CN112004435A - 用于对手指弯曲进行探测的手套以及方法 - Google Patents

Abstract

对于手势、运动和手指弯曲的精确的检测在许多技术领域内是必需的。提出一种用于对手指弯曲进行探测的手套（1），其中所述手套（1）具有包括电绝缘的基础纤维的纺织品，并且所述手套（1）具有传感器区段（6），其中可导电的传感器纤维（7）被交织、针织或者编织在所述传感器区段（6）中，使得所述传感器区段（6）的变形引起所述传感器区段（6）的电特性的变化，其中为了提供测量数据而与所述传感器区段（6）电接触，其中所述测量数据包括电特性和/或电特性的变化，其中所述手套（1）具有手指区段（3），其中所述手指区段（3）以手指区段长度沿着纵向延伸方向从指根（4）延伸到指尖（5），其中所述传感器区段（6）布置在所述手指区段（3）中并且沿着纵向方向至少沿着所述手指区段长度的30%来延伸。

Description

用于对手指弯曲进行探测的手套以及方法

技术领域

提出一种用于对手指弯曲进行探测的手套。所述手套包括纺织品，其中所述纺织品具有基础纤维。所述手套包括传感器区段，其中可导电的传感器纤维被交织、针织或者编织在所述传感器区段中，使得所述传感器区段的变形引起该传感器区段的电特性的变化，其中为了提供测量数据与所述传感器区段电接触，其中所述测量数据包括电特性和/或电特性的变化。

背景技术

文献EP 1 624 800 B1可能形成最新的现有技术，该公开文献说明了一种针织的结构，该针织的结构作为其组成部分而具有：带有至少一个转换区的转换器装置，所述转换区用可导电的纤维来针织而成，使得所述装置的变形引起所述转换区的电特性的变化；以及用于对这样的变化进行监控的器件，以用于提供关于所述针织的结构的变形的说明，其中在所述结构中所述转换区的第一个和最后一个针线排列用可导电的纤维来针织而成，所述可导电的纤维作为用于转换器装置的传导的馈线起作用。此外公开了一种手套，该手套能够借助于朝多个所加入的线圈中的电磁感应来测量手指弯曲。

发明内容

提出一种具有权利要求1的特征的、用于对手指弯曲进行探测的手套。此外，提出一种用于用手套对手指弯曲进行探测的方法。另外的优点、作用和设计方案从以下说明书、从属权利要求和附图中得出。

提出一种用于对手指弯曲进行探测的手套。所述手套尤其具有集成的电子装置和/或集成的传感装置。此外，所述手套能够被构造用于探测手势和/或运动。所述手套优选被构造为尤其每个手指具有单独的护套的指形手套。作为替代方案，所述手套能够被构造为三指手套、被构造为拳头手套或者被构造为连指手套。尤其所述手套能够形成半手套或者短指手套。

所述手套包括纺织品，其中所述纺织品具有隔离的基础纤维。所述纺织品尤其形成基体。所述手套在此尤其形成纺织的手套、比如针织手套。所述纺织品尤其是扁平编结纺织品。尤其所述手套也能够代表着具有纺织的内衬的皮革手套或者塑料手套，其中所述纺织的内衬具有所述基础纤维并且/或者形成所述基体。所述纺织品比如是织物、针织物、针织物品和/或针织品（Maschenware）。所述基础纤维比如是天然纤维。作为替代方案，所述基础纤维也能够是塑料纤维。所述基础纤维尤其被构造为电绝缘的结构。

