CN108209890A - 一种可穿戴生理指标采集*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可穿戴生理指标采集***,包括采集服装和传感器;采集服装包括上装本体、电极、导电带和传感器连接件;导电带与电极和传感器连接件相连;其特点是,所述电极采用导电织物制成,电极的两极分别固定在上装本体的两个肩部。该采集服装与传感器通过电极扣相连。该方案支持将生理指标采集装置安装在宽松的衣物上,穿着舒适,不勒紧身体。
Description
技术领域
本发明涉及心电监测技术领域,具体涉及一种可穿戴生理指标采集***。
背景技术
动态心电图监护仪也就是Holter是目前比较常用的设备。为了便于长时间佩戴,目前的设计偏向小型化和舒适性。其中,基于织物电极的可穿戴智能服装产品应运而生。
基于织物电极的可穿戴智能服装产品的生理指标(心电、心率、呼吸、体温等指标)监测技术,一般都要求服装能够紧贴在用户的皮肤上,以确保织物电极能够稳定的采集到用户的生理电信号,如心率带或者创新的运动背心,因此此类产品穿着的舒适性都不会很好,用户都会有勒紧在身上的感觉。这种设计方式不适合将可穿戴衣物技术适用到普通用户群里,尤其是不适合老人或者小孩的生理指标监测。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了可穿戴生理指标采集***,该方案可以将生理指标采集装置安装在宽松的衣物上,穿着舒适,不勒紧身体。
为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的。
一种可穿戴生理指标采集***,包括采集服装和传感器;其特征在于,所述采集服装包括上装本体、电极、导电带和传感器连接件;导电带与电极和传感器连接件相连;其特征在于,所述电极采用导电织物制成,电极的两极分别固定在上装本体的两个肩部;该采集服装与传感器通过电极扣相连。
优选地,所述导电带采用导电织物制成,与电极一体裁剪成型。
优选地,所述电极为矩形;分别与电极的两极相连的两条导电带形成中间断开的弧形;传感器连接件设置在导电带靠近断开处;所述断开处位于心脏部位。
优选地,所述弧形距离上装本体的领口5cm-7cm。
优选地,所述导电织物缝制在上装本体上,电极裸露接触人体;导电带上设有覆盖面。
优选地,所述电极的两极均覆盖肩部、部分前胸和部分后背。
优选地,所述电极与上装本体之间填充弹性材质。
优选地,所述传感器包括长条形片状硅胶主体,硅胶主体中部嵌入塑胶壳,塑胶壳内部安装电路板;钮扣电池安装在电池舱内,钮扣电池与电路板电连接;电极扣固定在硅胶中,并与电路板电连接;所述电路板中设有用于向外部发射信号的无线通信模块。
优选地,所述硅胶主体两端为弧形;弧形部位安装电极扣,且该安装电极扣的区域向安装面反方向突起,形成圆形凸区;塑胶壳背面具有可开启的电池舱盖,所述电池舱盖与塑胶壳的连接方式为卡扣旋紧。
优选地,所述钮扣电池为锂电池。
有益效果:
(1)本发明通过将左右两部分导电织物电极设计在衣物的肩部,实现生理指标采集;肩部通常会紧贴人体,因此肩部电极的设计,不需要限制衣服采用紧身款式,在确保用户日常穿着舒适性的基础上,实现了生理电信号到传感器的传输,从而实现心电、心率、呼吸的实时监测。
(2)本发明导电织物电极覆盖前胸、肩部和背部皮肤,保证穿着者日常动作期间均能稳定获得采集信号,提高生理电信号的采集稳定性。
(3)本发明在导电织物电极与衣物之间增加了填充物,确保导电织物电极与身体的紧密接触。
(4)两条导电带形成中间断开的弧形,即美观,又便于将传感器设计在心脏部位,以保证心率测试准确性。导电带的弧形距离领口5-7cm,即保证上衣款式设计中领子形态的多变,又避免太靠近领围导致的穿脱不便,和结构形态扭曲造成的信号采集问题。
(5)本发明提供的采集***中,传感器设备体积小,无连线,方便使用佩戴;供电采用纽扣电池,可以长时间工作,且采用可更换电池方案,在电池用尽时,快速更换继续使用。
