用于采集人体运动状态数据的可穿戴设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生物传感器领域，尤其涉及一种用于采集人体运动状态数据的可穿戴设备。
【背景技术】
[0002]在体育科研、生物力学工程和医疗康复领域内，经常需要准确知道人体行走或运动状态信息，以期获得体育科研、体育训练指导、医疗科研、残体康复训练指导的科学依据。电容识别技术是基于电容耦合原理，一些研究人员利用电容识别技术对人体动作进行识另Ij，比如利用人体电容触发的触摸屏和用于检测病人是否在床上的人体介质电容传感器系统。但是，这种人体介质电容传感器系统目前还没有具体应用到人体下肢运动状态采集与识别的研究和设备上，此种人体介质电容传感器系统不能够直接应用于人体运动状态识别。因此，需要设计一种基于非接触式电容传感器系统的可穿戴设备，能够有效采集人体下肢运动状态数据并且方便使用者穿戴，使其更多应用于人机融合的场合。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的主要目的在于提供一种用于采集人体运动状态数据的可穿戴设备，旨在解决现有人体介质电容传感器不能有效采集人体下肢运动状态数据并且不方便使用者穿戴的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于采集人体运动状态数据的可穿戴设备，该可穿戴设备包括第一绑带、第二绑带以及腰带，所述第一绑带和第二绑带的内表面分别设置一个电容环，所述腰带内设置有信号处理装置，该信号处理装置包括信号采集器和信号处理器，每一个电容环分别连接至所述信号采集器上，该信号采集器连接至所述信号处理器上，其中:所述第一绑带上的电容环检测人体大腿部的电容信号并将所述人体大腿部的电容信号发送至所述信号采集器，所述第二绑带上的电容环检测人体小腿部的电容信号并将所述人体小腿部的电容信号发送至所述信号采集器，所述信号处理器将所述信号采集器接收的人体大腿部的电容信号和小腿部的电容信号转换成人体运动状态的信号波形。
[0005]优选的，所述信号处理装置还包括一个连接至所述信号处理器上的柔性显示屏，该柔性显示屏用于显示所述人体运动状态的信号波形。
[0006]优选的，所述信号处理装置还包括一个连接至所述信号处理器上的锂电池，该锂电池用于为所述信号采集器、信号处理器和柔性显示屏提供工作电源。
[0007]优选的，所述电容环包括一个发射电极、多个接收电极以及一个热塑环，所述发射电极和接收电极设置在所述热塑环的内侧，所述发射电极和接收电极的上表面设置有一层电敏感硅胶薄膜。
[0008]优选的，所述发射电极和各个接收电极均采用薄铜片制成，所述热塑环上的相邻两个电极之间设置有绝缘橡胶。
[0009]优选的，所述信号采集器包括信号驱动单元和信号接收单元，所述信号驱动单元连接至每一个电容环的发射电极，所述信号接收单元连接至每一个电容环的接收电极。
[0010]优选的，每一个电容环的各个接收电极还分别连接至一个分压电阻构成串联回路，每一个电容环的发射电极在所述信号驱动单元的电信号驱动下，所述电容环通过每一个接收电极分别检测大腿部和小腿部由于运动时的肌肉形变产生的电容信号。
[0011]优选的，所述第一绑带上的电容环的发射电极、接收电极与由人体大腿部构成的电介质形成第一人体电容，所述第二绑带上的电容环的发射电极、接收电极与由人体小腿部构成的电介质形成第二人体电容。
[0012]优选的，所述第一绑带、第二绑带和腰带均采用柔性的高分子材料聚二甲基硅氧烷作为基底制作而成。
[0013]优选的，所述第一绑带捆绑在人体大腿部上，所述第二绑带捆绑在人体小腿部上，所述腰带捆绑在人体腰部上。
[0014]相较于现有技术，本实用新型所述用于采集人体运动状态数据的可穿戴设备，通过设置在人体大腿部和小腿部的电容环分别采集人体大腿和小腿部由于运动而导致人体电容发生变化的电容信号，为后续研发或研究人员通过所述电容信号识别人体运动状态提供精确可靠的数据依据。本实用新型将电容环分别设置大腿和小腿部的绑带上，解决了人体大小腿的差异性，保证了穿戴的稳定性，而且成本低廉。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型用于采集人体运动状态数据的可穿戴设备优选实施例的结构图；
[0016]图2是本实用新型用于采集人体运动状态数据的可穿戴设备优选实施例的电路原理图。
[0017]本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0018]为更进一步阐述本实用新型为达成上述目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型的【具体实施方式】、结构、特征及其功效进行细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019]如图1所示，图1是本实用新型用于采集人体运动状态数据的可穿戴设备优选实施例的结构图。
[0020]在本实施例中，所述可穿戴设备包括第一绑带1、第二绑带2以及腰带3。所述第一绑带I的内表面(与人体大腿的表面)设置有一个电容环10，所述第二绑带2的内表面(与人体小腿的表面)也设置有一个电容环10，所述腰带3内设置有信号处理装置30。该信号处理装置30包括信号采集器301、信号处理器302、柔性显示屏303以及锂电池304。所述两个电容环10均电气连接至所述信号采集器301，所述信号采集器301和柔性显示屏303均电气连接至信号处理器302。
[0021]在本实施例中，所述第一绑带1、第二绑带2和腰带3均采用柔性的高分子材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为基底制作而成。所述PDMS为一种高分子有机硅化合物，具有无毒、疏水性和防水性，惰性物质，非易燃性、透明且结构高弹性等特性。在使用本实用新型所述可穿戴设备时，第一绑带I捆绑在人体大腿上，第二绑带2捆绑在人体小腿上，腰带3捆绑在人体腰部上。所述第一绑带I上的电容环10检测人体大腿部的电容信号，并将人体大腿部的电容信号发送至信号采集器301。所述第二绑带2上的电容环10检测人体小腿部的电容信号，并将人体小腿部的电容信号发送至信号采集器301。
[0022]所述信号处理器302可以为一种微控制单元(M⑶)、信号处理芯片、或者具有数据处理功能的信号处理单元。该信号处理器302根据所述人体大腿部和小腿部的电容信号转换成人体运动状态的信号波形，并将所述人体运动状态的信号波形显示在所述柔性显示屏303上。所述柔性显示屏303是一种可变形可弯曲的柔性显示屏幕，其采用磷光性OLED(Organic Light-Emitting D1de)有机柔软材料制成，具有低功耗，体积小、可视柔性等特点。该柔性显示屏303的尺寸大小根据实际需要选用，为了节省成本，一般采用能够显示短距离范围内的可视影像的大小尺寸即可，例如长为3英寸、宽为2英寸。所述锂电池304用于为信号采集器301、信号处理器302和柔性显示屏303提供工作电源，该锂电池304是一种低辐射、低功耗的可充电微型电池，其不会对使用者的健康带来影响。
[0023]参考图2所示，图2是本实用新型用于采集人体运动状态数据的可穿戴设备优选实施例的电路原理图。所述第一绑带I和第二绑带2上的电容环10均由一个发射电极T、多个接收电极R(如图2中示出了 5个接收电极R)和热塑环11，所述发射电