DE102018206695A1 - Glove for detecting a finger flexion and procedure - Google Patents
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Abstract
Die genaue Erfassung von Gesten, Bewegungen und Fingerbeugungen ist in vielen technischen Bereichen nötig. Es wird ein Handschuh 1 zur Detektion einer Fingerbeugung vorgeschlagen, wobei der Handschuh 1 ein Textil umfassend eine elektrisch isolierende Grundfaser aufweist, mit einem Sensorabschnitt 6, wobei in dem Sensorabschnitt 6 eine elektrisch leitfähige Sensorfaser 7 eingewebt, eingestrickt oder eingewirkt ist, so dass eine Verformung des Sensorabschnitts 6 zu einer Änderung einer elektrischen Eigenschaft des Sensorabschnitts 6 führt, wobei der Sensorabschnitt 6 zum Bereitstellen von Messdaten elektrisch kontaktiert ist, wobei die Messdaten die elektrische Eigenschaft und/oder die Änderung der elektrischen Eigenschafft umfassen, wobei der Handschuh 1 einen Fingerabschnitt 3 aufweist, wobei sich der Fingerabschnitt 3 mit einer Fingerabschnittslänge in eine Längserstreckung von einem Fingeransatz 4 zu einer Fingerspitze 5 erstreckt, wobei sich der Sensorabschnitt 6im Fingerabschnitt 3 angeordnet ist und sich in Längsrichtung mindestens entlang 30 Prozent der Fingerabschnittslänge erstreckt. The exact detection of gestures, movements and finger flexions is necessary in many technical areas. A glove 1 for detecting a finger bend is proposed, wherein the glove 1 comprises a textile comprising an electrically insulating base fiber with a sensor section 6, wherein in the sensor section 6 an electrically conductive sensor fiber 7 is woven, knitted or knitted, so that a deformation the sensor section 6 leads to a change in an electrical property of the sensor section 6, wherein the sensor section 6 is electrically contacted for providing measurement data, the measurement data comprising the electrical property and / or the change of the electrical property, the glove 1 having a finger section 3 , wherein the finger portion 3 extends with a finger portion length in a longitudinal extension from a finger rest 4 to a fingertip 5, the sensor portion 6 is arranged in the finger portion 3 and longitudinally at least along 30 percent of the finger portion length e rstreckt.
Description
Stand der TechnikState of the art
Es wird ein Handschuh zur Detektion einer Fingerbeugung vorgeschlagen. Der Handschuh umfasst ein Textil, wobei das Textil eine Grundfaser aufweist. Der Handschuh umfasst einen Sensorabschnitt, wobei in dem Sensorabschnitt eine elektrisch leitfähige Sensorfaser eingewebt, eingestrickt oder eingewirkt ist, sodass eine Verformung des Sensorabschnitts zu einer Änderung einer elektrischen Eigenschaft des Sensorabschnitts führt, wobei der Sensorabschnitt zum Bereitstellen von Messdaten elektrisch kontaktiert ist, wobei die Messdaten die elektrische Eigenschaft und/oder die Änderung der elektrischen Eigenschaft umfassen.It is proposed a glove for detecting a finger flexion. The glove comprises a textile wherein the textile comprises a base fiber. The glove comprises a sensor section, wherein in the sensor section an electrically conductive sensor fiber is woven, knitted or knitted, so that deformation of the sensor section leads to a change of an electrical property of the sensor section, the sensor section being electrically contacted for providing measurement data, wherein the measurement data comprise the electrical property and / or the change of the electrical property.
