可能只采用一个。

所述检测睡姿的传感系统可由红外相机、深度相机、压电传感器阵列、力传感器阵列、温度传感器阵列中的一种或多种传感装置组成。其中，红外相机根据人体温度一般情况下高于环境温度的规律，可利用红外热成像图像识别人体在床上的睡姿；深度相机可以获取床面上各个位置的深度信息(即床面上各个点到摄像头的距离)，这些深度信息可组成深度图像，可利用深度图像识别人体在床上的睡姿；压电传感器阵列有多行(或1行)多列(或1列)压电传感器组成，其作用是识别床面上各个位置的受压情况，从而获得床面上各处的压力分布图，可利用压力分布图及其变化趋势识别人体在床上的睡姿；力传感器阵列有多行(或1行)多列(或1列)力传感器组成，其作用是直接获得床面上各处的压力分布图，可利用压力分布图及其变化趋势识别人体在床上的睡姿。请注意，红外相机、深度相机作为所述的检测睡姿的传感系统的组成部分，在具体实施中需要安装在图1中标示出的“摄像头”的位置。具体实施中考虑成本因素，有可能在一张床上同时采用多种检测睡姿的传感装置，也有可能只采用其中的一种；有可能在一张床上同时采用多个检测睡姿的传感装置，也有可能只采用一个。

所述检测睡眠深度的传感系统可由心率检测装置、呼吸检测装置、血压检测装置、血氧检测装置、脑电波检测装置、核磁共振检测装置、体温检测装置、体动检测装置中的一种或多种检测装置组成。其中，心率检测装置可检测人的心率，根据深度睡眠状态下心率一般会变缓的规律可以判断出人体是否进入深度睡眠状态以及是否可能被床面的运动惊醒；呼吸检测装置可检测人的呼吸，根据深度睡眠状态下呼吸一般会变缓、呼吸会平和的规律可以判断出人体是否进入深度睡眠状态以及是否可能被床面的运动惊醒；血压检测装置不但可以检测血压，还可以从血压波动信号中检测心率，进而可以判断出人体是否进入深度睡眠状态以及是否可能被床面的运动惊醒；血氧检测装置不但可以检测血氧含量，还可以从血氧波动信号中检测心率，进而可以判断出人体是否进入深度睡眠状态以及是否可能被床面的运动惊醒；脑电波检测装置是睡眠健康研究领域的常用仪器，可以直接判断人体是否进入深度睡眠状态以及是否可能被床面的运动惊醒；核磁共振检测装置是广泛应用的脑功能成像技术之一，可以检测大脑的活跃程度，进而判断人体是否进入深度睡眠状态以及是否可能被床面的运动惊醒；体温检测装置可以检测人体体温的变化，进而判断人体是否进入深度睡眠状态以及是否即将醒来；体动检测装置用于检测人体的动作，根据人体动作的有无、数量和类型可以判断出人体是否进入深度睡眠状态以及是否可能被床面的运动惊醒。具体实施中考虑成本因素，有可能在一张床上同时采用多种检测睡眠深度的检测装置，也有可能只采用其中的一种；有可能在一张床上同时采用多个检测睡眠深度的检测装置，也有可能只采用一个。

请注意，图1中舒适层、睡眠姿势传感系统、睡眠深度传感系统和具有变形功能的部件的上下层堆叠关系并不是固定不变的。根据传感系统所选的传感器类型和组合的不同，根据各层材料软硬程度不同，图1中的舒适层、睡眠姿势传感系统、睡眠深度传感系统和具有变形功能的部件的上下层堆叠关系是可以进行调整的。

所述的控制器的作用是接收和处理各种传感器的信号，经过逻辑运算和智能运算后发出指令控制床面形状的改变。控制器是本发明不可缺少的关键组成部分，但其实现方式却多种多样，在现有技术条件下可以有非常多的实现方法，也可以灵活地安装在多种位置，因此在图1中并没有画出控制器的外形。控制器和传感器、执行器之间的连接可以采用有线或无线的数据传输方式，控制器自身可以采用有线或无线的能源输入方式，控制器中的逻辑运算和智能运算可以在本地进行、也可以在云端或远程进行，这里列出的这些技术组合在现有技术条件下都是不需要做出创造性劳动就可以实现的。

