CN115670084A - 表带和可穿戴设备 - Google Patents

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CN115670084A CN202110860098.8A CN202110860098A CN115670084A CN 115670084 A CN115670084 A CN 115670084A CN 202110860098 A CN202110860098 A CN 202110860098A CN 115670084 A CN115670084 A CN 115670084A
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崔智炜
曾佳
陈祖现
李广志
郭姗
胡鹏
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Abstract

本申请实施例提供一种表带和可穿戴设备。涉及电子设备技术领域。主要用于提高一种可以至少采集两种生理参数的可穿戴设备。可穿戴设备中的表带包括表带本体、第一压电膜层和第二压电膜层;表带本体第一表面和与第一表面相对的第二表面,表带本体内还形成有容纳腔,第一压电膜层和第二压电膜层均设置在容纳腔内;容纳腔的靠近第一表面的面为第一内壁面,容纳腔的靠近第二表面的面为第二内壁面,第一压电膜层贴合在第一内壁面上,第二压电膜层贴合在第二内壁面上;第一表面上的与第一压电膜层相对的位置处形成有第一凸起,第二表面上的与第二压电膜层相对的位置处形成有第二凸起。通过第一压电膜层和第二压电膜层可以实现对至少两个部位的检测。

Description

表带和可穿戴设备
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域,尤其涉及一种可穿戴设备以及可以应用在该可穿戴设备中的表带。
背景技术
可穿戴设备一般指可穿戴于身上进行活动的微型电子设备,基本包括智能手表和智能手环。智能手表和智能手环可独立使用,也可以作为移动终端的便携式配件进行使用。
为了满足用户使用需求,提升用户体验度,可穿戴设备兼顾了许多功能。例如,可以计步,测量用户运动距离,计算消耗卡路里;也可以作为健康管理者,采集用户的生理参数,比如,佩戴者的心率、血压等。
但是,目前可穿戴设备监测佩戴者人体状态信息的功能是比较单一,比较局限的,基本仅能实现心率、血压测量,无法采集更多的生理参数,有时无法满足用户对健康管理的需求。
发明内容
本申请提供一种可穿戴设备以及可以应用在该可穿戴设备中的表带,主要目的提供一种可以至少采集两种生理参数的可穿戴设备,以进一步提升用户体验度,至少采集两种生理参数可以包括脉搏波,以及可以包括心音、肠音或者肺音中的一种。
为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:
第一方面,本申请提供了一种表带,该表带可以被应用在可穿戴设备中,比如,可以被应用在智能手表或者智能手环中。
该表带包括表带本体、第一压电膜层和第二压电膜层;沿表带本体的厚度方向,表带本体具有贴近皮肤的第一表面和与第一表面相对的第二表面,表带本体内还形成有容纳腔,第一压电膜层和第二压电膜层均设置在容纳腔内;并且,容纳腔的靠近第一表面的面为第一内壁面,容纳腔的靠近第二表面的面为第二内壁面,第一压电膜层贴合在第一内壁面上,第二压电膜层贴合在第二内壁面上;还有,沿表带本体的厚度方向,第一压电膜层和第二压电膜层之间具有间距,以容纳第一压电膜层和第二压电膜层的振动变形;以及,第一表面上的与第一压电膜层相对的位置处形成有第一凸起,第二表面上的与第二压电膜层相对的位置处形成有第二凸起;第一凸起振动时,能够带动第一压电膜层振动变形;第二凸起振动时,能够带动第二压电膜层振动变形。
本申请给出的表带中,由于表带本体内形成有容纳腔,在容纳腔内相对设置有第一压电膜层和第二压电膜层;且在表带本体的与第一压电膜层相对的第一表面上设置有第一凸起。若将该表带环绕在用户的手腕上,且第一凸起对准手腕桡动脉时,跳动的桡动脉可以推动第一凸起跳动,第一凸起作为力传导结构使得第一压电膜层发生振动形变,第一压电薄膜层形变后产生电信号,与第一压电膜层电连接的处理器可以根据第一压电膜层因形变产生的电信号,测出脉搏波。
还有,由于在表带本体的与第二压电膜层相对的第二表面上设置有第二凸起,当用户将手腕抬起,并将第二凸起对准心脏位置时,跳动的心脏可以推动第二凸起跳动,第二凸起同样作为力传导结构使得第二压电膜层发生振动变形,第二压电薄膜层形变后产生电信号,与第二压电膜层电连接的处理器可以根据第二压电膜层因形变产生的电信号,测出心音;或者,将第二凸起对准肺部位置时,呼吸的肺可以推动第二凸起跳动,从而使得第二压电膜层发生振动变形,第二压电薄膜层形变后产生电信号,与第二压电膜层电连接的处理器可以根据第二压电膜层因形变产生的电信号,测出肺音;或者,将第二凸起对准腹部位置时,蠕动的腹部可以推动第二凸起跳动,从而使得第二压电膜层发生振动变形,第二压电薄膜层形变后产生电信号,与第二压电膜层电连接的处理器可以根据第二压电膜层因形变产生的电信号,测出肠音。