Die Druckschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Es wird ein Handschuh zur Detektion einer Fingerbeugung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Ferner wird ein Verfahren zur Detektion einer Fingerbeugung mit einem Handschuh vorgeschlagen. Weitere Vorteile, Wirkungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Unteransprüchen und den beigefügten Figuren.It is proposed a glove for detecting a finger flexion with the features of
Es wird ein Handschuh zur Detektion einer Fingerbeugung vorgeschlagen. Der Handschuh weist insbesondere eine integrierte Elektronik und/oder eine integrierte Sensorik auf. Der Handschuh kann ferner zur Detektion einer Geste und/oder einer Bewegung ausgebildet sein. Der Handschuh ist vorzugsweise als ein Fingerhandschuh ausgebildet, insbesondere mit separatem Futteral pro Finger. Alternativ kann der Handschuh als ein Dreifingerhandschuh, als ein Fausthandschuh oder als ein Fäustling ausgebildet sein. Im Speziellen kann der Handschuh einen Halbhandschuh oder einen Kurzfingerhandschuh bilden.It is proposed a glove for detecting a finger flexion. The glove has in particular integrated electronics and / or integrated sensors. The glove may also be configured to detect a gesture and / or a movement. The glove is preferably designed as a finger glove, in particular with a separate sheath per finger. Alternatively, the glove may be formed as a three-fingered glove, a mitt or a mitten. In particular, the glove may form a half glove or a short finger glove.
Der Handschuh umfasst ein Textil, wobei das Textil eine isolierende Grundfaser aufweist. Das Textil bildet insbesondere einen Grundkörper. Der Handschuh bildet dabei insbesondere einen textilen Handschuh, beispielsweise einen Strickhandschuh. Das Textil ist im Speziellen ein Flachstricktextil. Im Speziellen kann der Handschuh auch einen Leder- oder einen Kunststoffhandschuh mit einem textilen Innenfutter darstellen, wobei das textile Innenfutter die Grundfaser aufweist und/oder den Grundkörper bildet. Das Textil ist beispielsweise ein Gewebe, ein Gestrick, ein Gewirke und/oder eine Maschenware. Die Grundfaser ist beispielsweise eine Naturfaser. Alternativ kann die Grundfaser auch eine Kunststofffaser sein. Die Grundfaser ist insbesondere elektrisch isolierend ausgebildet.The glove comprises a textile, wherein the textile comprises an insulating base fiber. The textile forms in particular a basic body. The glove forms in particular a textile glove, for example a knitted glove. The textile is in particular a flat knit textile. Specifically, the glove may also be a leather or plastic glove having a textile lining, wherein the textile lining comprises the base fiber and / or forms the body. The textile is, for example, a woven fabric, a knitted fabric, a knitted fabric and / or a knitted fabric. The basic fiber is, for example, a natural fiber. Alternatively, the base fiber may also be a plastic fiber. The base fiber is in particular designed to be electrically insulating.
Der Handschuh weist einen Sensorabschnitt auf. Insbesondere ist der Sensorabschnitt einstückig im Textil integriert und/oder einstückig mit dem Textil verbunden. Der Handschuh umfassend das Textil und den Sensorabschnitt ist vorzugsweise einstückig herstellbar. Der Sensorabschnitt bildet einen flächigen Abschnitt. Beispielsweise weist der Sensorabschnitt einen Flächeninhalt größer als einen Quadratzentimeter auf. Der Sensorabschnitt weist eine elektrisch leitfähige Sensorfaser auf, wobei die Sensorfaser eingewebt, eingestrickt oder eingewirkt ist. Insbesondere ist die Sensorfaser mit der Grundfaser verstrickt, verwebt oder verwirkt. Alternativ ist der Sensorabschnitt grundfaserfrei. Der Sensorabschnitt kann die Grundfaser und die elektrisch leitfähige Sensorfaser umfassen. Die Sensorfaser ist beispielsweise eine Metallfaser, eine leitfähige Kohlenstofffaser oder eine intrinsisch leitfähige Polymerfaser, zum Beispiel aus Polyanilin oder Polypyrol. Insbesondere ist die Sensorfaser eine Edelstahlfaser, eine Aluminiumfaser, eine Silberfaser oder eine Goldfaser oder ein elektrisch leitfähig beschichtetes Natur- oder Polymergarn.The glove has a sensor section. In particular, the sensor section is integrally integrated in the textile and / or integrally connected to the textile. The glove comprising the textile and the sensor section is preferably produced in one piece. The sensor section forms a flat section. For example, the sensor section has a surface area greater than one square centimeter. The sensor section has an electrically conductive sensor fiber, wherein the sensor fiber is woven, knitted or acted upon. In particular, the sensor fiber is entangled, interwoven or forfeited with the base fiber. Alternatively, the sensor section is fundamentally fiber-free. The sensor section may comprise the base fiber and the electrically conductive sensor fiber. The sensor fiber is for example a metal fiber, a conductive carbon fiber or an intrinsically conductive polymer fiber, for example of polyaniline or polypyrene. In particular, the sensor fiber is a stainless steel fiber, an aluminum fiber, a silver fiber or a gold fiber or an electrically conductive coated natural or polymer yarn.