所述手套具有传感器区段。尤其所述传感器区段一件式地被集成在纺织品中并且/或者一件式地与纺织品相连接。所述包括纺织品和传感器区段的手套优选能够一件式地来制造。所述传感器区段形成面状的区段。比如所述传感器区段具有大于一平方厘米的面积。所述传感器区段具有可导电的传感器纤维，其中所述传感器区段被交织、针织或者编织在里面。尤其所述传感器纤维与所述基础纤维针织、交织或者编织在一起。作为替代方案，所述传感器区段无基础纤维。所述传感器区段能够包括基础纤维和可导电的传感器纤维。所述传感器纤维比如是金属纤维、可传导的碳纤维或者比如由聚苯胺或者聚吡咯构成的本征可传导的聚合纤维。尤其所述传感器纤维是优质钢纤维、铝纤维、银纤维或者金纤维或者可导电地涂覆的天然纱线或者聚合纱线。

所述传感器区段被构造用于比如通过以下方式来探测变形，即：所述传感器区段的变形引起该传感器区段的电特性的变化。所述电特性优选是电阻，作为替代方案所述电特性能够是电感或者电容。特别优选所述电特性是在与伸展方向同向的情况下测量的电阻。尤其所述电特性能够通过针线细度、针线密度或者传感器纤维材料来调节。此外，所述传感器区段的电特性能够通过结合或者针织方式来调节。

为了提供测量数据与所述传感器区段电接触。所述电接触优选通过电线、尤其是印制导线来进行，比如所述电线由传感器纤维和/或传感器纤维材料构成。所述测量数据优选是模拟的数据，作为替代方案所述测量数据也能够数字化。所述测量数据包括所述传感器区段的电特性并且/或者包括所述传感器区段的电特性的变化。比如，所述测量数据是并且/或者包括所述传感器区段的电阻数据。所述测量数据也能够是在所述传感器区段中所探测到的电压值或者电流值。

所述手套具有手指区段。尤其所述手套具有多个手指区段、比如五个手指区段。所述手指区段布置在手套的手指区域中。尤其手指区段从指根延伸到指尖。所述手指区段沿着纵向延伸方向延伸。此外，所述手指区段具有手指区段长度。所述手指区段长度尤其是手指的长度。所述手指区段长度尤其大于一个指节、比如大于三厘米。

所述传感器区段布置在手指区段中。所述传感器区段在手指区段中沿着纵向方向至少沿着手指区段长度的百分之三十来延伸。所述传感器区段在手指区段中尤其沿着纵向方向延伸至少一厘米长并且优选延伸至少两厘米长。尤其能够规定，所述传感器区段至少沿着手指区段长度的百分之五十来延伸并且尤其所述传感器区段在手指区段中延伸百分之九十以上或完全地延伸。尤其也能够规定，所述传感器区段被构造为垂直于纵向方向完全环绕的结构。比如所述传感器区段环形地或者圆筒形地包围着手指或手指区段。作为替代方案，能够规定，所述传感器区段构造为垂直于纵向方向仅仅部分环绕的结构、比如仅仅半圆形的或者四分之一圆的结构。

本发明以提供一种手套的考虑为基础，所述手套能够对手指弯曲进行可靠的且精确的探测，其中所述手套尤其能够容易地并且成本低廉地制造。此外，所述手套能够用机械并且一件式地来制造。

可选规定，所述传感器区段在手指区段中沿着纵向方向沿着手指区段长度的至少百分之三十是连贯的。比如所述传感器区段沿着手指区段长度的至少百分之三十是可连贯传导的，其中所述传感器区段没有电中断。尤其所述传感器区段在手指区段中在至少两厘米的范围内是连贯的和/或可导电的。比如，所述传感器区段连贯地具有传感器纤维，所述传感器纤维可导电地连接整个传感器区段。这种设计方案以提供一种手套的考虑为基础，所述手套能够对手指弯曲进行精确的探测，其中尤其所述电特性在较大的范围内分布。

特别优选的是，在至少两个端部上与所述传感器区段电接触。所述电接触尤其借助于电线来进行。比如在两个沿着纵向方向对置的端部上与所述传感器区段接触。比如一个电触头在指根的区域中并且一个电触头在指尖的区域中。这种设计方案以在沿着纵向方向隔开的区域中探测电特性这种考虑为基础。比如，所述电特性是两个沿着纵向方向隔开的电触头之间的传感器区段的电阻。所述电接触尤其用传感器纤维或者由传感器纤维材料构成的电线来进行。所述两个用于与传感器区段相接触的电触头比如彼此隔开了至少一个指节长度、尤其是至少一厘米、尤其彼此隔开了至少两厘米。

