CN207683801U - 一种宇航服以及监测*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宇航服以及监测***，该宇航服，包括前衣片、后衣片、控制器、多轴传感器以及第一无线通信模块，该前衣片或者该后衣片上安装该控制器，该前衣片上装设有连接控制器的多轴传感器，该第一无线通信模块连接至该控制器，其中，该控制器用于获取该多轴传感器采集的用户的体震信息并将该体震信息转换为生理信号数据包，该多轴传感器设置在该前衣片上与该用户的心脏相对应的位置；以及该第一无线通信模块用于从该控制器获取和发送该生理信号数据包。本实用新型使用可不直接接触人体即能实时采集体震信息的传感器，由人工智能终端提取身体以及心理健康参数两方面的数据，并基于该数据全面准确确定航天员当前真实的健康状况和心理状况。

Description

一种宇航服以及监测***

技术领域

本实用新型涉及航天器材领域，具体涉及一种用宇航服以及监测***。

背景技术

随着先进科技的发展，人类对地外文明和太空的探索与地外生活的愿望越来越强烈。所以，各个国家在航空航天领域的投入与探索越来越多。而首先生活在地外太空或者外星球的是训练有素的航天员。

在太空环境中生活和地球差异很大，航天员不仅要克服失重的特殊生存环境，还需适应和调节日夜交替节律比地球快几十倍的状态，不仅在生理状态上需要能承受压力，并且因为长期飞行接触的人少，会造成一定的心理负荷和精神压力。因此在太空探索与工作过程中，身心健康的监测和调节就显得尤为重要。

但是航天员在地外太空生活，无法像地面一样进行健康监测，地面上传统的人体生理信息监护主要有脑电图、心电图、血压和血氧饱和度监测。但由于这些设备体型庞大，并且需要健康医师测量和分析，因此无法适应地外空间站的航天员的监测工作。

并且现有的人体生理信息监护一般涉及脑电图、心电图、血压和血氧饱和度等，没有基于人体生理信息建立航天员的情绪度和兴奋度关系，因此无法提供更贴心的监测服务。

并且，现有技术的监测多为直接接触人体的电极或者传感器，使用时需要涂覆相关辅助粘性剂，监测不方便，并且该直接接触人体的监测方式难以方便应用于太空中航天员的使用，特别是在失重状态下，传统的监测准确度将会下降。

因此，现有技术的宇航服以及航天员监测技术还有待于改进。

实用新型内容

本实用新型针对以上要解决的技术问题，提供一种宇航服以及监测***，基于时域通过使用无需直接接触人体即可实时采集体震信息的生理信息采集装置，由人工智能终端提取出生理健康参数以及心理健康参数两方面的数据，并基于该数据确定用户当前真实的健康状况和心理状况，比如情绪度兴奋度等，实现在地外太空环境下全面准确检测用户的身心健康。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种宇航服，包括前衣片、后衣片、控制器、多轴传感器以及第一无线通信模块，

该前衣片或者该后衣片上安装该控制器，该前衣片上装设有连接控制器的多轴传感器，该第一无线通信模块连接至该控制器，其中，该控制器用于获取该多轴传感器采集的用户的体震信息并将该体震信息转换为第一生理信号数据包，该多轴传感器设置在该前衣片上与该用户的心脏相对应的位置；以及该第一无线通信模块用于从该控制器获取和发送该第一生理信号数据包。

该宇航服还包括设置在该后衣片上连接该控制器的压电薄膜传感器，其中，该控制器获取该压电薄膜传感器采集的用户的体震信息并将该体震信息转换为第二生理信号数据包。

该宇航服还包括连接至控制器的电源模块，该电源模块包括无线充电模块，该无线充电模块包括磁感应线圈、充电电路以及可充电电池。

优选的，该多轴传感器为陀螺仪传感器结合加速度传感器的六轴传感器。

优选的，该压电薄膜传感器呈带状，固定在后衣片上与用户的心脏相对应的位置。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种监测***，包括宇航服以及人工智能终端，该人工智能终端包括第二无线通信模块，

