CN109156917A - 柔性传感手姿的智能手套 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柔性传感手姿的智能手套，包括一次织制而成的带有柔性传感区的手套本体和放置中央数据处理模块、数据发送模块、电源的集成模块，其特征是：所述智能手套本体由导电纱线、普通纱线、弹性纱线交织制备而成，所述导电纱线织制区域作为智能手套的柔性传感器，所述柔性传感器可监测到人体手部手姿的变化，并由电路与中央数据处理模块相连接，所述中央数据处理模块将柔性传感器收集到的数据进行预处理并传送给数据发送模块，所述数据发送模块将数据发送至云端服务器，所述电源为中央数据处理模块和数据发送模块供电。本发明可监测手指的屈曲状态，具备穿戴舒适、易于携带、对手指运动限制小、实时监测手姿变化的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性传感手姿的智能手套，属于智能穿戴技术领域。
背景技术
智能穿戴设备的出现改变着现代人的生活方式，其不仅有“像任何其他服装穿戴”的能力，也有实时的监测和计算，以及无线通信能力。智能手套作为智能穿戴设备中的一种，可智能化地向人体手部提供各种功能，例如手部御寒、手部防护以及手部手姿的监测等。
目前市场上主流的可监测手部手姿的智能手套是在手套上安装传感器，再穿戴到手上，包括基于光纤传感器的数据手套、基于磁力计的数据手套、基于加速度传感器的数据手套和力反馈手套等。此类手套设计较为复杂，穿戴也更为笨重，不能很好地满足人体手部手姿监测的需要。但现有技术中大多无法做到传感器与手套合二为一，不能满足人体手部手姿监测需要。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种柔性传感手姿的智能手套，实现手套与传感器的一体化，具有穿戴舒适、易于携带、对手指运动限制小的优点，可高效率和高性价比地对人体手部手姿的变化进行监测。
按照本发明提供的技术方案，所述柔性传感手姿的智能手套，包括一次织制而成的智能手套本体，其特征是：所述智能手套本体包括基底区和柔性传感区，在所述基底区上集成中央数据处理模块、数据发送模块和电源，中央数据处理模块通过电路与柔性传感区相连，数据发送模块将中央数据处理模块的数据信号发送至云端服务器，电源为中央数据处理模块和数据发送模块供电；所述柔性传感区由导电纱线和弹性纱线织制而成，柔性传感区监测到人体手部手姿态的变化并将电阻变化信息通过电路传送至中央数据处理模块。
进一步地，所述柔性传感区由镀银锦纶导电纱线、氨纶包覆弹性纱线织造而成。
进一步地，所述基底区由普通纱线与弹性纱线织制而成。
进一步地，所述柔性传感区采用嵌花或提花的方式织造而成。
进一步地，所述柔性传感区位于手套背部，分别设置在对应五指的指间关节和掌指关节处，每只手套上共设置10个柔性传感区。
进一步地，所述柔性传感区采用矩形的形状。
进一步地，所述智能手套本体上的柔性传感区除对应大拇指之外的其余四指上，指间关节处的柔性传感区覆盖两个关节：分别为近端指间关节和远端指间关节。
进一步地，所述智能手套本体上的柔性传感区除对应大拇指之外的其余四指上，四指指间关节处的柔性传感区采用一个长方形编织区域，覆盖一根手指上的近端指间关节和远端指间关节。
进一步地，所述智能手套本体上的柔性传感区的尺寸完全覆盖五个手指的指间关节和掌指关节。
进一步地，所述电路采用镀银锦纶导电纱线以嵌花的方式织造在智能手套的背部。
本发明所述柔性传感手姿的智能手套，手套采用导电纱线织造针织柔性传感器，并将柔性传感器集成在智能手套上，做到手套与传感器的一体化，具有穿戴舒适、易于携带、对手指运动限制小的优点，可高效率和高性价比地对人体手部手姿的变化进行长期监测，同时可进行数据存储、分析以及全方位的管理。
