[发明专利]一种用于测量人体膝关节运动的柔性织物传感器及其方法

摘要

本发明属于可穿戴传感器领域，具体公开了一种新型的用于测量人体膝关节运动的柔性织物传感器及其方法，可以实时地测量并输出用户在行走、运动训练时的膝关节当前的弯曲角度。本发明将普通布料与导电纱线相结合，开发柔性织物传感器的敏感单元，该传感器经本文设计的方法标定后，通过一定的佩戴方式，将膝关节的弯曲运动转换成柔性织物传感器的拉伸运动，有效解决了膝关节转动时转动轴移动的问题，计算并输出用户膝关节的当前弯曲角度。本发明使用方便，不受场地限制，成本低廉，可以实时地以舒适的方式测量用户的膝关节弯曲角度，拥有较高的可靠性以及较好的推广前景。

主权项

1.一种用于测量人体膝关节运动的柔性织物传感器的敏感单元，其特征在于，该敏感单元分为上下两层，每层都分为非弹性织物及弹性织物两部分，上下两层的非弹性织物部分长度相同，上下两层的弹性织物部分长度相同；非弹性织物部分包括衬底和导电纱线，衬底以不易变形布料缝制，导电纱线捻合成较粗的多股线后缝制在衬底上；弹性织物部分为松紧带，缝制在非弹性织物部分的一端；上层非弹性织物部分以V字走线缝制导电纱线并在远离弹性织物部分设有电极A，下层在非弹性织物部分靠近弹性织物部分处用导电纱线缝制一块电极C，并在衬底另一面远离弹性织物部分的一端设有电极B；上下层缝制有导电纱线的面相互贴合，上层非弹性织物一端与下层弹性织物一端对齐，上层弹性织物一端与下层非弹性织物一端对齐，并将上下层的两端缝合；该敏感单元在两端被拉伸时，上下层各自的弹性织物部分伸长，非弹性织物部分发生相对移动，由于下层非弹性织物部分的电极C接触到的上层非弹性织物部分的V字走线的位置发生变化，使前述电极A和电极B之间的电阻发生变化，即该敏感单元在拉伸时长度的变化可以反映为电极A和电极B之间电阻的变化。