JP2019522182A - 力を検出するための装置及びシステム - Google Patents
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- G01L1/205—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using distributed sensing elements
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Abstract
Description
上側
・保護積層
・センサ
・トラック
・基板
・クッション層(セパレータ)
・センサ
・トラック
・基板
下側
上側
・基板
・トラック
・センサ
・センサ
・トラック
・基板
下側
・衝撃の正確な位置
・衝撃及び/又は力の大きさ
・直線経路の力の角度及び/又は方向
・材料を通して伝達される力の大きさ(エネルギ管理材料の上及び下の両方に配置される装置の場合、例えば、システム300)
・エネルギ管理材料を通る直線経路の力の方向の改質又は変更(エネルギ管理材料の上及び下の両方に位置する装置の場合、例えば、システム300)
・アナログ/デジタル(A/D)変換能力を有するか、又は任意にA/D変換器チップ602への接続を有する回路を制御する組み込みソフトウェアを備えるデジタル処理チップ601
・通信出力又は通信手段603(例えば、USB、SDカード及び/又はブルートゥースなど)、
・電源604(例えば、コイン状電池及び/又は充電式コイン状電池など)、
・前述の装置への接続を含む回路接続605
I.衝撃の日時
II.直線衝撃の位置
III.直線衝撃の大きさ
IV.例えば頭部のような対象物に伝達される力の大きさ(2つ以上の装置が用いられる場合、例えばシステム300)
V.直線経路の力が対象物、例えば頭部を通過する
VI.対象物、例えば脳に加えられる回転力の表示
VII.直線経路の力は、対象物、例えば脳を通過する(回転力算出後)
VIII.直線方向と回転方向の両方の力の速度
IX.頭部/ヘルメットへの衝撃前、衝撃中、衝撃後の、別の対象物に対する装置/システム(例えば、身体に対するヘルメット)の動作(motion)及び移動(movement)、及び「通常位置」
X.着用者の個人の詳細及び医療情報(アレルギ、血液型、NHS番号、近親者など)
XI.衝撃の日時
XII.衝撃の位置
XIII.衝撃の大きさ
XIV.頭部に伝達される力の大きさ
XV.直線経路の力が脳を通過する
XVI.力の速度
XVII.脳に加えられる回転力の表示(Y/N)
XVIII.個人詳細と医療情報(アレルギ、血液型、NHS番号、近親者など)
A.損傷のメカニズム
B.衝撃の時間(気道評価02不足、グラスゴー昏睡尺度(GCS)スコアを補助するのにも有益)
C.頭部への衝撃の位置
D.頭部(脳及び頸部)への衝撃の力及び速度
E.直線経路(脳及び頸部)を決定する頭部に対する力の角度
Claims (74)
- ヘルメットに加えられる力を検出するための装置であって、前記装置は、
複数の第1の圧力センサを上に設ける第1の可撓性基板層と、
複数の第1の導電性トラックと、を含み、
前記複数の第1の導電性トラックは、前記複数の圧力センサへの電気的接続を提供するように配置される、装置。 - 対象物に加えられる力又は圧力を検出するための装置であって、前記装置は、
複数の第1の圧力センサを上に設ける第1の可撓性基板層と、
複数の第1の導電性トラックと、を含み、
前記複数の第1の導電性トラックは、前記複数の圧力センサへの電気的接続を提供するように配置される、装置。 - 前記複数の第1の導電性トラックは、複数の第1の電極及び複数の第2の電極を含み、各第1の電極及び各第2の電極は、前記複数の第1の圧力センサの単一の圧力センサと電気的に接触している、請求項1又は2に記載の装置。
- 各第1の電極は、各圧力センサの第1の側と物理的に接触し、各第2の電極は、各圧力センサの第2の側と物理的に接触している、請求項3に記載の装置。
- 前記第1の側が前記第2の側の反対側にある、請求項4に記載の装置。
- 前記複数の第1の圧力センサは、センサ層を形成する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記複数の第1の圧力センサは、感圧インクを含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記感圧インクは、印刷又はスクリーン被覆の感圧インクスポットを含み、前記インクスポットは、圧力変化に応じて電気抵抗を変化させるように配置された、請求項7に記載の装置。
- 前記複数の第1の導電性トラックがトラック層を形成する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の装置。
