СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И КАБЕЛЬ С РАЗЪЕМАМИ ДЛЯ УМНОЙ ОДЕЖДЫ Российский патент 2019 года по МПК A41D1/00 H01R24/60 H01R13/66 

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка испрашивает приоритет в соответствии с параграфом 119(e) раздела 35 Кодекса законов США (USC) по предварительной заявке США 61/981,213 от 18 апреля 2014 г., описание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

Данная заявка также относится к международной заявке PCT/IL2013/050964 (ʹ964) от 23 ноября 2013 г., описание которой включено в настоящий документ в полном объеме посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к носимым в качестве предмета одежды системам мониторинга состояния здоровья, выполненным из текстильных материалов, в частности, к устройствам и способам физического подключения электронных устройств к умной одежде со встроенными текстильными электродами.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ И ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Умная одежда разрабатывается для осуществления контроля жизненных показателей живого существа, носящего такую умную одежду. Умная одежда может содержать множество текстильных датчиков для определения различных физиологических показателей живого существа. Умная одежда также содержит процессор для обработки данных, полученных от датчиков. Как правило, текстильные датчики имеют текстильные проводники, которые облегчают процесс передачи данных от текстильных датчиков к процессору. Как правило, умная одежда соединена для обеспечения работы с устройствами электронной обработки данных с целью обработки разных физиологических показателей существа, носящего умную одежду. Также часто существует потребность быстрого соединения/разъединения электрических устройств от процессора, например, при выполнении очистки умной одежды. Заявленное изобретение удовлетворяет указанную потребность. Кроме того, заявленное изобретение повышает удобство обращения с «умной» одеждой. Так, структура проводников заявленного устройства обеспечивает требуемую проводимость, не ограничивая эластичность или упругость «умной одежды», что повышает комфортность ее ношения, а в вариантах исполнения изобретения обеспечивается возможность машинной стирки и сушки такой «умной» одежды.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении раскрываются устройства и способы для обеспечения физического соединения электрического разъема с соответствующими встроенными текстильными электродами умной одежды для использования с предварительно настроенными электронными устройствами. Текстильные электроды могут использоваться для получения сигналов ЭКГ высокого качества и других биологических сигналов.

В настоящем изобретении раскрывается способ безопасного соединения проводящих текстильных нитей и электрического разъема.

В настоящем изобретении раскрывается способ безопасного соединения проводящих текстильных нитей и электрического разъема, так что разъем герметично закрыт, что позволяет выполнять очистку умной одежды, в том числе с использованием машинной стирки и сушки.

В настоящем изобретении раскрывается сущность эластичных текстильных соединительных проводников, которые могут быть накрахмалены вместе с одеждой из эластичных материалов.

В настоящем изобретении раскрывается сущность эластичных текстильных соединительных проводников с заданной удельной электропроводностью. Соединительные текстильные проводники могут быть сплетены при использовании предварительно заданного числа проводимых нитей для обеспечения необходимой электропроводности предварительно заданной длины проводников.

