一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰制造技术

本发明专利技术涉及一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，包括服饰本体、中央处理器和监测模块；监测模块固定在服饰本体上，用于在穿戴服饰本体后与骨骼肌接触，具体为一根或两根以上相互绝缘且间距排列的弹性导电纤维，弹性导电纤维的排列原则为穿戴服饰本体后其能够环绕骨骼肌纤维，弹性导电纤维具有电阻应变响应性；单根弹性导电纤维上设有两个以上测量点，中央处理器与测量点连接，用于为弹性导电纤维提供小于10mA的电流后，采集不同测量点之间的电压信号和电流信号，并转化为弹性导电纤维的伸展长度信号后反映骨骼肌活动。本发明专利技术的智能紧身运动服饰测量数据准确性高，穿着舒适，有着极好的推广价值。

A Kind of Intelligent Tight Sports Apparel Reflecting Skeletal Muscle Activity

The present invention relates to an intelligent tight sportswear reflecting skeletal muscle activities, including the clothing body, the central processing unit and the monitoring module; the monitoring module is fixed on the clothing body for contacting skeletal muscle after wearing the clothing body, specifically one or more elastic conductive fibers which are insulated and spaced, and the arrangement principle of the elastic conductive fibers is wearing clothing book. It can surround skeletal muscle fibers and elastic conductive fibers have resistance-strain responsiveness. There are more than two measuring points on a single elastic conductive fibers. The central processing unit is connected with the measuring point to collect voltage and current signals between different measuring points after supplying current less than 10 mA to the elastic conductive fibers, and then convert them into stretching length signals of the elastic conductive fibers. After that, skeletal muscle activity was reflected. The intelligent close-fitting sportswear measurement data of the invention has high accuracy, comfortable wear and excellent popularization value.

