CN111251668A - 智能针织物及控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能针织物及控制***，所述智能针织物包括：若干沿第一方向的导电纱线和绝缘纱线以及若干沿第二方向分布的导电纱线和绝缘纱线，相邻两根导电纱线之间均设置有至少一根绝缘纱线，所述第一方向与所述第二方向交错，且两根导电纱线在交错接触时的交点构成感应点。本发明的智能针织物中具有导电纱线，且在两根导电纱线在交错接触时的交点构成感应点，因此在通电时具有感测采集电容信号的能力。由此可见，本发明的智能针织物制作工序简单、性能稳定且成本较低。

Description

智能针织物及控制***
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，特别涉及一种智能针织物及控制***。
背景技术
目前，大部分智能织物都是使用的机织物结构，但是很多纺织产品需要织物结构是针织物的，比如紧身衣、针织衣、针织手套等。
请参考中国专利号为CN108301109A的专利申请，公开了一种碳纳米管纤维针织物及其制备方法，主要采用浮动化学气相沉积直接纺丝法制备得到碳纳米管纤维，将所需数量的碳纳米管纤维并线加捻，得到碳纳米管纱线，采用自动化针织技术对碳纳米管纱线进行编织，得到碳纳米管纤维针织物。但是基于该制备方法得到碳纳米管纤维针织物存在以下不足：
1)工艺过程复杂；
2)得到的碳纳米管纤维针织物的性能稳定性得不到保障；
3)成本较高。
针对现有技术中智能针织物制造过程中存在的不足，本领域技术人员一直在寻找解决的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能针织物及控制***，以解决使用现有技术中智能针织物制造过程中存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明提供一种智能针织物，所述智能针织物包括：若干沿第一方向的导电纱线和绝缘纱线以及若干沿第二方向分布的导电纱线和绝缘纱线，相邻两根导电纱线之间均设置有至少一根绝缘纱线，所述第一方向与所述第二方向交错，且两根导电纱线在交错接触时的交点构成感应点。
可选的，在所述的智能针织物中，所述智能针织物为针织触控传感织物，具有单层结构，所有沿第一方向分布的导电纱线与所有沿第二方向分布的导电纱线交错编织。
可选的，在所述的智能针织物中，所述智能针织物为针织压力传感织物，具有三层结构，包括层叠设置的上层、中间层及下层，所述上层中所有沿第一方向分布的导电纱线与若干沿第二方向分布的绝缘纱线交错编织；所述中间层为填充层；所述下层中所有沿第二方向分布的导电纱线与若干沿第一方向分布的绝缘纱线交错编织。
可选的，在所述的智能针织物中，所述针织压力传感织物的上层、中间层及下层通过胶水或者缝纫固定连接为一体。
可选的，在所述的智能针织物中，所述导电纱线为金属短纤维、碳纤维、以金属、碳或导电高分子制备的导电纤维中的任一种。
可选的，在所述的智能针织物中，所述绝缘纱线为棉、麻、丝、涤纶、腈纶、锦纶中的任一种。
可选的，在所述的智能针织物中，所述智能针织物的同一层中所述导电纱线与所述绝缘纱线排布比例为1：1。
可选的，在所述的智能针织物中，所述第一方向为经度方向，所述第二方向为纬度方向。
本发明还提供一种控制***，所述控制***包括：依次连接的如上所述智能针织物、触摸信号处理板、主板，所述智能针织物将接收用户手指触碰时所产生的电容信号发送给所述触摸信号处理板，所述触摸信号处理板根据所述电容信号获得所述智能针织物上每个感应点的电容变化量数据，根据所有电容变化量数据获得用户手指触碰时的操作信息；所述主板解读所述操作信息并将解读信息发送给被控终端电子设备，所述被控终端电子设备执行所述解读信息以实现对应场景。
可选的，在所述的控制***中，当所述智能针织物为针织触控传感织物时，所述电容变化量数据为用户手指触碰针织触控传感织物，沿第一方向分布的导电纱线与沿第二方向分布的导电纱线之间产生的耦合电容变化数据；
当所述智能针织物为针织压力传感织物时，所述电容变化量数据为用户手指触碰针织压力传感织物，使中间层产生形变，上层与下层之间的电容变化数据。
可选的，在所述的控制***中，所述操作信息至少包括压力信息。
可选的，在所述的控制***中，所述操作信息还包括手指坐标信息。
