用于智能服装的信号处理装置、穿戴衣

1.本实用新型涉及生物电信号检测技术领域，尤其涉及一种用于智能服装的信号处理装置、智能服装。


背景技术：

2.智能服装是近年来的研究热点，结合了电子信息技术、传感器技术、纺织科学、材料科学等相关领域的前沿技术，将纺织传感器集成到服装中，实现人体各个生理参数的监测。主要应用于人体保健、健康管理、疾病预防、运动训练、科技服装时尚等领域。
3.目前智能服装上的信号处理器通常采用纽扣作为安装结构，纽扣尺寸大，不适用于多触点的连接，且信号处理器装卸不便捷。


技术实现要素：

4.为了实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现。
5.本实用新型提供用于智能服装的信号处理装置，包括：
6.信号处理器，用以接收人体生物电信号并转换为数字信号；所述信号处理器设有若干信号触点；
7.底座，包括安装座、基座；所述安装座、所述基座自服装的外层面料两侧相固定并夹持所述外层面料；所述安装座设有若干第一金属触点；所述第一金属触点与服装内的信号采集装置通过导线电性连接；
8.所述信号处理器与所述安装座相卡接，并使得若干所述信号触点分别与若干所述第一金属触点接触导通，以接收并处理所述信号采集装置发出的人体生物电信号。
9.优选地，所述信号处理器两侧分别设有第一卡槽，所述安装座设有相匹配的卡接凸起；所述卡接凸起卡入所述第一卡槽，以实现卡接。
10.优选地，所述安装座正面设有凹腔，所述信号处理器底部设有弹性锁件；所述信号处理器、所述安装座卡装到位时，所述弹性锁件伸入所述凹腔内，以实现锁定。
11.优选地，所述安装座正面设有凸起部；所述凸起部包括沿卡装方向逐渐收窄的楔形结构、设置于所述楔形结构矮端且呈平台结构的安装部；所述信号处理器底部设有与所述凸起部形状相匹配的第二卡槽；所述第一金属触点、所述信号触点分别设置于所述安装部、所述第二卡槽区域；所述凸起部卡入所述第二卡槽并使得所述第一金属触点压紧于相匹配的所述信号触点。
12.优选地，所述楔形结构上下表面夹角为4
°‑6°
。
13.优选地，还包括fpc板，设置于所述基座与所述外层面料之间；所述fpc板设有若干第二金属触点；若干第二金属触点分别与若干所述第一金属触点接触导通；其中，
14.所述fpc板与服装内若干导线电性连接，以使得所述第一金属触点与所述导线电性连接。
15.优选地，所述fpc板背面设有若干焊盘；所述基座设有若干容腔，用以容纳导电漆；
其中，
16.一所述焊盘、一所述导线、一所述容腔三者依次位置相对应，所述焊盘与所述容腔夹持的所述导电漆固化以固接所述导线。
17.优选地，所述容腔靠近所述基座侧端的一侧壁设有缺口，用以溢料。
18.优选地，所述基座包括第一基座、第二基座；所述第一基座、第二基座分别自服装的内层面料两侧相固定并夹持所述内层面料；所述安装座固定于所述第一基座。
19.本实用新型第二个目的是提供一种穿戴衣，包括：
20.可穿戴于身体的服装；
21.设置于所述服装上的若干信号采集组件及如上所述的用于智能服装的信号处理装置；所述信号采集组件通过导线与所述底座电性连接，以通过底座将采集到的人体生物电信号传输至所述信号处理器。
22.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
23.本实用新型提供用于智能服装的信号处理装置，底座设计成相固定的安装座、基座的结构，便于底座固定于外层面料上，装配便捷，无需在外层面料上开设相应的复杂装配结构，降低底座的安装对服装面料强度影响。信号处理器的安装，通过其与安装座的卡接实现。一方面便于信号处理器装配于服装表面；另一方面信号处理器与底座固定牢固，相互之间不易产生晃动。此外，安装座具有足够的区域用以多金属触点设计，以配合服装内的多个信号采集组件，实现多项生理参数的监测。