【技术实现步骤摘要】
一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰
本专利技术属于智能可穿戴服装
，涉及一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，特别涉及一种反映骨骼肌舒张和收缩活动的智能紧身运动服饰。
技术介绍
智能可穿戴设备市场近年来发展迅猛，产品层出不穷。市面上常见的智能穿戴设备有很多，例如具有含心率监测功能和计步功能的手环、能够记录睡眠情况和心脏异动情况的智能背心、具有陀螺仪和环境监测功能的智能心率带以及能记录跑步中各类数据的智能跑鞋都已经研发成功并上市。然而，在现有的智能可穿戴设备中，能够反映运动中骨骼肌收缩和舒张情况并加以记录分析的产品并不多见。现有技术中，专利US2014/0135593A1(Wearablearchitectureanmethodforperformancemonitoring,analysisandfeedback)公开了一种利用复数生物信号传感器采集不同部位肌电信号，再进行数据分析的运动服装，从而反映职业运动员运动表现。然而，首先，该产品所用的生物传感器数量有限，同时又由于其在身体不同的部位使用同一大小、同一接触面积的传感器，所采集的数据并不完整和准确；其次，为解决采用了生物传感器的服装的水洗问题，其接触皮肤层采用了硅胶，当运动员运动大量出汗时，产品的体感舒适性很差；最后，生物传感器之间采用印刷电路连接，印刷电路和生物传感器基本无弹力，使得服装其他部位织物发生代偿形变，从而影响产品的整体美观和监测精度，总之，其产品在穿戴舒适性和监测数据准确性上还有很多改进的可能。因此，亟待研究一种穿着舒适且测量数据准确性高的能够反映骨骼肌活动的智能紧身运动服装。专利
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术的智能紧身运动服饰存在的测量接触面积不全、测量数据不精确且出汗后穿着舒适性降低的问题，提供一种穿着舒适且测量数据准确性高的反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，本专利技术的紧身着重于强调运动服饰穿戴后与目标骨骼肌紧密接触，目的是为了确保监测模块能够紧贴骨骼肌，进而能够通过形变反映骨骼肌活动情况，运动服饰穿戴后与骨骼肌不接触部分可以紧身，也可以宽松，都在本专利技术的保护范围内，本专利技术的反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰包括服饰本体、中央处理器和监测模块；监测模块固定在服饰本体上，用于在穿戴服饰本体后与骨骼肌接触，具体为一根或两根以上相互绝缘且间距排列的弹性导电纤维，弹性导电纤维的排列原则为穿戴服饰本体后其能够环绕骨骼肌纤维，弹性导电纤维具有电阻应变响应性，即其弹性形变范围与应变响应区间重叠，能够将尺寸变化转换为电阻变化；本专利技术的弹性导电纤维的根数越多，即采样点越多，所得数据越准确和全面；本专利技术的弹性导电纤维为两根以上时，两根以上的弹性导电纤维相互绝缘的主要目的是为了防止多根弹性导电纤维之间相互接触影响电阻，从而影响测量数据的准确性；本专利技术的弹性导电纤维在不受拉伸情况下为松弛卷曲结构，此时电阻率较大，无应变响应信号产生，在受到外力拉伸的情况下，卷曲逐渐消失，纤维伸长，电阻率相应降低，当卷曲完全消失即纤维伸直时出现电阻应变响应信号，进一步对该纤维进行拉伸，纤维出现弹性形变，根据弹性形变程度，电阻应变响应信号出现相应变化，从而根据电阻应变响应信号的变化来确定弹性导电纤维的伸展长度，进而准确反映穿戴者的骨骼肌活动，实现上述功能的装置具体如以下示例所示：单根弹性导电纤维上设有两个以上测量点，中央处理器与测量点连接，用于为弹性导电纤维提供小于10mA的电流后，采集不同测量点之间的电压信号和电流信号，并转化为弹性导电纤维的伸展长度信号后反映骨骼肌活动，伸展长度d的计算公式如下：d＝a(V/I×t×π/ln2)+b；其中，伸展长度d的单位为cm，V为两个测量点之间的电压，单位为mV，I为两个测量点之间的电流，单位为mA，t为弹性导电纤维的厚度，单位为cm，a和b为系数，单位分别为mA/mV/cm和cm，a和b是通过多次测量已知伸展长度d和厚度t的弹性导电纤维中两个测量点之间的电压和电流后进行最小二乘拟合得到的；反映骨骼肌活动是指当连续时间内弹性导电纤维的伸展长度递增时，中央处理器输出骨骼肌正在进行收缩活动；当连续时间内弹性导电纤维的伸展长度递减时，中央处理器输出骨骼肌正在进行舒张活动。现有技术中的智能可穿戴设备为反映人体活动情况，一般采用肌电感应装置采集肌肉活动电信号(肌电信号)，然后采用印刷电路一端连接肌电感应装置、重力传感器和加速度传感器，另一端连接中央信号处理器。肌电感应装置为了防水一般都会采用硅胶基质层保护内在传感器，因此硅胶基质层和肌电感应装置穿着舒适度极低，且影响美观，同时又由于设备上肌电感应装置的数量、可覆盖范围以及存在形式是一定的，因此在人体运动时，其采集的数据的并不完整和准确。而本专利技术通过利用弹性导电纤维的弹性和电阻应变响应性，采集弹性导电纤维上的电流和电压信号，并将其转化为弹性导电纤维的伸展长度信号从而反映骨骼肌的活动情况，具有穿着舒适性好且采集数据精确的特点。作为优选的技术方案如上所述的一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰的形式为紧身运动衣套装、紧身运动背心、运动紧身长裤、运动紧身短裤、运动发带、运动手环、运动臂环、运动腰带或运动护膝等，此处仅列举一些常见的形式，本专利技术的保护范围不限于此，其他运动配饰同样在本专利技术的保护范围内。如上所述的一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，所述骨骼肌为胸大肌、三角肌、背阔肌、肱二头肌、肱三头肌、臀大肌、股四头肌、腘绳肌群、比目鱼肌和腓肠肌中的一种以上；服饰本体中用于覆盖胸大肌的服饰部件为前片胸部，固定在前片胸部中的弹性导电纤维与胸宽线的夹角大于90°；服饰本体中用于覆盖三角肌的服饰部件为袖片上部连接袖窿处，固定在袖片上部连接袖窿处中的弹性导电纤维与袖窿平行；服饰本体中用于覆盖背阔肌的服饰部件为衣后片，固定在衣后片中的弹性导电纤维与前后片缝合线及背中缝垂直；服饰本体中用于覆盖肱二头肌和肱三头肌的服饰部件为袖片上部袖窿至肘关节处，固定在袖片上部袖窿至肘关节处中的弹性导电纤维与袖窿平行；服饰本体中用于覆盖臀大肌的服饰部件为裤腰省后片，固定在裤腰省后片中的弹性导电纤维与裆部缝合线垂直；服饰本体中用于覆盖股四头肌的服饰部件为上裆至中裆前片，固定在上裆至中裆前片中的弹性导电纤维与裆部缝合线垂直；服饰本体中用于覆盖腘绳肌群的服饰部件为上裆至中裆后片，固定在上裆至中裆后片中的弹性导电纤维与裆部缝合线垂直；服饰本体中用于覆盖腓肠肌和比目鱼肌的服饰部件为后片脚口连接膝盖处，固定在后片脚口连接膝盖处中的弹性导电纤维与后片脚口平行。此处仅列举一些常见的骨骼肌，本专利技术的保护范围不限于此，其他骨骼肌同样适用于本专利技术，本专利技术覆盖骨骼肌的服饰部件中弹性导电纤维的排列形式不限于此，只要能保证穿戴后其能够环绕骨骼肌纤维即可。如上所述的一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，不同骨骼肌对应的弹性导电纤维与不同的中央处理器连接；同一骨骼肌对应的多根弹性导电纤维上测量点的数量同为m，沿相同方向将每根弹性导电纤维上的测量点从1至m编号，j＝1,2,...,m，多根弹性导电纤维上编号为j的测量点通过电路模块串本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，其特征是：包括服饰本体、中央处理器和监测模块；监测模块固定在服饰本体上，用于在穿戴服饰本体后与骨骼肌接触，具体为一根或两根以上相互绝缘且间距排列的弹性导电纤维，弹性导电纤维的排列原则为穿戴服饰本体后其能够环绕骨骼肌纤维，弹性导电纤维具有电阻应变响应性；单根弹性导电纤维上设有两个以上测量点，中央处理器与测量点连接，用于为弹性导电纤维提供小于10mA的电流后，采集不同测量点之间的电压信号和电流信号，并转化为弹性导电纤维的伸展长度信号后反映骨骼肌活动，伸展长度d的计算公式如下：d＝a(V/I×t×π/ln2)+b；其中，伸展长度d的单位为cm，V为两个测量点之间的电压，单位为mV，I为两个测量点之间的电流，单位为mA，t为弹性导电纤维的厚度，单位为cm，a和b为系数，单位分别为mA/mV/cm和cm，a和b是通过多次测量已知伸展长度d和厚度t的弹性导电纤维中两个测量点之间的电压和电流后进行最小二乘拟合得到的；反映骨骼肌活动是指当连续时间内弹性导电纤维的伸展长度递增时，中央处理器输出骨骼肌正在进行收缩活动；当连续时间内弹性导电纤维的伸展长度递减时，中央处理器输出骨骼肌正在进行舒张活动。...

