本發(fā)明是有關于一種動作感知裝置，特別是有關于一種整合于織物上的穿戴式動作感知裝置，使用者可通過穿戴本發(fā)明穿戴式動作感知裝置，而量測得其動作信息，如使用者的運動動作狀況。

背景技術：

隨著社會經(jīng)濟、科學技術及生活水平的提升，人們對健康的認知，已有了更深的體會。除了注重飲食健康外，亦更注重通過運動來維持身體健康。

然而，運動者于運動時的動作信息，例如動作是否正確，運動者通常并不清楚。為了解其運動時的動作信息，則有需借由動作感知裝置來了解。已知，感知裝置(或稱，感測器)是利用自然界物理或生物特性來探測外界信息，而感測元件在科技進步下不斷發(fā)展，結合人類在科學、物理、醫(yī)療上所累積的知識，如今感測器已經(jīng)不只是人類用來探索知識的一門工具，更能結合通訊、物聯(lián)網(wǎng)、云端巨量數(shù)據(jù)的運算，提供生活中更便利的服務。

已知在量測動作方面，可通過動作感知裝置測量人體的動作，此是通過直接在人體身上放置多個感測器來進行感測。一般來說，感測人體“動作”的方式，包含方向及速度(加速度感測器)等。因此，已知動作感測的方式通常會需要測量物理量(重力、速度)的變化，故通常采機械元件構成的結構所制成。不過，現(xiàn)今微機電系統(tǒng)(mems)已成為一種先進的工藝技術，可將傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)微小化到類似晶片的大小，也是今天能將動作感測器放入手機、手表等許多穿戴裝置的重要科技。

前述，以加速度感測器，又稱重力感測器(g-sensor)或加速計，是以感偵測人體的移動及速度來進行量測。如果加上方向，一個加速度感測器可以感測一個軸向，兩個可以感測平面移動(x,y)，三個可以立體全方位感測(x,y,z)稱為三軸加速度感測器。加速度感測器目前已有被應用在體感操控上，如游戲機wii的操控方式只要揮動手上的搖控器，即可偵測得手部的動作。此 種穿戴裝置在運動方面，還可被用于測量行走步數(shù)、距離，計算消秏的卡路里等。

另外，也有人提出利用肌電圖(electromyography,emg)進行人體動作的分析。肌電圖是一種生理的肌肉電特性感測器，能通過感測肌肉放縮或舒張所產(chǎn)生的動作電位，偵測人體的動作。

上述，幾種已知技術對于了解人體運動狀態(tài)均有一定的效果，惟于人體動作量測時，需于四肢上分別裝設數(shù)個感測器，借以分別量測四肢的動作。然而，這些在四肢上裝設的感測器，除會增加使用者的負擔，亦會增加量測裝置的成本。此外，尚有信號品質不穩(wěn)等問題，例如雜訊多、信號弱等。故而，提出一種對使用者無負擔，且成本較為低廉的動作感測技術仍有其需要。

技術實現(xiàn)要素：

據(jù)此，本發(fā)明的目的即在于提供一種穿戴式動作感知裝置，用以量測使用者的動作信息。

為達成前述的目的，本發(fā)明提出一種穿戴式動作感知裝置，其特征在于包含：一衣著本體，其是用于穿戴于一使用者上時，披附于使用者的至少一身體部位上；一信號接收與運算元件，以及一由導電織物所形成的導電線路，其兩端是分別電性連接至該信號接收與運算元件，借以構成一電路回路，且信號接收與運算元件及導電線路，皆是設置于衣著本體上，其中，導電線路的裸露側具導電性，且電路回路是對應于所需量測的人體部位的衣著本體的部位上被設置。

在一個與多個實施方式中，本發(fā)明穿戴式動作感知裝置穿戴于一使用者上時，至少披附于該使用者的一關節(jié)部位上，且該電路回路是通過對應于該關節(jié)部位的該衣著本體的部位上被設置。

