CN105326485A - 一种智能服装柔性传感器及柔性传感器模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能服装领域，尤其涉及一种柔性传感器及柔性传感器模组。所述柔性传感器至少包括柔性导线以及面料衬底,所述面料衬底包括相对的第一表面和第二表面,所述第一表面用于与生物体接触,所述柔性导线往返穿梭并固定于所述面料衬底的第一表面和第二表面,且位于所述第一表面和第二表面上的所述柔性导线紧密排列且电性接触。此外，本发明还提供了一种柔性传感器模组。

Description

一种智能服装柔性传感器及柔性传感器模组
技术领域
本发明涉及智能服装领域，尤其涉及一种柔性传感器及柔性传感器模组。
背景技术
随着科技的快速进步以及人们生活水平的提高，人们的运动健身意识也日益增强。技术的进步同时促进了运动监测设备的发展。这些监测设备通常使用连接至个体身体某些部位的传感器，通过传感器实时记录个体各部位在运动中与个体的体育运动或者健康相关联的各种物理和/或生理参数，并且提供关于个体体育表现的反馈信息或者为后续的运动健身指导提供物理依据。
目前，常见的传感器通常是独立的传感器装置，需要粘贴在服装或者人体上，或者捆绑在人体某个测试部位，由于个体健身时运动量较大，一方面很有可能造成传感器的偏离或者脱离，导致这些物理或生理参数的精确度不高，甚至会因为这些参数的错误评估触发错误的反馈信息；另一方面由于为独立装置，粘贴或者捆绑会极大的影响个体的用户体验及运动舒适度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种可以更加准确测量个体的体育运动或者健康相关联的各种物理或生理参数的柔性传感器以及柔性传感器模组，所述柔性传感器还可以带来良好的用户体验以及提高运动舒适度。
本发明提供的智能服装柔性传感器至少包括柔性导线以及面料衬底,所述面料衬底包括相对的第一表面和第二表面,所述第一表面用于与生物体接触,所述柔性导线往返穿梭并固定于所述面料衬底的第一表面和第二表面,且位于所述第一表面上的所述柔性导线紧密排列且电性接触。
本发明提供的所述智能服装柔性传感器中，制成所述柔性导线的材料为导电银纤维。
本发明提供的所述智能服装柔性传感器中，所述柔性导线的数量为一根，位于所述第一表面上的所述柔性导线至少有紧密堆叠的两层，每一层的所述柔性导线为紧密排列且电性接触的若干缕，每一缕所述柔性导线具有相对的第一端和第二端，所述第一端和第二端垂直穿过所述面料衬底至所述面料衬底的第二表面。
本发明提供的所述智能服装柔性传感器中，位于所述第一表面上的所述柔性导线有紧密堆叠的五层，每一层中每一缕的方向分别与该层中任一缕的方向平行。
本发明提供的所述智能服装柔性传感器中，位于所述第一表面上的五层所述柔性导线依次包括与所述第一表面直接接触的第一层、远离所述第一表面的第二至第五层，所述第五层中每一缕的方向与所述第一层中每一缕的方向平行。
本发明提供的所述智能服装柔性传感器中，所述导电银纤维中银和纤维的质量比为10％-20％。
优选的，所述智能服装柔性传感器中，所述导电银纤维中银和纤维的质量比为16％。
本发明提供的所述智能服装柔性传感器中，所述柔性导电银纤维的密度为70-200丹尼尔。
本发明提供的所述智能服装柔性传感器中，所述柔性传感器的面积为2-4平方厘米，所述柔性传感器的形状为方形、圆形或者椭圆形。
本发明还提供了一种柔性传感器模组，其包括所述柔性传感器和一可伸缩线导电织带，所述可伸缩线导电织带将所述柔性传感器连接至一信号处理器。
本发明提供的所述智能服装柔性传感器模组中，所述柔性传感器模组还包括一导电连接器，所述柔性传感器上具有穿透于所述柔性传感器的第一表面和第二表面的孔洞，所述导电连接器穿过所述孔洞分别与所述第一表面和第二表面接触，所述导电连接器沿着所述孔洞的边缘与所述第一表面或者第二表面的接触处具有一导线槽，所述可伸缩导电织带的一端中的导线固定于所述导线槽内。
本发明提供的所述智能服装柔性传感器模组中，所述导电连接器包括连接器本体和保护层,制成所述连接器本体的材料为铜,制成所述保护层的材料为金。
本发明提供的所述智能服装柔性传感器及其模组中，由于具有往返穿梭并固定于面料衬底的第一表面和第二表面的柔性导线，且位于所述第一表面和第二表面上的所述柔性导线紧密排列且电性接触，因此所述柔性传感器可以很好的固定于智能服装上，又由于位于所述第一表面的所述柔性导线凸显于所述面料衬底上，可以增大所述柔性传感器与生物体的接触摩擦力，克服了现有技术中传感器易偏离或者脱离的问题，因此，本发明提供的所述智能服装柔性传感器可以更加准确测量个体的体育运动或者健康相关联的各种物理或生理参数；另外，由于所述柔性传感器编织于所述智能服装的面料衬底上，可以带来良好的用户体验以及提高运动舒适度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明提供的一较佳实施方式的智能服装柔性传感器100的结构示意图；