В соответствии с идеей настоящего изобретения раскрывается разъем и кабель с разъемами, включая электрический соединитель, имеющий выпускную секцию и множество эластичных проводников. Каждый из эластичных соединительных проводников гальванически присоединен первым концом к соответствующему предварительно настроенному выходному штекеру электронного соединителя. Второй конец каждого из эластичных соединительных проводников предварительно настроен на функциональное соединение с соответствующим датчиком.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения в качестве электронного соединителя используют разъем HDMI.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения по меньшей мере один из эластичных соединительных проводников является проводником, выполненным из текстильных материалов.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения в качестве датчика используют текстильный электрод умной одежды.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения соединительный элемент и кабель с разъемами изготовляют из материалов, устойчивых к очистке с использованием стиральных машин и сушки при помощи сушильных машин.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения электронный соединитель включает печатную плату со множеством соединительных штекеров, причем каждый эластичный соединительный проводник безопасно и с сохранением электропроводности прикреплен к соответствующему штекеру из множества соединительных штекеров печатной платы.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения безопасное закрепление каждого эластичного соединительного проводника и соответствующего штекера из множества соединительных штекеров печатной платы выполнено вдавливанием соответствующего контакта в соответствующий проводник, либо с использованием электропроводящего клея, или объединяя оба варианта.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения печатная плата включает по меньшей мере одно средство защиты, которое производит размыкание соответствующей электрической линии при возникновении резкого скачка напряжения.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения электронный соединитель включает корпус разъема, причем корпус разъема и секция эластичных соединительных проводников, расположенные вблизи электронного соединителя, закрыты герметичной оболочкой.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения соединительный элемент и кабель с разъемами дополнительно содержат вмонтированную крышку, присоединенную к открытому концу электронного соединителя для дополнительной герметизации соединительного элемента и кабеля с разъемами.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения соединительный элемент и кабель с разъемами дополнительно включают соединительный элемент для обеспечения надежного подключения соединительного элемента и кабеля с разъемами к умной одежде.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения выпускная секция электронного соединителя выполнена в основном перпендикулярно направлению подключения соединительных проводников в электронный соединитель.

Особенностью настоящего изобретения является наличие устройства с интерфейсом HDMI, облегчающего функциональное подключение любого внешнего блока контроля к умной одежде при помощи соединительного элемента и кабеля с разъемами. Устройство с интерфейсом HDMI включает вход двухпроводного соединителя, корпус интерфейса, включающий первую и вторую стороны, и печатную плату с интерфейсом. Каждый из входов двухпроводного соединителя адаптирован для функционального подключения к выпускной секции электронного соединителя. Предварительно настроенные соединительные элементы надежно закреплены в интерфейсе печатной платы, в предварительно сконфигурированных местах, с одной или обеих сторон интерфейса печатной платы. Советующие размыкания в местах, относящихся к расположению внешних соединительных элементов интерфейса печатной платы, формируются на первой и/или второй лицевой стороне корпуса интерфейса для облегчения доступа к внешним соединительным элементам.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения вход двухпроводного соединителя адаптирован для соответствия выпускной секции электронного соединителя.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения внешние соединительные элементы выбирают из группы, включающей защелкивающиеся кнопки и зубчатые зажимы.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения интерфейс печатной платы включает по меньшей мере одно средство защиты, которое производит размыкание соответствующей электрической линии при возникновении резкого скачка напряжения.

В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения внешний блок контроля являет собой блок контроля и обработки сигнала ЭКГ.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания, приведенного ниже, и сопроводительных чертежей, которые даны исключительно в качестве иллюстрации и таким образом не ограничивают настоящее изобретение, причем:

На Фиг. 1 показан вид в перспективе примера герметично закрытого разъема HDMI в соответствии с реализацией настоящего изобретения с текстильными соединительными проводниками, выходящими из разъема, в котором герметизирующая оболочка снята в иллюстративных целях.

На Фиг. 2 в масштабе 1:2 подробно показан вид А секции разъема, как показано на Фиг. 1.

На Фиг. 3а показан пример герметично закрытого разъема HDMI, как на Фиг. 1, включая герметизирующий пластик.

На Фиг. 3b показан вид сбоку соединительной секции, как показано на Фиг. 3а.

На Фиг. 3c показан вид сбоку умной одежды с использованием герметично закрытого соединительного элемента HDMI и кабеля с разъемами, как показано на Фиг. 3a.

На Фиг. 4 показан другой пример выполнения герметично закрытого разъема HDMI с герметизирующей оболочкой, в котором выход соединителя расположен в основном перпендикулярно подводящим соединительным кабелям.

На Фиг. 5 показана принципиальная электрическая схема соединительного элемента HDMI и кабеля с разъемами, как показано на Фиг. 3а и 4.

