接觸傳感器的制造方法
【專利說明】接觸傳感器發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及接觸傳感器，且更具體地，但不排他地，涉及智能服裝或可穿戴件領(lǐng)域，特別是包含作為該可穿戴件的集成部分的生理傳感器或生物傳感器的可穿戴物品。
[0002]發(fā)明背景
[0003]這樣的物品通常包括收集傳感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)并且另外的將這樣的數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程分析設(shè)備的裝置。各種現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法已經(jīng)被提出用于這樣的智能可穿戴件，但所有這些均具有限制性。所需要的是使可穿戴件舒適的元件或一組元件，該元件或一組元件對(duì)于延長(zhǎng)的時(shí)間周期是低成本的、耐洗的且耐用的，而不會(huì)給用戶帶來不便。可穿戴件可以包括任何服裝或其它的可以穿在人或動(dòng)物軀體上的物品，例如衣服、帽子、鞋、襪子、皮帶等，以及腕/踝帶，或繃帶或毯子等。
[0004]為了有效地發(fā)揮作用，用于監(jiān)控身體表面活動(dòng)的傳感器需要與表面進(jìn)行緊密接觸。現(xiàn)有技術(shù)傳感器已經(jīng)通過將傳感器粘附至皮膚表面或至少插入導(dǎo)電膠層來預(yù)先保證這樣的接觸，以確保來自傳感器的身體的信號(hào)的發(fā)送，或者甚至潤(rùn)濕傳感器和/或皮膚以便提供用于相同目的的保濕層。一些現(xiàn)有技術(shù)研究已經(jīng)指向在服裝上附接或并入傳感器，其中各自的服裝將傳感器保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?br>[0005]對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)，“接觸傳感器”先前已經(jīng)在英國(guó)專利GB2444203 (Dias等人)中進(jìn)行描述，包括接觸膜、相對(duì)于接觸膜具有彈性的覆蓋膜；和支撐元件，覆蓋膜在支撐元件之上被拉伸，其中接觸膜在元件周邊被附接至覆蓋膜，使得至少一個(gè)膜形成凸出的外表面，覆蓋膜適于延伸超出身體表面，以凸出貼著覆蓋膜下的身體表面的接觸膜。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)接觸傳感器基本上包括兩個(gè)織物層，在一些實(shí)施方案中，每個(gè)織物層具有變化的彈性，在兩個(gè)織物層之間具有間隙。該層中的一個(gè)包括導(dǎo)電纖維。在層之間存在名義上是平坦的但可能是彎曲的支撐元件，該支撐元件促使導(dǎo)電纖維層朝外，使得導(dǎo)電纖維與身體表面進(jìn)行良好的壓力接觸-所述身體表面名義上是人或動(dòng)物軀體的皮膚表面。在支撐元件與導(dǎo)電纖維層之間還另外地設(shè)置有“填料”層。在可選擇的實(shí)施方案中，該“填料”層本身可以代替支撐元件并提供支撐元件的功能。
[0007]因此，本發(fā)明的第一非排他的目的是提供至少減輕與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的問題的改進(jìn)的接觸傳感器。
[0008]發(fā)明概述
[0009]因此，提供用于監(jiān)控身體表面的活動(dòng)的接觸傳感器，該接觸傳感器包括具有身體表面接觸區(qū)域的接觸膜和至少一個(gè)針織織物基底層，其中該至少一個(gè)基底層中的至少一個(gè)在與接觸膜的身體表面接觸區(qū)域基本上一致的區(qū)域上較厚，以便促使接觸膜形成抵靠身體表面凸出的升高的外表面。
[0010]該至少一個(gè)基底層的較厚區(qū)域可以通過加入額外的線狀物形成，該線狀物可以例如在針織工藝中被引入至基底層，通過該針織工藝制造該基底層。額外的線狀物可以比基底層的原有的線狀物更粗。
[0011]接觸膜可以包括針織導(dǎo)電織物，例如其中接觸膜是具有比該至少一個(gè)基底層的織物更高的縫合密度的針織導(dǎo)電織物。
[0012]另外的或可選擇的，接觸傳感器可以借助于3D針織生產(chǎn)為一個(gè)物品。
[0013]本發(fā)明的另一個(gè)方面提供用于監(jiān)控身體表面的運(yùn)動(dòng)的接觸傳感器，該接觸傳感器包括具有身體表面接觸區(qū)域的接觸膜，該身體表面接觸區(qū)域包括針織導(dǎo)電織物，且該接觸傳感器還包括針織織物的基底層，且該針織導(dǎo)電織物具有比基底層的針織織物更高的縫合密度，其中該接觸傳感器在寬度上較窄使得接觸膜形成升高的外表面，而不需支撐裝置。
[0014]該接觸傳感器的寬度優(yōu)選地為10mm或更小，更加優(yōu)選地為6mm或更小，且最優(yōu)選地為3mm或更小。該接觸膜的身體接觸長(zhǎng)度優(yōu)選地為至少60_，更加優(yōu)選地為至少100mm，且最優(yōu)選地為至少200mm。
[0015]本發(fā)明另外的方面提供用于包括基底織物層的可穿戴物品的電氣連接點(diǎn)(electrical connect1n point)，該電氣連接點(diǎn)包括:包括在基底織物層的表面上的導(dǎo)電絲的接觸膜，該導(dǎo)電絲借助于與另外的物品(其與可穿戴物品是可分離的)的外部表面上的導(dǎo)電墊的壓力接觸進(jìn)行電氣連接。
[0016]例如如上面描述的，接觸膜可以形成有升高的表面，例如使得接觸膜在寬度上較窄和/或形成接觸傳感器的部分。該較窄接觸傳感器可以布置在基底織物層的表面上，使得多于一段的接觸膜在使用中是可用的，例如，以形成與導(dǎo)電墊的電氣連接。
[0017]另外的或可選擇的，另外的物品的導(dǎo)電墊例如借助于可以放置在該另外的物品之上的壓力膜可以被偏壓朝向接觸膜或多個(gè)接觸膜。該壓力膜可以包括彈性織物層，該彈性織物層可以附接至可穿戴件的基底織物層，例如以便形成袋，在使用過程中該另外的物品可以插入到該袋中。