图2为位于所述第一表面的所述柔性导线的一较佳实施方式的走线顺序结构示意图；
图3为本发明提供的一较佳实施方式的柔性传感器模组200的结构示意图。
具体实施方式
为说明本发明提供的智能服装柔性传感器及其制作方法，以下结合说明书附图及文字说明进行详细阐述。
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“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，本发明中的接触，可以为直接接触，也可以为间接接触。
如图1所示，其为本发明提供的一较佳实施方式的智能服装柔性传感器100的结构示意图。所述柔性传感器100制作于智能服装上，用来实时记录个体各部位在运动中与个体的体育运动或者健康相关联的各种物理和/或生理参数。所述柔性传感器100可以为心电传感器、肌电传感器、呼吸传感器等等，可以通过与生物体(一般为人体)皮肤的接触感知心率、肌电和呼吸等生物医电信号。为提供关于个体体育表现的反馈信息或者为后续的运动健身指导提供物理依据。
所述智能服装柔性传感器100至少包括柔性导线102以及面料衬底101，所述面料衬底101包括相对的第一表面和第二表面101b,所述第一表面101a用于与接触,所述柔性导线102穿梭并固定于所述面料衬底101的第一表面101a和第二表面101b,且位于所述第一表面101a上的所述柔性导线102紧密排列且电性接触。
所述柔性导线102往返穿梭并固定于所述面料衬底101的第一表面101a和第二表面101b的意思是，所述柔性导线的走线方向为从所述面料衬底101的第一表面101b和第二表面101b，且循环往返于所述第一表面101a和第二表面101b，所述柔性导线每次在所述第一表面101a或者第二表面101b上的走线具有一定的宽度。
所述柔性传感器100的面积为2-4平方厘米，所述柔性传感器100的形状为方形、圆形或者椭圆形。
所述柔性导线102的数量为一根，所述制成所述柔性导线102的材料为导电银纤维。所述导电银纤维中银和纤维的质量比为10％-20％，优选的，所述导电银纤维中银和纤维的质量比为16％。且所述柔性导电银纤维的密度为70-200丹尼尔。
位于所述第一表面101a上的所述柔性导线至少有紧密堆叠的两层，每一层的所述柔性导线102为紧密排列且电性接触的若干缕，每一缕所述柔性导线具有相对的第一端和第二端，所述第一端和第二端垂直穿过所述面料衬底101至所述面料衬底101的第二表面101b。相应的位于所述第二表面101b上的所述柔性导线102的层数与位于所述第一表面101a上的所述柔性导线102的层数相同。
在一种优选的实施方式中，位于所述第一表面101a上的所述柔性导线102有紧密堆叠的五层，每一层中每一缕的方向分别与该层中任一缕的方向平行。如图2a-图2e所示，其为位于所述第一表面101a的所述柔性导线102的一较佳实施方式的走线顺序结构示意。位于所述第一表面101a上的五层所述柔性导线102依次包括与所述第一表面101a直接接触的第一层102a、远离所述第一表面101a的第二层102b、第三层102c、第四层102d、第五层102e，所述第一层102a的每一缕12a的走线方向为第一方向，所述第二层102b的每一缕12b的走线方向与第一方向成锐角θ°，所述第三层102c的每一缕12c的走线方向与第一方向成(180-θ)°，所述第四层102d的每一缕12d的走线方向与所述第一方向成90°，所述第五层102e中每一缕12e的方向与所述第一层102a中每一缕12a的方向平行。本实施方式中，在所述第一表面101a设置五层紧密堆叠的柔性导线102，一方面有利于降低整个传感器的阻抗，另一方面让所述柔性传感器凸显于所述智能服装上，且在智能服装上有一定的厚度，增强与生物体皮肤的接触摩擦力，有利于提高测量精确度；第三方面，5层交织可以使所述柔性传感器更加结实。在其他实施方式中，位于第一表面上的所述柔性导线的堆叠层数(可以大于或者小于5层)以及每一层中每一缕的走线方向可以根据实际情况来设置。
本实施方式提供的所述智能服装柔性传感器中，由于具有往返穿梭并固定于面料衬底101的第一表面101a和第二表面101b的柔性导线102，且位于所述第一表面101a和第二表面101b上的所述柔性导线102紧密排列且电性接触，因此所述柔性传感器可以很好的固定于智能服装上，又由于位于所述第一表面101a的所述柔性导线102凸显于所述面料衬底101上，可以增大所述柔性传感器与生物体的接触摩擦力，克服了现有技术中传感器易偏离或者脱离的问题，因此，本发明提供的所述智能服装柔性传感器100可以更加准确测量个体的体育运动或者健康相关联的各种物理或生理参数；另外，由于所述柔性传感器编织于所述智能服装的面料衬底101上，可以带来良好的用户体验以及提高运动舒适度，且具有所述柔性传感器100由柔性导线(特别是导电银纤维)制成，由其制作而成的智能服装在多次洗涤的情况也不受影响。
