SI22644A - Inteligentni funkcionalni jopiäś za detekcijo poĺ kodb s funkcijo delne zaĺ äśite proti preboju - Google Patents

Abstract

Inteligentni funkcionalni jopič za detekcijo poškodb s funkcijo delne zaščite proti preboju rešuje, v primeru poškodbe uporabnika inteligentnega funkcionalnega jopiča (12) s hladnim orožjem (22) ali strelnim orožjem na terenu, problem enostavnega in učinkovitega zaznavanja in odkrivanja lokacije poškodb na telesu uporabnika, vključno s podatki o njegovih vitalnih funkcijah ter o mestu, kjer se nahaja, te podatke pa brezžično posreduje v zbirni informacijski center. Inteligentni funkcionalni jopič (12) jeizveden enoplastno iz vremenskim razmeram odpornega in ognjevarnega vrhnjega sloja (1), funkcionalnega vmesnega sloja (2), ki nudi delno zaščito proti vrezu in vbodu in iz notranjega sloja (3) z antibakterijsko zaščito. Njegovo delovanje izvajata in upravljata senzorski sistem (23) in sistem (24) za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov ob pomoči vezja (25) za zaznavanje prekinitve električne napetosti. Njegova značilnost je tudi v kroju po meri, ki omogoča enostavno rokovanje in ergonomskoudobje uporabniku.

Description

Slovenija

INTELIGENTNI FUNKCIONALNI JOPIČ ZA DETEKCIJO POŠKODB S FUNKCIJO DELNE ZAŠČITE PROTI PREBOJU

Predmet izuma je inteligentni funkcionalni jopič za detekcijo poškodb s funkcijo delne zaščite proti preboju, oziroma je natančneje oblačilo z vgrajenimi senzorji za detekcijo poškodb in spremljanje vitalnih funkcij človeka, izdelano iz enoplastne trislojne funkcionalne tekstilije, ki nudi delno zaščito proti vbodom in vrezom, hkrati pa zagotavlja antibakterijsko zaščito človeka.

Izum je znotraj mednarodne patentne klasifikacije predvidoma uvrščen v F 41H 1/00, A 41D 1/02 in v A 61B 5/02.

Tehnični problem, ki ga rešuje izum, je takšna konstrukcija inteligentnega funkcionalnega jopiča, ki bo, ob delni zaščitni funkciji, omogočala tudi aktivni karakter v smislu zaznave fiziološkega stanja uporabnika na terenu. Konstrukcija inteligentnega funkcionalnega jopiča bo v primeru poškodbe človeka omogočala odkrivanje mesta strelne rane na telesu, spremljanje fizioloških parametrov poškodovanca in določitev lokacije na kateri se poškodovana oseba nahaja, s hkratno odzivno-sporočilno funkcijo za prenos teh informacij v centralno postajo.

Dodatno bo konstrukcija jopiča nudila delno zaščito proti vrezom in vbodom hladnega orožja, bo enostavna za uporabo, hkrati pa bo uporabniku omogočala antibakterijsko zaščito.

Znanih rešitev oblačil za osebno zaščito, od katerih nekatera vsebujejo tudi elemente informacijskega sistema, je kar nekaj.

Po patentu US 6,145,551 je znana rešitev prilagojenega procesa tkanja za izdelavo popolne tridimenzionalno oblikovane tkanine za izdelavo oblačil z inteligentnimi sposobnostmi. Gre za integrirano tkanino cevaste oblike, v katero so med drugimi vtkana tudi optična vlakna in električno prevodna preja. Po tem postopku tkanja lahko dobimo jopič z odprtinami za oblačenje, izdelan samo iz enega sloja integrirane tkanine cevaste oblike, brez prekinitev ali šivov. V integrirano tkanino je vgrajen senzorski sistem, katerega komponente so sestavljene iz elastičnih, električnih prevodnih vlaken, ki se lahko uporabljajo za nadzor enega ali več vitalnih signalov človeškega telesa. Rešitev je nepraktična, saj zahteva izdelavo namenskega stroja za tkanje cevaste integrirane tkanine, izdelava jopiča je zahtevna, njegovo oblačenje in slačenje nepraktično, uporaba pa neudobna. Ima tudi to pomanjkljivost, da ni odporna proti preboju in nima antibakterijske zaščite.

Po patentu US 6,315,009 je znana rešitev prilagojenega procesa tkanja za proizvodnjo tridimenzionalno oblikovane tkanine, prilagojene oblačilu z rokavi. Oblačilo je izdelano samo iz enega sloja integrirane tkanine, brez šivov ali prekinitev in je cevaste oblike. Z vgradnjo izbrane senzitivne komponente ali več njih v tkanje, lahko oblačilo vključuje inteligentne sposobnosti, kot je spremljanje vitalnih signalov človeka in/ali penetracije. Senzorski sistem je vgrajen v integrirano tkanino, njegove komponente pa tvorijo elastična električna prevodna vlakna, ki se lahko uporabljajo za nadzor enega ali več vitalnih signalov telesa. Rešitev je nepraktična, saj zahteva konstrukcijske spremembe tkalskega stroja in prilagojen ter zahteven postopek tkanja in s tem izdelave jopiča. Njena pomanjkljivost je tudi v tem, da oblačilo ni odporno proti vrezom in vbodom, ne zagotavlja antibakterijske zaščite in je nepraktično za oblačenje in slačenje ter neudobno za nošnjo.