[0018]例如，在一些實(shí)施方案中，袋的內(nèi)表面設(shè)置有防滑表層，以便限制另外的物品在袋內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。例如，在一些實(shí)施方案中，另外的物品的外表面設(shè)置有防滑表層，以便限制另外的物品在袋內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。
[0019]另外的物品可以是電子設(shè)備。
[0020]本發(fā)明的再一個(gè)方面提供與智能服裝或其它的可穿戴件一起使用的電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括如上面描述的接觸傳感器和/或如上面描述的電氣連接點(diǎn)。該電子設(shè)備可以包括具有不同功能的兩個(gè)或多個(gè)電路，例如當(dāng)電子設(shè)備(其被配置成接收電氣信號(hào))例如通過至少一個(gè)導(dǎo)電墊接收到電氣信號(hào)時(shí)，電路中的任一個(gè)才被激活，例如使得電路僅當(dāng)需要被激活時(shí)才從電池或其它電源獲取電能。
[0021 ] 該電路可以被配置成接收和/或處理和/或分析和/或發(fā)送和/或儲(chǔ)存任何一種或多種類型的生理數(shù)據(jù)或生物數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，例如一種或多種以下類型的生理數(shù)據(jù)或生物數(shù)據(jù):心率或脈搏、溫度、如由應(yīng)變儀、加速計(jì)或其它運(yùn)動(dòng)感測(cè)設(shè)備獲得的動(dòng)作、汗液或化學(xué)品或其它液體或水分的存在。
[0022]在一些實(shí)施方案中，至少一個(gè)電路被配置成在例如通過相同的電路或另一個(gè)電路向前發(fā)送處理過的數(shù)據(jù)之前處理通過電氣信號(hào)接收的數(shù)據(jù)，例如使得與發(fā)送未處理的數(shù)據(jù)所需的電能相比，發(fā)送處理過的數(shù)據(jù)組所需的電能更少。
[0023]本發(fā)明的再一個(gè)方面提供用在受試人的下肢上的智能服裝。該服裝可包括如上面描述的接觸傳感器，例如用于對(duì)來自股動(dòng)脈的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。
[0024]該智能服裝還可包括傳感器或用于通過使用信號(hào)確定受試人的心率的一些其它駐習(xí)
目.Ο
[0025]該服裝可以包括褲子或短褲或長(zhǎng)褲或內(nèi)褲或燈籠褲或褲襪或緊身褲。
[0026]本發(fā)明的另一方面提供用在受試人的下肢上的智能服裝。該智能服裝可以包括如上面描述的接觸傳感器，例如用于檢測(cè)由該服裝覆蓋的肌群的EMG信號(hào)。
[0027]該服裝還包括(例如具有接觸傳感器)用于多普勒信號(hào)(例如來自穿戴者的身體)的獲取和發(fā)送的光導(dǎo)纖維。光導(dǎo)纖維可以裝配在形成在接觸膜與基底層之間的通道內(nèi)。
[0028]在本發(fā)明的可選的方面中，接觸膜、基底層、基底織物層或另外的設(shè)置層中的一個(gè)可以是疏水的或防水的和/或被布置成阻止水分接觸接觸膜。
[0029]另外的或可選擇的，接觸膜、基底層、基底織物層或另外的設(shè)置層中的一個(gè)可以是親水的或以其他方式適合于水分的傳輸?shù)?，以便在使用中存在水分的情況下，積極地將水分引入至接觸膜。
[0030]本發(fā)明的再一個(gè)方面提供紡織品終端袋，其包括如上面描述的至少兩個(gè)電氣連接點(diǎn)或紡織品終端點(diǎn)。該點(diǎn)可以分離一定的距離，該距離可比分離電子單元上的補(bǔ)充數(shù)量的導(dǎo)電墊的距離大，和/或該點(diǎn)被布置成使得電子單元在袋內(nèi)的運(yùn)動(dòng)不會(huì)導(dǎo)致任何兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)通過任何一個(gè)墊而交叉連接。
[0031]附圖簡(jiǎn)述
[0032]圖la至圖1d示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的接觸傳感器；
[0033]圖2以及圖2a至圖2c示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方案的接觸傳感器；
[0034]圖3a和圖3b示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的電氣連接點(diǎn)；
[0035]圖4是圖3a與圖3b的服裝的上部背部部分的更近的視圖；
[0036]圖5a至圖5c示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的電子單元；
[0037]圖6a至圖6c示出在紡織品終端袋中的適當(dāng)位置的電子單元的實(shí)施方案；
[0038]圖7a與圖7b示出紡織品終端袋/電子單元組合的可選擇的實(shí)施方案；
[0039]圖8示出一些可選擇的連接布置；和
[0040]圖9不出根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)短褲的前部和背部視圖。
[0041]發(fā)明的詳細(xì)描述
[0042]借助于具體的實(shí)施方案的描繪，將對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。3織物層使用3D針織技術(shù)進(jìn)行針織。有兩個(gè)織物“基底”層，其形成可穿戴織物物品的主要織物元件，例如T恤。第三層包括導(dǎo)電絲織物。通過使用技術(shù)人員熟悉的3D針織