如图3所示，其为本发明提供的一较佳实施方式的柔性传感器模组200的结构示意图。所述柔性传感器模组200包括所述柔性传感器100和一可伸缩线导电织带120，所述可伸缩线导电织带120将所述柔性传感器连接至一信号处理器(图中未示出)。优选的，所述可伸缩线导电织带120的具体结构可见专利申请号为201520779954.7中柔性导电线缆的结构。
具体的，所述柔性传感器模组200还包括一导电连接器110，所述柔性传感器100上具有穿透于所述柔性传感器100的第一表面101a和第二表面101b的孔洞10，所述导电连接器110穿过所述孔洞10分别与所述第一表面101a和第二表面101b接触，所述导电连接器110沿着所述孔洞10的边缘与所述第一表面101a或者第二表面101b的接触处具有一导线槽11，所述可伸缩导电织带120的一端中的导线固定于所述导线槽内。所述导电连接器包括连接器本体和保护层,制成所述连接器本体的材料为铜,制成所述保护层的材料为金。在其他实施方式中，所述导电连接器的结构以及制成所述导电连接器的材料可以根据具体情况选择设置。
本发明中的导电连接器无需焊接，将其连接所述柔性传感器和可伸缩线导电织带，可以有效保证所述柔性传感器和可伸缩线导电织带电连接的可靠性，避免焊接带来的导线与柔性织物传感器接触点容易断裂的问题；另一方面，所述导电连接器上具有导电槽，也是保证导电连接器装订时不会压断导线；第三方面，所述导电连接器的表面具有金材料保护层，可以保证装订后导线与柔性织物传感器的导电性能，又可以防止汗液、洗衣液等的腐蚀，同时还能避免导电连接器与人体表面接触的过敏现象。
以上为本发明提供的智能服装柔性传感器及其柔性传感器模组的较佳实施方式，并不能理解为对本发明权利保护范围的限制，本领域的技术人员应该知晓，在不脱离本发明构思的前提下，还可做多种改进或替换，所有的该等改进或替换都应该在本发明的权利保护范围内，即本发明的权利保护范围应以权利要求为准。

Claims (12)

1.一种智能服装柔性传感器，其至少包括柔性导线以及面料衬底,所述面料衬底包括相对的第一表面和第二表面,所述第一表面用于与生物体接触,所述柔性导线往返穿梭并固定于所述面料衬底的第一表面和第二表面,且位于所述第一表面和第二表面上的所述柔性导线紧密排列且电性接触。
2.如权利要求1所述的智能服装柔性传感器，其特征在于：制成所述柔性导线的材料为导电银纤维。
3.如权利要求1所述的智能服装柔性传感器，其特征在于：所述柔性导线的数量为一根，位于所述第一表面上的所述柔性导线至少有紧密堆叠的两层，每一层的所述柔性导线为紧密排列且电性接触的若干缕，每一缕所述柔性导线具有相对的第一端和第二端，所述第一端和第二端垂直穿过所述面料衬底至所述面料衬底的第二表面。
4.如权利要求3所述的智能服装柔性传感器，其特征在于：位于所述第一表面上的所述柔性导线有紧密堆叠的五层，每一层中每一缕的方向分别与该层中任一缕的方向平行。
5.如权利要求4所述的智能服装柔性传感器，其特征在于：位于所述第一表面上的五层所述柔性导线依次包括与所述第一表面直接接触的第一层、远离所述第一表面的第二至第五层，所述第五层中每一缕的方向与所述第一层中每一缕的方向平行。
6.如权利要求2所述的智能服装柔性传感器，其特征在于：所述导电银纤维中银和纤维的质量比为10％-20％。
7.如权利要求6所述的智能服装柔性传感器，其特征在于：所述导电银纤维中银和纤维的质量比为16％。
8.如权利要求1所述的智能服装柔性传感器，其特征在于：所述柔性导电银纤维的密度为70-200丹尼尔。
9.如权利要求1所述的智能服装柔性传感器，其特征在于：所述柔性传感器的面积为2-4平方厘米，所述柔性传感器的形状为方形、圆形或者椭圆形。
10.一种柔性传感器模组，其包括如权利要求1-9任一项所述的柔性传感器和一可伸缩线导电织带，所述可伸缩线导电织带将所述柔性传感器连接至一信号处理器。
11.如权利要求10所述柔性传感器模组，其特征在于：所述柔性传感器模组还包括一导电连接器，所述柔性传感器上具有穿透于所述柔性传感器的第一表面和第二表面的孔洞，所述导电连接器穿过所述孔洞分别与所述第一表面和第二表面接触，所述导电连接器沿着所述孔洞的边缘与所述第一表面或者第二表面的接触处具有一导线槽，所述可伸缩导电织带的一端中的导线固定于所述导线槽内。
12.如权利要求11所述柔性传感器模组，其特征在于：所述导电连接器包括连接器本体和保护层,制成所述连接器本体的材料为铜,制成所述保护层的材料为金。
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