LV14920B

LV14920B - Textile transducer device (ttd) for strain and pressure measurements, system of ttd devices used for skin and muscle control and stimulation, and method of ttd production from conductive piezoresistive yarn using tuft or terry weaving or knitting

Info

Publication number: LV14920B
Application number: LVP-14-58A
Authority: LV
Inventors: Aleksandrs Okss; Aleksejs KATAŠEVS
Original assignee: Aleksandrs Okss; Aleksejs KATAŠEVS
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2015-08-20
Also published as: LV14920A

Description

Izgudrojuma aprakstsDescription of the Invention

Izgudrojums attiecas uz pārveidotājiem, konkrēti uz tekstila pārveidošanas ierīcēm (TPI), kas ir paredzētas integrēšanai vairāku formu un funkcionālo pielietojumu tekstilizstrādājumos, un to izmantošanu datu iegūšanas un stimulācijas sistēmās.The present invention relates to converters, in particular textile conversion devices (TPIs), which are intended for integration into several forms and functional applications in textile products and their use in data acquisition and stimulation systems.

Zināmā tehnikas līmeņa analīzeAnalysis of prior art

Kontroles sistēmas, kas iekļauj TPI, t.i. lokanus, no auduma ar strāvu vadošo diegu iekļaušanu izgatavotus jutīgus elementus, arvien plašāk tiek izmantotas kā medicīnā, tā arī ikdienas dzīvē cilvēka fizioloģiskā un fiziskā stāvokļa novērošanai, savlaicīgai slimību diagnostikai un rehabilitācijai pēc slimībām, kas ir saistītas ar kustību traucējumiem. Tas ir saistīts ar iespēju integrēt minētas sistēmas tieši pacienta ikdienas apģērbā. TPI sistēmu darbības pamatā ir tekstila auduma ar integrētiem strāvu vadošiem diegiem spēja mainīt elektriskus parametrus, audumam deformējoties.Control systems that incorporate TPI, i.e. flexible, sensitive elements made of fabric with conductive thread insertion are increasingly used both in medicine and in everyday life for monitoring the physiological and physical condition of a person, for the timely diagnosis of diseases and for the rehabilitation of diseases associated with movement disorders. This is due to the ability to integrate these systems directly into the patient's everyday clothing. The operation of TPI systems is based on the ability of a textile fabric with integrated current-conducting yarns to change electrical parameters as the fabric deforms.

Viens no minēto sistēmu attīstības virzieniem ir efektīvu jutīgo teksilelementu, konkrēti tādu, kas reaģē uz spiedes piepūli (turpmāk spiediena devējs), izstrāde. Ir zināms spiediena devējs [1], kas satur divus strāvu vadošo tekstilauduma slāņus un izolējošo slāni starp tiem. Izolējošā slāņa konstrukcija nodrošina strāvu vadošo slāņu saslēgšanu spiedes iedarbībā. Dotais devējs ir pietiekami sarežģīts un netehnoloģisks, lai to integrētu tekstilizstrādājumos.One of the directions of the development of these systems is the development of efficient sensitive textile elements, in particular those that react to the pressure exerted (hereinafter pressure transducer). A pressure transducer [1] is known which comprises two conductive layers of textile fabric and an insulating layer between them. The construction of the insulating layer ensures the compression of the conductive layers under pressure. This sensor is sophisticated and non-technological enough to integrate it into textiles.

Ir zināms spiediena devējs [2], kas iekļauj daudzslāņu diegu ar spiedienu jutīgo slāni, strāvu vadošo slāni un strāvu vadošo diegu, šis devējs var būt integrēts tekstilizstrādājumā, tomēr tam ir nepieciešamas papildus tehnoloģiskās operācijas. Šis devējs nevar būt izgatavots paša tekstilizstrādājuma izgatavošanas procesā, piemēram, trikotāža auduma adīšanas laikā.A pressure sensor [2] is known which includes a multilayer yarn with a pressure-sensitive layer, a current-conducting layer and a current-conducting yarn, which may be integrated into a textile product, but requires additional technological operations. This sensor cannot be made in the process of making the textile itself, for example, during the knitting of knitted fabric.

