WO2021149038A1 - Peça ou artigo de vestuário sensorizado, método de operação e seus usos - Google Patents

Abstract

A presente divulgação refere-se a uma peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizada, em particular a um fato têxtil extensível e sensorizado para otimização de desempenho de desportistas, nomeadamente para os praticantes de ciclismo. A presente divulgação diz ainda respeito a sensores de eletrocardiografia, sensores de elasticidade e sensores de eletromiografia. A peça / artigo de vestuário da presente divulgação, pode ter associada uma aplicação para visualização dos parâmetros de desempenho. A peça / artigo de vestuário da presente divulgação, sensorizado pode ser utilizado em outras modalidades desportivas onde as variáveis adquiridas sejam relevantes, como por exemplo ténis, canoagem, entre outras modalidades.

Description

PEÇA OU ARTIGO DE VESTUÁRIO SENSORIZADO, MÉTODO DE

OPERAÇÃO E SEUS USOS

DOMÍNIO TÉCNICO

[0001] A presente divulgação refere-se a uma peça ou artigo de vestuário extensível sensorizada, em particular a um fato têxtil extensível sensorizado para otimização de desempenho de um indivíduo na prática desportiva, nomeadamente para os praticantes de ciclismo.

[0002] A presente divulgação diz ainda respeito a sensores de eletrocardiografia, sensores de elasticidade e sensores de eletromiografia.

[0003] A peça/artigo de vestuário sensorizado da presente divulgação, pode ter ainda associada uma aplicação móvel para visualização dos parâmetros de desempenho.

[0004] A peça/artigo de vestuário sensorizado da presente divulgação, pode ser utilizada em diversas modalidades desportivas onde os parâmetros de EMG, ECG, elasticidade, temperatura e/ou humidade sejam relevantes, como por exemplo o ciclismo, ténis, canoagem, entre outras modalidades.

ANTECEDENTES

[0005] A monitorização e avaliação da performance dos atletas de alto rendimento desportivo é um processo de grande importância no âmbito das Ciências do Desporto. Assim, um acompanhamento contínuo do atleta possibilita conhecer a sua condição física e técnica e, deste modo, adaptar os planos de treino às necessidades do atleta, maximizando os seus níveis de rendimento desportivo.

[0006] Atualmente, os atletas de competição, durante as provas oficiais têm que usar um fato/equipamento que seja oficial, isto é, que seja reconhecido e aprovado pelas entidades oficiais.

[0007] O Ciclismo, por exemplo, exige o máximo de aerodinamismo, tanto em termos de material como em termos de equipamento. [0008] O mercado do desporto de alta competição tem vindo a utilizar a monitorização de sinais fisiológicos, biomecânicos e outros para avaliação do atleta, existindo um rápido avanço no desenvolvimento de ferramentas tecnologicamente inovadoras, que disponibilizam meios para uma avaliação precisa da condição física e do desempenho do atleta.

[0009] Estas tecnologias baseiam-se, essencialmente, na integração de sensores biométricos, para medição de variáveis fisiológicas, muito em especial frequência cardíaca. Estes sensores normalmente estão integrados em faixas que são ajustáveis ao peito, em relógios ou em sapatilhas. Permitem a recolha e armazenamento de dados que são posteriormente tratados. Os parâmetros que estes sensores conseguem medir, ou estimar, são: frequência cardíaca, calorias consumidas e tempo, localização, definição de rota através da tecnologia de GPS, etc. Nas provas de contrarrelógio, a velocidade e a cadência da bicicleta são indicadores também bastante importantes.

[0010] Os treinadores desempenham um papel central no desenvolvimento e evolução de um atleta. É necessário um acompanhamento diário e um planeamento estruturado de todos os treinos. Para ser possível ter um treino estruturado de forma a preencher as necessidades do atleta, é necessário fazer a monitorização do mesmo em todas as suas etapas. Quanto mais elevado for o nível do atleta, maior será a necessidade de informação detalhada, para ser possível otimizar o treino e assegurar uma melhor performance em competição.

[0011] O documento US2015/0366504A1 refere-se a um artigo de vestuário com sensores eletromiográficos (EMG) que permitem medir a atividade muscular. Os sensores eletromiográficos (EMG) descritos no documento US2015/0366504A1 são modulares; são conectados de forma removível em diferentes locais, a fim de criar um artigo personalizado de roupas eletromiográficas que mede a atividade muscular de um indivíduo durante a prática desportiva de uma modalidade desportiva em particular. O vestuário do referido documento pode também incluir sensores de movimento.

