CN206301468U - 一种智能儿童服装及智能儿童穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能穿戴领域，具体涉及一种智能儿童服装及智能儿童穿戴设备，智能儿童服装包括：与人体生理结构相贴合的儿童服装，以及设置在儿童服装上的传感器、微处理器系统主机和电源系统，传感器与微处理器系统主机具有通信连接，电源系统用于向微处理器系统主机供电；传感器用于采集人体躯干的姿势数据；微处理器系统主机包括微处理模块和提示模块；微处理模块用于根据传感器采集的姿势数据判断用户的姿势是否异常；提示模块包括警示单元和/或通讯单元。本实用新型能够提示用户主动矫正姿势。

Description

一种智能儿童服装及智能儿童穿戴设备

技术领域

本实用新型涉及智能穿戴领域，具体涉及一种智能儿童服装及智能儿童穿戴设备。

背景技术

很多脊柱侧弯与遗传有关，但现在中小学生脊柱侧弯的比例明显上升，可能与孩子长期姿势不良有关。青少年正处于身体发育时期，不正确的坐、立体态，长期伏案等情况会导致人体的三维力系失衡，造成人体脊柱的不正常生理弯曲，形成脊柱侧弯的现象。正处于生长发育期的青少年，长期保持脊柱侧弯的状态会影响其骨骼的健康发育，导致含胸驼背，影响青少年心肺等功能的发育，并且影响其成年后的形体美。另外，青少年在读书写字时由于不良的坐姿会导致近距离用眼时间过长及用眼姿势不正确而诱发近视。因此，对青少年的不良姿势进行矫正、使得青少年养成一个良好的行为习惯极为重要。

目前常用儿童读写姿势矫正器来辅助青少年进行姿势矫正，利用外力束缚对人体结构进行强行矫正，比如使用硬性结构件、软性布料、弹性拉带等材料，对姿势进行强行矫正，从而防止儿童体型弯曲引起驼背。

但是外力的束缚会引起儿童的身体不适，甚至对儿童的骨骼发育造成不可逆的损伤。

发明内容

本实用新型实施例提供了一种智能儿童服装及智能儿童穿戴设备，能够避免利用外力束缚对人体结构进行强行矫正而对儿童造成的损伤。

有鉴于此，本实用新型实施例第一方面提供一种智能儿童服装，可包括：与人体生理结构相贴合的儿童服装，以及设置在所述儿童服装上的传感器、微处理器系统主机和电源系统，所述传感器与所述微处理器系统主机具有通信连接，所述电源系统用于向所述微处理器系统主机供电；

所述传感器用于采集人体躯干的姿势数据；

所述微处理器系统主机包括微处理模块和提示模块；

所述微处理模块用于根据所述传感器采集的所述姿势数据判断用户的姿势是否异常；

所述提示模块包括警示单元和/或通讯单元；

所述警示单元用于当所述姿势异常时，进行报警；

所述通讯单元用于与外部设备通讯，将所述微处理模块的判断结果发送至所述外部设备。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述传感器包括压力传感器、加速度传感器、位移传感器、角速度传感器以及应变式传感器中的一种或多种。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述传感器为集成于所述儿童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和第一方面的第二种可能的实现方式中任一种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述智能儿童服装还包括固定在所述儿童服装上的柔性屏蔽导线，所述柔性屏蔽导线用于连接所述传感器和所述微处理系统主机。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述柔性屏蔽导线为柔性导电纤维或者柔性导电织物。

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中任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述传感器设置在所述儿童服装的目标区域，所述目标区域对应于用户的目标位置，所述目标位置位于用户的后背区域。

结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述目标位置位于用户的颈椎下方、脊柱两侧；和/或，位于用户脊柱的上半段；和/或，位于用户胸腔对应的后背位置。

结合第一方面的第五种可能的实现方式或者第一方面的第六种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述儿童服装包括背带，所述目标区域在所述背带上。

结合第一方面的第七种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述儿童服装还包括外套，所述背带可拆卸的固定于所述外套内侧。

本实用新型实施例第二方面还提供一种智能儿童穿戴设备，包括第一方面中任一种智能儿童服装以及与所述智能儿童服装通信连接的终端。

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：

本实用新型通过在儿童服装上增设传感器、微处理器系统主机等，得到智能儿童服装，当儿童穿着智能儿童服装后，智能儿童服装能够检测儿童的姿势数据，并根据检测到的数据判断儿童的姿势是否异常，并在姿势异常时给出提示，以提醒儿童主动调整姿势，从而实现对儿童姿势的矫正。

