CN104783793B - 导电织物及包括该导电织物的人体成分秤 - Google Patents

Abstract

一种导电织物以及包括该导电织物的人体成分秤，该导电织物包括织物本体和设置在织物本体上的相互绝缘的至少两个导电区域，在每个导电区域内设有一个或多个导电部件，导电部件贯穿织物本体且凸出于织物本体的正反两面。解决了寒冷天气下人脚必须直接与人体成分秤的不锈钢电极或玻璃接触来测量人体成分而带来的不适感以及因脚汗湿而不能测量出人体成分的技术问题。该可以在寒冷季节用来将人脚与冰凉的不锈钢或玻璃隔绝开的且正反两面可以导电的导电织物，不影响人体成分秤的测量。

Description

导电织物及包括该导电织物的人体成分秤

技术领域

本发明涉及导电技术领域和人体检测技术领域。具体地说，涉及一种导电织物和包括该导电织物的人体成分秤。

背景技术

近年，市场上出现了一些可以测量人体脂肪含量、肌肉含量、水分含量等的体重秤，即人体成分秤。人体成分体重秤是采用生物电阻抗测量法来测量和分析人体成分的。生物电阻抗测量(Electrical Bio-impedance Measurement)是一种利用生物组织与器官的电特性及其变化规律提取与人体生理状况相关的生物医学检测技术。这种方法借助于体表电极、信号发生器等设备，向被测对象发出不同频率的电流信号，借助数据采集设备检测相应频率的电压从而得到阻抗信息。

任何生物体都由基本单位细胞构成，细胞由细胞膜包裹，内部充满细胞质，细胞之间是细胞外液。生理学研究表明，当直流或低频电流施加于生物组织时，电流将以任意一种可能的方式绕过细胞，主要流经细胞外液；当施加于生物组织电流的频率增加，细胞膜电容的容抗减小，一部分电流将穿过细胞膜流经细胞内液。这使得生物组织阻抗对外界呈现一定的频散特性。

高频电流对人体脂肪的穿透性远远小于对其他人体组织(例如肌肉、血液等)的穿透性。也就是脂肪的电阻抗比其他组织的电阻抗大得多。当我们用高频的电流去测量人体的阻抗时，人体内脂肪的含量越高则阻抗值越高。所以我们可以通过用高频电流测量人体的阻抗并结合人体的身高、体重、年龄、性别等参数来判断体内脂肪含量的高低。

测量方法如图1所示，脂肪秤通过左右脚的两个电极(E0、E3)向人体施加微弱的、高频的、电流值恒定的正弦波(50kHz，0.3mA)电流；再从另外两个电极(E1、E2)检测到电压信号，该信号经过放大、整流、A/D转换以及经CPU处理后计算出人体的阻抗，然后再结合人体的身高体重等参数计算出人体脂肪的含量。

鉴于测量人体各成分参数时，需要与人体导电连通。现在市面上的人体成分秤主要包括从上到下依次设置的主控电路板a1、支撑件a2和电极片a3，其中支撑件a2主要包括钢化玻璃和塑料结构件，并大致分为以下两种：

第一种是采用不锈钢片a31作为人体导电的介质。如图2所示，主控电路板a1与不锈钢电极片a31连接，不锈钢电极片a31再与人体接触。主控电路板a1发出特定频率的电流，经不锈钢电极片a31将该特定电流导入人体，电流通过人体后从另外一个电极导出，并经同样的结构连接至主控电路板a1；

第二种常见的导电方法为在钢化玻璃表面镀一层ITO导电膜a32。如图3所示，工作原理为主控电路板a1导出特定频率的电流到ITO导电膜a32上面，人体光脚与ITO导电膜a32接触，将电流导入到人体，从而达到测量人体参数的目的。

从上面的两种方案来看，现在市面上人体称在测量时，必须人光脚直接与镀过膜的ITO玻璃表面直接接触，或者是踩在玻璃和不锈钢电极片上。

根据研究，人体最适宜的温度在18℃－24℃。尤其是当环境温度低于18度时，人体会感觉到寒冷和不适。人体成分秤在秋冬使用时，环境温度在很多情况会低于18度。在南方没有暖气的家里，环境温度甚至能接近零度。此时如果需要通过人体成分秤来测量人体的各项参数，人必须光脚站立在秤面上才能测量。人体光脚与接近零度的玻璃或不锈钢电极片接触，将给人体带来强烈的不适感，从而影响产品的用户体验。

