一种气囊降噪系统、床及气囊充放气降噪方法与流程

1.本发明涉及智能家居技术领域，具体涉及一种气囊降噪系统、床及气囊充放气降噪方法。


背景技术：

2.随着人们生活水平的不断提高，智能家居已成为越来越多人追求的生活品质。采用气囊制作的智能床可以为用户提供更加舒适的睡眠体验。但是，智能床的气囊在充气和放气时会产生噪音问题，其噪音最大能达到60分贝，严重影响用户对采用气囊的智能床的使用体验。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服采用气囊制作的智能床在充气和放气时产生噪音，严重影响用户使用体验的缺陷，基于以上情况，开发一种气囊降噪系统十分必要。
4.为了克服上述缺陷，本发明提供一种气囊降噪系统，包括：
5.噪声信号采集模块，适于采集气囊本体充气和放气时的噪音信号；
6.信号预处理模块，与噪声信号采集模块信号连接，所述信号预处理模块适于对噪音信号依次进行低通滤波和信号放大，获得预处理噪音信号；
7.信号分析模块，与信号预处理模块信号连接，所述信号分析模块适于对预处理噪音信号分析，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段；
8.充气组件，与气囊本体上设有的充气口连接；所述充气组件适于对所述气囊本体充气；
9.放气组件，与气囊本体上设有的放气口连接；所述放气组件适于对所述气囊本体放气；
10.控制器，与充气组件、放气组件、信号分析模块均信号连接；所述控制器适于根据预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段，降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气和放气时的噪音不大于设定值。
11.可选地，在所述气囊本体上设有的充气口和放气口内均设有消音件。
12.可选地，所述消音件为采用丝线构成的立体空间网状结构。
13.可选地，所述丝线的直径不大于0.1毫米。
14.可选地，在所述气囊本体的内壁表面设有吸音隔音层。
15.可选地，所述吸音隔音层的厚度大于气囊本体的厚度，所述吸音隔音层的密度大于气囊本体的密度。
16.本发明还提供一种床，包括：所述的气囊降噪系统。
17.本发明还提供一种气囊充放气降噪方法，利用所述的气囊降噪系统，包括：
18.采集气囊本体充气和放气时不小于设定值的噪音信号段；
19.通过降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气或放气时的噪音不大于设定值。
20.可选地，包括：
21.噪声信号采集模块实时采集气囊本体充气或放气时的噪音信号；
22.信号预处理模块实时对噪音信号依次进行低通滤波和信号放大，获得预处理噪音信号；
23.信号分析模块对预处理噪音信号实时分析，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段；
24.控制器根据预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段，实时降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气和放气时的噪音不大于设定值。
25.可选地，所述信号分析模块对预处理噪音信号实时分析包括：
26.对预处理噪音信号进行傅里叶变换，获得频域信号；
27.对频域信号进行功率谱密度计算，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段。
28.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
29.1.本发明提供的气囊降噪系统，包括：噪声信号采集模块，适于采集气囊本体充气和放气时的噪音信号；信号预处理模块，与噪声信号采集模块信号连接，所述信号预处理模块适于对噪音信号依次进行低通滤波和信号放大，获得预处理噪音信号；信号分析模块，与信号预处理模块信号连接，所述信号分析模块适于对预处理噪音信号分析，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段；充气组件，与气囊本体上设有的充气口连接；所述充气组件适于对所述气囊本体充气；放气组件，与气囊本体上设有的放气口连接；所述放气组件适于对所述气囊本体放气；控制器，与充气组件、放气组件、信号分析模块均信号连接；所述控制器适于根据预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段，降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气和放气时的噪音不大于设定值；本技术采用上述技术方案，对噪音来源处采集信号，确定噪音高峰期，在噪音高峰期，通过降低充放气时的速度，显著降低充放气的噪声；明显提升产品的用户体验，提高产品市场竞争力。