本发明的一种设计方案规定，为提供测量数据而如此与所述传感器区段电接触，使得所述电触头沿着纵向方向都布置在共同的区域和/或区段中。尤其所述至少两个电触头沿着纵向方向布置在相同的高度上。尤其所述两个和/或至少两个电触头布置在指根的区域中，作为替代方案，所述电触头布置在指尖的区域中。这种设计方案以提供一种手套的考虑为基础，所述手套将由于用于进行接触的不同长度的电线所引起的影响降低到最低限度并且尤其能够就这样降低测量误差。

本发明的一种设计方案规定，所述电线和/或电触头由印制导线来形成。所述印制导线尤其由可导电的纱线来构成。比如所述印制导线由传感器纤维来形成。所述印制导线能够被针织、交织或者编织到纺织品中。尤其所述印制导线以被覆盖并且/或者被保护的方式布置在纺织品中。作为替代方案，能够规定，所述印制导线被刺绣（aufsticken）或者被压印到纺织品上。

特别优选的是，所述传感器区段被构造为U形。尤其所述传感器区段被构造为具有朝向指根的开口的U形。作为替代方案，所述U形的传感器区段的开口能够朝指尖来布置。尤其所述电接触在所述U形的开口的两个端部上进行。此外，所述传感器区段也能够被构造为曲流形并且/或者在指根与指尖之间具有多个转弯。这种设计方案以提供用于对手指弯曲和/或运动进行探测的手套这种考虑为基础，所述手套节省资源地提供传感器区段，其中必须使用不太昂贵的传感器纤维材料。

可选规定，所述传感器区段布置在指背上。尤其所述传感器区段布置在指背的关节的区域中。作为替代方案能够规定，所述传感器区段布置在手指的下侧面上。尤其所述传感器区段围绕着手指环绕地、比如圆筒形地布置。指背上的布置的设计方案以提供具有以下传感器区段的手套这种考虑为基础，所述传感器区段尽可能少地受到人为伤害或环境的干扰。

特别优选的是，所述电特性是所述传感器区段的电阻。尤其所述电特性是所述电触头之间的传感器区段的电阻。特别优选指根与指尖之间的电阻是所述传感器区段的电特性。比如所述电阻借助于对于所述传感器区段的电流测量和/或电压加载来测量。

特别优选的是，所述传感器区段包括具有传感器纤维的针线排列。尤其所述针线排列沿着纵向延伸方向相邻。所述针线排列优选与所述手指区段的纵向延伸方向围成处于50与140度之间的角度。尤其所述针线排列相对于所述手指区段的纵向延伸方向呈直角。手指的伸展和/或弯曲尤其引起所述针线排列中的针线的拉长。比如手指弯曲使得相邻的针线排列的针线更加靠近地相互接触。尤其也能够规定，由传感器纤维构成的针线排列通过由基础纤维构成的针线排列来彼此隔开。

本发明的一种特别优选的设计方案规定，在所述传感器区段变形时相邻的针线排列之间的电触头闭合并且/或者形成。比如，由于手指弯曲，不同的针线排列中的传感器纤维的接触点的数目得到提高，从而在所述多个电触头的基础上所述传感器区段中的电阻下降。尤其如此布置了所述针线排列，使得伸展和/或手指弯曲引起电阻的下降。作为替代方案，能够在其他的针织、编织和/或交织图案的基础上规定，伸展和/或手指弯曲引起电阻的提高，比如方法是：在手指弯曲和/或所述传感器区段伸展时相邻的针线排列之间的电触头的数目得到降低。这种设计方案以提供一种手套的考虑为基础，所述手套能够在设计上容易地制造并且能够实现对于手指弯曲的可靠的探测。

