CN109645591A - 一种智能作训服 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能作训服，所使用的面料包括防割面料、表层面料和衬里层；表层面料与防割面料复合；智能作训服位于心脏位置处设置有传感器主机，传感器主机与一太阳能充电板连接；传感器主机的壳体外部内设置有石墨烯红外加热片，壳体的内部设置有生命体征传感器、温度传感器、湿度传感器、跌倒传感器和GPS信号采集器；防割面料为纬编面料，以防切割包覆纱为原料。本发明所涉及的一种智能作训服，使用了防切割包覆纱作为原料的防割面料，及在内部设置有用于监测参训人员身体状况的传感器，使得所制备的智能作训服更为轻便且能对参训人员的生命健康状况和位置情况全程进行监测，能够掌握每一位参训人员的健康状况，及时处理。

Description

一种智能作训服

技术领域

本发明涉及服装技术领域，尤其是一种智能作训服。

背景技术

作训服是军人或者其他国家暴力机构人员，在作战训练时使用的服装，是部队的重要装备，是构成战斗力的物质基础。现下使用的作训服往往制式相对统一，在对参训人员的保护方面，往往存在缺陷。

现有的对参训保员在监测参数方面比较简单，无法复合判断参训人员的真实情况，监测精度欠佳。其次现有的具有监测功能的作训服，体积过大，重量过重；体积过大士兵显得臃肿，重量过大使得士兵的携行负荷增加，严重影响了士兵的综合作战效能的发挥。再就是监测的模块分散，连线繁杂，采用多端口计算机结构和各种分体传感器，结构复杂且存在相互之间的信号干扰等问题。

而且现有的具有防刺功能的作训服一般较为笨重，如果再使用监测设备对参训人员进行身体情况的监测，使得参训人员的负荷更重。

对于参训人员的训练强度进行检测，会减少由于训练强度过大，对训练人员的身体造成不可逆的损伤。而且如果进行野外生存时，需要实时监测训练人员的身体状态和位置，避免训练人员的身体受到伤害，以及在身体受到伤害时能够及时得到治疗。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能作训服，能够对参训人员进行的生命健康情况和位置情况进行全程监测。

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

本发明所涉及的一种智能作训服，所使用的面料包括防割面料、表层面料和衬里层；所述的表层面料与防割面料复合；

所述的智能作训服位于心脏位置处设置有传感器主机，传感器主机与一太阳能充电板连接；所述的传感器主机的壳体外部内设置有石墨烯红外加热片，壳体的内部设置有生命体征传感器、温度传感器、湿度传感器、跌倒传感器和 GPS信号采集器；

所述的防割面料为纬编面料，以防切割包覆纱为原料；

所述的防切割包覆纱由内至外依次包括芯丝、包覆丝和包缠丝；所述的包覆丝完全包覆芯丝，芯丝不外漏；所述的包缠丝包缠包覆丝；所述的芯丝为玻璃纤维长丝，所述的包覆丝为超高分子量聚乙烯长丝，所述的包缠丝包括Z向包缠丝和S向包缠丝。

作为上述方案的进一步说明，所述的防割面料的一侧复合有压电薄膜；所述的压电薄膜连接有电流输出端，可与传感器主机相连接，为传感器主机进行充电。

作为上述方案的进一步说明，所述的生命体征传感器内设置有压电薄膜，用于监测人体的生命体征信号。

作为上述方案的进一步说明，所述的防割面料的面密度为200-500克每平方米；所述的衬里层的面宽度为30-50克每平方米。

作为上述方案的进一步说明，所述的Z向包缠丝和S向包缠丝的旦数总和为150D。

作为上述方案的进一步说明，所述的包缠丝为涤纶长丝或尼龙长丝。

作为上述方案的进一步说明，所述的玻璃纤维长丝的细度为100tex。

作为上述方案的进一步说明，所述的超高分子量聚乙烯长丝的细度为 200D-400D。

本发明的有益效果是：本发明所涉及的一种智能作训服，使用了防切割包覆纱作为原料的防割面料，及在内部设置有用于监测参训人员身体状况的传感器，使得所制备的智能作训服更为轻便且能对参训人员的生命健康状况和位置情况全程进行监测，能够掌握每一位参训人员的健康状况，及时处理。并在队员体温下降时可自动开启红外加热，维持体温，等待救援，全方位保障参训人员的安全。

附图说明

图1是实施例一使用面料的结构示意图；

图2是传感器主机与太阳能充电板的连接示意图；

图3是传感器主机的侧视图；

图4是石墨烯红外加热片的结构示意图；

图5是传感器主机内部连接示意图；

图6是实施例一中防切割包覆纱的结构示意图；

图7是实施例二中防切割包覆纱的结构示意图；

图8是实施例二中所使用面料的结构示意图。

图中标记说明如下：1-防割面料；2-衬里层；3-表层面料；4-传感器主机；401- 生命体征传感传感器；402-温度传感器；403-湿度传感器；404-跌倒传感器； 405-GPS信号采集器；406-MCU微处理器；407-电池单元；408-扩展接口；409- 加热驱动电路系统；410-GPRS天线；411-外接设备；412-系统状态指示灯；5- 太阳能充电板；6-石墨烯红外加热片；61-石墨烯片层；62-碳纳米管层；7-防切割包覆纱；71-芯丝；72-包覆丝；731-Z向包缠丝；732-S向包缠丝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

