CN208048283U - 一种基于生物传感器的智能运动臂包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于生物传感器的智能运动臂包，至少包括臂包主体和用于将臂包主体固定至手臂上且固接至臂包主体的带体。智能运动臂包还包括设于臂包主体内部的至少一个数据处理单元和用于检测用户的生物体征数据且设于臂包主体上的至少一个生物传感器。智能运动臂包还包括设于臂包主体内部的中央处理模块以及与中央处理模块连接的数据处理单元、计时模块和提示模块。生物传感器和计时模块分别通信地连接至第一数据处理单元和第二数据处理单元，生物传感器将采集的生物体征数据经第一数据处理单元传输至中央处理模块，中央处理模块将生成的提示信息传输至提示模块，计时模块用于计算提示信息的持续时间并将持续时间传输至第二数据处理单元。

Description

一种基于生物传感器的智能运动臂包

技术领域

本实用新型涉及运动配件技术领域，尤其指一种基于生物传感器的智能运动臂包。

背景技术

随着生活水平和人们健康意识的不断提高，越来越多的人们开始注重锻炼身体。现代人的营养摄入通常都比较充分，导致经常处于坐姿工作的人群很容易由于体内积聚的营养成分不容易被消耗，引发肥胖或血脂过高等身体健康问题。日常生活中游泳、骑行、打球、慢跑等都是较好的身体锻炼方式，其中慢跑尤其适合各类人群，活动量适中，而且效果较好。同时人们在户外运动中，希望能够借助于一些辅助的随身设备，能够实时了解慢跑中自身的身体情况。然而目前的运动臂包仅仅具有存放手机和固定手机的较为单一的功能，并未配置相关检测模块而无法检测生命体健康信息，导致无法准确获取用户的生命健康信息。

此外，长期对身体健康的忽视可能引发例如糖尿病、高血压或心脑血管疾病等对人类危害极大的慢性病，此类慢性病的病因与人们日常生活方式紧密相关，其中长期久坐以及运动量过少是此类慢性疾病的常见诱发危险因素之一，所以加强对人们的日常运动的健康指导在患者院外管理中占有十分重要的地位，可以有效地降低人们的患病率和并发症。然而，由于传统的心电监护仪、尿液分析仪和血液分析仪等检测设备，不仅价格昂贵体积庞大而且不便于移动，无法实现在家中和生活中随时对人们的身体状况进行监测。虽然市场上已经存在可以用来测试诸如血压、心率、氧饱和度、体重以及身高的多种身体健康测试设备，例如能够用于监测脉搏的Foo geez手臂式心率带，但此类健康追踪器仍然只具有单一生物特征数据的检测功能并且未能及时提供得到检测数据后的解释说明或建议，用户无法及时掌握自身是否处于正常范围内，不能为用户当前的运动强度提供有效评估及提醒。

中国专利(公开号为CN207220383U)公开了一种多用途多功能手机臂包，包括臂包本体、第一臂包、胶章、耳机孔、第一臂包拉链、第二臂包拉链、LED/PCB板、胶章后盖、LED灯珠、无线充电接收器和臂带，所述臂带的表面一侧有魔术贴，且所述臂带靠近所述臂包本体的一端设计有装入臂带的口袋，袋口缝制有拉链，所述第一臂包袋面缝制有胶章，所述胶章的内部设置有LED灯珠和控制开关及充电电池，所述充电电池采用无线充电接收器充电。该实用新型实现了手机臂包在不同环境和人们不同需求使用情况下, 自由切换成手机臂包、手腕包、斜跨包、腰包，同时能通过控制开关在不同环境下控制LED发光，LED灯光闪烁。虽然该实用新型的使用范围较广，并且为夜间运动提供一定的安全保障同时具有多方面的用途以及多种功能，但是该实用新型没有解决如何通过对生物体征数据进行采集并分析以达到实时监测管理的问题。因此，本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足提供一种能够通过对生物体征数据进行采集并分析以达到实时监测目的的改进的基于生物传感器的智能运动臂包。

实用新型内容

针对现有技术之不足，本实用新型提供了一种基于生物传感器的智能运动臂包，至少包括臂包主体和用于将所述臂包主体固定至手臂上且固接至所述臂包主体的带体，所述智能运动臂包还包括设于所述臂包主体内部的至少一个数据处理单元和用于检测用户的生物体征数据且设于所述臂包主体上的至少一个生物传感器。其中，所述智能运动臂包还包括设于所述臂包主体内部且与所述数据处理单元连接的中央处理模块以及均与所述中央处理模块连接的计时模块和提示模块，所述生物传感器通信地连接至第一数据处理单元，所述计时模块通信地连接至第二数据处理单元。其中，所述生物传感器将采集的生物体征数据经所述第一数据处理单元传输至所述中央处理模块，所述中央处理模块将生成的提示信息传输至所述提示模块，所述计时模块用于计算提示信息的持续时间并将所述持续时间传输至所述第二数据处理单元。

