CN105361853A - 用于对人体排汗情况进行监控的可穿戴式装置 - Google Patents

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Abstract

一种可穿戴式装置，其本体上设有电极组件。电极组件包括两个电极阵列和多个阵列排布的碳纳米管。每一电极阵列包括阵列排布且相互连接的多个电极，每一电极阵列的电极包括多个分别与其中一碳纳米管连接的第一电极。两个电极阵列所连接的碳纳米管相互交替且间隔排列，从而形成侦测表面。当侦测表面吸收汗液时，电极组件在两个第二电极之间的电阻值减小。本体还包括存储单元以及处理器。存储单元存储电极组件不同电阻值和人体排汗量之间的对应关系。处理器实时侦测电极组件的电阻值，并根据对应关系确定与该电阻值相对应的人体排汗量。

Description

用于对人体排汗情况进行监控的可穿戴式装置
技术领域
本发明涉及一种可穿戴式装置，尤其涉及一种用于对人体排汗情况进行监控的可穿戴式装置。
背景技术
人体的健康状况一直以来都备受关注。其中，排汗量是评价人体健康状态的重要指标，其反映人体在外部热应力作用下的一种生理调节机能。常见的检测人体排汗情况的方法包括称重法、碘淀粉反应法和直接观察法等，但这些方法大都比较复杂，而且并不适用于所有场合（如运动场合）。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种用于对人体排汗情况进行监控的可穿戴式装置，从而解决上述问题。
本发明提供一种可穿戴式装置，用于对人体排汗情况进行监控，该可穿戴式装置包括一可固定于人体上的本体，该本体朝向人体的表面包括一承载部，该承载部上设有至少一电极组件，每一电极组件包括两个电极阵列以及多个阵列排布的碳纳米管，每一电极阵列包括阵列排布且相互电连接的多个电极，每一电极阵列的电极包括至少两个分别与其中一个碳纳米管电连接的第一电极，所述两个电极阵列所连接的碳纳米管相互交替且间隔排列，从而形成一侦测表面，当该侦测表面吸收人体排出的汗液时，所述碳纳米管之间产生电导通而使该电极组件的电阻值减小，该本体还包括一存储单元以及一处理器，该存储单元用于存储所述电极组件不同电阻值和人体排汗量之间的一一对应关系，该处理器用于实时侦测所述电极组件的电阻值，并根据该对应关系确定与该电阻值相对应的人体排汗量。
本发明的可穿戴式装置利用电极组件的电阻值变化情况确定人体排汗量，且便于携带，使用方便。
附图说明
图1为本发明一较佳实施例中的可穿戴式装置的立体示意图。
图2为图1所示的可穿戴式装置的电极组件的立体示意图。
图3为图1所示的可穿戴式装置的电极组件在另一实施方式中的立体示意图。
图4为图2所示的承载部沿II-II方向的局部剖面示意图。
图5为图1所示的可穿戴式装置的本体的硬体架构图。
图6为图5所示的本体中侦测电路的电路结构图。
主要元件符号说明
可穿戴式装置 1
本体 10
承载部 11
电极组件 20
电极阵列 21
电极 22
第一电极 221
第二电极 222
碳纳米管 23
覆盖层 24
存储单元 30
处理器 40
侦测电路 41
执行单元 42
电阻 R1，R2，R3
侦测表面 230
无纺布 240
耐磨层 241
电压表 410
直流电源 411
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
图1示意出本发明一较佳实施方式中的可穿戴式装置1，其用于对人体排汗情况进行监控。该可穿戴式装置1包括一可固定于人体上的本体10。在本实施方式中，该本体10为一手环。该本体10朝向人体的表面包括一承载部11。其中，该承载部11可采用玻璃或塑料制成。其中，所述塑料可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚碳酸酯（PC）。
请一并参照图2和图3，该承载部11上设有至少一电极组件20。每一电极组件20包括两个电极阵列21以及多个阵列排布的碳纳米管23。每一电极阵列21包括阵列排布且相互电连接的多个电极22。更具体的，每一电极阵列21的电极22相互间隔设置。每一电极阵列21的电极22包括至少两个分别与其中一个碳纳米管23电连接的第一电极221以及一个未与碳纳米管23电连接的第二电极222。所述两个电极阵列21所连接的碳纳米管23相互交替且间隔排列，从而形成一侦测表面230。请参照图2，在本实施方式中，每一电极组件20的两个电极阵列21朝向彼此设置且相距一定距离，所述多个碳纳米管23阵列排布于所述两个电极阵列21之间，且所述两个电极阵列21分别位于所述碳纳米管23沿轴向方向的两侧。当然，所述电极阵列21以及碳纳米管23的位置关系并不限于以上所示出的。请参照图3，在其它实施方式中，所述两个电极阵列21分别位于所述碳纳米管23垂直于轴向方向的两侧。