На Фиг. 6 показан вид в перспективе примера устройства с интерфейсом HDMI, имеющего вход двухпроводного соединителя, и показана первая сторона устройства с интерфейсом HDMI с первым набором защелкивающихся кнопок.

На Фиг. 7 показан вид в перспективе примера устройства с интерфейсом HDMI, как показано на Фиг. 6, но показана вторая сторона устройства с интерфейсом HDMI со вторым набором защелкивающихся кнопок.

На Фиг. 8 показан вид сбоку примера устройства с интерфейсом HDMI, показанного на Фиг. 6.

На Фиг. 9 показан вид в перспективе печатной платы примера устройства с интерфейсом HDMI, как показано на Фиг. 6, в котором крышка корпуса снята в иллюстративных целях.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение описано более подробно со ссылками на чертежи, на которых изображены предпочтительные варианты осуществления изобретения. Настоящее изобретение может быть выполнено в различных формах и не ограничено представленными здесь вариантами реализации; эти варианты представлены с целью полного и исчерпывающего представления изобретения, полностью передавая объем изобретения специалистам в данной области.

Вариант реализации представляет собой пример или реализацию изобретения. Разные упоминания "один из вариантов", "вариант" или "какой-то из вариантов" не обязательно относятся к одному варианту. Хотя различные признаки настоящего изобретения могут быть описаны в контексте одного варианта реализации, эти признаки могут также быть представлены отдельно или в любой подходящей комбинации. И наоборот, хотя описание изобретения может быть приведено в контексте отдельных вариантов реализации для ясности, изобретение также может быть реализовано, используя один вариант реализации.

Ссылка в описании на "один из вариантов", "вариант" или "какой-то из вариантов", "другой вариант" или "другие варианты" означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные по отношению к вариантам осуществления, включены по крайней мере в один вариант, но не обязательно относятся ко всем вариантам реализации изобретения. Фразеология и терминология, используемые в настоящем документе, не должны истолковываться, как ограничивающие и предназначены только для описательной цели.

Ссылки сделаны на прилагаемые чертежи. На Фиг. 1 показан пример герметически закрытого соединительного элемента HDMI 100 и кабеля с разъемами в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения с разъемом 110 и эластичными соединительными проводниками 130, выходящими из разъема 110, готовые для безопасного подключения к предварительно подготовленным местам на умной одежде (не показаны). Герметизирующая оболочка не показана на Фиг. 1 в иллюстрационных целях. На Фиг. 2 в масштабе 1:2 со ссылкой на Фиг. 1 подробно показан вид А разъема 110. На Фиг. 3а показан пример герметически закрытого соединительного элемента HDMI и кабеля с разъемами 100 с герметичной оболочкой 140. На Фиг. 3c показан вид сбоку умной одежды 50 с использованием герметически закрытого соединительного элемента HDMI и кабеля с разъемами 100.

Необходимо отметить, что разъем HDMI 110 показан в качестве примера, и может использоваться любой другой тип разъема.

Разъем 110 включает небольшую печатную плату 116. Печатная плата включает множество контактов 118 для безопасного соединения каждого контакта 118 с соединительными проводниками 130, например, не ограничиваясь, вдавливая каждый контакт 118 в соответствующий проводник 130, используя электропроводящий клей или объединения оба эти варианты.

Корпус 114 разъема 110 предпочтительно закрыт оболочкой 140 из герметичного материала, например, из резины. В предпочтительном варианте реализации предварительно подготовленная часть 120 проводника 130 также закрыта оболочкой из герметичного материала 140, чтобы защитить разъем и подготовленную часть 120 проводника 130, в частности, для облегчения очистки умной одежды при помощи стиральных машин и сушки при помощи сушильных машин (при температуре около 80°С). Как правило, каждый проводник 130, предназначен для передачи одного сигнала.

