CN217566041U - 一种可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可穿戴设备，本实用新型通过在腕带与人体腕部相接触的一侧设置有与人体腕部桡动脉的区域相对应的第一凹陷部，且所述柔性压力传感器阵列设置于所述第一凹陷部中；利用柔性压力传感器阵列采集人体腕部桡动脉处脉搏数据；由于柔性压力传感器阵列中包含多个柔性压力传感器单元，因此每个单元可以独立测试不同位置的压力信号，采用柔性压力传感器阵列可以采集人体腕部桡动脉处不同位置在不同压力下的脉搏数据，使得用户在穿戴时无需自己寻找桡动脉的位置，即便用户在多次对脉搏进行测量的过程中可穿戴设备的位置发生了改变，也可以通过柔性压力传感器阵列寻找获得脉搏信号，提高了用户使用可穿戴设备的便捷性以及用户体验。

Description

一种可穿戴设备

技术领域

本实用新型涉及穿戴设备领域，尤其涉及一种可穿戴设备。

背景技术

目前，在对身体健康进行诊断时，一般需要对脉搏数据进行诊断，脉搏数据可以反映人体心血管健康状况，具有无创检测的优点，是现代医学中快速检测和监测人体健康的常用手段。同时，脉搏诊断也是中医四诊的重要组成部分，在传统中医诊断过程中，医生通过手指感知患者三部九侯的脉象特征，凭借自身经验判断人体的健康状况，给出调理和诊治的方案。

现有技术中围绕脉搏数据进行健康监测的设备品类众多，包括目前已经普及使用的电子血压计，常用与麻醉科室的连续血压监测仪(CNAP、TL300/400)，以及判断血管状况的血管硬化分析仪等。对于传统中医来讲，由于依靠老中医手指诊脉的方式主观性较强，难以实现脉搏诊断的客观化，也难以进行诊断记录并实现经验的积累，因此也有一些仪器面向中医科学化，具有客观监测人体脉搏的功能，比如道生公司的四诊仪。上述仪器可以对人体脉搏数据进行多个方面的检测，获取丰富的健康信息。但是，上述仪器设备一般体积和质量较大，测试过程繁琐，无法随身携带；因此，难以满足用户及时检测的需求，同时无法对普通用户在日常生活的场景下进行脉搏数据连续、实时的监测。

可穿戴电子设备具有体积小巧、轻便易携带等特点，具有实时监测人体数据的能力。随着物联网和5G技术的发展，具有健康监测功能的可穿戴电子设备发展迅速，各种智能手表和智能手环也都配备了脉搏数据监测的功能，通过将设备穿戴在腕部，能够检测人体的心率、血氧浓度、心电数据、血压等。

在对脉搏数据进行采集的过程中，由于桡动脉的最佳取脉位置的范围较小，且在腕部不同的位置，脉搏的强度和波形是不同的，因此将可穿戴设备的传感器对准扰动脉的最佳取脉位置是至关重要的，现有的可穿戴设备是通过用手指把脉寻找桡动脉，而后进行标记，最后通过将可穿戴设备的传感器对准该位置后开始测试。然而，这样的方法不够方便，尤其对于可穿戴类的电子设备，很难去约束用户的行为，或者让用户刻意的将可穿戴设备的传感器对准特定位置来穿戴。

综上所述，现有技术中的可穿戴设备在进行脉搏数据采集的过程中，存在着需要人为对可穿戴设备的传感器的位置进行调整的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可穿戴设备，在使用可穿戴设备采集脉搏数据的过程中不需要人为对可穿戴设备的传感器的位置进行调整，提高了用户使用可穿戴设备的便捷性和用户体验。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种可穿戴设备，包括：腕带、主控芯片、柔性压力传感器阵列、充气气囊、微型气泵以及气体压力传感器；其中，所述柔性压力传感器阵列包括有多个柔性压力传感器；

所述腕带与人体腕部相接触的一侧设置有第二凹陷部以及设置有与人体腕部桡动脉的区域相对应的第一凹陷部；所述柔性压力传感器阵列设置于所述第一凹陷部中，所述充气气囊设置于所述第一凹陷部与所述柔性压力传感器阵列之间；所述主控芯片、微型气泵以及气体压力传感器设置于所述第二凹陷部内；所述主控芯片分别与所述微型气泵以及所述气体压力传感器相连接，所述充气气囊设置有与所述微型气泵相连接的进气口以及设置有与所述气体压力传感器相连接的压力监测口。

