专利名称：面向多点位压力监测的数据处理装置及系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及功能性织物技术领域，更具体地说，涉及一种面向多点位压力监测的数据处理装置及系统。
背景技术：
随着科技不断发展，越来越多的技术手段运用于运动织物领域和医疗织物领域，为人们的运动生活及医疗保健提供便利。压力紧身弹力服装及佩戴件，以及压力治疗绷带、护具等织物逐渐渗透在人们的生活中，较为常见的几种应用有通过基于人体功效学研究而产生的压缩紧身运动服用以稳固肌肉及减少运动损伤和体能消耗；通过应用渐进式梯度压力设计的保健和医疗用压力袜对下肢静脉疾病进行预防和治疗；其设计原理进一步延伸至训练和竞技领域的绑腿、高表现运动紧裤及袖套，以及，物理性压力疗法以预防烧伤后增生性疤痕的弹性压力绷带。目前针对上述服装或医疗用织物的压力监测多采用压力测试仪，有所述压力测试仪为气动/气充式压力传感器、其初始状态厚度为3_、直径达3cm，厚度为2_的压力计压力探针，4mm厚的嵌于腿模的传感器、或尺寸为46cmX46cm的电容式压力传感器进行压力监测。然而，上述形态的传感器或装置至少存在如下缺点在对被测者肌肤和织物间多点压力进行测试及服装穿戴或织物使用时存在着不适宜或不方便穿着使用的现象，且因元件厚度或体积较大易出现服装与肌肤表皮之间，以及织物与织物之间接触面曲率等物理参数的变化，从而影响实际压力数值的准确性；同时，有些为单点测试，并且上述传感器中的多点测试有一定局限性，即仅能对一个连续纵向方向的压力进行监测且不易运用在行动状态中。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供一种面向多点压力监测的数据处理装置及系统，以实现进行织物多点位压力监测时，穿着或使用方便、监测准确且可达到运动状态实时监测的效果。一种面向多点位压力监测的数据处理装置，包括织物内表面与待测点位间的多个挠性压力传感器、导线及压力信号处理单元，所述装置可固定装设于所述织物内表面和待测点位间，所述待测点位包括待测者体表待测点和/或另一织物外表面，其中所述挠性压力传感器的模拟信号输出端通过导线与所述压力信号处理单元的输入端连接；所述挠性压力传感器获取预设监测条件下所述织物内表面与待测点间的感应压力值，并将所述感应压力值传送至所述压力信号处理单元中；利用所述压力信号处理单元将多个所述感应压力值放大处理后与存储的监测压力描述表中的压力值比对并分析后，得到针对该织物的多点位压力监测结果并输出。[0010]优选地，所述导线具体为以“之”字形缝制于所述织物内表面的导电纱线；所述压力信号处理单元包括依次连接的信号放大单元、处理器和输出单元。为了完善上述方案，所述装置还包括与所述处理器连接的显示单元和储存单元，分别将多个所述感应压力值及所述多点位压力监测结果即时显示并存储。与所述处理器连接的网络�？椋糜诮稣攵愿弥锏亩嗟阄谎沽嗖饨峁ü锪湓冻滔允荆灰约埃衿鞫斯菇ǖ乃黾嗖庋沽γ枋霰矸⑺椭了鲅沽π藕糯淼ピ胁⒋娲ⅲ黾嗖庋沽γ枋霰戆ǜ菰ど杓嗖馓跫碌睦费沽Σ饬恐等范ǖ牟慰佳沽χ岛徒� 监测条件信息与参考压力值建立关联并生成的关联描述信息。一种面向多点位压力监测的数据处理系统，包括所述多个面向多点位压力监测的数据处理装置。为了完善上述方案，所述系统还包括分别与所述服务器连接的人机交互单元。从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例面向多点压力监测的装置和系统，利用多个设置于织物内表面与待测点位间具有轻薄特性和与接触面紧密贴合的挠性压力传感器在预设监测条件下对压力值进行监测，并与当前监测条件下的压力描述表进行比对以获知织物压力表现性能及穿着者当前身体状态等监测结果，实现了针对功能性服装或医疗用织物使用时的多点压力实时监测，不仅方便穿着或使用，且计算精确，可在任意选定测试面进行测试点排布及数据处理。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本实用新型实施例公开的一种面向多点位压力监测的数据处理装置结构示意图；图2为本实用新型实施例公开的一种面向多点位压力监测的医疗绷带应用场景示意图；图3为本实用新型实施例公开的一种面向多点位压力监测的专用静脉曲张治疗抹应用场景不意图；图4为本实用新型又一实施例公开的面向多点位压力监测的数据处理装置应用于紧身运动服的状态示意图；图5为本实用新型又一实施例公开的面向多点位压力监测的数据处理系统结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。