该宇航服包括前衣片、后衣片、控制器、多轴传感器以及第一无线通信模块，该前衣片或者该后衣片上安装该控制器，该前衣片上装设有连接控制器的多轴传感器，该无线通信模块连接至该控制器，其中，该控制器用于获取该多轴传感器采集的用户的体震信息并将该体震信息转换为第一生理信号数据包，该多轴传感器设置在该前衣片上与该用户的心脏相对应的位置；以及该第一无线通信模块用于从该控制器获取和发送该第一生理信号数据包；

该人工智能终端用于通过该第二无线通信模块接收该第一生理信号数据包的体震信息，并基于该体震信息提取生理健康参数以及心理健康参数。

该宇航服还包括设置在该后衣片上连接该控制器的压电薄膜传感器，其中，该控制器获取该压电薄膜传感器采集的用户的体震信息并将该体震信息转换为第二生理信号数据包，该压电薄膜传感器设置在后衣片上与用户的心脏相对应的位置。

该宇航服还包括连接至控制器的电源模块，该电源模块包括无线充电模块，该无线充电模块包括磁感应线圈、充电电路以及可充电电池。

优选的，该多轴传感器为陀螺仪传感器结合加速度传感器的六轴传感器。

进一步地，该人工智能终端连接照明装置、音频模块、显示终端中的至少一种，该照明装置用于根据该生理健康参数和/或心理健康参数开启或者关闭，该音频模块用于根据该生理健康参数和/或心理健康参数播放对应的音频，该显示终端用于根据该生理健康参数和/或心理健康参数显示对应的屏显内容。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型实施例提供的宇航服以及***，在该前衣片上装设基于时域实时采集用户体震信息的具有多轴传感器的生理信息采集装置，该多轴传感器设置在前衣片上与用户的心脏相对应的位置附近均可准确完成数据采集，再由人工智能终端提取出生理健康参数以及心理健康参数两方面的数据，并基于该数据确定用户当前真实的健康状况和心理状况，比如情绪度兴奋度等，实现在地外太空环境下全面检测用户的身心健康。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例提供的宇航服的正面结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的宇航服的背面结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的宇航服的生理信息采集装置的结构图；

图4是本实用新型实施例提供的监测***的人工智能终端的结构图；以及

图5是本实用新型实施例提供的监测***的人工智能终端的数据分析示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的宇航服以及监测***，在宇航服上安装不用直接接触人体即可基于频域实时采集用户体震信息的生理信息采集装置，以提供一种基于无感检测技术的智能宇航服。该生理信息采集装置可以隐蔽且实时监测和采样用户的基本生理指标，并从中分析出生理健康参数以及心理健康参数两方面的数据，比如心冲击信息(Ballistocardiography，BCG)，心率、呼吸率、姿态变化、情绪度变化等。

如图1和图2所示，本实用新型应用在航天员穿着的宇航服装上。通过将多轴传感器30和压电薄膜传感器40植入宇航服10中，实时检测太空环境下用户的生理信息和心理信息的技术。

由于地外太空环境中昼夜周期改变对航天员生理心理状态的影响、封闭空间对航天员心理的影响以及地外太空环境对航天员睡眠的影响。为了实时获取航天员的身体状况以及心理状况，通过人工智能终端的频域分析，实时获取航天员每天的状态以确定相应的改善措施。比如可监测在地外太空环境中，运动和文娱活动对具体的航天员的身体和心理影响。基于分析得到的生理健康参数以及心理健康参数，也可为航天员针对睡眠品质差的状况提供诱导和改善方案，让航天员在地外的工作生活也能保持有如在地球上类似的身心健康状态。而且人工智能终端还可将航天员在地外太空环境中生活工作的生理信息记录下来，实时传回或者在回到地球后发送给相关科研人员做深入研究。

该生理健康参数和心理健康参数数据发送到空间站的人工智能终端上，该人工智能终端根据该生理健康参数和心理健康参数对用户当前情绪健康状况和生理健康状况以及睡眠过程中的睡眠品质状况进行监护。