另外，在使用现有的人体成分秤时，如果人脚处于汗湿状态或人脚表面附有其他可导电液体或人体表面附有可导电液体均可能会影响测量结果。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于寒冷天气下人脚必须直接与人体成分秤的不锈钢电极或玻璃接触来测量人体成分会带来不适感以及在人脚汗湿时人体成分秤不能测量出人体成分，从而提出一种可以在寒冷季节用来将人脚与冰凉的不锈钢或玻璃隔绝开的且正反两面可以导电的导电织物以及包括该导电织物的人体成分秤。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种导电织物，包括织物本体和设置在织物本体上的相互绝缘的至少两个导电区域，在每个导电区域内设有一个或多个导电部件，导电部件贯穿织物本体且凸出于织物本体的正反两面。

优选地，导电部件包括贯穿织物本体且凸出于织物本体正反两面的至少两个竖直臂，竖直臂通过至少一个横臂连接。

优选地，横臂为一个，设置在织物本体的反面且其两端分别与竖直臂的端部连接；或

横臂设置在织物本体内且两端分别与竖直臂的中部连接。

优选地，横臂为两个，其中一个横臂设置在织物本体的反面且两端分别与竖直臂的下端连接；另一个横臂设置在织物本体的正面且两端分别与竖直臂的上端连接、或设置在织物本体内且两端分别与竖直臂的中部连接。

优选地，横臂为三个，其中一个横臂设置在织物本体的反面且两端分别与竖直臂的下端连接，另一个横臂设置在织物本体的正面且两端分别与竖直臂的上端连接，还有一个横臂设置在织物本体内且其两端分别与竖直臂的中部连接。

优选地，导电区域有四个，且均匀分布于织物本体上。

优选地，导电部件的材料为不锈钢纤维或银纤维。

优选地，还包括无线通信模块，设置在织物本体上除导电区域以外的位置，无线通信模块内存储有导电区域的导电参数。

一种人体成分秤，包括从下到上依次设置的主控电路板、支撑件和电极片，电极片至少设有两个，还包括上述技术方案中所述的导电织物，导电织物设置在电极片上，导电区域的数目与电极片的数目相等且导电区域与电极片的位置相对应。

优选地，主控电路板上还包括与无线通信模块相对应的无线接收模块，用于获取导电区域的导电参数，和/或导电织物还包括有效电阻测量部件，与导电区域连接，获取进行人体成分测量时导电区域的有效电阻，并将有效电阻传输给无线接收模块。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本发明提供的导电织物可以以最短的导电部件来导通被织物本体绝缘的两个导电物体，结构简单，使得制造工艺也简单。另外，可以最大程度地减少用来制作导电部件的导电材料，从而不仅降低了加工成本也降低了材料成本，还可以最大程度地减少该导电织物的电阻。因此，该导电织物不仅具有织物所具有的保暖、吸汗等功能，同时也可以作为导体使用。

2.本发明提供的人体成分秤，设置在其电极片上的导电织物具有吸汗功能，解决了因人脚汗湿导致人体成分秤不能正确测量人体各成分含量的技术问题。同时该导电织物还具有保暖作用，使得在寒冷天气下，不仅可以利用人体成分秤准确测量人体各成分含量，还免受冰冷的不锈钢电极或玻璃带来的不适感。

附图说明

图1是人体成分秤的测量电路原理示意图；

图2是设置不锈钢电极片的人体成分秤的测量示意图；

图3是设置ITO导电膜的人体成分秤的测量示意图；

图4是本发明一个实施例的导电织物结构示意图；

图5–图11是本发明中导电部件的不同具体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的内容，下面结合附图和实施例对本发明所提供的技术方案作进一步的详细描述。

实施例1

本实施例提供了一种导电织物，包括织物本体1和设置在织物本体1上的相互绝缘的四个导电区域2，在每个导电区域2内设有导电部件3，导电部件3贯穿织物本体1且凸出于织物本体1的正反两面。其中，各个导电区域2内的导电部件3数目不限，可以是一个也可以是五个、十个或上百上千个，各个导电区域2均匀分布于织物本体1上。

上述织物本体1为普通的绝缘的织物面料，可以是普通的厚地巾或地毯。而在该织物本体1内编织进导电部件3后制成的导电织物可以以最短的导电体来导通被织物本体1绝缘的两个导电物体，结构简单，使得制造工艺也简单。另外，可以最大程度地减少用来制作导电部件3的导电材料，从而不仅降低了加工成本也降低了材料成本，以及最大程度地减少该导电织物的电阻。因此，该导电织物不仅具有织物所具有的保暖、吸汗等功能，同时也可以作为导体使用。