在本实施方式中，所述电极阵列21为通过在承载部11上涂布透明导电胶体（如导电银胶）后激光蚀刻而制成。更具体的，每一碳纳米管23通过导电银胶（图未示）连接于对应的第一电极22。
请一并参照图4，进一步的，所述碳纳米管23所形成的侦测表面230上还设置有一覆盖层24，用于将所述碳纳米管23固定于该承载部11上，并可使人体排出的汗液透过以被所述碳纳米管23吸收。在本实施方式中，该覆盖层24包括一设置于所述碳纳米管23上的无纺布240以及一设置于该无纺布240上的具有微孔的耐磨层241。人体排出的汗液可依次通过耐磨层241以及无纺布240上的微孔被所述碳纳米管23吸收。其中，该耐磨层241可采用玻璃材质或是聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）制成。在其它实施方式中，所述覆盖层24为多孔陶瓷层。当然，所述侦测表面230上也可以不设置该覆盖层24，而采用多孔陶瓷层将所述碳纳米管23固定于该承载部11上。
可以理解的，当该侦测表面230未吸收人体排出的汗液时，由于所述两个电极阵列21所连接的碳纳米管23间隔排列，故所述两个电极阵列21之间未导通。当该侦测表面230吸收人体排出的汗液时，汗液分子将附着于相邻的碳纳米管23之间，使所述碳纳米管23之间产生电导通并使该电极组件20的电阻值减小。随着该侦测表面230吸收的汗液不断增加，该电极组件20的电阻值将逐渐越小。其中，所述电极组件20的电阻值为电极组件20在两个第二电极222之间的电阻值。
请一并参照图5，该本体10还包括一存储单元30以及一处理器40。该存储单元30用于存储所述电极组件20的不同电阻值和人体排汗量之间的一一对应关系。该处理器40用于实时侦测所述电极组件20的电阻值，并根据该对应关系确定与该电阻值相对应的人体排汗量。在本实施方式中，该处理器40还进一步计算单位时间内的人体排汗量，从而确定人体的排汗速度。
在本实施方式中，该处理器40包括至少一侦测电路41以及一执行单元42。图6为每一侦测电路41的具体电路图。该侦测电路41为一惠斯通电桥电路，其包括电阻R1、R2、R3、电压表410以及直流电源411，所述电极组件20中的两个第二电极222接入该侦测电路41中。具体的，电阻R1、R3串联形成第一支路，所述电极组件20与电阻R2串联形成第二支路，第一支路以及第二支路并联后连接于所述直流电源411的输入、输出端之间，该电压表410的两端分别连接于电阻R1、R3之间以及电极组件20与电阻R2之间。该执行单元42与该电压表410电连接，用于获取该电压表410的读数V0。因此，该执行单元42可根据电阻R1、R2、R3、电压表410的读数V0以及直流电源411的输出电压Vin计算出电极组件20的电阻值Rx，以函数Rx（R1,R2,R3,V0,Vin）表示：
在其它实施方式中，该侦测电路41还可以为一欧姆表，用于测量所述电极组件20的电阻值。此时，该执行单元42实时获取该欧姆表所测得的电阻值。
在本实施方式中，该承载部11设有多个电极组件20，且所述电极组件20具有不同面积的侦测表面230。可以理解的，当所述碳纳米管23吸收过量汗液后，该电极组件20将达到最小电阻值。由于不同电极组件20的侦测表面230的面积各不相同，故所述多个电极组件20同时吸收汗液时达到最小电阻值的时间也不同。电极组件20的侦测表面230面积越大，其达到最小电阻值的时间也越长。在这种情况下，该处理器40包括多个侦测电路41，每一电极组件20分别与其中一侦测电路41连接。从而，该处理器40可实时侦测每一电极组件20的电阻值。
每一电极组件20对应一优先级别，该优先级别用于指示当某一电极组件20达到最小电阻值时，其它电极组件20的电阻值被优先用于确定人体排汗情况的顺序。其中，单个电极组件20具有的侦测表面230面积越小，其对应的优先级别越高。因此，优先级别最高的电极组件20将在最短时间内达到最小电阻值。其中，不同电极组件20对应的优先级别可预先存储于该存储单元30中。
该处理器40当判断某一电极组件20已达到最小电阻值时（例如，当与该电极组件20连接的侦测电路41中电压表410的读数在预定的时间段内保持不变时），按照优先级别由高到低的顺序侦测下一电极组件20的电阻值，并根据该对应关系确定与所述下一电极组件20的电阻值相对应的人体排汗量。从而，该处理器40能够依次使用不同的电极组件20对人体排汗情况进行连续监控，直至优先级别最低的电极组件20达到最小电阻值。