特别优选的是，所述电特性是垂直于针线排列并且/或者同向于纵向延伸方向的电阻。作为替代方案，所述电阻也能够斜向于针线排列作为电特性来测量。优选在所述传感器区段的U形的设计方案中，所述针线排列垂直于所述U形的腰来布置。

特别优选的是，所述手套具有用于将测量数据提供给测评单元的数据接口。所述数据接口比如是物理接口、尤其是电缆连接、比如线夹连接或者是无线电连接。所述数据接口能够布置在手背的区域中。

特别优选的是，所述数据接口形成电缆接口。在此尤其规定，所述电缆接口布置在手关节区域中，其中所述手关节区域中的电缆接口尽可能少地限制使用者。

尤其能够规定，所述手套具有测评单元。所述测评单元比如是处理器、微控制器、微芯片或者计算机单元。所述测评单元通过数据技术与传感器区段相连接。尤其向所述测评单元提供所述测量数据。所述测评单元被构造用于在所述测量数据的基础上确定手指弯曲、手势或者运动。尤其所述测评单元布置在手背上。作为替代方案，所述测评单元能够布置在手关节区域中。尤其也可能的是，所述测评单元被构造为单独的测评单元、比如被构造为手表、尤其是被构造为智能手表，其中通过数据技术向所述单独的测评单元供给测量数据并且/或者所述单独的测评单元比如与所述数据接口相连接。

一种用于借助于尤其如前面所描述的那样的手套来确定手指弯曲的方法形成本发明的另一主题。为此，传感器区段被布置、比如被交织、针织或者编织在纺织的手套中在手指区段中。所述传感器区段在手指区段中至少沿着手指区段长度的百分之三十来布置。手指的弯曲引起所述手指区段中的电特性的变化，其中测量所述电特性和/或所述电特性的变化。在所述电特性和/或电特性的变化的基础上确定所述手指弯曲、手势或者运动。

附图说明

另外的优点、作用和设计方案从附图及其说明中得出。在此：

图1示出了用于对手指弯曲进行探测的手套的第一种实施例；

图2示出了手套的第二种实施例；

图3a示出了具有传感器区段的纺织品的、处于未伸展的状态中的情况；

图3b示出了图3a的纺织品的、处于伸展的状态中的情况。

具体实施方式

图1示出了一种用于对使用者的手势、运动或者手指弯曲进行探测的手套。所述手套1被构造为五指手套并且尤其被构造为满手手套（Vollhandschuh）。所述手套1被构造为由纺织的基体2构成的纺织的手套1。所述纺织的基体2被构造用于覆盖手背、手心以及手指的至少几部分。所述纺织的基体2由基础纤维来构造，其中所述基体比如是由基础纤维构成的针织物。所述基础纤维优选是天然纤维、比如棉。作为替代方案，所述基础纤维能够是塑料纤维、优选是难燃的或者由热固性塑料形成的塑料纤维。

所述手套1以及尤其所述纺织的基体2具有五个手指区段3。所述手指区段3被构造用于覆盖手指。尤其所述手指区段3圆筒状地或者罩状地包围着手指。所述手指区段3从指根4分别延伸到指尖5。用于不同的手指的手指区段3尤其具有不同的手指区段长度。所述手指区段长度尤其大于指节长度、尤其大于两厘米并且尤其大于三厘米。所述手指区段3包括纺织的基体2的纺织区段。