附图说明
图1为本发明所述柔性传感手姿的智能手套的结构示意图。
图2为本发明所述柔性传感手姿的智能手套的尺寸示意图。
图3为本发明所述柔性传感手姿的智能手套柔性传感区的织法示意图。
附图标记说明：1-智能手套本体、2-柔性传感区、3-基底区、4-电路、5-中央数据处理模块、6-数据发送模块、7-电源、8-盒子。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明所述柔性传感手姿的智能手套包括智能手套本体1，智能手套本体1包括基底区3和柔性传感区2，基底区3由普通纱线与弹性纱线织制而成；在所述基底区3上放置具有中央数据处理模块5、数据发送模块6和电源7的盒子8，中央数据处理模块5通过电路4与柔性传感区2相连，数据发送模块6将中央数据处理模块5的数据信号发送至云端服务器，以手机、电脑或其他智能设备为终端实现手姿的监测，电源7为中央数据处理模块5和数据发送模块6供电。
所述柔性传感区2由导电纱线和弹性纱线织制而成，可监测到人体手部手姿态的变化；具体地，所述柔性传感区2和电路4由镀银锦纶导电纱线、氨纶包芯弹性纱线织造而成；所述柔性传感区2可以采用嵌花或提花的方式织造而成；所述柔性传感区2位于手套背部，分别设置在对应五指的指间关节和掌指关节处，每只手套上共设置10个柔性传感区2。所述柔性传感区2采用矩形的形状，手指弯曲时，手指背部关节处的皮肤拉伸，矩形状的柔性传感区2随之被拉伸，长度增大，导致电阻改变。所述智能手套本体1上的柔性传感区2除对应大拇指之外的其余四指上，指间关节处的柔性传感区2覆盖两个关节：分别为近端指间关节和远端指间关节。手姿改变手指弯曲时，近端指间关节与远端指间关节的运动相互联动、不可分割，四指指间关节处的柔性传感区2采用一个长方形编织区域，覆盖一根手指上的近端指间关节和远端指间关节，实现对一根手指的弯曲状态监测。所述智能手套本体1上的柔性传感区2的尺寸完全覆盖五个手指的指间关节和掌指关节。柔性传感区2的纵行数和横列数对柔性传感区2的灵敏度有影响，柔性传感区2的纵行数在5纵行到7纵行之间，灵敏度最好。柔性传感区2的横列数视穿戴者的手指长度而定，指间关节处完全覆盖穿戴者手指的远端指间关节到近端指间关节之间的区域，掌指关节处完全覆盖穿戴者手指的掌指关节。
所述智能手套本体上1的柔性传感区2可将穿戴者的手姿变化转变为柔性传感区的电阻变化，原理为：穿戴者手指弯曲，与手指关节相贴合的柔性传感区的织物得到拉伸，导电纱线线圈之间的接触面积发生改变，导致该区域电阻的增大。
所述智能手套本体1上的电路4采用镀银锦纶导电纱线以嵌花的方式织造在智能手套的背部，电路的宽度为一个纵行，不影响手套的舒适度。
所述智能手套本体1上的电路4将每根手指的指间关节柔性传感区与掌指关节柔性传感区相连接，指间关节柔性传感区和掌指关节柔性传感区又分别与中央数据处理模块相连接，即：每根手指上的电路将指间关节柔性传感区、掌指关节柔性传感区和中央数据处理模块一一相互连接，使之构成一个完整封闭的回路，利于中央数据处理模块处理分析每根手指的弯曲形态。
所述中央数据处理模块5根据柔性传感区电阻变化与穿戴者手姿变化的对应关系，将电阻值转化为手姿变化数据信号，实现手姿监测的目的。
所述数据发送模块6将中央数据处理模块的数据信号发送至云端服务器，以手机、电脑或其他智能设备为终端，实现手姿的监测。
所述电源7为中央数据处理模块和数据发送模块供电。
所述中央数据处理模块、数据发送模块以及电源作为一个集成模块，放置在一个盒子内，固定于智能手套本体的腕部。
本发明所述的智能手套可监测的手姿变化包括手指的屈曲状态（手指伸直、弯曲），例如手指张开、抓握物品、握拳等手姿变化，不包括手部摆动等。
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
