SK1772021U1 - Elektrovodivý spoj s magnetickou väzbou - Google Patents

Abstract

Elektrovodivý spoj s magnetickou väzbou na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov na inteligentné textílie je navrhnutý pomocou minimálne dvoch integrovaných magnetov (2). Jeden magnet (2) je integrovaný do odevu a umiestnený na nosnej nevodivej látke (3), pod ktorou je vyšitá elektrovodivá textilná elektróda (4) elektrovodivou niťou a je celý fixovaný pomocou textilného puzdra (1). Druhý magnet (2) je integrovaný v elektronickej časti (10) pomocou lepidla alebo elektrovodivej pasty do puzdra (8) z nevodivého materiálu, odkiaľ je magnet (2) prepojený cez vodič (7) do DPS (6) obvodovej dosky. Vďaka magnetickému poľu, ktoré vznikne interakciou týchto magnetov, sa vytvorí spoj, pomocou ktorého je možné ďalej prenášať informácie do DPS (6) a odtiaľ ďalej do externých zariadení, ako sú mobilné telefóny, tablety a pod. Tieto dáta je následne možné v uvedených zariadeniach zobrazovať, prípadne ďalej analyzovať.

Description

SK 177-2021 U1

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka návrhu elektrovodivého spoja s magnetickou väzbou určeného na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentné textílie. Technické riešenie spadá do oblasti elektrotechnického priemyslu a biomedicínskeho inžinierstva.

Doterajší stav techniky

V súčasnej dobe existuje už veľa technických riešení a vynálezov postavených na magnetickom kontakte. Napríklad patentový dokument JP2019131914A opisuje magnetický kontakt, kde elektródový terminál a pripojovací terminál sú odnímateľné upevnené magnetickou silou cez vodivý prvok. Tento patentový dokument je citovaný aj v patentovom dokumente JPH0515907U, ktorého obsahom je izolačná základňa. Montážny vodivý magnetický materiál je tvorený vodivým magnetom spojeným s biomedicínskou indukčnou elektródou z vodivej magnetickej látky a je odnímateľný. Tak isto aj ďalší patentový dokument US2019173301A1 v technickom riešení opisuje využitie magnetického kontaktu, ktorý sa následne využíva pre flexibilne namontované magnetické/elektrické vodiče a konektory, ktoré poskytujú súčasne mechanické aj elektrické pripojenie zdroja elektrickej energie k ľubovoľnému zariadeniu. Úžitkový vzor SK 8218 Y1 ako aj patentová prihláška PP 98-2017 riešia problematiku inteligentného odevu na monitoring biodát človeka, podobne ako patentový dokument JP2019131914A. Ale tento je zložený z odevu, elektrovodivých vlákien, pasívnych kontaktných textilných EKG elektród a aspoň jedného vývodu do elektronického zariadenia, kde je elektronické zariadenie tvorené riadiacou jednotkou a komunikačnou jednotkou, medzi ktorými je vytvorené vzájomné obojstranné elektrické (mechanické) prepojenie. Patentový dokument CN101031943A zase rieši zapojenie elektronických komponentov pre ľubovoľný počet odevov, ktoré môžu spolupracovať ako sada na definovanie rôznych obvodov schopných vykonávať elektrické alebo elektronické funkcie. Každý odev obsahuje integrovanú vodivú sieť pripojenú k jednému alebo viacerým vodivým spojovacím bodom a jednej alebo viacerým elektronickým komponentom. Každý spojovací bod môže spolupracovať s jedným alebo viacerými magnetmi spojenými v odevoch, pomocou ktorých sa vytvorí jedna veľká sieť tvorená z elektronických komponentov.

Z doterajšieho stavu techniky vyplýva, že ani jeden z patentov nerieši realizáciu elektrovodivého spojenia formou fixného integrovania magnetu, či už do odevu alebo do elektronického zariadenia, pričom takáto magnetická väzba prináša mnoho výhod.

Podstata technického riešenia

Nedostatky stavu techniky odstraňuje predkladané technické riešenie elektrovodivého spoja s magnetickou väzbou určeného na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentné textílie pomocou magnetu.

Jeho výhody oproti stavu techniky sú hlavne v tom, že nie je možné pripojiť jedno zariadenie k druhému zariadeniu nesprávne. Vďaka polarite magnetov vždy dôjde k správnemu pripojeniu oboch častí. V prípade pokusu o zapojenie zariadení v nesprávnom smere/orientácii, polarita magnetov zabezpečí, že sa zariadenia od seba budú odpudzovať a k vytvoreniu elektrovodivého spoja nedôjde.