附图说明
图1(a)为可穿戴生理指标采集智能服装的正面视图。
其中,21-上装本体,22-电极,23-导电带,24-传感器连接件;
图1(b)为可穿戴生理指标采集智能服装的反面视图。
图2(a)为电极和导电带的结构示意图。
图2(b)为电极和导电带的尺寸示意图。
图3为导电带上覆盖面的结构示意图。
其中,25-导电带覆盖面,26-镂空;
图4为传感器的外形示意图。
图5为传感器的底面示意图。
图6为传感器的电池拆解示意图。
其中,1-硅胶主体,2-塑胶壳,3-电池舱,4-钮扣电池,5-电池舱盖,6-电极扣,7-圆形凸区。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例,对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种可穿戴生理指标采集***,其包括可穿戴生理指标采集智能服装和传感器。
如图1(a)和图1(b)分别示出了可穿戴生理指标采集智能服装的正面和背面。该采集智能服装包括上装本体21、电极22、导电带23和传感器连接件24。
上装本体21为电极22、导电带23和传感器连接件24的载体,对其没有特殊要求。
电极22采用导电织物制成。电极的两极是分开的,分别固定在上装本体的两个肩部位置上。该设计位置利用肩部通常会紧贴人体的特征,在不需要紧身款式的前提下,实现了生理电信号到传感器的传输,从而实现心电、心率、呼吸的实时监测,确保用户日常穿着的舒适性。
在一个优选实施例中,导电织物电极为长条形,其覆盖肩部、部分前胸和部分后背,从而保证用于任意姿态时都有皮肤与电极接触,从而提高生理电信号采集的稳定性。
在另一个优选实施例中,导电织物电极与上装本体之间填充弹性材质,确保导电织物电极与身体的紧密接触。其中,弹性材质可以为海绵或棉织物。
导电带23采用导电织物制成,与电极21一体裁剪成型。导电织物可以通过缝制的方式固定在上衣本体上,在实际中也可以采用粘接的方式,但是固定度没有缝制好。采用导电织物作为导电带,一是柔软,二是制造过程简单,便于剪裁成型。在实际中,也可以采用其他材质的导电带,例如导线或者导电贴片等,但是舒适性不如导电织物好。
图2(a)示出了一体剪裁的电极和导电线的优选实施方式的示意图。如图所示,电极22为矩形,覆盖前胸、肩部和后背部分区域;分别与两个电极相连的两条导电带23形成中间断开的弧形。导电带上设置的传感器连接件24(图2(a)中未示出)位于导电带靠近断开处的部位,且该断开处位于心脏部位。由于上装本体一般都很薄,即便导电织物缝制在衣物背面,也能够被看见。因此,中间断开的弧形设计不仅能够将传感器安装在心脏部位,以保证心率测试准确性,而且能够保持服装正面的美观。
图2(b)示出了一体剪裁的电极和导电线的优选尺寸选择。其中电极21宽3.5cm~4.5cm,长10cm~12cm。导电线22的宽为0.7cm~1cm。导电线所形成的弧形不能太小,优选距离为距离领口5cm-7cm,即保证上衣款式设计中领子形态的多变,又避免太靠近领围导致的穿脱不便,和结构形态扭曲造成的信号采集问题。
图3示出了用于导电带的覆盖面25结构。包含电极和导电带的导电织物缝制在上装本体上之后,电极需要裸露接触人体,但导电带不需要。为了保持美观,且延长导电带的寿命,本发明进一步在导电带上增加覆盖面25。本实施例中,该覆盖面不仅覆盖导电带,还覆盖电极的周边,因此形成了图3的结构。图3中的镂空26用于将电极裸露在外。覆盖面25的材质可以与上装本体的材质相同。
本智能服装导电带上设置的传感器连接件24可以采用电极扣实现。相互配合的按扣触点组中,具有凸出圆点的公扣设置在导电带上,具有中间沉孔的母扣设置在传感器上。
图4~6为采集***中传感器的结构示意图。该传感器不但采用了小体积、单导联、无引线的设计,而且使用了可更换电池的方式,用户可以连续使用7天,且可以在电池用尽时,快速更换电池继续使用。
