[发明专利]一种多自由度织物电极动态评价系统

说明书

本发明公开了一种多自由度织物电极动态评价系统，涉及纺织电极检测领域，该系统包括：多个待测织物电极及固定层、仿生皮肤装置、驱动模块和信号处理模块；仿生皮肤装置外表面用于模拟皮肤表面，固定层用于模拟衣物，仿生皮肤装置置于固定层内且两者留有一定运动间隙；多个待测织物电极安装在固定层上，且每个待测织物电极连接信号处理模块；驱动模块用于使仿生皮肤装置外表面与固定层产生多方位接触，从而获取不同测试条件下的待测织物电极的动态性能数据；信号处理模块用于对采集的动态性能数据进行分析处理，进而评估待测织物电极的动态性能。该系统采用两种驱动方式以有效模拟织物电极在真实皮肤上的运动情况，有利于对电极动态性能的评估。

技术领域

本发明涉及纺织电极检测领域，尤其是一种多自由度织物电极动态评价系统。

背景技术

随着电子信息技术的发展，可穿戴健康检测设备及其评价方法的研究也在不断发展。可穿戴式的运动检测设备通过采集人体表面的生理信号，实时分析运动者的身体状况，为人体运动状态下的实时生理监测提供了科学有效的方法。可穿戴式检测设备的智能、灵敏及便捷的特点也使得服装行业在不断向着智能可穿戴设备的方向发展。其中，织物电极作为信号的采集端，有着尤为重要的地位。

织物电极是一种常见的电极材料，它既能很好地采集生理信号，又能够较好地满足服装的舒适性要求。但是，经检索发现，目前已经存在的生物电极测试系统数量少且技术不成熟，例如，CN114624538A提出了一种心电电极电性能测试仪，解决了人工检测心电电极片的检测功能少、工作效率低的问题；但其未考虑模拟测试结果与人体真实皮肤的测试结果存在较大差异。CN207181539U提供了一种纺织电极动态噪音评价仪器，有效模拟了电极在真实皮肤上的运动情况，用固体电解质薄膜代替人体皮肤，湿度、温度可控制，提高纺织电极动态噪音测试的可重复性和再现性，但其一次测试仅可测量一个电极，无法满足多电极的测试需要，不符合当前多导联心电衣的发展方向。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种多自由度织物电极动态评价系统，本发明的技术方案如下：

一种多自由度织物电极动态评价系统，包括多个待测织物电极及固定层、仿生皮肤装置、驱动模块和信号处理模块，此时仿生皮肤装置为无源装置；其中，仿生皮肤装置外表面用于模拟皮肤表面，固定层用于模拟衣物，仿生皮肤装置置于固定层内且两者留有一定运动间隙；多个待测织物电极安装在固定层上，且每个待测织物电极连接信号处理模块；驱动模块用于使仿生皮肤装置外表面与固定层在多个位置产生多方向、多角度接触，从而获取不同测试条件下的待测织物电极的动态性能数据；信号处理模块用于对采集的动态性能数据进行分析处理，进而评估待测织物电极的动态性能；动态性能数据为皮肤表面反馈的电化学阻抗性能数据。

其进一步的技术方案为，该系统还包括心电信号模拟模块，心电信号模拟模块的传导电极探入仿生皮肤装置，以模拟有人体生理电信号时的皮肤状态，此时仿生皮肤装置为有源装置，动态性能数据为皮肤表面反馈的心电信号。

其进一步的技术方案为，仿生皮肤装置包括生理盐水槽、隔板、接触窗口和仿生皮肤导电膜；仿生皮肤导电膜贴敷在生理盐水槽外表面，作为仿生皮肤装置外表面；生理盐水槽内部通过隔板分成多个独立空间，每个独立空间的水槽表面开设有一个接触窗口，每个待测织物电极与一个接触窗口对应放置，接触窗口用于实现仿生皮肤导电膜与生理盐水的接触。

其进一步的技术方案为，驱动模块为运动机械手臂，运动机械手臂抓取仿生皮肤装置，通过控制运动机械手臂按照设定的线迹和速度移动，使仿生皮肤装置在固定层中运动，实现仿生皮肤装置外表面与固定层在多个位置的多方向、多角度接触；其中，通过改变运动机械手臂的移动线迹和速度以改变测试条件。

其进一步的技术方案为，驱动模块为多个压力施加模块，多个压力施加模块分布在固定层，通过分别控制压力施加模块对固定层不同区域施加不同方向和大小的压力，使固定层在压力作用下与仿生皮肤装置外表面实现多方向、多角度的接触；其中，通过改变压力施加模块施加压力的方向和大小以改变测试条件。