Der Sensorabschnitt ist ausgebildet, eine Verformung zu detektieren, beispielsweise dadurch, dass eine Verformung des Sensorabschnitts zu einer Änderung einer elektrischen Eigenschaft des Sensorabschnitts führt. Die elektrische Eigenschaft ist vorzugsweise ein elektrischer Widerstand, alternativ kann die elektrische Eigenschaft eine Induktivität oder eine Kapazität sein. Besonders bevorzugt ist die elektrische Eigenschaft ein Widerstand gemessen gleichgerichtet zur Dehnungsrichtung. Insbesondere ist die elektrische Eigenschaft einstellbar durch eine Maschenfeinheit, eine Maschendichte oder das Sensorfasermaterial. Die elektrische Eigenschaft des Sensorabschnitts kann ferner durch die Bindungs- oder Strickart einstellbar sein.The sensor section is configured to detect a deformation, for example in that a deformation of the sensor section leads to a change in an electrical property of the sensor section. The electrical property is preferably an electrical resistance, alternatively, the electrical property may be an inductance or a capacitance. Particularly preferably, the electrical property is a resistance measured rectified to the direction of elongation. In particular, the electrical property is adjustable by a mesh size, a mesh density or the sensor fiber material. The electrical characteristic of the sensor section may also be adjustable by the binding or knitting method.
Der Sensorabschnitt ist zur Bereitstellung von Messdaten elektrisch kontaktiert. Die elektrische Kontaktierung erfolgt vorzugsweise durch elektrische Leitungen, im Speziellen Leiterbahnen, beispielsweise sind die elektrischen Leitungen aus der Sensorfaser und/oder dem Sensorfasermaterial ausgebildet. Die Messdaten sind vorzugsweise analoge Daten, alternativ können die Messdaten auch digitalisiert sein. Die Messdaten umfassen die elektrische Eigenschaft des Sensorabschnitts und/oder umfassen eine Änderung der elektrischen Eigenschaft des Sensorabschnitts. Beispielsweise sind und/oder umfassen die Messdaten Widerstandsdaten des Sensorabschnitts. Die Messdaten können auch ein Spannungswert oder ein Stromwert sein, der im Sensorabschnitt detektiert wird.The sensor section is electrically contacted to provide measurement data. The electrical contacting is preferably carried out by electrical Lines, in particular conductor tracks, for example, the electrical lines of the sensor fiber and / or the sensor fiber material are formed. The measured data are preferably analog data, alternatively, the measured data can also be digitized. The measurement data comprise the electrical property of the sensor section and / or comprise a change in the electrical property of the sensor section. By way of example, the measured data are and / or comprise resistance data of the sensor section. The measurement data may also be a voltage value or a current value that is detected in the sensor section.
Der Handschuh weist einen Fingerabschnitt auf. Insbesondere weist der Handschuh eine Mehrzahl an Fingerabschnitten auf, beispielsweise fünf Fingerabschnitte. Die Fingerabschnitte sind in den Fingerbereichen des Handschuhs angeordnet. Insbesondere erstreckt sich ein Fingerabschnitt von einem Fingeransatz zu einer Fingerspitze. Der Fingerabschnitt erstreckt sich in eine Längserstreckung. Ferner weist der Fingerabschnitt eine Fingerabschnittslänge auf. Die Fingerabschnittslänge ist insbesondere die Länge des Fingers. Die Fingerabschnittslänge ist im Speziellen größer als ein Fingerglied, zum Beispiel größer als drei Zentimeter.The glove has a finger portion. In particular, the glove has a plurality of finger sections, for example five finger sections. The finger portions are located in the finger areas of the glove. In particular, a finger portion extends from a finger tip to a fingertip. The finger portion extends in a longitudinal extension. Furthermore, the finger portion has a finger portion length. The finger length is in particular the length of the finger. In particular, the finger length is greater than a phalange, for example, greater than three centimeters.