实施例一

结合图1至图6，对本实施例作详细说明。本实施例所涉及的一种智能作训服，由经过剪切的前片、后片和袖子等组成，而且前片和后片为可调节连接。所使用的面料包括防割面料、表层面料和衬里层。表层面料与防割面料复合。在本实施例中表面面料为迷彩面料，因为该智能作训服主要用于军警人员训练使用。防割面料的面密度为200-500克每平方米，选择为500克每平方米。衬里层的面宽度为30-50克每平方米，选择为30克每平方米。

在本实施例中，智能作训服的前片的衬里层在心脏位置设置有一内兜。智能作训服的内兜内部可放置一传感器主机，而且传感器主机与一太阳能充电板通过导线连接。在使用时，将太阳能充电板取出，夹持在肩带上，太阳能充电板可对传感器主要进行充电，简单易用。传感器主机能通过太阳能电池板及自身电池给外接设备供电，同时还能通过外接电源对传感器主机进行充电。

传感器主机的壳体外部内设置有石墨烯红外加热片，壳体的内部设置有生命体征传感器、温度传感器、湿度传感器、跌倒传感器和GPS信号采集器，还设置有MCU微处理器、电池单元、扩展接口、加热驱动电路系统、GPRS天线、系统状态指示灯。在应用时GRPS天线可分为外置或内置两种情况，在为外置天丝，使用时是与太阳能充电板相固定，使用时与太阳能充电板一起固定在肩带上，接收和发射GPRS信号，能够实现控制中心对参训人员位置的监控。

生命体征传感器内设置有压电薄膜，用于监测人体的生命体征信号。所使用的压电薄膜为PVDF，具有压电效应，即压电薄膜在受到外边的作用而变形时，会在两个电极表面出现正负相反的电荷，当外边去掉后，它又会恢复至不带电状态，这种现象称为正压电效应。在生命体征传感器内设置有该压电薄膜，用来检测人体的生命体征信号，如心率、呼吸率和体动。温度传感器和采用医疗级高精度温敏电阻式原理的体温测量传感器，实时检测参训人员的体温及外接的环境温度情况，精度可达±0.1℃。

石墨烯红外加热片属于石墨烯高分子材料，其独特的碳原子结构造就了其独特的热电性能。碳分子在通电的情况下产生声子、离子和电子，和碳分子团之间相互摩擦、碰撞，有效电热能转换率可达到90％以上，具有单位面料功率大，能将高的特点。在本实施例中，传感器主机的壳体外侧设置的石墨烯红外加热片，是在参训人员体温下降时，自动接通电源，使得石墨烯红外加热片发热，维持参训人员的体温，等待救援，可以多方位保障士兵生命安全。

生命体征传感器、温度传感器、湿度传感器和跌倒传感器中所检测到的信号在经过模拟信号前端处理后，传递至MCU微处理器；GPRS信号采集器的信号直接传递至MCU微处理器中。要实施例中，电池单元为模拟信号前端处理、 MCU微处理器、加热驱动电路系统进行供电。MCU微处理器将接收后的信号，按照需求传递至GPRS数据通信系统、加热驱动电路系统，并控制系统状态指示灯的开启与关闭。

在温度传感器检测参训人员体温低于设定值时，MCU微处理器将控制加热驱动电路系统，对石墨烯红外加热片进行通电，使得石墨烯红外加热片进行发热，维持参训人员的体温。在参训人员的体温升温至正常水平时，MCU微处理器控制加热电路系统对石墨烯红外加热片进行断电。

GPRS数据通信系统外部连接有GPRS天丝。GPRS天线可以为内置，也可以为外置。外置时是与太阳能充电板相连接，使用时将太阳能充电板夹持在肩带上，进行接收和发射GPRS信号。MCU微处理器通过扩展接口与外接实现连接，可连接电脑读取MCU内的信号，或连接电源对电池单元进行充电。

在本实施例中，防割面料为纬编面料，以防切割包覆纱为原料。防切割包覆纱由内至外依次包括芯丝、包覆丝和包缠丝。包覆丝完全包覆芯丝，芯丝不外漏。包缠丝包缠包覆丝。芯丝为玻璃纤维长丝，包覆丝为超高分子量聚乙烯长丝。包缠丝包括Z向包缠丝和S向包缠丝。

在本实施例中所使用的芯丝为玻璃纤维长丝，细度为100tex。所使用的包覆丝为超高分子量聚乙烯长丝，细度为200-400D，在本实施例中选择为400D。包缠丝包括一根Z向包缠丝和一根S向包缠丝。Z向包缠丝和S向包缠丝的旦数总和为150D。在本实施例中，Z向包缠丝和S向包缠丝的细度为相同均为75D。 Z向包缠丝和S向包缠丝的螺距为包缠丝直径的5-10倍，本实施例中选择为5 倍。