Piedāvātam izgudrojumam vistuvākā ir TPI, kas satur no strāvu vadošiem un nevadošiem diegiem ar aušanas metodi izgatavotu spiediena devēju sistēmu [3]. Jutīgās zonas atbilst strāvu vadošo pamata un audu diegu krustojuma zonām. Saspiešanas rezultāta mainās sprauga starp pamata un audu diegiem un līdz ar to arī jutīgas zonas kapacitāte. Dotajai TPI piemīt mazs biezums un tā var būt izgatavota, izmantojot standarta aušanas aprīkojumu. Tomēr kapacitatīvais darbības princips ir saistīts ar zemo trokšņnoturību un līdz ar to zemo jutīgumu. Tas ierobežo dēvēja pielietošanas jomas. Turklāt, devējs ļauj noteikt tikai spiedes spēku un to nevar izmantot deformācijas mērīšanai.Closest to the present invention is a TPI comprising a pressure transducer system made of current-conducting and non-conducting yarns [3]. The sensitive areas correspond to the junction areas of the current conducting core and tissue threads. As a result of compression, the gap between the base and tissue threads changes, and thus the capacity of the sensitive area. This TPI has a low thickness and can be made using standard weaving equipment. However, the capacitive operating principle is associated with low noise resistance and hence low sensitivity. This limits the scope of the denominator. In addition, the transducer allows only the compressive force to be determined and cannot be used to measure deformation.

Izgudrojuma mērķis un TPI būtības detalizēts izklāstsObjective of the Invention and Detailed Description of the Substance of the TPI

Izgudrojuma mērķis ir TPI jutīguma palielināšana un izmantošanas iespēju paplašināšana, tajā skaitā integrējot TPI apģērbā un citos tekstilizstrādājumos. TPI ir tekstila drāna ar vismaz vienu jutīgo zonu, kura savukārt ir izveidota no vadošiem un nevadošiem diegiem un satur vismaz divas strāvu vadošās līnijas jutīgās zonas pretējās malās, pie tam jutīgā zona tiek izgatavota, izmantojot plūksnojumu vai frotē pinumu, un kalpo gan kā spiedes, gan stiepes lineāro deformāciju pārveidotājs, gan kā stimulācijas elektrods.The object of the invention is to increase the sensitivity of TPI and to expand its use, including by integrating TPI into clothing and other textiles. TPI is a textile fabric with at least one sensitive zone, which in turn is made up of conductive and non-conductive yarns and contains at least two current conducting lines at opposite sides of the sensitive zone, the sensitive zone being fabricated using a tuft or terry weave. both as a tensile linear deformation transducer and as a stimulation electrode.

Izgudrojuma būtību ilustrē šādi grafiskie materiāli:The following graphic materials illustrate the essence of the invention:

Attēli la un lb - Pictures la and lb - TPI ar vienpusēju plūksnotu drānu un tās veidošanas shēma; TPI with one-sided pile cloth and its construction scheme; Attēli 2a un 2b - Figures 2a and 2b - TPI ar vienpusēju frotē drānu un tās veidošanas shēma; TPI with one-sided terry cloth and its design; Attēls 3 - Picture 3 - TPI ar divpusēju plūksnotu vai frotē drānu veidošanas shēma; TPI with double-sided pile or terry cloth; Attēli 4a līdz 4d - Pictures 4a to 4d - TPI jutīgas zonas darbības princips un elektriskais modelis spiedes iedarbībā; TPI sensitive zone operation principle and electrical model of compression exposure; Attēli 5a un 5b - Pictures 5a and 5b - TPI jutīgas zonas darbības princips un elektriskais modelis stiepes iedarbībā; TPI sensitive zone operation principle and electrical tensile model exposure; Attēli 6a līdz 6c - Pictures 6a to 6c - TPI konstrukciju piemērs un tās pretestības atkarība no jutīgajai zonai pieliktā spiedes spēka un jutīgās zonas relatīvā pagarinājuma; An example of a TPI design and its resistance versus pressure applied to the sensitive area and relative elongation of the sensitive area; Attēls 7 - Picture 7 - TPI jutīgo zonu piemēri dažu ģeometrisko figūru formā; Examples of TPI sensitive areas in the form of some geometric shapes; Attēls 8 - Picture 8 - TPI jutīgo zonu piemērs (tīkla forma); Example of TPI sensitive areas (network shape); Attēls 9 - Picture 9 - TPI ar jutīgās zonas aizsargpārklājumu; TPI with sensitive area protective coating; Attēls 10 - Picture 10 - TPI cauruļveida elementa formā; TPI in the form of a tubular element; Attēls 11 - Picture 11 - TPI cauruļveida elementa formā ar vienu aizvērto galu; TPI in the form of a tubular element with one closed end; Attēls 12- Picture 12- tekstilizstrādājums, kas satur integrētu mērīšanas un stimulācijas sistēmu; a textile product containing an integrated measuring and stimulation system;

Piedāvātās TPI, kas definēta no 1. līdz 9. pretenzijai, uzbuve iekļauj: tekstila drānu, kurā ir iestrādātas: 1) vismaz viena jutīgā zona, kas satur elektrisko strāvu vadošus un nevadošus diegus un kuras deformācija izraisa tās elektrisko raksturojumu izmaiņas, 2) vismaz divas strāvu vadošās līnijas jutīgo zonu pretējās malās. Jutīgā zona tika izgatavota, izmantojot plūksnojumu vai frotē pinumu, un kalpo gan kā spiedes un stiepes lineāro deformāciju mērpārveidotājs, gan kā stimulācijas elektrods. TPI var būt izgatavota gan ar aušanu, gan ar adīšanas, mašīnām. Par elektriskiem kontaktiem var kalpot kā paši jutīgās zonas sastāvā esošie vadošie diegi, tā arī papildus elektriskie vadītāji, kas ir nodiegti vai noādīti gar zonas malām.The construction of the proposed TPI as defined in claims 1 to 9 comprises: a textile cloth comprising: 1) at least one sensitive zone containing electrical conductive and non-conductive yarns whose deformation causes changes in its electrical characteristics, 2) at least two current conducting lines at opposite sides of the sensitive areas. The sensitive area was constructed using a tufted or terry cloth and serves both as a transducer of linear compression and tensile deformation and as a stimulation electrode. TPI can be made with both weaving and knitting machines. The electrical contacts can serve as conductive threads in the sensitive area itself, as well as additional electrical conductors that are threaded or stripped along the edges of the area.

Plūksnojums vai frotē pinums var būt vienpusīgs, kad plūksnas vai frotē cilpas ir izvietotas vienā drānas pusē un otrā puse atstāta gluda, un divpusīgs, kad plūksnas/cilpas ir izvietotas abās drānas pusēs. Att. la līdz Att.3 ir parādīti TPI piemēri ar vienpusīgo un divpusīgo plūksnojumu vai frotē drānām, kuros 1 ir strāvu vadošie diegi, 2 ir strāvu nevadošie diegi, 3 ir elektriskus kontaktus veidojošās līnijas.A tuft or terry toweling may be one-sided when the tufts of terry toweling or terry are on one side and the other side is smooth and double-sided when the tufts / tabs are on both sides of the fabric. Fig. Figs. la to Fig. 3 show examples of TPIs with one-sided and double-sided pile or terry cloth, where 1 is a conductive thread, 2 is a non-conductive thread, 3 is an electrical contact line.

TPI var būt izgatavotas, izmantojot arī papildu elastomēru diegus, kas palielina TPI drānas elastīgumu un formas noturību.TPI can also be made using additional elastomeric yarns, which increases the flexibility and shape of the TPI fabric.