【技术特征摘要】
1.一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，其特征是：包括服饰本体、中央处理器和监测模块；监测模块固定在服饰本体上，用于在穿戴服饰本体后与骨骼肌接触，具体为一根或两根以上相互绝缘且间距排列的弹性导电纤维，弹性导电纤维的排列原则为穿戴服饰本体后其能够环绕骨骼肌纤维，弹性导电纤维具有电阻应变响应性；单根弹性导电纤维上设有两个以上测量点，中央处理器与测量点连接，用于为弹性导电纤维提供小于10mA的电流后，采集不同测量点之间的电压信号和电流信号，并转化为弹性导电纤维的伸展长度信号后反映骨骼肌活动，伸展长度d的计算公式如下：d＝a(V/I×t×π/ln2)+b；其中，伸展长度d的单位为cm，V为两个测量点之间的电压，单位为mV，I为两个测量点之间的电流，单位为mA，t为弹性导电纤维的厚度，单位为cm，a和b为系数，单位分别为mA/mV/cm和cm，a和b是通过多次测量已知伸展长度d和厚度t的弹性导电纤维中两个测量点之间的电压和电流后进行最小二乘拟合得到的；反映骨骼肌活动是指当连续时间内弹性导电纤维的伸展长度递增时，中央处理器输出骨骼肌正在进行收缩活动；当连续时间内弹性导电纤维的伸展长度递减时，中央处理器输出骨骼肌正在进行舒张活动。2.根据权利要求1所述的一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，其特征在于，反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰的形式为紧身运动衣套装、紧身运动背心、运动紧身长裤、运动紧身短裤、运动发带、运动手环、运动臂环、运动腰带或运动护膝。3.根据权利要求2所述的一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，其特征在于，所述骨骼肌为胸大肌、三角肌、背阔肌、肱二头肌、肱三头肌、臀大肌、股四头肌、腘绳肌群、比目鱼肌和腓肠肌中的一种以上；服饰本体中用于覆盖胸大肌的服饰部件为前片胸部，固定在前片胸部中的弹性导电纤维与胸宽线的夹角大于90°；服饰本体中用于覆盖三角肌的服饰部件为袖片上部连接袖窿处，固定在袖片上部连接袖窿处中的弹性导电纤维与袖窿平行；服饰本体中用于覆盖背阔肌的服饰部件为衣后片，固定在衣后片中的弹性导电纤维与前后片缝合线及背中缝垂直；服饰本体中用于覆盖肱二头肌和肱三头肌的服饰部件为袖片上部袖窿至肘关节处，固定在袖片上部袖窿至肘关节处中的弹性导电纤维与袖窿平行；服饰本体中用于覆盖臀大肌的服饰部件为裤腰省后片，固定在裤腰省后片中的弹性导电纤维与裆部缝合线垂直；服饰本体中用于覆盖股四头肌的服饰部件为上裆至中裆前片，固定在上裆至中裆前片中的弹性导电纤维与裆部缝合线垂直；服饰本体中用于覆盖腘绳肌群的服饰部件为上裆至中裆后片，固定在上裆至中裆后片中的弹性导电纤维与裆部缝合线垂直；服饰本体中用于覆盖腓肠肌和比目鱼肌的服饰部件为后片脚口至膝盖处，固定在后片脚口至膝盖处中的弹性导电纤维与后片脚口平行。4.根据权利要求1所述的一种反映骨骼肌活动的智能紧身运动服饰，其特征在于，不同骨骼肌对应的弹性导电纤维与不同的中央...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷尧祥，张跃芳，
申请(专利权)人：殷尧祥，张跃芳，
类型：发明
国别省市：上海,31