В предпочтительном варианте реализации для дополнительной герметизации разъема 110 на открытом конце 112а разъема 110 имеется встроенная крышка (не показана), чтобы таким образом защитить соединительный элемент 100, включая сам разъем 110 и прикрепляемый элемент 122.

В секции 120 проводника 130 независимые соединяющие проводники 130 изолированы друг от друга.

Проводники 130, как правило, без ограничений, изготовлены из эластичного материала, такого как нейлон, и покрыты ионами серебра или другого металла, такого как золото, медь или нержавеющая сталь. Как правило, проводники сплетены таким образом, чтобы поддерживать упругость, что соответствует упругости умной одежды и не ограничивает ее эластичность. Как правило, каждый проводник 130 состоит из предварительно подготовленного числа независимых проводящих нитей, так, чтобы обеспечить контроль проводимости этих проводников 130, как правило, в соответствии с длиной проводника 130.

Как правило, каждый сплетенный проводник 130 состоит из предварительно выбранного количества независимых проводящих нитей, которые индивидуально скручены с непроводящими нитями, такими как нейлон или полиэстер, что позволяет изолировать каждый проводник 130.

В предпочтительном варианте реализации использование соединительного элемента и кабеля с разъемами 100, включающих прикрепляемый элемент 122 для обеспечения безопасного соединения соединительного элемента 100 с умной одеждой 50, например, сшиванием. Таким образом, при изъятии разъема 110, проводник 130 не вытягивает соответствующий электрод 60 и не искажает полученный сигнал.

В предпочтительном варианте реализации использование соединительного элемента с проводником 130 рассчитано на по крайней мере 50 циклов очистки и сушки.

Как правило, свободные концы каждого скрученного проводника 130 безопасно подсоединены к предварительно подготовленному месту умной одежды 50, например, к советующему электроду 60, например, сшиванием или склеиванием при помощи электропроводящего клея. Соединения могут быть применены напрямую к соответствующему электроду 60. Также, соединения могут быть применены к предварительно подготовленному месту на умной одежде, в котором данное предварительно подготовленное место электрически подключено к соответствующему электроду, например, путем использования другого проводника. Таким образом, сигнал полученный электродом 60, может быть передан через проводник 130 и разъем 110 на внешнее электронное устройство, предварительно настроенное на получение таких сигналов.

На Фиг. 4 показан другой пример реализации герметичного соединительного элемента HDMI 101 и кабеля с разъемами, включающего герметичную оболочку 140 где выход разъема 112b, как правило, расположен перпендикулярно кабелю проводника 130. Таким образом, при работе элемента, подключенного к выходу разъема 112b, на обрабатывающий элемент не передается усилие протяжки кабеля на разъеме 110, так что никакие усилия протяжки не передаются к проводникам 130.

В некоторых вариантах реализации соединительные элементы HDMI 100 и 101 включают в себя средства защиты для защиты устройств обработки умной одежды (не показаны), электрически соединенных с соединительными элементами (100 или 101) и кабелем с разъемами, от скачков напряжения, возникающих в результате работы таких устройств как дефибриллятор, который активируется по меньшей мере на одном электроде, электрически подключенном к устройству обработки умной одежды.

На Фиг. 5 показана принципиальная электрическая схема 300 соединительного элемента HDMI 100 и 101 и кабеля с разъемами. Схема HDMI включает независимые электрические линии 310 для каждого входящего проводника 130. По меньшей мере одна электрическая линия 310 включает средство защиты 319, которое производит размыкание по меньшей мере, одной электрической линии 310 во время скачка напряжения, таким образом, предотвращая проход высоких электрических импульсов к устройству обработки умной одежды. В некоторых вариантах реализации настоящего изобретения средства защиты могут включать в себя стабилитроны и/или другие средства защиты от высокого напряжения, например, такие как восьмиконтактная интегральная схема ZL70584.