24.在一优选方案中，安装座设置凸起部，用以安装第一金属触点；凸起部的楔形结构与信号处理器设有信号触点的第二卡槽轮廓相匹配，凸起部卡入第二卡槽过程中使得第一金属触点逐渐压紧信号触点，增加两触点区域连接的紧密性。
25.在一优选方案中，底座通过fpc板与导线电性连接，无需焊接，无需高温条件，可适用于金属导线或弹性非金属导线的连接，便于多根导线稳定汇集。进一步地，在基座设设有容腔，容腔靠近基座侧端的一侧壁设有缺口，使得底座装配过程中外溢的导电漆溢出至基座外，以免导电漆积留于fpc板与基座装配缝隙处而影响了fpc板与导线的电性连接。
26.本上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
27.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本技术的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
28.图1为本实用新型的一实施例中装置本体的爆炸结构示意图；
29.图2为本实用新型的又一实施例中装置本体的与服装面料层装配结构爆炸示意图；
30.图3为本实用新型的导线与第一基座装配结构爆炸示意图；
31.图4为本实用新型的信号处理器的立体结构示意图；
32.图5为本实用新型的信号处理器的局部结构爆炸示意图；
33.图6为本实用新型的安装座的立体结构示意图；
34.图7为本实用新型一实施例中装置本体的立体结构示意图；
35.图8为本实用新型的信号采集组件、信号处理装置、导线的连接关系示意图；
36.图9为本实用新型一实施例中服装内表面的正视图。
37.图中：
38.100、穿戴衣本体；
39.10、装置本体；11、信号处理器；111、信号触点；112、第一卡槽；113、弹性锁件；114、第二卡槽；1141、第二安装槽；115、指示灯窗口；116、防滑部；117、开口；118、usb接口；1101、第一盒体；11011、扣槽；1102、第二盒体；11021、扣接部；12、底座；121、安装座；1211、第一金属触点；1212、卡接凸起；1213、凹腔；1214、凸起部；12141、楔形结构；12142、安装部；121421、第一安装槽；1215、侧壁结构；1216、底板；1217、第一固定孔；1218、定位凸起；122、基座；1221、容腔；12211、缺口；1222、第二固定孔；1223、定位孔；122a、第一基座；122b、第二基座；13、fpc板；131、第二金属触点；132、第二让位缺口；
40.20、心电电极；
41.30、导线；
42.40、服装；41、外层面料；411、第一让位缺口；42、内层面料；
43.50、温度传感器；
44.60、呼吸传感器。
具体实施方式
45.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如中心、厚度、高度、长度、前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词为基于附图所示的方位或位置关系。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
46.下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
47.实施例1
48.本实用新型提供一种用于智能服装的信号处理装置，如图1、图4所示，包括装置本体10，装置本体10包括：
49.信号处理器11，用以接收人体生物电信号并转换为数字信号；所述信号处理器11设有若干信号触点111；
50.底座12，包括安装座121、基座122；所述安装座121、所述基座122自服装40的外层面料41两侧相固定并夹持所述外层面料41；所述安装座121设有若干第一金属触点1211；所
述第一金属触点1211与服装40内的信号采集装置通过导线30电性连接；