30.2.本发明在所述气囊本体上设有的充气口和放气口内均设有消音件；本技术采用上述技术方案，通过在气囊本体的充气口和放气口处增设消音件，降低气囊本体充放气时的噪音。
31.3.本发明所述消音件为采用丝线构成的立体空间网状结构；本技术采用上述技术方案，通过在气囊本体的充气口和放气口处增设丝线构成的立体空间网状结构的消音件，增加空气与气囊本体摩擦位置处的表面积，降低压强，起到缓冲作用，将气体充入气囊本体时的节奏由整齐划一变成向周围散射，进而降低气囊本体充放气时的噪音。
32.4.本发明所述丝线的直径不大于0.1毫米；本技术采用上述技术方案，限定丝线的直径，显著增加空气与气囊本体摩擦位置处的表面积，既保证充放气时的压力，又显著降低气囊本体充放气时的噪音。
33.5.本发明在所述气囊本体的内壁表面设有吸音隔音层；本技术采用上述技术方案，通过在气囊本体内部增设吸音隔音层，有效降低气囊本体内部空气摩擦产生的噪音，进一步降低噪声水平。
34.6.本发明所述吸音隔音层的厚度大于气囊本体的厚度，所述吸音隔音层的密度大于气囊本体的密度；本技术采用上述技术方案，通过厚度和密度较大的吸音隔音层，减小反射系数和透射系数，进而增大吸声系数，增强吸音隔音层的吸声效果，达到进一步降低噪声水平的目的。
35.7.本发明提供的床，包括：所述的气囊降噪系统；本技术采用上述技术方案，通过气囊降噪系统显著降低气囊本体充放气时的噪音，明显提升产品的用户体验，提高产品市场竞争力。
36.8.本发明提供的气囊充放气降噪方法，利用所述的气囊降噪系统，包括：采集气囊本体充气和放气时不小于设定值的噪音信号段；通过降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气或放气时的噪音不大于设定值；本技术采用上述技术方案，对噪音来源处采集信号，确定噪音高峰期，在噪音高峰期，通过降低充放气时的速度，显著降低充放气的噪声；明显提升产品的用户体验，提高产品市场竞争力。
37.9.本发明提供的气囊充放气降噪方法，包括：噪声信号采集模块实时采集气囊本体充气或放气时的噪音信号；信号预处理模块实时对噪音信号依次进行低通滤波和信号放大，获得预处理噪音信号；信号分析模块对预处理噪音信号实时分析，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段；控制器根据预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段，实时降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气和放气时的噪音不大于设定值；本技术采用上述技术方案，具体限定采集噪声信号，以及确定噪音高峰期的具体步骤；可靠有效地对噪音高峰期的噪声进行处理；明显提升产品的用户体验，提高产品市场竞争力。
38.10.本发明所述信号分析模块对预处理噪音信号实时分析包括：对预处理噪音信号进行傅里叶变换，获得频域信号；对频域信号进行功率谱密度计算，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段；本技术采用上述技术方案，采用信号分析处理的方法，确定充放气时需要降低充放气速度的时间段，以达到最佳的噪音控制效果。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本发明实施方式中提供的气囊降噪系统的连接示意框图；
41.图2为本发明实施方式中提供的气囊本体的局部剖面结构示意图；
42.图3为本发明实施方式中提供的消音件的立体结构示意图。
43.附图标记说明：
44.1、气囊本体；2、充气口；3、消音件；4、丝线。
具体实施方式
45.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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
人员在没有做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。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
48.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
49.如图1至图3所示的气囊降噪系统的一种具体实施方式，包括：依次连接的噪声信号采集模块、信号预处理模块、信号分析模块和控制器，以及与控制器连接的充气组件和放气组件。