[0012] Estes factos são descritos de forma a ilustrar o problema técnico resolvido pelas realizações do presente documento. DESCRIÇÃO GERAL

[0013] A presente divulgação refere-se a uma peça ou artigo de vestuário extensível sensorizado, em particular a um fato têxtil extensível sensorizado para otimização de desempenho de um indivíduo durante a prática de desporto, preferencialmente durante a prática de ciclismo.

[0014] Numa realização, a peça ou artigo de vestuário extensível sensorizada da presente divulgação, poderá ser utilizado conjuntamente com uma aplicação informática de forma a visualizar os dados recolhidos pelos sensores. A aplicação poderá ser instalada num telemóvel, computador ou outro dispositivo de forma a permitir a monitorização remota.

[0015] Numa realização, a peça ou artigo de vestuário extensível sensorizado para a melhoria de desempenho de um indivíduo na prática de um desporto, nomeadamente na prática de ciclismo ou outras modalidades, compreende uma estrutura têxtil com elasticidade para se ajustar ao corpo do indivíduo, uma pluralidade de sensores de eletrocardiografia, uma pluralidade de sensores electromiográficos, ou uma pluralidade de sensores de extensão flexíveis e, pelo menos, um sensor de: movimento, temperatura, humidade, ou suas combinações.

[0016] Um aspeto da presente realização diz respeito a uma peça ou artigo de vestuário extensível sensorizado para a otimização do desempenho de um indivíduo na prática desportiva, que compreende: uma estrutura têxtil extensível a qual compreende uma pluralidade de fios condutores, em que os fios estão embebidos ou integrados na estrutura têxtil; pelo menos um sensor de movimento inercial; uma pluralidade de sensores de elasticidade; pelo menos um conjunto de sensores da seguinte lista: uma pluralidade de sensores de eletromiografia; uma pluralidade de sensores de eletrocardiografia; um processador de dados configurado para captar dados dos sensores, um dispositivo de comunicações e a uma fonte de alimentação; em que a pluralidade de sensores e dispositivos entre si estão interligados pela pluralidade de fios condutores; em que o sensor de elasticidade compreende pistas em pasta condutora impressa sobre a estrutura têxtil revestidas com um material encapsulante; em que as referidas pistas são substancialmente onduladas ou onduladas, opcionalmente o processador de dados dispõe de meios de comunicação capazes de enviar os dados captados pelos sensores para um dispositivo externo apto para tratar os dados, por exemplo uma aplicação móvel, na nuvem, ou num dispositivo central de forma a permitir a monitorização remota.

[0017] Uma das vantagens da peça ou artigo de vestuário extensível sensorizado descrita na presente divulgação é que permite a lavagem da peça de vestuário, sendo resistente a pelo menos 20 lavagens. Assim sendo, a peça ou artigo de vestuário descrita na presente divulgação pode ser utilizada por diversas vezes pelo mesmo utilizador ou diferentes utilizadores. Os materiais e a estrutura do fato permitem ainda que os níveis de precisão exigidos para a avaliação de desempenho na atividade desportiva, que requerem uma localização precisa dos sensores no corpo do atleta, seja conseguida através do fato extensível e conformável ao corpo.

[0018] Uma outra vantagem da peça ou artigo de vestuário extensível sensorizado descrita na presente divulgação é que não utiliza sensores descartáveis/amovíveis, evitando assim o processo demorado de montagem em cada utilização. Assim sendo, como o fato/peça de vestuário da presente divulgação é lavável pode ser utilizado em diferentes atletas trazendo vantagens em termos de custo, sustentabilidade e precisão.

[0019] Os sensores de eletromiografia; sensores de eletrocardiografia; e de elasticidade descritos na presente divulgação estão incorporados na peça de vestuário e não afetam os movimentos do atleta. A estrutura dos elétrodos e sensores permite que a captação dos dados do utilizador mantenha uma grande precisão e estabilidade, mesmo após o fato ter sido submetido a 20 lavagens.

[0020] Numa realização preferencial, os dados captados pelos diversos sensores são transformados através de fórmulas/algoritmos em valores de temperatura, humidade, elasticidade, EMG, ECG e visualizados em tabelas e gráficos

[0021] Numa realização preferencial, a peça ou artigo de vestuário da presente divulgação pode ainda compreender pelo menos um sensor de: temperatura, humidade, ou suas combinações, de preferência 5 sensores de temperatura e/ou humidade. [0022] Numa realização preferencial, o sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia compreende sequencialmente as seguintes camadas: uma camada base de espuma polimérica; uma camada antiderrapante ; uma camada elétrodo em que a camada elétrodo é uma estrutura têxtil condutora; em que a camada base e a camada antiderrapante estendem-se perifericamente para além da periferia da camada elétrodo.

[0023] Numa realização preferencial, o sensor de elasticidade ou a pluralidade de sensores de elasticidade compreendem pistas em pasta condutora impressa sobre a estrutura têxtil, de preferência revestidas com um material encapsulante.