Podstatou technického riešenia je vytvorenie spoja s magnetickou väzbou tvoreného minimálne jedným párom integrovaných magnetov. Elektrovodivý spoj na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentný textil je vytvorený pomocou magnetickej väzby magnetov integrovaných v jednotlivých separátnych častiach. Magnet na strane textilu nie je preto potrebné odnímať, zatiaľ čo snímaciu jednotku je možné podľa potreby kedykoľvek odpojiť alebo pripojiť pomocou magnetu s opačnou polaritou. Elektrovodivý spoj je teda na senzorickej strane tvorený magnetom integrovaným do textilu (v textilnom puzdre), na strane odnímateľnej jednotky je magnet súčasťou elektronického riešenia DPS (dosky plošných spojov).

Ďalšie výhody elektrovodivého spoja s magnetickou väzbou:

- vďaka fixne integrovanému magnetu v textilnej časti sa vždy presne pripojí elektronická časť k textilnej časti (nemožnosť zámeny polarity magnetu),

- možnosť kedykoľvek pripojiť/odpojiť systémom chyť a prilož,

- nie je potrebné kontrolovanie umiestnenia magnetov, pre správne pripojenie a prenos údajov,

SK 177-2021 U1

- možnosť textilnú časť prať aj s magnetom, nakoľko je integrovaný do textilného puzdra.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na obrázku 1 je zobrazený schematický nákres konštrukcie elektrovodivého spoja s magnetickou väzbou určeného na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentné textílie.

Na obrázku 2 sú zobrazené schematické nákresy usporiadania magnetov elektrovodivého spoja s magnetickou väzbou.

Na obrázku 3 je schematický náčrt elektrovodivého spoja s magnetickou väzbou v priereze, kde je zobrazené ako sú jednotlivé komponenty poprepájané.

Príklady uskutočnenia

Príklad č. 1

Elektrovodivý spoj s magnetickou väzbou určený na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentné textílie podľa obrázku 1 je zložený z dvoch častí - textilnej časti 9 a elektronickej časti 10.

Textilná časť 9 sa skladá z minimálne jedného magnetu 2, ktorý je umiestnený v textilnom puzdre 1. Textilné puzdro 1 s magnetom 2 je umiestnené na nosnej nevodivej látke 3, ktorá obsahuje elektrovodivú textilnú elektródu 4 vyšitú elektrovodivou niťou s elektrovodivým textilným kontaktom 5 vyšitým elektrovodivou niťou, pomocou ktorého je možné prenášať signály z textilných elektricky vodivých EKG elektród vyšitých na odeve prostredníctvom magnetického kontaktu až do elektronickej časti 10 alebo môže slúžiť aj ako zdroj napájania. Hlavnou výhodou textilnej časti 9 je, že všetky prvky sú integrované priamo do textílie.

Elektronická časť 10 je tvorená minimálne jedným magnetom 2, ktorý sa nachádza v puzdre 8 z nevodivého materiálu, DPS 6 obvodovou doskou a vodičom 7. Pomocou magnetu 2, ktorý je fixovaný v puzdre 8 z nevodivého materiálu lepidlom, je možné pripojiť/odpojiť celú elektronickú časť 10 k/od textilnej časti 9 jednoducho a rýchlo. Celá elektronická časť 10 slúži na zber dát a ich následné spracovanie, tzn. vyhodnocovanie signálov získaných z textilnej časti 9 v DPS 6 obvodovej doske. DPS 6 obvodová doska je pomocou vodiča 7 spojená s externým zariadením na prenos nasnímaných dát a ich ďalšie spracovanie ako aj podrobnejšiu analýzu v externom zariadení, ktorým môže byť počítač, tablet, mobilný telefón a pod. Vodič 7 slúži aj ako napájači vodič, nakoľko externé zariadenie je využiteľné aj ako vhodný zdroj energie.

Magnety 2 umiestnené v textilnej časti 9 sú opačnej polarity, ako magnety 2 v elektronickej časti 10, vďaka čomu je vždy možné ľahko a presne prichytiť elektronickú časť 10 k textilnej časti 9. Pre vytvorenie pevnejšieho a silnejšieho magnetického kontaktu je možné použiť viacero magnetov naraz, kde je potrebné nastaviť správnu kombináciu magnetov, aby nedošlo k nesprávnemu prichyteniu elektronickej časti 10 k textilnej časti 9, prípadne nesprávnemu prepojeniu vodičov 7, ktoré prenášajú informácie z textilnej časti 9 do DPS 6 v elektronickej časti 10, alebo k skratu, následkom ktorého by mohlo dôjsť až k poškodeniu jednotlivých súčiastok v elektronickej časti 10.

Príklad č. 2

Elektrovodivý spoj s magnetickou väzbou určený na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentné textílie je zostrojený rovnako ako v príklade 1, s tým rozdielom že elektrovodivá textilná elektróda 4 je na nosnú nevodivú látku 3 nanesená elektrovodivou pastou.