优选的，所述主控芯片包括数据采集装置、气泵驱动装置、微处理器以及电源装置；所述微处理器分别与所述数据采集装置以及所述气泵驱动装置相连接，所述电源装置分别与所述数据采集装置、所述气泵驱动装置以及所述微处理器相连接。

优选的，所述数据采集装置包括有依次相互连接的传感器数据采集装置、模数转换器以及滤波电路。

优选的，所述主控芯片还包括通信装置，所述通信装置和微处理器相连接。

优选的，所述通信装置为蓝牙通信装置、WIFI通信装置、蜂窝通信装置或者NFC通信装置中的任意一种。

优选的，所述腕带的一端设置有卡扣，所述腕带的另一端设置有多个竖直排列的通孔，所述卡扣与任意一个所述通孔之间可拆卸连接。

优选的，所述微型气泵为压电隔膜泵。

优选的，所述充气气囊的形状与所述柔性压力传感器阵列的形状相同，所述充气气囊的尺寸与所述柔性压力传感器阵列的尺寸相同。

优选的，所述腕带的宽度为25-50mm，长度为90-150mm，厚度为5-30mm。

优选的，所述柔性压力传感器阵列的长度为20-50mm，宽度为20-50mm。

相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：

本实用新型通过在腕带与人体腕部相接触的一侧设置有与人体腕部桡动脉的区域相对应的第一凹陷部，且所述柔性压力传感器阵列设置于所述第一凹陷部中；利用柔性压力传感器阵列采集人体腕部桡动脉处脉搏数据；由于柔性压力传感器阵列中包含多个柔性压力传感器单元，因此每个单元可以独立测试不同位置的压力信号，采用柔性压力传感器阵列可以采集人体腕部桡动脉处不同位置在不同压力下的脉搏数据，使得用户在穿戴时无需自己寻找桡动脉的位置，即便用户在多次对脉搏进行测量的过程中可穿戴设备的位置发生了改变，也可以通过柔性压力传感器阵列寻找获得脉搏信号，提高了用户使用可穿戴设备的便捷性以及用户体验。

附图说明

图1：为本发明实施例提供的一种可穿戴设备的外部结构图。

图2：为本发明实施例提供的一种可穿戴设备的电路原理图。

图3：为本发明实施例提供的一种可穿戴设备的外部结构图。

图4：为本发明实施例提供的一种可穿戴设备的电路原理图。

图5：为本发明实施例提供的一种可穿戴设备的电路原理图。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参照图1以及图2，为本发明实施例提供了一种可穿戴设备，包括：腕带1、主控芯片3、柔性压力传感器阵列4、充气气囊7、微型气泵5以及气体压力传感器6；其中，柔性压力传感器阵列4包括有多个柔性压力传感器8；需要进一步说明的是，柔性压力传感器阵列4用于采集人体的脉搏数据，其长度和宽度为20-50mm和20-50mm，其中，长度可为30mm，宽度可为30mm；柔性压力传感器8的单元可为条形，阵列为平行排布，条形的数量为3-15条，长度为10-15mm，宽度为0.5-2mm，间距为0.2-1mm，其中，长度可为13mm，宽度可为1mm，间距可为0.8mm。柔性压力传感器8的单元也可为方形或长方形，按照阵列式排布，数量为3-120，呈3X1,3X3，3X4,6X5，…或者10X12等等。

如图1所示，腕带1与人体手腕相接触的一侧设置有第一凹陷部2和以及设置有第二凹陷部17；其中，当腕带1佩戴在人体腕部时，第一凹陷部2的位置与人体腕部桡动脉的区域相对应；柔性压力传感器阵列4设置于第一凹陷部2中，充气气囊7设置于第一凹陷部2与柔性压力传感器阵列4之间；主控芯片3、微型气泵5以及气体压力传感器6设置于第二凹陷部17内；主控芯片3分别与微型气泵5以及气体压力传感器6相连接，充气气囊7设置有与微型气泵5相连接的进气口以及设置有与气体压力传感器6相连接的压力监测口，电路原理图如图2所示。

