[发明专利]一种柔性运动健康监测系统

说明书

本发明属于柔性表皮电子领域，并公开了一种柔性运动健康监测系统。其包括无线数据采集单元和心电信号采集电极、电路补偿单元、水合电极和温度传感器，其中，心电信号采集电极用于测量心电图信号；电路补偿单元用于增强心电图信号的信噪比；水合电极用于测量皮肤水合作用的强度；无线数据采集单元包括柔性外壳和包覆在其中的柔性电路板，柔性外壳上设置有凹槽，凹槽中充满液态金属，凹槽的下端设置有工字型的导电连接片，当无线数据采集单元晃动时，通过凹槽内导电连接片在液态金属中的缓冲，达到应力隔离的效果，避免牵扯测量电极。通过本发明，实现精准采集各类人体生理信号，测量效率高。

技术领域

本发明属于柔性表皮电子领域，更具体地，涉及一种柔性运动健康监测系统系统。

背景技术

随着人们对运动的热爱逐渐加深，越来越多的运动健康监测系统呈现在大众眼前。其形式有智能手环，智能手表，智能眼镜以及智能鞋等。人类运动的过程常见的指标为心率、体温、体表湿度等。但是目前的运动健康监测系统功能仍然比较单一，大多部分监测的目标为步数，消耗能量等比较单一的功能。

目前已有一些针对目前问题开发的运动健康管理系统，例如专利号为CN201810128938.X提出了一种基于纤毛温度传感的柔性电子皮肤。专利号为CN201410670417.9公开了一种通过反射式光电传感器照射皮肤监测心率的电子皮肤式心率监测器；专利号为CN201610173232.6公开了一种通过电阻测量的，能够监测温湿度的柔性电子皮肤智能鞋垫。

然而这些专利提出的健康管理系统存在如下其中之一或者几个缺点： 1)测量目标较为单一，无法测出多种运动所需数据；2)运动时产生的信号对心电信号的干扰伪影无法完全解决；3)光电传感器无法排除环境光对于信号的影响；4)监测运动温湿度时未考虑运动应变对于电阻的影响；因此对于这些问题，需要开发一种测量稳定、超薄、高信噪比的柔性运动健康监测系统。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种柔性运动健康监测系统系统，通过对其关键组件无线数据采集单元和电路补偿单元的设计，使得测量系统在贴附待测对象表面时，当无线数据采集单元移动时，心电信号采集电极、水合电极和温度传感器不受到牵扯，保证测量的稳定性和准确性，通过电路补偿对心电信号采集电极测量的信号进行补偿，增强信噪比，由此解决测量过程中的晃动，不稳定和测量误差大的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种柔性运动健康监测系统系统，该系统包括无线数据采集单元和分别与该无线数据采集单元连接的心电信号采集电极、电路补偿单元、水合电极和温度传感器，其中，

所述心电信号采集电极用于测量待测对象的心电图信号；

所述电路补偿单元用于抵消所述心电信号采集电极与无线数据采集单元的连接线采集的干扰信号，以此增强所述心电信号采集电极采集的心电图信号的信噪比；

所述水合电极用于测量待测对象皮肤水合作用的强度；

所述温度传感器用于测量待测量对象皮肤表面的温度；

所述无线数据采集单元包括柔性外壳和包覆在其中的柔性电路板，该柔性电路板用于接受信号，其上设置有多个连接电极，所述柔性外壳上设置有多个与所述连接电极一一对应的凹槽，凹槽中充满液态金属，凹槽的下端设置有工字型的导电连接片，该连接片的一端采用间隙配合的方式设置在所述凹槽中，所述心电信号采集电极、水合电极、温度传感器和电路补偿单元的补偿参考电极通过与所述连接片连接实现与所述柔性电路板的连接，此外，当所述无线数据采集单元晃动时，通过所述连接片在所述凹槽中晃动缓冲，避免牵扯所述心电信号采集电极、水合电极、温度传感器和电路补偿单元。

进一步优选地，所述电路补偿单元包括与所述无线数据采集单元连接的补偿支路和补偿参考电极，该补偿支路与所述连接线平行，通过该补偿支路产生补偿电压以此减小所述连接线采集的电压信号，所述补偿参考电极用于获得所述心电信号采集电极与连接线的总电压。