- 前記トラック層は、前記第1の基板層と前記複数の第1の圧力センサとの間に位置する、請求項9に記載の装置。
- 前記複数の第1の導電性トラックが、はんだ、導電性接着剤、異方性導電性テープのいずれか1つを用いて前記第1の基板層に塗布される、請求項1〜10のいずれか1項に記載の装置。
- 前記複数の第1の導電性トラックは、インクジェット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷の印刷プロセスのいずれか1つを用いて前記第1の基板層上に印刷される、請求項1〜10のいずれか1項に記載の装置。
- 前記複数の第1の導電性トラックは、銀、又は銅、アルミニウム及び導電性炭素の1つ以上を含む、請求項12に記載の装置。
- 前記複数の第1の導電性トラック及び/又は前記第1の圧力センサを保護するための第1のシーリング層をさらに含む、請求項1〜13のいずれかの1項に記載の装置。
- 前記複数の第1の圧力センサのうちの少なくとも1つの圧力センサが、円状である、請求項1〜14のいずれかの1項に記載の装置。
- 前記複数の第1の圧力センサのうちの少なくとも1つの圧力センサが、火山状、ドーム状又はドーナツ状である、請求項1〜15のいずれかの1項に記載の装置。
- 複数の第2の圧力センサを上に設ける第2の可撓性基板層と、
複数の第2の導電性トラックと、をさらに含み、
前記複数の第2の導電性トラックは、前記複数の第2の圧力センサへの電気的接続を提供するように配置される、請求項1〜16のいずれかの1項に記載の装置。 - 前記複数の第2の圧力センサは、前記複数の第1の圧力センサと物理的かつ電気的に接触している、請求項17に記載の装置。
- 前記複数の第2の導電性トラックは第2のトラック層を形成し、前記複数の第2の圧力センサは感圧インクを含み、前記感圧インクは、印刷又はスクリーン被覆の感圧インクスポットを含み、前記インクスポットは、圧力変化に応じて電気抵抗を変化させるように配置される、請求項17又は18に記載の装置。
- 前記第2のトラック層は、前記第2の基板層と前記複数の第2の圧力センサとの間に位置する、請求項19に記載の装置。
- 前記装置が、次の6層:前記第1の基板層と、第1のセンサ層としての前記複数の第1のセンサと、第1のトラック層としての前記複数の第1の導電性トラックと、前記第2の基板層と、第2のセンサ層としての前記複数の第2のセンサと、第2のトラック層としての前記複数の第2の導電性トラックと、を含む単一層として形成される、請求項17〜20のいずれか1項に記載の装置。
- 前記複数の第1の導電性トラックと前記複数の第2の導電性トラックとの間に電気的絶縁を提供する1つ以上の誘電体層をさらに含む、請求項17〜20のいずれか1項に記載の装置。
- 前記装置は、次の8層:前記第1の基板層と、第1のセンサ層としての前記複数の第1のセンサと、第1の誘電体層と、第1のトラック層としての前記複数の第1の導電性トラックと、前記第2の基板層と、第2のセンサ層としての前記複数の第2のセンサと、第2の誘電体層と、第2のトラック層としての前記複数の第2の導電性トラックと、を含む単一層として形成される、請求項22に記載の装置。
- 前記装置は、プロセッサをさらに含み、前記プロセッサは、前記複数の第1の圧力センサから受信したデータに基づいて、衝撃の位置及び/又は衝撃の大きさ又は力を決定するように構成される、請求項1〜23のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、さらにアナログ/デジタル変換回路を制御するように構成されるか、又はアナログ/デジタル変換器に電気的に接続されるように配置される、請求項24に記載の装置。
- 前記プロセッサはさらに、
前記複数の第1の圧力センサから受信したデータを監視し、
前記データに関連する圧力又は力の値を第1の所定の閾値と比較し、
前記圧力又は力の値が第1の所定の閾値を超える場合には、時間及び/又は日付スタンプを割り当てるように構成され、
任意に、前記装置は、生データ又は処理データとして前記データを記録及び記憶するための手段をさらに含む、請求項24又は25のいずれか1項に記載の装置。 - 前記プロセッサは、前記複数の第1及び第2の圧力センサの組み合わせから受信したデータを監視するように構成される、請求項17〜19のいずれか1項に従属する請求項26に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記第1の所定の閾値を超えた第1のインスタンスに対して第1の時間及び/又は日付スタンプを割り当て、前記第1の所定の閾値を超えた第2のインスタンスに対して第2の時間及び/又は日付スタンプを割り当てるようにさらに構成され、前記第1及び第2のインスタンスが異なる時刻に発生する、請求項26又は27のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記第1の所定の閾値を超えたことを示す信号を送信するように配置され、前記信号は、前記時間及び/又は日付スタンプを含み、任意に、前記プロセッサは、前記第1の所定の閾値を超える前及び/又は後のある期間にわたってデータを送信するようにさらに配置される、請求項26〜28のいずれか1項に記載の装置。