Der Sensorabschnitt ist im Fingerabschnitt angeordnet. Der Sensorabschnitt erstreckt sich im Fingerabschnitt in Längsrichtung mindestens entlang dreißig Prozent der Fingerabschnittslänge. Der Sensorabschnitt erstreckt sich im Fingerabschnitt im Speziellen mindestens einen Zentimeter lang entlang der Längsrichtung und vorzugsweise mindestens zwei Zentimeter lang. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass sich der Sensorabschnitt mindestens entlang fünfzig Prozent der Fingerabschnittslänge erstreckt und im Speziellen, dass sich der Sensorabschnitt entlang von mehr als neunzig Prozent oder vollständig im Fingerabschnitt erstreckt. Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, dass der Sensorabschnitt senkrecht zur Längsrichtung vollständig umlaufend ausgebildet ist. Beispielsweise umgibt der Sensorabschnitt den Finger oder den Fingerabschnitt ringförmig oder zylinderförmig. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Sensorabschnitt senkrecht zur Längsrichtung nur teilweise umlaufend ausgebildet ist, beispielsweise nur halbkreis- oder viertelkreisförmig.The sensor section is arranged in the finger section. The sensor portion extends longitudinally in the finger portion at least along thirty percent of the finger portion length. The sensor section extends in the finger section in particular at least one centimeter long along the longitudinal direction and preferably at least two centimeters long. In particular, it may be provided that the sensor section extends at least along fifty percent of the finger portion length, and in particular, that the sensor portion extends along more than ninety percent or completely in the finger portion. In particular, it can also be provided that the sensor section is formed completely circumferentially perpendicular to the longitudinal direction. For example, the sensor portion surrounds the finger or the finger portion annular or cylindrical. Alternatively, it can be provided that the sensor section is designed to be only partially circumferential, perpendicular to the longitudinal direction, for example only semicircular or quarter-circle-shaped.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, einen Handschuh bereitzustellen, welcher eine sichere und genaue Detektion einer Fingerbeugung ermöglicht, wobei der Handschuh insbesondere einfach und kostengünstig herstellbar ist. Ferner ist der Handschuh maschinell und einstückig herstellbar.The invention is based on the consideration to provide a glove, which allows a safe and accurate detection of a finger flexion, the glove is particularly easy and inexpensive to produce. Furthermore, the glove is mechanically and in one piece.
Optional ist es vorgesehen, dass der Sensorabschnitt im Fingerabschnitt in Längsrichtung entlang von mindestens dreißig Prozent der Fingerabschnittslänge durchgängig ist. Beispielsweise ist der Sensorabschnitt entlang von mindestens dreißig Prozent der Fingerabschnittslänge durchgängig leitfähig, wobei der Sensorabschnitt keine elektrischen Unterbrechungen aufweist. Im Speziellen ist der Sensorabschnitt über mindestens zwei Zentimeter im Fingerabschnitt durchgängig und/oder elektrisch leitfähig. Beispielsweise weist der Sensorabschnitt durchgängig eine Sensorfaser auf, die den gesamten Sensorabschnitt elektrisch leitfähig verbindet. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, einen Handschuh bereitzustellen, welcher eine genaue Detektion der Fingerbeugung ermöglicht, wobei insbesondere die elektrische Eigenschaft über einen größeren Bereich verteilt ist.Optionally, it is provided that the sensor section in the finger section is continuous in the longitudinal direction along at least thirty percent of the finger section length. For example, the sensor portion is consistently conductive along at least thirty percent of the finger portion length, with the sensor portion having no electrical breaks. In particular, the sensor section is continuous over at least two centimeters in the finger portion and / or electrically conductive. For example, the sensor section has a sensor fiber throughout which connects the entire sensor section in an electrically conductive manner. This embodiment is based on the consideration to provide a glove, which allows accurate detection of the finger flexion, in particular, the electrical property is distributed over a larger area.