本实用新型的宇航服，通过在宇航服上植入不用直接接触人体即可基于频域实时采集用户体震信息的生理信息采集装置。再由人工智能终端基于频域从采集的体震信息中提取出生理健康参数以及心理健康参数两方面的数据，并基于该数据确定用户当前真实的健康状况和心理状况，比如、心率、呼吸率、情绪度兴奋度等，从而实现在地外太空环境下全面检测用户的身心健康。

如图1和图2所示，该宇航服10包括前衣片12和后衣片14。该前衣片12 或者后衣片14上安装控制器110。

该前衣片12上装设的连接控制器110的多轴传感器30。该控制器110基于时域，获取该多轴传感器30采集的用户的体震信息并将该体震信息转换为第一生理信号数据包。该多轴传感器30设置在前衣片12上与用户的心脏相对应的位置，该多轴传感器30用于心冲击信号、呼吸信号以及体动信号，也即第一生理信号数据包包括心冲击信息、呼吸信息以及体动信息中的至少一种。该控制器110连接第一无线通信模块40。该第一无线通信模块40用于从该控制器110 获取由体震信息转换的第一生理信号数据包，并将该第一生理信号数据包发送至该人工智能终端200。

该宇航服10还包括设置在后衣片14上连接控制器110的压电薄膜传感器 50。其中，该控制器110基于时域，获取该压电薄膜传感器50采集的用户的体震信息并将该体震信息转换为第二生理信号数据包。该压电薄膜传感器50设置在后衣片14上与用户的心脏相对应的位置。优选的，该压电薄膜传感器50呈带状，固定在后衣片14上与用户的心脏相对应的位置。

进一步的，此时该第一无线通信模块40还用于从该控制器110获取由体震信息转换的第二生理信号数据包，并将该第二生理信号数据包发送至该人工智能终端200。

本实施例中，该多轴传感器30为陀螺仪传感器结合加速度传感器的六轴传感器，亦称加速度陀螺仪传感器。该宇航服10前衣片12的加速度陀螺仪传感器主要用于心震信息(Seismocardiography，SCG)和呼吸信息的检测；该宇航服10后衣片14的柔性压电薄膜传感器50主要用于心冲击信号、呼吸信号以及体动信号的检测，也即第二生理信号数据包包括由心冲击信息、呼吸信息以及体动信息中的至少一种。

请同时参考图3，该生理信息采集装置包括控制器110、电源模块20、多轴传感器30、压电薄膜传感器50、以及第一无线通信模块40。本实施例中，该第一无线通信模块40可以为蓝牙模块，该生理信息采集装置通过蓝牙模块与人工智能终端200进行数据通信。其中，针对多个用户的情况，只要用户的宇航服设置有生理信息采集装置并与人工智能终端连接，则人工智能终端200都会进行身心健康实时监测跟踪。

该控制器110将加速度陀螺仪传感器和压电薄膜传感器50所接收到的体震信息信号分别转换成的第一生理信号数据包和第二生理信号数据包，再将数据打包实时发送人工智能终端200。

该宇航服10还包括连接至控制器110的电源模块20。在其中一实施例中，该电源模块20可包括无线充电模块。该无线充电模块包括磁感应线圈、充电电路以及可充电电池。

请参考图4，本实用新型的监测***，包括由航天员穿戴的宇航服10以及人工智能终端200。该宇航服10上安装由控制器110控制生理信息采集装置。如前所述，该宇航服10包括前衣片12和后衣片14，该前衣片或者后衣片上安装生理信息采集装置。

该人工智能终端200包括处理器201、显示终端230、照明装置250、音频模块240以及第二无线通信模块222。该第二无线通信模块222连接该生理信息采集装置的无线通信模块40。该人工智能终端200运行人工智能分析软件210 并建立存储数据的数据库220。