Vienpusīgā plūksnojuma pinuma TPI darbības principi ir ilustrēti Att.4 un Att.5, pie kam Att.4 ir parādīts TPI darbības princips spiedes iedarbībā un attiecīgās elektriski ekvivalentās shēmas. Ja TPI ir brīvi izvietota uz atbalsta virsmas 1 un jutīgā zona 2 nav noslogota (skat. Att.4a), tad no vadošā diega izgatavotās plūksniņas ir iztaisnotas un tikai dažas no tām kontaktē savā starpā. Šīm stāvoklim atbilstošā ekvivalentā shēma ir parādīta Att.4b, kurā R_e ir jutīgās zonas ekvivalentā pretestība, R ir jutīgās zonas posma pretestība starp plūksniņām, 3 ir vadītāji plūksniņu ekvivalenti.The TPI operation principles of single-sided pile weave are illustrated in Fig.4 and Fig.5, with Fig.4 showing the TPI operating principle under compression and the corresponding electrically equivalent circuits. If the TPI is loosely placed on the support surface 1 and the sensitive area 2 is unloaded (see Fig. 4a), the pile made of the guide wire is straightened and only a few of them contact each other. The equivalent scheme for this condition is shown in Fig. 4b, where R _e is the equivalent resistance of the sensitive area, R is the resistance of the section of the sensitive area between the pads, 3 is the equivalent of the conductive pads.

Pieliekot jutīgajai zonai spiediena spēku P (skat. Att.4c), plūksniņas salocās un to pārkrustojumu skaits, spēkam P pieaugot, palielinās (skat. Att.4d). Attiecīgi samazinās ekvivalentā pretestība Re. Līdz ar to jutīgā zona darbojas kā spiediena devējs.By applying a pressure P to the sensitive area (see Fig. 4c), the pads fold and the number of their crossings increases as the force P increases (see Fig.4d). Correspondingly, the equivalent resistance Re. Consequently, the sensitive area acts as a pressure transducer.

Att.5a shematiski ir attēlota jutīgā zona stiepes gadījumā, bet Att.5b ir attēlota attiecīgā ekvivalentā shēma. Jutīgas zonas stiepšanas dēļ savā starpā kontaktējošo plūksniņu skaits sākumā samazinās (skat. Att.4a un Att.5a). Attiecīgi samazinās pretestības R šuntējošo savienojumu skaits (skat. Att.5b), un jutīgās zonas ekvivalentā pretestība Re palielinās. Šajā gadījumā jutīgā zona darbojas kā lineāras stiepes deformācijas un spēka devējs.Fig. 5a is a schematic representation of the tensile zone in the case of stretching, while Fig. 5b shows the corresponding equivalent diagram. Due to the stretching of the sensitive area, the number of contact pads initially decreases (see Fig.4a and 5a). Correspondingly, the number of shunt joints R of resistance R decreases (see Fig.5b), and the equivalent resistance Re of the sensitive zone increases. In this case, the sensitive area acts as a transducer of linear tensile deformation and force.

Att.6a ir parādīta TPI shēma ar jutīgo zonu, kas sastāv no divām līnijām, kas ir sadalītas, izmantojot vienpusīgo frotē pinumu (attēlā 1 ir jutīgā zona, 2 ir strāvu vadošā līnija). Minētā TPI tika izgatavota uz 14. klases zeķu automāta Lonatti, izmantojot strāvu vadošo diegu Shieldex, nevadošo kokvilnas diegu Nm 40/1 un elastāna diegu 20/22dtex. Konkrētā gadījumā TPI pretestības atkarība no spiedes spēka P un relatīvas deformācijas AL/L ir pievesta attiecīgi Att.6b un Att.6c. Stiepes slodze tika pielikta līnijas 1 garumā. Grafiki ilustrē, ka, uzspiežot uz jutīgo zonu, Re samazinās, bet, stiepjot jutīgo zonu, Re palielinās.Figure 6a shows a TPI diagram with a sensitive area consisting of two lines divided by a single-sided terry weave (Figure 1 is the sensitive area, 2 is the current conducting line). The said TPI was made on a Lonatti Class 14 sock machine using a conductive thread Shieldex, a non-conductive cotton thread Nm 40/1 and an elastane thread 20 / 22dtex. In the specific case, the dependence of TPI resistance on compressive force P and relative deformation AL / L is plotted in Fig.6b and Fig.6c, respectively. The tensile load was applied along line 1. The graphs illustrate that when applied to the sensitive area, Re decreases, but when stretched, the Re increases.