在一個與多個實施方式中，前述的導電線路較佳為具有不高于1×10⁶歐姆的線電阻值，更佳為1～1×10⁵歐姆，最佳為10～1×10⁴歐姆。

在一個與多個實施方式中，前述的導電線路寬度不小于0.5厘米，更佳為0.8～5厘米。

在一個與多個實施方式中，本發(fā)明提出一種穿戴式動作感知裝置，其中導電織物包括一織物本體，及一導電涂料層，其包含一疏水性粘結劑及多個導電 粒子分布于其中，其中，導電涂料層是自織物本體的一側嵌合于織物本體中，并平貼于其上，且導電涂料層的厚度不大于織物本體的厚度。

在一個與多個實施方式中，前述的導電涂料層有部分厚度凸設于該織物本體的表面。

在一個與多個實施方式中，前述的織物本體為一平織織物。

在一個與多個實施方式中，前述的疏水性粘著劑是選自聚氨酯、硅氧烷樹酯、聚對苯二甲酸乙二酯及聚丙烯酸酯所組成的族群至少其中之一。

在一個與多個實施方式中，前述的多個導電粒子為金屬導電粒子或非金屬導電粒子。

在一個與多個實施方式中，前述的導電涂料層中多個導電粒子所占的比例為20～70wt％。

本發(fā)明穿戴式動作感知裝置可被制作成一衣著形式，借此使用者即可像穿著一般衣物般，輕松穿戴而無額外負擔。在一個與多個實施方式中，使用者于穿著本發(fā)明穿戴式動作感知裝置運動時，因關節(jié)部位的彎折動作，會造成電路回路彎折，因而改變相同電壓下的電流量。在一個與多個實施方式中，使用者使穿戴式動作感知裝置上的一部導電線路與另一部導電線路碰觸，以改變電路回路路徑。借此，即可通過電流變化的頻率與幅度，進而量測使用者的動作信息。

附圖說明

圖1為本發(fā)明穿戴式動作感知裝置的一實施方式的局部示意圖；

圖2為本發(fā)明穿戴式動作感知裝置中信號接收與運算元件的示意圖；

圖3本發(fā)明導電線路的一實施方式的截面示意圖；

圖4本發(fā)明導電線路另一實施方式的截面示意圖；

圖5為本發(fā)明穿戴式動作感知裝置的另一實施方式的局部示意圖；以及

圖6為本發(fā)明穿戴式動作感知裝置于使用者穿戴時的示意圖。

具體實施方式

為使熟悉本技術領域中的技藝者，更易于通過本發(fā)明說明書的說明而了解本發(fā)明，以下配合附圖進一步說明。已知技藝者當可了解的是，以下的說明內 容僅用以示例說明本發(fā)明技術，并說明較佳的實施條件范圍，并非用以限制本發(fā)明的范圍。

參閱圖1，為本發(fā)明穿戴式動作感知裝置的一實施方式的局部示意圖。本發(fā)明穿戴式動作感知裝置，主要包含一衣著本體10、一信號接收與運算元件14，以及一導電線路12。導電線路12是由一導電織物所構成，且其兩端分別電性連接至信號接收與運算元件14，借以構成一電路回路。前述的信號接收與運算元件14與導電線路12皆是設置于該衣著本體10上，且導電線路12的裸露側(即，與衣著本體10接合的相反側)具導電性(亦即，可與任何具導電性物體經(jīng)由接觸而形成電性連接)，借以構成本發(fā)明的穿戴式動作感知裝置1。

在一個或多個實施方式中，當一使用者穿戴本發(fā)明穿戴式動作感知裝置1時，本發(fā)明穿戴式動作感知裝置1較佳是披附于該使用者的至少一關節(jié)部位上，且前述的電路回路是通過對應于該關節(jié)部位的該衣著本體1的部位上被設置。