机器采用日本岛精SWG 061N2型全成型横机，机号为15G。纱线原料采用羊毛纱线（Nm=30/2）、锦包氨弹性纱线（氨纶芯纱20D，锦纶包纱50D/48F）织造智能手套的基底区，镀银锦纶导电纱线（8 x 40D/24F）、锦包氨弹性纱线（氨纶芯纱20D，锦纶包纱50D/48F）织造智能手套的柔性传感区和电路。智能手套的组织在手指及手掌处采用平纹，在手套口采用1+1罗纹，柔性传感区采用嵌花或提花的织造方式，电路采用提花的织造方式。手套的尺寸如图2所示，手套整体长为21cm，宽为9cm；大拇指为5.5cmx2.2cm，食指为6.9cmx1.9cm，中指为8.1cmx1.9cm，无名指为7.6cmx1.9cm，小指为5.5cmx1.7cm，四指手掌为3.9cmx6.2cm，五指手掌为6.3cmx9cm，手套口为4.6cmx5.5cm；指间关节处柔性传感区的宽度都是0.5cm（5纵行），大拇指处长1.6cm（14横列），食指处长4cm（34横列），中指处长4.3cm（36横列），无名指处长3.8cm（32横列），小指处长3.1cm（26横列）；掌指关节处柔性传感区的宽度都是0.7cm（7纵行），大拇指处长1.2cm（10横列），食指、中指和无名指处长1.6cm（14横列），小指处长1.2cm（10横列）；电路的宽度全部为0.1cm（1纵行）。放置有中央数据处理模块、数据发送模块以及电源的盒子大小为3cmx2cm，固定于手套的腕部。
Claims (10)
1.一种柔性传感手姿的智能手套，包括一次织制而成的智能手套本体（1），其特征是：所述智能手套本体（1）包括基底区（3）和柔性传感区（2），在所述基底区（3）上集成中央数据处理模块（5）、数据发送模块（6）和电源（7），中央数据处理模块（5）通过电路（4）与柔性传感区（2）相连，数据发送模块（6）将中央数据处理模块（5）的数据信号发送至云端服务器，电源（7）为中央数据处理模块（5）和数据发送模块（6）供电；所述柔性传感区（2）由导电纱线和弹性纱线织制而成，柔性传感区（2）监测到人体手部手姿态的变化并将电阻变化信息通过电路（4）传送至中央数据处理模块（5）。
2.如权利要求1所述的柔性传感手姿的智能手套，其特征是：所述柔性传感区（2）由镀银锦纶导电纱线、氨纶包覆弹性纱线织造而成。
3.如权利要求1所述的柔性传感手姿的智能手套，其特征是：所述基底区（3）由普通纱线与弹性纱线织制而成。
4.如权利要求1所述的柔性传感手姿的智能手套，其特征是：所述柔性传感区（2）采用嵌花或提花的方式织造而成。
5.如权利要求1所述的柔性传感手姿的智能手套，其特征是：所述柔性传感区（2）位于手套背部，分别设置在对应五指的指间关节和掌指关节处，每只手套上共设置10个柔性传感区（2）。
6.如权利要求5所述的柔性传感手姿的智能手套，其特征是：所述柔性传感区（2）采用矩形的形状。
7.如权利要求5所述的柔性传感手姿的智能手套，其特征是：所述智能手套本体（1）上的柔性传感区（2）除对应大拇指之外的其余四指上，指间关节处的柔性传感区（2）覆盖两个关节：分别为近端指间关节和远端指间关节。
8.如权利要求7所述的柔性传感手姿的智能手套，其特征是：所述智能手套本体（1）上的柔性传感区（2）除对应大拇指之外的其余四指上，四指指间关节处的柔性传感区（2）采用一个长方形编织区域，覆盖一根手指上的近端指间关节和远端指间关节。
9.如权利要求5所述的柔性传感手姿的智能手套，其特征是：所述智能手套本体（1）上的柔性传感区（2）的尺寸完全覆盖五个手指的指间关节和掌指关节。
10.如权利要求1所述的柔性传感手姿的智能手套，其特征是：所述电路（4）采用镀银锦纶导电纱线以嵌花的方式织造在智能手套的背部。
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