Naslednja znana rešitev je po dokumentu WO 99/64657, ki obsega enoslojno bazno tkanino, v katero je vgrajen informacijski infrastrukturni sistem, ki je lahko sestavljen iz penetracijsko detekcijske komponente in/ali iz elektroprevodne komponente. Tkanina je cevasta, pletena ali tkana, kot dvodimenzionalna ploska tekstilija, ki vključuje fleksibilno infrastrukturo za zbiranje, obdelavo, oddajanje in sprejemanje informacij. Uporablja se lahko za nadzor ene ali več vitalnih funkcij človeka, kot so srčna frekvenca, EKG, srčni utrip, temperatura telesa, alergične reakcije in zvok. Rešitev je nepraktična, saj je izdelava zelo zahtevna, oblačenje in slačenje pa nepraktično. Ima tudi to pomanjkljivost, da ne omogoča zaščite uporabnika pred poškodbami s hladnim orožjem in antibakterijske zaščite, kar je pomembno v primeru poškodb.

Po patentu št. US 6,349,201 je znana rešitev neprobojnega jopiča z vgrajenim signalnim sistemom, namenjenega predvsem za zaščito pred strelnim orožjem, s sposobnostjo selektivnega posredovanja sporočilnega signala za pomoč v oddaljene lokacije. Neprobojni jopič tvorita sprednji in zadnji panel, ki ju povezuje jarem, pri čemer je vsak panel sestavljen iz treh slojev, ki so med sabo pritrjeni. Zunanji sloj je občutljiv na tlak in je prednostno izveden iz piezoelektričnih materialov, ki ob udarcu krogle sproži tok, ki ta udarec zazna. Na notranjo površino tega zunanjega sloja je pritrjena neprobojna plast iz Kevlarja ali drugega tovrstno odpornega materiala. V neprobojni jopič so vgrajeni senzorji za zaznavo fizioloških veličin uporabnika ter signalni sistem za posredovanje informacij o stanju in fizikalnih karakteristikah uporabnika v bazo. Ta sloj ima tudi sposobnost odkrivanja ali je krogla prebila oklopni panel in stopnjo udarca, ki ga je pri tem povzročila. Rešitev je nepraktična, saj se nanaša na zelo zahtevno izdelavo neprobojnega jopiča, s tem pa je njegova uporaba omejena. Namenjen je predvsem za zaščito pred strelnim orožjem, ne omogoča pa antibakterijske zaščite uporabnika in je neudoben za nošnjo.

Nadalje je znana rešitev po patentu US 7,043,766, ki obsega oblačilo za izboljšanje hlajenja in toplotne izolacije uporabnika, ki se praviloma nosi kot spodnje oblačilo. Osnovni namen te rešitve je povečati hladilni učinek materiala pri znojenju. Oblačilo je izdelano iz enoslojne pletenine s kupolasto nazobčano obliko z definiranimi zračnimi kanali. Pletenino sestavljajo tri vrste preje. Prva preja vključuje posamezne poliesterne monofilamente, druga preja je filamentna in tretja preja je elastomerna. Prva preja tako zagotavlja potrebno togost, druga preja zagotavlja mehkobo in udobje, tretja preja pa potrebno elastičnost za prilagajanje telesu. Za določene aplikacije služi druga preja in je tako lahko ognjeodporna, odporna proti vrezom in/ali pred izstrelki strelnega orožja. Rešitev je nepraktična zaradi zahtevne izdelave, njena pomanjkljivost pa je tudi v tem, da nima funkcije detekcije in senzorske funkcije, ne omogoča pa tudi odzivno sporočilne funkcije.

Skupna značilnost vseh navedenih znanih rešitev je, da so tovrstna inteligentna oblačila cevaste oblike brez razporka, izdelana iz enoslojne ali večslojne integrirane tkanine ali pletenine, z vgrajenim senzorskim sistemom za nadzor enega ali več vitalnih signalov telesa. Variante pa so predvsem v konstrukciji oblačil, v postopku tkanja tkanine, v načinu vgradnje in obsegu delovanja senzorskega sistema ter v kroju teh oblačil. Problem, ki je ostal nerešen, je predvsem v zahtevni izdelavi integrirane tkanine s senzorskim sistemom, kot tudi v izdelavi samega inteligentnega oblačila. Nerešen je ostal tudi problem neodpornosti inteligentnih oblačil proti preboju, kot so vrezi in vbodi hladnega orožja ter v pomanjkanju funkcije antibakterijske zaščite uporabnika v primeru preboja oblačila in s tem poškodbe uporabnika in je hkrati tudi v nepraktičnosti in neudobnosti uporabe teh oblačil.