51.所述信号处理器11与所述安装座121相卡接，并使得若干所述信号触点111分别与若干所述第一金属触点1211接触导通，以接收并处理所述信号采集装置发出的人体生物电信号。
52.具体地，安装座121、基座122分别安装于外层面料41的两侧，安装座121、基座122可通过紧固件固定，并在外层面料41上开设让位孔，用以让位紧固件的装配。底座12设计成相固定的安装座121、基座122的结构，便于底座12固定于外层面料41上，装配便捷，无需在外层面料41上开设相应的复杂装配结构，降低底座12的安装对服装面料强度影响。
53.信号处理器11的安装，通过其与安装座121的卡接实现。一方面便于信号处理器装配于服装40表面；另一方面信号处理器11与底座12固定牢固，相互之间不易产生晃动。此外，安装座121具有足够的区域用以多金属触点设计，以配合服装40上的多个信号采集组件，实现多项生理参数的监测。
54.在一实施例中，信号处理器11还包括主控模块、存储模块、蓝牙模块、ad模块、电源模块。当信号处理器11与底座12装配到位，若干信号触点111分别与若干第一金属触点1211接触导通，第一金属触点1211与服装40上的信号采集装置通过导线30电性连接，信号采集装置采集到的人体生物电信号依次通过导通的第一金属触点1211、信号触点111传递至ad模块。具体地，ad模块与服装40上的信号采集装置通过导线30电性连接，用以接收服装40上信号采集装置采集到的人体生物电信号并将人体生物电信号进行模数转换，转换为数字信号。主控模块分别与ad模块、存储模块、蓝牙模块、电源模块电性连接。主控模块用以接收ad模块处理后的数字信号并经过数据分析和运算转换为用户需要的数据形式。存储模块用以将主控模块处理后形成的数据存储起来。蓝牙模块通过无线信号与远程智能终端设备连接，用以将主控模块处理后的数据发送至远程智能终端设备。电源模块用以为其余模块供电。
55.进一步地，信号处理器11还包括九轴加速度传感器或三轴加速度传感器，用以获取用户静止、走动、跑动不同状态信息，以便根据不同状态解析人体生物电信号。
56.在一实施例中，如图1所示，所述信号处理器11两侧分别设有第一卡槽112，所述安装座121设有相匹配的卡接凸起1212；所述卡接凸起1212卡入所述第一卡槽112，以实现卡接。第一卡槽112、卡接凸起1212结构简单、便于加工，且该卡接装配结构占用空间小，有利于装置本体10的小型化设计。
57.在一实施例中，所述信号处理器11为盒体结构，内部设有用以容纳主控模块、存储模块、蓝牙模块、ad模块、电源模块、九轴加速度传感器或三轴加速度传感器的空腔。所述信号处理器11结构简单、小巧轻便，容量大。进一步地，所述信号处理器11两侧外表面内凹形成第一卡槽112，加工简便。进一步地，第一卡槽112靠近所述信号处理器11底部设置，以缩小卡接凸起1212与安装座121底表面的距离，有利于安装座121的小型化设计。
58.进一步地，所述安装座121两侧朝向所述信号处理器11延伸形成两侧壁结构1215，所述卡接凸起1212设置于所述侧壁结构1215。具体地，安装座121包括底板1216，底板1216两侧朝向所述信号处理器11延伸形成两侧壁结构1215。所述卡接凸起1212卡入相应所述第一卡槽112内后，所述侧壁结构1215内表面抵靠于所述信号处理器11外表面，以稳固两者的卡接。
59.进一步地，所述第一卡槽112沿所述信号处理器11长度方向延伸，以增大所述第一卡槽112与所述卡接凸起1212卡接面积，增加卡接牢固度。
60.在一实施例中，第一金属触点1211为金属弹针，具有一定的弹性。第一金属触点1211与信号触点111接触导通前，第一金属触点1211凸出于安装座121正面，通过第一金属触点1211与信号触点111相互压紧实现接触导通，压紧时，第一金属触点1211回缩，第一金属触点1211外露表面与安装座121正面齐平，使得安装座121的金属触点区域与信号处理器11的信号处理区域实现面面接触，减少装配缝隙，提高防水性，以免触点区域发生短路。应单理解，安装座121的正面表示安装座121朝向信号处理器11的一面，安装座121的背面表示安装座121朝向外层面料41的一面。