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是本实用新型智能儿童服装一个实施例示意图；

图2是本实用新型智能儿童服装中微处理模块一个实施例示意图；

图3是本实用新型智能儿童服装中警示单元一个实施例示意图；

图4是本实用新型智能儿童服装为校服的一个实施例示意图；

图5是本实用新型智能儿童服装为男童内衣的一个实施例示意图；

图6是本实用新型智能儿童服装为女童内衣的一个实施例示意图；

图7是本实用新型智能儿童服装为框架背心的一个实施例示意图；

图8是本实用新型智能儿童穿戴设备一个实施例示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种智能儿童服装及智能儿童穿戴设备，能够当儿童的姿势异常时做出提示，以使得儿童主动进行姿势矫正。

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，本实用新型智能儿童服装一个实施例包括：

与人体生理结构相贴合的儿童服装(图中未示出)，以及设置在儿童服装上的传感器1、微处理器系统主机2和电源系统3，传感器1与微处理器系统主机2具有通信连接，电源系统3用于向微处理器系统主机2供电；

传感器1用于采集人体躯干的姿势数据；

微处理器系统主机2包括微处理模块21和提示模块22；

微处理模块21用于根据传感器采集的姿势数据判断用户的姿势是否异常；

提示模块22包括警示单元221和/或通讯单元222；

警示单元221用于当姿势异常时，进行报警；

通讯单元222用于与外部设备通讯，将微处理模块的判断结果发送至外部设备。

图1中，较粗的连接线表示供电线路，较细的连接线表示通信线路。

本实用新型实施例通过在儿童服装上增设传感器、微处理器系统主机等，得到智能儿童服装，当儿童穿着该智能儿童服装后，智能儿童服装能够检测儿童的姿势数据，并根据检测到的数据判断儿童的姿势是否异常，并在姿势异常时给出提示，以提醒儿童主动调整姿势，从而实现对儿童姿势的矫正。

其中，传感器1可以为一个传感器，也可以包括多个传感器，此处不做具体限定，但是为了采集的数据的准确性，建议使用多个传感器。传感器可以包括压力传感器、加速度传感器、位移传感器、角速度传感器以及应变式传感器中的一种或多种。传感器1采集的姿势数据可以用以体现关节弯曲和转动方式、幅度、频次、维持时间数据等，通过这些数据来确定人体姿势。

作为可选的，通讯单元222可采用有线通讯或是无线通讯，或是二者均采用。通讯单元222可与终端设备进行数据交互，终端设备可以为平板电脑、手机和笔记本电脑等，再由这些终端设备对姿势数据实时查看、分析、统计和储存，并且还可通过这些设备将姿势数据上传至服务器或网络云端，这样，儿童或者儿童的家长可以实时查看自己孩子的姿势是否异常，还可以查看其他儿童的姿势情况，进行比较，作为儿童矫正姿势起到激励效果。服务器接收大量儿童的姿势数据之后，可以对其进行大数据分析，比如确定近期常见的异常姿势是怎样的，并将分析结果发送至各终端设备，供儿童和家长查看，以起到提醒作用。

在本实施例中，作为可选的，请参阅图2，该微处理模块21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阈值数据；

接收单元212，用于接收传感器采集的姿势数据；

确定单元213，用于通过传感器采集的姿势数据确定姿势；

判断单元214，用于判断姿势数据是否超出阈值数据。

其中，存储单元211还用于存储姿势判断日志，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姿势数据。

可选的，微处理模块21还可以包括：

日志追踪单元215，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；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接收传感器1采集的姿势数据，该传感器1采集的姿势数据根据传感器1的类型不同而有所不同，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阈值数据，供判断单元214对接收到的姿势数据与阈值数据进行比对，其中该阈值数据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，从而判断儿童的姿势是否异常。

请参阅图3，作为可选的，警示单元221包括震动马达2211、LED指示灯2212和扬声器2213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2211，通过其震动来提示智能服装用户姿势异常；LED指示灯2212和扬声器2213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2211震动的方式、LED指示灯2212指示的方式以及扬声器2213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2211来说，当儿童做出了某一姿势，在微处理模块21识别出该姿势后，长震动表示驼背，短震动表示后仰，对于LED指示灯2212来说，常亮表示左右肩膀不对称，闪亮表示躯体扭转，对于扬声器223来说，短促的蜂鸣表示驼背，连续的蜂鸣表示后仰，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。

作为优选的，传感器1可以采用与儿童服装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，在与儿童服装集成后能满足儿童对智能儿童服装的柔软度的要求。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。