Po izumu je problem rešen z inteligentnim funkcionalnim jopičem za detekcijo poškodb s funkcijo delne zaščite proti preboju, izvedenim na podlagi značilne funkcionalne arhitekture, ki se sestoji iz treh slojev, značilnih po odpornosti proti vrezom in vbodom ter antibakterijski zaščiti, v katere je integriran mrežni sistem vodnikov za detekcijo lokacije poškodb, skupaj s senzorji za spremljanje fizioloških parametrov uporabnika. Izum bo opisan na izvedbenem primeru in slikah, ki prikazujejo

Sl. 1 model inteligentnega funkcionalnega jopiča po izumu, nameščenega na uporabnika, v frontalnem pogledu

Sl. 2 enako, kot v sl. 1, samo v tridimenzionalnem prikazu in z vgrajenimi elementi za detekcijo poškodb in senzorji

Sl. 3 razviti plašč inteligentnega funkcionalnega jopiča z vgrajenimi senzorji in mikrokrmilniki

Sl. 4 vzdolžni prerez A-A plašča inteligentnega funkcionalnega jopiča s prikazom slojev, z integriranim mrežnim sistemom vodnikov

Sl. 5 blokovni diagram s shematskim prikazom senzorskega sistema in sistema za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov vhodnih in izhodnih parametrov inteligentnega funkcionalnega jopiča

Inteligentni funkcionalni jopič 12 je oblikovan in izveden kot vrhnje oblačilo brez rokavov, ki ima v prsnem predelu razporek 13 z veznim segmentom 14, ki omogočata uporabniku enostavno oblačenje, slačenje in spetje. Tvorijo ga hrbtni del 20 in prsna dela 21, ki so lahko izvedeni v enem, nedeljivem kosu, oziroma so lahko izvedeni vsak zase ter med sabo spojeni z ustreznima stranskima šivoma, zlepljeni ali spojeni kako drugače. Zgoraj ima odprtino 15 za glavo, spodaj odprtino 18 za telo, na vsaki strani pa eno odprtino 16 oziroma 17 za roki. Na prednjem delu 21 je izveden vsaj en žep 19. Opisano je prikazano na sl 1. in sl. 3. V nekem drugem izvedbenem primeru je lahko inteligentni funkcionalni jopič 12 tudi drugačnega kroja.

Inteligentni funkcionalni jopič 12 je izveden kot oblačilo iz treh slojev in sicer iz vrhnjega sloja 1, vmesnega sloja 2 in iz notranjega sloja 3, ki si sledijo v navedenem zaporedju. Vmesni sloj 2 je izveden oziroma tkan tako, da omogoča delno zaščito oziroma odpornost proti vrezu in/ali vbodu hladnega orožja 22 in to na celotni površini plašča inteligentnega funkcionalnega jopiča 12. Vmesni sloj 2 ima torej funkcijo delne zaščite uporabnika pred poškodbami s hladnim orožjem torej delne zaščite proti preboju. Notranji sloj 3 je izveden tako, da omogoča antibakterijsko zaščito uporabnika v primeru, da je ta poškodovan. Med notranjim slojem 3 in vmesnim slojem 2 se nahaja mrežni sistem vodnikov 4, izveden prednostno po celotni površni plašča inteligentnega funkcionalnega jopiča 12, oziroma celotni površini njegovega hrbtnega dela 20 in obeh polovic prednjega dela 21. Mrežni sistem vodnikov 4 je lahko izveden iz mreže optičnih vlaken ali drugih ustreznih elektroprevodnih niti in je prednostno vgrajen v notranji sloj 3, oziroma je lahko nanj tudi prišit, zalepljen ali kako drugače pričvrščen. Pri tem niti potekajo v horizontalni in vertikalni smeri tako, da oblikujejo mrežo, sestavljeno iz poljubnega števila posameznih okenc oziroma zank znotraj mrežnega sistema vodnikov 4. Velikost in oblika okenc sta lahko poljubni, vendar praviloma pogojeni z zagotavljanjem detekcijske funkcije, torej prilagojeni velikosti potencialne poškodbe zaradi hladnega orožja 22 oziroma izstrelka strelnega orožja, ki bi lahko izvršili preboj inteligentnega funkcionalnega jopiča 12. Mrežni sistem vodnikov 4 mora biti torej dovolj gost, da bo detekcija prebojev zanesljiva.