根据一个优选实施方式，所述第一数据处理单元至少包括数据采集模块，所述生物传感器和存储模块分别与所述数据采集模块连接。其中，所述数据采集模块用于提取所述存储模块中用户的历史平均数据，所述生物传感器将采集的生物体征数据传输至所述数据采集模块。

根据一个优选实施方式，所述第一数据处理单元还包括数据分析模块和经所述数据分析模块与所述数据采集模块间接连接的异常数据触发器，其中，所述数据分析模块用于计算获取的所述生物体征数据和所述历史平均数据之间的差值，所述异常数据触发器用于将所述差值的绝对值与预设阈值进行比对。

根据一个优选实施方式，所述第二数据处理单元至少包括依次彼此连接的触发模块、比对模块和判断模块，其中，所述触发模块在所述中央处理模块生成所述提示信息的情况下发送触发信号，所述比对模块用于在接收到触发信号的情况下将所述持续时间和所述预设时间的比对结果发送至所述判断模块，所述判断模块用于在所述持续时间超出所述预设时间的情况下生成预警信息并传输至所述中央处理模块。

根据一个优选实施方式，所述智能运动臂包还包括至少一个通信地电耦合至所述中央处理模块的通信模块和通信地连接至所述通信模块的终端设备，其中，在所述判断模块生成预警信息并传输至所述中央处理模块的情况下，所述中央处理模块将接收到的所述预警信息经所述通信模块传输至终端设备。

根据一个优选实施方式，所述智能运动臂包还包括与所述提示模块连接的触屏显示器，所述触屏显示器将生成的提示确认信息传输至所述中央处理模块。

根据一个优选实施方式，所述中央处理模块包括运算处理服务器、中央处理器或微处理器芯片中的一种或多种，所述生物传感器包括用于检测用户脉搏变化的脉搏传感器、用于用户检测表面肌肉电信号的肌肉电信号采集传感器、用于检测用户皮肤电导率系数的皮肤传感器或用于测量用户汗液信息的基于ISFET的汗液传感器中的一种或多种。

根据一个优选实施方式，所述数据采集模块包括数据采集卡，所述数据分析模块包括单片机，所述异常数据触发器包括数据触发器。

根据一个优选实施方式，所述提示模块包括语音提示器、蜂鸣器或闪光部件中的一种或多种，所述通信模块包括通信天线、通信芯片或无线信号发送器中的一种或多种。

根据一个优选实施方式，所述存储模块包括RAM存储器、ROM存储器、硬盘存储器、CD磁盘存储器、闪存芯片或DVD磁盘存储器中的一种或几种。

本实用新型提供智能运动臂包至少具有如下优势：

本实用新型通过将生物传感器设置于智能运动臂包上与人体接触的背面，达到了随时监测人体的各项重要生理特征数据的目的，并且能够在生物特征数据相较于历史平均数据出现异常的情况下，及时地生成提示信息并且以声光电的形式提醒用户；同时通过设置与计时模块连接的第二数据处理单元，能够在提示信息生成的情况下对提示信息的持续时间进行计时，以此来检测在预设时间阈值内用户是否对所述提示信息进行处理，进一步增强对用户的身体状况实时安全监测的效果，从而有效地减少和避免意外情况的发生。

附图说明

图1是本实用新型的优选的智能运动臂包的简化模块连接示意图；

图2是本实用新型的智能运动臂包的正视图的简化结构连接示意图；和

图3是本实用新型的智能运动臂包的后视图的简化结构连接示意图。

附图标记列表

1：中央处理模块 2：生物传感器 3：存储模块

4：计时模块 5：通信模块 6：提示模块

7：终端设备 8：触屏显示器 9：第一数据处理单元

10：数据采集模块 11：数据分析模块 12：异常数据触发器

13：第二数据处理单元 14：触发模块 15：比对模块

16：判断模块 21：臂包主体 22：带体

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。

如图1所示，智能运动臂包，至少包括臂包主体21和用于将臂包主体 21固定至手臂上且固接至臂包主体21的带体22。其中，智能运动臂包还包括设于臂包主体21内部的至少一个数据处理单元和用于检测用户的生物体征数据且设于臂包主体21上的至少一个生物传感器2。其中，所述智能运动臂包还包括设于所述臂包主体21内部且与所述数据处理单元连接的中央处理模块1以及均与所述中央处理模块1连接的计时模块4和提示模块6，所述生物传感器2通信地连接至第一数据处理单元9，所述计时模块4通信地连接至第二数据处理单元13，生物传感器2将采集的生物体征数据经第一数据处理单元9传输至中央处理模块1，中央处理模块1将生成的提示信息传输至提示模块6，计时模块4用于计算提示信息的持续时间并将持续时间传输至第二数据处理单元13。