为了满足儿童对智能儿童服装的柔软度的要求，可以在儿童服装上固定柔性屏蔽导线，并通过柔性屏蔽导线将传感器1与微处理系统主机2进行连接，柔性屏蔽导线可以内置于所集成的服装内部。另外，采用屏蔽导线能屏蔽其他信号的干扰，使得微处理器系统主机2接收的姿势数据更加精确。优选的，柔性屏蔽导线可以为柔性导电纤维或者柔性导电织物。

传感器与儿童服装的集成部位可由服装款式和所需检测部位综合决定，为了表述方便，将传感器在儿童服装上的固定位置称作目标区域，儿童穿着智能儿童服装之后，传感器与用户身体的具体位置相对应，将目标区域对应的用户身体的位置称作目标位置，目标位置一般选择后背区域，优选后背区域的上半段。并且目标位置应尽量避开肩胛骨区域，避开肩胛骨位置是为了减少人体正常活动(如读书写字、电脑打字、举杯喝水等)对监测数据的干扰影响。对集成的传感器的数量没有严格限制，可以为单个传感器与服饰集成，也可以为多个传感器与服饰集成，同时对人体后背各个位置实时数据采集。优选的，目标位置位于用户的颈椎下方、脊柱两侧；和/或，位于用户脊柱的上半段；和/或，位于用户胸腔对应的后背位置，这是由于儿童的背部和腰部容易出现身姿异常，尤其对于伏案看书写作业的青少年而言可以有效的起到提示的作用。根据儿童服饰款式的不同，目标区域在智能儿童服装上的具体位置通常也不同，以下分别予以说明：

一、智能儿童服装为带有背带的校服，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，智能儿童服装4为女款校服，传感器1包括传感器141和传感器142，传感器141和传感器142分别设置于后背处的背带上，且避开肩胛骨区域，用于监测脊柱上半段两侧的姿势变化。男款带有背带的校服上传感器的位置与女款的相似，此处不再赘述。

优选的，传感器141与传感器142可以为应变式传感器，应变式传感器141与应变式传感器142可以设置在相对于用户脊柱对称的位置，微处理器系统主机对应变式传感器141与应变式传感器142采集到的姿势数据的处理方法可以如下所述的P、Q阈值算法：

应变式传感器141采集到的数据为X1，应变式传感器142采集到的数据为X2，应变式传感器将采集的姿势数据X1和X2发送至微处理器系统主机2，该微处理器系统主机2根据接收到的姿势数据判断该姿势是否异常，微处理器系统主机2可以预置如下算法的统计模式，请参阅下表1：

表1

微处理模块21根据采集的姿势数据X1和X2分别分析出对应的应变程度、数值范围动作频率及时间系数，并结合人体生理特征、人体骨骼学等原理内置系统预设参数分别分析出对应的频率、时间长度、弯曲或倾斜程度等，并根据内置算法分别计算出对应于X1的数据Y1和对应于X2的数据Y2。之后，可以启动P模式计算和Q模式计算，其中，P模式计算为：计算Y1与Y2的叠加值，乘积或者做和，具体不做限定，此处以做和为例，即Y1+Y2＝P；Q模式计算为：计算Y1与Y2的差异值，做商或者做差，具体不做限定，此处以做差为例，即|Y1-Y2|＝Q。微处理模块220内部预置有正常姿势阈值ZP和ZQ，将P与ZP，Q与ZQ分别进行比较，当P超出ZP或者Q超出ZQ时，则判定当前所监测的姿势处于异常状态。

二、智能儿童服装为男童内衣，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，智能儿童服装5为男童内衣，传感器1包括传感器151、传感器152、传感器153和传感器154，传感器151和传感器152用于监测脊柱上半段的姿势变化，传感器153和传感器154用于监测对应胸腔处后背的姿势变化。微处理器系统主机2可设计成服饰装饰品悬挂于前胸位置。优选的，传感器153和传感器154可以为应变式传感器，应变式传感器153和应变式传感器154采集到的姿势数据也可以采用P、Q阈值算法。

三、智能儿童服装为女童内衣，请参阅图6，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，智能儿童服装6为女童内衣，传感器1包括传感器161、传感器162、传感器163、传感器164和传感器165，传感器161和传感器162用于监测颈椎下方、脊柱两侧的姿势变化，传感器163用于监测脊柱上半段的姿势变化，传感器164和传感器165用于监测对应胸腔处后背的姿势变化。微处理器系统主机2可设计成服饰装饰品悬挂于领口的鸡心位置。优选的，传感器161、传感器162、传感器164和传感器165为应变式传感器，应变式传感器161和应变式传感器162采集到的姿势数据可以采用P、Q阈值算法，应变式传感器164和应变式传感器165采集到的姿势数据也可以采用P、Q阈值算法。

