智能服装技术的专利分析

2020-06-24陈韦态

纺织科技进展 2020年6期

陈韦态

(国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心,北京100160)

日常生活随处可见智能化技术,如智能腕带、智能手环和智能眼镜等可穿戴技术,已走进人们的日常生活。近年来,当智能化技术与服装相结合,使得人们与智能化技术愈加亲近,智能服装使人们生活更加智慧,收集、共享信息更加便捷;使人们的健康更有保障,工作效率更加提升,生活更加多姿多彩。服装不再只是传统意义上的保暖、装饰功能,形状记忆[1]、可编程T恤、智能保健服、智能夹克、变色服装、微博礼服和支付服装等已出现,新型技术需要专利技术保驾护航,智能服装也不例外,基于此,本文将从专利的角度分析智能化服装专利技术,统计数据为截至2019年8月30日的发明专利申请。

图1 国内外智能服装专利申请量统计数据

1 智能服装专利申请情况

据统计数据(见图1)显示,目前智能化服装在全球的发明专利申请近6 000件,具有较强的市场潜力,其中国内申请数量占六成以上,国内外创新主体均积极在进行智能服装的专利布局。

从技术领域分布来看,从原材料、半成品到成品,智能化因子已渗透到服装成型的各关键流程节点,其中IPC国际专利分类A41D(外衣/防护服)均是国内外创新主体特别关注的研发领域。由于在外衣/防护服中植入传感器、多媒体、无线通信等可穿戴技术是服装最直接的智能化技术,故该领域的专利申请量也是最多的;此外,A43B(鞋)、A42B(帽)、D03D(机织物)、D01F(制作纤维等的化学特征)也是智能服装开发的热点领域。从国内外的技术领域对比发现,国外申请人已在G06F(电数字数据处理)领域有较多智能服装的专利申请,但国内创新主体在该领域则少有研发,说明国外申请人已率先涉及以电数字数据处理为基础的人机交互等创新技术。

从创新主体分布来看,以东华大学为首的国内排名前6位申请人全部来自高校,但国外则以NIKE、Adidas等鞋类厂商为代表,主体力量为企业,主打市场产品,而国内申请人对智能服装更多定位于基础研究,市场导向不明显,产学研的对接与耦合存在一定的脱节现象。

从服装智能化机理上来分类(见图2),专利意义上的服装智能技术可分为智能变色、智能记忆、智能调温、智能伪装、智能物联等5种智能化技术,而基于智能变色技术的专利申请量最多,智能记忆、智能调温、智能伪装、智能物联等技术紧随其后,其中在智能变色技术中,根据专利申请量的高低依次分别为光致变色、热致变色、电致变色专利。智能记忆技术又可分为形状记忆合金和形状记忆聚合物技术,形状记忆合金类的专利申请数量高于形状记忆聚合物类专利。

图2 服装智能化专利申请分布

2 智能服装重点专利技术

通过对近10年的智能服装专利分析可知,已涌现出一批服装智能化的新兴技术,这些技术引领了未来服装智能化的发展方向,以下分别对重点专利归类进行说明。

2.1 智能交互类

公开号:WO2018200798A1;申请日:2018年;主题:交互式织物;技术方案:交互式织物包括传感器,传感器被编织到交互式织物中以形成被配置成检测触摸输入的电容性触摸传感器的导电线。交互式织物可以具有多个电子模块的交互对象,内部电子模块包括电子部件的第一子集,如被配置为检测和接收用户输入动作的感测电路,交互式对象还可以与控制器交互,该控制器被配置为基于用户输入的动作从内部电子模块接收信息,输出装置可与控制器通信。技术效果:基于输入,织物至少提供交互式的触觉响应、音频响应或视觉响应。

公开号:US2013328783A1;申请日:2012年;主题:一种智能纺织品;技术方案:一种用于用户经由智能纺织品输入/输出设备向一个或多个其他用户唯一地传送人类和个人信息的系统和方法,该信息可以显示在与用户相关联的设备上,与一个或多个其他用户相关联的一件或多件其他衣服上,或者与目标用户邻近并相关联的一个或多个外部设备上。该信息可以由从源用户到目标用户或从指向一个或多个目标用户的第三方的显示信息的直接输入产生。

解决问题:该方法使得能够在智能纺织品输出设备上执行输出动作,从而识别由用户创建的并且在与目标用户相关联的目标衣服物品或者可穿戴配件上显示的绘画,减少电路消耗的功率量,并且允许用户经由智能纺织品输出设备向其他用户唯一地传送个人信息,用于计算机、手机、平板等处理设备的信息采集和显示。

2.2 智能物联类

公开号:KR20180121171A;申请日:2017年;主题:一种物联网发热袜子;技术方案:袜子具有一个安装在脚部的发热元件,在腿部安装一个控制块,控制发热元件,并在智能仪器中应用,发热元件具有一个发热元件。解决问题:加热元件在糖尿病患者的脚踝中产生热量,使糖尿病患者的脚部血液循环得到改善。

2.3 智能充电类

公开号:CN109309408A;申请日:2018年;主题:一种可无线充电的智能服装;技术方案:将多个电感器(作为无线电力接收器)集成到纺织品中,相应的电感器串联整流元件。解决问题:有线充电的有线连接器可能会暴露导体,导致服装在穿着和洗涤过程中承受潮湿的能力受损。另外服装的使用者必须手动连接有线充电器,使得服装的整体维护更加复杂和不便利,该专利申请采用无线充电解决了上述问题。