基于上述描述,可以看出,本申请给的表带被应用在可穿戴设备中时,至少可以对身体的两个器官进行监测,实现多种生理参数的采用,进而,提升用户体验度。
在第一方面可实现的方式中,第一凸起和第二凸起均由弹性材料制得,或者,整个表带本体由弹性材料制得。比如,可以采用硅胶制得。
由于脉搏波、心跳、肺呼吸以及肠蠕动的振动量都是很微弱的,所以,采用柔性材料制得第一凸起和第二凸起时,第一凸起和第二凸起才可以作为力传导结构带动相对应的第一压电膜层和第二压电膜层发生机械振动,以检查出生命体征。
在第一方面可实现的方式中,第一压电膜层的与第一凸起相对的部分为朝第二压电膜层弯曲的弯曲状结构,第一内壁面形成有与第一压电膜层的弯曲状结构贴合的弧面结构;第二压电膜层的与第二凸起相对的部分为朝第一压电膜层弯曲的弯曲状结构,第二内壁面形成有与第二压电膜层的弯曲状结构贴合的弧面结构。
可以这样讲,第一压电膜层和第二压电膜层的弯曲部分作为压电传感部分,第一压电膜层的位于其弯曲部分的两端,和第二压电膜层的位于其弯曲部分的两端可以作为固定部分,用于与表带本体相对固定。通过压电传感部分接收机械振动,产生电信号,以测得人体生理参数。
通过将第一压电膜层和第二压电膜层设置为弯曲状,相比设计为平直状,弯曲状可以放大压电薄膜受力形变,从而增加灵敏度。也就是说,当第一凸起具有很微小的振动时,第一压电膜层都可以感知到,或者,当第二凸起具有很微小的振动时,第二压电膜层也可以感知到。这样的话,可以提升检测精准度。
在第一方面可实现的方式中,表带还包括支撑板,支撑板位于容纳腔内,并与表带本体相对固定;第一压电膜层和第二压电膜层设置在支撑板的相对的两侧;支撑板的沿表带本体的厚度方向上开设有用于容纳第一压电膜层和第二压电膜层的振动变形的容纳槽。
该支撑板不仅作为第一压电膜层和第二压电膜层的支撑结构,也可以将第一压电膜层和第二压电膜层之间隔离开。为了给第一电压膜层和第二压电膜层避让出变形空间,从而在支撑板上还开设有容纳槽。
在第一方面可实现的方式中,支撑板的沿表带本体长度方向的两端开设有卡槽,第一内壁面上形成有朝第二内壁面凸出的第一卡扣,第二内壁面上形成有朝第一内壁面凸出的第二卡扣;第一压电膜层的沿表带本体长度方向的两端,以及第二压电膜层的沿表带本体长度方向的两端均开设有穿孔;第一卡扣穿过第一压电膜层上的穿孔设置在卡槽内,以及第二卡扣穿过第二压电膜层上的穿孔设置在卡槽内。
即采用卡扣和卡槽相配合,实现表带本体、第一压电膜层、支撑板和第二压电膜层的相对固定。此种连接方式结构简单,实施也方便。
在第一方面可实现的方式中,支撑板由刚性材料制得。
刚性的支撑板可以阻隔第一压电膜层的振动,传递至第二压电膜层;或者,阻隔第二压电膜层的振动,传递至第一压电膜层。也可以这样理解,通过设置刚性的支撑板可以抑制噪声干扰,提高信噪比,并且,还可以防止在检测过程中由于凸起的力传导结构周围发生形变而引入噪声。
在第一方面可实现的方式中,支撑板由刚性材料制得的情况下,支撑板可以是金属,也可以是塑胶等。
在第一方面可实现的方式中,第一凸起在第一表面上占据的面积,大于第二凸起在第二表面上占据的面积。
由于第一凸起是用于对准手腕桡动脉,且在具体操作时,桡动脉位置很难对准,所以,可以将第一凸起的尺寸设计的较大,以方便用户检测脉搏波。
在第一方面可实现的方式中,表带还包括柔性电路板,柔性电路板设置在容纳腔内;第一压电膜层和第二压电膜层均与柔性电路板电连接。
比如,可以在柔性电路板上设置信号放大电路,信号放大电路可以对第一压电膜层和第二压电膜层输出的电信号进行电荷方法和/或运算放大。
在第一方面可实现的方式中,柔性电路板设置在第一压电膜层和第二压电膜层的同一端部;第一压电膜层的靠近柔性电路板的端部形成有彼此分离的正电极和负电极;第二压电膜层的靠近柔性电路板的端部形成有彼此分离的正电极和负电极;柔性电路板的靠近第一压电膜层和第二压电膜层的端部具有第一引脚和第二引脚;其中,第一压电膜层的正电极和第二压电膜层的正电极均与第一引脚电连接;第一压电膜层的负电极和第二压电膜层的负电极均与第二引脚电连接。
这样设置的话,可以实现第一压电膜层和第二压电膜层与柔性电路板的电连接,且电连接结构比较简单,很容易实现。
在第一方面可实现的方式中,表带本体包括第一表带本体和扣合在第一表带本体上的第二表带本体,相扣合的第一表带本体和第二表带本体内形成有容纳腔;第一凸起设置在第一表带本体的背离第二表带本体的表面上,第二凸起设置在第二表带本体的背离第一表带本体的表面上。
在一种可能的设计中,第一凸起和第一表带本体一体成型,第二凸起和第二表带本体一体成型。
第二方面,本申请还提供了一种可穿戴设备,包括表盘和上述第一方面任一实现方式中的表带,其中,表带本体与表盘连接。
本申请给出的可穿戴设备中,由于包含了上述第一方面任一实施方式中的表带,那么,第一压电膜层靠近佩戴者皮肤设置,第二压电膜层远离佩戴者皮肤设置。当佩戴者需要对脉搏波检测时,可以使得与皮肤贴近的第一凸起对准手腕桡动脉,以测得脉搏波,反应佩戴者核心心血管系统的状态或者血流动力学信息;当对佩戴者或者对其他用户进行心、肺、肠中一个进行检测时,可以使得第二凸起对准需要进行的心、肺或者肠,以测得与相关的生理特征,比如,可以反映动脉硬化、心脏病、肺炎、肠炎等疾病信息。