—种面向多点压力监测的数据处理装置及系统，以实现进行织物多点位压力监测时，穿着或使用方便、监测准确且可达到运动状态监测的效果。图I示出了一种面向多点位压力监测的数据处理装置，包括织物内表面与待测点位间的多个挠性压力传感器11、导线12及压力信号处理单元13，所述装置可固定装设于所述织物内表面和待测点位间，所述待测点位包括待测者体表待测点和/或另一织物外表面，所述挠性压力传感器11的模拟信号输出端通过导线12与所述压力信号处理单元13的输入端连接；所述挠性压力传感器11 (在不同部位分布多个，现示意性标识两个)获取预设监测条件下所述织物内表面与待测点间的感应压力值，并将所述感应压力值传送至所述压力信号处理单元13中；所用挠性传感器可优选为具有压阻效应的薄片式感测元件，由于其厚度为O. 127毫米，作为列举，其感应压力范围为直径9. 53毫米或25. 4毫米的区域，根据需求可选择且并不局限。对所述挠性压力传感器需要进行功能初始化及砝码标定。为了说明的清楚而进行举例由于挠性压力传感器在接收压力时的状态类似不同重量的砝码对压力传感器受重物垂直压力的状态，则利用砝码对所述压力传感器进行标定。将重量确定的砝码放在所述挠性传感器的受压力面，如当前接受标定的挠性传感器为一个面积为71平方毫米的受压力面，则设定砝码克重为，5克，15克，25克，35克，45克，和55克等，上述重量克数可转化为相应的电压信号，并当电压信号值相对稳定时，建立电压值与压力值的对应关系。例如，施加15克重的砝码于71平方毫米的受压力面上，产生的电压值是O. 187伏，相应的压力值大约为2，066帕斯卡；当施加45克重的砝码在71平方毫米的面积上，产生的电压值是
O.715伏，相应的压力值大约为6，199帕斯卡。所述待测点位包括待测者体表待测点和/或另一织物外表面待测点，即多个传感器可设置于服装与皮肤之间或者在服装与一薄隔层间安装传感器，以增强穿着或使用舒适度。当然也可通过编织、缝制等手段，直接将所述面向多点位压力监测的数据处理装置固定连接于相应织物内表面，或两层纺织物之间，以满足穿着测量的需求，故而实际所述面向多点位压力监测装置的实际位置并不局限。利用所述压力信号处理单元13将多个所述感应压力值放大处理后与存储的监测压力描述表中的压力值比对并分析后，得到针对该织物的多点位压力监测结果并输出。所述监测条件可根据被测者性别、体重、体形特征、体压和病症等身体物理参数并结合当前气温、湿度、气压等环境因素设定；所述压力描述表包括以往针对该织物(服装或医疗用织物)压力监测的经验值、人体舒适压范围预设压力参考值，治疗级压力范围值、以及，在当前条件下压力监测值反应出的织物性能及穿着者的当前身体状态信息。[0038]在服务器端构建监测压力描述表，包括根据预设监测条件下的历史压力测量值确定参考压力值；将监测条件信息与参考压力值建立关联并生成关联描述信息；服务器将所述监测压力描述表存储发送至所述压力信号处理单元中并存储。如图I所示，所述压力信号处理单元13包括依次连接的信号放大单元131、处理器132和输出单元133。信号放大单元131用于对感应压力值进行放大并发送至处理器，所述处理器132包括可选用超薄式CPU，方便携带及使用。所述处理器132接收所述信号放大单元131的信号并进行模数转换进行压力大小 的计算、比对和分析，并可通过网络�？椋稣攵愿弥锏亩嗟阄谎沽嗖饨峁洗练衿鳎衿鞫艘部晒菇ú⒋娲⒂兴黾嗖庋沽γ枋霰恚衿鞯谋榷院头治觯贸龅鼻罢攵灾锏难沽嗖饨峁员敢窖Щ蛱逵馐允菘饨⒑屯骋患嗖馐褂谩Ｋ鐾缒？榛褂糜冢衿鞫斯菇ǖ乃黾嗖庋沽γ枋霰矸⑺椭了鲅沽π藕糯淼ピ胁⒋娲ⅲ黾嗖庋沽γ枋霰戆ǜ菰ど杓嗖馓跫碌睦费沽Σ饬恐等范ǖ牟慰佳沽χ岛徒嗖馓跫畔⒂氩慰佳沽χ到⒐亓⑸傻墓亓枋鲂畔�。同时，图中还显示出了与所述处理器连接的显示单元14和储存单元15，所述储存单元15用于记录所述压力监测砝码标定值及对感应压力值的处理结果。所述储存单元可选用与所述处理器一体化设置的EE存储器。