在一個或多個實施方式中，導電線路較佳具有不高于1×10⁶歐姆的線電阻值。更佳為1～1×10⁵歐姆，最佳為10～1×10⁴歐姆。

在一個或多個實施方式中，導電線路較佳具有不小于0.5厘米的寬度，更佳為具有0.8～5厘米的寬度。

上述的衣著本體10只要是可被用于供使用者穿著身上的織物或非織物，均可應用于本發(fā)明中，于此并無特別的限制。前述的非織物，例如可由天然或人造樹脂制成的薄膜所制成的衣著，但并不僅限于此。前述的織物包含不織布、針織織物與平織織物。在一個或多個實施方式中，該衣著本體10是具有伸縮性者。此伸縮性可通過織物或非織物的材料或結構設計來獲致，例如針織物的組織結構設計，或進一步于針織物或平織物中加入彈性紗(如，萊卡彈性紗)，但并不僅限于此。

前述的信號接收與運算元件14，主要除用以提供電路回路一穩(wěn)定電壓的電源外，尚用以接收來自于導電線路12的電流變化信息，并將該電流變化信息經(jīng)過轉換運算，借以獲致所需要的使用者的動作信息。信號接收與運算元件14中可進一步整合一無線信號發(fā)射單元，借以使電子信號可以傳送出。前述無線信號發(fā)射單元亦可獨立于信號接收與運算元件14外單獨設置，且與信號 接收與運算元件14電性連接。

參閱圖2，為本發(fā)明穿戴式動作感知裝置1中信號接收與運算元件14的示意圖。導電線路12的兩端點分別通過一電性接點18與信號接收與運算元件14的電流信號輸出端與輸入端電性連接，借以構成一完整的電路回路。信號接收與運算元件14中至少包含一信號轉換運算單元22，及一電源供應元件(圖中未顯示)。該電源供應元件可持續(xù)輸出一穩(wěn)定電壓通過上述的電路回路。已知任何可達成此一目的的電源供應元件皆可被應用于本發(fā)明中，于本發(fā)明中并無特別的限制。例如，電池，但并不僅限于此。

本發(fā)明穿戴式動作感知裝置1的系統(tǒng)運作時，信號接收與運算元件14中的電源供應元件將輸出一穩(wěn)定電壓的電流通過電性接點18，經(jīng)由導電線路12，再通過導電線路12另一端的電性接點18而回到信號接收與運算元件14，借以構成一完整電路回路。

為調控信號轉換運算單元22所接收到電流變化信息的靈敏度，可進一步于自電性接點18至調控信號轉換運算單元22間的線路26并聯(lián)一電阻20，通過電阻20的線路26連接于信號轉換運算單元22的接地端(gnd,ground)。前述的電阻20可依所需要的偵測靈敏度進行選擇，于本發(fā)明中并無特別的限制。在一個或多個實施方式中，前述的電阻20為一可調控的電阻元件，例如可變電阻器(rheostat)，但并不僅限于此。

在一個或多個實施方式中，前述的導電線路12較佳為一導電織物所構成者。更佳為，該導電織物是由一織物本體28及一與其嵌合的導電涂料層34所構成。參閱圖3，于此實施方式中，織物本體28為一平織織物，其是由多條緯紗30與多條經(jīng)紗32所交錯編織而得。借此，織物本體28即具有一由紗線交錯編織所形成的厚度h1。導電涂料層34是自織物本體28的一側嵌入其內，填入織物本體28交錯紗線間的空隙，并整合成一體。

于此實施方式中，導電涂料層34是完全沒入織物本體28內，并與其嵌合，且導電涂料層34上方側是與織物本體28上方側實質上切平，而導電涂料層34下方側則位于織物本體28內。借此，導電涂料層34呈現(xiàn)實質上平貼于織物本體28上方側的外觀型態(tài)。于此實施方式中，導電涂料層34的厚度h2是不大于織物本體28的厚度h1。

參閱圖4，是為前述導電織物的另一實施方式的截面示意圖。于此實施方 式中，導電織物基本上亦是由一織物本體28及一與其嵌合的導電涂料層34所構成。差異點在于，導電涂料層34是部分嵌合于織物本體28內。亦即，導電涂料層34有部分厚度范圍是凸設于織物本體28上。