- 前記プロセッサは、
前記圧力又は力の値を、前記第1の所定の閾値よりも低い値を有する第2の所定の閾値と比較し、
圧力又は力の値が第1の所定の閾値と第2の所定の閾値との間にある場合、前記第2の所定の閾値を超えたことを示す信号を提供するように配置される、請求項26〜29のいずれか1項に記載の装置。 - 請求項1〜30のいずれか1項に記載の装置のうちの2つを含むシステムであって、
1つの装置が第1の装置であり、他の装置が第2の装置であり、前記システムは、前記第1の装置と前記第2の装置との間に配置された間隙層をさらに含む、システム。 - 前記間隙層はクッション層を含む、請求項31に記載のシステム。
- 前記システムは、プロセッサをさらに含み、前記プロセッサは、前記第1の装置から受信したデータと第2の装置から受信したデータとの比較に基づいて、検出された力又は圧力の角度又は方向を決定するように構成される、請求項31又は32に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、前記第1の装置及び前記第2の装置から受信した前記データの比較に基づいて、前記間隙層を通して伝達される力又は圧力の大きさを決定するようにさらに構成される、請求項33に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、前記第1の装置及び前記第2の装置から受信したデータの比較に基づいて、前記間隙層を通る力の方向の変化を決定するようにさらに構成される、請求項33又は34に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、前記第1の装置から受信したデータに基づいて、衝撃の力又は圧力の大きさ及び位置を決定し、第2の装置から受信したデータに基づいて、前記間隙層を出る力又は圧力の大きさ及び位置を決定するようにさらに構成される、請求項33〜35のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記間隙層が、材料分析試験のための試験材料、又はエネルギ管理材料を含む、請求項33〜36のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記装置に電力を供給するように配置された電源をさらに含み、任意に、前記電源の再充電を可能にする手段をさらに含む、請求項1〜37のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 記憶又は分析のための外部装置に、圧力、位置又は力のデータのうちの少なくとも1つを送信するための通信手段をさらに含む、請求項1〜38のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 前記圧力、位置又は力のデータは、医療、保険、スポーツ健康及び性能分析、医療法的事例、陳述書、材料試験及び分析及び認証に用いるのに適している、請求項39に記載の装置又はシステム。
- 前記通信手段が、無線通信手段、任意にブルートゥースを含む、請求項39又は40に記載の装置又はシステム。
- 前記外部装置は、モバイル無線通信装置又はサーバである、請求項29〜41のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 1つ以上のジャイロスコープ及び/又は加速度計をさらに含む、請求項1〜42のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 前記1つ以上のジャイロスコープ及び/又は加速度計によって提供されるデータに基づいて、前記ヘルメットの着用者の頭部に加えられる回転力を決定するように構成されたプロセッサをさらに含む、請求項43に記載の装置又はシステム。
- 前記プロセッサは、1つ以上のジャイロスコープ及び/又は加速度計によって提供されるデータに基づいて、前記ヘルメットの動きの速度を決定するようにさらに構成されかつ/又は前記着用者の身体に対するヘルメットの動き及び前記着用者の頭部の所定の位置を決定するようにさらに構成される、請求項44に記載の装置又はシステム。
