CN217793073U - 具有高柔性纺织结构的肌电手环 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及具有高柔性纺织结构的肌电手环，该方案包括依次设置的织物电极层、衬垫层、电路层及非导电织物外壳；织物电极层上设有阵列设置的导电纺织电极片；衬垫层一侧连接织物电极层，另一侧连接电路层，以固定并绝缘织物电极层和电路层；电路层上设有导电纱电路，该导电纱电路穿过衬垫层与导电纺织电极圆片一一对应电连接。本申请具有力学性能好，稳定性好，质量轻且柔软的优点。

Description

具有高柔性纺织结构的肌电手环

技术领域

本实用新型涉及可穿戴设备技术领域，具体涉及具有高柔性纺织结构的肌电手环。

背景技术

现有的柔性肌电手环采用金属或导电硅胶电极与皮肤直接接触，相比之下，纺织电极更具柔韧性和透气性，使佩戴者在长期监护时感觉更舒适。到目前为止，市场上还没有任何直接连接电子元件的商业电子纺织品产品。缺乏完全的电子纺织品产品的原因是没有可靠的技术将电子元件直接集成在纺织品结构上，其中大部分是通过按扣来实现的。

如中国专利CN 109998542 A提及一种尼龙布的肌电腕带，其电极材料是铜柱，无法避免金属氧化的问题，引起导电率降低；同时无机金属、纺织品和柔性电路板的连接存在不稳定性，造成较差的电气连接。

另外ASMU公司也出品了纺织品心电带，其采用大面积的纳米银纤维电极连接导线，导线不易弯折，采集信号有限，且易受运动影响，导致较差的信号质量。

因此，亟待一种能够解决上述问题的具有高柔性纺织结构的肌电手环。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了具有高柔性纺织结构的肌电手环。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：具有高柔性纺织结构的肌电手环包括依次设置的织物电极层、衬垫层、电路层及非导电织物外壳；

织物电极层上设有阵列设置的导电纺织电极片；

衬垫层一侧连接织物电极层，另一侧连接电路层，以固定并绝缘织物电极层和电路层；

电路层上设有导电纱电路，该导电纱电路穿过衬垫层与导电纺织电极圆片一一对应电连接。

工作原理及有益效果：1、与现有技术相比，本申请舍去了传统的铜柱电极材料，转而采用了导电纺织电极片和导电纱电路配合，借助导电纺织材料极低的表面阻抗(0.3Ω)和良好的力学性能，使得手环具有柔软亲肤的效果，且导电纱电路可以和测量***连接，通过高密度阵列的导电纺织电极片实现肌电信号采集，弯折时也不会影响信号的采集，因此也不存在金属氧化问题，导电率稳定，也不需要柔性电路板，也就不存在柔性电路板与纺织品之间连接不稳定的问题，本申请的稳定性好；

2、与现有技术相比，本申请采用导电纱电路取代聚酰胺等基材的柔性电路板，导电纱电路可通过纺织技术与织物基材形成整体，增加产品的柔性和美观度。

3、与现有技术相比，本申请多层织物的手环结构稳定，整体质量更轻，更柔软，适用于长期穿戴的即时个人健康监测应用。

进一步地，每个导电纺织电极片通过导电纤维布制成。具有阻抗低，导电性好及柔软度好的优点。

进一步地，导电纤维布包括碳纤维布和金属纤维布。其中，碳纤维布(聚丙烯腈PAN、粘胶纤维布为基底经碳化形成)、金属纤维布(细金属丝织造，或镀层铜、镍或银在织物表面)。

进一步地，导电纺织电极片与非导电织物制成的织物电极层缝制或粘贴连接。加工简单，实现难度低。

进一步地，衬垫层通过非织造布制成。更加舒适柔软，同时增加了皮肤接触质量并稳定电极以防止运动；且衬垫层织物经绝缘后整理可以阻止导电纺织电极片与导电纱电路其他部位接触短路。

进一步地，电路层通过非导电织物制成，导电纱电路缝制于电路层上。加工简单，实现难度低。

进一步地，非导电织物外壳通过弹性织物制成。优选为弹性尼龙布，力学强度大，拉伸性好。

进一步地，非导电织物外壳上设有魔术贴或卡扣或磁吸结构，以供穿戴。

进一步地，导电纱电路包括导向纤维及与该导向纤维混纺连接的非导电纤维。导电纱由电极层的织物电极引出，穿过衬垫层在电路层与差分电极、参考电极一一对应形成通路，并通过特定接插件连到主板。而导电纤维包裹不锈钢纤维、镀银纤维、镀铜纤维，非导电纤维通常为聚酰胺纤维。

进一步地，导电纺织电极片包括差分电极和参考电极，差分电极和参考电极均沿织物电极层长度方向均匀间隔设置，且参考电极设于两排差分电极之间。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中，1、织物电极层；2、衬垫层；3、电路层；4、非导电织物外壳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