TPI parametri, tās jutīgums normālai un stiepes slodzei ir atkarīgs no izejmateriālu īpašībām, tekstildrānas pinuma struktūras, plūksnojuma garuma, jutīgas zonas konfigurācijas. Mainot šos parametrus, mainās arī TPI jutīgums un pārējie parametri. Izgudrojumā definētā TPI var kalpot ne tikai kā jutīgais elements, bet aiī ka stimulējošais elektrods, kas iedarbojas uz kontrolējamo zonu, piemēram, ar siltumu vai ar elektrodzirksteles izlādi. Pēdēja iedarbība ir iespējama, tieši pateicoties plūksnotai (frotē) TPI jutīgās zonas struktūrai.The TPI parameters, its sensitivity to normal and tensile load depend on the nature of the raw materials, the fabric structure of the textile fabric, the length of the pile, and the configuration of the sensitive area. Changing these parameters also changes the TPI sensitivity and other parameters. The TPI as defined in the invention can serve not only as a sensing element, but also as a stimulating electrode acting on a controlled area, for example, by heat or discharge of a spark. The latter effect is possible due to the tufted (terry) structure of the TPI sensitive area.

TPI izgatavošanai izmantotie strāvu vadošie diegi var būt jebkurā tipa: ar metālisko pārklājumu, metāliskie diegi utt. ar dažādiem elektriskiem raksturojumiem.The current-conducting filaments used in the production of TPI can be of any type: metal-coated, metallic, etc. with different electrical characteristics.

TPI izgatavošanai izmantojami strāvu nevadošie diegi var būt jebkādi no naturālo, mākslīgo vai sintētisko diegu grupām. Elastomēru diegs var būt jebkāds no elastomēru diegu grupas: likra, elastāns, dorlostāns u.c.Non-conducting yarns used in the production of TPI can be of any of the natural, artificial or synthetic filament groups. The elastomeric filament can be any of the elastomeric filaments: lycra, elastane, dorlostane, and so on.

TPI jutīgās zonas plūksnotais vai frotē pinums var būt izpildīts no strāvu vadošiem diegiem pilnībā vai daļēji. Pie tam jutīgās zonas var būt izveidotas vienas vai vairāku līniju, kvadrātu, apļu un citu ģeometrisko figūru formā. Šādu TPI piemēri ir parādīti Att.6a, Att.7a un Att.7b. Strāvu vadošie diegi drānas jutīgajā zonā var būt izvietoti tīkla veidā (skat. Att.8). Pie tam drānas dažādos fragmentos jutīgās zonas var būt izveidotas no diegiem ar dažādiem raksturojumiem.The tufted or terry weave of the TPI sensitive area may be made entirely or partially of current-conducting yarns. In addition, sensitive areas may be in the form of one or more lines, squares, circles, and other geometric shapes. Examples of such TPIs are shown in Fig.6a, Fig.7a and Fig.7b. The conductive threads in the fabric's sensitive area may be networked (see Fig.8). In addition, the sensitive areas of the various fragments of the fabric may be made up of threads of different characteristics.

Ja TPI tiek izgatavota ar adīšanu, var izmantot platinēto pinumu ar elastomēra pamatpavedienu. Tas palielina TPI elastīgumu un uzlabo tās ārējo izskatu TPI integrēšanai apģērbā.If the TPI is made by knitting, a platinum weave with an elastomeric core can be used. This increases the flexibility of the TPI and enhances its appearance to integrate the TPI into the garment.