在第二方面可实现的方式中,表带本体内的容纳腔靠近表盘设置。
这样设计的话,当表盘处于手腕背部时,第一凸起基本贴近手腕桡动脉,这样可以方便的测得脉搏波,提高用户体验度。
在第二方面可实现的方式中,可穿戴设备还包括处理器,处理器设置在表盘内,且第一压电膜层和第二压电膜层均与处理器电连接;处理器用于接收第一压电膜层和第二压电膜层输出的电信号,以得到检测结果。
在第二方面可实现的方式中,可穿戴设备还包括音频播放器和/或显示屏;音频播放器与处理器电连接,音频播放器用于播放得到的检测结果中的音频信号;显示屏安装在表盘上,且与处理器电连接,显示屏用于显示得到的检测结果中的波形图。
这样的话,可以使得佩戴者实时观察到生理参数,并且也可以及时体征被测位置。
在第二方面可实现的方式中,处理器包括信号放大电路和模数转换电路;信号放大电路用于对第一压电膜层和第二压电膜层输出的电信号进行放大;模数转换电路用于对放大电路输出的模拟信号转化为数字信号;音频播放器用于根据模数转化电路转换的数字信号,播放音频信号;显示屏用于根据模数转化电路转换的数字信号,显示波形图。
在第二方面可实现的方式中,处理器还包括计算电路;计算电路用于对模数转化电路输出的数字信号与参考阈值比较,以得到病理信息,显示屏用于显示病理信息。例如,健康还是异常,或者具体体现为何种病。
在第二方面可实现的方式中,可穿戴设备还包括存储器,存储器与处理器电连接,所述存储器用于存储检测结果。
这样,通过存储器将检测结果保存,以备后期医生的现场还原和辅助诊断,提升该可穿戴设备的使用性能。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种可穿戴设备的外形图;
图2为本申请实施例提供的一种可穿戴设备的电路图;
图3为本申请实施例提供的一种表带的外形图;
图4为图3的M-M剖面图;
图5为图4的N处放大图;
图6为本申请实施例提供的一种第一压电膜层和第二压电膜层的结构图;
图7为本申请实施例提供的一种支撑板的结构图;
图8为本申请实施例提供的一种第一表带本体的结构图;
图9为本申请实施例提供的一种第二表带本体的结构图;
图10为本申请实施例提供的一种第一压电膜层和第二压电膜层以及柔性电路板的连接关系图;
图11为本申请实施例提供的一种可穿戴设备的电路图;
图12为本申请实施例提供的一种可穿戴设备的用于检测脉搏波的流程图;
图13为本申请实施例提供的一种可穿戴设备的使用状态图;
图14为本申请实施例提供的一种可穿戴设备的另一角度的使用状态图;
图15为本申请实施例提供的一种可穿戴设备的使用状态图。
附图标记:
01-表带;01a-第一部分;01b-第二部分;
02-表盘;
03-连接结构;
110-处理器;120-麦克风;130-扬声器;140-天线;150-摄像模组;160-电池;170-电池管理模块;180-存储器;
200-音频播放器;300-显示屏;
011-表带本体;011a-第一表带本体;011b-第二表带本体;0111-第一卡扣;0112-第二卡扣;0113-第三卡扣;0114-第四卡扣;
012-第一压电膜层;012a、012b–穿孔;0121–正电极;0122–负电极;0123–弯曲状结构;
013-第二压电膜层;013a、013b–穿孔;0131–正电极;0132–负电极;0133–弯曲状结构
014-第一凸起;015-第二凸起;
016-支撑板;0161-容纳槽;0162-第一卡槽;0163-第二卡槽;
017-柔性电路板;0171-第一引脚;0172-第二引脚。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请以下各个实施例进行描述。
本申请实施例提供一种可穿戴设备,比如,可以是智能手环、智能手表。图1示出了一种可穿戴设备的外观图,在图1所示的可穿戴设备中,主要包括表盘02,和与表盘02连接的表带01。在使用过程中,可以通过闭合的表带01包围在手腕上,以将可穿戴设备固定于用户的身上,以及可以通过设置在表盘02上的显示屏显示时间信息,以及执行其他事物的信息,比如,音乐、通话等。
在一些可选择的实施方式中,如图1,表带01包括第一部分01a和第二部分01b,第一部分01a的一端与表盘02连接(比如,铰接、固定连接),第二部分01b的一端也与表盘02连接(比如,铰接、固定连接),第一部分01a的另一端通过连接结构03和第二部分01b的另一端连接。在可选择的设计中,连接结构03可以是卡扣、针扣或者压扣等。
图2示出了可穿戴设备内的电路连接关系图。在该实施例中,可穿戴设备还包括处理器110、麦克风120、扬声器130、天线140、摄像模组150、电池160和电池管理模块170,以及存储器180等。其中,麦克风120、扬声器130、天线140、摄像模组150、电池160、电池管理模块170和存储器180均与处理器110电连接。
可以理解的是,图2所示实施例示意的电路结构并不构成对可穿戴设备的具体限定。在本申请另一些实施例中,可穿戴设备可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元。例如:处理器110可以包括应用处理器(application processor,AP)、调制解调处理器、图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP)等。
