本实用新型属于运动监测技术设备领域，尤其涉及一种运动监测护具。
背景技术：
：随着科技的发展，人民生活水平日益提高，体育运动的作用愈加突出，促进了人们对自身健康的追求。然而超负荷运动以及不良的运动姿势，不但无法提高身体素质，还会为身体带来过多的负担，比如使关节磨损加速，关节退化更快等。最终造成不可逆转的伤害。日常生活中，关节处的护具经常作为一种基本保护手段，如护肘、护腕、护膝、护踝等护具，皆可对关节部位进行保护，以起到保暖、防撞、减少关节活动范围等作用。然而，传统护具产品的功能单一性缺陷越来越突出，只能用于分散、缓冲运动中施加于关节处的作用力或对关节进行保温。目前，还没有简易的装置来探测关节的运动情况，比如关节的弯曲程度、关节弯曲的快慢、关节弯曲时周围组织粗细变化程度，而这些运动情况对监测关节运动情况是非常重要的。对普通人日常的运动、专业运动员的训练、病人的康复以及运动和医学领域的研究有非常大的帮助作用。技术实现要素：本实用新型的目的在于提供一种运动监测护具，旨在解决人体关节在运动状态下运动信号无法监测的问题。本实用新型是这样实现的，一种运动监测护具，包括套设并包裹于人体关节的柔性的护具本体、设置于所述护具本体的表面且用以探测所述人体关节的运动信号的信号监测器件、设于所述护具本体上用以供电的电源器件以及连接于所述护具本体的信号收集器件、信号处理器件和信号传输器件；所述信号收集器件一端与所述信号监测器件信号连接，另一端与所述信号处理器件信号连接，所述信号传输器件与所述信号处理器件信号连接。进一步地，所述信号监测器件包括用以监测所述人体关节沿所述护具本体的长度方向的运动信号的第一监测器，所述第一监测测器包括连接于所述护具本体表面且沿所述护具本体长度方向布置的第一管道，所述第一管道是由可弯折和可伸缩的弹性材料形成的管道，所述第一管道内填充有能够发生形变且在其发生形变后电阻值产生变化的第一电导体，所述第一监测器与所述信号收集器件信号连接。进一步地，所述信号检测器还包括用以监测所述人体关节沿所述护具本体的径向方向的运动信号的第二监测器，所述第二监测器包括连接于所述护具本体表面且与所述第一管道交错布置的第二管道，所述第二管道是由可弯折和可伸缩的弹性材料形成的管道；所述第二管道内填充有能够发生形变且在其发生形变后电阻值产生变化的第二电导体，所述第二监测器与所述信号收集器件信号连接。进一步地，所述第一监测器设有多个，各所述第一监测器于所述护具本体上圆周间隔分布。进一步地，所述第二监测器设有多个，各所述第二监测器于所述护具本体上沿所述护具本体长度方向间隔分布。进一步地，所述运动监测护具还包括与所述护具本体可拆卸连接的可扩展器件，所述可扩展器件与所述信号收集器件信号连接。进一步地，所述可扩展器件包括心率传感器、脉搏传感器、体温传感器、位移传感器和加速度传感器中的至少一种。进一步地，所述运动监测护具还包括设置于所述护具本体上且与所述信号传输器件信号连接并通过图像、数值、图形、信号灯、声音等展示所述运动信号的显示器件。进一步地，所述护具本体为镂空结构且不完全包裹被监测的所述关节。进一步地，所述护具本体为密封结构且完全包裹被监测的所述关节。本实用新型相对于现有技术的技术效果是：通过信号监测器件探测人体关节处的运动信号并传输给信号收集器件；信号收集器件将所述运动信号转发至信号处理器件。信号处理器件对所有运动信号进行处理，获得人体关节运动的相关信息，如弯曲频率，弯曲角度及关节尺寸的变化等信息，并将该信息传输给信号传输模块，以便实时或者后续对人体关节运动的研究和分析。此外，该护具还可以使人体的关节保持其表面温度并减缓运动时外力对该关节的冲击，防止关节出现骨折或其它损伤。