61.在一实施例中，如图1、图4所示，所述安装座121正面设有凹腔1213，所述信号处理器11底部设有弹性锁件113；所述信号处理器11、所述安装座121卡装到位时，所述弹性锁件113伸入所述凹腔1213内，以实现锁定。通过第一卡槽112与卡接凸起1212的卡接，限制所述信号处理器11沿远离或靠近所述底座12的运动。第一卡槽112与卡接凸起1212之间相互的摩擦力，一定程度能够限制所述卡接凸起1212脱离所述第一卡槽112的运动；为了防止在装置本体10受到较大外力时卡接凸起1212不会自第一卡槽112内脱离，通过弹性锁件113伸入凹腔1213赖限制所述信号处理器11沿所述第一卡槽112延伸方向的运动，确保所述信号处理器11安装牢固。此外，当所述信号处理器11、所述安装座121到位时，弹性锁件113弹入凹腔1213内时发出机械声，起到提示安装到位的作用，用户可撤去装配施加力。
62.在一实施例中，如图1、图4所示，所述安装座121正面设有凸起部1214；所述凸起部1214包括沿卡装方向逐渐收窄的楔形结构12141、设置于所述楔形结构12141矮端且呈平台结构的安装部12142；所述信号处理器11底部设有与所述凸起部1214形状相匹配的第二卡槽114；所述第一金属触点1211、所述信号触点111分别设置于所述安装部12142、所述第二卡槽114区域；所述凸起部1214卡入所述第二卡槽114并使得所述第一金属触点1211压紧于相匹配的所述信号触点111。具体地，第二卡槽114与凸起部1214轮廓相匹配，则第二卡槽114与楔形结构12141相对应的区域沿卡装方向逐渐收窄。安装部12142设有若干第一安装槽121421，一所述第一安装槽121421固定一所述第一金属触点1211，所述第一金属触点1211凸出于第一安装槽121421的朝向信号处理器11的一表面。所述第二卡槽114设有若干第二安装槽1141，一所述第二安装槽1141固定一所述信号触点111。设计楔形结构12141沿卡装方向逐渐收窄，使得凸起部1214自第二卡槽114开口端卡入过程中，楔形结构12141与第二卡槽114内表面逐渐压紧，进而使得第一金属触点1211、信号触点111之间逐渐压紧以实现电性导通。即通过楔形结构12141的设计，使得信号处理器11的信号触点区域与底座12的金属触点区域紧密连接，不易随着用户运动而发生两触点区域之间错位松动，适用于可穿戴设备。
63.进一步地，所述楔形结构12141上下表面夹角为4
°‑6°
，使得凸起部1214与第二卡槽114内表面卡紧压实的同时便于凸起部1214与第二卡槽114的卡接。
64.在一实施例中，如图2、图3所示，还包括fpc板13，设置于所述基座122与所述外层面料41之间；所述fpc板13设有若干第二金属触点131；若干第二金属触点131分别与若干所述第一金属触点1211接触导通；其中，
65.所述fpc板13与服装40内若干导线电性连接，以使得所述第一金属触点1211与所
述导线电性连接。通过fpc板13使得服装40内的导线与安装座121的电性连接，fpc板13体积小巧且具有良好的柔性，可随衣服揉曲而发生变形，不易折断。具体地，外层面料41设有第一让位缺口411，用以让位安装座121上的第一金属触点1211与fpc板13上的第二金属触点131接触导通。
66.进一步地，所述fpc板13背面设有若干焊盘(图中未示出)；所述基座122设有若干容腔1221，用以容纳导电漆；其中，