如图4所示,本实施例的传感器包括长条形片状硅胶主体1,硅胶主体1中部嵌入塑胶壳2,本实施例中塑胶壳2为两端为弧形的长条形舱室,长条形舱室的上底面为平面,侧面为弧面。塑胶壳2内部空间划分为电气舱和电池舱3。电气舱安装电路板(图中未示出),电池舱3安装钮扣电池4。钮扣电池为电路板供电。
其中,硅胶主体1为两端为弧形的长条型片状形结构,两端为弧形。
需要与智能服装上的传感器连接件相连接的电极扣6(母扣)固定在硅胶主体1的两端,通过注塑方式固定在硅胶中,并与电路板电连接。硅胶主体安装电极扣6的区域向安装面反方向突起,形成圆形凸区7,使得电极扣6更多的容纳于圆形凸区内部,只有扣部伸出在外,使得安装平面更加平滑。
本实施例中,电池舱设置在塑胶壳2中,塑胶壳2背面具有可开启的电池舱盖5,电池舱盖5通过卡扣旋紧的方式连接于塑胶壳2,从而便于开启和关闭,而且能够保证关闭后的牢固程度。为了便于充电,钮扣电池4为锂电池。安装电池步骤为,先将电池盖逆时针旋转,之后取下,放入电池,盖上电池盖,顺时针旋转锁紧。
电路板包括模数转换模块、运算器、无线通信模块和有电池供电的电源模块。电路板一面安装模数转换模块、运算器和无线通信模块,另一面安装电池。该无线通信模块用于向外部发射数字心电信号。该无线通信模块采用蓝牙通信模块或Wifi通信模块实现,从而实现无线测量。
使用时,将传感器通过电极扣与智能服装相连,用户穿上采集服务,电极稳定贴合人体,从而从人体皮肤采集心电模拟电压信号,该信号通过导电带进入传感器中,由传感器内部电路板将模拟的心电信号转换成数字信号,并通过运算器处理,生成编码的数字心电信号流。使用蓝牙或Wifi无线信号与智能终端连接,把数字心电信号流传输到智能终端***中。
上述实施方式中将电池舱设计在主体内部,从而形成一体化结构,美观且减少连线。在实际中也可以将电池舱设计在主体外部,用连线将电路板与电池相连接。
综上所述,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可穿戴生理指标采集***,包括采集服装和传感器;所述采集服装包括上装本体、电极、导电带和传感器连接件;导电带与电极和传感器连接件相连;其特征在于,所述电极采用导电织物制成,电极的两极分别固定在上装本体的两个肩部;该采集服装与传感器通过电极扣相连。
2.如权利要求1所述的可穿戴生理指标采集***,其特征在于,所述导电带采用导电织物制成,与电极一体裁剪成型。
3.如权利要求2所述的可穿戴生理指标采集***,其特征在于,所述电极为矩形;分别与电极的两极相连的两条导电带形成中间断开的弧形;传感器连接件设置在导电带靠近断开处;所述断开处位于心脏部位。
4.如权利要求3所述的可穿戴生理指标采集***,其特征在于,所述弧形距离上装本体的领口5cm-7cm。
5.如权利要求2所述的可穿戴生理指标采集***装,其特征在于,所述导电织物缝制在上装本体上,电极裸露接触人体;导电带上设有覆盖面。
6.如权利要求1所述的可穿戴生理指标采集***,其特征在于,所述电极的两极均覆盖肩部、部分前胸和部分后背。
7.如权利要求1所述的可穿戴生理指标采集***,其特征在于,所述电极与上装本体之间填充弹性材质。
8.如权利要求1所述的可穿戴生理指标采集***,其特征在于,所述传感器包括长条形片状硅胶主体,硅胶主体中部嵌入塑胶壳,塑胶壳内部安装电路板;钮扣电池安装在电池舱内,钮扣电池与电路板电连接;电极扣固定在硅胶中,并与电路板电连接;所述电路板中设有用于向外部发射信号的无线通信模块。
9.如权利要求8所述的可穿戴生理指标采集***,其特征在于,所述硅胶主体两端为弧形;弧形部位安装电极扣,且该安装电极扣的区域向安装面反方向突起,形成圆形凸区;塑胶壳背面具有可开启的电池舱盖,所述电池舱盖与塑胶壳的连接方式为卡扣旋紧。
10.如权利要求8所述的可穿戴生理指标采集***,其特征在于,所述钮扣电池为锂电池。
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Application publication date: 20180629 |