50.如图1所示，所述噪声信号采集模块适于采集气囊本体1充气和放气时的噪音信号；所述气囊本体1为热塑性弹性体(tpe，thermoplastic elastomer)。在气囊本体1充气和放气刚开始阶段的噪音最大，为60分贝左右，后续噪音会降低到40分贝左右，所以对气囊本体1充放气阶段的噪音进行控制。所述信号预处理模块与噪声信号采集模块信号连接，所述信号预处理模块适于对噪音信号依次进行低通滤波和信号放大，获得预处理噪音信号；所述信号分析模块与信号预处理模块信号连接，所述信号分析模块适于对预处理噪音信号分析，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段；所述充气组件与气囊本体1上设有的充气口2连接；所述充气组件适于对所述气囊本体1充气；所述放气组件与气囊本体1上设有的放气口连接；所述放气组件适于对所述气囊本体1放气。所述控制器，与充气组件、放气组件、信号分析模块均信号连接；所述控制器适于根据预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段，降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气和放气时的噪音不大于设定值；具体的所述设定值为经验值，具体可以为40分贝。
51.如图2和图3所示，在所述气囊本体1上设有的充气口2和放气口内均设有消音件3。具体的，所述消音件3为采用丝线4构成的立体空间网状结构；所述丝线4的直径不大于0.1毫米。具体原理简述如公式(1)所示。
[0052][0053]
其中，l是声级，i是声强度，i0是参考声强度。通过采用不大于0.1毫米直径的丝线4，可以有效地降低声强度i，降低声级l，从而降低噪音水平。总之，本发明所述的消音件3能够在不影响气囊本体1正常功能的情况下，有效地降低噪音，满足应用需求。
[0054]
进一步的，在所述气囊本体1的内壁表面设有吸音隔音层。所述吸音隔音层为声学吸声材料，其厚度大于气囊本体1的厚度，所述吸音隔音层的密度大于气囊本体1的密度。具
体原理简述如下：声学吸声材料的吸声系数α与材料反射系数r、材料透射系数t的关系可以用以下公式表示。
[0055]
α＝1－r－t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0056]
其中，当材料的厚度d越大和材料的密度ρ越大时，材料的反射系数r和透射系数t均越小，由公式(2)可看出，吸声系数α则相应的增大，即材料的吸声效果会更好。所以将较高厚度和较高密度的吸音隔音层设置在气囊本体1的内壁，以增加吸声效果。
[0057]
本发明还提供一种床，包括：所述的气囊降噪系统。
[0058]
本发明还提供一种气囊充放气降噪方法，利用所述的气囊降噪系统，包括以下步骤：
[0059]
s1、采集气囊本体1充气和放气时不小于设定值的噪音信号段；
[0060]
s2、通过降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气或放气时的噪音不大于设定值。具体的，可以用噪音测试仪找到气囊本体1充放气时，噪音在40分贝以上的时间段，在上述时间段改变充放气节奏，可以采用先慢后快的方案，降低噪音水平。
[0061]
更精确具体的，本发明所述气囊充放气降噪方法，包括以下步骤：
[0062]
s11、噪声信号采集模块实时采集气囊本体1充气或放气时的噪音信号；
[0063]
s12、信号预处理模块实时对噪音信号依次进行低通滤波和信号放大，获得预处理噪音信号；以使预处理噪音信号更加清晰和准确。一般情况下，使用低通滤波器进行低通滤波，以滤除高频噪声；使用放大器进行信号放大，以增强信号的强度。
[0064]
s13、信号分析模块对预处理噪音信号实时分析，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段；
[0065]
s14、控制器根据预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段，实时降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气和放气时的噪音不大于设定值。即匹配一定的充放气速度，达到最佳的噪音控制效果。
[0066]
所述步骤s13的具体步骤如下：
[0067]
s131、对预处理噪音信号f[n]进行傅里叶变换，获得频域信号f[k]；傅里叶变换可以将信号分解成不同频率的正弦波，通过分析正弦波的振幅和频率，可以得到原始信号的频谱特征；具体可以通过快速傅里叶变换算法实现傅里叶变换，如公式(3)所示，
[0068]
f[k]＝∑f(n)e-j2πkn/n
ꢀꢀꢀ
(3)