67.一所述焊盘、一所述导线、一所述容腔1221三者依次位置相对应，所述焊盘与所述容腔1221夹持的所述导电漆固化以固接所述导线。具体地，安装座121与基座122分别自外层面料41的外侧、内侧相固定时，安装座121、基座122分别对fpc板13的两表面施加机械力，使得fpc按压于基座122；焊盘、容腔1221共同夹持形成盛放导电漆的空间。fpc板13的焊盘将导线30按压入导电漆内，导电漆固化后固定住导线30并使得导线30与fpc板13电性连接。采用fpc板13与导电漆相配合的方案实现对导线30的固定，替代焊接方案，无需高温处理，安全且降低加工难度。通过导电漆固化结合安装座121、基座122相固定形成的机械力，提高导线30的固定牢固度；此外，导线30可采用金属导线或弹性非金属导线，不局限于焊接工艺采用金属导线的方案。此外，fpc板13的设置，体积小巧，且可根据服装采集信号需求实现多根导线30的固接，接线集成度高，适用于各种柔性可穿戴设备。
68.进一步地，导电漆为导电银漆，室温下10分钟左右开始固化，静置22-26小时即可完全固化。
69.在一实施例中，所述容腔1221靠近所述基座122侧端的一侧壁设有缺口12211，用以溢料。安装座121、基座122相固定并将fpc板13按压于基座122上时，此时容腔1221内的导电漆在fpc板13按压下发生外溢，开设缺口12211，以形成容腔1221内的导电漆外溢口，使得导电漆外溢至基座122外侧，以免导电漆向fpc板13内部区域溢出，而导致电性连接的短路，使得多根导线30稳定可靠汇集后固定于fpc板13背面。
70.在一实施例中，如图1、图6所示，安装座121设有若干第一固定孔1217、基座122分别设有若干第二固定孔1222，通过紧固件依次穿过第一固定孔1217、第二固定孔1222或依次穿过第二固定孔1222、第一固定孔1217实现固定；fpc板13设有若干第二让位缺口132，用以让位安装座121、基座122通过紧固件固定。进一步地，为了避免紧固件安装时抵触到信号处理器11外表面而影响信号处理器11的性能，第一固定孔1217为盲孔，第二固定孔1222为通孔，紧固件依次穿过第二固定孔1222、第一固定孔1217实现固定。
71.进一步地，为了降低安装座121、基座122的装配难度，安装座121设有若干定位凸起1218，基座122设有若干相匹配的定位孔1223。装配安装座121、基座122时，定位凸起1218对准相匹配的定位孔1223伸入，再通过紧固件穿过第二固定孔1222、第一固定孔1217实现固定。
72.在一实施例中，如图2所示，所述基座122包括第一基座122a、第二基座122b；所述第一基座122a、第二基座122b分别自服装40的内层面料42两侧相固定并夹持所述内层面料42；所述安装座121固定于所述第一基座122a。具体地，服装为了容纳导线30、信号采集装置，服装40至少具有两层面料。进一步地，为了节省服装成本及提高服装贴肤时的舒适度，服装40具有两层面料，即外层面料41、内层面料42。为了便于安装座121与基座122的紧固件连接，以及降低内层面料42相对基座122的滑动，通过设置第一基座122a、第二基座122b的
设置，使得基座122与内层面料42相固定，且第一基座122a、第二基座122b装配简单，通过紧固件配合第二基座122b上、第一基座122a、安装座121对应的固定孔即可实现固定。内层面料42仅需开设让位紧固件穿过的孔洞即可，简化对内层面料42的加工工序。
73.在一实施例中，第一基座122a、第二基座122b结构相同。在又一实施例中，为了降低加工成本，第一基座122a、第二基座122b结构不一样，第一基座122a设有若干用以容纳导电漆的容腔1221，容腔1221靠近第一基座122a侧端的一侧设有用以溢料的缺口。第二基座122b为平板结构。