[0024] Numa realização preferencial, o sensor de elasticidade ou a pluralidade de sensores de elasticidade compreendem uma estrutura em forma de U ou em formato matriz.

[0025] Numa realização preferencial, o material encapsulante do sensor de elasticidade pode ser transparente.

[0026] Numa realização preferencial, em que os fios condutores podem ser embebidos/integrados na estrutura têxtil por costuras, de preferência costuras com o ponto 602.

[0027] Numa realização preferencial, a pluralidade de fios condutores pode ser elástica e tem uma baixa resistência elétrica.

[0028] Numa realização preferencial, o sensor de movimento pode ser um acelerómetro, um giroscópio, um magnetómetro, ou suas combinações.

[0029] Numa realização preferencial, o sensor de movimento pode ser um sensor inercial de 9 eixos/graus de liberdade.

[0030] Numa realização preferencial, o sensor de movimento pode compreender 3 acelerómetros, 3 giroscópios e 3 magnetómetros.

[0031] Numa realização preferencial, o processador de dados pode estar configurado para armazenar e quantificar os parâmetros captados pelos sensores.

[0032] Numa realização preferencial, a peça ou artigo de vestuário pode ser um fato inteiro, um macacão, uma calça, ou uma camisola. [00BB] Um outro aspeto da presente realização, diz respeito a um sensor de elasticidade para uso em peça ou artigo de vestuário extensível sensorizado, que compreende, pistas em pasta condutora impressa sobre a estrutura têxtil revestidas com um material encapsulante, cujas pistas formam ondulações para garantir a elasticidade necessária. Como a pasta condutora, de preferência de carbono, é impressa no têxtil, o movimento do atleta não é comprometido.

[0034] Um sensor de elasticidade ou sensor de extensão é um transdutor capaz de medir deformações mecânicas no utilizador. É um bipolo de resistência nominal que quando fixado sobre o corpo de interesse, sofre a mesma deformação e, então, a sua resistência é alterada. Essa variação de resistência é lida por outro dispositivo e, então, processada para obter a informação desejada. Para melhor funcionamento, um sensor de elasticidade (extensómetro) deve apresentar características definidas e ser utilizado em conjunto com circuitos que auxiliem na medição. Também serão necessárias correções para que a leitura da deformação seja correta.

[0035] O sensor ou sensor de extensão da presente divulgação apresenta uma alta linearidade, alta sensibilidade, baixa histerese e um tempo de resposta reduzido.

[0036] Numa realização preferencial, o material encapsulante polimérico de base sintética liga a pasta condutora ao substrato têxtil e protege-a das condições externas ligadas ao uso e de conservação e limpeza. Para melhores resultados, foi selecionado a partir de um conjunto de polímeros com elasticidade, que pode compreender poliuretano, poliéster, poliéter, poliacrilato, policarbonato, poliestireno, polietileno, poliamida, ceras, parafina, silicones, ou suas combinação, entre outros..

[0037] Numa realização preferencial, o sensor de elasticidade pode compreender uma estrutura em forma de U ou em formato matriz, de forma a monitorizar as diferentes direções.

[0038] Numa realização preferencial, o material encapsulante pode ser transparente ou substancialmente transparente.

[0039] Numa realização preferencial, a largura da pista da pasta condutora varia de 0,5 a 3 mm; de preferência de 1 a 2 mm. [0040] Numa realização preferencial, a pasta condutora pode ser uma pasta de carbono, entre outras.

[0041] Numa realização preferencial, a largura do material encapsulante que protege a pista condutora varia de 2 a 5 mm; de preferência de 3 a 4 mm.

[0042] Um outro aspeto da presente divulgação diz ainda respeito a um sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia para uso em peça ou artigo de vestuário extensível sensorizado, que compreende sequencialmente as seguintes camadas: camada base de espuma; camada antiderrapante; camada elétrodo em que a camada elétrodo é uma estrutura têxtil condutora; em que a camada base e a camada antiderrapante estendem-se perifericamente para além da periferia da camada elétrodo.

[0043] Numa realização preferencial, o material da camada antiderrapante é um material que compreende silicone ou poliuretano.

[0044] Numa realização preferencial, as seguintes camadas estão unidas sequencialmente entre si por adesivo: camada base; camada antiderrapante; camada elétrodo; de preferência em que as camadas estão unidas por termocolagem.

[0045] Numa realização preferencial, sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia pode compreender ainda um orifício ao longo das suas camadas para receber uma conexão elétrica e um elemento metálico ao longo do referido orifício fazendo a ligação da camada elétrodo e o exterior do sensor através da camada base.

[0046] Numa realização preferencial, a estrutura têxtil pode ser um tecido, malha condutora, tecido não tecido ou suas combinações.