附图说明图1是本实用新型实施例所提供的运动监测护具的结构示意图。附图中标号与名称对应的关系如下所示：标号名称标号名称100运动监测护具20信号监测器件10护具本体70电源器件30信号收集器件60可扩展器件40信号处理器件22第一监测器50信号传输器件21第二监测器221第一管道211第二管道具体实施方式下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“垂直”、“平行”、“底”、“角”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。请参阅图1，本实用新型实施例所提供的运动监测护具100，包括套设并包裹于人体关节的柔性的护具本体10、设置于所述护具本体10的表面且用以探测所述人体关节的运动信号的信号监测器件20、设于所述护具本体10上用以供电的电源器件70以及连接于所述护具本体10的信号收集器件30、信号处理器件40和信号传输器件50。具体地，护具本体10可以是通过两端粘接的方式包裹于人体关节处，也可以是人体关节直接套设于一个处于圆周密封结构的护具本体10中。优选地，本实施例中的护具本体10为一个整体圆周密封结构的护具本体。所述信号收集器件30一端与所述信号监测器件20信号连接，另一端与所述信号处理器件40信号连接，所述信号传输器件50与所述信号处理器件40信号连接。上述器件均可拆卸地连接于所述护具本体10上，必要时，可以对各器件进行拆卸和清洗。电源器件70提供各器件所需的合适的工作电压。信号监测器件20由具有柔性、可弯折和可伸缩的柔性电导体线路作为主体，用以探测人体关节处的运动信号，并向信号收集器件30输出该运动信号。信号收集器件30将信号监测器件20所输出的所有运动信号进行收集并输出至信号处理器件40。信号处理器件40对所有运动信号进行处理，以获得被监测人体关节的运动特征，如弯曲频率，弯曲角度及相关尺寸变化等信息，并将该信息传输给信号传输器件50，以便对该关节运动的特点进行研究和分析。请参阅图1，所述信号监测器件20包括用以监测所述人体关节沿所述护具本体10的长度方向的运动信号的第一监测器22以及用以监测所述人体关节沿所述护具本体10的径向方向的运动信号的第二监测器21。具体地，所述护具本体10上至少设置有第一监测器22或第二监测器21中的一个。所述第一监测器22与所述第二监测器21连接于所述护具本体10的表面且均与所述信号收集器件30信号连接。进一步地，所述第一检测器22包括沿所述护具本体10长度方向布置的第一管道221，所述第二检测器21包括与所述第一管道221交错布置的第二管道211，所述第一管道221和所述第二管道211是由可弯折和可伸缩的弹性材料形成的管道；所述第一管道221内填充有能够发生形变且在其发生形变后电阻值产生变化的第一电导体(图未画)，所述第二管道211内填充有能够发生形变且在其发生形变后电阻值产生变化的第二电导体(图未画)，所述第一监测器和所述第二监测器均与所述信号收集器件30信号连接。所述第一管道221与所述第二管道211均由可弯折和可伸缩的弹性材料形成。弹性材料可以为热塑性弹性体、热固性弹性体、热塑弹性体与塑料的混合物，或者弹性体与其它物质的混合物等，该弹性材料的拉伸应变范围为0～2000％。优选地，本实施例中形成第一管道221和第二管道211的材料为具有弹性的材料。第一管道221沿护具本体10的长度方向布置且呈条形状。第二管道211与第一管道221交错布置，第二管道211的形状可以为圆环状或者U形状。第一管道221和第二管道211可以通过缝制、纺织、粘贴或熔接等方式组装到护具本体10中。