CN204632071U - 一种实现姿势实时监测智能服装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能穿戴领域，具体涉及一种实现姿势实时监测智能服装。包括与人体生理结构贴合的服装，服装上对应人体关节处设有应变式传感器组，应变式传感器组包含一个以上分别与人体关节相对应的应变式传感器；服装上还设有微处理器系统主机，应变式传感器均与微处理器系统主机相连接；其中，微处理器系统主机包括微处理模块，还包括警示模块和/或通讯模块。本实用新型实施例通过应变式传感器组采集的关节运动数据确定人体姿势，当确定关节运动数据超出关节运动阈值时可由警示模块进行报警，通知智能服装用户其姿势异常，本实用新型还能够使用户通过外部设备能实时监测该姿势状态和姿势状态变化的追踪，从而实现实时监测人体姿势的目的。

Description

一种实现姿势实时监测智能服装

技术领域

本实用新型涉及智能穿戴领域，具体涉及一种实现姿势实时监测智能服装。

背景技术

姿势不良是现代人普遍存在的问题，尤其是长时间维持固定姿势，各种不良的站姿、坐姿、走姿等与人体健康息息相关，如坐姿，长期久坐不动，颈部前探、弓背、歪扭；站姿，低头缩背、双肩耷拉、容易压迫脊椎和周围神经等。生活中不良的姿势还有很多、比如不良的睡眠姿势、翘二郎腿、趴桌子上睡觉等等，如果不给予提醒及纠正、长久以来会变成一种习惯，也就给身体造成腰酸背痛、脊椎病、近视、驼背、关节炎等一些疾病。因此，对人体姿势的实时监测并给予提醒纠正、养成一个良好的行为习惯极为重要。

现有技术中针对自身的姿势监测包括以下几种类型，1、智能穿戴式姿势监测设备，一般采用陀螺仪、角度、应变片等传感器与背心等服饰集成对人体的腰部、肩部进行监测及矫正。如将直板嵌入背心的后腰部、传感器粘贴在直板上，通过腰部的弯曲引起传感器上的数据变化而得出人体姿势的程度，再配合专用腰带上的喇叭进行预警提示；2、采用红外线、照相机等外围设备辅助监测，即利用红外线、照相机等设备放置在座位前方，捕获人体姿势数据进行分析处理。

然而采用类型1的方式，后背心位置放置直板会造成衣着不舒适，其次只要存在弯腰动作就会有声音提示容易影响到用户的精神状态，并且还需要与专用腰带配合使用，也只能单一的针对腰部姿势进行监测，适应范围较小；对于类型2采用的测量方式，虽然监测精度较高，但一般是较大型的外部设备，需要特定的场景中才能使用到，其使用上颇为不便，无法实现在日常生活中对姿势实时监测。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种实现姿势实时监测智能服装，能够对人体姿势随时随地进行实时监测，使智能服装穿戴人实时了解其姿势是否准确。

有鉴于此，本实用新型实施例提供的一种实现姿势实时监测智能服装，可包括：包括与人体生理结构相贴合的服装，所述服装上对应人体关节处设有应变式传感器组，所述应变式传感器组包含一个以上分别与人体关节相对应的采集人体关节处关节运动数据的应变式传感器；

所述服装上还设有微处理器系统主机，所述应变式传感器均与微处理器系统主机相连接；

其中，所述微处理器系统主机包括用于根据所述关节运动数据判断姿势是否异常的微处理模块；还包括用于当姿势异常时进行报警警示模块和/或与外部设备通讯的通讯模块。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述警示模块包括震动马达、LED指示灯和扬声器之中的至少一种；

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述通讯模块包括无线通讯模块和/或有线通讯模块；

结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述服装上还固定有屏蔽导线，一个以上的所述应变式传感器均通过所述屏蔽导线与微处理模块相连接；

结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述应变式传感器为集成于服装上的柔性传感器；

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式和第一方面的第四种可能的实现方式之中任意一种，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述应变式传感器组中的应变式传感器分别固定于所述内衣的主体上，所述微处理器系统主机悬挂于所述内衣的主体上。；

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式和第一方面的第四种可能的实现方式之中任意一种，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述应变式传感器组中的应变式传感器分别固定于所述服装的主体上，所述微处理器系统主机悬挂于所述服装的主体上。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式、第一方面的第二种可能的实现方式、第一方面的第三种可能的实现方式和第一方面的第四种可能的实现方式之中任意一种，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述微处理器系统主机悬挂于脖颈或放置于外衣的口袋。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：本实用新型实施例采用与人体生理结构贴合的服装，并通过在该服装上对应人体关节处设置能够监测关节运动数据的应变式传感器组，通过应变式传感器组采集的关节运动数据确定人体姿势，再将所述关节运动数据与预置的对应人体姿势的关节运动阈值对比，当确定关节运动数据超出所述关节运动阈值时可由警示模块进行报警，通知智能服装穿戴人其当前姿势出现异常，也可通过通讯模块将判断出的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测所述结果，从而能够使智能服装穿戴人通过外部设备能够实时追踪、分析和判断姿势的正确性，从而实现实时监测人体姿势的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例智能服装的一个实施例图；

