[發明專利]一種基于柔性導電纖維的可續航GPS定位智能服裝

在審

• 申請號: 202110244639.4
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN112998334A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 江亮;周邦澤;李晨晨;劉占旭;劉夢思;陳韶娟;馬建偉;周彥粉
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: A41D13/00
• 分類號: A41D13/00;A41D27/20;D01F8/10;D01F8/16;D01F1/09;D01D5/34;D01D5/06;D01D1/02
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 李紅麗;孫俊業

本發明涉及智能服裝技術領域，特別涉及一種基于柔性導電纖維的可續航GPS定位智能服裝。該服裝包括服裝本體，服裝本體表面設有口袋，口袋內放有GPS定位裝置，小型鋰電池和兩用電池開關，在服裝本體的背部設有太陽能電池板，太陽能電池板通過柔性可拉伸導線與兩用電池開關相連；柔性可拉伸導線是由柔性可拉伸導電纖維和彈性滌綸通過編織技術得到，柔性可拉伸導電纖維采用同軸濕法紡絲制備得到，柔性可拉伸導電纖維的縱向截面自內而外包括芯層和皮層，芯層的材質為PEDOT:PSS/AgNWs，皮層的材質為苯乙烯系熱塑性彈性體。本發明能夠對使用者進行定位和運動監測，可有效防止走失；可實現節能減耗、超聲續航；另外導線為柔性可拉伸導線，柔軟貼身，增加穿戴舒適感。

技術領域

本發明涉及智能服裝技術領域，特別涉及一種基于柔性導電纖維的可續航GPS定位智能服裝。

背景技術

眾所周知，可穿戴設備即直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設備。可穿戴設備不僅僅是一種硬件設備，更是通過軟件支持以及數據交互、云端交互來實現強大的功能，可穿戴設備將會對我們的生活、感知帶來很大的轉變。

二十一世紀以后，智能化滲透國民的生活，市場上關于可穿戴的智能設備越來越多，而這些可穿戴的智能設備主要都是針對年輕人來設計，卻忽視了老年人群對可穿戴智能設備的需求。眾所周知，老齡化的出現將面臨更多的問題，如老年人群需要檢測自身的健康狀況，以及老年人群中大部分都會出現記憶弱化的現象，嚴重的則是老年癡呆，生活中老年人走失、忘記回家路線的事件頻頻發生。

現有技術中，為了監測老年人的行蹤，將GPS、北斗導航等定位芯片植入到手環、衣服等可穿戴紡織品中，以實現對走失老年人的定位與跟蹤，如專利CN 106723431 A，一種帶GPS定位的老年服裝。但是還存在以下不足，一是，如保持跟蹤定位則需要為智能可穿戴設備持續供電，而容量較大的電池比較沉重不易攜帶也容易發生危險，因此供電電池也成為限制可定位智能可穿戴設備大規模推廣一個重要難題，而太陽能電池目前正朝著更薄更輕、更高光電轉換率和輸出功率的方向發展，它具有實時充電的功能。二是，在為智能可穿戴設備持續供電時，需要導線將可穿戴設備與供電電池相連接，而傳統的導線由于均采用銅、鋁導線以及在銅、鋁導線外附加一層絕緣層組成，該類導線不耐磨，且材料較為硬挺，如采用該導線，會導致穿戴之人不舒適，需要進一步改進導線的耐磨性以及柔軟舒適性。

如專利CN 108813744 A，公開了一種應用于可穿戴智能服裝的導線系統及其布線方法，智能服裝包括服裝本體，服裝本體上設有電源單元、傳感器元件、電容器、發熱裝置單元和顯示屏單元，導線系統包括若干條柔性導電線元件，柔性導電線元件的一端與電源單元連接，柔性導電線元件的另一端與若干個傳感器元件、電容器元件、發熱裝置單元和顯示屏單元一一對應并連接，本方案可在服裝上實現智能設備、高分子聚合物傳感器、金屬傳感器、高分子聚合物超級電容器、發熱裝置、超級電容器裝置、柔性顯示屏、摩擦自發電高分子納米發電機系統等的有效聯通，方便設計者將導線準確布置到需要位置，還可隱蔽或呈現導線，以形成新的鞋服設計圖案和風格，提高服裝的美觀性，擴大應用市場。該專利主要是通過導電高分子如聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPY)和聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)濕法紡絲制備導電纖維，或者在橡膠纖維表面涂層的方法制備彈性導電纖維，又或者用金屬合金、銀和碳納米管改性嵌段共聚物，然而這些纖維制備方法可以制備一定柔性的導電纖維，但是還難以滿足在高度牽伸的狀態下保持高導電性的要求，勢必會造成纖維狀超級電容器在拉伸過程中等效串聯電阻的增加，惡化超級電容器的性能。

再如專利CN 109735953 A，公開了一種同軸濕法紡絲技術制備TPE/PANI皮芯結構彈性導電纖維和可穿戴應力傳感應用，其中所制備的方法包括將溶解于二氯甲烷的苯乙烯與2-甲基-1，3-丁二烯聚合物(TPE)和聚苯胺(PANI)水凝膠皮芯濕法紡絲制備出具有皮為TPE，芯為PANI結構的高彈性導電纖維。由于TPE本身具有良好的可拉伸性能和無毒；PANI本身導電性能優越；以及在TPE管內粘連了大量的PANI，在拉伸過程中，可通過拉伸錯位繼續構成導電通路。因此可以作為可穿戴器件，很好的對手指彎曲變化；腕部轉動和肘部轉動彎曲響應。