CN112439119A

CN112439119A - 一种基于触摸感知进行呼吸调节同步的实时反馈引导系统

Info

Publication number: CN112439119A
Application number: CN201910804289.5A
Authority: CN
Inventors: 朱滨
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-08-28
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2021-03-05

Abstract

本发明公开了一种基于触摸感知进行呼吸调节同步的实时反馈引导系统，包括底座及上盖，上盖的顶部设有超声波震荡片，上盖外壁设有触摸传感器、用于测量心率、脉搏指标的光电传感器，以及一振动模块，上盖内还设有PCB控制板、蓝牙模块、音响、光源及电池端；该呼吸调节同步的实时反馈引导系统可根据装置感测到的使用者手部生理信息，结合手部活动信息，实时获得该使用者当前生理状态及呼吸模式，并通过装置的语音、喷雾、灯光、振动等实时反馈，实现呼吸调节和呼吸同步两大功能，以达到预防压力产生或缓解压力之目的。

Description

一种基于触摸感知进行呼吸调节同步的实时反馈引导系统

技术领域

本发明涉及一种呼吸引导系统，尤其涉及一种基于触摸感知进行呼吸调节、同步的实时反馈、引导系统。

背景技术

随着现代城市人的生活压力的加剧，如何采用合理的方法减压成为不少城市白领的话题，通过一定引导的慢呼吸、冥想、正念等方式，让心态平和、静下来是一种较为有效的减压方法，该方法不但对减压有效，对孕妇调节身心、助产以及产后恢复也具有较好的效果；但正如上文所说，做慢呼吸、冥想、正念的前提是“需要通过一定的引导”，最好的方式是有经验的老师在现场进行教学，逐步掌握慢呼吸、冥想、正念的技巧，但要实现老师现场教学，要么就是去专业的场馆进行，要么就是请老师到家里进行教学，两者都要产生一定的时间成本。随着人机交互、物联网的日益发达，借助科技手段实现远程教学或自助式教学，已经逐渐成为现实，目前相对较为成熟的，是穿戴式引导系统，即采用头盔或耳机的方式和身体进行结合，进而进行慢呼吸、冥想、正念的教学，但很多学习者对穿戴所产生的束缚感存在一定抵触，有悖慢呼吸、冥想、正念时的“身心完全放松”的理念，基于此，如何研发一款非穿戴式呼吸引导设备，又具有较好的人机交互体验，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提出一种基于触摸感知进行呼吸调节同步的实时反馈引导系统，该呼吸调节同步的实时反馈引导系统可根据装置感测到的使用者手部生理信息，结合手部活动信息，实时获得该使用者当前生理状态及呼吸模式，并通过装置的语音、喷雾、灯光、振动等实时反馈，实现呼吸调节和呼吸同步两大功能，以达到预防压力产生或缓解压力之目的。

为达到上述技术目的，本发明采用了一种基于触摸感知进行呼吸调节同步的实时反馈引导系统，包括一上下结合时可呈球状的底座及上盖，所述上盖的顶部设有超声波震荡片，所述上盖外壁设有触摸传感器、用于测量心率、脉搏指标的光电传感器，以及一振动模块；所述上盖内还设有PCB控制板、蓝牙模块、音响、光源及电池端；所述超声波震荡片、触摸传感器、光电传感器、振动模块、蓝牙模块、音响及光源均和PCB控制板形成电性连接，且所述超声波震荡片、触摸传感器、光电传感器、振动模块、PCB控制板、蓝牙模块、音响及光源均和电池端形成电性连接；

所述上盖内还设有一和超声波震荡片、触摸传感器、光电传感器、振动模块、蓝牙模块、音响及光源形成控制连接的微处理器，且该微处理器和PCB控制板、电池端形成电性连接。

所述上盖外壁还设有和电池端相连接、可控制电池端和各用电模块之间通电或断电的触摸开关；

所述底座内设有贮水槽，所述贮水槽上端和上盖底部之间设有一隔水层，所述隔水层底部通过一弹簧件连接有一纵向竖立、且可探入所述贮水槽的吸水条；同时，所述隔水层底部还设有一可纵向探入贮水槽、且可探测贮水槽内水位深度的水位探测模块。

所述隔水层上端设有可和所述上盖底部形成扣接的上连接卡扣，所述隔水层底部设有可和所述底座上端形成扣接的下连接卡扣，由此使底座及上盖形成一个密封式球形结构。

作为本发明之优选，所述水位探测模块为水位传感器。

作为本发明之进一步优选，所述贮水槽的贮水量为300-400毫升。

作为本发明之进一步优选，所述光源为由LED光源模组组成的可变光光源。

作为本发明之更进一步优选，所述上盖为透光材料制成，且所述上盖的厚度为0.05-0.5厘米。

进一步的，所述上盖内壁通过雕刻装置雕刻有凹凸纹理结构。

进一步的，所述触摸传感器和光电传感器位于当双手握住上盖时、手指接触处位置。

更进一步的，所述上盖内还设有一GPS定位模块以及一基于3G、4G或5G无线信号的信号接收传输模块，所述GPS定位模块和信号接收传输模块均和PCB控制板、电池端形成电性连接。