将所述针对该织物的多点位压力监测结果通过物联网传输远程显示。需要说明的是，所述传输和显示形式并不局限，可通过2G网络、3G网络、万维网络和/或物联网络实现通讯及利用LED、LCD和触屏形式实现，并不做过多局限，而在本实施例中，由于物联网构架简洁且成本低廉优选采用。图2示出了压力治疗医用绷带，图3示出了专用静脉曲张治疗袜，结合图2-3进行说明在静脉术后临床治疗过程中，当操作者用绷带包裹缠绕于病患的肢体时，可将轻薄、挠性好的挠性压力传感器放置于皮肤与绷带间；由于静脉曲张的发病位置因人而异，静脉的屈曲状态因病症程度而有所不同，所述多点位压力监测装置可将多个挠性传感器灵活地放置于目标治疗和监测位置，以有效帮助操作者实时调整织物。根据压力梯度水平设定由脚踝部到大腿部的压力梯度递减比例，例如以踝部压力为100% (在描述表中表现为描述信息为第一压力梯度水平)设定(所述踝部具体参考压力值设定并与当前监测条件对应)，到小腿的压力即为脚踝压力的70-100% (在描述表中表现为描述信息为第二压力梯度水平)，而到大腿压力则为脚踝压力的20-50% (在描述表中表现为描述信息为第三压力梯度水平)，当安装在踝部的挠性压力传感器测得的踝部感应压力值为35毫米汞柱而超出参考压力值(例如32毫米汞柱时)，经过放大处理及与监测压力描述表比对分析后，所述压力监测结果为35毫米汞柱及大于第一压力梯度水平，并可以相应标识如“〉SI”(表示过压)显示在所述多点位压力监测的装置上并以声光电等警示信号输出以提示操作者踝部治疗压力过压；当安装在踝部的挠性压力传感器测得的踝部感应压力值为31毫米汞柱而落在参考压力值的误差范围内，则所述压力监测结果为第一压力梯度水平，“Si”(表示正常)显示在所述多点位压力监测的装置上以提示操作者该部位压力适中。当安装在小腿部的挠性压力传感器测得的小腿部感应压力值为24毫米汞柱而落在参考压力值(第二压力梯度水平的参考压力值为25毫米汞柱)的误差范围内，则所述压力监测结果为第二压力梯度水平，“S2”(表示正常)显示在所述多点位压力监测的装置上以提示操作者该部位压力适中。需要说明的是而上述数据获取可以实时进行也可根据设定频率(如，每分钟一次自动的压力检测等)进行，并不局限。该装置适用于可用于一般服装与穿着者身体接触面压力监测、功能性运动紧身服装与穿着者身体接触面压力监测、以及医疗用纺织产品压力监测。当然也可将所述挠性压力传感器嵌置于人模、腿模与服装织物间直接实时监测。所述具有轻薄特性和与接触面紧密贴合的挠性压力传感器可在任意选定测试面进行测试点排布及数据处理从而及时了解压力服装的物理特性，以及为在穿着或使用织物时人体状态分析提供参考。进一步地，该装 置也适用于医生或护士在进行绷带护理技能训练时实时掌握和调整织物拉伸的松紧度的自检场景，以及根据患者的病症正确选择静脉曲张压力织物的压力级别及评价其产生的医用效果场景，以及医师在查房时随时对临床病人的压力治疗状态进行实时评估。图4示出了一种织物的具体应用(运动型紧身服)，根据人体身体主要肌肉群分布，将紧体服分为多个区域，每个区域放置一个或多个挠性压力传感器。挠性压力传感器与柔软的导线(可优选为导电纱线)连接。在本实施例中导电纱线以“之”字形缝制于紧体服装织物内，既不影响穿着，也因“之”字形缝迹具有一定弹性而不影响肢体穿着的拉伸性。所述面向多点位压力监测的数据处理装置可实时监测运动过程中各肌肉收缩与舒张状态下的感应压力值，以及在动静态运动过程中，紧身服对应与人体肌肉、骨骼待测试点之间的相互压力作用，帮助穿用者及教练了解在着装紧身(运动)服时，身体不同部位肌肉群、骨骼的形变及运动状态(可通过构建相应测试环境下得监测压力描述表)、以及评价不同紧体运动服其物理材料特性(如弹性、压缩性等)。一般来说，人体的服装舒适压在20-40g/cm2，长时间处于高压力状态下，会引起身体疲劳、血流循环不畅等，而且会影响心率、血压等生理参数。如20-30g/cm2穿着压力适合于越野赛跑服。通过所述装置协助和提示当前穿用者与当前与压力值相关的身体状况、穿用者评估不同弹性材料的穿着压力舒适感以帮助穿着者选择合适的运动服。图5示出了一种面向多点位压力监测的织物系统，包括多个面向多点位压力监测的数据处理装置51、物联网络52和服务器53，所述装置51包括织物内表面与待测点位间的多个挠性压力传感器511、导线512及压力信号处理单元513，其中所述挠性压力传感器511通过导线512与所述压力信号处理单元513连接；所述压力信号处理单元513通过物联网络52与所述服务器53通信。