图2是本实用新型实施例智能服装中微处理模块的一个实施例图；

图3是本实用新型实施例智能服装中警示模块的一个实施例图；

图4是本实用新型实施例智能服装的另一个实施例图；

图5是本实用新型实施例智能服装的另一个实施例图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种实现姿势实时监测智能服装，能够对人体姿势随时随地进行实时监测，使智能服装穿戴人实时了解其姿势是否准确。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

以下分别进行详细说明。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

请参阅图1，图1结合图4或图5，为本实用新型实施例的智能服装的一个实施例，可包括以下内容：与人体生理结构贴合的服装1，服装1上对应人体关节处设有应变式传感器组，应变式传感器组包含一个以上分别与人体关节相对应的应变式传感器3；

服装1上还设有微处理器系统主机2；应变式传感器3均与微处理器系统主机2相连接；

应变式传感器3用于采集与应变式传感器3相对应的人体部位处的关节运动数据；

其中，微处理器系统主机2包括，

微处理模块21，用于通过应变式传感器组采集的关节运动数据确定人体姿势；还用于判断所述关节运动数据是否超出所述人体姿势预置的关节运动阈值；

微处理器系统主机还包括，

警示模块22，用于当微处理模块21确定关节运动数据超出所述关节运动阈值时，进行报警；

和/或，

通讯模块23，用于将微处理模块21判断出的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测结果。

其中，警示模块22和通讯模块23可根据实际情况选择其中一种配备，或是两种均配备。

其中，采集的关节运动数据包括关节弯曲和转动方式、幅度、频次、维持时间数据，通过这些数据来确定人体姿势。

其中，该判断的结果包括判断出的姿势是否正确的数据以及对应该判断的关节运动数据和关节运动阈值，在发送至外部设备时，外部设备上会对关节运动数据、关节运动阈值和姿势是否正确的数据均予以显示，显然也可仅发送判断出的姿势是否正确的数据，或是同时发送判断出的姿势是否正确的数据和关节运动数据，根据实际情况的不同而有所不同，具体不作限定。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：本实用新型实施例采用与人体生理结构贴合的服装1，并通过在该服装1上对应人体关节处设置能够监测关节运动数据的应变式传感器组，通过应变式传感器组采集的关节运动数据确定人体姿势，再将所述关节运动数据与预置的对应人体姿势的关节运动阈值对比，当判断关节运动数据超出所述关节运动阈值时可由警示模块进行报警，通知智能服装穿戴人其当前姿势出现异常，也可通过通讯模块将判断出的结果发送至外部设备，以使得外部设备实时监测所述结果，从而能够使智能服装穿戴人通过外部设备能够实时监测判断结果，从而实现实时监测人体姿势的目的。

在本实施例中，作为可选的，请参阅图2，为本实用新型智能服装实施例中微处理模块的结构示意图，该微处理模块21的可包括：

存储单元211，用于存储人体姿势以及对应人体姿势预置的关节运动阈值；

接收单元212，用于接收应变式传感器组采集的关节运动数据；

确定单元213，用于通过所述应变式传感器组采集的关节运动数据确定人体姿势；

判断单元214，用于判断所述关节运动数据是否超出所述关节运动阈值。

其中，存储单元211还用于存储姿势判断日志；所述姿势判断日志中指示姿势判断的结果和与姿势判断结果对应的关节运动数据；

微处理模块21还包括：

日志追踪单元214，用于根据存储于存储单元的姿势判断日志生成姿势变化信息。

微处理模块21对每次的姿势判断过程以日志的方式进行记录，并存储于存储单元211中，可通过通讯模块23连接至微处理器系统主机2并查看该姿势判断日志；微处理模块21还会以该姿势判断日志为基础，对一段时间内的姿势的日志进行分析统计，并生成一段时间内的姿势变化信息，用户可直接查看该姿势变化信息从而得知此前一时间段内自身的姿势变化情况，有利于对姿势的矫正进行追踪分析，并且能够实时追踪姿势变化状况，对自身的身体状况有更深入的了解。