电源管理模块170用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。例如,电源管理模块110可以通过USB接口接收有线充电器的充电输入。电源管理模块170为电池160充电的同时,还可以为可穿戴设备供电。比如,电源管理模块170接收电池160的输入,为处理器110、摄像模组150、扬声器130、麦克风120等供电。
扬声器130,也称“喇叭”,用于将音频电信号转换为声音信号。麦克风120,也称“话筒”,“传声器”,用于将声音信号转换为电信号。
智能手表、手环产品在其佩戴过程中,不仅要实现基本使用功能,比如,观看时间、实现计步、听音乐、通话等功能之外,还可以作为健康管理者,施加检测使用者生理参数的功能,比如,可以检测心率、血压等。
本申请实施例给出了一种可穿戴设备,可以检测佩戴者的多种生理参数,进而,会进一步提升该可穿戴设备的用户体验度,下面结合附图对本申请涉及的可穿戴设备进行详细介绍。
在一些实施方式中,如图2所示的处理器110、麦克风120、扬声器130、天线140、摄像模组150、电池160和电池管理模块170,以及存储器180等电子元器件基本被集成在表盘02内,随着可穿戴设备的多功能化,所要增加的电子元器件逐渐增多,表盘02内的可使用空间是越来越小。在本申请中,用于检测生理参数的结构并未设置在表盘02内,而是充分利用了表带01结构,即在表带01内形成容纳腔,将检测生理参数的结构设置在容纳腔内。
图3示出了一种适用于可穿戴设备的表带的结构图。在该实施例中,表带01可以是图1所示的第一部分01a和第二部分01b中的一个。
如图3,第一部分01a和第二部分01b中的其中一个部分,或者两部分可以均包括表带本体011,表带本体011包括相分离的第一表带本体011a和第二表带本体011b,第二表带本体011b扣合在第一表带本体011a上,比如,相扣合的第一表带本体011a和第二表带本体011b可以通过卡扣结构相连接。在另外一些实施方式中,表带本体011可以是一体成型结构。
继续结合图3,表带本体011具有贴近皮肤的第一表面A1面,和与第一表面A1面相对的第二表面A2面。也就是说,在可穿戴设备佩戴在用户身上时,这里的第一表面A1面贴近皮肤,第二表面A2远离皮肤。比如,当表带本体011包括相分离的第一表带本体011a和第二表带本体011b,第一表带本体011a相对第二表带本体011b靠近皮肤设置时,则第一表带本体011a的远离第二表带本体011b的面为第一表面A1面,第二表带本体011b的远离第一表带本体011a的面为第二表面A2面。
另外,表带本体011内还形成有容纳腔,如图4,图4是图3的M-M剖面图,可以认为容纳腔的靠近第一表面A1面的面为第一内壁面B1面,容纳腔的靠近第二表面A2面的面为第二内壁面B2面。本申请对容纳腔的形状不做特殊限定,比如,可以是矩形、扁状结构等。
继续如图4和图5,图5是图4的N处放大图,本申请给出的表带01还包括第一压电膜层012和第二压电膜层013,第一压电膜层012贴合在第一内壁面B1面上,第二压电膜层013贴合在第二内壁面B2面上。在可选择的实施方式中,第一压电膜层012和第二压电膜层013可以均通过粘结胶层固定在相对应的第一内壁面B1面上和第二内壁面B2面上。
其中,第一压电膜层012和第二压电膜层013均属于压电传感器,即当用于贴合第一压电膜层012的表带本体011部分受到机械振动(或者压力)时,会带动第一压电膜层012也一起产生机械振动,振动的第一压电膜层012会产生电荷,从而可以输出电压信号。同理的,当用于贴合第二压电膜层013的表带本体011部分受到机械振动(或者压力)时,会带动第二压电膜层013一起产生机械振动,振动的第二压电膜层013产生电荷,输出电压信号。可以理解的是,通过第一压电膜层012和第二压电膜层013输出的电压信号,就可以对身体不同部位的生理参数进行检测。
本申请的第一压电膜层012和第二压电膜层013具有多种。比如,压电单晶、压电陶瓷、压电有机高分子聚合物、压电复合材料中的一种或者多种的组合。还有,本申请主要是采用具体柔性的压电膜层,以使可穿戴设备在使用过程中,压电膜层不受表带弯折而被损坏。
为了防止振动的第一压电膜层012带动不需要振动的第二压电膜层013发生振动,或者振动的第二压电膜层013带动不需要振动的第一压电膜层012发生振动,或者,振动的第一压电膜层012与振动的第二压电膜层013发生相互影响,从而影响电压信号的准确率。如图5,在容纳腔内,沿表带本体011的厚度方向(如图5的P方向),第一压电膜层012和第二压电膜层013之间具有间距d,该间距d用于容纳第一压电膜层012和第二压电膜层013的振动变形。即第一压电膜层012和第二压电膜层013中的一个发生振动,或者两个分别发生振动时,不会相互发生干涉、影响,确保每一个压电膜层输出的电压的准确性。