进一步的，该处理器40还用于在侦测所述下一电极组件20的电阻值时，对所述已达到最小电阻值的电极组件20进行加热（例如向该电极组件20中的碳纳米管23通入电流），使附着于碳纳米管23上的汗液蒸发，并当优先级别最低的电极组件20达到最小电阻值时，重新按照优先级别由高到低的顺序依次侦测所述电极组件20的电阻值。从而，所述电极组件20能够被循环使用。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种可穿戴式装置，用于对人体排汗情况进行监控，该可穿戴式装置包括一可固定于人体上的本体，其特征在于，该本体朝向人体的表面包括一承载部，该承载部上设有至少一电极组件，每一电极组件包括两个电极阵列以及多个阵列排布的碳纳米管，每一电极阵列包括阵列排布且相互电连接的多个电极，每一电极阵列的电极包括至少两个分别与其中一个碳纳米管电连接的第一电极，所述两个电极阵列所连接的碳纳米管相互交替且间隔排列，从而形成一侦测表面，当该侦测表面吸收人体排出的汗液时，所述碳纳米管之间产生电导通而使该电极组件的电阻值减小，该本体还包括一存储单元以及一处理器，该存储单元用于存储所述电极组件不同电阻值和人体排汗量之间的一一对应关系，该处理器用于实时侦测所述电极组件的电阻值，并根据该对应关系确定与该电阻值相对应的人体排汗量。
2.如权利要求1所述的可穿戴式装置，其特征在于，每一电极组件的两个电极阵列朝向彼此设置且相距一定距离，所述多个碳纳米管阵列排布于所述两个电极阵列之间，且所述两个电极阵列分别位于所述碳纳米管沿轴向方向的两侧。
3.如权利要求1所述的可穿戴式装置，其特征在于，每一电极组件的两个电极阵列朝向彼此设置且相距一定距离，所述多个碳纳米管阵列排布于所述两个电极阵列之间，且所述两个电极阵列分别位于所述碳纳米管垂直于轴向方向的两侧。
4.如权利要求1所述的可穿戴式装置，其特征在于，每一电极阵列的电极还包括一个未与碳纳米管电连接的第二电极，所述电极组件的电阻值为该电极组件在两个第二电极之间的电阻值。
5.如权利要求4所述的可穿戴式装置，其特征在于，该处理器包括至少一侦测电路以及一执行单元，所述两个第二电极接入该侦测电路中，该侦测电路为一惠斯通电桥电路，其包括电阻R1、R2、R3、电压表以及直流电源，电阻R1、R3串联形成第一支路，所述电极组件与电阻R2串联形成第二支路，第一支路以及第二支路并联后连接于所述直流电源的输入、输出端之间，该电压表的两端分别连接于电阻R1、R3之间以及电极组件与电阻R2之间，该执行单元用于获取该电压表的读数，并根据电阻R1、R2、R3、电压表的读数以及直流电源的输出电压计算电极组件的电阻值。
6.如权利要求4所述的可穿戴式装置，其特征在于，该处理器包括至少一侦测电路以及一执行单元，所述两个第二电极接入该侦测电路中，该侦测电路为一欧姆表，用于测量所述电极组件的电阻值，该执行单元用于实时获取该欧姆表所测得的电阻值。
7.如权利要求5或6所述的可穿戴式装置，其特征在于，该承载部设有多个电极组件，且所述多个电极组件具有不同面积的侦测表面，电极组件具有的侦测表面面积越小，其对应的优先级别越高，该处理器包括多个侦测电路，每一电极组件分别与其中一侦测电路连接，该处理器当判断某一电极组件达到最小电阻值时，按照优先级别由高到低的顺序侦测下一电极组件的电阻值，并根据该对应关系确定与所述下一电极组件的电阻值相对应的人体排汗量。
8.如权利要求7所述的可穿戴式装置，其特征在于，该处理器还用于在侦测所述下一电极组件的电阻值时，对所述已达到最小电阻值的电极组件进行加热，使附着于碳纳米管上的汗液蒸发，并当优先级别最低的电极组件达到最小电阻值时，重新按照优先级别由高到低的顺序依次侦测所述电极组件的电阻值。
9.如权利要求1所述的可穿戴式装置，其特征在于，该承载部采用玻璃或塑料制成。
10.如权利要求1所述的可穿戴式装置，其特征在于，所述电极阵列为通过在承载部上涂布透明导电胶体后激光蚀刻而制成。
11.如权利要求1所述的可穿戴式装置，其特征在于，每一碳纳米管通过导电银胶连接于对应的第一电极。
12.如权利要求1所述的可穿戴式装置，其特征在于，所述碳纳米管所形成的侦测表面上还设置有一覆盖层，用于将所述碳纳米管固定于该承载部上，并使人体排出的汗液透过以被所述碳纳米管吸收。
13.如权利要求12所述的可穿戴式装置，其特征在于，该覆盖层包括一设置于所述碳纳米管上的无纺布以及一设置于该无纺布上的具有微孔的耐磨层。
14.如权利要求13所述的可穿戴式装置，其特征在于，该耐磨层采用玻璃材质或是聚甲基丙烯酸甲酯制成。
15.如权利要求12所述的可穿戴式装置，其特征在于，所述覆盖层为一多孔陶瓷层。
16.如权利要求1所述的可穿戴式装置，其特征在于，该处理器还进一步计算单位时间内的人体排汗量，从而确定人体的排汗速度。
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