Besonders bevorzugt ist es, dass der Sensorabschnitt an mindestens zwei Enden elektrisch kontaktiert ist. Die elektrische Kontaktierung erfolgt insbesondere mittels elektrischer Leitungen. Beispielsweise ist der Sensorabschnitt an zwei in Längsrichtung entgegengesetzten Enden kontaktiert. Beispielsweise ist eine elektrische Kontaktierung im Bereich des Fingeransatzes und eine elektrische Kontaktierung im Bereich der Fingerspitze. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, die elektrische Eigenschaft in einem in Längsrichtung beabstandeten Bereich zu detektieren. Beispielsweise ist die elektrische Eigenschaft der elektrische Widerstand des Sensorabschnittes zwischen den beiden in Längsrichtung beabstandeten elektrischen Kontakten. Die elektrische Kontaktierung erfolgt insbesondere mit der Sensorfaser oder einer elektrischen Leitung aus dem Sensorfasermaterial. Die zwei elektrischen Kontakte zur Kontaktierung des Sensorabschnitts sind beispielsweise mindestens eine Fingergliedlänge, insbesondere mindestens einen Zentimeter voneinander beabstandet, im Speziellen mindestens zwei Zentimeter voneinander beabstandet.It is particularly preferred that the sensor section is electrically contacted at at least two ends. The electrical contacting takes place in particular by means of electrical lines. For example, the sensor section is contacted at two longitudinally opposite ends. For example, an electrical contact in the area of the finger attachment and an electrical contact in the area of the fingertip. This embodiment is based on the consideration to detect the electrical property in a longitudinally spaced area. For example, the electrical property is the electrical resistance of the sensor portion between the two longitudinally spaced electrical contacts. The electrical contacting takes place in particular with the sensor fiber or an electrical line from the sensor fiber material. The two electrical contacts for contacting the sensor section are, for example, at least one finger member length, in particular at least one centimeter apart, in particular at least two centimeters apart.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Sensorabschnitt zur Bereitstellung der Messdaten so elektrisch kontaktiert ist, dass die elektrischen Kontaktierungen beide in einem gemeinsamen Bereich und/oder Abschnitt in Längsrichtung angeordnet sind. Insbesondere sind die mindestens zwei elektrischen Kontakte auf einer gleichen Höhe in Längsrichtung angeordnet. Im Speziellen sind beide und/oder die mindestens zwei elektrischen Kontaktierungen im Bereich des Fingeransatzes angeordnet, alternativ sind die elektrischen Kontaktierungen im Bereich der Fingerspitze angeordnet. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, einen Handschuh bereitzustellen, welcher die Effekte durch unterschiedlich lange elektrische Leitungen zur Kontaktierung minimiert und insbesondere so Messfehler reduzieren kann. An embodiment of the invention provides that the sensor section for providing the measurement data is electrically contacted such that the electrical contacts are both arranged in a common area and / or section in the longitudinal direction. In particular, the at least two electrical contacts are arranged at the same height in the longitudinal direction. In particular, both and / or the at least two electrical contacts are arranged in the region of the finger attachment; alternatively, the electrical contacts are arranged in the area of the fingertip. This embodiment is based on the consideration to provide a glove, which minimizes the effects of different lengths of electrical leads for contacting and in particular can thus reduce measurement errors.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Leitung und/oder die elektrische Kontaktierung von einer Leiterbahn gebildet wird. Die Leiterbahn ist insbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Garn ausgebildet. Beispielsweise wird die Leiterbahn von der Sensorfaser gebildet. Die Leiterbahn kann in das Textil eingestrickt, eingewebt oder eingewirkt sein. Insbesondere ist die Leiterbahn verdeckt und/oder geschützt im Textil angeordnet. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Leiterbahn auf das Textil aufgestickt oder aufgedruckt ist.An embodiment of the invention provides that the electrical line and / or the electrical contact is formed by a conductor track. The conductor track is formed in particular from an electrically conductive yarn. For example, the conductor track is formed by the sensor fiber. The conductor can be knitted into the textile, woven or acted. In particular, the conductor track is concealed and / or protected in the textile. Alternatively, it may be provided that the conductor track is embroidered or printed on the textile.