请参阅图2所示，本发明为一种兼顾入睡和理疗功能的床，其兼顾入睡和理疗功能的方法是按以下步骤实现的：

S1.将床面形状调整为易于入睡的形状；

S2.以检测睡眠深度的传感系统的测量数据为输入，判断睡在床上的人是否已经进入深度睡眠状态，在进入深度睡眠之后自动进行床面形状的调节；

S3.以检测睡姿的传感系统的测量数据为输入，先识别出人体当前的睡姿，然后计算出既不会使人惊醒、又能起到一定的理疗效果的床面形状作为床面目标形状；

S4.控制床面缓慢、轻柔地向目标形状逐渐变化。

由以上四个步骤就可以实现本发明的核心功能。在S1中，用户可根据自己的习惯将床面调整为易于入睡的形状，这样有利于快速入睡；在S2中，本发明的床以检测睡眠深度的传感系统的测量数据为输入，判断睡在床上的人是否已经进入深度睡眠状态，当检测到人体进入深度睡眠之后自动进行床面形状的调节；在S3中，本发明的床以检测睡姿的传感系统的测量数据为输入，先识别出人体当前的睡姿，然后根据用户事先的设定，基于人体工学和生物力学原理可自动计算出既不会使人惊醒、又能起到一定的理疗效果的床面形状，作为床面的目标形状；在S4中，本发明的床自动控制床面缓慢、轻柔地向目标形状逐渐变化，从而实现一定的理论效果。这样，本发明的床就实现了兼顾易于入睡和理论功能的效果。

在实现本发明的核心功能的基础上，为了使本发明的床更加人性化，可以选择加入下面的步骤：

S5.在床面变形过程中时刻判断人的睡眠状态，如果发现人有被惊醒的可能，则停止变化；如果停止变化后仍存在人被惊醒的可能，则缓慢、轻柔、分阶段地向容易入眠的床面形状逐渐变化；

S6.达到有理疗效果的床面形状后，根据用户设定停留合理的时间，然后根据用户设定可回到容易入睡的床面形状或产生其他床面形状；

S7.根据用户设定，在用户设定的起床时间前，调整床面形状至具有一定的理疗效果且会使用户逐渐醒来的状态，使用户在浅表睡眠状态被唤醒。

其中，S5用于减少床在进入理疗状态的过程中把人惊醒的可能性；S6用于控制理疗时间的长短，也可以实现在一次睡眠中理疗多次或理疗多个部位的功能；S7是加入了智能唤醒功能，可以使人在起床闹铃响起之前就预先进入浅表睡眠状态，降低闹钟铃声对人的心理和生理的刺激的强度。

实施例二

如图3所示，图3为兼顾入睡和理疗的系统的示意图。本发明的兼顾入睡和理疗的系统包括承载模块1、深度睡眠传感模块2、睡姿传感模块3及控制模块4，承载模块1可形成不同的形状，用于满足使用者躺卧时的不同需求，深度睡眠传感模块2收集承载模块1上使用者的睡眠深度数据，睡姿传感模块3收集承载模块1上使用者的睡姿数据，且收集到的睡眠深度数据与睡姿数据均输送至控制模块4，控制模块4则根据收集到的数据改变承载模块1的形状。

具体应用时，承载模块1包括舒适件11及变形件12，舒适件11与使用者接触，变形件12则与舒适件11配合，改变使用者的睡姿。具体的，承载模块1为现有的床体。本实施例中舒适件11选用纺织品、海绵、皮革、橡胶或其他使人感觉舒适的材料。变形件12为具有变形功能的物品，例如具有变形功能的床垫、具有变形功能的床架、具有变形功能的枕头、具有变形功能的腰垫、具有变形功能的腿垫或具有变形功能的脚垫中的至少一种。本实施例中，具有变形功能的床垫、具有变形功能的床架、具有变形功能的枕头、具有变形功能的腰垫、具有变形功能的腿垫或具有变形功能的脚垫，其运动方式可采用电动方式驱动，也可以采用气动或液压方式驱动，在此不做具体限制，根据使用需求进行选择即可。