[0047] Numa realização preferencial, a camada de espuma pode ser selecionada da seguinte lista espuma de neoprene, poliuretano, polietersulfona, borracha, cortiça, não tecidos, malhas spacer ou suas combinações.

[0048] Numa realização preferencial, a camada de espuma pode ter uma espessura de pelo menos 2 mm, de preferência uma espessura pelo menos 3 mm, mais de preferência uma espessura pelo menos 5 mm, ainda mais de preferência uma espessura que varia entre 5 - 10 mm. [0049] Numa realização preferencial, a peça ou artigo de vestuário extensível sensorizada pode compreender alguns dos seguintes componentes eletrónicos: um módulo de processamento, composto por exemplo por microcontrolador, modem de comunicações sem fios, regulador de energia, bateria recarregável; uma pluralidade de sensores de movimento composto por módulos inerciais, os quais podem compreender, entre outros, acelerómetros, giroscópios, magnetómetros; uma pluralidade de sensores de temperatura e/ou humidade; uma pluralidade de sensores de frequência cardíaca (ECG), os quais compreendem materiais têxteis, materiais não têxteis ou suas combinações, para aplicação na zona do tórax; uma pluralidade de sensores de atividade muscular (EMG), os quais compreendem materiais têxteis, materiais não têxteis ou suas combinações; uma pluralidade de sensores de extensão flexíveis que compreende pastas condutoras. os componentes eletrónicos listados estão ligados através de uma pluralidade de fios têxteis condutores embebidos/integrados na estrutura têxtil, os fios condutores compreendem uma baixa resistência elétrica.

[0050] Peça ou artigo de vestuário extensível sensorizado para a otimização do desempenho de um indivíduo na prática desportiva da presente divulgação permite a avaliação de desempenho durante os treinos sempre que esta seja importante.

[0051] Numa realização preferencial, a peça ou artigo de vestuário extensível sensorizado para a otimização do desempenho de um indivíduo na prática desportiva descrito na presente divulgação permite ainda que a determinação do desempenho do atleta possa ser feita de forma local ou remota, com a inclusão de um modulo de comunicação, como por exemplo um modem, um modulo Bluetooth, WIFI ou RFID.

[0052] Numa realização preferencial, os sensores de eletromiografia; sensores de eletrocardiografia; e de elasticidade ou sensores de extensão descritos na presente divulgação estão incorporados na peça de vestuário, para melhor desempenho devem estar colocados na peça/artigo de vestuário de forma aos materiais condutores estarem aptos ao contacto com a pele, isto é, no avesso da peça/artigo de vestuário. [0053] Numa realização, os sensores de elasticidade ou sensores de extensão não estão em contacto com a pele do utilizador.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0054] Para uma mais fácil compreensão da presente divulgação juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais que, contudo, não pretendem limitar o objeto da presente divulgação.

[0055] Figura 1: Vistas de uma realização de um fato têxtil extensível sensorizado para otimização de desempenho de um indivíduo na prática desportiva da presente divulgação, onde:

(1) representa módulo de processamento;

(2) representa os sensores de elasticidade;

(3) representa a ligação elétrica através fios condutores têxteis entre os diferentes componentes;

(4) representa a possível divisão do fato em duas partes (zona corporal superior e inferior).

[0056] Figura 2: Vistas de uma realização de um fato têxtil extensível sensorizado para otimização de desempenho de um indivíduo na prática desportiva da presente divulgação, onde:

(1) representa o módulo de processamento;

(2) representa sensores de movimento;

(3) representa sensores de temperatura e humidade;

(4) representa sensores de frequência cardíaca ou sensores de electrocardiografia (ECGs);

(5) representa sensores de atividade muscular ou sensores de electromiografia (EMGs);

(6) representa sensores de extensão flexíveis;

(7) representa a ligação elétrica através fios condutores têxteis entre os diferentes componentes;

(8) representa a possível divisão do fato em duas partes (zona corporal superior e inferior). [0057] Figura 3: Uma realização do tipo de ponto (Ponto 602: Norma ASTM D 6193:2016) para integração do fio condutor, ponto formado com 4 linhas, onde:

(A, A') representa uma das duas linhas de agulha;

(B) representa uma linha da laçadeira;

(C) representa o fio têxtil condutor;

(D)representa a direção da formação sucessiva do ponto.

[0058] Figura 4: Uma realização do tipo de costura selecionada para a presente divulgação (NP 3800:1991 - Têxteis. Tipos de costuras. Classificação e terminologia).

[0059] Figura 5: Uma realização de um sensor de elasticidade com pastas condutoras da presente divulgação; em que (A) representa uma pasta condutora; (B) representa um encapsulante e (C) representa um encapsulante com pasta condutora.

