[发明专利]一种柔性组合式可穿戴生理及心理状态监测装置

权利要求书

1.一种柔性组合式可穿戴生理及心理状态监测装置，其特征在于：包括柔性导电服装载体(1)，所述的柔性导电服装载体(1)分为背心(2)、衣袖(3)和手套(4)的三个组成部分。

2.根据权利要求1所述的柔性组合式可穿戴生理及心理状态监测装置，其特征在于：所述的背心(2)上设有背心传感模块(521)，背心传感模块(521)包括织物心电电极(9)、呼吸传感单元(11)、皮肤电反应传感单元(12)和体温传感单元(13)，织物心电电极(9)、呼吸传感单元(11)、皮肤电反应传感单元(12)布置于背心(2)内表面，体温传感单元(13)布置于背心(2)任意一处，织物心电电极(9)、呼吸传感单元(11)、皮肤电反应传感单元(12)和体温传感单元(13)均连接到背心(2)上设有的背心可插拔接口(371)；

所述的衣袖(3)上设有臂包(38)，臂包(38)置于上臂的肱二头肌处，控制盒(39)放置于臂包(38)中，控制盒(39)内置有电源模块(41)、控制模块(43)、无线通信模块(40)和指示模块(42)，衣袖(3)上设有衣袖传感模块(522)，衣袖传感模块(522)包括上臂处的衣袖(3)设有的上臂惯性测量单元(15)、手肘关节处的衣袖(3)设有的肘部柔性传感单元(16)、前臂处的衣袖(3)下部设有的前臂惯性测量单元(19)、衣袖(3)下部内表面设有的肌电信号采集单元(20)，衣袖(3)的上下部分别设有衣袖上可插拔接口(372)和衣袖下可插拔接口(373)；控制盒(39)上端的可插拔接口和衣袖上可插拔接口(372)配合连接，控制盒(39)下端的可插拔接口与衣袖(3)上的衣袖传感模块(522)和衣袖下可插拔接口(373)配合连接；

所述的手套(4)上设有手套传感模块(523)，手套传感模块(523)包括弯曲传感单元(24)、张角传感单元(25)和压力传感单元(30)；弯曲传感单元(24)布置于手套(4)上的各个指关节处，张角传感单元(25)布置于手套(4)上的相邻手指之间，压力传感单元(30)布置于接触手背的手套(4)内表面；弯曲传感单元(24)、张角传感单元(25)和压力传感单元(30)均连接到手套(4)上设有的手套可插拔接口(374)。

3.根据权利要求1所述的柔性组合式可穿戴生理及心理状态监测装置，其特征在于：所述控制模块(43)分别与背心传感模块(521)、衣袖传感模块(522)和手套传感模块(523)连接，接收各个传感单元的数据，并处理获得穿戴者当前的生理和心理状态；控制模块(43)分别与电源模块(41)、无线通信模块(40)和指示模块(42)连接，所述控制模块(43)接收电源模块(41)供电，向指示模块(42)发送控制信号，并通过无线通信模块(40)与外部远程终端通信交互信息。

4.根据权利要求1所述的柔性组合式可穿戴生理及心理状态监测装置，其特征在于：所述的无线通信模块(40)采用蓝牙模块、ZigBee模块、WIFI模块等模块中的一种或者几种组合，实现信息传输。

5.根据权利要求1所述的柔性组合式可穿戴生理及心理状态监测装置，其特征在于：所述的指示模块(42)通过有线的方式接收控制模块(43)的控制信号，指示模块(42)包括语音指示模块、显示指示模块、振动指示模块等。

6.根据权利要求1所述的柔性组合式可穿戴生理及心理状态监测装置，其特征在于：所述柔性导电服装载体(1)以弹性织物和手套为基底使用导电织线和纱线缝制而成。

7.根据权利要求2所述的柔性组合式可穿戴生理及心理状态监测装置，其特征在于：所述背心(2)中的织物心电电极(9)为包含弹性布料(44)、柔性绝缘夹层(45)和导电织物(46)的三层结构，弹性布料(44)、柔性绝缘夹层(45)和导电织物(46)分别作为基底层、支撑夹层和传感层，将弹性布料(44)和导电织物(46)分别剪裁成相同大小的形状，弹性布料(44)和导电织物(46)将中间的柔性绝缘夹层(45)完全包覆后在边缘缝合，电极上缝制有导电织线。

8.根据权利要求2所述的柔性组合式可穿戴生理及心理状态监测装置，其特征在于：所述衣袖(3)的肘部柔性传感单元(16)完全包覆肘关节，包括从内到外的底层、中间层和顶层的三层结构：底层采用底层布料(47)，底层布料(47)直接接触人体皮肤，不进行缝制加工；中间层由导电子层和敏感子层两部分组成，导电子层由两条导电布(49)和粘结剂(48)制成，导电布(49)通过粘结剂(48)固定于底层布料(47)外表面；敏感子层由弹力导电织物(50)和粘结剂(48)制成，弹力导电织物(50)剪裁为贴合手臂肘关节的形状，可为椭圆形或矩形等，弹力导电织物(50)通过粘结剂(48)固定在导电子层外表面；弹力导电织物(50)通过阻抗变化检测肘部关节的弯曲夹角，弹力导电织物(50)通过导电布(49)连接到电路中；顶层采用顶层面料(51)，顶层面料(51)覆盖住肘部柔性传感单元，顶层通过粘结剂(48)固定于敏感子层外表面；底层、中间层和顶层的各层材料固定后，采用高温加热方式将各层粘结在一起。