[發明專利]一種柔性組合式可穿戴生理及心理狀態監測裝置

在審

• 申請號: 201810534020.5
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108670244A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 楊賡;周慧穎;龐高陽;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402;A61B5/01;A61B5/08;A61B5/04;A61B5/16;A61B5/0488;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種柔性組合式可穿戴生理及心理狀態監測裝置，其特征在于：包括柔性導電服裝載體(1)，所述的柔性導電服裝載體(1)分為背心(2)、衣袖(3)和手套(4)的三個組成部分。

2.根據權利要求1所述的柔性組合式可穿戴生理及心理狀態監測裝置，其特征在于：所述的背心(2)上設有背心傳感模塊(521)，背心傳感模塊(521)包括織物心電電極(9)、呼吸傳感單元(11)、皮膚電反應傳感單元(12)和體溫傳感單元(13)，織物心電電極(9)、呼吸傳感單元(11)、皮膚電反應傳感單元(12)布置于背心(2)內表面，體溫傳感單元(13)布置于背心(2)任意一處，織物心電電極(9)、呼吸傳感單元(11)、皮膚電反應傳感單元(12)和體溫傳感單元(13)均連接到背心(2)上設有的背心可插拔接口(371)；

所述的衣袖(3)上設有臂包(38)，臂包(38)置于上臂的肱二頭肌處，控制盒(39)放置于臂包(38)中，控制盒(39)內置有電源模塊(41)、控制模塊(43)、無線通信模塊(40)和指示模塊(42)，衣袖(3)上設有衣袖傳感模塊(522)，衣袖傳感模塊(522)包括上臂處的衣袖(3)設有的上臂慣性測量單元(15)、手肘關節處的衣袖(3)設有的肘部柔性傳感單元(16)、前臂處的衣袖(3)下部設有的前臂慣性測量單元(19)、衣袖(3)下部內表面設有的肌電信號采集單元(20)，衣袖(3)的上下部分別設有衣袖上可插拔接口(372)和衣袖下可插拔接口(373)；控制盒(39)上端的可插拔接口和衣袖上可插拔接口(372)配合連接，控制盒(39)下端的可插拔接口與衣袖(3)上的衣袖傳感模塊(522)和衣袖下可插拔接口(373)配合連接；

所述的手套(4)上設有手套傳感模塊(523)，手套傳感模塊(523)包括彎曲傳感單元(24)、張角傳感單元(25)和壓力傳感單元(30)；彎曲傳感單元(24)布置于手套(4)上的各個指關節處，張角傳感單元(25)布置于手套(4)上的相鄰手指之間，壓力傳感單元(30)布置于接觸手背的手套(4)內表面；彎曲傳感單元(24)、張角傳感單元(25)和壓力傳感單元(30)均連接到手套(4)上設有的手套可插拔接口(374)。

3.根據權利要求1所述的柔性組合式可穿戴生理及心理狀態監測裝置，其特征在于：所述控制模塊(43)分別與背心傳感模塊(521)、衣袖傳感模塊(522)和手套傳感模塊(523)連接，接收各個傳感單元的數據，并處理獲得穿戴者當前的生理和心理狀態；控制模塊(43)分別與電源模塊(41)、無線通信模塊(40)和指示模塊(42)連接，所述控制模塊(43)接收電源模塊(41)供電，向指示模塊(42)發送控制信號，并通過無線通信模塊(40)與外部遠程終端通信交互信息。

4.根據權利要求1所述的柔性組合式可穿戴生理及心理狀態監測裝置，其特征在于：所述的無線通信模塊(40)采用藍牙模塊、ZigBee模塊、WIFI模塊等模塊中的一種或者幾種組合，實現信息傳輸。

5.根據權利要求1所述的柔性組合式可穿戴生理及心理狀態監測裝置，其特征在于：所述的指示模塊(42)通過有線的方式接收控制模塊(43)的控制信號，指示模塊(42)包括語音指示模塊、顯示指示模塊、振動指示模塊等。

6.根據權利要求1所述的柔性組合式可穿戴生理及心理狀態監測裝置，其特征在于：所述柔性導電服裝載體(1)以彈性織物和手套為基底使用導電織線和紗線縫制而成。

7.根據權利要求2所述的柔性組合式可穿戴生理及心理狀態監測裝置，其特征在于：所述背心(2)中的織物心電電極(9)為包含彈性布料(44)、柔性絕緣夾層(45)和導電織物(46)的三層結構，彈性布料(44)、柔性絕緣夾層(45)和導電織物(46)分別作為基底層、支撐夾層和傳感層，將彈性布料(44)和導電織物(46)分別剪裁成相同大小的形狀，彈性布料(44)和導電織物(46)將中間的柔性絕緣夾層(45)完全包覆后在邊緣縫合，電極上縫制有導電織線。

8.根據權利要求2所述的柔性組合式可穿戴生理及心理狀態監測裝置，其特征在于：所述衣袖(3)的肘部柔性傳感單元(16)完全包覆肘關節，包括從內到外的底層、中間層和頂層的三層結構：底層采用底層布料(47)，底層布料(47)直接接觸人體皮膚，不進行縫制加工；中間層由導電子層和敏感子層兩部分組成，導電子層由兩條導電布(49)和粘結劑(48)制成，導電布(49)通過粘結劑(48)固定于底層布料(47)外表面；敏感子層由彈力導電織物(50)和粘結劑(48)制成，彈力導電織物(50)剪裁為貼合手臂肘關節的形狀，可為橢圓形或矩形等，彈力導電織物(50)通過粘結劑(48)固定在導電子層外表面；彈力導電織物(50)通過阻抗變化檢測肘部關節的彎曲夾角，彈力導電織物(50)通過導電布(49)連接到電路中；頂層采用頂層面料(51)，頂層面料(51)覆蓋住肘部柔性傳感單元，頂層通過粘結劑(48)固定于敏感子層外表面；底層、中間層和頂層的各層材料固定后，采用高溫加熱方式將各層粘結在一起。