深度睡眠传感模块2收集舒适件11上的使用者的睡眠深度数据，并将睡眠深度数据输送至控制模块4。具体应用时，深度睡眠传感模块2由心率检测装置、呼吸检测装置、血压检测装置、血氧检测装置、脑电波检测装置、核磁共振检测装置、体温检测装置或体动检测装置中的至少一种组成。详细地说，心率检测装置可检测使用者的心率，并根据深度睡眠状态下心率一般会变缓的规律可以判断出人体是否进入深度睡眠状态以及是否可能被舒适件11的运动惊醒；呼吸检测装置可检测人的呼吸，并根据深度睡眠状态下呼吸一般会变缓、呼吸会平和的规律可以判断出使用者是否进入深度睡眠状态以及是否可能被舒适件11的运动惊醒；血压检测装置不但可以检测血压，还可以从血压波动信号中检测心率，进而可以判断出使用者是否进入深度睡眠状态以及是否可能被舒适件11的运动惊醒；血氧检测装置不但可以检测血氧含量，还可以从血氧波动信号中检测心率，进而可以判断出使用者是否进入深度睡眠状态以及是否可能被床面的运动惊醒；脑电波检测装置是睡眠健康研究领域的常用仪器，可以直接判断使用者是否进入深度睡眠状态以及是否可能被舒适件11的运动惊醒；核磁共振检测装置是广泛应用的脑功能成像技术之一，可以检测大脑的活跃程度，进而判断使用者是否进入深度睡眠状态以及是否可能被舒适件11的运动惊醒；体温检测装置可以检测使用者体温的变化，进而判断使用者是否进入深度睡眠状态以及是否可能被舒适件11的运动惊醒；体动检测装置用于检测使用者的动作，根据使用者动作的有无、数量和类型可以判断出使用者是否进入深度睡眠状态以及是否可能被舒适件11的运动惊醒。进一步说明地，深度睡眠传感模块2可选用其中的一种装置，也可以是多种装置的联合使用，本实施例中不做具体的限制，可根据实际使用进行选择。

睡姿传感模块3收集舒适件11上的使用者的睡姿数据，并将睡姿数据输送至控制模块4。具体应用时，睡姿传感模块3由红外相机、深度相机、压电传感器阵列、力传感器阵列或温度传感器阵列中的至少一种组成。详细地说，红外相机根据使用者自身温度一般情况下高于环境温度的规律，可利用红外热成像图像识别使用者在舒适件11上的睡姿；深度相机可以获取舒适件11上各个位置的深度信息(即舒适件11上各个点到摄像头的距离)，这些深度信息可组成深度图像，可利用深度图像识别使用者在床上的睡姿；压电传感器阵列有多行(或1行)多列(或1列)压电传感器组成，其作用是识别舒适件11上各个位置的受压情况，从而获得舒适件11上各处的压力分布图，可利用压力分布图及其变化趋势识别使用者在舒适件11上的睡姿；力传感器阵列有多行(或1行)多列(或1列)力传感器组成，其作用是直接获得舒适件11上各处的压力分布图，可利用压力分布图及其变化趋势识别使用者在舒适件11上的睡姿。进一步地说明，同一个舒适件11上可采用单个检测产品，也可以是多个检测产品组合使用。

控制模块4包括深度睡眠识别器41、睡姿识别器42、逻辑智能判断器43以及形状控制器44，深度睡眠识别器41连接深度睡眠传感模块2，睡姿识别器42连接睡姿传感模块3，逻辑智能判断器43连接深度睡眠识别器41与睡姿识别器42，形状控制器44连接逻辑智能判断器43，且形状控制器44连接变形件12；深度睡眠识别器41收集睡眠深度数据后输送至逻辑智能判断，同理，睡姿识别器42收集睡姿数据后输送至逻辑智能判断器43，逻辑智能判断器43对于收集到的数据进行对比分析并得出当前适合使用者的承载模块1形状，即为目标形状，然后发送工作信号给到形状控制器44，形状控制器44则驱使变形件12工作，进而使得舒适件11发生形变。具体应用时，深度睡眠传感模块2与深度睡眠识别器41、睡姿识别器42与睡姿传感模块3、逻辑智能判断器43与深度睡眠识别器41及睡姿识别器42、形状控制器44与逻辑智能判断器43、或者变形件12与形状控制器44均可以采用有线或无线的方式进行连接。