为了解决现有技术金属电极容易氧化、电气连接性差及采集信号有限的问题，本申请提供了基于织物材料的肌电手环以解决现有技术存在的问题。

如图1所示，本具有高柔性纺织结构的肌电手环包括依次设置的织物电极层1、衬垫层2、电路层3及非导电织物外壳4。

其中，织物电极层1上设有阵列设置的导电纺织电极片，其中导电纺织电极片(即采集肌电信号的部分)为导电纤维布，包括碳纤维布(聚丙烯腈PAN、粘胶纤维布为基底经碳化形成)、金属纤维布(细金属丝织造，或镀层铜、镍或银在织物表面)。

在本实施例中，优选为银纤维布，该不银纤维布仅对人体皮肤无害，而且具有抗菌性和稳定性，适合长期佩戴时与皮肤接触，提供优良的柔软度和适形能力。同时因为织物表面具有高导电性。干燥条件下的电极－皮肤界面阻抗适用于生物电势测量。

本实施例中，将织物电极的导电布裁剪成小圆片，直径为5mm，经缝纫或者粘贴工艺整合到非导电织物(织物电极层1)上，经测试单个纺织电极的阻抗基本为0.3Ω。

具体地，导电纺织电极片包括差分电极和参考电极，差分电极和参考电极均沿织物电极层1长度方向均匀间隔设置，且参考电极设于两排差分电极之间，在本实施例中，长度方向排列着n对差分电极，n为6-16，中间一排为n个参考电极。

其中，衬垫层2一侧连接织物电极层1，另一侧连接电路层3，以固定并绝缘织物电极层1和电路层3。在本实施例中，衬垫层2用于连接电路层3和导电纺织电极圆片，增加了皮肤接触质量并稳定电极以防止运动，且衬垫层2织物经绝缘后整理可以阻止导电纺织电极片与导电纱电路其他部分接触短路。

优选地，衬垫层2材料为舒适柔软的非织造布。

在本实施例中，电路层3由导电纱刺绣在非导电织物上形成导电纱电路，并连接到测量***(测量***为现有技术)。导电纱由电极层的织物电极引出，穿过衬垫层2在电路层3与差分电极、参考电极一一对应形成通路(对应关系如图1所示)，并通过特定接插件连到主板。

优选地，导电纱为导电纤维与普通纤维混纺而成，导电纤维包裹不锈钢纤维、镀银纤维、镀铜纤维，非导电纤维通常为聚酰胺纤维。

其中，非导电织物外壳4材质为弹性尼龙布，力学强度大，拉伸性好。内外两侧附有魔术贴或者卡扣，用于穿戴。

如此，本申请具有超低的表面阻抗(0.3Ω)，力学性能良好，柔软亲肤。电极通过导电纱与测量***相连，通过高密度电极排列实现肌电信号采集；通过刺绣工艺，导电纱在织物上形成电路，取代聚酰胺基材的柔性电路板，织物手环整体质量更轻，更柔软；同时多层织物的手环结构稳定，整体质量更轻，更柔软，适用于长期穿戴的即时个人健康监测应用。

本实用新型未详述部分为现有技术，故本实用新型未对其进行详述。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

尽管本文较多地使用了织物电极层1、衬垫层2、电路层3、非导电织物外壳4等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上做任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.具有高柔性纺织结构的肌电手环，其特征在于，包括依次设置的织物电极层、衬垫层、电路层及非导电织物外壳；

所述织物电极层上设有阵列设置的导电纺织电极片；

所述衬垫层一侧连接所述织物电极层，另一侧连接所述电路层，以固定并绝缘所述织物电极层和所述电路层；

所述电路层上设有导电纱电路，该导电纱电路穿过所述衬垫层与所述导电纺织电极圆片一一对应电连接。

2.根据权利要求1所述的具有高柔性纺织结构的肌电手环，其特征在于，每个所述导电纺织电极片通过导电纤维布制成。

3.根据权利要求2所述的具有高柔性纺织结构的肌电手环，其特征在于，所述导电纤维布包括碳纤维布和金属纤维布。

4.根据权利要求2所述的具有高柔性纺织结构的肌电手环，其特征在于，所述导电纺织电极片与非导电织物制成的所述织物电极层缝制或粘贴连接。

5.根据权利要求1所述的具有高柔性纺织结构的肌电手环，其特征在于，所述衬垫层通过非织造布制成。

6.根据权利要求1所述的具有高柔性纺织结构的肌电手环，其特征在于，所述电路层通过非导电织物制成，所述导电纱电路缝制于所述电路层上。

7.根据权利要求1所述的具有高柔性纺织结构的肌电手环，其特征在于，所述非导电织物外壳通过弹性织物制成。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的具有高柔性纺织结构的肌电手环，其特征在于，所述非导电织物外壳上设有魔术贴或卡扣或磁吸结构，以供穿戴。

9.根据权利要求1-7任意一项所述的具有高柔性纺织结构的肌电手环，其特征在于，所述导电纱电路包括导向纤维及与该导向纤维混纺连接的非导电纤维。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的具有高柔性纺织结构的肌电手环，其特征在于，所述导电纺织电极片包括差分电极和参考电极，所述差分电极和所述参考电极均沿所述织物电极层长度方向均匀间隔设置，且所述参考电极设于两排所述差分电极之间。

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