前述導電涂料層34凸設于織物本體28上的厚度，于本發(fā)明中并無特別的限制。在一個與多個實施方式中，較佳為不大于40微米，更佳為不大于30微米，最佳為不大于20微米。

前述實施方式中的織物本體28雖僅用平織織物進行事例說明，惟熟悉技藝者通過本發(fā)明的說明當可了解的是，亦可以針織織物做為本發(fā)明中的織物本體28。

根據(jù)本發(fā)明所指出的導電線路12，如上所述導電涂料層34是全部或大部分嵌合于織物本體28內。借此，織物本體28將進一步賦予導電涂料層34一物理性支撐與保護，使導電涂料層34的結構強度因而獲致強化。借此，導電線路12即呈現(xiàn)類似復合材料的結構強化效果，但同時又保有接近于一般織物的柔軟性，可提供使用者較為舒適的穿著感。在一個與多個實施方式中，前述導電涂料層34嵌合于織物本體28內的厚度，較佳為10～50微米，更佳為20～40微米。若少于10微米，易使導電涂料層34自織物本體28表面剝離。反的，若大于50微米，則易發(fā)生電阻值不均勻的狀況，影響電流變化的量測結果。

前述導電涂料層34是由一疏水性粘結劑及多個分布于其中的導電粒子所構成?？蓱糜诒景l(fā)明中做為疏水性粘結劑用的材料，包含但并不僅限于，聚氨酯(polyurethane,pu)、硅氧烷樹酯(siliconresin)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,pet)及聚丙烯酸酯(polyacrylate)等。可應用于本發(fā)明中做為導電粒子的材料，包含非金屬材料、金屬材料，或其組合。前述的非金屬材料，包含但并不僅限于，納米碳管(carbonnanotubes,cnt)、碳黑(carbonblack)、碳纖維(carbonfiber)、石墨烯(graphene)及導電高分子(例如，聚3,4-二氧乙基噻吩(poly(3,4-ethylenedioxythiophene),pedot)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile,pan)…等)等。其中，以納米碳管為最佳。前述的金屬材料，包含但并不僅限于，金、銀、銅及金屬氧化物(例如，氧化銦錫(indiumtinoxide,ito))等。

前述導電涂料層34可通過任何已知的方法與織物本體28嵌合。例如，將疏水性粘結劑溶于溶劑中，并將導電粒子分散于其中，借以形成一導電涂布液。 接著，將此導電涂布液涂布于織物本體上，并使其滲入織物本體中，以形成一導電涂料層。最后將導電涂料層烘干，并使其完全干燥，但并不僅限于此。

熟悉本發(fā)明領域的技藝者，通過本發(fā)明前述的說明，當可了解到前述導電織物，亦可使用，例如導電紗所織造得的導電織物，但并不僅限于此。

前述導電線路12設置于衣著本體10上時，是將不具導電性的一側與衣著本體10結合，借以使導電涂料層的裸露在外。前述的結合方式于本發(fā)明中并無特別的限制，只要是可將導電線路12裝設于衣著本體10上的任何已知方法，皆可被應用于本發(fā)明中，包含但并不限于，以粘著劑貼合或縫合等方式實施。

參閱圖5，為本發(fā)明穿戴式動作感知裝置1的另一實施方式的局部示意圖。于此種實施方式中，本發(fā)明穿戴式動作感知裝置1，包含兩組導電線路12電性連接至一個信號接收與運算元件14，借以構成兩個電路回路。借此，信號接收與運算元件14可同時接收來自使用者身上兩個不同感測部位的動作信息。此僅為事例說明，已知本技術領域的技術，通過本發(fā)明說明書所揭示的內容，亦可得知以相同方式，同時連接三個以上的電路回路，亦是可行的。