- 前記複数の第1の導電性トラックは、外部装置への電気的接続のための第1の接続点を含む、請求項1〜45のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 前記複数の第2の導電性トラックは、外部装置への電気的接続のための第2の接続点を含む、請求項31〜46のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 前記外部装置は、アナログ/デジタル変換器である、請求項46又は47に記載の装置又はシステム。
- 前記外部装置はプロセッサであり、任意にマイクロプロセッサである、請求項46又は47に記載の装置又はシステム。
- 前記装置又はシステムの電力レベルを表示するインジケータをさらに含む、請求項1〜49のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 処理手段及び/又は電力手段がハウジング内に収容される、請求項1〜50のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 前記ヘルメットの着用者に関する個人データを受信し記憶する手段をさらに含む、請求項1〜51のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 前記個人データは、個人の詳細及び/又は医療情報を含む、請求項52に記載の装置又はシステム。
- 前記医療情報が、アレルギ情報、血液型、NHS番号、緊急連絡先の詳細情報、近親者のうちの1つ以上を含む、請求項53に記載の装置又はシステム。
- 前記装置又はシステムが、ヘルメットの内側裏地を形成するように配置される、請求項1〜54のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 前記対象物は、前記装置の着用者の身体部分である、請求項2に従属する請求項1〜55のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 前記身体部分が頭部である、請求項56に記載の装置又はシステム。
- 前記身体部分が足である、請求項53に記載の装置又はシステム。
- 前記装置が、履物のための中敷の一部を形成するように配置される、請求項1〜54のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 前記対象物が車両の一部である、請求項2に従属する請求項1〜59のいずれか1項に記載の装置又はシステム。
- 前記対象物は、前記車両のヘッドレストである、請求項60に記載の装置又はシステム。
- 請求項1〜54又は58〜59のいずれか1項に記載の装置又はシステムを含む履物又は中敷。
- 請求項1〜57のいずれか1項に記載の装置又はシステムを含むヘルメット。
- 前記装置又はシステムは、前記ヘルメットの複数の層の間に少なくとも部分的に配置される、請求項63に記載のヘルメット。
- 前記ヘルメットは、スポーツ、レクリエーション、現場実習、探検、サイクリング、ロッククライミング、アイスホッケー、アメリカンフットボール、モータスポーツ、ウォータースポーツ、スノースポーツ、乗馬、カヤック、ラグビー、スキー、武術、ボクシング、建設工事、ラグビー、クリケット、トレーニング、パフォーマンスワーク、安全のためのものである、請求項63又は64に記載のヘルメット。
- 請求項1〜56のいずれか1項に記載の装置又はシステムを含む衣料品。
- 請求項1〜56のいずれか1項に記載の装置又はシステムを含む保護服。
- 前記保護服が防弾服である、請求項67に記載の保護服。
- 請求項39に記載の通信手段と通信するように配置されたアプリであって、前記圧力データ又は力データの受信に応じて反応するように構成されたアプリ。
- 前記アプリは、前記圧力データ又は前記力データの受信に応じて、緊急サービスに自動的に連絡する、請求項69に記載のアプリ。
- 前記アプリは、前記第1の所定の閾値を超える力の値を示す信号の受信に応じて、緊急サービスに自動的に連絡する、請求項26〜29のいずれか1項に従属する請求項69に記載のアプリ。
- 前記アプリは、前記第2の所定の閾値を超える前記力の値を示す信号の受信に応じて警告を発する、請求項29に従属する請求項69〜71のいずれか1項に記載のアプリ。
- 対象物に加えられる力又は圧力を検出する方法であって、前記方法は、
請求項26に記載の装置を提供する工程と、
前記複数の第1の圧力センサから受信したデータを前記プロセッサを用いて監視する工程と、
前記プロセッサを用いて、前記データに関連する圧力又は力の値を第1の所定の閾値と比較する工程と、
前記圧力又は力の値が第1の所定の閾値を超える場合には、時間及び/又は日付スタンプを割り当てる工程と、を含む、方法。 - 前記監視する工程は、前記複数の第1及び第2の圧力センサの組み合わせから受信したデータを監視する工程を含む、請求項17〜19のいずれか1項に従属する請求項73に記載の方法。
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