[0060] Figura 6: Uma realização de um elétrodo têxtil de eletromiografia da presente realização.

[0061] Figura 7: Uma realização de um elétrodo têxtil de eletrocardiografia da presente realização.

[0062] Figura 8: Vista de um corte lateral do sensor de eletromiografia e do sensor eletrocardiografia identificando os diferentes materiais utilizados em cada um dos sensores, em que: (1) representa o material têxtil ou não têxtil; (2) representa o adesivo; (3) representa o material têxtil ou não têxtil antiderrapante; (4) representa uma estrutura têxtil condutora; (5) representa uma conexão metálica.

[0063] Figura 9: Variação da resistência relativa para sensor de elasticidade em pasta Condutiva de Carbono (CCP) para condição linear.

[0064] Figura 10: Variação da resistência relativa para CCP para condição em corte (drop). [0065] Figura 11: Variação da resistência relativa para CCP para condição cíclica.

[0066] Figura 12: Curva de calibração do sensor em pasta Condutiva de Carbono (CCP). DESCRIÇÃO DETALHADA

[0067] A presente divulgação refere-se a uma peça ou artigo de vestuário extensível sensorizada, em particular a um fato têxtil extensível sensorizado para otimização de desempenho de desportistas, nomeadamente para os praticantes de ciclismo.

[0068] A presente divulgação diz ainda respeito a sensores de eletrocardiografia, sensores de elasticidade e sensores de eletromiografia.

[0069] Numa realização, a peça/artigo de vestuário da presente realização , de preferência um fato inteiro, compreende uma estrutura em têxtil elástico com uma pluralidade de fios condutores embebidos para otimização de desempenho de desportistas, que compreende: uma pluralidade de sensores inerciais de movimento de 9 eixos/ graus de liberdade para medir os movimentos segmentares; uma pluralidade de sensores de atividade com elétrodos em material têxtil para EMG e ECG; um processador de dados; em que os elétrodos compreendem uma camada superior com um bordo em silicone e uma camada inferior com uma almofada; em que a camada superior está apta para receber um material antiderrapante por cima; em que a camada superior está apta para ser colocada no interior do fato equipamento, isto é no avesso, para ficarem em contacto com o desportista; em que o processador de dados configurado para calcular indicadores para otimizar o desempenho do desportista.

[0070] Numa realização, o processador de dados pode estar configurado para recolher dados dos sensores e enviá-los para uma aplicação móvel que transforma os valores obtidos em tabelas ou gráficos temporais, que quando analisados pelos treinadores permitem que estes identifiquem os aspetos a melhorar nos treinos de modo a otimizar o desempenho do desportista.

[0071] Numa realização, o fato ou peça de vestuário da presente realização compreende diferentes tipos de materiais têxteis, em diversos painéis consoante a localização da peça.

[0072] Numa realização, a seleção dos materiais têxteis é feita criteriosamente, adaptada ao desporto a que o fato se destina, e a localização na secção do corpo do utilizador em causa. De preferência, são utilizados materiais com elasticidade para que o fato se ajuste ao utilizador; e ainda materiais que permitam o processo de sublimação como por exemplo poliéster, pelo qual são identificados os caminhos de ligação entre os diferentes sensores e módulos centrais. Podem como exemplo selecionar-se no caso do ciclismo, materiais com maior gramagem e compressão nas pernas (que favorecem um suporte muscular), e materiais mais leves e arejados na zona da axila.

[007B] Numa realização preferencial, a estrutura têxtil extensível a qual compreende uma pluralidade de fios condutores, em que os fios estão embebidos ou integrados na estrutura têxtil é submetida a um acabamento de repelência à água cuja base química é um fluorcarbono, para eliminar a ocorrência de interferências entre os fios condutores. Estas interferências impossibilitavam a correta comunicação entre a unidade de aquisição e os sensores quando a estrutura têxtil extensível fica molhada/transpirada. Este acabamento de repelência à água diminui a respirabilidade dos materiais. Para proporcionar mais conforto ao utilizador, foram acrescentadas diversas aberturas em laser através do fato.

[0074] Numa realização preferencial, a Figura 1 representa uma realização de um fato têxtil extensível sensorizado para otimização de desempenho de desportistas, onde: (1) representa um módulo de processamento composto por microcontrolador, modem de comunicações sem fios, regulador de energia e bateria recarregável; (2) representa os sensores de elasticidade; (3) representa a ligação elétrica através fios condutores têxteis entre os diferentes componentes; (4) representa a possível divisão do fato em duas partes (zona corporal superior e inferior).