该***的生理信息采集装置同样包括植入宇航服10的多轴传感器30和压电薄膜传感器40两种生理信息采集传感器，该多轴传感器30为加速度陀螺仪传感器。该加速度陀螺仪传感器主要用于心震信息(Seismocardiography，SCG)和呼吸信息的检测；该柔性压电薄膜传感器50主要用于心冲击信息和呼吸信息的检测。

该人工智能终端200对收到的实时体震信息进行频域分析，实时定量评估用户的心率、呼吸率、心肺功能协调性、睡眠呼吸暂停状况、睡眠分期、睡眠品质、情绪状态变化等状态。

本实施例中，该人工智能终端200接收该生理信息采集装置的第一无线通信模块40发送的第一生理信号数据包，由人工智能分析软件210基于频域分析接收第一生理信号数据包中的体震信息，并从中提取生理健康参数以及心理健康参数。并将分析得到的生理健康参数以及心理健康参数存储至数据库220。

为了基于该生理健康参数和/或心理健康参数充分服务用户，该人工智能终端连接照明装置、音频模块、显示终端中的至少一种，该照明装置用于根据该生理健康参数和/或心理健康参数开启或者关闭，该音频模块用于根据该生理健康参数和/或心理健康参数播放对应的音频，该显示终端用于根据该生理健康参数和/或心理健康参数显示对应的屏显内容。具体内容如下：

该人工智能终端200控制连接照明装置250，并根据该生理健康参数和/或心理健康参数确定的用户睡眠改进方案开启或者关闭该照明装置250。

该人工智能终端200控制连接的音频模块240。并根据该生理健康参数和/ 或心理健康参数确定的用户心理建设方案播放相应的音频。

该人工智能终端200控制连接的显示终端230。并通过该显示终端230完成与用户的交互。比如在该显示终端230上显示根据该生理健康参数和/或心理健康参数确定的用户心理建设方案以及其它交互项。

请一并参考图5，该人工智能终端200的人工智能分析软件210结合数据库 220处理实时数据221以完成人工智能分析工作。

该第二无线通信模块222接收来自于宇航服10的体震信息转换的生理信号数据包，包括第一生理信号数据包以及第二生理信号数据包、解析并保存在专属档案数据库222中。该数据库222存储归档接收到的体震信息数据。该人工智能分析软件210将接收到的体震信息数据或者数据库中归档的体震信息数据调出从体震信息中分析出该生理健康参数和/或心理健康参数。

本实施例中，该显示终端230以机器人助手的形式将分析报告以语音或者图像的方式反馈给用户，并给出适当的建议或者解决方案由用户选择以改善在地外太空环境遇到的生理和心理问题。

该人工智能分析软件210可以基于该生理健康参数和/或心理健康参数完成工作压力分析、睡眠状态分析和情绪状态分析等工作。该工作压力分析是指工作状态下的用户生理负荷程度、压力指数和太空中昼夜交替频繁对生理节律影响产生的生理压力分析。该睡眠状态分析是指在睡眠过程中用户的睡眠质量分析，在失重环境和类重力环境下睡眠质量的评估。该情绪状态分析是指长期在太空作业的用户孤独、抑郁等情绪异常的监测和心理压力带来的情绪稳定状况分析。

该人工智能终端200分析收集到的用户生理健康参数和心理健康参数，并将每日分析结果通过音频或者文字反馈至用户，如果发现异常状态一并给出改善缓解的方案与策略。比如，发现有情绪异常状态就会指导用户去缓解心理情绪上的不健康状况；发现用户生理状态受到失重或者非稳定状态影响的时候，会指导用户去调整状态降低这些不良状态的影响；发现用户在睡眠过程中睡眠品质不好就会在睡眠过程中提供舒缓灯光或者音乐让睡眠状态得以改善等等。

