一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置

本发明涉及穿戴式电子设备应用，尤其是涉及一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置。

背景技术：

1、近年来，可穿戴设备由于其在人体健康监测方面发挥着至关重要的作用，受到了人们的广泛关注。而人体行为识别是健康监测中一个重要的研究方向，主要是对人体的日常行为模式和动作类别进行分析和识别。由于人体日常行为与个人的身心健康息息相关使得人体行为识别具有广阔的应用前景。

2、然而现有的研究方向绝大多数是基于机器视觉或是将刚性传感器应用在座椅等大型设备上，这类识别装置往往成本较大、结构复杂且便携性差，除此之外基于机器视觉的方式也容易受光照，设备等因素影响。

3、为此，提出一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置，包括纤维聚合袜主体，所述纤维聚合袜主体的外表面上侧与下侧分别套接有上气圈与下气圈，所述上气圈的内径大于下气圈内径，且两者均由橡胶材质构成，所述上气圈与下气圈静默状态下贴合在纤维聚合袜主体外表面，所述上气圈与下气圈的内侧面与纤维聚合袜主体外表面胶接固定，所述纤维聚合袜主体的后侧面位于上气圈与下气圈之间的位置设置有鼓气组件，所述纤维聚合袜主体的内侧面与鼓气组件相对的位置胶接固定有电阻应变片一，通过将纤维聚合袜主体，穿戴套接在人体关节处，利用鼓气组件驱动上气圈与下气圈膨胀固定，而后通过电阻应变片一采集关节角度变化几率进行人体活动识别。

3、优选的，所述纤维聚合袜主体的内侧面与鼓气组件对应位置胶接固定有碳纤维板。

4、优选的，所述鼓气组件包括胶接固定在纤维聚合袜主体外表面后侧的气囊一，所述气囊一与碳纤维板对应，所述气囊一的内表面前侧等距离分布有魔术贴绒面，且气囊一的内表面后侧与魔术贴绒面对应位置胶接固定有魔术贴勾面，所述魔术贴绒面与魔术贴勾面位置对应，所述纤维聚合袜主体的上下两侧与上气圈以及下气圈之间设置有弹性气管，并通过弹性气管连通。

5、优选的，所述气囊一的外表面后端与魔术贴勾面对应位置嵌入式连接有固定片一。

6、优选的，所述纤维聚合袜主体的内侧面碳纤维板的前端面设置有透气组件，所述透气组件包括与碳纤维板固定的固定片二，所述碳纤维板的前端面胶接有气囊二，所述气囊二的前端面呈曲面结构设计，且气囊二的内壁胶接固定有电阻应变片二，所述气囊二的前端面位于电阻应变片二两侧的位置开设有气孔。

7、优选的，所述固定片一与固定片二均采用高弹性聚乙烯材质构成。

8、一种基于可穿戴传感器的人体活动识别系统，包括传感器模块、数据接收模块、数据处理模块以及控制单元，其中控制单元内置微型锂电池单元为各个模块供电，所述传感器模块包括电阻应变片以及感应电路。

9、优选的，通过电阻应变片一与电阻应变片二贴合人体关节，在随着肢体动作的改变而发生弯曲的电阻应变片一与电阻应变片二的感应电路信息由数据接收模块接收，然后发送至数据处理模块进行处理，反馈至控制单元内，进而采集关节角度变化几率进行人体活动识别。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

11、1.本发明通过设计纤维聚合袜主体与上气圈以及下气圈配合，不仅能够较好的套接固定在人体关节处，防止脱离，从而增加后续人体活动识别检测数据的精准度，同时通过鼓气组件可根据不同人群不同关节处的大小自由调节固定处的张紧度，增加使用者穿戴舒适度以及稳定性；