本申请提供的可穿戴设备在使用时,在一些使用场景下,可以将表带本体011的第一表面A1面贴近检测部位,比如,对准手腕的桡动脉,跳动的桡动脉推动通过表带本体011带动第一压电膜层012产生机械振动,从而,可以测量佩戴者的脉搏波。在另外一些使用场景下,可以将表带本体011的第二表面A2面贴近检测部位,比如,对准心脏,跳动的心脏推动通过表带本体011带动第二压电膜层013产生机械振动,从而,可以测量佩戴者的心音。在另外一些使用场景下,可以将表带本体011的第二表面A2面对准肺部,呼吸的肺部推动通过表带本体011带动第二压电膜层013产生机械振动,从而,可以测量佩戴者的肺音。在另外一些使用场景下,将表带本体011的第二表面A2面对准腹部,蠕动的腹部推动通过表带本体011带动第二压电膜层013产生机械振动,从而,可以测量佩戴者的肠音。
基于上述结构和使用场景的描述,由于在表带本体011内不仅设置了第一压电膜层012,还设置有与第一压电膜层012彼此分离、互不干扰的第二压电膜层013,进而,可以检测用户的至少两个部位的生理参数。也就是说,本申请的可穿戴设备集成了数字听诊器和脉搏波联合的传感模组,如此的话,相比现有的仅能够检测一个部位生理参数的可穿戴设备,本申请提供的可穿戴设备增加检测部位,可以明显的提高用户体验度。
还有,采用压电膜层作为检测传感器时,这样的压电膜层只对直接接触式振动敏感,而对空气中的振动不做响应,比如,当采用第二压电膜层103在对心音、肺音、肠音检测时可以免受空气振动的干扰,提升检测精度。
另外,通过采用压电传感器第一压电膜层102采集脉搏波,相比采用光电传感器所得到的的脉搏波的波形更锐利,其形态、轻度、速度和节律能更多反映核心心血管系统的状态和血流动力学信息。
第一压电膜层012和第二压电膜层013均是沿表带本体011延伸的条状结构,也就是说,压电膜层可以利用表带本体011的长度尺寸。在一些实施例中,第一压电膜层012和第二压电膜层013的厚度仅为40μm左右,沿表带本体011的厚度方向,不会占用较大的空间,也不会因为需要引入第一压电膜层012和第二压电膜层013而增加表带本体011的厚度尺寸。另外,预留给第一压电膜层012和第二压电膜层013之间的振动变形间距仅有0.5mm至1mm,间距也较小,也不会占用较多的空间。
当表带本体011的第一表面A1面或者第二表面A2面对准被测部位时,为了牵动相对应的第一压电膜层012和第二压电膜层013能够同时振动,提升灵敏度,提升测量精准度。本申请给出的实施例中,如图5所示,表带本体011的第一表面A1上的与第一压电膜层012相对的位置处形成有第一凸起014,表带本体011的第二表面A2上的与第二压电膜层013相对的位置处形成有第二凸起015。
比如,在一些应用场景中,当测量脉搏波时,可以使得第一凸起014对准手腕桡动脉,第一凸起014作为力传导结构,促使第一压电膜层012振动。这样设计的话,即使很微小的振动,通过第一凸起014都可牵动第一压电膜层012产生振动,进而,会提升该可穿戴设备的测量准确度。
本申请对第一凸起014和第二凸起015的形状不做特殊限定。但是,为了使得第一凸起014或者第二凸起015接触皮肤时,不会对皮肤造成损耗,提高舒适度,可以使得第一凸起014和第二凸起015为弧形结构。
为了进一步提升检测灵敏度,降低信噪比,如图6,图6为第一压电膜层012和第二压电膜层013的结构图。在第一压电膜层012中,与第一凸起014相对的部分为朝第二压电膜层013弯曲的弯曲状结构0123。在第二压电膜层013中,与第二凸起015相对的部分为朝第一压电膜层012弯曲的弯曲状结构0133。也就是,第一压电膜层012和第二压电膜层013呈图6所示的相对弯曲布设。
为了使得弯曲的第一压电膜层012贴合在第一内壁面B1面上,如图5,第一内壁面B1面形成有与第一压电膜层012的弯曲状结构贴合的弧面结构T1。同理的,为了使得弯曲的第二压电膜层013贴合在第二内壁面B2面上,如图5,第二内壁面B2面形成有与第二压电膜层013的弯曲状结构贴合的弧面结构T2。
本申请给出的表带本体011中,为了使得第一凸起014和第二凸起015起到力传导作用,第一凸起014和第二凸起015可以为柔性材料制得。在另外一些实施方式中,包括第一凸起014和第二凸起015的整个表带本体011由柔性材料制得,比如,可以由硅胶制得。
在本申请中,可穿戴设备在佩戴时,通过第一凸起014对准腕桡动脉,就可以对脉搏波进行检测。由于桡动脉振动的区域比较小,很难对准,所以,如图5,第一凸起014在第一表面A1面上占据的面积,大于第二凸起015在第二表面A2面上占据的面积。这样的话,可以降低第一凸起014对准桡动脉的难度,也可以使得第二凸起015比较容易的对准心脏、胸部或者腹部。
结合图5,本申请给出的容纳腔内还设置有支撑板016,且支撑板016与表带本体011相对固定,第一压电膜层012和第二压电膜层013设置在支撑板016的相对的两侧。支撑板016不仅能够起到支撑第一压电膜层012和第二压电膜层013的作用,还可以用于将第一压电膜层012和第二压电膜层013隔离开。另外,如图7,图7是支撑板016的结构图,其中,支撑板016的沿表带本体011的厚度方向(如图7的P方向)上开设有用于容纳第一压电膜层012和第二压电膜层013的振动变形的容纳槽0161。
当第一压电膜层012和第二压电膜层013均为弯曲状结构时,容纳槽0161与第一压电膜层012的弯曲结构T1和第二压电膜层013的弯曲结构T2相对开设。