TPI ar vienpusīgu plūksnoto vai frotē pinumu ilgizturības palielināšanai drānas gludā puse var būt pārklāta ar elastīgu aizsargkārtiņu: elastīgu laminējošo plēvi, silikona pārklājumu utt. Att.9 ir parādīts tāds TPI piemērs, kurā 1 ir jutīgā zona, 2 ir elastīgs pārklājums.TPI with one-sided pile or terry cloth to increase durability, the smooth side of the fabric may be covered with an elastic protective film: elastic laminating film, silicone coating, etc. Figure 9 shows an example of a TPI where 1 is a sensitive area, 2 is a flexible coating.

TPI var būt izveidota plakana elementa (skat. Att.6a, Att.7 un Att.8) formā, no abām pusēm atvērta cilindra (cauruļveida) formā (skat. Att. 10a un Att. 10b), kur 1 ir TPI, 2 ir jutīgās zonas), vai no viena puses aizvērtā cauruļveida formā. TPI atvērtā cauruļveida formā var būt izmantotas, piemēram, kā jutīgie elementi bandāžām ar saspiešanas spēka kontroli un ar jutīgās zonas aktīvo stimulāciju, kā arī ar vadības spiedpogu/potenciometru integrēšanai apģērba piedurknēs. TPI aizvērtā cauruļveida formā var būt izmantoti, piemēram, zeķu izstrādājumos kustības kontrolei un pēdu muskuļu stimulācijaiThe TPI may be in the form of a flat element (see Fig. 6a, Fig.7 and Fig.8), a cylindrical (tubular) open on both sides (see Fig. 10a and Fig. 10b), where 1 is the TPI, 2 are sensitive areas) or on one side in a closed tubular form. TPIs in open tubular form may be used, for example, as sensitive elements for compression force-controlled bandages and active stimulation of the sensitive area, as well as with a control pushbutton / potentiometer for integration into garment sleeves. TPIs in closed tubular form may be used, for example, in socks to control movement and stimulate the foot muscles

Datu iegūšanas sistēma un stimulācijas sistēma saskaņā ar izgudrojumuThe data acquisition system and the stimulation system according to the invention

Izgudrojumā ir piedāvāta ari datu iegūšanas un stimulācijas sistēmas (skat. 10. un 11. pretenzijas), kas sastāv no TPI ar vismaz vienu jutīgo zonu, enerģijas avota, kas nodrošina elektrisko signālu pievadīšanu jutīgajai zonai, datu iegūšanas un vadības ierīces, kas nodrošina signāla iegūšanu, apstrādi un pārraidi no jutīgas zonas uz ārējo vadības ierīci un atpakaļ, kā arī satur strāvu vadošās līnijas un kontaktu sistēmas, kas savieno enerģijas avotu un datu iegūšanas un vadības ierīci ar jutīgo zonu. Pie tam strāvu vadošās līnijas var būt integrētas tieši TPI.The invention also provides data acquisition and stimulation systems (see claims 10 and 11) comprising a TPI with at least one sensitive area, an energy source for supplying electrical signals to the sensitive area, and data acquisition and control means for providing a signal. capturing, processing and transmitting from the sensitive area to the external control unit and back, and incorporating power lines and contact systems connecting the power source and the data acquisition and control unit to the sensitive area. In addition, the power lines can be integrated directly into the TPI.