作为本发明的可变换实施方式，上述导电区域2还可以是2个或3个或5个或6个等，数目不限，可根据实际需要设置。

其中，上述导电部件3可为一根贯穿织物本体1的导电纤维，导电织物正反两面的电路即可通过该导电纤维导通。但是为了增加导电部件3的固定性防止其从织物本体1脱落，本实施例中的导电部件3优选包括两个竖直臂31，且该两个竖直臂31通过一个横臂32连接，其中该两个竖直臂31均贯穿于织物本体1且两端均凸出于织物本体1的正反两面。

具体地，如图5所示，上述横臂32设置在织物本体1的反面(B面)上且两端分别与两个竖直臂31的下端连接。或如图6所示，上述横臂32设置在织物本体1内且两端分别与两个竖直臂31的中部连接。

在两个竖直臂31的下端设置横臂32，可以防止导电部件3轻易地从织物本体1的正面脱落。在两个竖直臂31的中部固定连接一横臂32，并将该横臂32编织进织物本体1内部，那么不仅可以防止导电部件3从织物本体1正面脱落也可以防止导电部件3从织物本体1反面脱落，并可进一步增加导电部件3的固定性。另外，还可以降低导电部件3的电阻。

作为本发明的可变换实施方式，导电部件3还有以下四种具体实施方式，可增加导电部件3的固定性并减小导电部件3的电阻：

第一种，如图7所示，导电部件3包括两个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的反面上且两端分别与两个竖直臂31的下端连接，另一个横臂32设置在织物本体1的正面上且两端分别与两个竖直臂31的上端连接；

第二种，如图8所示，导电部件3包括两个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的反面上且两端分别与两个竖直臂31的下端连接，另一个横臂32设置在织物本体1内且两端分别与两个竖直臂31的中部连接；

第三种，如图9所示，导电部件3包括两个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的正面上且两端分别与两个竖直臂31的上端连接，另一个横臂32设置在织物本体1内且两端分别与两个竖直臂31的中部连接；

第四种，如图10所示，导电部件3包括两个竖直臂31和三个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的反面上且两端分别与两个竖直臂31的下端连接，另一个横臂32设置在织物本体1的正面上且两端分别与两个竖直臂31的上端连接，还有一个横臂32设置在织物本体1内且其两端分别与两个竖直臂31的中部连接。

具体地，导电部件3的制作材料优选不锈钢纤维或银纤维。不锈钢纤维是一种新型的工业材料，由不锈钢金属通过单丝拉拔、集束拉拔、切削法或熔束法等直接制作而成的，不仅具有高导电、高导热、高强度、耐高温、耐腐蚀等性能，还具有化纤、合成纤维的特性。根据实测结果：不锈钢纤维芯径为12um，单股芯数为100芯，2股黏合的不锈钢纤维在长度为1米时，电阻值不超过50欧姆。在本实施例中，不锈钢纤维只需要穿过织物本体1即可，长度不会超过3厘米，另外在编织该导电织物时，不锈钢纤维之间会相互连接，导致单个导电区域的电阻值会远远低于50欧姆。而在人体的脂肪数据测试时，只要电阻值不超过50欧姆，则不会对数据的测量值产生影响。所以采用不锈钢纤维制成的地毯不会对人体成分测量数据的准确性产生较大影响。

银纤维材料是通过在纱线的表面镀一层纯银后制作而成。这种结构不仅使银纤维保持了原有的纺织品属性，同时完全保持了银的导电性能，更是具有杀菌的效果。银的导电性在所有的金属中是很高的，因此可进一步减少该导电织物的电阻，从而进一步减少该导电织物对其两边的电路影响。

优选地，该导电织物还包括无线通信模块，设置在织物本体1上除导电区域2以外的位置，无线通信模块内存储有导电区域2的导电参数。当将该导电织物与其他电路配合使用时，可以方便获取该导电织物的导电参数。

另外，该导电织物也可以应用到其他需要上下导电的应用情况中。

实施例2

本实施例提供了一种导电织物，与实施例的区别在于，导电区域2内的导电部件3包括三个竖直臂31，且该三个竖直臂31通过一个横臂32或两个横臂32或三个横臂32或四个横臂32连接，还可以通过四个以上的横臂32连接。如图11所示，具体的设置方式可有以下几种：

1.导电部件3包括三个竖直臂31和一个横臂32，该横臂32设置在织物本体1的反面上且其分别与三个竖直臂31的端部连接；

2.导电部件3包括三个竖直臂31和一个横臂32，该横臂32设置在织物本体1内且其分别与三个竖直臂31的中部连接；

3.导电部件3包括三个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的反面上且其分别与三个竖直臂31的下端连接，另一个横臂32设置在织物本体1内且分别与三个竖直臂31的中部连接；