采用上述结构和系统后，本发明具备如下优点：

1、本发明的实时反馈、引导系统，主要通过接触传感，和个体的生理情况进行实时的反馈，具体而言，主要是根据装置感测到的使用者手部生理信息，结合手部活动信息，实时获得该使用者当前生理状态及呼吸模式，并通过装置的语音、喷雾、灯光、振动等实时反馈，实现呼吸调节和呼吸同步两大功能，以达到预防压力产生或缓解压力之功效；

2、本发明兼具远程指导正念冥想练习的功能，可起到缓解疼痛，调节抑郁焦虑的效果；

3、本发明的生理感测装置为非穿戴式，无需在身体上佩戴任何传感装置，只需通过手持接触，即可监测呼吸，给使用者提供了较大的方便和较大的舒适度。

附图说明

图1所示的是本发明的结构示意图；

其中，1、超声波振荡片；2、触摸传感器；3、光电传感器；4、振动模块；5、触摸开关；6、光源；7、音响；8、隔水层；9、弹簧件；10、吸水条；11、贮水槽；12、蓝牙模块；13、GPS定位模块；14、信号接收传输模块；15、微处理器；16、PCB控制板；17、可充电电池；18、水位探测模块；19、上盖；20、底座；21、上连接卡扣；22、下连接卡扣。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

由图1可知，一种基于触摸感知进行呼吸调节同步的实时反馈引导系统，包括一上下结合时可呈球状的底座20及上盖19，该上盖19为透光材料制成，其厚度为0.05-0.5厘米，并且在上盖19的内壁通过雕刻装置雕刻有凹凸纹理结构。

在上盖19的顶部设有超声波震荡片1，在上盖19的外壁设有触摸传感器2、用于测量心率、脉搏指标的光电传感器3，以及一振动模块4；触摸传感器2和光电传感器3位于当双手握住上盖19时，手指接触处位置。

同时，在上盖19内还设有PCB控制板16、蓝牙模块12、音响7、光源6及电池端；在本发明中，所提到的光源为6为由至少三个LED光源模组组成的可变光光源。

在应用连接上，超声波震荡片1、触摸传感器2、光电传感器3、振动模块4、蓝牙模块12、音响7及光源6均和PCB控制板16形成电性连接，且超声波震荡片1、触摸传感器2、光电传感器3、振动模块4、PCB控制板16、蓝牙模块12、音响7及光源6均和电池端形成电性连接；

同时，在上盖19内还设有一和超声波震荡片1、触摸传感器2、光电传感器3、振动模块4、蓝牙模块12、音响7及光源6形成控制连接的微处理器15，且该微处理器15和PCB控制板16、电池端形成电性连接。

在上盖19内还设有一GPS定位模块13以及一基于3G、4G或5G无线信号的信号接收传输模块14，并且，GPS定位模块13和信号接收传输模块14均和PCB控制板16、电池端形成电性连接，在本发明中，电池端优选为可充电电池17。

并且，在上盖19的外壁还设有和电池端相连接、可控制电池端和各用电模块之间通电或断电的触摸开关5；

在底座20内设有贮水槽11，该贮水槽11的贮水量为300-400毫升；该贮水槽11上端和上盖底部之间设有一隔水层8，该隔水层8底部通过一弹簧件9连接有一纵向竖立、且可探入贮水槽11的吸水条10；同时，在隔水层8底部还设有一可纵向探入贮水槽11、且可探测贮水槽11内的水位深度的水位探测模块18；在实际应用中，本发明所提到的水位探测模块18为水位传感器；在隔水层8上端设有可和上盖19的底部形成扣接的上连接卡扣21，在隔水层8底部设有可和底座20上端形成扣接的下连接卡扣22，由此使底座20及上盖19通过隔水层8、上连接卡扣21、下连接卡扣22形成一个密封式球形结构。

本发明的装置的主要核心控制部件为微处理器15，具体使用时，可双手轻轻抱住该装置，并使拇指按压光电传感器3，通过拇指端皮肤接触光电传感器3，监测使用者心率、血氧浓度、心率变化率等生理信息。

同时使用者的手部活动作为使用者与装置呼吸同步的中介，具体为，当使用者呼气和吸气时，手指分别调整按压装置的力度和时长(具体为按压触摸传感器2)，经由装置内部的触摸传感器2，得到使用者呼吸参数，如频率、时长、强弱等呼吸信息。

当装置启动自主调节模式时，在装置通过使用者手部活动信息以获得该使用者当前呼吸频率，装置的引导模式以提供比使用者更低的呼吸频率，通过喷气(、贮水槽11内的吸水条10将贮水槽11内的水引导到超声波震荡片1，由通过超声波震荡片1的震荡实现喷气)、灯光(由至少三个LED光源模组组成的可变光光源)、振动(通过振动模块4实现)和声音(通过音响7实现)等参数作为实时反馈引导使用者调节自身呼吸。

