[发明专利]感测和响应织物

说明书

技术领域

本发明涉及织物和服装领域，具体地，涉及一种感测条件并对这些条件做出响应的织物。

背景技术

在计算性能不断提高并且环境控制系统变得更为高级和自动化的同时，织物继续依赖于基础材料的被动的物理特性。只要环境是静态的，这可能就足够了。然而，如果周围环境变化，那么织物就会变得不适于特定的应用。结果，在进入温暖或炎热天气之前，必须换掉适合于寒冷天气的衣物，反之亦然。类似地，绝热的外套可以在寒冷时避免热损失，但在较高温度中会造成过热。取决于如何使用织物，在任何这种环境中更换织物都会是不方便的、有代价的、或者有延迟。

另一方面，计算和信息处理设备在成为人类环境中无处不在的方向上发展。嵌入器具中的可穿戴计算系统以及设备日益普遍并连接到互联网。

附图说明

在附图的图中示例性而非限制性地示出了发明的实施例，其中，相似的附图标记指代相似的元件。

图1是根据本发明实施例的具有感测和响应元件并缝制在一起以形成衬衫的织物的示图。

图2是根据本发明实施例的织物的示图，示出具有结构、传感器和换能器纤维的编织法。

图3是根据本发明实施例的温度感测线的示图。

图4是根据本发明实施例的热换能线的示图。

图5是根据本发明实施例的应力感测线的示图。

图6是根据本发明实施例的收缩换能线（constrictive transducing thread）的示图。

图7是根据本发明实施例的织物中的感测及换能的过程流程图。

图8是根据本发明另一个实施例的织物中的感测及换能的过程流程图。

图9是根据本发明第三实施例的织物中的感测及换能的过程流程图。

图10是根据本发明实施例的计算设备的方框图。

具体实施方式

本发明涉及基于可穿戴的和嵌入式的织物的电子设备。如本文所述的，可以制造具有感测环境并依据所感测的来调整其特性的能力的织物或纺织品。这个功能可以基于装入织物装置中的程序，或基于来自人或控制信息系统的指令。这种织物可以应用于服装、室内装潢、构件、和过滤器等中。织物可以制成系统，包括大量的各种传感器和换能器线。系统可以由与电子线相连的CPU（中央处理单元）控制，并可以包含电池，以便为其操作供电。CPU可以无线连接到主计算系统，例如“智能家庭”系统，或制造控制系统。

可以使织物看起来几乎是有知觉的，因为它像是统一的系统，感测多个物理量，并基于所述感测调整其响应。嵌入式处理器运行程序，以解释感测的物理量，并确定响应。处理器可以使用自学AI（人工智能）来控制织物。织物可以在没有人干预或个人用户接口的情况下动作。

图1是服装10（例如衬衫）的示图，使用专门的织物将其编织或缝制的一起。尽管示出了衬衫，但类似的原理可以应用于其他服装，例如裤子、鞋、长统袜、裙子、罩衫、便帽和帽子，以及应用于其他类型的织物实施方式，例如帏帐、帘子、管道包覆物、绝热体等。衬衫10具有处理系统12，例如芯片上系统（SOC），其可以包括处理资源、存储器程序指令和输入/输出（I/O）接口。SOC由耦合到SOC的电池14供电。衬衫的织物具有结构线（未示出）、传感器线16和换能器线18。

结构线向织物提供结构，保持并承载传感器和换能器线。结构线还将传感器和换能器线保持在织物内的特定位置。取决于具体实施方式，它们可以保持传感器和换能器线的特定距离或位置。

传感器线耦合到芯片上系统的处理器，并将传感器输入提供到处理器中。换能器线18由处理器启动，在这个实例中显示为耦合到电池14，使得换能器线可以被供电。然而，换能器线可以耦合到处理器或专用接口，以允许对换能器线供电并控制换能器线。服装还包括天线20，其可以用于允许SOC出于各种目的而与外部设备通信。

在实施例中，无线连接用于从人、制造控制系统或“智能家庭”发送对织物响应的指令。在另一个实施例中，无线连接向更广泛的传感器网络发送织物的状态。而且，系统的操作的电力可以从外部源无线地传送。

传感器线和换能器线可以编织到具有结构线的服装中，或者应用到构成服装的织物结构外部的服装上。SOC和电池可以携带在小袋中或以任意各种不同方式集成到服装中。

可替换地，电池可以由电流线或纤维构成，将它们编织到服装中或贴附到服装上。电流线可以连接到处理器，以便为处理器供电，还可以或可替换地连接到传感器或换能器纤维，用以向传感器或换能器供电。电流纤维可以基于周围环境或基于织物中的其他材料产生电流。