Besonders bevorzugt ist es, dass der Sensorabschnitt U-förmig ausgebildet ist. Insbesondere ist der Sensorabschnitt U-förmig mit Öffnung zum Fingeransatz ausgebildet. Alternativ kann die Öffnung des U-förmigen Sensorabschnitts zur Fingerspitze hin angeordnet sein. Insbesondere erfolgt die elektrische Kontaktierung an den beiden Enden der U-förmigen Öffnung. Der Sensorabschnitt kann ferner auch mäanderförmig ausgebildet sein und/oder mehrere Schwünge zwischen Fingeransatz und Fingerspitze aufweisen. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, einen Handschuh zur Detektion einer Fingerkrümmung und/oder Bewegung bereitzustellen, der ressourcensparend einen Sensorabschnitt bereitstellt, wobei wenig teures Sensorfasermaterial verwendet werden muss.It is particularly preferred that the sensor section is U-shaped. In particular, the sensor section is U-shaped with an opening to the finger attachment. Alternatively, the opening of the U-shaped sensor section may be arranged towards the fingertip. In particular, the electrical contacting takes place at the two ends of the U-shaped opening. Furthermore, the sensor section can also be meander-shaped and / or have several turns between finger projection and fingertip. This embodiment is based on the consideration of providing a glove for detecting a finger curvature and / or movement, which provides a sensor section in a resource-saving manner, whereby sensor fiber material of low cost must be used.
Optional ist es vorgesehen, dass der Sensorabschnitt auf dem Fingerrücken angeordnet ist. Insbesondere ist der Sensorabschnitt im Bereich der Gelenke des Fingerrückens angeordnet. Alternativ kann es vorgesehen sein, dass der Sensorabschnitt auf der Unterseite des Fingers angeordnet ist. Im Speziellen kann der Sensorabschnitt umlaufend um den Finger angeordnet sein, beispielsweise zylinderförmig. Der Ausgestaltung der Anordnung auf dem Fingerrücken liegt die Überlegung zugrunde, einen Handschuh mit Sensorabschnitt bereitzustellen, der möglichst wenig durch Artefakte oder die Umwelt gestört wird.Optionally, it is provided that the sensor section is arranged on the finger back. In particular, the sensor section is arranged in the region of the joints of the finger back. Alternatively it can be provided that the sensor section is arranged on the underside of the finger. In particular, the sensor section can be arranged circumferentially around the finger, for example cylindrically. The design of the arrangement on the back of the finger is based on the idea to provide a glove with sensor section, which is disturbed as little as possible by artifacts or the environment.
Besonders bevorzugt ist es, dass die elektrische Eigenschaft der elektrische Widerstand des Sensorabschnitts ist. Insbesondere ist die elektrische Eigenschaft der elektrische Widerstand des Sensorabschnitts zwischen den elektrischen Kontaktierungen. Besonders bevorzugt ist der elektrische Widerstand zwischen Fingeransatz und Fingerspitze die elektrische Eigenschaft des Sensorabschnitts. Beispielsweise wird der elektrische Widerstand mittels einer Strommessung und/oder Spannungsbeaufschlagung des Sensorabschnitts gemessen. It is particularly preferred that the electrical property is the electrical resistance of the sensor section. In particular, the electrical property is the electrical resistance of the sensor section between the electrical contacts. Particularly preferably, the electrical resistance between finger tip and fingertip is the electrical property of the sensor section. For example, the electrical resistance is measured by means of a current measurement and / or voltage application of the sensor section.