在本发明所提供的智能针织物及控制***中，所述智能针织物包括：若干沿第一方向的导电纱线和绝缘纱线以及若干沿第二方向分布的导电纱线和绝缘纱线，相邻两根导电纱线之间均设置有至少一根绝缘纱线，所述第一方向与所述第二方向交错，且两根导电纱线在交错接触时的交点构成感应点。本发明的智能针织物中具有导电纱线，且在两根导电纱线在交错接触时的交点构成感应点，因此在通电时具有感测采集电容信号的能力。由此可见，本发明的智能针织物制作工序简单、性能稳定且成本较低。
附图说明
图1是本发明一实施例中针织压力传感织物的上层或下层的一种结构示意图；
图2是本发明一实施例中针织压力传感织物的上层或下层的另一种结构示意图；
图3是本发明一实施例中针织压力传感织物的结构示意图；
图4a是本发明一实施例中针织压力传感织物安装在人体正面的分布示意图；
图4b是本发明一实施例中针织压力传感织物安装在人体背面的分布示意图；
图5a是本发明另一实施例中针织压力传感织物安装在手套正面的分布示意图；
图5b是本发明另一实施例中针织压力传感织物安装在手套背面的分布示意图；
图5c是本发明另一实施例中触摸信号处理板安装在手掌背面的分布示意图；
图6是本发明一实施例中针织触控传感织物的一种结构示意图；
图7是本发明一实施例中针织触控传感织物的另一种结构示意图；
图8是本发明一实施例中针织触控传感织物在人体正面的分布示意图；
图9是本发明一实施例中控制***的工作流程图。
图中标号说明：
图1中：101-经编针织物；102-导电纱线；103-绝缘纱线；
图2中：201-纬编针织物；202-导电纱线；203-绝缘纱线；
图3中：301-针织压力传感织物；302-上层；303-下层；304-中间层；
图4a中：401，402-腋下；403-前胸；404，405-膝盖；
图4b中：501，502-手肘；503-背部；
图5a中：1201-针织压力传感织物安装位置；
图5b中：1101-针织压力传感织物安装位置；
图5c中：1301-触摸信号处理板安装位置；
图6中：701-经编针织物；702，704-导电纱线；703-绝缘纱线；
图7中：801-纬编针织物；802，804-导电纱线；803-绝缘纱线；
图8中：901-手臂；902-前胸；903-大腿外侧；904-大腿前侧。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的智能针织物及控制***作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
为使本发明的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，然而，本发明可以用不同的形式实现，不应认为只是局限在所述的实施例。
实施例一
本发明所述智能针织物包括：若干沿第一方向的导电纱线和绝缘纱线以及若干沿第二方向分布的导电纱线和绝缘纱线，相邻两根导电纱线之间均设置有至少一根绝缘纱线，所述第一方向与所述第二方向交错，且两根导电纱线在交错接触时的交点构成感应点。优选的，所述第一方向为经度方向，所述第二方向为纬度方向；所述智能针织物的同一层中所述导电纱线与所述绝缘纱线排布比例包括但不限于1：1。
本实施例中，所述导电纱线为金属短纤维、碳纤维、以金属、碳或导电高分子制备的导电纤维中的任一种；所述绝缘纱线为棉、麻、丝、涤纶、腈纶、锦纶中的任一种，除此之外，还可选用其他天然纤维或包裹有绝缘层的导电纱线。
所述智能针织物为针织触控传感织物或针织压力传感织物，两种智能针织物的区别在于层结构和导电纱线的布局，下面结合图1至图5b，以及图6至图8分布对每种智能针织物的结构进行详细阐述。
请参考图1至图3，所述智能针织物为针织压力传感织物301，具有三层结构，包括层叠设置的上层302、中间层304及下层303，所述上层302中所有沿第一方向分布的导电纱线与若干沿第二方向分布的绝缘纱线交错编织；所述中间层304为填充层；所述下层303中所有沿第二方向分布的导电纱线与若干沿第一方向分布的绝缘纱线交错编织。优选的，所述针织压力传感织物的上层302、中间层304及下层303通过胶水或者缝纫固定连接为一体，中间层304起到隔离上层302和下层303的作用，其材料可以为弹性高聚物、发泡、织物。针织压力传感织物在接受到外界施加的竖直方向的压力时，中间层被挤压使得上层302中的导电纱线与下层中的导电纱线接触构成感应点。
具体的，如图1所示，在传统的经编工艺的基础上，基于由绝缘纱线103和导电纱线102沿经度方向编织获得经编针织物101。如图2所示，在传统的纬编工艺的基础上，基于由绝缘纱线203和导电纱线202沿纬度方向编织获得纬编针织物201。所示针织压力传感织物的上层或下层采用图1或图中的任一种结构的编织物，且上层中的导电纱线的方向需要与下层中的导电纱线的方向交错(即非平行)，本实施例中，两者相互垂直。