在一些可能的设计中,支撑板016由刚性材料制得,比如,金属、塑胶等。示例的,可以是不锈钢、铝合金等,可以是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(acrylonitrile butadienestyrene copolymer,ABS),也可以是聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)等。
本申请对支撑板016的形状也不做限定。例如,可以是与第一压电膜层012和第二压电膜层013相对应的条状结构。当然,也可以选择其他形状。
支撑板016与表带本体011相对固定的可实现结构具有多种。示例的,如图7所示,支撑板016的沿表带本体011长度方向(如图7的L方向)的两端开设有卡槽,分别为第一卡槽0162和第二卡槽0163。如图8,图8为表带本体011的第一表带本体011a的结构示意图,在第一内壁面B1面上形成有朝第二内壁面B2面凸出的第一卡扣0111和第二卡扣0112,如图9,图9为表带本体011的第二表带本体011b的结构示意图,在第二内壁面B2面上形成有朝第一内壁面B1面凸出的第三卡扣0113和第四卡扣0114。如图8和图9,第一卡扣0111和第三卡扣0113相对,第二卡扣0112和第四卡扣0114相对。综合图7、图8和图9,第一卡扣0111和第三卡扣0113装配在图7的第一卡槽0162内,以及第二卡扣0112和第四卡扣0114装配在图7的第二卡槽0163内,即可实现支撑板016与表带本体011的固定连接。
第一压电膜层012和第二压电膜层013也可以利用相配合的卡扣和卡槽,实现与表带本体011的相对固定。具体的,如图6,第一压电膜层012的沿表带本体011长度方向L方向的两端,以及第二压电膜层013的沿表带本体011长度方向L方向的两端均开设有穿孔,第一压电膜层012两端开设的穿孔分别为穿孔012a和012b,第二压电膜层013两端开设的穿孔分别为穿孔013a和013b。综合图6、图7、图8和图9,第一卡扣0111穿过穿孔012a装配在第一卡槽0162内,第三卡扣0113穿过穿孔013a装配在第一卡槽0162内,以及第二卡扣0112穿过穿孔012b装配在第二卡槽0163内,和第四卡扣0114穿过穿孔013b装配在第二卡槽0163内。这样的话,就可以实现支撑板016、第一压电膜层012、第二压电膜层013和表带本体011的相对固定。
在一些实施方式中,容纳腔内还设置有电路板。如图10,图10示出了第一压电膜层102、第二压电膜层103和柔性电路板017的连接关系图,由于表带01在佩戴时需要弯曲,那么,可以选择柔性电路板017。第一压电膜层012和第二压电膜层013均与柔性电路板017电连接,且柔性电路板017与位于表盘02内的处理器电连接。
为了缩短第一压电膜层012、第二压电膜层013、柔性电路板017和处理器之间的传输路径,柔性电路板017设置在第一压电膜层012和第二压电膜层013的同一端部,且设置在第一压电膜层012和第二压电膜层013的靠近表盘02的端部。这样的话,位于表盘02内的处理器可以与靠近其设置的柔性电路板017电连接,柔性电路板017与靠近其设置的第一压电膜层012和第二压电膜层013电连接。
在可选择的方式中,可以选择如图10所示电连接结构电连接第一压电膜层012、第二压电膜层013和柔性电路板017。具体的,第一压电膜层012的靠近柔性电路板017的端部形成有彼此分离的正电极0121和负电极0122,第二压电膜层013的靠近柔性电路板017的端部也形成有彼此分离的正电极0131和负电极0132,正电极0121和正电极0131位于同一侧,负电极0122和负电极0132位于同一侧。除此之外,柔性电路板017的靠近第一压电膜层012和第二压电膜层013的端部具有彼此分离的第一引脚0171和第二引脚0172。其中,第一压电膜层012的正电极0121和第二压电膜层013的正电极0131均与第一引脚0171电连接,第一压电膜层012的负电极0122和第二压电膜层013的负电极0132均与第二引脚0712电连接。
在一种设计中,柔性电路板017上可以设置信号放大电路,信号放大电路可以通过布设在柔性电路板上的金属走线与第一引脚0171和第二引脚0172电连接。该信号放大电路可以对第一压电膜层012和第二压电膜层013输出的电压信号进行电荷放大或者运算放大,或者实现电荷放大和运算放大。
为了实现柔性电路板017与位于表盘02内的处理器电连接,可以在用于连接表带01和表盘02的结构内开设走线通道,与柔性电路板017电连接的引线可以穿过走线通道延伸至处理器,以与处理器电连接,实现柔性电路板017与处理器之间的信号互通。当然,也可以选择其他电连接方式。
在一些可选择的实施方式中,可以将信号放大电路设置在表盘02内,例如,可以设置在用于集成处理器的印刷电路板上。