Na notranji strani notranjega sloja 3, v območju prsnega dela 21 inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 in v predelu srca, so nameščeni senzor 5 temperature kože Tk, senzor 6 srčnega utripa U_s in senzor 7 EKG signalov tako, da se neposredno ali posredno dotikajo površine telesa uporabnika in so lahko standardne izvedbe. V nekem drugem izvedbenem primeru so lahko senzorji 5, 6 in 7 znotraj plašča inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 locirani tudi kako drugače. Njihov osnovni namen pa je spremljanje in merjenje fizioloških parametrov uporabnika.

Ί

Na nasprotni polovici prsnega dela 21 in na zunanji strani vrhnjega sloja 1 sta nameščena senzor 8 temperature okolice T_Ok in senzor 9 za določanje krajevnih koordinat N_s, ki sta prav tako lahko standardne izvedbe. Senzorja 8 in 9 sta lahko v nekem drugem izvedbenem primeru znotraj plašča inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 locirana in nameščena tudi kako drugače.

V spodnji predel ene od polovic prsnega dela 21 plašča je, prednostno v področju stranskega šiva in pod rokavno odprtino 17 nameščen mikrokrmilnik 10, ki ima vlogo upravljanja delovanja inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 s celovitim komunikacijskim sistemom, vključno z njegovo odzivno sporočilno funkcijo. V drugo polovico prsnega dela 21, prav tako prednostno v področju stranskega šiva in pod rokavno odprtino 16, je nameščen mikrokrmilnik 11, ki skrbi za racionalno izrabo električne energije vseh, v inteligentni funkcionalni jopič 12 vgrajenih elementov in sklopov, ki to energijo potrebujejo za svoje delovanje. Namestitev mikrokrmilnikov 10 in 11 v področje enega in drugega stranskega šiva, oziroma v območje pod rokavnima odprtinama 16 in 17 je priporočljiva, saj ju v tem primeru pred poškodbo varujeta roki uporabnika. V nekem drugem izvedbenem primeru sta lahko mikrokrmilnika 10 in 11 znotraj plašča inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 nameščena in locirana tudi kako drugače.

Vrhnji sloj 1 inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 je prednostno izdelan iz 100% bombažne tkanine, lahko pa tudi iz tkanine mešanice bombažnih in poliesternih vlaken in sicer v atlas ali keper vezavi, z ali brez maskirnih vzorcev. Tkanina je obdelana z vodoodbojno in ognjevarno apreturo in omogoča aktivno klimo. Možna je tudi uporaba tako imenovane membrane Gore, ki kot mikroporozna membrana omogoča prenos znoja s telesa, to je izhlapevanje znoja, preprečuje pa prodiranje kapljevine v notranjost tkanine.

Vmesni sloj 2 je prednostno izdelan iz visoko zmogljive dvostranske pletenine, mešanice Kevlarja, bombaža in Lycre, mase med 250 in 300 grri², odporne proti vrezom in/ali vbodom. V nekem drugem izvedbenem primeru je lahko vmesni sloj 2 izveden tudi iz visoko zmogljive tkanine v keper vezavi, izdelane iz 100% Kevlar vlaken, ki je prav tako odporna proti vrezom in vbodom.

Notranji sloj 3 se sestoji iz ploske tekstilije z vgrajenimi srebrovimi vlakni, ki zagotavlja uporabniku učinkovito antibakterijsko zaščito. V nekem drugem izvedbenem primeru je lahko ploska tekstilija izvedena s srebrovo površinsko obdelavo. Ploske tekstilije z vgrajenimi srebrovimi vlakni ali s srebrovo površinsko obdelavo, ugodno učinkujejo tudi na udobje uporabnika v primeru, ko se človeško telo močneje poti. Srebrova vlakna in srebrov površinski nanos, vgrajena v oziroma na osnovno tekstilijo, nevtralizirajo delovanje bakterij v področju strelne rane oziroma vreza in/ali vboda. Nevtralizirajo pa tudi delovanje bakterij, ki so povzročiteljice neprijetnih vonjav pri znojenju. Vzdrževanje tovrstnih ploskih tekstilij je enostavno, njihov učinek srebra pa vzdrži do petdeset pranj. Kot alternativa predhodno opisani ploski tekstiliji se lahko uporabi bombažna tkanina, ki je obdelana z nano delci naravnega zeolita, ki prav tako kot srebro zagotavlja antibakterijski učinek.

Na sl. 5 je prikazano, da delovanje inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 po izumu omogočata sklop senzorskega sistema 23 in sklop sistema 24 za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov vhodnih parametrov, ki ob ustrezni programski podpori, torej softvvaru in algoritmu, producirata odzivno sporočilne parametre.