Besonders bevorzugt ist es, dass der Sensorabschnitt Maschenreihen mit der Sensorfaser umfasst. Insbesondere sind die Maschenreihen in Längserstreckung benachbart. Die Maschenreihen schließen vorzugsweise mit der Längserstreckung des Fingerabschnitts einen Winkel zwischen 50 und 140 Grad ein. Im Speziellen steht die Maschenreihe zur Längserstreckung des Fingerabschnittes in einem rechten Winkel. Eine Dehnung und/oder Beugung des Fingers führt insbesondere zu einer Streckung der Maschen in den Maschenreihen. Beispielsweise führt eine Fingerbeugung dazu, dass Maschen benachbarter Maschenreihen sich näher kontaktieren. Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, dass Maschenreihen aus Sensorfaser durch Maschenreihen aus der Grundfaser voneinander beabstandet sind.It is particularly preferred that the sensor section comprises stitch rows with the sensor fiber. In particular, the courses are adjacent in the longitudinal direction. The courses preferably include an angle between 50 and 140 degrees with the length of the finger portion. In particular, the course of stitches is at a right angle to the longitudinal extent of the finger portion. An elongation and / or flexion of the finger in particular leads to an extension of the stitches in the courses. For example, a finger bend causes stitches of adjacent courses to come closer together. In particular, it may also be provided that rows of stitches of sensor fiber are spaced apart from one another by courses of stitches from the base fiber.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass bei einer Verformung des Sensorabschnitts sich elektrische Kontakte zwischen benachbarten Maschenreihen schließen und/oder bilden. Beispielsweise wird durch die Fingerbeugung die Anzahl an Kontaktstellen von Sensorfasern in unterschiedlichen Maschenreihen erhöht, sodass basierend auf der Mehrzahl an elektrischen Kontakten der elektrische Widerstand im Sensorabschnitt sinkt. Insbesondere sind die Maschenreihen so angeordnet, dass eine Dehnung und/oder Fingerbeugung zu einem sinkenden elektrischen Widerstand führt. Alternativ kann basierend auf einem anderen Strick-, Wirk- und/oder Webmuster es vorgesehen sein, dass ein Dehnen und/oder ein Fingerbeugen zu einer Erhöhung des elektrischen Widerstandes führt, beispielsweise dadurch, dass beim Fingerbeugen und/oder Dehnen des Sensorabschnitts sich die Anzahl an elektrischen Kontakten zwischen benachbarten Maschenreihen reduziert. Dieser Ausgestaltung liegt die Überlegung zugrunde, einen Handschuh bereitzustellen, der konstruktiv einfach herstellbar ist und eine sichere Detektion der Fingerbeugung ermöglicht.A particularly preferred embodiment of the invention provides that upon deformation of the sensor section, electrical contacts between adjacent rows of stitches close and / or form. For example, the number of contact points of sensor fibers is increased in different courses by the finger bending, so that based on the plurality of electrical contacts, the electrical resistance in the sensor section decreases. In particular, the rows of stitches are arranged such that stretching and / or finger bending leads to a sinking electrical resistance. Alternatively, based on another knitting, knitting and / or weaving pattern, it can be provided that stretching and / or bending of the fingers leads to an increase in the electrical resistance, for example by the fact that the number of fingers flexes and / or elongates the sensor section reduced at electrical contacts between adjacent courses. This embodiment is based on the consideration of providing a glove which is structurally simple to produce and enables reliable detection of the finger flexion.
Besonders bevorzugt ist es, dass die elektrische Eigenschaft ein Widerstand senkrecht zu den Maschenreihen und/oder gleichgerichtet zur Längserstreckung ist. Alternativ kann der elektrische Widerstand auch diagonal zu einer Maschenreihe als elektrische Eigenschaft gemessen werden. Vorzugsweise sind bei einer U-förmigen Ausgestaltung des Sensorabschnitts die Maschenreihen senkrecht zu den Schenkeln der U-Form angeordnet.It is particularly preferred that the electrical property is a resistance perpendicular to the rows of stitches and / or rectified to the longitudinal extent. Alternatively, the electrical resistance can also be measured diagonally to a mesh row as an electrical property. Preferably, in a U-shaped configuration of the sensor section, the courses are arranged perpendicular to the legs of the U-shape.
Besonders bevorzugt ist es, dass der Handschuh eine Datenschnittstelle zur Bereitstellung der Messdaten an eine Auswerteeinheit aufweist. Die Datenschnittstelle ist beispielsweise eine physikalische Schnittstelle, insbesondere eine Kabel-, beispielsweise eine Clip-Verbindung, oder eine Funkverbindung. Die Datenschnittstelle kann im Bereich des Handrückens angeordnet sein.It is particularly preferred that the glove has a data interface for providing the measured data to an evaluation unit. The data interface is for example a physical interface, in particular a cable, for example a clip connection, or a radio link. The data interface can be arranged in the region of the back of the hand.