本发明的喷雾速度、大小、时长可控，根据感测到的使用者生理信号，进行实时分析(通过微处理器15)，提供适合使用者当前状况的呼吸调整方案，指导使用者跟随装置的喷雾速度、大小、时长进行模仿呼吸。具体为，当装置喷气时，使用者呼气，时长与装置喷气时长同步，当装置停止喷气，使用者吸气，时长与装置停止喷气时长同步，喷气大小指导使用者呼吸的气息量大小。

当装置处在黑暗环境或喷气效果不明显时，使用灯光替代喷雾引导使用者。具体为，当装置灯光亮度逐渐增加时，使用者吸气，吸气时长与装置亮灯时长同步；当亮度减弱时，使用者呼气，呼气时长与装置灯光变暗时长同步。

当装置启动振动模式时，可通过振动(振动模块4)反馈引导使用者。具体为，模式一：当装置振动时，使用者吸气，吸气时长与装置振动时长同步。当振动停止时，使用者呼气，呼气时长与装置停止振动时长同步。模式二：当装置振动特定区域A时，使用者吸气，吸气时长与装置振动该区域时长同步。当振动特定区域B时，使用者呼气，呼气时长与装置振动该区域时长同步。当振动停止时，使用者屏息，屏息时长与装置停止振动时长同步。

本发明装置可通过语音和背景音乐引导使用者进行压力放松和调整呼吸的相关训练。声音可通过装置内置音响7直接播放，或者通过手机播放。

本发明的外罩19表面纹理显现方式具体为：纹理雕刻在外罩19壁内侧，通过凹凸纹理控制罩壁厚度，在内部光源的照射下，纹理显示在外罩壁外侧。

本发明的装置还可和预先编程的手机APP配套使用，通过蓝牙模块12或WiFi与装置数据通信。使用者可通过App预定系统，获得装置的位置，以及该装置目前是否正在使用，及已被预定的时间。使用者可以在该装置未被使用和预定的时间段内，预定使用时间。当使用者成功预定了使用该装置的时间段后，其他使用者可在APP中看到该装置未被预定的剩余时间段，防止同时预定相同时间。使用者也可以在预定装置某时间段后，取消预定。该功能支持多个使用者通过App预定系统在不同时段使用同一设备，提高装置使用率。

在实际应用中，本发明的装置自带的电池模块(和可充电电池17相连接)检测当前电池容量，当电池容量不足20％时，通过装置指示灯或联网的手机App自动提示电量不足，需要及时充电；本发明装置的水位探测模块18可实时检测当前水位，当水位不足标准线时，通过装置指示灯或联网的手机App自动提示水量不足，需要加水。

表1为使用本发明装置三到四个月用户练习时间和使用情况的相关数据。

表1

本发明的实时反馈、引导系统，主要通过接触传感，和个体的生理情况进行实时的反馈，具体而言，主要是根据装置感测到的使用者手部生理信息，结合手部活动信息，实时获得该使用者当前生理状态及呼吸模式，并通过装置的语音、喷雾、灯光、振动等实时反馈，实现呼吸调节和呼吸同步两大功能，以达到预防压力产生或缓解压力之目的；

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于触摸感知进行呼吸调节同步的实时反馈引导系统，包括一上下结合时可呈球状的底座及上盖，其特征在于，所述上盖的顶部设有超声波震荡片，所述上盖外壁设有触摸传感器、用于测量心率、脉搏指标的光电传感器，以及一振动模块；所述上盖内还设有PCB控制板、蓝牙模块、音响、光源及电池端；所述超声波震荡片、触摸传感器、光电传感器、振动模块、蓝牙模块、音响及光源均和PCB控制板形成电性连接，且所述超声波震荡片、触摸传感器、光电传感器、振动模块、PCB控制板、蓝牙模块、音响及光源均和电池端形成电性连接；

2.如权利要求1所述的一种基于触摸感知进行呼吸调节同步的实时反馈引导系统，其特征在于，所述水位探测模块为水位传感器。

3.如权利要求1所述的一种基于触摸感知进行呼吸调节同步的实时反馈引导系统，其特征在于，所述贮水槽的贮水量为300-400毫升。

4.如权利要求1所述的一种基于触摸感知进行呼吸调节、同步的实时反馈、引导系统，其特征在于，所述光源为由LED光源模组组成的可变光光源。

5.如权利要求1所述的一种基于触摸感知进行呼吸调节、同步的实时反馈、引导系统，其特征在于，所述上盖为透光材料制成，且所述上盖的厚度为0.05-0.5厘米。

6.如权利要求1所述的一种基于触摸感知进行呼吸调节、同步的实时反馈、引导系统，其特征在于，所述上盖内壁通过雕刻装置雕刻有凹凸纹理结构。

7.如权利要求1所述的一种基于触摸感知进行呼吸调节、同步的实时反馈、引导系统，其特征在于，所述触摸传感器和光电传感器位于当双手握住上盖时、手指接触处位置。

8.如权利要求1所述的一种基于触摸感知进行呼吸调节、同步的实时反馈、引导系统，其特征在于，所述上盖内还设有一GPS定位模块以及一基于3G、4G或5G无线信号的信号接收传输模块，所述GPS定位模块和信号接收传输模块均和PCB控制板、电池端形成电性连接。