Sklop senzorskega sistema 23 tvorijo enoplastni, vendar troslojni inteligentni funkcionalni jopič 12, sestavljen iz vrhnjega sloja 1, vmesnega sloja 2 in iz notranjega sloja 3 z mrežnim sistemom vodnikov 4 in se nadalje sestoji iz petih senzorskih enot in sicer senzorja 5 za ugotavljanje temperature kože T_k, senzorja 6 za ugotavljanje srčnega utripa U_s, senzorja 7 za ugotavljanje EKG signalov, senzorja 8 za ugotavljanje temperature okolice T_ok in senzorja 9 za določanje krajevnih koordinat N_s, ki tvori tako imenovani GPS modul in vezja 25 za zaznavanje prekinitve električne napetosti. Senzorski sistem 23 zaznava torej spremembe fizikalnih veličin, katere sistem 24 za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov pretvarja v spremembe električnih veličin, ki jih po potrebi ojača, jih obdela oziroma prilagodi - signal condition in jih shrani.

Tako signalna veriga osmih linij vezja 25 za zaznavanje prekinitve električne napetosti tvori digitalni input, temu sledi obdelava signalov ali tako imenovan signal condition, nakar ta signal zajame mikrokrmilnik 10. Signalna veriga EKG signalov senzorja 7 vstopa v ojačevalnik 27, kjer se signal ojača, nakar se izvede njegovo filtriranje s pomočjo nizko in visoko frekvenčnega sita oziroma filtra, nato pa preko A-D pretvornika 29 zajame signal mikrokrmilnik 10 in ga shrani.

Signal za določanje srčnega utripa U_s, ki ga zaznava senzor 6, je voden v sprejemnik 28 in od tu dalje v mikrokrmilnik 10, ki ta signal zajame in ga shrani. Temperaturna senzorja 5 in 8 sta digitalna in omogočata serijski digitalni prenos podatkov, kjer se koristi tehnologija enožičnega vodila. Signali, ki jih zaznava senzor 5 za temperaturo kože T_k in senzor 8 za temperaturo okolice T_ok, katerih prenos poteka preko enožičnega vodila, tako imenovanega 1-Wire bus, se vodijo neposredno v mikrokrmilnik 10, ki te zajete signale hrani.

Signal za določanje krajevnih koordinat N_s senzorja 9, ki temelji na tehnologiji Global Positioning System oziroma krajše GPS, katerega sestavljajo sateliti, sprejemnik in pripadajoče kontrolne postaje, po predhodni obdelavi signalov signal condition zajame mikrokrmilnik 10, ki zajete signale shrani.

S pomočjo ustrezne programske opreme za vrednotenje signalov, se v okviru sistema 24 za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje vhodnih in izhodnih signalov ovrednotijo vhodni parametri T_ok, T_k, N_s, U_s in EKG ter na ta način oblikujejo ustrezni odzivni sporočilni parametri, ki se preko uporabniškega vmesnika posredujejo uporabniku, preko komunikacijskega vmesnika pa v ustrezno bazo oziroma sprejemni center.

Delovanje senzorjev 5, 6, 7, 8 in 9 nadzoruje in upravlja mikrokrmilnik 10, vgrajen med vmesnim slojem 2 in notranjim slojem 3 inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 in ima funkcijo zajemanja, prenosa, hranjenja in obdelave podatkov.

Za stabilizacijo napetosti in za racionalno izrabo električne energije je namenjen mikrokrmilnik 11, ki je prav tako vgrajen med sloja 2 in 3 inteligentnega funkcionalnega jopiča 12. Mikrokrmilnik 11 za stabilizacijo napetosti torej skrbi za potreben nivo napetosti znotraj vseh ostalih predhodno navedenih senzorskih enot in sicer za merjenje temperature, za določanje krajevnih koordinat, za merjenje fizioloških veličin in za merjenje električne napetosti. Vse te enote senzorskega sistema 23 in sistema 24 za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov Ns, T_ok, T_k, U_s ter EKG, delujejo ob ustrezni programski podpori, torej podpori algoritmov in softvvarea tako, da producirajo odzivno sporočilne parametre in jih posredujejo pristojnemu zbirnemu centru.

Sledi opis delovanja inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 v primeru preboja in temu posledično poškodovanja njegovega uporabnika. Kot je predhodno že opisano, je izvedba vmesnega sloja 2 takšna, da zaradi nje nudi inteligentni funkcionalni jopič 12 delno zaščito proti vrezu in vbodu hladnega orožja 22. Uporabnik inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 je z njim zavarovan za tovrstne poškodbe. V primeru poškodbe uporabnika, to je strelne rane iz strelnega orožja, izstrelek oziroma naboj prebije troslojno plast inteligentnega funkcionalnega jopiča 12. Na mestu preboja izstrelka nastopi prekinitev elektroprevodnih niti znotraj mrežnega sistema vodnikov 4 za detekcijo poškodb, ki se nahaja med vmesnim slojem 2 in notranjim slojem 3. Funkcionalna arhitektura mrežnega sistema vodnikov 4 v primeru preboja inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 in s tem poškodbe oziroma strelne rane uporabnika, zazna na mestu preboja lokalno poškodbo, to je prekinitev elektroprevodnih horizontalnih ter vertikalnih vlaken oziroma niti. Na mestu preboja namreč pride do pretrganja teh vlaken oziroma niti, kar vezje 25 za zaznavanje prekinitve električne napetosti zazna kot prekinitev električnega tokokroga in zaradi tega avtomatsko aktivira funkcije za določitev lokacije lokalne poškodbe znotraj plašča inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 in posledično preko nje položaj strelne rane oziroma poškodbe na telesu uporabnika. Za določanje položaja poškodbe na telesu uporabnika je mrežni sistem vodnikov 4 prednostno razdeljen na osem segmentov, ki so preko vezja 25 za zaznavanje prekinitve električne napetosti neposredno povezani z mikrokrmilnikom 10, ki lokacijo lokalne poškodbe plašča inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 ovrednoti, temu posledično pa tudi določi mesto lokalne poškodbe poškodovane osebe kot uporabnika. V nekem drugem izvedbenem primeru je lahko število segmentov, ki na slikah niso posebej prikazani, tudi manjše ali večje od osem.