所述织物的压力信号处理单元513包括依次连接的信号放大单元、处理器和输出单元。图中还示出了与所述服务器连接的人机交互单元54。所述远程传输和实时显示形式并不局限，可通过2G网络、3G网络和/或物联网络实现通讯及利用LED、IXD和触屏形式实现，并不做过多局限，而在本实施例中，由于物联网构架简洁且成本低廉优选采用。[0065]所述压力监测结果可通过服务器端的人机交互单元54进行显示。关于织物组件的功能及连接关系参见图1-4装置的图示和对应说明，此处不再赘述。综上所述本实用新型实施例面向多点压力监测的数据处理装置和系统，利用多个设置于织物内表面与待测点位间具有轻薄特性和与接触面紧密贴合的挠性压力传感器在预设监测条件下对压力值进行监测，并与当前监测条件下的压力描述表进行比对以获知织物性能及穿着者的当前身体状态等监测结果，实现了针对功能性服装或医疗用织物使用时的多点压力实时监测，不仅方便穿着或使用，且计算精确，可在任意选定测试面进行测试点排布及数据处理。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种面向多点位压力监测的数据处理装置，其特征在于，包括织物内表面与待测点位间的多个挠性压力传感器、导线及压力信号处理单元，所述装置可固定装设于所述织物内表面和待测点位间，所述待测点位包括待测者体表待测点和/或另一织物外表面，其中所述挠性压力传感器的模拟信号输出端通过导线与所述压力信号处理单元的输入端连接；所述挠性压力传感器获取预设监测条件下所述织物内表面与待测点间的感应压力值， 并将所述感应压力值传送至所述压力信号处理单元中；利用所述压力信号处理单元将多个所述感应压力值放大处理后与存储的监测压力描述表中的压力值比对并分析后，得到针对该织物的多点位压力监测结果并输出。
2.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，所述导线具体为以“之”字形缝制于所述织物内表面的导电纱线；所述压力信号处理单元包括依次连接的信号放大单元、处理器和输出单元。
3.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，还包括与所述处理器连接的显示单元和储存单元，分别将多个所述感应压力值及所述多点位压力监测结果即时显示并存储。
4.根据权利要求I所述的装置，其特征在于，还包括与所述处理器连接的网络�？椋� 用于将所述针对该织物的多点位压力监测结果通过物联网传输远程显示；以及，将服务器端构建的所述监测压力描述表发送至所述压力信号处理单元中并存储，所述监测压力描述表包括根据预设监测条件下的历史压力测量值确定的参考压力值和将监测条件信息与参考压力值建立关联并生成的关联描述信息。
5.一种面向多点位压力监测的数据处理系统，其特征在于，包括权利要求1-4所述的多个面向多点位压力监测的数据处理装置。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种面向多点位压力监测的数据处理装置及系统，其中装置包括织物内表面与待测点位间的多个挠性压力传感器、导线及压力信号处理单元，所述装置可固定装设于所述织物内表面和待测点位间，所述待测点位包括待测者体表待测点和/或另一织物外表面，其中所述挠性压力传感器的模拟信号输出端通过导线与所述压力信号处理单元的输入端连接；所述挠性压力传感器获取预设监测条件下所述织物内表面与待测点间的感应压力值，并将所述感应压力值传送至所述压力信号处理单元中；利用所述压力信号处理单元将多个所述感应压力值放大处理后与存储的监测压力描述表中的压力值比对并分析后，得到针对该织物的多点位压力监测结果并输出。
文档编号G01L5/00GK202735008SQ201120559790
公开日2013年2月13日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者刘蓉, 王树晓, 朱罗润芬 申请人:加宝利服装有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