请参考图4a和图4b，图4a为针织压力传感织物安装在人体正面(即人脸部朝前)的分布示意图；图4b为针织压力传感织物安装在人体背面的分布示意图。如图4a所示，多个针织压力传感织物相互独立，主要安装在人体腋下401，402、前胸403和膝盖404，405。如图4b所示，安装在手肘501，502和背部503。通过在上述部位安装针织压力传感织物来检测人体的状态。
请参考图5a和图5b，图5a为针织压力传感织物安装在手套正面的分布示意图；图5b为针织压力传感织物安装在手套背面的分布示意图。如图5a所示，当手掌心朝前时，针织压力传感织物安装位置1201为对应手指指跟的位置。如图5b所示，当手背朝前时，针织压力传感织物安装位置1101为对应手指关节和腕部的位置。通过对安装针织压力传感织物的位置布局，以便针织压力传感织物感测手掌的状态，通过分析这个手掌的状态来控制其他的电子设备。
请参考图6和图7，所述智能针织物为针织触控传感织物，具有单层结构，所有沿第一方向分布的导电纱线与所有沿第二方向分布的导电纱线交错编织。具体的，如图6所示，在传统的经编工艺的基础上，基于由绝缘纱线703和导电纱线702沿经度方向编织的经编针织物701上，从纬度方向加入导电纱线704，让经度方向的导电纱线702与纬度方向的导电纱线704交织，制成针织触控传感织物。图6只展示了加入的纬度方向纱线全部为导电纱线，但是不仅限于这种情况，还可以用导电纱线与绝缘纱线交替加入，加入的比例要依据具体需求而定。此处用的经编工艺，为传统的经编工艺，不多赘述。
如图7所示，在传统的纬编工艺的基础上，基于由绝缘纱线803和导电纱线802沿纬度方向编织的纬编针织物801上，从经度方向加入导电纱线804，让纬度方向的导电纱线802与经度方向的导电纱线804交织，制成针织触控传感织物。图7只展示了加入的经度方向纱线全部为导电纱线，但是不仅限于这种情况，还可以用导电纱线与绝缘纱线交替加入，加入的比例要依据具体需求而定。此处用的纬编工艺，为传统的纬编工艺，不多赘述。
请参考图8，其为针织触控传感织物在人体正面的分布示意图。如图8所示，人体正面安装多个相互独立的针织触控传感织物，可选择在针织衣上进行安装，具体安装部位为手臂901、前胸902、大腿外侧903、大腿前侧904。可以选择在上述所有部位安装针织触控传感织物，也可以选择上述部分部位安装针织触控传感织物。
实施例二
本发明还提供一种控制***，请参考图9，其为控制***的工作流程图。如图9所示，所述控制***包括：依次连接的实施例一中所述智能针织物、触摸信号处理板、主板，所述智能针织物将接收用户手指触碰时所产生的电容信号发送给所述触摸信号处理板，所述触摸信号处理板根据所述电容信号获得所述智能针织物上每个感应点的电容变化量数据，根据所有电容变化量数据获得用户手指触碰时的操作信息；所述主板解读所述操作信息并将解读信息发送给被控终端电子设备，所述被控终端电子设备执行所述解读信息以实现对应场景。
本实施例中，智能针织物被安装于穿戴物品上，且多个智能针织物安装在同一穿戴物品(例如衣服、手套等)不同位置时，多个智能针织物相互独立，且各自连接有具有信号处理功能的触摸信号处理板。
具体的，所述主板包括电源管理模块、电池充电模块、I2C通讯模块、主控芯片、蓝牙模块；其中，电源管理模块用来监测和管理电源信号，保持电源电压以及电流的稳定，以及对剩余电量进行检测；电池充电模块用来给锂电池充电；I2C通讯模块用来建立主板与触摸信号处理板之间的通讯；蓝牙模块用来建立主板与被控终端电子设备之间的通讯；主控芯片用于解读接收到的操作信息。
具体的，当所述智能针织物为针织触控传感织物时，所述电容变化量数据为用户手指触碰针织触控传感织物，沿第一方向分布的导电纱线与沿第二方向分布的导电纱线之间产生的耦合电容变化数据。具体的，由于针织触控传感织物中沿两个方向分布的导电纱线之间距离是基本上不会变的，因此，两个方向分布的导电纱线之间的电容会因为手产生的耦合电容而受到影响，这种影响是固定的，由此来检测手指触碰织物的位置，通过分析这种信息来实现触控功能。
当所述智能针织物为针织压力传感织物时，所述电容变化量数据为用户手指触碰针织压力传感织物，上层与下层之间的电容变化数据。具体的，在用户手指触碰针织压力传感织物时，针织压力传感织物的中间层会产生形变，致使上、下两层中导电纱线距离的变化，从而改变了上层与下层之间的电容，由此来体现用户手指触碰针织压力传感织物时所施加的压力值，该压力值可以用来分析，也可以用来控制其他设备。