Ko sistem 24 za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov zazna lokacijo poškodbe, se preko ustreznega algoritma avtomatsko aktivira senzorski sistem 23, ki sproži delovanje senzorja 5 in senzorja 8 za merjenje temperature in sicer temperature kože T_k uporabnika ter temperature okolice T_Ok- Dalje se aktivirata senzorja 6 in senzorja 7 za merjenje fizioloških veličin in to srčnega utripa Us ter EKG signalov uporabnika. Istočasno se preko komunikacije po predpisanem protokolu aktivira senzor 9 za določanje krajevnih koordinat N_s in s tem lokacije na terenu, na kateri se poškodovani uporabnik inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 nahaja.

S pomočjo ustreznega sistema 24 za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov in prenos podatkov, se predhodno opisani merni signali vodijo do mikrokrmilnika 10, ki ima to nalogo, da upravlja večino funkcij in samo izvedbo algoritma za obnašanje oziroma delovanje inteligentnega funkcionalnega jopiča 12.

Programsko opremo, ki se izvaja preko oziroma s pomočjo obeh mikrokrmilnikov 10 in 11, sestavljata dva modula. Prvi modul predstavlja kompleksni algoritem za zmogljivejši mikrokrmilnik 10, ki upravlja funkcije inteligentnega funkcionalnega jopiča 12, medtem ko drugi modul predstavlja algoritem šibkejšega mikrokrmilnika 11. V oba modula je implementirana komunikacija po protokolu, specifičnem za ta sistem. Kot že rečeno, je pri tem zmogljivejši mikrokrmilnik 10 namenjen za komunikacijo in razna stanja senzorjev 5, 6, 7, 8 in 9, medtem ko šibkejši mikrokrmilnik 11 skrbi za racionalno izrabo električne energije, za stabilizacijo napetosti in za zaznavo vseh sprememb pri predhodno omenjenih naštetih senzorjih 5, 6, 7, 8 in 9.

Komunikacija med inteligentnim funkcionalnim jopičem 12 in njegovim uporabnikom je zagotovljena preko ustreznega uporabniškega vmesnika, kjer lahko uporabnik neposredno na displeju spremlja stanje vitalnih funkcij Tk, Us, EKG signala in stanje temperature okolice T_Ok, medtem ko je komunikacija s pripadajočo ustrezno bazo oziroma informacijskim centrom zagotovljena preko brezžičnega komunikacijskega vmesnika, ki informacije o detekciji poškodbe uporabnika, o njegovi trenutni lokaciji ter o stanju njegovih vitalnih funkcij distribuira s pomočjo radijskih valov poljubnih frekvenc. Za velike razdalje je možna uporaba satelitske navigacije.

Sistem 24 za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov ter za prenos podatkov je zasnovan na kompleksnem krmiljenju prenosa informacij, njegovo aktiviranje pa lahko izvede sam uporabnik manualno, lahko pa se aktiviranje izvede povsem avtomatsko s samo detekcijo poškodbe ali s spremljanjem sprememb telesnih funkcij uporabnika inteligentnega funkcionalnega jopiča 12, katerih sprememba nakazuje potrebo po pomoči uporabniku. Sporočilo, ki bo na tej osnovi posredovano v bazo oziroma informacijski center, vsebuje informacije o lokaciji poškodbe na telesu uporabnika, podatke o trenutnih fizioloških parametrih uporabnika, kot so temperatura kože T_k, srčni utrip U_s ter EKG vrednostih, dalje vsebuje podatke o temperaturi okolice T_ok ter krajevnih koordinatah N_s lokacije na kateri se uporabnik nahaja.