可以看出，微处理模块21的具体工作过程为，首先接收单元212接收应变式传感器3采集的关节运动数据，该应变式传感器3采集的关节运动数据根据应变式传感器3的类型不同而有所不同，如应变式拉力传感器、应变式压力传感器、应变式扭矩传感器、应变式位移传感器、应变式加速度传感器、应变式温度传感器等分别采集测量拉力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量，从而获取人体姿势的特征，存储单元211内部存储有对应的数值类型的关节运动阈值供判断单元214对接收到的关节运动数据与关节运动阈值进行比对，其中该关节运动阈值可以是一个固定的数值，也可以是一个表示姿势正常的数值范围，还可预置与该关节运动阈值相关的其他数值，如单位时间采集的关节运动数据分析出弯曲角度值、姿势动作变化值、数值范围动作频率及时间系数，结合人体生理特征、人体骨骼学等原理内置系统预设参数分析出当前坐姿的姿势、时间长度、驼背程度等作为分析基础，并且还可自动判断当前所测数据属于静态数据(单位数据范围内判定处于静态)还是动态数据(单位数据范围外判定动态)，从而可以监测出当前人体被测位置的实时数据，也可以长期追踪被测位置的数据变化，实现随时了解姿势变化状态。

其中，请参阅图3，作为可选的，为本实用新型智能服装实施例中警示模块的结构示意图，该警示模块22包括震动马达221、LED指示灯222和扬声器223之中的至少一种，根据实际需求的不同可选择不同的搭配方式，如在安静环境下，可选择震动马达221，通过其震动来提示智能服装用户姿势异常；LED指示灯222和扬声器223也可选择对应需求的环境的搭配设置。

需要说明的是，震动马达221震动的方式、LED指示灯222指示的方式以及扬声器223的发出声音可根据警示的部位不同而不同，如对于震动马达221来说，当用户做出了某一姿势，在微处理模块21识别出该姿势后，长震动表示该姿势中肘关节处姿势异常，短震动表示肩关节处姿势异常等，对于LED指示灯222来说，常亮表示肘关节处姿势异常，闪亮表示肩关节处姿势异常等，对于扬声器223来说，短促的蜂鸣表示肘关节处姿势异常，连续的蜂鸣表示肩关节处姿势异常等，可根据智能服装监测的部位的不同设置不同的警示方式，具体不做限定。

其中，应变式传感器3通过设置于服装1上的屏蔽导线4与微处理器系统主机2相连接，屏蔽导线4可通过缝合的方式内置于服装1的材料中。可以理解的是，采用屏蔽导线4能屏蔽其他信号的干扰，使得微处理器系统主机2接收的关节运动数据由于不会受到干扰，从而更加精确。

其中，作为可选的，应变式传感器3可以采用与服装1贴合效果更好的柔性传感器，这种柔性传感器具有可以大幅度弯曲和拉伸的性质，在与服装1集成后能满足用户对与人体生理结构贴合的服装1的柔软度的要求，并且采用柔性传感器的服装1监测的精度更高、监测范围更大、适用部位更广。

其中，作为可选的，通讯模块23可采用有线通讯模块231或是无线通讯模块232或是二者均采用，其中有线通讯模块可与PC机等设备进行数据交互，采用无限通讯模块可与同样具有无线通讯设备的其他设备进行数据交互，如平板电脑、手机和笔记本电脑等设备，再由这些设备对关节运动数据实时查看、分析、统计和储存，并且还可通过这些设备将关节运动数据上传至服务器或网络云端。

需要说明的是，根据监测部位的不同，本实用新型实施例对姿势监测的服装1根据监测的姿势不同而不同，以下通过站姿监测和坐姿监测分别予以说明：

一、采用站姿监测，请参阅图4，为本实用新型实施例的智能服装的一个实施例图，在本实施例中，服装1为内衣，应变式传感器组中的应变式传感器3分别设置于服装1上对应人体膝关节、肩关节、腰椎、胸椎和颈椎处。

需要说明的是，应变式传感器3和微处理器系统主机2在胸衣上的位置设置上并不限定于本实施例中描述的位置，可根据实际情况进行设置，仅需保证应变式传感器3对应人体需要监测处即可，微处理器系统主机2可根据其实际形状悬挂于内衣的主体上，具体不作限定。