本实施例中第一管道221和第二管道211组装于所述护具本体10的内表面，在其它实施例中第一管道221和第二管道211也可以组装于所述护具本体10的外表面。第一管道221和第二管道211内均填充有电导体，所述电导体可以为液态金属、导电电解液或者其它液体状、固体状且可以形变的导电物质。填充有电导体的第一管路或第二管路形成柔性电子线路，该电子线路可以从护具本体10上拆卸下来清洗或者更换。第一监测器22中可以并列设置多条第一管道221，各第一管道221内分别填充有所述第一电导体，从而形成带状或者片状的第一监测器22。第二监测器21中可以并列设置多条第二管道211，各第二管道211内分别填充有所述第二电导体，从而形成环形带状或者环形片状的第二监测器21。第一监测器22和第二监测器21包裹于关节处，随着人体关节的运动，第一管道221和第二管道211发生形变，进而引起第一电导体和第二电导体产生形变，最终导致第一电导体和第二电导体的电学信号的变化，如电流、电阻、电容或电压。第一监测器22与第二监测器21均与信号收集器件30信号连接，可以把第一电导体和第二电导体电阻值的变化传输至信号收集器件30。以电导体的电阻值变化为例：电导体的电阻值由如下公式计算：R＝ρ*L/S(1)其中：ρ为电导体的材料电阻率；L为电导体的长度；S为电导体的横截面的面积；R为电导体的电阻值。电导体的体积由如下公式计算：V＝L*S(2)其中：V为电导体的体积。由公式(1)和公式(2)可进一步得出电导体电阻值的计算公式：R＝L*L*ρ/V(3)人体关节的运动会导致管道内的导电物质被拉长或压缩，进而导致管道内导电物质的电学信号的变化，从而反馈出人体关节的弯曲程度和周围肌肉等组织的形变量。优选地，本实施例中的电学信号为电导体的电阻值。考虑到电导体被密封在狭长的管道中，从而在形变过程中其体积基本不变，第一电导体和第二电导体的电阻值可以近似为与其长度的平方呈正比。由此，根据电阻值的变化，便可以探测出关节的弯曲程度、弯曲角度以及相关尺寸变化等运动信号。信号收集器件30将所有运动信号进行收集并转发至信号处理器件40。请参阅图1，所述第一监测器22可以只设置一个，当设置多个第一监测器22时，各所述第一监测器22于所述护具本体10上圆周间隔分布。所述第一监测器22，可以测量人体关节的弯曲程度。人体关节运动会带动护具本体10的弯曲或伸展，从而拉长第一管道221而使第一电导体的电阻升高，或者当管道开始收缩时，会使第一电导体的电阻值降低。当弯曲的程度不同，伸长量不同时，第一电导体的电阻值不同，信号收集器件30用于收集第一电导体的电阻值的变化信息并输送至信号处理器件40。所述第二监测器21可以只设置一个，当设有多个第二监测器21时，各所述第二监测器21沿所述护具本体10的长度方向间隔分布。所述第二监测器21，可以测量人体关节内径扩张和缩小时的运动信息。多个线性间隔布置的第二监测器21可以测试关节周围组织的尺寸的变化，比如直径。因为，关节反复弯曲运动时，会导致关节周围组织变粗和变细，从而使得第二监测器21中第二管道211中的第二电导体被拉长和缩小，第二电导体的电阻值也随着发生变化，即增大和减小。信号收集器件30用于收集第二电导体的电阻值的变化信息并输送至信号处理器件40。进一步地，所述运动监测护具100还包括与所述护具本体10可拆卸连接的可扩展器件60，所述可扩展器件60与所述信号收集器件30信号连接。可扩展器件60具有多种传感器(图未画)，使用者可根据自身需求选择不同的传感器，并且将所需监测的数据所对应的传感器安装在护具本体10上。优选地，可扩展器件60的传感器包括：心率传感器，可获得心率数据；脉搏传感器，可获得脉搏数据；体温传感器，可获得体温数据；位移传感器和加速度传感器。