所述手套1具有多个、在这种实施例中五个传感器区段6。所述传感器区段6分别布置在手指区段3的指背上。所述传感器区段6是面状的区段，其尤其是具有大于一平方厘米并且尤其大于两平方厘米的面积。为每个手指区段3和/或每个手指分配了传感器区段6。所述传感器区段6包括传感器纤维7（图3）。所述传感器纤维7是电纤维并且尤其是金属纤维或者可传导地被涂覆的纤维。比如，所述传感器纤维7被构造为银纤维或者被构造为银线或者经过涂覆的天然纤维或聚合纤维。所述传感器纤维7被针织、被编织或者被交织成面状的纺织品。尤其所述传感器区段能够仅仅由传感器纤维7来针织、编织或者交织而成，作为替代方案所述传感器区段7也包括基础纤维，其中所述基础纤维与传感器纤维7针织、编织或者交织在一起。所述传感器纤维7形成针织品，其中所述针织品形成传感器区段6。所述传感器区段6直接与纺织的基体2编结或者针织、缝合或者连接在一起。尤其所述传感器区段6直接被交织、针织或者编织到纺织的基体2中。纺织的基体2和传感器区段6尤其能够在共同的工作步骤、比如针织步骤、交织步骤或者编织步骤中来制造。

所述传感器区段6具有电特性。所述电特性尤其是导电性和/或电阻。所述传感器区段如此构成，使得所述电特性在传感器区段6伸展或变形时发生变化。比如在所述传感器区段6伸展时，按设计方案所述电阻变大或者变小。尤其通过对于电特性、比如电阻的测量能够探测并且/或者能够确定所述变形或者手指弯曲。

所述传感器区段6分别与两个电触头8相连接。所述电触头8在图1的实施例中沿着纵向方向隔开地布置。一个电触头8被安置在指尖5的区域中并且所属的传感器区段6的另一个电触头8布置在指根4的区域中。由此确定所述两个电触头8之间、在本实施例中指根与指尖之间的电特性、尤其是电阻。

所述电触头8借助于印制导线9被连接到测评单元10上。所述测评单元10作为计算机单元布置在手背上。所述印制导线9作为纤维和/或纱线被交织、针织或者编织到纺织的基体2中。作为替代方案，所述电印制导线9被压印、刺绣、缝合或者缝到纺织的基体上。向所述测评单元10供给测量数据。所述测量数据尤其是传感器区段9的电特性和/或电特性的变化。在测量数据、尤其是电特性、尤其是电阻的基础上，所述测评单元能够确定，哪根手指已经运动并且/或者已经弯曲以及尤其所述运动和/或弯曲的幅度是多大。

图2示出了手套1的第二种实施例。所述手套1基本上像图1的手套一样来构成，其中所述传感器区段6彼此有区别。所述手套1包括纺织的基体2并且又具有五个手指区段3。所述手指区段3分别包括传感器区段6之一。

在本实施例中，所述传感器区段6被构造为U形。所述传感器区段6具有U形，该U形朝指根4的方向具有开口。所述U形的传感器区段6的腰借助于电触头8来接触。所述电触头8都处于指根区域中。由此测量并且/或者确定两个电触头8之间的电特性、尤其是电阻。所述传感器区段6的电阻是U形的区段的电阻。

所述电触头8借助于印制导线9与测评单元10相连接。所述测评单元10由此得到所提供的测评数据并且能够探测并且/或者确定变形和/或手指弯曲。

图3a示出了传感器区段6的详细截取部分。所述传感器区段6被构造为具有多个针线排列11的针织品。所述针线排列11由传感器纤维7来构造并且/或者包括传感器纤维7。所述针线排列11沿着拉伸方向12彼此隔开并且/或者沿着拉伸方向12相邻。所述针织品在图3a的图示中松弛并且松散地布置。通过所述针线排列和/或传感器纤维的松散的布置，较少的触头彼此间闭合。如果测量从接触点A到接触点B的电阻，则测得沿着传感器纤维7的完整的路径的电阻。

图3b示出了图3a的传感器区段6处于伸展的状态中的情况。所述伸展在此沿着拉伸方向12来进行。通过沿着拉伸方向12的伸展，多个电触头13已经闭合。所述电触头13尤其是用于相邻的针线排列11的传感器纤维7的触头。通过所述电触头的、在拉伸时并且/或者在传感器区段6伸展时的闭合，从点A到点B测得的电阻下降。因为在这种状态中，所述电阻不是沿着整个路径来测量，因为由于所述电触头13而产生短路并且就这样从点A到点B的真正的电路径变小并且/或者变短，因而所述电阻下降。在下降的电阻的基础上，能够推断出伸展、变形或者沿着拉伸方向12的拉伸。点A与点B之间的电阻值能够作为电特性被提供给测评单元10。