Особенностью настоящего изобретения является устройство с интерфейсом HDMI, помогающее обрабатывать любые сигналы ЭКГ и сигналы блока мониторинга с возможностью функционального подключения к умной одежде 50 через разъем HDMI 110. На Фиг. 6-8 показаны примеры реализации устройства с интерфейсом HDMI 200 в соответствии с вариантом реализации, имеющим корпус 210, вход двухпроводного соединителя 240, настроенного на функциональное подключение к разъему 110, а несколько защелкивающихся кнопок 230 электрически подключены ко входу двухпроводного соединителя 240. На Фиг. 6 показан вид в перспективе входа 240 двухпроводного соединителя и показана первая сторона 212 устройства 200 с интерфейсом HDMI с первым набором кнопок 230. На Фиг. 7 показан вид в перспективе входа 240 двухпроводного соединителя и вторая сторона 212 устройства 200 с интерфейсом HDMI со вторым набором кнопок 230. На Фиг. 8 показан вид сбоку входа 240 двухпроводного соединителя.

На Фиг. 9 показан вид в перспективе примера печатной платы 250 устройства с интерфейсом HDMI, где крышки корпуса 212 и 214, показанные на Фиг. 8, сняты в иллюстрационных целях. Печатная плата 250 включает саму печатную плату 252, вход 240 двухпроводного соединителя, в котором защелкивающиеся кнопки 230 безопасно подключены к печатной плате 252 в предварительно подготовленном месте, используя такое устройство как соединительный зажим 232. Кнопки 230 безопасно подключены к печатной плате 252 таким образом, что вход 240 двухпроводного соединителя функционально подключен к разъему 110, а каждая кнопка 230 электрически подсоединена к соответствующему контакту 118 разъема 110.

Как правило, общие блоки обработки сигнала ЭКГ предназначены для подключения с использованием защелкивающихся кнопок или зубчатых зажимов. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничивается соединением при помощи указанных защелкивающихся кнопок или зубчатых зажимов и может быть адаптировано под любой другой тип разъема.

В некоторых вариантах реализации средства защиты 319, которые обеспечивают размыкание как минимум одной электрической линии 310 (см. Фиг. 5) при высоком напряжении, встроены в схему печатной платы 252.

Настоящее изобретение описано на основе вариантов осуществления и примеров, и очевидно, что оно может быть выполнено многими способами. Такие варианты не следует рассматривать как отход от сущности и объема изобретения, и все такие модификации должны быть очевидными для специалиста в данной области техники и должны быть включены в объем формулы изобретения.

Соединительный элемент и кабель с разъемами, включающие электронный соединитель типа HDMI, включающий выпускную секцию и множество эластичных соединительных проводников. Каждый из эластичных соединительных проводников соединен гальванически одним концом с соответствующим предварительно настроенным выходным штекером электронного соединителя. Второй конец каждого из эластичных соединительных проводников предварительно настроен на функциональное соединение с соответствующим датчиком, например текстильным электродом умной одежды. Как правило, по крайней мере, один из эластичных соединительных проводников является соединительным проводником, выполненным из текстильных материалов. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Соединительный элемент и кабель с разъемами, включающий:

а) электрический соединитель с выпускной секцией; и

б) множество эластичных соединительных текстильных проводников, содержащих проводящие текстильные нити,

причем каждый из указанных эластичных соединительных текстильных проводников соединен с сохранением проводимости первым концом с соответствующим предварительно настроенным выходным штекером указанного электронного соединителя; и

где второй конец каждого из эластичных соединительных текстильных проводников предварительно настроен на функциональное соединение с соответствующим датчиком.

2. Соединительный элемент и кабель с разъемами по п. 1, отличающиеся тем, что указанный электрический соединитель выполнен в виде разъема HDMI.

3. Соединительный элемент и кабель с разъемами по п. 1, отличающиеся тем, что указанный датчик выполняет функцию текстильного электрода умной одежды.