本实施例提供的宇航服以及监测***，将加速度陀螺仪30和压电薄膜传感器50植入宇航服10中检测地外太空环境下用户人体生理信息和心理信息两部分内容。利用加速度陀螺仪传感器30和压电薄膜传感器50检测人体生理信息包括心冲击信息、呼吸信息和体动信息。通过无线通信技术传输到人工智能终端200进行分析，将用户的生理健康和心理健康状况发送给用户并给出改善的解决方案，提供一种更方便、准确的身心健康实时监测***；本实用新型的航天员身心健康实时监测及***，在该宇航服10上装设采集用户体震信息的多种传感器，传感器设置在宇航服10上与用户的心脏相对应的位置附近均可准确完成数据采集，无需直接接触人体，更方便用户的工作和生活。同时，本实用新型的航天员身心健康实时监测及***，由人工智能终端提取出生理健康参数以及心理健康参数两方面的数据，并基于该数据确定用户当前真实的健康状况和心理状况，比如情绪度兴奋度等，在地外太空环境下全面检测用户的身心健康。

以上实施例仅用以说明本使用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种宇航服，其特征在于，包括前衣片、后衣片、控制器、多轴传感器以及第一无线通信模块；

所述前衣片或者所述后衣片上安装所述控制器，所述前衣片上装设有连接所述控制器的多轴传感器，所述第一无线通信模块连接至所述控制器，其中，所述控制器用于获取所述多轴传感器采集的用户的体震信息并将所述体震信息转换为第一生理信号数据包，所述多轴传感器设置在所述前衣片上与所述用户的心脏相对应的位置；以及所述第一无线通信模块用于从所述控制器获取和发送所述第一生理信号数据包。

2.根据权利要求1所述的宇航服，其特征在于，所述宇航服还包括设置在所述后衣片上连接所述控制器的压电薄膜传感器，其中，所述控制器还用于获取所述压电薄膜传感器采集的用户的体震信息并将所述体震信息转换为第二生理信号数据包。

3.根据权利要求2所述的宇航服，其特征在于，还包括连接至控制器的电源模块，所述电源模块包括无线充电模块，所述无线充电模块包括磁感应线圈、充电电路以及可充电电池。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的宇航服，其特征在于，所述多轴传感器为陀螺仪传感器结合加速度传感器的六轴传感器。

5.根据权利要求2或3所述的宇航服，其特征在于，所述压电薄膜传感器呈带状，固定在后衣片上与所述用户的心脏相对应的位置。

6.一种监测***，其特征在于，包括宇航服以及人工智能终端，所述人工智能终端包括第二无线通信模块，

所述宇航服包括前衣片、后衣片、控制器、多轴传感器以及第一无线通信模块，所述前衣片或者所述后衣片上安装所述控制器，所述前衣片上装设有连接控制器的多轴传感器，所述无线通信模块连接至所述控制器，其中，所述控制器用于获取所述多轴传感器采集的用户的体震信息并将所述体震信息转换为第一生理信号数据包，所述多轴传感器设置在所述前衣片上与所述用户的心脏相对应的位置；以及所述第一无线通信模块用于从所述控制器获取和发送所述第一生理信号数据包；

所述人工智能终端用于通过所述第二无线通信模块接收所述第一生理信号数据包，并基于所述第一生理信号数据包提取生理健康参数以及心理健康参数。

7.根据权利要求6所述的监测***，其特征在于，所述宇航服还包括设置在所述后衣片上连接所述控制器的压电薄膜传感器，其中，该控制器获取所述压电薄膜传感器采集的用户的体震信息并将所述体震信息转换为第二生理信号数据包，所述压电薄膜传感器设置在后衣片上与所述用户的心脏相对应的位置。

8.根据权利要求7所述的监测***，其特征在于，所述宇航服还包括连接至控制器的电源模块，所述电源模块包括无线充电模块，所述无线充电模块包括磁感应线圈、充电电路以及可充电电池。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的监测***，其特征在于，所述多轴传感器为陀螺仪传感器结合加速度传感器的六轴传感器。

10.根据权利要求9所述的监测***，其特征在于，所述人工智能终端连接照明装置、音频模块、显示终端中的至少一种，所述照明装置用于根据所述生理健康参数和/或心理健康参数开启或者关闭，所述音频模块用于根据所述生理健康参数和/或心理健康参数播放音频，所述显示终端用于根据所述生理健康参数和/或心理健康参数进行显示。