12、2.本发明通过设计透气组件，利用关节弯曲按压透气组件，可增加纤维聚合袜主体处的关节处气体流通，减少汗液残留，降低细菌滋生，从而提高使用者穿着舒适度。

技术特征：

1.一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置，包括纤维聚合袜主体(1)，其特征在于：所述纤维聚合袜主体(1)的外表面上侧与下侧分别套接有上气圈(5)与下气圈(2)，所述上气圈(5)的内径大于下气圈(2)内径，且两者均由橡胶材质构成，所述上气圈(5)与下气圈(2)静默状态下贴合在纤维聚合袜主体(1)外表面，所述上气圈(5)与下气圈(2)的内侧面与纤维聚合袜主体(1)外表面胶接固定，所述纤维聚合袜主体(1)的后侧面位于上气圈(5)与下气圈(2)之间的位置设置有鼓气组件(6)，所述纤维聚合袜主体(1)的内侧面与鼓气组件(6)相对的位置胶接固定有电阻应变片一(3)，通过将纤维聚合袜主体(1)，穿戴套接在人体关节处，利用鼓气组件(6)驱动上气圈(5)与下气圈(2)膨胀固定，而后通过电阻应变片一(3)采集关节角度变化几率进行人体活动识别。

2.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置，其特征在于：所述纤维聚合袜主体(1)的内侧面与鼓气组件(6)对应位置胶接固定有碳纤维板(4)。

3.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置，其特征在于：所述鼓气组件(6)包括胶接固定在纤维聚合袜主体(1)外表面后侧的气囊一(63)，所述气囊一(63)与碳纤维板(4)对应，所述气囊一(63)的内表面前侧等距离分布有魔术贴绒面(62)，且气囊一(63)的内表面后侧与魔术贴绒面(62)对应位置胶接固定有魔术贴勾面(65)，所述魔术贴绒面(62)与魔术贴勾面(65)位置对应，所述纤维聚合袜主体(1)的上下两侧与上气圈(5)以及下气圈(2)之间设置有弹性气管(61)，并通过弹性气管(61)连通。

4.根据权利要求3所述的一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置，其特征在于：所述气囊一(63)的外表面后端与魔术贴勾面(65)对应位置嵌入式连接有固定片一(64)。

5.根据权利要求1所述的一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置，其特征在于：所述纤维聚合袜主体(1)的内侧面碳纤维板(4)的前端面设置有透气组件(7)，所述透气组件(7)包括与碳纤维板(4)固定的固定片二(71)，所述碳纤维板(4)的前端面胶接有气囊二(73)，所述气囊二(73)的前端面呈曲面结构设计，且气囊二(73)的内壁胶接固定有电阻应变片二(74)，所述气囊二(73)的前端面位于电阻应变片二(74)两侧的位置开设有气孔(72)。

6.根据权利要求5所述的一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置，其特征在于：所述固定片一(64)与固定片二(71)均采用高弹性聚乙烯材质构成。

7.适用于权利要求1至6所述的一种基于可穿戴传感器的人体活动识别系统，其特征在于，包括传感器模块、数据接收模块、数据处理模块以及控制单元，其中控制单元内置微型锂电池单元为各个模块供电，所述传感器模块包括电阻应变片以及感应电路。

8.根据权利要求7所述的一种基于可穿戴传感器的人体活动识别系统，其特征在于：通过电阻应变片一(3)与电阻应变片二(74)贴合人体关节，在随着肢体动作的改变而发生弯曲的电阻应变片一(3)与电阻应变片二(74)的感应电路信息由数据接收模块接收，然后发送至数据处理模块进行处理，反馈至控制单元内，进而采集关节角度变化几率进行人体活动识别。

技术总结
本发明涉及穿戴式电子设备应用技术领域，具体为一种基于可穿戴传感器的人体活动识别装置，包括纤维聚合袜主体，所述纤维聚合袜主体的外表面上侧与下侧分别套接有上气圈与下气圈，所述上气圈的内径大于下气圈内径，且两者均由橡胶材质构成，所述上气圈与下气圈静默状态下贴合在纤维聚合袜主体外表面，所述上气圈与下气圈的内侧面与纤维聚合袜主体外表面胶接固定，所述纤维聚合袜主体的后侧面位于上气圈与下气圈之间的位置设置有鼓气组件，通过将纤维聚合袜主体，穿戴套接在人体关节处，利用鼓气组件驱动上气圈与下气圈膨胀固定，而后通过电阻应变片一采集关节角度变化几率进行人体活动识别。

技术研发人员：吴猛,刘禹辰,周预仁
受保护的技术使用者：安徽信息工程学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15