4.导电部件3包括三个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的正面上且分别与三个竖直臂31的上端连接，另一个横臂32设置在织物本体1内且分别与三个竖直臂31的中部连接；

5.导电部件3包括三个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的正面上且分别与三个竖直臂31的上端连接，另一个横臂32设置在织物本体1的反面上且分别与三个竖直臂31的下端连接；

6.导电部件3包括三个竖直臂31和三个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的反面上且分别与三个竖直臂31的下端连接，另一个横臂32设置在织物本体1的正面上且分别与三个竖直臂31的上端连接，还有一个横臂32设置在织物本体1内且分别与三个竖直臂31的中部连接；

7.导电部件3包括三个竖直臂31和四个横臂32，其中两个横臂32设置在织物本体1内且分别与三个竖直臂31连接，另一个横臂32设置在织物本体1的正面上且分别与三个竖直臂31的上端连接，还有一个横臂32设置在织物本体1的反面上且分别与三个竖直臂31的下端连接。

上述实施方式作为导电部件3的具体实现结构，可增加导电部件3的稳固性以及降低导电部件3的电阻。

作为本发明的另一可变换实施例，与实施例2的区别在于：导电区域2内的导电部件3包括四个竖直臂31。

实施例3

本实施例提供了一种人体成分秤，包括从下到上依次设置的主控电路板、支撑件和电极片，电极片设有四个，还包括导电织物，该导电织物设置在电极片上，导电区域2的数目与电极片的数目相等且导电区域2与电极片的位置相对应。其中该导电织物包括织物本体1和设置在织物本体1上的相互绝缘的四个导电区域2，在每个导电区域2内设有一个或多个导电部件3，该数目不限，导电部件3贯穿织物本体1且凸出于织物本体1的正反两面。导电织物的结构示意图如图4所示。

上述导电织物可以将人体成分秤发出的特定频率的电流从人脚导入人体，并将电流导入另外两个检测电极。在冬季使用人体成分秤时该导电织物可以隔绝冰冷的秤面，却不对人体成分秤的检测结果造成影响。因此，可以显著提高人体成分秤在寒冷季节使用的舒适性。另外，该导电织物具有吸汗作用，可以解决因人脚在汗湿时无法检测出人体成分的问题。

具体地，四个导电区域2均匀分布在导电织物上，且该四个导电区域2位置与人体成分秤的电极片位置是相对应的，而电极片的位置是通过模拟人体的站立位置来确定的，使得该人体成分秤同时适用于大人小孩，其自然站立时均可完成测量。

作为本实施例的其他可变换具体实施方式，人体成分秤可设置两个电极片，相应地，导电织物上也设置两个导电区域2；或，人体成分秤根据实际的电路设计设置其他个数的电极片，相应地，导电织物上也设置相应个数的导电区域2。

优选地，如图5-11所示，导电部件3包括贯穿织物本体1且凸出于织物本体1正反两面的两个竖直臂31，且该两个竖直臂31通过一个横臂32连接，该横臂32设置在织物本体1的反面上且两端分别与两个竖直臂31的下端连接或设置在织物本体1内且两端分别与两个竖直臂31的中部连接。

作为一种实现方式，导电部件3包括两个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的反面上且两端分别与两个竖直臂31的下端连接，另一个横臂32设置在织物本体1的正面上且两端分别与两个竖直臂31的上端连接。

作为另一种实现方式，导电部件3包括两个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的反面上且两端分别与两个竖直臂31的下端连接，另一个横臂32设置在织物本体1内且两端分别与两个竖直臂31的中部连接。

作为一种实现方式，导电部件3包括两个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的正面上且两端分别与两个竖直臂31的上端连接，另一个横臂32设置在织物本体1内且两端分别与两个竖直臂31的中部连接。

作为一种实现方式，导电部件3包括两个竖直臂31和三个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的反面上且两端分别与两个竖直臂31的下端连接，另一个横臂32设置在织物本体1的正面上且两端分别与两个竖直臂31的上端连接，还有一个横臂32设置在织物本体1内且其两端分别与两个竖直臂31的中部连接。

作为一种实现方式，导电部件3包括三个竖直臂31和一个横臂32，该横臂32设置在织物本体1的反面上且其分别与三个竖直臂31的端部连接。

作为一种实现方式，导电部件3包括三个竖直臂31和一个横臂32，该横臂32设置在织物本体1内且其分别与三个竖直臂31的中部连接。

作为一种实现方式，导电部件3包括三个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的反面上且其分别与三个竖直臂31的下端连接，另一个横臂32设置在织物本体1内且分别与三个竖直臂31的中部连接。