Besonders bevorzugt ist es, dass die Datenschnittstelle eine Kabelschnittstelle bildet. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass die Kabelschnittstelle in einem Handgelenkbereich angeordnet ist, wobei die Kabelschnittstelle im Handgelenkbereich den Benutzer möglichst wenig einschränkt.It is particularly preferred that the data interface forms a cable interface. It is provided in particular that the Cable interface is located in a wrist area, the cable interface in the wrist area limits the user as little as possible.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass der Handschuh eine Auswerteeinheit aufweist. Die Auswerteeinheit ist beispielsweise ein Prozessor, ein Mikrocontroller, ein Mikrochip oder eine Rechnereinheit. Die Auswerteeinheit ist datentechnisch mit dem Sensorabschnitt verbunden. Insbesondere sind der Auswerteeinheit die Messdaten bereitgestellt. Die Auswerteeinheit ist ausgebildet, basierend auf den Messdaten eine Fingerbeugung, eine Geste oder eine Bewegung zu bestimmen. Insbesondere ist die Auswerteeinheit auf dem Handrücken angeordnet. Alternativ kann die Auswerteeinheit im Handgelenkbereich angeordnet sein. Im Speziellen ist es auch möglich, dass die Auswerteeinheit als eine separate Auswerteeinheit ausgebildet ist, beispielsweise als eine Uhr, insbesondere als eine Smartwatch, wobei die separate Auswerteeinheit datentechnisch mit den Messdaten versorgt ist und/oder beispielsweise mit der Datenschnittstelle verbunden ist.In particular, it may be provided that the glove has an evaluation unit. The evaluation unit is for example a processor, a microcontroller, a microchip or a computer unit. The evaluation unit is connected to the data link with the sensor section. In particular, the evaluation unit is provided with the measurement data. The evaluation unit is designed to determine a finger bend, a gesture or a movement based on the measurement data. In particular, the evaluation unit is arranged on the back of the hand. Alternatively, the evaluation unit can be arranged in the wrist area. In particular, it is also possible for the evaluation unit to be designed as a separate evaluation unit, for example as a clock, in particular as a smartwatch, wherein the separate evaluation unit is supplied with the measured data for data processing and / or is connected to the data interface, for example.
Einen weiteren Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Bestimmung einer Fingerbeugung mittels eines Handschuhs, insbesondere wie vorher beschrieben. Dazu wird in einem textilen Handschuh in einem Fingerabschnitt ein Sensorabschnitt angeordnet, beispielsweise eingewebt, eingestrickt oder eingewirkt. Der Sensorabschnitt wird mindestens entlang dreißig Prozent einer Fingerabschnittslänge im Fingerabschnitt angeordnet. Ein Beugen des Fingers führt zu einer Änderung einer elektrischen Eigenschaft im Fingerabschnitt, wobei die elektrische Eigenschaft und/oder die Änderung der elektrischen Eigenschaft gemessen wird. Basierend auf der elektrischen Eigenschaft und/oder der Änderung der elektrischen Eigenschaft wird die Fingerbeugung, die Geste oder die Bewegung bestimmt.Another object of the invention is a method for determining a finger flexion by means of a glove, in particular as previously described. For this purpose, a sensor section is arranged in a textile glove in a finger portion, for example, woven, knitted or acted. The sensor portion is arranged at least along thirty percent of a finger portion length in the finger portion. Bending of the finger leads to a change of an electrical property in the finger portion, whereby the electrical property and / or the change of the electrical property is measured. Based on the electrical property and / or the change of the electrical property, the finger flexion, the gesture or the movement is determined.
Weitere Vorteile, Wirkungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den beigefügten Figuren und deren Beschreibung. Dabei zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Handschuhs zur Detektion einer Fingerbeugung; -
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Handschuhs; -
3a ein Textil mit Sensorabschnitt im ungedehnten Zustand; -
3b das Textil aus3a in einem gedehnten Zustand.
-
1 a first embodiment of a glove for detecting a finger flexion; -
2 a second embodiment of a glove; -
3a a textile with sensor section in the unstretched state; -
3b the textile off3a in a stretched condition.
Der Handschuh
Der Handschuh
Der Sensorabschnitt
Der Sensorabschnitt
Die elektrischen Kontaktierungen
Die Sensorabschnitte
Die elektrischen Kontaktierungen
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 1624800 B1 [0002]EP 1624800 B1 [0002]
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