4. Соединительный элемент и кабель с разъемами по п. 1, отличающиеся тем, что изготовлены из материалов, устойчивых к очистке при помощи стиральных машин и сушке при помощи сушильных машин.

5. Соединительный элемент и кабель с разъемами по п. 1, отличающиеся тем, что указанный электрический соединитель включает печатную плату со множеством штекеров, причем каждый указанный эластичный соединительный текстильный проводник безопасно подключен с сохранением электропроводимости к соответствующему штекеру указанного множества штекеров.

6. Соединительный элемент и кабель с разъемами по п. 5, отличающиеся тем, что безопасное подключение каждого указанного эластичного соединительного текстильного проводника и указанного штекера из множества штекеров выполнено путем вдавливания соответствующего контакта в указанный соответствующий текстильный проводник, либо с использованием электропроводящего клея, либо объединяя оба варианта.

7. Соединительный элемент и кабель с разъемами по п. 6, отличающиеся тем, что указанная печатная плата содержит по крайней мере одно средство защиты, которое производит размыкание соответствующей электрической линии при возникновении скачков электрических импульсов.

8. Соединительный элемент и кабель с разъемами по п. 1, отличающиеся тем, что указанный электронный соединитель включает корпус, причем этот корпус и часть эластичных соединительных текстильных проводников, расположенных вблизи электронного соединителя, закрыты герметичной оболочкой.

9. Соединительный элемент и кабель с разъемами по п. 1, отличающиеся тем, что дополнительно включают вмонтированную крышку, присоединенную к открытому концу электронного соединителя, таким образом, обеспечивая дополнительную герметизацию соединительного элемента и кабеля с разъемами.

10. Соединительный элемент и кабель с разъемами по п. 1, отличающиеся тем, что дополнительно содержат соединительный элемент для обеспечения безопасного подключения соединительного элемента и кабеля с разъемами к умной одежде.

11. Соединительный элемент и кабель с разъемами по п. 1, отличающиеся тем, что указанная выпускная секция электронного соединителя в основном перпендикулярна входному направлению подключения соединительных текстильных проводников, входящих в указанный электронный соединитель.

12. Устройство с интерфейсом HDMI, облегчающее функциональное подключение любых внешних блоков контроля к умной одежде при помощи соединительного элемента и кабеля с разъемами согласно п. 1, включающее:

а) вход двухпроводного соединителя;

б) корпус интерфейса, включающий первую и вторую стороны; и

в) печатную плату с интерфейсом,

причем каждый вход указанного двухпроводного соединителя адаптирован к функциональному подключению к указанной выпускной секции указанного электронного соединителя;

причем предварительно выбранное количество внешних соединительных элементов безопасно подключено к указанной печатной плате с интерфейсом в предварительно сконфигурированном месте с одной или обеих сторон указанной печатной платы с интерфейсом; и

где соответствующие отверстия в местах, соответствующих размещению указанных внешних соединительных элементов на указанном интерфейсе печатной платы, сформированы на указанных первой и второй сторонах корпуса указанного интерфейса для облегчения доступа к указанным внешним соединительным элементам.

13. Устройство с интерфейсом HDMI п. 12, отличающееся тем, что вход указанного двухпроводного соединителя адаптирован для использования с указанной выпускной секцией указанного электронного соединителя.

14. Устройство с интерфейсом HDMI по п. 12, отличающееся тем, что указанные внешние соединительные элементы выбраны из группы, включающей защелкивающиеся кнопки и зубчатые зажимы.

15. Устройство с интерфейсом HDMI по п. 12, отличающееся тем, что печатная плата с интерфейсом содержит по меньшей мере одно средство защиты, которое производит размыкание соответствующей электрической линии во время скачка напряжения.

16. Устройство с интерфейсом HDMI по п. 12, отличающееся тем, что внешний блок контроля выполнен в качестве блока контроля и обработки сигнала ЭКГ.