需要进一步说明的是，充气气囊7设置在柔性压力传感器阵列4和第一凹陷部2之间，用于对柔性压力传感器阵列4施加可控压力，所述充气气囊7的形状与所述柔性压力传感器阵列4的形状相同，所述充气气囊7的尺寸与所述柔性压力传感器阵列4的尺寸相同，长度为20-50mm，宽度为20-50mm，其中，长度可选择25mm，宽度可选择25mm；充气气囊7由两层或者多层层间串联的薄膜压合而成，具有一个充气口和压力监测口。

微型气泵5用于给充气气囊7充气，其充气端与充气气囊7的充气口连接，其尺寸为20mm X 20mm；微型气泵5为压电隔膜泵，在施加高频交流电压后能够为充气气囊7充气，在固定的电压幅度下可以使得充气气囊7中的压力保持恒定。

气体压力传感器6用于采集充气气囊7中的气体压力，使得主控芯片3能够间接评定柔性压力传感器阵列4与手腕桡动脉之间的绝对压力。气体压力传感器6的测量端与充气气囊7的压力监测口连接，从而对充气气囊7中的气压进行实时监测。其中，气体压力传感器6的型号为RSCM17100KP040。

需要进一步说明的是，用户将可穿戴设备佩戴在手腕上后，主控芯片3控制微型气泵5对充气气囊7进行充气或放气，并同时采集气体压力传感器6上传的第二数据，直至第二数据位于预设的区间内；主控芯片3采集充气气囊7充气或放气过程中柔性压力传感器阵列4上传的第一数据，根据第一数据获取脉搏数据。其中，采用柔性压力传感器阵列4可以采集人体腕部桡动脉处不同位置在不同压力下的脉搏数据，使得用户在穿戴时无需自己寻找桡动脉的位置，即便用户在多次对脉搏进行测量的过程中可穿戴设备的位置发生了改变，也可以通过柔性压力传感器阵列4寻找获得脉搏信号，提高了用户使用可穿戴设备的便捷性以及用户体验。

作为一个优选的实施例，如图4所示，主控芯片3包括数据采集装置9、气泵驱动装置10、微处理器11以及电源装置12；所述微处理器11分别与所述数据采集装置9以及所述气泵驱动装置10相连接，所述电源装置11分别与所述数据采集装置9、所述气泵驱动装置10以及所述微处理器11相连接。其中，微处理器的信号为STM32F407。

数据采集装置9用于采集柔性压力传感器阵列4上传的第一数据以及气体压力传感器6上传的第二数据，将第一数据以及第二数据发送至微处理器11；

微处理器11用于接收数据采集装置9发送的第一数据以及第二数据，以及，根据第二数据向气泵驱动装置10发送电压控制指令；以及，根据第一数据获取脉搏数据；

气泵驱动装置10用于根据电压控制指令输出微型气泵5的控制电压，以使微型气泵5向充气气囊7充气或放气；需要进一步说明的是，气泵驱动装置10包含稳压装置(MT3608DC-DC)以及运放(LM324N)；微处理控制稳压装置输出的电压幅值和频率，并通过运放提高电压数值，从而对微型气泵5进行控制。

电源装置12用于为数据采集装置9、气泵驱动装置10以及微处理器11供电。其中，电源装置的型号为CR1220。

作为一个优选的实施例，数据采集模块9包括传感器数据采集单元14、模数转换器15以及滤波电路16；

传感器数据采集单元14用于采集柔性压力传感器阵列4上传的第一数据以及气体压力传感器6上传的第二数据；

模数转换器15用于将采集到的柔性压力传感器阵列4上传的第一数据以及气体压力传感器6上传的第二数据从模拟数据转换为数字数据，从而使得微处理器11能够对第一数据以及第二数据进行处理；其中，模数转换器为STM32F407自带的模数转换器。