作为一种实现方式，导电部件3包括三个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的正面上且分别与三个竖直臂31的上端连接，另一个横臂32设置在织物本体1的反面上且分别与三个竖直臂31的下端连接。

作为一种实现方式，导电部件3包括三个竖直臂31和两个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的正面上且分别与三个竖直臂31的上端连接，另一个横臂32设置在织物本体1内且分别与三个竖直臂31的中部连接。

作为一种实现方式，导电部件3包括三个竖直臂31和三个横臂32，其中一个横臂32设置在织物本体1的反面上且分别与三个竖直臂31的下端连接，另一个横臂32设置在织物本体1的正面上且分别与三个竖直臂31的上端连接，还有一个横臂32设置在织物本体1内且分别与三个竖直臂31的中部连接。

作为一种实现方式，导电部件3包括三个竖直臂31和四个横臂32，其中两个横臂32设置在织物本体1内且分别与三个竖直臂31连接，另一个横臂32设置在织物本体1的正面上且分别与三个竖直臂31的上端连接，还有一个横臂32设置在织物本体1的反面上且分别与三个竖直臂31的下端连接。

优选地，该人体成分秤的主控电路板上还包括与无线通信模块相对应的无线接收模块，用于获取导电区域2的导电参数。

另外，导电织物还可以包括有效电阻测量部件，与导电区域2连接，获取进行人体成分测量时导电区域2的有效电阻，并将有效电阻传输给无线接收模块。人体成分秤通过无线接收模块接收到人体在测量时导电织物的实际有效电阻，就可以减去该实际有效电阻，从而可以准确测量出人体的实际阻抗，提高人体成分的测量精度。

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它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。而由此所引伸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。

Claims (9)

1.一种导电织物，其特征在于，包括织物本体(1)和设置在所述织物本体(1)上的相互绝缘的至少两个导电区域(2)，在每个所述导电区域(2)内设有一个或多个导电部件(3)，所述导电部件(3)贯穿所述织物本体(1)且凸出于所述织物本体(1)的正反两面；

所述导电部件(3)包括贯穿所述织物本体(1)且凸出于所述织物本体(1)正反两面的至少两个竖直臂(31)，所述竖直臂(31)通过至少一个横臂(32)连接。

2.如权利要求1所述的导电织物，其特征在于，所述横臂(32)为一个，设置在所述织物本体(1)的反面且其两端分别与所述竖直臂(31)的端部连接；或

所述横臂(32)设置在所述织物本体(1)内且两端分别与所述竖直臂(31)的中部连接。

3.如权利要求1所述的导电织物，其特征在于，所述横臂(32)为两个，其中一个所述横臂(32)设置在所述织物本体(1)的反面且两端分别与所述竖直臂(31)的下端连接；另一个所述横臂(32)设置在所述织物本体(1)的正面且两端分别与所述竖直臂(31)的上端连接、或设置在所述织物本体(1)内且两端分别与所述竖直臂(31)的中部连接。

4.如权利要求1所述的导电织物，其特征在于，所述横臂(32)为三个，其中一个所述横臂(32)设置在所述织物本体(1)的反面且两端分别与所述竖直臂(31)的下端连接，另一个所述横臂(32)设置在所述织物本体(1)的正面且两端分别与所述竖直臂(31)的上端连接，还有一个所述横臂(32)设置在所述织物本体(1)内且其两端分别与所述竖直臂(31)的中部连接。

5.如权利要求1-4中任一项所述导电织物，其特征在于，所述导电区域(2)有四个，且均匀分布于所述织物本体(1)上。

6.如权利要求1所述的导电织物，其特征在于，所述导电部件(3)的材料为不锈钢纤维或银纤维。

7.如权利要求1所述的导电织物，其特征在于，还包括无线通信模块，设置在所述织物本体(1)上除所述导电区域(2)以外的位置，所述无线通信模块内存储有所述导电区域(2)的导电参数。

8.一种人体成分秤，包括从下到上依次设置的主控电路板、支撑件和电极片，所述电极片至少设有两个，其特征在于，还包括权利要求1-7中任一项所述的导电织物，所述导电织物设置在所述电极片上，所述导电区域(2)的数目与所述电极片的数目相等且所述导电区域(2)与所述电极片的位置相对应。

9.如权利要求8所述的人体成分秤，其特征在于，所述主控电路板上还包括与无线通信模块相对应的无线接收模块，用于获取所述导电区域(2)的导电参数，和/或所述导电织物还包括有效电阻测量部件，与所述导电区域(2)连接，获取进行人体成分测量时所述导电区域(2)的有效电阻，并将所述有效电阻传输给所述无线接收模块。