Claims (15)

1.用于对手指弯曲进行探测的手套（1），

其中所述手套（1）具有包括电绝缘的基础纤维的纺织品，

并且具有传感器区段（6），其中可导电的传感器纤维（7）被交织、针织或者编织在所述传感器区段（6）中，使得所述传感器区段（6）的变形引起所述传感器区段（6）的电特性的变化，

其中为了提供测量数据而与所述传感器区段（6）电接触，其中所述测量数据包括电特性和/或电特性的变化，

其中所述手套（1）具有手指区段（3），其中所述手指区段（3）以手指区段长度沿着纵向延伸方向从指根（4）延伸到指尖（5），

其中所述传感器区段（6）布置在所述手指区段（3）中，

其特征在于，

所述传感器区段（6）沿着纵向方向至少沿着所述手指区段长度的百分之30来延伸。

2.根据权利要求1所述的手套（1），其特征在于，所述传感器区段（6）在所述手指区段（3）中沿着纵向方向沿着所述手指区段长度的百分之50是连贯的。

3.根据权利要求1或2所述的手套（1），其特征在于，为了提供所述测量数据而在两个沿着纵向方向对置的端部上与所述传感器区段（6）接触。

4.根据前述权利要求中任一项所述的手套（1），其特征在于，为了提供所述测量数据而至少两次与所述传感器区段（6）电接触，其中所述至少两个电触头（8）都布置在所述指根（4）的区域中或者都布置在所述指尖（5）的区域中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的手套（1），其特征在于，所述电触头（8）由印制导线（9）来形成，其中所述印制导线（9）作为纤维并且/或者作为纱线被针织、交织或者编织到所述纺织品中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的手套（1），其特征在于，所述传感器区段（6）被构造为U形。

7.根据前述权利要求中任一项所述的手套（1），其特征在于，所述传感器区段（6）布置在指背上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的手套（1），其特征在于，所述电特性是所述传感器区段（6）的电阻。

9.根据前述权利要求中任一项所述的手套（1），其特征在于，所述传感器区段（6）包括由传感器纤维（7）构成的针线排列（11），其中所述针线排列（11）相对于所述传感器区段（3）的纵向延伸方向呈处于50与140度之间的角度。

10.根据权利要求9所述的手套（1），其特征在于，所述针线排列（11）沿着纵向方向如此布置，使得所述传感器区段（6）的变形引起相邻的针线排列（11）之间的电触头（13）的闭合。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的手套（1），其特征在于，所述电特性是垂直于所述针线排列（11）并且/或者同向于所述纵向延伸方向的电阻。

12.根据前述权利要求中任一项所述的手套（1），其特征在于用于将测量数据提供给测评单元（10）的数据接口。

13.根据权利要求12所述的手套（1），其特征在于，所述数据接口被构造为电缆接口并且尤其布置在手关节区域中。

14.根据前述权利要求中任一项所述的手套（1），其特征在于测评单元（10），其中所述测评单元（10）提供所述测量数据并且所述测评单元（10）被构造用于在所述测量数据的基础上确定手指弯曲。

15.方法，用于借助于手套（1）、尤其是根据前述权利要求中任一项所述的手套（1）来确定手指弯曲，其特征在于，在手指区段（3）中布置了传感器区段（6），其中所述传感器区段（6）在所述手指区段（3）中沿着手指区段长度的至少百分之三十来延伸，其中所述传感器区段（6）的变形引起所述传感器区段（6）的电特性的变化，其中测量所述电特性和/或所述电特性的变化，其中在所述电特性和/或电特性的变化的基础上确定所述手指弯曲、手势或者运动。

Images