Att. 12 ir parādīts piedāvātās kontroles un stimulācijas sistēmas realizācijas piemērs. Sistēma ir integrēta cauruļveida izstrādājumā zeķes formā. Izstrādājums ir zeķe 1 (skat. Att. 12), kurā tika izadīta kabata 2 enerģijas avota 3 un izstrādājuma elektroniskas shēmas izvietošanai. Kontaktu grupa 5 ir paredzēta datu iegūšanas un vadības ierīces pievienošanai TPI. TPI, kas ir adīta ar frotē pinumu, ir ieadīta zeķē tā, lai jutīgās zonas 6 līdz 13 būtu izvietotas pēdā. Jutīgās zonas tika adītas no strāvu vadošiem diegiem taisnu līniju formā. Strāvu vadošas līnijas (vadītāji 4) arī tika adīti no strāvu vadošiem diegiem tā, lai katras līnija ar vienu galu būtu savienota ar kontroles sistēmas kontaktiem 5, bet ar otro galu ar attiecīgās TPI jutīgās zonas (6 līdz 13) malu. Enerģijas avots 3 un datu iegūšanas un vadības ierīce 14 tika ievietoti zeķes kabatā 2 un savienoti ar kontaktu sistēmas 5 attiecīgajiem kontaktiem.Fig. Fig. 12 shows an example of the implementation of the proposed control and stimulation system. The system is integrated into a tubular product in the form of a sock. The product is a sock 1 (see Fig. 12) in which a pocket 2 was provided for placing the power source 3 and the electronic circuitry of the product. Contact group 5 is for connecting the data acquisition and control device to the TPI. The TPI, which is knit in terry toweling, is sewn into the sock so that the sensitive areas 6 to 13 are located in the foot. The sensitive areas were knit from straight conductive threads. The current-conducting lines (conductors 4) were also knit from the current-conducting yarns so that one end of each line was connected to the control system contacts 5 and the other end to the edge of the respective TPI sensitive area (6 to 13). The power source 3 and the data acquisition and control device 14 were placed in a sock pocket 2 and connected to the respective pins of the contact system 5.

Piedāvātās datu iegūšanas sistēmas un stimulācijas sistēmas darbībaOperation of the proposed data acquisition system and stimulation system

Kontroles etapā pēdas spiede pret atbalsta plakni deformē vienu vai vairākus jutīgās zonas 6 līdz 13 atkarībā no spiedes zonas laukuma un attiecīgi mainās zonu elektriskie parametri. Parametru izmaiņas reģistrē datu iegūšanas un vadības ierīce 14, kura apstrādā un analizē signālus un pārraida datus uz jebkuru ārējo ierīci, piemēram, viedtālruni vai datoru.During the control step, the foot pressure deforms one or more of the sensitive zones 6 to 13 against the support plane, depending on the area of the pressure zone and the electrical parameters of the zones change accordingly. Changes in the parameters are recorded by a data acquisition and control device 14, which processes and analyzes signals and transmits data to any external device, such as a smartphone or a computer.

Stimulācijas etapā stimulācijas iedarbība tika ieslēgta pēc ārējās ierīces komandas, kas tika pārsūtīta uz datu iegūšanas un vadības ierīci, kura savukārt nodrošināja attiecīgo stimulējošo iedarbību - piemēram, jutīgo zonu uzkarsēšanu vai elektrodzirksteles iedarbību.During the stimulation phase, the stimulation effect was triggered by a command from an external device, which was transmitted to a data acquisition and control device, which in turn provided the corresponding stimulus effect - for example, heating of sensitive areas or sparking.

Piedāvātā tekstilizstrādājumu ražošanas metode.Proposed method of textile production.

Izgudrojumā ir piedāvāta arī tekstilizstrādājumu saskaņā ar 12. un 13. pretenzijām ražošanas metode (skat. 14. un 15. pretenzijas). Metode iekļauj ar TPI aprīkota izstrādājuma izgatavošanu, pie tam TPI satur vismaz vienu jutīgo zonu un izgatavošanas procesā tiek izmantoti gan strāvu vadošie, gan nevadošie diegi. Piedāvātā metode ir raksturīga ar to, ka izstrādājums tiek izgatavots ar adīšanu, pie tam jutīgajā zonā strāvu vadošie diegi tiek ieadīti ar plūksnoto vai frotē pinumu, bet ārpus jutīgās zonas tiek ieadītas vismaz divas strāvu vadošas līnijas, kuras ar vienu no galam tiek savienotas ar jutīgās zonas pretējām malām. Metodes realizācijas piemērs ir parādīts Att.6a.The invention also provides a method of manufacturing textiles according to claims 12 and 13 (see claims 14 and 15). The method involves the production of a TPI-equipped product, wherein the TPI contains at least one sensitive zone, and both current-conducting and non-conducting filaments are used in the manufacturing process. The proposed method is characterized in that the article is made by knitting, in which the current-conducting thread is injected with a pile or terry weave, and at least two current-conducting lines are connected outside the sensitive area, which are connected to one end the opposite sides of the zone. An example of the method implementation is shown in Fig.6a.