更进一步的，包缠丝为涤纶长丝或尼龙长丝。在本实施例中，Z向包缠丝和 S向包缠丝均选择为涤纶，颜色为黑色。包缠丝的作用是提高切割包覆纱的耐磨性，并改善所制备的面料的外观，使面料看起来和常规面料相似。

实施例二

结合图2、3、4、5、7、8，对本实施例所涉及的一种智能作训服作详细说明。本实施例与实施例一的区别在于：

本实施例中，防割面料的面密度为200-500克每平方米，选择为200克每平方米。衬里层的面宽度为30-50克每平方米，选择为50克每平方米。

本实施例中，所使用的防割面料的一侧复合有压电薄膜。压电薄膜连接有电流输出端，与传感器主机上的扩展接口相连接，可为传感器主机进行充电。使得在参训人员进行运动时，压电薄膜受到外边的挤压，可形成电流，将压电薄膜所产生的电流通过电流输出端及与之相连接的扩展接口，可对传感器主机内的电池元件进行充电。

本实施例中，防切割包覆纱所使用的超高分子量聚乙烯长丝细度为200D。 Z向包缠丝和S向包缠丝均设置为两根，即在包覆丝的外侧具有四根包缠丝，且 Z向包缠丝选择为涤纶长丝，S向包缠丝选择为尼龙长丝，颜色均选择为灰色。所选择的涤纶长丝和尼龙长丝的细度均为75D。作为另一种选择，涤纶长丝可选择为50D，而尼龙长丝选择为100D。Z向包缠丝和S向包缠丝的螺距为包缠丝直径的5-10倍，本实施例中选择为10倍。

实施例一和实施例二中防切割包覆纱所制备的防割面料，经过测试，可达到欧标EN388:2016的5级，为最高级别。

经INTERTEK公司所检测的Bladde Cut Resistance结果见下表：

I<sub>1</sub>

I<sub>2</sub>

I<sub>3</sub>

I<sub>4</sub>

I<sub>5</sub>

平均值

实施例一

﹥22.8

﹥22.8

﹥22.8

﹥22.8

﹥22.8

﹥22.8

实施例二

﹥21.0

﹥21.0

﹥21.0

﹥21.0

﹥21.0

﹥21.0

在欧标EN388:2016中，第5级的规定是按照标准的测试方法划破时的最小要求为20.0次。故实施例一和实施例二所制备的面料均满足第5级的规定，而在欧标EN388:2016中第5级为最高标准。

将实施例一中所涉及的防切割包覆纱命名为第一防切割包覆纱，实施例二中所涉及的防切割包覆纱命名为第二防切割包覆纱。实施例一中防割面料全部由第一防切割包覆纱纬编而成，实施例二中防切割面料全部由第二防切割包覆纱纬编而成。

更进一步的，防刺防弹背心中的防割面料由第一防切割包覆纱与第二防切割包覆纱纬编而成，两种防切割包覆纱排列顺序可以不限于1：1，还可以为1： 2、1：3、1：4，或者2：1、3：1、4：1，更可以为2：2、2：3、3：3，及其他的排列顺序和比例。可以使得防割面料具有不同的性能。所谓的排列顺序为1： 1，是两种纱线的排列规律为一根第一防切割包覆纱与一根第二防切割包覆纱。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种智能作训服，其特征在于，所使用的面料包括防割面料、表层面料和衬里层；所述的表层面料与防割面料复合；

所述的智能作训服位于心脏位置处设置有传感器主机，传感器主机与一太阳能充电板连接；所述的传感器主机的壳体外部内设置有石墨烯红外加热片，壳体的内部设置有生命体征传感器、温度传感器、湿度传感器、跌倒传感器和GPS信号采集器；

所述的防割面料为纬编面料，以防切割包覆纱为原料；

所述的防切割包覆纱由内至外依次包括芯丝、包覆丝和包缠丝；所述的包覆丝完全包覆芯丝，芯丝不外漏；所述的包缠丝包缠包覆丝；所述的芯丝为玻璃纤维长丝，所述的包覆丝为超高分子量聚乙烯长丝，所述的包缠丝包括Z向包缠丝和S向包缠丝。

2.如权利要求1所述的智能作训服，其特征在于，所述的防割面料的一侧复合有压电薄膜；所述的压电薄膜连接有电流输出端，可与传感器主机相连接，为传感器主机进行充电。

3.如权利要求1所述的智能作训服，其特征在于，所述的生命体征传感器内设置有压电薄膜，用于监测人体的生命体征信号。

4.如权利要求1所述的智能作训服，其特征在于，所述的防割面料的面密度为200-500克每平方米；所述的衬里层的面宽度为30-50克每平方米。

5.如权利要求1所述的智能作训服，其特征在于，所述的Z向包缠丝和S向包缠丝的旦数总和为150D。

6.如权利要求1所述的智能作训服，其特征在于，所述的包缠丝为涤纶长丝或尼龙长丝。

7.如权利要求1所述的智能作训服，其特征在于，所述的玻璃纤维长丝的细度为100tex。

8.如权利要求1所述的智能作训服，其特征在于，所述的超高分子量聚乙烯长丝的细度为200D-400D。