Za električno napajanje mrežnega sistema vodnikov 4, senzorjev 5, 6, 7, 8, 9, in mikrokrmilnikov 10, 11 ter pripadajočih ustreznih mikroelektronskih elementov in aktuatorjev znotraj senzorskega sistema 23 in sistema 24 za zajemanje, shranjevanje ter vrednotenje signalov vhodnih parametrov, je namenjen vir napetosti 26. Slednji je prednostno v obliki ustrezne baterije, na primer NiCd ali podobne, lahko tudi v kombinaciji z mikro solarnimi celicami.

Značilnost inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 po izumu je predvsem v njegovi funkcionalni enoplastni konstrukciji iz treh slojev. Zgradbo tvorijo proti vremenskim razmeram odporen in ognjevaren vrhnji sloj 1, funkcionalni vmesni sloj 2, ki nudi delno zaščito proti vrezu in vbodu hladnega orožja 22 in notranji sloj 3 z antibakterijsko zaščito, ki nevtralizira delovanje bakterij v primeru poškodbe uporabnika, kot tudi v primeru močnejšega potenja telesa uporabnika. Nadalje je njegova značilnost v funkcionalnem, z vidika ergonomskega udobja po meri izvedenem kroju oziroma modelu, z možnostjo dodatne zaščite vratnega predela uporabnika.

Iz predhodno opisanega sledi, da bo inteligentni funkcionalni jopič 12, v primeru poškodovanja uporabnika s hladnim in/ali strelnim orožjem na terenu, zaznal in odkril lokacijo poškodb in te informacije, vključno s podatki o vitalnih funkcijah uporabnika ter o tem kje se nahaja, brezžično posredoval v bazo oziroma v zato namenjeni zbirni informacijski center. Posredovane informacije bodo bistvenega pomena za izvajanje nadaljnjih aktivnosti v zvezi s poškodovanim uporabnikom oziroma več uporabniki.

Ciljna skupina uporabnikov inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 po izumu je razen vojske še zanesljivo policija, detektivi, varnostniki, gasilci in njim podobni, ki jih je ali potrebno zavarovati pred poškodbami s hladnim orožjem, oziroma jim preti nevarnost poškodbe s strelnim orožjem ali je potrebno spremljanje njihovega fiziološkega stanja in poškodb. Aplikacija inteligentnega funkcionalnega jopiča 12 je prav tako možna pri alpinistih, pri določenih športnikih in bolnikih.