进一步地，所述操作信息至少包括压力信息；此外，所述操作信息还包括手指坐标信息，通过所述主板根据压力信息和手指坐标信息解读获得的解读信息为手势信息。
为了较好的理解本发明的控制***，下面结合针织压力传感织物安装在手套正面及背面为例，对控制***工作过程进行详细阐述。
请参考图5a～图5c，所述控制***中触摸信号处理板安装在手掌背面，所述控制***工作过程具体如下：
S1：基于安装于手掌上的针织压力传感织物在受到挤压力时感测安装部位产生的电容信号，并将电容信号发送给触摸信号处理板；
S2：触摸信号处理板基于接收到的电容信号计算挤压力前后针织压力传感织物上每个感应点的电容变化量数据，以计算每个感应点的压力信息；
S3：主板通过I2C接口获取触摸信号处理板处理后的压力信息，根据压力信息计算针织压力传感织物的变形信息，并将变形信息发送给被控终端电子设备；
S4：被控终端电子设备通过蓝牙接口获取主板发送的变形信息，对变形信息进行综合分析以对手掌的状态进行评估，从而控制被控终端电子设备做出相应的响应。
综上，在本发明所提供的智能针织物及控制***中，所述智能针织物包括：若干沿第一方向的导电纱线和绝缘纱线以及若干沿第二方向分布的导电纱线和绝缘纱线，相邻两根导电纱线之间均设置有至少一根绝缘纱线，所述第一方向与所述第二方向交错，且两根导电纱线在交错接触时的交点构成感应点。本发明的智能针织物中具有导电纱线，且在两根导电纱线在交错接触时的交点构成感应点，因此在通电时具有感测采集电容信号的能力。由此可见，本发明的智能针织物制作工序简单、性能稳定且成本较低。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (12)

1.一种智能针织物，其特征在于，包括：若干沿第一方向的导电纱线和绝缘纱线以及若干沿第二方向分布的导电纱线和绝缘纱线，相邻两根导电纱线之间均设置有至少一根绝缘纱线，所述第一方向与所述第二方向交错，且两根导电纱线在交错接触时的交点构成感应点。
2.如权利要求1所述的智能针织物，其特征在于，所述智能针织物为针织触控传感织物，具有单层结构，所有沿第一方向分布的导电纱线与所有沿第二方向分布的导电纱线交错编织。
3.如权利要求1所述的智能针织物，其特征在于，所述智能针织物为针织压力传感织物，具有三层结构，包括层叠设置的上层、中间层及下层，所述上层中所有沿第一方向分布的导电纱线与若干沿第二方向分布的绝缘纱线交错编织；所述中间层为填充层；所述下层中所有沿第二方向分布的导电纱线与若干沿第一方向分布的绝缘纱线交错编织。
4.如权利要求3所述的智能针织物，其特征在于，所述针织压力传感织物的上层、中间层及下层通过胶水或者缝纫固定连接为一体。
5.如权利要求1所述的智能针织物，其特征在于，所述导电纱线为金属短纤维、碳纤维、以金属、碳或导电高分子制备的导电纤维中的任一种。
6.如权利要求1所述的智能针织物，其特征在于，所述绝缘纱线为棉、麻、丝、涤纶、腈纶、锦纶中的任一种。
7.如权利要求1所述的智能针织物，其特征在于，所述智能针织物的同一层中沿同一方向分布的所述导电纱线与所述绝缘纱线排布比例为1：1。
8.如权利要求1所述的智能针织物，其特征在于，所述第一方向为经度方向，所述第二方向为纬度方向。
9.一种控制***，其特征在于，包括：依次连接的如权利要求1～8中任一项的智能针织物、触摸信号处理板、主板，所述智能针织物将接收用户手指触碰时所产生的电容信号发送给所述触摸信号处理板，所述触摸信号处理板根据所述电容信号获得所述智能针织物上每个感应点的电容变化量数据，根据所有电容变化量数据获得用户手指触碰时的操作信息；所述主板解读所述操作信息并将解读信息发送给被控终端电子设备，所述被控终端电子设备执行所述解读信息以实现对应场景。
10.如权利要求9所述的智能针织物，其特征在于，当所述智能针织物为针织触控传感织物时，所述电容变化量数据为用户手指触碰针织触控传感织物，沿第一方向分布的导电纱线与沿第二方向分布的导电纱线之间产生的耦合电容变化数据；
当所述智能针织物为针织压力传感织物时，所述电容变化量数据为用户手指触碰针织压力传感织物，使中间层产生形变，上层与下层之间的电容变化数据。
11.如权利要求9所述的智能针织物，其特征在于，所述操作信息至少包括压力信息。
12.如权利要求11所述的智能针织物，其特征在于，所述操作信息还包括手指坐标信息。
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