本实施例的具体工作过程为：该智能服装的用户穿戴好智能服装，而后可启动智能服装的电源，在微处理器系统主机2上的输入设备或是通过通讯模块与微处理器系统主机2相连接作为输入设备的设备上输入基本生理信息，如身高、年龄和性别等，并开始进行姿势监测，首先由应变式传感器3采集膝关节、腰椎、胸椎和颈椎的关节运动数据，首先由微处理器系统主机2内的微处理模块21以这些不同部位的一段时间内的关节运动数据为主，再配合预置在微处理模块21内的变化时间系数、变化维持时间系数和姿势变化数据，最终通过比对确定当前待监测的人体姿势为站姿，并且由于微处理器系统主机2内的微处理模块21内部已经预置有对应站姿的关节运动阈值，将采集的关节运动数据与对应的关节运动阈值进行比对，一旦其中某一关节运动数据超出对应的关节运动阈值，则确定该处姿势处于异常状态，而后与此时可采用两种方式通知该内衣的用户，其一是通过微处理器系统主机2内设有的震动马达221或是LED灯222或扬声器223发出警示，提示该智能服装的用户某一关节处的关节变化数据异常，或是还可将该姿势异常的结果通过通讯模块23，如通过无线通讯模块232发送至该智能服装的用户的手机上，以便于使该用户能实时查看并通过判断结果得知其姿势异常。

二、采用坐姿监测，请参阅图5，为本实用新型实施例的智能服装的一个实施例图，在本实施例中，所述应变式传感器组中的应变式传感器3分别设置于服装1上对应人体腰椎、颈椎、肩关节、膝关节和肘关节处。

需要说明的是，应变式传感器3和微处理器系统主机2在服装1上的位置设置上并不限定于本实施例中描述的位置，可根据实际情况进行设置，仅需保证应变式传感器3对应人体需要监测处即可，微处理器系统主机2可根据其实际形状悬挂于服装1的主体上，具体不作限定。

本实施例的具体工作过程为：该智能服装的用户穿戴好智能服装，而后可启动智能服装的电源，并开始进行姿势监测，首先由应变式传感器3采集腰椎、颈椎、肩关节、膝关节和肘关节处的关节运动数据，由微处理器系统主机2内的微处理模块21以这些不同部位的一段时间内的关节运动数据为主，再配合预置在微处理模块21内的变化时间系数、变化维持时间系数和姿势变化数据，最终通过比对确定当前待监测的人体姿势为坐姿，微处理模块21根据这些采集的关节运动数据分析出弯曲角度值、姿势动作变化值、数值范围动作频率及时间系数，结合人体生理特征、人体骨骼学等原理内置系统预设参数分析出当前坐姿的姿势、时间长度、驼背程度等，微处理模块21预置有多种算法的统计模式，可以监测出当前人体驼背姿势的实时数据，也可以长期追踪被测位置的数据变化，实现随时了解驼背变化状态，本实施例中由于微处理器系统主机2内的微处理模块21内部已经预置有对应坐姿的关节运动阈值，将采集的关节运动数据与对应的关节运动阈值进行比对，一旦其中某一关节运动数据超出对应的关节运动阈值，则确定该处姿势处于异常状态，而后与此时可采用两种方式通知该智能服装的用户，其一是通过微处理器系统主机2内设有的震动马达221或是LED灯222或扬声器223发出警示，提示该智能服装的用户其某一关节处的关节运动数据异常，或是还可将该姿势异常的结果通过通讯模块23，如通过无线通讯模块232发送至该智能服装的用户的手机上，以便于使该用户能实时查看并通过判断结果得知其姿势异常。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种实现姿势实时监测的智能服装，其特征在于，包括与人体生理结构相贴合的服装，所述服装上对应人体关节处设有应变式传感器组，所述应变式传感器组包含一个以上分别与人体关节相对应的采集人体关节处关节运动数据的应变式传感器；

所述服装上还设有微处理器系统主机，所述应变式传感器均与微处理器系统主机相连接；

其中，所述微处理器系统主机包括用于根据所述关节运动数据判断姿势是否异常的微处理模块；还包括用于当姿势异常时进行报警的警示模块和/或与外部设备通讯的通讯模块。

2.根据权利要求1所述的实现姿势实时监测的智能服装，其特征在于：所述警示模块包括震动马达、LED指示灯和扬声器之中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的实现姿势实时监测的智能服装，其特征在于：所述通讯模块包括无线通讯模块和/或有线通讯模块。

4.根据权利要求1所述的实现姿势实时监测的智能服装，其特征在于：所述服装上还固定有屏蔽导线，所述传感器组通过所述屏蔽导线与微处理模块相连接。

5.根据权利要求1所述的实现姿势实时监测的智能服装，其特征在于：所述应变式传感器为集成于服装上的柔性传感器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的实现姿势实时监测的智能服装，其特征在于：所述服装为内衣，所述应变式传感器组中的应变式传感器分别固定于所述内衣的主体上，所述微处理器系统主机悬挂于所述内衣的主体上。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的实现姿势实时监测的智能服装，其特征在于：所述应变式传感器组中的应变式传感器分别固定于所述服装的主体上，所述微处理器系统主机悬挂于所述服装的主体上。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的实现姿势实时监测的智能服装，其特征在于：所述微处理器系统主机悬挂于脖颈或放置于外衣的口袋。