Claims (14)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Inteligentni funkcionalni jopič za detekcijo poškodb s funkcijo delne zaščite proti preboju, značilen po tem, da ga v osnovi tvorita senzorski sistem 23 in sistem 24 za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov vhodnih in izhodnih parametrov (T_ok, T_k, N_s, U_s, EKG), pri čemer je senzorski sistem 23 sestavljen iz enoplastnega inteligentnega funkcionalnega jopiča (12), zgrajenega iz vrhnjega sloja (1), vmesnega sloja (2) in notranjega sloja (3) z mrežnim sistemom vodnikov (4) in se nadalje sestoji iz petih senzorskih enot in to najmanj enega senzorja (5) temperature kože T_k, najmanj enega senzorja (6) srčnega utripa U_s, najmanj enega senzorja (7) signalov EKG, najmanj enega senzorja (8) temperature okolice T_ok in najmanj enega senzorja (9) krajevnih koordinat N_s ter iz vezja 25 za zaznavanje prekinitve električne napetosti; da se mrežni sistem vodnikov (4), ki je prednostno vgrajen med vmesni sloj (2) in notranji sloj (3) in, ki se razprostira prednostno po celotnem plašču inteligentnega funkcionalnega jopiča (12), sestoji iz poljubnih vertikalnih in horizontalnih elektroprevodnih niti, ki na ta način oblikujejo mrežo iz poljubnega števila okenc, katerih velikost je prilagojena velikosti hladnega orožja (22) oziroma izstrelkom strelnega orožja.
2. 2. Jopič po zahtevku 1, značilen po tem, da je plašč inteligentnega funkcionalnega jopiča (12) zgrajen iz hrbtnega dela (20) z odprtino (15) za glavo in dveh stranskih prsnih delov (21) s po eno odprtino (16) oziroma (17) za roki, pri čemer prosta robova prsnih delov (21) tvorita razporek (13), prekrit z veznim segmentom (14).
3. 3. Jopič po zahtevku 1, značilen po tem, da je mrežni sistem vodnikov (4) prednostno razdeljen na osem samostojnih in med sabo spojenih segmentov, ki so preko vezja (25) za zaznavanje prekinitve električne napetosti neposredno povezani z mikrokrmilnikom (10).
4. 4. Jopič po zahtevku 1, značilen po tem, da so senzor (5) temperature kože T_k, senzor (6) srčnega utripa U_s in senzor (7) EKG signalov, prednostno nameščeni na notranji strani notranjega sloja (3) v območju pripadajočega prsnega dela (21) z veznim segmentom (14) in to v predelu srca tako, da se neposredno ali posredno dotikajo površine telesa uporabnika.
5. 5. Jopič po zahtevku 1, značilen po tem, da sta senzorja (8) in (9) prednostno nameščena na zunanji strani vrhnjega sloja (1) in sicer v območju prsnega dela (21), ki ne leži v predelu srca uporabnika.
6. 6. Jopič po zahtevku 1, značilen po tem, da je mikrokrmilnik (10) prednostno nameščen v področju stranskega šiva in pod rokavno odprtino (17) soležne polovice prsnega dela (21).
7. 7. Jopič po zahtevku 1, značilen po tem, da je mikrokrmilnik (11) prednostno nameščen v področju stranskega šiva in pod rokavno odprtino (16) soležne polovice prsnega dela (21).
8. 8. Jopič po zahtevku 1, značilen po tem, da je za električno napajanje mrežnega sistema vodnikov (4), senzorjev (5, 6, 7, 8, 9) in mikrokrmilnikov (10, 11) ter pripadajočih mikroelektroskih elementov in aktuatorjev znotran sistemov (23, 24) namenjen vir napetosti (26) poljubne izvedbe.
9. 9. Postopek delovanja in upravljanja inteligentnega funkcionalnega jopiča za detekcijo poškodb s funkcijo delne zaščite proti preboju, značilen po tem, da v primeru preboja inteligentnega funkcionalnega jopiča (12) in s tem poškodbe uporabnika, pride na mestu preboja do pretrganja oziroma prekinitve elektroprevodnih niti v mrežnem sistemu vodnikov (4), kar vezje (25) za zaznavanje prekinitve električne napetosti, ki je neposredno povezano s krmilnikom (10), zazna kot prekinitev električnega tokokroga znotraj dela mrežnega sistema vodnikov (4), nakar se v sistemu (24) za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov lokalna poškodba uporabnika ovrednoti in posledično določi lokacija poškodbe na njegovem telesu; da se v trenutku, ko sistem (24) za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov zazna lokacijo poškodbe, preko ustreznega algoritma avtomatsko aktivira senzorski sitem (23), ki sproži delovanje senzorja (5) za merjenje temperature kože Tk uporabnika in senzorja (8) za merjenje temperature okolice T_Ok, hkrati se aktivirata še senzor (6) za merjenje srčnega utripa U_s in senzor (7) za merjenje EKG signalov uporabnika, aktivira pa se tudi senzor (9) za določanje krajevnih koordinat N_s in s tem lokacije na terenu, na kateri se poškodovani uporabnik inteligentnega funkcionalnega jopiča (12) nahaja.
10. 10. Postopek po zahtevku 9, značilen po tem, da se s pomočjo sistema (24) za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov merni signali T_k, U_s, EKG, T_Ok in Ns vodijo do mikrokrmilnika (10), ki ima nalogo upravljanja večine funkcij inteligentnega funkcionalnega jopiča (12), kot tudi samo izvedbo algoritma za njegovo obnašanje in delovanje.
11. 11. Postopek po zahtevku 9, značilen po tem, da komunikacija med inteligentnim funkcionalnim jopičem (12) in njegovim uporabnikom poteka preko ustreznega uporabniškega vmesnika, kjer lahko uporabnik neposredno na displeju spremlja stanje vitalnih funkcij T_k, U_s EKG vrednosti in stanje temperature okolice T_ok, dočim se komunikacija z ustreznim informacijskim centrom izvaja preko brezžičnega komunikacijskega vmesnika, ki informacije o detekciji poškodbe uporabnika, o njegovi trenutni lokaciji ter o stanju njegovih vitalnih funkcij distribuira na krajših razdaljah s pomočjo radijskih valov, pri večjih razdaljah pa z uporabo satelitske navigacije.
12. 12. Postopek po zahtevku 9, značilen po tem, da sestavne enote senzorskega sistema 23 in sistema 24 za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov N_s, Tok, Tk, U_s in EKG delujejo ob podpori ustreznih pripadajočih algoritmov in softvvarea tako, da producirajo odzivno sporočilne parametre in jih posredujejo pristojnemu zbirnemu centru.
13. 13. Postopek po zahtevku 9, značilen po tem, da sporočilo, ki ga inteligentni funkcionalni jopič (12) posreduje v pristojni informacijski center vsebuje informacije o lokaciji poškodbe na telesu uporabnika, podatke o njegovih trenutnih fizioloških parametrih T_k, U_s, EKG in podatke o T_Ok ter N_s.
14. 14. Postopek po zahtevku 9, značilen po tem, da lahko sistem (24) za zajemanje, shranjevanje in vrednotenje signalov uporabnik inteligentnega funkcionalnega jopiča (12) aktivira manualno s pritiskom na ustrezno tipko, dočim se avtomatsko aktivira s samo detekcijo poškodbe mrežnega sistema vodnikov (4) oziroma uporabnika ali na osnovi spremljanja sprememb njegovih telesnih funkcij, katerih sprememba nakazuje potrebo po pomoči uporabniku.