[0069]
其中，n为信号的长度，k为频率序号，n为时间序号，e为自然对数函数的底数，j为虚数单位。
[0070]
s132、对频域信号进行功率谱密度计算，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段。进行功率谱密度计算具体可以采用功率谱密度函数计算。
[0071]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种气囊降噪系统，其特征在于，包括：噪声信号采集模块，适于采集气囊本体(1)充气和放气时的噪音信号；信号预处理模块，与噪声信号采集模块信号连接，所述信号预处理模块适于对噪音信号依次进行低通滤波和信号放大，获得预处理噪音信号；信号分析模块，与信号预处理模块信号连接，所述信号分析模块适于对预处理噪音信号分析，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段；充气组件，与气囊本体(1)上设有的充气口(2)连接；所述充气组件适于对所述气囊本体(1)充气；放气组件，与气囊本体(1)上设有的放气口连接；所述放气组件适于对所述气囊本体(1)放气；控制器，与充气组件、放气组件、信号分析模块均信号连接；所述控制器适于根据预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段，降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气和放气时的噪音不大于设定值。2.根据权利要求1所述的气囊降噪系统，其特征在于，在所述气囊本体(1)上设有的充气口(2)和放气口内均设有消音件(3)。3.根据权利要求2所述的气囊降噪系统，其特征在于，所述消音件(3)为采用丝线(4)构成的立体空间网状结构。4.根据权利要求3所述的气囊降噪系统，其特征在于，所述丝线(4)的直径不大于0.1毫米。5.根据权利要求1－4任一项所述的气囊降噪系统，其特征在于，在所述气囊本体(1)的内壁表面设有吸音隔音层。6.根据权利要求5所述的气囊降噪系统，其特征在于，所述吸音隔音层的厚度大于气囊本体(1)的厚度，所述吸音隔音层的密度大于气囊本体(1)的密度。7.一种床，其特征在于，包括：权利要求1－6任一项所述的气囊降噪系统。8.一种气囊充放气降噪方法，利用权利要求1－6任一项所述的气囊降噪系统，其特征在于，包括：采集气囊本体(1)充气和放气时不小于设定值的噪音信号段；通过降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气或放气时的噪音不大于设定值。9.根据权利要求8所述的气囊充放气降噪方法，其特征在于，包括：噪声信号采集模块实时采集气囊本体(1)充气或放气时的噪音信号；信号预处理模块实时对噪音信号依次进行低通滤波和信号放大，获得预处理噪音信号；信号分析模块对预处理噪音信号实时分析，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段；控制器根据预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段，实时降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气和放气时的噪音不大于设定值。10.根据权利要求9所述的气囊充放气降噪方法，其特征在于，所述信号分析模块对预处理噪音信号实时分析包括：
对预处理噪音信号进行傅里叶变换，获得频域信号；对频域信号进行功率谱密度计算，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段。

技术总结
本发明涉及智能家居技术领域，具体涉及一种气囊降噪系统、床及气囊充放气降噪方法，气囊降噪系统包括：噪声信号采集模块采集气囊本体充气和放气时的噪音信号；信号预处理模块获得预处理噪音信号；信号分析模块对预处理噪音信号分析，获得预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段；控制器与充气组件、放气组件、信号分析模块均信号连接；控制器根据预处理噪音信号中不小于设定值的噪音信号段，降低充气组件的充气速度或者降低放气组件的放气速度，使得充气和放气时的噪音不大于设定值；本申请对噪音来源处采集信号，确定噪音高峰期，在噪音高峰期，通过降低充放气时的速度，显著降低充放气的噪声；提升用户体验。提升用户体验。提升用户体验。


技术研发人员：王宇 徐念龙 柳成
受保护的技术使用者：王力安防科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.27
技术公布日：2023/9/20