Priemyselná využiteľnosť

V súčasnej dobe sa na trhu nachádza mnoho inteligentných textílií, ktoré dokážu zaznamenávať srdcovú frekvenciu, frekvenciu dýchania, prejdenú vzdialenosť a podobne. Odevy z týchto textílií sú dopytované v zdravotníckych zariadeniach, ako aj vo fitnes centrách. Vo fitnes centrách nachádzajú využitie pri osobných tréningoch vo forme odevu alebo pásov, na ktorých je elektronika pripevnená rôznymi pevnými alebo mechanicky rozoberateľnými elektrickými spojmi. Predkladané technické riešenie umožňuje pripojiť nositeľnú elektroniku pomocou minimálne jedného páru magnetov, ktoré sú ľahko, jednoducho a efektívne pripojiteľné/odpojiteľné. Využitie nositeľnej elektroniky pripojiteľnej/odpojiteľnej pomocou magnetov je

SK 177-2021 U1 možné aplikovať aj v rôznych wellness centrách, napríklad pri nepretržitom monitorovaní srdcovej, svalovej a inej činnosti ľudského tela. Uplatnenie nájde aj v profesionálnych športoch pri tréningoch, počas zápasov, kde si môžu tréneri kvantifikovať výkony jednotlivých hráčov. Nositeľná elektronika má však uplatnenie aj v ďalších smeroch a odvetviach, kde je potrebné využiť externú elektroniku na prenos signálov, ale aj 5 elektrickej energie medzi elektronikou DPS a senzorickou časťou inteligentného textilu. Ako príklad využitia je možné uviesť monitorovanie vitálnych funkcií pacientov v domácom prostredí, alebo ľudí v profesionálnom zamestnaní, ako sú hasiči pri vykonávaní ich práce v teréne, kde sa môže monitorovať vyčerpanosť ľudí.

SK 177-2021 U1

Zoznam vzťahových značiek

-textilné puzdro

- magnet

- nosná nevodivá látka

4 - elektrovodivá textilná elektróda

- elektrovodivý textilný kontakt

- DPS obvodová doska

-vodič

- puzdro z nevodivého materiálu

9 -textilná časť

- elektronická časť

Claims (5)

1. SK 177-2021 U1

   NÁROKY NA OCHRANU

   1. Elektrovodivý spoj s magnetickou väzbou určený na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentné textílie, vyznačujúci sa tým, že sa skladá z textilnej časti (9) a elektronickej časti (10), pričom textilná časť (9) pozostáva z minimálne jedného magnetu (2) umiestneného v textilnom puzdre (1), ktoré je pevne umiestnené na nosnej nevodivej látke (3), ktorá obsahuje elektrovodivú textilnú elektródu (4) vyšitú elektrovodivou niťou alebo nanesenú na nosnú nevodivú látku (3) elektrovodivou pastou, s elektrovodivým textilným kontaktom (5) vyšitým elektrovodivou niťou na prenos signálov z textilných elektricky vodivých EKG elektród vyšitých na odeve prostredníctvom magnetického kontaktu až do elektronickej časti (10), pričom elektronická časť (10) je tvorená minimálne jedným magnetom (2), ktorý je fixovaný v puzdre (8) z nevodivého materiálu, doskou (6) plošných spojov na vyhodnocovanie signálov získaných z textilnej časti (9), pričom doska (6) plošných spojov je pomocou vodiča (7) ďalej spojená s externým zariadením na prenos nasnímaných dát, ich ďalšie spracovanie a podrobnejšiu analýzu v externom zariadení, ktorým môže byť najmä počítač, tablet, mobilný telefón.
2. 2. Elektrovodivý spoj s magnetickou väzbou určený na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentné textílie podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že magnety (2) umiestnené v textilnej časti (9) sú opačnej polarity, ako magnety (2) v elektronickej časti (10) na umožnenie ľahkého a presného prichytenia elektronickej časti (10) k textilnej časti (9).
3. 3. Elektrovodivý spoj s magnetickou väzbou určený na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentné textílie podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že elektrovodivá textilná elektróda (4) je na nosnú nevodivú látku (3) nanesená elektrovodivou pastou.
4. 4. Elektrovodivý spoj s magnetickou väzbou určený na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentné textílie podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vodič (7) je aj napájacím vodičom.
5. 5. Elektrovodivý spoj s magnetickou väzbou určený na prepojenie odnímateľnej elektroniky a elektrovodivých senzorov pre inteligentné textílie podľa nároku la 2, vyznačujúci sa tým, že všetky komponenty textilnej časti (9) sú integrované priamo do textílie.

   2 výkresy