[0075] Numa realização preferencial, a Figura 2 representa uma realização do fato têxtil extensível sensorizado para otimização de desempenho de desportistas, onde: (1) representa um módulo de processamento composto por microcontrolador, modem de comunicações sem fios, regulador de energia e bateria recarregável; (2) sensores de movimento composto por módulos inerciais (acelerómetros, giroscópios, magnetómetros); (3) sensores de temperatura e humidade; (4) sensores de frequência cardíaca (ECG), construídos com materiais têxteis ou não têxteis e suas combinações, de aplicação na zona do peito; (5) sensores de atividade muscular (EMG) desenvolvidos com materiais têxteis e não têxteis e suas combinações; (6) sensores de extensão flexíveis desenvolvidos com pastas condutoras; (7) representa a ligação elétrica através de fios condutores têxteis entre os diferentes componentes; (8) representa a possível divisão do fato em duas partes (zona corporal superior e inferior). [0076] Numa realização preferencial, a Figura 3 representa uma realização do tipo de ponto para integração do fio têxtil condutor, sendo o referido ponto formado com 4 linhas, onde: (A) representa uma das duas linhas de agulha; (A') representa uma das duas linhas de agulha; (B) representa uma linha da laçadeira; (C) representa uma linha de cobertura o fio têxtil condutor integrado na costura; e (D) representa a direção da formação sucessiva do ponto.

[0077] Numa realização preferencial, o tipo de ponto utilizado na presente realização é o 602 (máquina de recobrimento) que compreende, três linhas por costura adequadas a este tipo de máquina (linhas A, A' e B) e uma quarta linha (linha C) que foi substituída por dois cabos do fio têxtil condutor. Desta forma garante-se que, caso durante o processo de costura um dos cabos quebre, o outro permaneça em funcionamento.

[0078] Numa realização preferencial, o fio condutor selecionado tem de ter muito baixa resistência elétrica, ter elasticidade e ser possível de ser utilizado na produção de costuras efetuadas numa máquina de costura tradicional.

[0079] Numa realização preferencial, a Figura 4 apresenta uma realização do um tipo de costura que pode ser utilizado para a presente divulgação (NP 3800:1991 - Têxteis. Tipos de costuras. Classificação e terminologia).

[0080] Numa realização preferencial, o tipo de costura utilizado na presente realização compreende trajetos paralelos, cada um deles feito com o ponto 602 - o ponto 602 é formado por duas linhas de agulha, uma de laçadeira e uma linha de recobrimento. Em cada costura, utilizada para fazer a ligação entre os diferentes componentes eletrónicos, estão integrados dois cabos de fio têxtil condutor.

[0081] Numa realização preferencial, a Figura 5 apresenta uma realização da utilização de pastas condutoras para desenvolvimento de sensor de elasticidade. Numa realização preferencial, o sensor de elasticidade compreende um encapsulante e uma pasta condutora. O sensor de elasticidade compreende uma forma em "U" cuja linha forma ondulações para garantir a elasticidade necessária. O processo de construção deste sensor pode não ser necessariamente em formato de "U", mas pode adquirir outras formas, como por exemplo, em forma de matriz para obter monitorização em diferentes sentidos e áreas. Numa realização preferencial, a pasta condutora compreende uma espessura de entre 0,5 e 3 mm aproximadamente e o encapsulante compreende uma espessura entre 2 e 5 mm aproximadamente.

[0082] Numa realização preferencial, a Figura 6 apresenta uma realização da forma dos elétrodos têxteis de eletromiografia (EMG). Os elétrodos têxteis devem de estar em contacto com a pele - têm de ser colocados no avesso do fato.

[008B] Numa realização preferencial, os elétrodos têxteis de EMG utilizados na presente realização compreendem uma camada de material têxtil ou não têxtil com espessura mínima de 2 mm, material têxtil ou não têxtil que seja antiderrapante e estrutura têxtil condutora. As diferentes estruturas são unidas através de termocolagem. Para contacto elétrico com placas eletrónicas são colocadas conexões metálicas que atravessam as várias camadas.

[0084] Numa realização preferencial, a Figura 7 apresenta uma realização da forma dos elétrodos têxteis de eletrocardiografia (ECG). Os elétrodos têxteis têm de estar em contacto com a pele - têm de ser colocados no avesso do fato.

[0085] Numa realização preferencial, os elétrodos (ou sensores) têxteis de ECG utilizados na presente realização compreendem uma camada de material têxtil ou não têxtil com espessura mínima de 2 mm, material têxtil ou não têxtil que seja antiderrapante e estrutura têxtil condutora. As diferentes estruturas são unidas através de termocolagem. Para contacto elétrico com placas eletrónicas são colocadas conexões metálicas que atravessam as várias camadas.

[0086] Numa realização, os elétrodos têm de ficar em contacto direto com a pele do sujeito, pelo que devem ser colocados na face interior do vestuário.