本实用新型通过将生物传感器2设置在智能运动臂包上能够与用户的皮肤表面接触的背面，不仅能够与用户的皮肤表面进行接触并从其产生的汗液中检测到汗液中的各种生物体征数据，包括电解质、钠、乳酸和蛋白质等等，而且能够检测用户的脉搏和表面肌肉电信号等重要的生物体征数据，进而得到用户的当前身体状况，达到了随时监测人体的各项重要生理特征数据的目的，并且能够在生物特征数据相较于历史平均数据出现异常的情况下，及时地生成提示信息并且以声光电的形式提醒用户。同时通过设置与计时模块4 连接的第二数据处理单元13，能够在提示信息生成的情况下对提示信息的持续时间进行计时，以此来检测在预设时间阈值内用户的当前身体状况是否能够对提示信息进行处理，进一步增强对用户的身体状况实时安全监测的效果，从而有效地减少和避免意外情况的发生。

优选的，生物传感器2包括用于检测用户脉搏变化的脉搏传感器、用于用户检测表面肌肉电信号的肌肉电信号采集传感器、用于检测用户皮肤电导率系数的皮肤传感器或用于测量用户汗液信息的基于ISFET的汗液传感器中的一种或多种，其中基于ISFET的汗液传感器至少包括ISFET和参比电极并能够用于检测汗液中的钠离子浓度和钾离子浓度。优选的，ISFET为离子选择场效应晶体管。离子选择场效应晶体管是一种微电子离子选择性敏感元件，兼有电化学和晶体管的双重特性，与传统离子选择电极相比，具有灵敏度高、响应快等优势。参比电极为Ag/AgCl塑料复合电极、Ag/AgCl凝胶电极、涂覆有可渗透膜的Ag/AgCl电极或聚吡咯电极。参比电极不限于此，还可以是涂覆有渗透膜并渗透有氯离子的Ag/AgCl电极、与介体混合的碳糊电极或贵金属参比电极。优选的，脉搏传感器可以为用于采集脉搏信号的光电脉搏传感器，在用户通过带体22将臂包主体21佩戴在手臂上时，该脉搏传感器能够紧贴用户的手臂皮肤对用户的脉搏信号进行检测。优选的，肌肉电信号采集传感器至少包括ISFET和参比电极并用于采集用户的表面肌肉电信号，表面肌电信号是肌肉收缩时伴随的电信号，是在体表无创检测肌肉活动的重要方法。所述肌肉电信号采集传感器还可以包括电压初级放大器，可以用于放大肌肉电信号采集传感器的参考电极以及测量电极之间的电压信号以获取所述表面肌肉电信号。优选的，皮肤传感器至少包括ISFET和参比电极并用于采集能够反映用户皮肤表面汗液分泌的皮肤电导率系数，以此衡量肌肉的疲劳程度。

根据一个优选实施方式，第一数据处理单元9至少包括数据采集模块 10，生物传感器2和存储模块3分别与数据采集模块10连接，其中，所述数据采集模块10用于提取所述存储模块3中用户的历史平均数据，生物传感器2将采集的生物体征数据传输至数据采集模块10。本实用新型通过设置数据采集模块10与生物传感器2和存储模块3连接，生物传感器2采集的生物体征数据和存储模块3中存储的历史平均数据均能够传输至数据采集模块10，同时能够经数据采集模块10传输至存储模块3及进行存储，以此达到收集用户长期体征数据并对各项对应的历史平均数据进行更新的目的。

根据一个优选实施方式，第一数据处理单元9还包括数据分析模块11 和经数据分析模块11与数据采集模块10间接连接的异常数据触发器12，其中，数据分析模块11用于计算获取的生物体征数据和历史平均数据之间的差值，异常数据触发器12用于将该差值的绝对值与预设阈值进行比对。例如，数据采集模块10通过脉搏传感器采集到用户实时脉搏数据为100次 /分，数据分析模块11计算出实时脉搏数据和历史平均数据70～80次/分之间的差值为20～30次/分，在异常数据触发器12将其差值的绝对值20～30 次/分与预设阈值10～20次/分对比后，得出当前的实时脉搏数据和历史平均脉搏数据之间的差值大于预设阈值的对比结果，此时中央处理模块能够及时地生成脉搏过快的提示信息并以语音提示的形式提醒用户减缓运动量，以此能够达到对用户的身体状况实时安全监测的效果。