进一步地，所述护具本体10为镂空结构且不完全包裹被监测的人体关节。尽管护具本体10不完全包覆所监测的人体关节，但其结构能固定信号监测器件以及相关器件。镂空结构的护具本体10可以用于护膝、护腕、护肘，护踝，护指、护腰、护颈、护肩，并且护具本体10不完全包裹人体的膝关节、手腕、手肘、脚踝、指关节、腰部、颈部和肩部。镂空结构的护具本体10不但使运动监测护具100携带方便，而且还使其具有轻盈透气，减少运动时汗液浸透，并可以减缓运动时外力对所监测的人体关节造成的冲击，防止人体出现骨折或其它损伤的特点。进一步地，所述护具本体10也可以为密封结构且完全包裹被监测的所述关节。密封结构的护具本体10可以用于护膝、护腕、护肘，护踝，护指、护腰、护颈、护肩，并且所述护具本体10完全包裹人体的膝关节、手腕、手肘、脚踝、指关节、腰部、颈部和肩部。具有密封结构的护具本体10的运动监测护具100可以完全包覆被监测的人体关节，更好地保持穿戴部位的表面温度，并可减缓所述使用者在运动时外力对人体关节所造成的冲击，防止人体关节出现骨折或其它损伤。此外，该运动监测护具100可以调节被监测的人体关节处的表面温度并减缓运动时外力对该关节的冲击，防止关节出现骨折或其它损伤。具体地，运动检测护具100可以保持人体关节表面温度或者加热人体关节的表面温度；还可以在护具本体10上设置具有辅助降温功能的装置，比如冰袋，这样有利于人体关节在运动中的散热，从而降低被监测的人体关节的表面温度。优选地，本实施例中的运动监测护具100主要用来护膝，运动监测护具100根据使用者在奔跑或行走时膝关节的弯曲频率、弯曲角度及膝关节尺寸的变化，可以计算出其奔跑或行走时的速度、位移等运动信号。进一步地，所述运动监测护具100还包括设置于所述护具本体上且与所述信号传输器件50信号连接的显示器件80。显示器件80内置有扬声器且可以通过图像、声音、信号灯、图形或者数值展示所述运动信号。所述显示器件80也可以是设置于外部的终端，比如电脑、手机、平板电脑或者云端等。所述终端通过蓝牙、WIFI等与信号传输器件50信号连接，所述终端上安装有与所述运动监测护具100相配套的APP，所述APP可将信号传输器件50发送的运动信号进行计算，转化为可直接读取的具有参考性的数据信息，如关节弯曲程度、关节弯曲舒张运动时速度变化快慢，弯曲的总次数等。具体地，本实施例所提供的运动监测护具100还可以与其它探测器联用，从而使其具有更加复杂的功能。比如用于膝关节的运动监测护具100可以与足部(或者鞋)的探测器联用，可以探测跑步时，脚底落地和抬起的瞬间，膝关节的弯曲状况，从而对运动中的人体步态进行更加详细的分析。具体地，本实施例中的运动监测护具100还可以和穿着于人体的压力衣配套使用，从而监测人体组织施加于压力衣上的压力大小，进而科学指导被烧伤皮肤组织的康复。运动监测护具100也可以包裹于人体非关节的部位，比如手臂的肱二头肌部位或者作为腰封包裹于人体的腰部位置，从而检测人体组织施加在运动监测护具100上的压力大小或者人体组织的形变。本实施例所提供的运动监测护具100可以很好地解决人体关节在运动中实时运动信号的存储和传输，以便于实时或者后续分析身体状态、肌肉状态和运动状态等。还可以根据不同使用者的运动目标，选择多种传感器安装于可扩展器件60上，进行个性化设置和数据采集，最终实现单一护具，多样化运动信号监测的优良体验。从而对人体关节的运动形态及运动过程进行指导并给予最优化意见，为科学训练提供指导。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3