[0087] Numa realização, na Figura 8 está apresentada uma realização dos elétrodos (ou sensores) têxteis desenvolvidos para EMG e ECG que compreende: uma camada de material têxtil ou não têxtil com espessura mínima de 2 mm; material têxtil ou não têxtil que seja antiderrapante; estrutura têxtil condutora; conexões metálicas para contacto elétrico com placas eletrónicas e que atravessam as várias camadas; estrutura têxtil condutora. [0088] Numa realização preferencial, as Figura 9, 10 e 11 representam a variação da resistência relativa do sensor de elasticidade em Pasta Condutiva de Carbono (CCP) para condição de teste linear, de corte (drop) e cíclica. Em relação à CCP, os resultados podem ser encontrados nas Figura 9-11 e a curva de calibração na Figura 12. Numa realização, foi possível concluir que a melhor configuração para o sensor é ondulada, substancialmente ondulada ou em matriz. Numa realização, como o sensor de elasticidade em pasta condutora está impresso sobre a estrutura têxtil, um deslocamento aplicado no tecido resulta em deslocamento idêntico no sensor que pode explicar os melhores resultados. Numa realização, o sensor de elasticidade apresenta comprimento de 100mm e largura média de 22 mm, formado por pista em pasta condutora com 1.5mm de espessura e pista de encapsulante com 3 mm de espessura.

[0089] Quando comparado com um cordão extensível de borracha condutora (CE2) com 2 mm de diâmetro e resistência de 140 - 160 Ohms por centímetro, o CCP parece ser a melhor solução com maior sensibilidade, melhor não linearidade com maior coeficiente de correlação linear, e menor tempo de resposta. Numa realização, a resistência absoluta do CCP vai de aproximadamente 100 kOhms a quase 800 kOhms que resulta em um intervalo de aproximadamente 700 kOhm, enquanto o cordão de borracha apresenta uma faixa inferior a 400 Ohms (1182 - 1587 Ohm). A respeito de conforto dos utilizadores, o cordão de borracha pode causar desconforto durante as atividades, o que torna o CCP a melhor solução. O CCP é impermeável, o que também constitui uma vantagem, obtendo-se ainda melhores resultados com a pasta condutora encapsulada.

[0090] Tabela 1 - Medidas para avaliar o desempenho têxtil /sensor de elasticidade incorporado

*(https://www. adafruit.com/product/519); ** uma realização dos sensores elásticos da presente divulgação com pasta condutora de carbono [0091] De todos os materiais testados, o CCP é o que apresenta o melhor comportamento.

Numa realização, existem variáveis mais importantes a considerar, como linearidade, histerese, tempo de resposta e desconforto causado ao utilizador. O CCP tem comportamento linear, baixa histerese e baixo tempo de resposta. Em contraste com a maioria dos protótipos encontrados em outras realizações, que são encapsulados em materiais de borracha / silicone, o CCP é impresso no tecido garantindo o conforto dos utilizadores. Essas características tornam este material uma excelente solução para um sensor de elasticidade.

[0092] O termo "compreende" ou "compreendendo" quando utilizado neste documento destina-se a indicar a presença das características, elementos, inteiros, passos e componentes mencionados, mas não impede a presença ou a adição de uma ou mais outras características, elementos, inteiros, passos e componentes, ou grupos dos mesmos. As realizações descritas são combináveis entre si. A presente invenção não é, naturalmente, de modo algum restrita às realizações descritas neste documento e uma pessoa com conhecimentos médios da área poderá prever muitas possibilidades de modificação da mesma e de substituições de características técnicas por outros equivalentes, dependendo dos requisitos de cada situação, tal como definido nas reivindicações anexas. As seguintes reivindicações definem realizações adicionais da presente descrição.

Claims

R E I V I N D I C A Ç Õ E S

1. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado para a otimização do desempenho de um indivíduo na prática desportiva, que compreende: uma estrutura têxtil extensível a qual compreende uma pluralidade de fios condutores, em que a pluralidade de fios condutores está embebida ou integrada na estrutura têxtil; pelo menos um sensor de movimento inercial; uma pluralidade de sensores de elasticidade; pelo menos um conjunto de sensores da seguinte lista: uma pluralidade de sensores de eletromiografia; uma pluralidade de sensores de eletrocardiografia; um processador de dados configurado para captar dados dos sensores, um dispositivo de comunicações e a uma fonte de alimentação; em que a pluralidade de sensores e dispositivos entre si estão interligados pela pluralidade de fios condutores; em que o sensor de elasticidade compreende pistas em pasta condutora impressa sobre a estrutura têxtil revestidas com um material encapsulante; em que as referidas pistas são substancialmente onduladas ou onduladas.

2. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores que compreende ainda pelo menos um sensor de: temperatura, humidade, ou suas combinações.

3. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia compreende sequencialmente as seguintes camadas: uma camada base de espuma polimérica; uma camada antiderrapante; uma camada elétrodo em que a camada elétrodo é uma estrutura têxtil condutora; em que a camada base e a camada antiderrapante estendem-se perifericamente para além da periferia da camada elétrodo.

4. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado de acordo com a reivindicação anterior em que o sensor de elasticidade compreende uma estrutura em forma de U.

5. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que os fios condutores são embebidos e/ou integrados na estrutura têxtil por costuras, de preferência costuras com o ponto 602.

6. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o sensor de movimento é um acelerómetro, um giroscópio, um magnetómetro, ou suas combinações.

7. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o sensor de movimento é um sensor inercial de 3, 6 eixos.

8. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o sensor de movimento compreende 3 acelerómetros, 3 giroscópios e 3 magnetómetros.

9. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que o processador de dados está configurado para armazenar e quantificar os parâmetros captados pelos sensores.

10. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a estrutura têxtil é um tecido, malha condutora, tecido não tecido ou suas combinações

11. Peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores em que a peça ou artigo de vestuário é um fato inteiro, um macacão, uma calça, ou uma camisola.

12. Sensor de elasticidade para uso em peça ou artigo de vestuário extensível sensorizado, em que o referido sensor compreende pistas em pasta condutora impressa sobre a estrutura têxtil revestidas com um material encapsulante.

IS. Sensor de elasticidade de acordo com a reivindicação anterior, em que as referidas pistas são substancialmente onduladas ou onduladas.

14. Sensor de elasticidade de acordo com a reivindicação anterior em que o sensor de elasticidade compreende uma estrutura em forma de U ou em formato matriz.

15. Sensor de elasticidade de acordo com qualquer uma das reivindicações 12-14, em que o material encapsulante é selecionado de poliuretano, poliéster, poliéter, poliacrilato, policarbonato, poliestireno, polietileno, poliamida, ceras, parafina, silicones, ou suas combinações.

16. Sensor de elasticidade de acordo com qualquer uma das reivindicações 12-15 em que o material encapsulante é transparente.

17. Sensor de elasticidade de acordo com qualquer uma das reivindicações 12-16 em pasta condutora impressa sobre a estrutura têxtil é uma pasta de carbono.

18. Sensor de elasticidade de acordo com qualquer uma das reivindicações 12-17 em que a largura da pasta condutora varia de 0,5 a 3 mm; de preferência de 1 a 2 mm.

19. Sensor de elasticidade de acordo com qualquer uma das reivindicações 12-18 em que a largura do material encapsulante que protege a pasta condutora varia de 2 a 5 mm; de preferência de 3 a 4 mm.

20. Sensor de elasticidade de acordo com qualquer uma das reivindicações 12-19 em que o comprimento do sensor varia entre 50-150 mm, de preferência entre 90-120 mm.

21. Sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia para uso em peça ou artigo de vestuário extensível e sensorizado, que compreende sequencialmente as seguintes camadas: uma camada base de espuma; uma camada antiderrapante; uma camada elétrodo em que a camada elétrodo é uma estrutura têxtil condutora; em que a camada base e a camada antiderrapante estendem-se perifericamente para além da periferia da camada elétrodo.

22. Sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia de acordo com a reivindicação anterior em que o material da camada antiderrapante é um material que compreende silicone ou poliuretano, em particular em que a material multicamada compreende silicone ou poliuretano.

23. Sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia de acordo com qualquer uma das reivindicações 21-22 em que as seguintes camadas estão unidas sequencialmente entre si por adesivo pela seguinte ordem: camada base; camada antiderrapante; camada elétrodo.

24. Sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia de acordo com qualquer uma das reivindicações 21-23 que compreende um orifício ao longo das suas camadas para receber uma conexão elétrica e um elemento metálico ao longo do referido orifício fazendo a ligação da camada elétrodo e o exterior do sensor através da camada base.

25. Sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia de acordo com qualquer uma das reivindicações 21-24 em que a estrutura têxtil condutora é um tecido, malha condutora, tecido não tecido ou suas combinações.

26. Sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia de acordo com qualquer uma das reivindicações 21-25 em que a camada de espuma é selecionada da seguinte lista: espuma de neoprene, poliuretano, polietersulfona, borracha, cortiça, não tecidos, malhas spacer ou suas combinações.

7. Sensor de eletromiografia ou de eletrocardiografia de acordo com qualquer uma das reivindicações 21-26 em que a camada de espuma tem uma espessura de pelo menos 2 mm, de preferência de pelo menos S mm, mais de preferência de pelo menos 5 mm.