Informācijās avoti:Sources of information:

1. E-Textile Pressure Sensor Based on Conductive Fiber and its Structure; patent application US 2007141939 Al;1. E-Textile Pressure Sensor Based on Conductive Fiber and its Structure; patent application US 2007141939 A1;

2. European Patent application EP 2591723 Al;2. European Patent Application EP 2591723 A1;

3. Enokibory Y., Suzuki A., Mizuno H. et.al. in: Proceedings of the 2013 ACM UbiComp’13, September 8 - 12, Zurihc, Switzerland, p.207-210.3. Enokibory Y., Suzuki A., Mizuno H. et.al. in: Proceedings of the 2013 ACM UbiComp'13, September 8-12, Zurihc, Switzerland, pp.207-210.

Claims

1. A textile conversion device (TPI) consisting of a textile fabric comprising at least one sensitive zone consisting of current-conducting and non-conducting yarns whose deformation causes a change in its electrical properties and at least two current-conducting lines with one the end being in contact with the opposite edges of the sensitive area, which differs from the fact that the sensitive area was made using a one-sided or double-sided pile or terry web, its electrical properties change both in compression and stretching, and serve simultaneously as compression and linear deformation as a stimulating electrode.

The device according to claim 1, characterized in that it is made either by knitting or on a knitted machine or by weaving.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the pile or terry braid of the sensitive area is made of both conductive threads and non-conductive threads or only conductive threads.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shape of the sensitive area consists of one or more squares, circles, rectangles or other geometric shapes or is formed in the form of a grid.

Device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the conductive filaments have different electrical properties at different stages of the textile fabric.

Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the textile fabric is made using elastomeric threads.

Apparatus according to claim 6, characterized in that the textile fabric is made of a platinum weave in which a non-conductive elastomeric yarn serves as the basic yarn.

A device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the sensitive area is made of a single-sided pile or terry braid, and its smooth side is covered with an elastic protective layer.

Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it is made in the form of a flat or tubular member, the tubular member having at least one open end.

A data acquisition and stimulation system comprising: a textile conversion device (TPI) according to any one of claims 1 to 9, with at least one sensitive area; power transmission of electrical signals to and from the sensitive area; a data acquisition and control device that provides both sensitive area signal acquisition (TPI reading), processing and transmission to an external device, and input of a stimulation signal to the sensitive area for electrical stimulation of user tissues (skin, muscles, nerves); current conducting lines; a contact system for connecting the sensitive area to the data acquisition and control device.

A system according to claim 10, characterized in that the conductive lines are wound or woven directly into the TPI.

A textile product having an integrated data acquisition and stimulation system according to claim 10 or 11.

A textile article according to claim 12, characterized in that it is formed in the form of a knitted sock containing a knocked-out pocket for placing a power source, a data acquisition and control system and a contact system, wherein the TPI is inserted so that the sensitive areas would be located at the foot, but the conductive lines would connect the sensitive areas to the contact system in the sock pocket.

A method of manufacturing a textile article according to claim 12 or 13, comprising fabricating the article with a TPI comprising at least one sensitive zone, wherein both current-conducting and non-conducting yarns are used, characterized in that the article is made with knitting, in which the current-conducting threads are inserted into the sensitive area using a pile or terry weave, while at the very least two current-conducting lines are connected at one end to the opposite edges of the sensitive area.

A method according to claim 14, characterized in that the article is knit on either a flat knitting machine or a round knitting machine.