工作时，舒适件11预先调整至便于入睡的形状，使用者躺卧至舒适件11上，深度睡眠传感模块2及睡姿传感模块3采集使用者的睡眠深度数据和睡姿数据，并将采集到的两组数据分别输送至深度睡眠识别器41和睡姿识别器42，而后，深度睡眠识别器41处理后的睡眠深度数据，以及睡姿识别器42处理后的睡姿数据传输至逻辑智能判断器43，逻辑智能判断器43将收集到的数据进行对比和分析，并产出当前状态下舒适件11应当呈现形状的信号，该信号输送至形状控制器44，通过形状控制器44驱使变形件12工作，进而使得舒适件11发生形变。

实施例三

如图4所示，图4为实施例二中兼顾入睡和理疗的方法的逻辑框图。本发明的兼顾入睡和理疗的方法，包括：

S1：预先将承载模块1设定为使用者易于入睡的形状；

S2：深度睡眠传感模块2检测当前使用者的睡眠状态，并输出睡眠深度数据至控制模块4；

S3：睡姿传感模块3检测当前使用者的睡姿情况，并输出睡姿数据至控制模块4；

S4：控制模块4结合睡眠深度数据及睡姿数据进行对比分析，并输出信号调整承载模块1的形状，使得使用者处于舒适以及带有理疗效果的睡姿。

具体应用时，使用者可预先设定好适合自己的入睡形状，便于快速入睡，当检测到使用者处于深度睡眠状态下，然后由控制模块4结合人体工学和生物力学原理计算出既能不惊醒使用者，又能使其处于理疗的目标形状，并对承载模块1形状进行相应调节。

优选地，兼顾入睡和理疗的方法还包括：

S5：承载模块1形状发生变化过程中，睡眠深度数据将持续向控制模块4输入，控制模块4则依据睡眠深度数据对承载模块1的形状进行调节。

具体应用时，当承载模块1形状发生变化时，深度睡眠传感模块2持续保持对使用者进行睡眠深度数据的采集，若在承载模块1形变过程中，使用者有可能被惊醒，则控制模块4控制承载模块1停止继续形变；进一步地，若停止后仍然存在惊醒使用者的可能，则控制模块4将驱使承载模块1朝初始的形状缓慢、轻柔、分阶段地发生变化，避免在使用者在理疗过程中被惊醒，影响睡眠质量。

优选地，兼顾入睡和理疗的方法还包括：

S6：承载模块1形状调整后，控制模块4根据预先设定的停留时间，控制承载模块1保持当前状态一段时间。

具体应用时，当承载模块1调节至入睡和理疗双重效果的形状时，根据预先设定的停留时间，承载模块1将保持当前形状一段时间，使得使用者理疗时间加长，还可以进行多次重复理疗，提升理疗效果；停留时间结束后，承载模块1则朝初始形状或其他形状变化。

优选地，兼顾入睡和理疗的方法还包括：

S7：控制模块4根据预先设定的起床时间，将会提前地驱使承载模块1形状发生改变，使得使用者处于浅表睡眠状态。

具体应用时，控制模块4将在起床时间到达前，驱使承载模块1的形状发生改变，目的是使得使用者处于浅表睡眠状态，防止起床时间到达后被突然惊醒，降低闹钟铃声对人的心理和生理的刺激的强度。

综上所述，通过承载模块、深度睡眠传感模块、睡姿传感模块及控制模块的配合使用，深度睡眠传感模块与睡姿传感模块将采取的数据输送至控制模块，控制模块根据收集到的数据驱使承载模块发送形变，使得使用者处于入睡和理疗双重效果的环境下，改善了传统二者不能兼顾的问题，提高使用者的睡眠效果。