如图11示出了本申请的电路图。其中,第一压电膜层012和第二压电膜层013均与处理器110电连接,处理器110可以对第一压电膜层012和第二压电膜层013输出的电信号进行信号放大后,再进行模数转换处理(比如,包括模数转换、基线去除和数字滤波等),处理器110还分别与音频播放器200和显示屏300电连接,以及还可以与存储器180电连接。示例的,音频播放器200可以是图2所示的麦克风,显示屏300可以是可穿戴设备自身的安装在表盘02上的显示屏,也可以是通过无线(比如,蓝牙、wife等)与可穿戴设备电连接的其他终端设备的显示屏(比如,手机、平板等)。音频播放器200用于根据模数转化电路转换的数字信号,播放音频信号;显示屏300用于根据模数转化电路转换的数字信号,显示波形图。
本申请的可穿戴设备在使用时,用户可以根据要检测的部位,在显示屏的操作界面上触摸操作指令,比如,需要检测脉搏波时,用户可以在操作界面上触摸相对应的操作指令,处理器就会根据操作指令配置信号处理参数,用户可以将第一凸起014对准手腕桡动脉,处理器接收第一压电膜层012的电信号并对其进行信号放大、数模转换处理,并且,显示屏可以实时显示检测得到的脉搏波波形。再例如,需要检测心音时,用户可以在操作界面上触摸相对应的操作指令,处理器就会根据操作指令配置信号处理参数,用户将第二凸起015对准心脏,处理器接收第二压电膜层013的电信号并对其进行处理,并且,音频播放器用于实现音频编码并播放心音,显示屏还可以实时显示心音图,或者可以回放检测得到的心音图。
处理器110除包括信号放大电路和模数转换电路外,还可以包括计算电路,计算电路用于对模数转化电路输出的数字信号与参考阈值比较,以得到病理信息,并通过显示屏显示病理信息,该参考阈值可以是一个数值,或者可以是一个数值范围。
可以这样讲,可穿戴设备中存储有多组参考阈值,每一参考阈值对应一组病理信息,比如,可以包括两组病理信息,其中一组视为身体健康(例如,心脏功能正常),另一组视为身体非健康(例如,心脏功能异常)。再比如,一组病理信息可以包括多个生理参数,在该组病理信息中包括了心率值、听诊结果为异常、检出疾病(冠心病、动脉硬化)。
在一组病理信息包括多个生理参数时,如对心脏功能异常细分,可以包括瓣膜异常疾病、心肌异常疾病、其他心脏器质性和节律性疾病;如对心血管系统疾病异常细分,可以包括动脉硬化、高血压;如对呼吸系统疾病异常细分,可以包括肺炎;如对消化系统疾病异常细分,可以包括肠炎等。
在本申请给出的电路结构中,还包括存储器180,存储器180用于将心肺肠音的波形图和音频信号,脉搏波信号和检测结果保存,以备后续医生的现场还原及辅助诊断。存储器和处理器可以被集成在一个芯片中,也可以是两个相独立的芯片。
在使用时,有可能存在第一凸起014未对准手腕桡动脉,或者,第二凸起015未对准心脏、胸部或者腹部的情况,这样就会引起检测结果不准确,为了避免该现象,在具体实施时,佩戴者可以听音频播放器所播放的音频信号,或者,观察显示屏显示的波形图,通过音频清晰程度、信号波形幅值和光滑程度等信息微调第一凸起014或者第二凸起015,以达到最佳效果。
具体的,如图12为脉搏波检测流程图。佩戴者触发操作界面的操作指令,并将第一凸起014移动至手腕桡动脉;第一压电膜层012测得的电压信号经处理器处理后,可以通过显示屏实时显示检测的脉搏波,佩戴者根据检测的脉搏波,寻找第一凸起014的最佳检测位置;保持一段时间(比如5秒至30秒),处理器对测得的电信号处理,得到检测结果,并通过计算电路分析并出具检测结果,且通过显示屏显示检测结果。整个检测过程中的信号波形和检测结果均可保存至存储器中,以备后期医生的现场还原及辅助诊断。
或者,在检测心音时,佩戴者触发操作界面的操作指令,并将胳膊抬起,使得第二凸起015对准心脏;第二压电膜层013测得的电压信号经处理器处理后,可以通过显示屏实时显示检测的心音图,以及通过音频播放器播放体现心音的音频信号,佩戴者根据检测的心音图的光滑程度或者音频信号的清晰度,寻找第二凸起015的最佳检测位置;保持一段时间(比如5秒至30秒),处理器对测得的电信号处理,得到检测结果,并通过计算电路分析并出具检测结果,且通过显示屏显示检测结果。
由上述的用途描述可以看出,靠近皮肤设置的第一压电膜层012用于检测脉搏波,远离皮肤设置的第二压电膜层013用于检测心音、肺音或者肠音,那么,如图13和图14,以及图15所示,图13和图14示出了可穿戴设备佩戴在用户手腕上后,以及用于检测脉搏波时的状态图,图15示出了可穿戴设备佩戴在用户手腕上后,以及用于检测心音时的状态图。在图13中,为了方便采用脉搏波信息,可以将第一凸起014靠近表盘02设置,这样的话,第一凸起014基本靠近桡动脉Q,进而,佩戴者在采用脉搏波时,基本不需要调节第一凸起014的位置,以提升用户体验度。
在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种表带,其特征在于,包括:
表带本体,沿所述表带本体的厚度方向具有贴近皮肤的第一表面和与所述第一表面相对的第二表面,所述表带本体内形成有容纳腔,所述容纳腔的靠近所述第一表面的面为第一内壁面,所述容纳腔的靠近所述第二表面的面为第二内壁面;
第一压电膜层和第二压电膜层,所述第一压电膜层贴合在所述第一内壁面上,所述第二压电膜层贴合在所述第二内壁面上,沿所述表带本体的厚度方向,所述第一压电膜层和所述第二压电膜层之间具有间距,以容纳所述第一压电膜层和所述第二压电膜层的振动变形;