參閱圖6，為本發(fā)明穿戴式動作感知裝置1于使用者穿戴時的示意圖。穿戴式動作感知裝置1中的導電線路12是設置于對應于使用者手臂部位的衣著本體10上，且所形成的電路回路是通過關節(jié)彎折線16。同時再參閱圖1，當使用者穿戴本發(fā)明穿戴式動作感知裝置1運動而彎曲手肘時，在手肘彎曲處的衣著本體10將會受到擠壓而產(chǎn)生皺折，而使得位于導電線路12上的接觸點a，碰觸到接觸點a’，而接觸點b，則會碰觸到接觸點b’。借此，電流將越過接觸點a至接觸點a’間的導電線路12，以及接觸點b至接觸點b’間的導電線路12，致使電流實際經(jīng)過導電線路12的路徑變短。借此，電路回路上的總電阻將降低，致使電流增加，因而產(chǎn)生一電流變化信息。此電流變化信息，包含強度與頻率的變化。此電流變化信息為信號接收與運算元件14所接收后，信號接收與運算元件14將電流變化信息進一步轉換成一使用者動作信息。最后以無線信號傳輸方式傳送至一接收裝置，例如已知的各種智慧型攜帶裝置，如手機、手表、手環(huán)及平板等裝置。

在一個與多個實施方式中，當使用者穿戴本發(fā)明穿戴式動作感知裝置1運動時，導電線路12的電路回路可依所需量測的動作位置進行設置，只要使用者動作時可使導電線路12的不同部分碰觸，致使電流實際經(jīng)過導電線路12 的路徑發(fā)生改變，產(chǎn)生電流變化信息即可。

具體實施例

將聚氨酯(購市售品，型號cd-5030)以醋酸丁酯(n-butylacetate,nbac)配制成聚氨酯涂布液(固含量30wt％)。再將納米碳管(購自市售品，雙多壁納米碳管)加入聚氨酯涂布液中，添加重量比為1:5(納米碳管：聚氨酯涂布液)，并使其均勻混合，借以制得導電涂布液。將導電涂布液以200目的網(wǎng)版(購自市售品，型號多特龍)，通過網(wǎng)版印刷技術印刷于一平織布上(購自市售品，30丹尼平織布)，再于150℃下熱風干燥，以去除溶劑，以形成一嵌合于平織布中的導電涂料層。借此即可制得本發(fā)明導電線路(導電涂料層厚度40微米，其中嵌合于平織布中厚度為10微米)。于此狀況下納米碳管于導電涂料層中所占的比例為40wt％。

取一件供作為衣著本體的衣物，將信號接收與運算元件設置于胸口，或背部。將前述的導電線路裁切成1厘米寬，與信號接收與運算元件電性連接，并沿衣著本體上的手臂部位鋪設。最后，返回信號接收與運算元件并與的電性連接，借以構成一電路回路。

啟動信號接收與運算元件的電源，以持續(xù)供應上述電路回路一3伏特的穩(wěn)定電壓。當使用者穿著穿戴本發(fā)明穿戴式動作感知裝置，彎折手肘時，信號接收與運算元件即會接收到一電流變化信息。借此，即可獲致使用者動作是否精確，及動作次數(shù)的信息。同時，亦可通過電流變化的頻率計算出動作頻率與速度。通過已知的軟件運算，可進一步計算出使用者的其他運動動作信息，包括卡洛里消耗狀況等信息，但并不僅限于此。

本發(fā)明穿戴式動作感知裝置所量測的的信息，可進一步結合一生理感測裝置所量測的的信息，通過軟件運算可獲致更多的信息，例如跑姿、肌肉疲勞度、運動強度…等等。

綜上所述，本發(fā)明具有產(chǎn)業(yè)的實用性及創(chuàng)造性，且本案未見的于任何刊物，亦具新穎性。

但以上所述者，僅為本發(fā)明的一較佳實施例，當不能以的限定本發(fā)明實施的范圍，凡與本發(fā)明申請專利范圍所作的等效變化、均等實施或修飾，皆應仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內。