根据一个优选实施方式，第二数据处理单元13至少包括依次彼此连接的触发模块14、比对模块15和判断模块16。其中，触发模块14在中央处理模块1生成提示信息的情况下发送触发信号，所述比对模块15用于在接收到触发信号的情况下将所述持续时间和所述预设时间的比对结果发送至所述判断模块16，判断模块16在持续时间超出预设时间的情况下生成预警信息并传输至中央处理模块1。

第二数据处理单元13是通过在提示模块6以声光电的形式对用户进行提醒的情况下触发触发模块14，比对模块15与计时模块4建立数据连接以获得提示信息的持续时间，并且将持续时间与预设时间进行比对。在用户未对提示信息进行处理的情况下，认为用户处于危险或紧急状态而无法对提示信息进行确认及关闭，判断模块16会判断出持续时间超出预设时间，并且能够对用户当前可能处于危险的身体状况向中央处理模块1传输预警信息。

根据一个优选实施方式，智能运动臂包还包括至少一个通信地电耦合至中央处理模块1的通信模块5和通信地连接至通信模块5的终端设备7，其中，在判断模块16生成预警信息并传输至中央处理模块1的情况下，中央处理模块1接收到的预警信息经通信模块5传输至终端设备7。预警信息能够是通过向紧急联系人的终端设备7发送紧急呼救短信，以此减少和避免用户发生意外而无法自我求救的情况。优选的，终端设备7包括云端服务器、电脑、手机或平板电脑中的一种或几种。

根据一个优选实施方式，如图2所示，智能运动臂包还包括与提示模块 6连接的触屏显示器8。触屏显示器能够用于显示信息以及用于输入指令。例如，用户在其身体状况较为良好的状况下，能够通过触碰触屏显示器8的方式确认和/或关闭该提示信息，以此确认用户未处于危险或紧急状态。

根据一个优选实施方式，中央处理模块1包括运算处理服务器、中央处理器或微处理器芯片中的一种或多种。

根据一个优选实施方式，数据采集模块10包括数据采集卡，数据分析模块11包括单片机，异常数据触发器12包括数据触发器。

根据一个优选实施方式，提示模块6包括语音提示器、蜂鸣器或闪光部件中的一种或多种，通信模块5包括通信天线、通信芯片或无线信号发送器中的一种或多种。优选的，通信模块5与终端设备7之间通过WiFi、蓝牙或ZigBee技术无线连接。

根据一个优选实施方式，存储模块3包括RAM存储器、ROM存储器、硬盘存储器、CD磁盘存储器、闪存芯片或DVD磁盘存储器中的一种或几种。优选的，触发模块14包括信号触发器，比对模块15包括比较器、数值比较芯片或比较集成芯片中的一种或几种。

优选的，人们在户外运动中通过佩戴该智能运动臂包，不仅能够从运动过程中产生的汗液中实时检测到汗液中的各种生物体征数据(可以包括电解质、钠、乳酸和蛋白质等等)，而且能够检测用户的脉搏和表面肌肉电信号等重要的生物体征数据，进而得到用户的当前身体状况，达到随时监测人体的各项重要生理特征数据的目的。同时能够在生物特征数据相较于历史平均数据出现异常的情况下，及时地生成提示信息并且以声光电的形式提醒用户。生物传感器2采集的生物体征数据和存储模块3中存储的历史平均数据均能够传输至数据采集模块10，数据分析模块11计算出该生物体征数据和历史平均数据之间的差值，并将差值传输至异常数据触发器12，异常数据触发器12将该差值的绝对值与预设阈值进行比对。在该差值的绝对值超出预设阈值的情况下，提示模块6以声光电的形式对用户进行提醒，并触发触发模块14，同时比对模块15与计时模块4建立数据连接，以获得提示信息的持续时间。在判断模块16判断出持续时间超出预设时间，并且用户未对提示信息进行处理的情况下，认为用户处于危险或紧急状态而无法对提示信息进行确认及关闭，判断模块16向中央处理模块1传输用户当前可能处于危险的身体状况的预警信息，进而向紧急联系人的终端设备7发送紧急呼救短信，以此减少和避免用户发生意外而无法自我求救的情况。在判断模块16 判断出持续时间未超出预设时间，并且用户能够对提示信息进行处理的情况下，用户能够通过触碰触屏显示器8的方式确认和/或关闭该提示信息，以此确认用户的当前身体状况较为良好且未处于危险或紧急状态。以此来检测在预设时间阈值内用户的当前身体状况，进一步增强对用户的身体状况实时安全监测的效果，从而有效地减少和避免意外情况的发生。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于生物传感器的智能运动臂包，至少包括臂包主体(21)和用于将所述臂包主体(21)固定至手臂上且固接至所述臂包主体(21)的带体(22)，其特征在于，

