[发明专利]具有变换器能力的服装

说明书

技术领域

本发明涉及一种服装(garment，衣物，织物)，其具有变换器(transducer，传感器，转换器，换能器)的能力、并且有利于例如制造可佩戴的传感器或致动器，例如有利于形成衣服等的整体部件。

背景技术

存在具有传感器或致动器的服装，例如用于对象的医疗监控、用于监测，或相关目的。

US 7,319,895提出了一种用于对病人的医疗监控的服装。该服装包括生物医学传感器、电力分配和数据传输装置，以及用于电力供应的装置和用于将数据传输到服装外部的装置。所提出的服装包括弹性导电纱线，该弹性导电纱线整体形成于服装的织物中且遍布于所述织物上。纱线形成在服装中的传感器、电力供应装置或分配装置。

US2006142654公开了一种传感器系统、一种服装和一种心率监控器。传感器系统被构造成与使用者皮肤的表面建立电接触，并用于产生作为输出的电信号，所述电信号与心电图的瞬间值成比例。

首先，现有的服装看起来将传感器结构整合在服装内的特定位置处。为此原因，服装必须相对于身体相对精确地定位。否则，传感器将不能提供期望的信号检测。

其次，现有的服装主要是涉及感测身体电信号(electrical body signal)(诸如EKG信号或EMG信号)、感测化学响应、温度以及能由单个电极或者电极图案检测到的其它参数。

发明内容

本发明的实施例的一个目的是提供一种服装，其能够感测移动和/或致动移动。特别地，该实施例的目的是提供具有完全地整体形成的高应变传感器的服装。

根据第一方面，该目的通过这样的服装满足，该服装具有层叠结构，所述层叠结构包括：

-外层，该外层是能弹性变形的，外层具有相对的第一表面和第二表面，第一表面形成服装的外表面；

-第一导电层，该第一导电层是能拉伸的，并且具有相对的第一表面和第二表面，该第一表面附接至外层的第二表面；

-膜(film，薄膜)结构，包括至少一层的能弹性地变形的聚合物膜，膜结构具有相对的第一表面和第二表面，该第一表面附接至第一导电层的第二表面；

-第二导电层，该第二导电层是能拉伸的，并且具有相对的第一表面和第二表面，该第一表面附接至能弹性地变形的聚合物膜的第二表面。

通过该结构，传感器和/或致动器本身形成服装，并且服装变得能够在服装的整个区域上检测移动或致动移动。

此外，通过能变形的聚合物膜的变形来实现所述感测和致动，并且可以实现相对较高的应变感测和/或范围大(large scale)的致动。

在将服装用作传感器时，聚合物膜的变形改变位于膜结构的相对表面上的两个导电层之间的距离。这改变了电容，并且因此，变形可由适当的电子装置检测到。

在将服装用作致动器时，施加在定位于膜结构的相对表面上的两个导电层之间的电势差产生电场，该电场导致吸引力。结果，导电层之间的距离改变，并且该改变导致了弹性材料的压缩，所述弹性材料因此变形、并且服装可被移动。

在本文中，我们指出了将服装既作为传感器又作为致动器的使用方法，并且简单地使用术语“具有变换器能力的服装”，由此，变换器覆盖作为传感器以及作为致动器的功能。

“服装”在本文中是指任何种类的衣服制品，或总体上是指能够穿戴在生物的身体上的任何物品，包括潜水套装(suits)、防护套装和工作服、用于模拟和游戏目的的套装(例如用于识别人类的手势)、诸如泳衣的运动套装，以及一般而言用于乳罩和内衣的套装。

此外，服装应该通常包括任何布料，例如用作用于各种目的的篷布(sailcloth)、帆布(canvas)，所述目的包括工业目的，诸如用于驱动带、用于翼片上的表皮材料，或用于制造飞机、航天飞机、卫星等的面板，或用于气球(包括用于计量观测结果或其它相关项目的气球)。

“外层”是指形成服装的外边界的层，并且由此该层可布置成面向穿着服装的生物的皮肤表面。因此，其被指定为是皮肤友好的(skin-friendly)。这个术语在本文中是指这样的材料，即，该传料传统地以与生物的皮肤紧密接触的方式被穿戴，并且该材料被知晓为通常不会引起皮肤发炎、皮疹或皮肤问题的材料。特别地，这种材料可以是选自由任一种织物、硅橡胶材料(silicone material)以及通常被认为是皮肤友好的任何材料组成的组。