所述第一表面上的与所述第一压电膜层相对的位置处形成有第一凸起,所述第二表面上的与所述第二压电膜层相对的位置处形成有第二凸起;
所述第一凸起振动时,能够带动所述第一压电膜层振动变形;所述第二凸起振动时,能够带动所述第二压电膜层振动变形。
2.根据权利要求1所述的表带,其特征在于,
所述第一压电膜层的与所述第一凸起相对的部分为朝所述第二压电膜层弯曲的弯曲状结构,所述第一内壁面形成有与所述第一压电膜层的弯曲状结构贴合的弧面结构;
所述第二压电膜层的与所述第二凸起相对的部分为朝所述第一压电膜层弯曲的弯曲状结构,所述第二内壁面形成有与所述第二压电膜层的弯曲状结构贴合的弧面结构。
3.根据权利要求1或2所述的表带,其特征在于,所述表带还包括:
支撑板,位于所述容纳腔内,并与所述表带本体相对固定,所述第一压电膜层和所述第二压电膜层设置在所述支撑板的相对的两侧;
所述支撑板的沿所述表带本体的厚度方向上开设有用于容纳所述第一压电膜层和所述第二压电膜层的振动变形的容纳槽。
4.根据权利要求3所述的表带,其特征在于,
所述支撑板的沿所述表带本体长度方向的两端开设有卡槽,所述第一内壁面上形成有朝所述第二内壁面凸出的第一卡扣,所述第二内壁面上形成有朝所述第一内壁面凸出的第二卡扣;
所述第一压电膜层的沿所述表带本体长度方向的两端,以及所述第二压电膜层的沿所述表带本体长度方向的两端均开设有穿孔;
所述第一卡扣穿过所述第一压电膜层上的所述穿孔设置在所述卡槽内,以及所述第二卡扣穿过所述第二压电膜层上的所述穿孔设置在所述卡槽内。
5.根据权利要求3或4所述的表带,其特征在于,所述支撑板由刚性材料制得。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的表带,其特征在于,所述第一凸起在所述第一表面上占据的面积,大于所述第二凸起在所述第二表面上占据的面积。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的表带,其特征在于,所述表带还包括:
柔性电路板,设置在所述容纳腔内;
所述第一压电膜层和所述第二压电膜层均与所述柔性电路板电连接。
8.根据权利要求7所述的表带,其特征在于,所述柔性电路板设置在所述第一压电膜层和所述第二压电膜层的同一端部;
所述第一压电膜层的靠近所述柔性电路板的端部形成有彼此分离的正电极和负电极;
所述第二压电膜层的靠近所述柔性电路板的端部形成有彼此分离的正电极和负电极;
所述柔性电路板的靠近所述第一压电膜层和所述第二压电膜层的端部具有彼此分离的第一引脚和第二引脚;
其中,所述第一压电膜层的所述正电极和所述第二压电膜层的所述正电极均与所述第一引脚电连接;
所述第一压电膜层的所述负电极和所述第二压电膜层的所述负电极均与所述第二引脚电连接。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的表带,其特征在于,所述表带本体包括:
第一表带本体;
扣合在第一表带本体上的第二表带本体,相扣合的第一表带本体和第二表带本体内形成有所述容纳腔;
所述第一凸起设置在所述第一表带本体的背离所述第二表带本体的表面上,所述第二凸起设置在所述第二表带本体的背离所述第一表带本体的表面上。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的表带,其特征在于,所述表带本体由弹性材料制得。
11.一种可穿戴设备,其特征在于,包括:
表盘;
如权利要求1-10任一项所述的表带;
其中,所述表带本体与所述表盘连接。
12.根据权利要求11所述的可穿戴设备,其特征在于,
所述表带本体内的所述容纳腔靠近所述表盘设置。
13.根据权利要求11或12所述的可穿戴设备,其特征在于,所述可穿戴设备还包括:
处理器,所述处理器设置在所述表盘内,且所述第一压电膜层和所述第二压电膜层均与所述处理器电连接,所述处理器用于接收所述第一压电膜层和所述第二压电膜层输出的电信号,以得到检测结果。
14.根据权利要求13所述的可穿戴设备,其特征在于,所述可穿戴设备还包括:
音频播放器,与所述处理器电连接,所述音频播放器用于播放得到的所述检测结果中的音频信号;和/或,
显示屏,安装在所述表盘上,与所述处理器电连接,所述显示屏用于显示得到的所述检测结果中的波形图。
15.根据权利要求14所述的可穿戴设备,其特征在于,所述处理器包括:
信号放大电路和模数转换电路;
所述信号放大电路用于对所述第一压电膜层和所述第二压电膜层输出的电信号进行放大;
所述模数转换电路用于对所述放大电路输出的模拟信号转化为数字信号;
所述音频播放器用于根据所述模数转化电路转换的数字信号,播放音频信号;
所述显示屏用于根据所述模数转化电路转换的数字信号,显示波形图。
16.根据权利要求15所述的可穿戴设备,其特征在于,所述处理器还包括:
计算电路;
所述计算电路用于对所述模数转化电路输出的数字信号与参考阈值比较,以得到病理信息,所述显示屏用于显示所述病理信息。
17.根据权利要求13-16任一项所述的可穿戴设备,其特征在于,所述可穿戴设备还包括:
存储器,所述存储器与所述处理器电连接,所述存储器用于存储所述检测结果。
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