74.在一实施例中，所述信号处理器11、所述安装座121的触点111数目均为九个并呈阵列排布；安装座121上的一个第一金属触点1211对应服装40上一路的信号采集信息，第一金属触点1211与相应的信号触点111接触导通后将该路的信号采集信息传递至信号处理器11。所述信号处理器11、所述安装座121结构简单，便于开设相应触点结构，可增加装置本体10的触点数目，以配合多项人体生物电信号的处理。具体地，在一实施例中，如图8、图9所示，服装40上设有的信号采集装置包括五个用以检测心电信号的心电电极20、一个用以检测当前体温的温度传感器50、一个用以检测呼吸应变的呼吸传感器60，呼吸传感器60为带状并设置于两侧面料之间；其中，靠近胸口设置的两心电电极20还用以检测胸阻抗；其余三心电电极20分别靠近人体左下肋骨、右下腹、左下腹设置。导线30数目为九根，信号处理器11上的信号触点111数目为九个，安装座121上的第一金属触点1211数目为九个，以使得装置本体10接收并处理五个心电电极20采集的心电信号、温度传感器50采集的温度电信号、呼吸传感器60采集的呼吸应变电信号、两个靠近胸口的心电电极20采集的胸阻抗电信号，以实现三导心电、一导呼吸、一导体温的监测；其中胸阻抗复用三导心电中的两电极。
75.进一步地，九个触点呈3
×
3阵列排布。即九个信号触点111、九个第一金属触点1211均呈3
×
3阵列排布，排布紧凑，有利于装置本体10的小型化设计。进一步地，触点数目还可为更多个，以接入更多路的信号。
76.在一实施例中，信号处理器11内设置信号指示灯(图中未示出)，信号处理器11盒体设有指示灯窗口115，通过指示灯窗口115观看信号指示灯，通过信号指示灯以指示信号处理器11当前工作状态。其中，信号处理器11当前工作状态包括正常运行状态、异常运行状态；正常运行状态包括连接蓝牙状态或不连接蓝牙状态；异常运行状态为信号读取异常状态，包括心电读取异常状态或体温读取异常状态或呼吸读取异常状态或数据存储异常状态。当信号处理器11内设置三轴加速度传感器或九轴加速度传感器时，异常运行状态还包括三轴加速度传感器或九轴加速度传感器读取异常状态。
77.在一实施例中，信号处理器11设置感应开关(图中未示出)，用以通过人体感应结果开启或关闭信号处理器11，替代传统机械开关，以简化信号处理器11的结构设计，有利于信号处理器11的小型化设计，且提高防水性能。
78.在一实施例中，如图1所示，信号处理器11外表面设有防滑部116，用以增加其与用户接触部位的摩擦力，以便于用户装卸信号处理器11、安装座121。此外，防滑部116还起到辅助用户找到装卸时着力部位，便于装卸。
79.在一实施例中，如图5所示，信号处理器11盒体设有开口117，开口117处设有usb接口118，通过数据线以传输数据或充电。
80.在一实施例中，如图5所示，信号处理器11呈盒体结构，包括第一盒体1101、第二盒
体1102，第一盒体1101、第二盒体1102共同夹持形成一空腔，该空腔用以容纳主控模块、存储模块、蓝牙模块、ad模块、电源模块、九轴加速度传感器或三轴加速度传感器，以便于各模块的装卸或更换。
81.进一步地，第一盒体1101、第二盒体1102通过扣槽与扣接部实现快速装配。具体地，第一盒体1101两侧设有若干扣槽11011，第二盒体1102两侧设有若干扣接部11021，扣槽11011与扣接部11021相扣接，以实现两盒体的快速装卸。
82.在一实施例中，装置本体10为长方形或正方形，信号处理器11、底座12相应设计为长方形，以便于两者卡接。
83.实施例2
84.本实用新型提供一种穿戴衣，如图1至图9所示，包括穿戴衣本体100，所述穿戴衣本体100包括：可穿戴于身体的服装40；
85.设置于所述服装40上的若干信号采集组件及如上所述的用于智能服装的信号处理装置；所述信号采集组件通过导线与所述底座12电性连接，以通过底座12将采集到的人体生物电信号传输至所述信号处理器11。装置本体10结构简单小巧、装配简便，可设置多触点结构，以满足服装40的多个信号采集组件的信息传递。
86.以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。