所述智能运动臂包还包括设于所述臂包主体(21)内部的至少一个数据处理单元和用于检测用户的生物体征数据且设于所述臂包主体(21)上的至少一个生物传感器(2)，其中，

所述智能运动臂包还包括设于所述臂包主体(21)内部且与所述数据处理单元连接的中央处理模块(1)以及均与所述中央处理模块(1)连接的计时模块(4)和提示模块(6)，所述生物传感器(2)通信地连接至第一数据处理单元(9)，所述计时模块(4)通信地连接至第二数据处理单元(13)，

所述生物传感器(2)将采集的生物体征数据经所述第一数据处理单元(9)传输至所述中央处理模块(1)，所述中央处理模块(1)将生成的提示信息传输至所述提示模块(6)，所述计时模块(4)用于计算提示信息的持续时间并将所述持续时间传输至所述第二数据处理单元(13)。

2.如权利要求1所述的智能运动臂包，其特征在于，所述第一数据处理单元(9)至少包括数据采集模块(10)，所述生物传感器(2)和存储模块(3)分别与所述数据采集模块(10)连接，

其中，所述数据采集模块(10)用于提取所述存储模块(3)中用户的历史平均数据，所述生物传感器(2)将采集的生物体征数据传输至所述数据采集模块(10)。

3.如权利要求2所述的智能运动臂包，其特征在于，所述第一数据处理单元(9)还包括数据分析模块(11)和经所述数据分析模块(11)与所述数据采集模块(10)间接连接的异常数据触发器(12)，

其中，所述数据分析模块(11)用于计算获取的所述生物体征数据和所述历史平均数据之间的差值，所述异常数据触发器(12)用于将所述差值的绝对值与预设阈值进行比对。

4.如权利要求3所述的智能运动臂包，其特征在于，所述第二数据处理单元(13)至少包括依次彼此连接的触发模块(14)、比对模块(15)和判断模块(16)，

其中，所述触发模块(14)在所述中央处理模块(1)生成所述提示信息的情况下发送触发信号，所述比对模块(15)用于在接收到触发信号的情况下将所述持续时间和预设时间的比对结果发送至所述判断模块(16)，所述判断模块(16)用于在所述持续时间超出所述预设时间的情况下生成预警信息并传输至所述中央处理模块(1)。

5.如权利要求4所述的智能运动臂包，其特征在于，所述智能运动臂包还包括至少一个通信地电耦合至所述中央处理模块(1)的通信模块(5)和通信地连接至所述通信模块(5)的终端设备(7)，

其中，在所述判断模块(16)生成预警信息并传输至所述中央处理模块(1)的情况下，所述中央处理模块(1)将接收到的所述预警信息经所述通信模块(5)传输至终端设备(7)。

6.如权利要求5所述的智能运动臂包，其特征在于，所述智能运动臂包还包括与所述提示模块(6)连接的触屏显示器(8)，所述触屏显示器(8)将生成的提示确认信息传输至所述中央处理模块(1)。

7.如权利要求6所述的智能运动臂包，其特征在于，所述中央处理模块(1)包括运算处理服务器、中央处理器或微处理器芯片中的一种或多种，所述生物传感器(2)包括用于检测用户脉搏变化的脉搏传感器、用于用户检测表面肌肉电信号的肌肉电信号采集传感器、用于检测用户皮肤电导率系数的皮肤传感器或用于测量用户汗液信息的基于ISFET的汗液传感器中的一种或多种。

8.如权利要求7所述的智能运动臂包，其特征在于，所述数据采集模块(10)包括数据采集卡，所述数据分析模块(11)包括单片机，所述异常数据触发器(12)包括数据触发器。

9.如权利要求8所述的智能运动臂包，其特征在于，所述提示模块(6)包括语音提示器、蜂鸣器或闪光部件中的一种或多种，所述通信模块(5)包括通信天线、通信芯片或无线信号发送器中的一种或多种。

10.如权利要求9所述的智能运动臂包，其特征在于，所述存储模块(3)包括RAM存储器、ROM存储器、硬盘存储器、CD磁盘存储器、闪存芯片或DVD磁盘存储器中的一种或几种。