四、智能儿童服装为框架背心，请参阅图7，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，智能儿童服装4为框架背心，儿童可以方便的穿在内衣外面，或者贴身穿着在内衣里面。传感器1包括传感器171和传感器172，传感器171和传感器172用于监测脊柱上半段两侧后背的姿势变化，微处理器系统主机2可设置在腹部的腰带位置。优选的，传感器171和传感器172可以为应变式传感器，应变式传感器171和应变式传感器172采集到的姿势数据也可以采用P、Q阈值算法。

在实际使用中，智能儿童服装可以包括图7所示的框架背心和外套，框架背心可以通过可拆卸的方式，比如通过拉链或者纽扣，固定于外套内侧。

需要说明的是，传感器1在儿童服装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，仅需保证传感器1对应人体需要监测处即可。

智能儿童服装通常为贴身衣物，需要经常换洗，因此，为了避免在清洗过程中，应变式传感器1和微处理器系统主机2因进水而损坏，本实施例中，作为一种优选地实施方式，在应变式传感器1和微处理器系统主机2的外表面均设置防水层。防水层可以为防水胶等材料。

本实施例的具体工作过程为：该智能儿童服装的用户穿戴好智能儿童服装，而后可启动智能儿童服装的电源，在微处理器系统主机2上的输入设备或是通过通讯单元222与微处理器系统主机2相连接作为输入设备的终端设备上输入用户的基本生理信息，如身高、体重、年龄和性别等，并开始进行姿势监测。首先由传感器1采集用户的姿势数据，接着由微处理器系统主机2对姿势数据处理，判断用户的姿势是否异常，若确定用户的姿势处于异常状态，可采用两种方式进行提示，其一是通过微处理器系统主机2内设有的震动马达2211或是LED灯2212或扬声器2213发出警示，提示该智能儿童服装的用户姿势异常，或是还可将该姿势异常的结果通过通讯单元222发送至该智能儿童服装的用户或该儿童的家长的手机上。用户还可以根据实际需求，通过APP随时调整阈值数据，以适应不同的个体体形特征和生活场景。

图8为本实用新型实施例提供的一种智能儿童穿戴设备800，包括上述实施例所述的智能儿童服装801以及与智能儿童服装通信连接的终端802。

由于智能儿童服装的各个实施例在上文中已经详细描述，本实施例不再赘述。本实施例中，终端可以为智能手环或智能手机等设备。

以上对本实用新型所提供的智能儿童服装及智能儿童穿戴设备进行了介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能儿童服装，其特征在于，包括与人体生理结构相贴合的儿童服装，以及设置在所述儿童服装上的传感器、微处理器系统主机和电源系统，所述传感器与所述微处理器系统主机具有通信连接，所述电源系统用于向所述微处理器系统主机供电；

所述传感器用于采集人体躯干的姿势数据；

所述微处理器系统主机包括微处理模块和提示模块；

所述微处理模块用于根据所述传感器采集的所述姿势数据判断用户的姿势是否异常；

所述提示模块包括警示单元和/或通讯单元；

所述警示单元用于当所述姿势异常时，进行报警；

所述通讯单元用于与外部设备通讯，将所述微处理模块的判断结果发送至所述外部设备。

2.根据权利要求1所述的智能儿童服装，其特征在于，所述传感器包括压力传感器、加速度传感器、位移传感器、角速度传感器以及应变式传感器中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的智能儿童服装，其特征在于，所述传感器为集成于所述儿童服装上的柔性传感器。

4.根据权利要求1所述的智能儿童服装，其特征在于，所述智能儿童服装还包括固定在所述儿童服装上的柔性屏蔽导线，所述柔性屏蔽导线用于连接所述传感器和所述微处理系统主机。

5.根据权利要求4所述的智能儿童服装，其特征在于，所述柔性屏蔽导线为柔性导电纤维或者柔性导电织物。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的智能儿童服装，其特征在于，所述传感器设置在所述儿童服装的目标区域，所述目标区域对应于用户的目标位置，所述目标位置位于用户的后背区域。

7.根据权利要求6所述的智能儿童服装，其特征在于，所述目标位置位于用户的颈椎下方、脊柱两侧；和/或，位于用户脊柱的上半段；和/或，位于用户胸腔对应的后背位置。

8.根据权利要求6所述的智能儿童服装，其特征在于，所述儿童服装包括背带，所述目标区域在所述背带上。

9.根据权利要求8所述的智能儿童服装，其特征在于，所述儿童服装还包括外套，所述背带可拆卸的固定于所述外套内侧。

10.一种智能儿童穿戴设备，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的智能儿童服装以及与所述智能儿童服装通信连接的终端。