滤波电路16用于对转换后的第一数据中的噪声以及转换后第二数据中的噪声进行过滤，从而消除数据中的噪声，提高后续脉搏数据采集的准确度。

作为一个优选的实施例，主控芯片3还包括通信装置13，通信装置13和微处理器11相连接，通信装置13用于与远程终端进行通信，所述通信装置13为蓝牙通信装置、WIFI通信装置、蜂窝通信装置或者NFC通信装置中的任意一种。通信装置13将微处理器11的数据传输给智能手表表芯、移动终端等，或者用于接收智能手表表芯、移动终端发射的控制信号。

作为一个优选的实施例，腕带1的一端设置有卡扣17，腕带1的另一端设置有多个竖直排列的通孔18，卡扣17与任意一个通孔18之间可拆卸连接。通过选择与卡扣17连接的通孔18可以调节腕带1的长度，使得腕带1更加贴合人体的外部。其中，需要进一步说明的是，腕带1的宽度为25-50mm，长度为90-150mm，厚度为5-30mm，如图3所示。

需要进一步说明的是，如图5所示，用户将可穿戴设备佩戴在手腕上后，主控芯片3向气泵驱动模块10发送电压控制指令，气泵驱动模块10根据电压控制指令输出微型气泵5的控制电压，以使微型气泵5向充气气囊7充气或放气；同时，传感器数据采集单元14采集第一数据以及第二数据；将采集到的第一数据以及第二数据从传送至模数转换器15中转换为数字数据，将转换后的第一数据以及第二数据发送到滤波电路16进行过滤，之后再将过滤后的第一数据以及第二数据发送至微处理器11，当微处理器11采集到第二数据位于预设的区间内时，微处理器11从充气气囊7充气或放气过程中采集到的第一数据中提取出脉搏数据。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：腕带、主控芯片、柔性压力传感器阵列、充气气囊、微型气泵以及气体压力传感器；其中，所述柔性压力传感器阵列包括有多个柔性压力传感器；

所述腕带与人体腕部相接触的一侧设置有第二凹陷部以及设置有与人体腕部桡动脉的区域相对应的第一凹陷部；所述柔性压力传感器阵列设置于所述第一凹陷部中，所述充气气囊设置于所述第一凹陷部与所述柔性压力传感器阵列之间；所述主控芯片、微型气泵以及气体压力传感器设置于所述第二凹陷部内；所述主控芯片分别与所述微型气泵以及所述气体压力传感器相连接，所述充气气囊设置有与所述微型气泵相连接的进气口以及设置有与所述气体压力传感器相连接的压力监测口。

2.如权利要求1所述的一种可穿戴设备，其特征在于，所述主控芯片包括数据采集装置、气泵驱动装置、微处理器以及电源装置；所述微处理器分别与所述数据采集装置以及所述气泵驱动装置相连接，所述电源装置分别与所述数据采集装置、所述气泵驱动装置以及所述微处理器相连接。

3.如权利要求2所述的一种可穿戴设备，其特征在于，所述数据采集装置包括有依次相互连接的传感器数据采集装置、模数转换器以及滤波电路。

4.如权利要求2所述的一种可穿戴设备，其特征在于，所述主控芯片还包括通信装置，所述通信装置和微处理器相连接。

5.如权利要求4所述的一种可穿戴设备，其特征在于，所述通信装置为蓝牙通信装置、WIFI通信装置、蜂窝通信装置或者NFC通信装置中的任意一种。

6.如权利要求1所述的一种可穿戴设备，其特征在于，所述腕带的一端设置有卡扣，所述腕带的另一端设置有多个竖直排列的通孔，所述卡扣与任意一个所述通孔之间可拆卸连接。

7.如权利要求1所述的一种可穿戴设备，其特征在于，所述微型气泵为压电隔膜泵。

8.如权利要求1所述的一种可穿戴设备，其特征在于，所述充气气囊的形状与所述柔性压力传感器阵列的形状相同，所述充气气囊的尺寸与所述柔性压力传感器阵列的尺寸相同。

9.如权利要求1所述的一种可穿戴设备，其特征在于，所述腕带的宽度为25-50mm，长度为90-150mm，厚度为5-30mm。

10.如权利要求1至权利要求9任一项所述的一种可穿戴设备，其特征在于，所述柔性压力传感器阵列的长度为20-50mm，宽度为20-50mm。

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