2.4 智能预警类

公开号:CN108028860A;申请日:2018年;主题:检测事件并生成通知的智能织物;技术方案:将传感器阵列集成到智能织物,传感器阵列包括布置在织物中各个位置处的传感器节点,传感器节点被配置以输出指示在织物中各个位置处检测到的条件信号,织物可进一步包括发射机和控制单元,控制单元可被配置成从传感器节点接收指示在织物中各个位置处检测到的条件信号,并使用发射机传送指定在织物中各个位置处检测到的条件的数据,数据可被传送到计算系统,用于分析织物的状态以检测事件的发生,事件可以是织物的撕裂,织物中的扭曲大于阈值扭曲,或织物中的应变大于阈值应变。解决问题:在各种情况下,个人穿着服装织物可能会被撕裂,经历极度的扭曲,或者在人受到攻击时经受极端的应变,该专利申请实现了检测上述事件并生成通知。

公开号:WO2016128778A2;申请日:2016年;主题:跑步用智能服装;技术方案:提供一种用于监测用户跑步技术的系统,该系统包括:由用户穿着的至少一件跑步服,该衣服结合或携带至少一个传感器,该传感器用于检测与用户的运动有关的至少一个参数;处理单元,其被配置成从所述至少一个传感器接收关于所述至少一个参数的信息,将所述参数或每个参数与跑步的生物力学模型的至少一个方面进行比较,并且确定是否需要反馈响应;以及嵌入在衣服中或由衣服携带的装置,用于在用户跑步时向用户提供反馈响应。在一些情况下,生物力学模型可以通过分析指导建议、或分析身体活动、或身体活动的模型来生成。解决问题:通过测量生理测量调节跑步技术,防止和/或减少伤害的可能性。

2.5 智能计步类

公开号:WO2019046688;申请日:2018年;主题:服装的传感器系统;技术方案:传感器系统包括由用户穿戴的衣服件,传感器系统具有位于服装单元上的可拉伸电容传感器,以便在服装单元被穿戴时测量用户的生物特征参数,照明系统基于测量的用户的生物特征参数在指定照明区域中提供照明,可拉伸电容传感器,具有当衣服片被穿着在用户身上时定位成靠近右三角肌的多个传感器,可拉伸电容式传感器感测用户的手臂的摆动以及感测用户的步速。解决问题:用于感测和跟踪穿着服装或鞋类物品的运动员的运动。

2.6 智能调控类

公开号:WO2017196775A;申请日:2017年;主题:智能服装;技术方案:服装含有弹性体纺织材料和镍-钛合金-铜-钼合金,该合金能根据响应温度变化而扩张或收缩纺织材料的孔或通道。解决问题:可以根据温度变化自动打开或关闭其毛孔,以实时调节体热,从而防止来自体热的湿气和汗水的积聚。

公开号:WO2009034218A1;申请日:2008年;主题:智能服装;技术方案:服装包括至少一个温度/湿度传感器,其测量使用者身体和服装内表面之间的空气层的温度/湿度;警报装置,其为使用者产生灵敏警报;至少两个织物电极,其测量使用者的心率;以及电子板,其连接到温度/湿度传感器、警报装置和织物电极,并且控制其操作,计算使用者和服装之间的空气层的热应力指数以及使用者的热应力状态,并且在危险的情况下启动警报装置。解决问题:智能调节服装温湿度。

2.7 智能伪装类

公开号:CN103827369A;申请日:2012年;主题:迷彩伪装织物;技术方案:其导电纱含有具有调整近红外光谱反射率特性的硫化铜纳米微粒或包含硫化铜的硫化金属纳米微粒,导电纱被编织为在720～1 500 nm的近红外线光谱中,与周边环境物的近红外光谱反射率相同或类似。解决问题:提供一种具有调整近红外光谱反射率特性的迷彩伪装织物,能达到规定的伪装效果。

公开号:US8013776B2;申请日:2008年;主题:一种雷达伪装织物;技术方案:伪装网包括附着到基础织物层的导电装饰织物层,导电装饰织物层包括导电聚合物涂层和多个孔,该雷达伪装织物在6～8 GHz下平均微波传输小于50%,导电装饰织物层具有小于基底织物层的表面电阻。解决问题:具有改进的雷达伪装和视觉伪装特性。

2.8 智能警示类

公开号:EP3344083A;申请日:2015;主题:一种具有信号灯的智能安全服装;技术方案:服装具有控制单元、一对转向信号灯,转向信号灯连接或可连接到控制单元,电子组件包括制动传感器,其连接到控制单元,适于感知速度并产生用于控制单元的相应制动信号。控制单元被配置为根据制动信号对转向信号灯加电。解决问题:提高城市骑车人和行人(例如跑步者)的安全性,增强了他们沿着具有较差光线条件的街道以及从远距离的可见性。

2.9 智能设计类

公开号:CN108140215A;申请日:2016年;主题:一种智能服装;技术方案:智能服装,其设置为允许包括颜色、图像、文本和其组合的设计被改变;服务器,其包括相对于智能服装的设计数据库;提供者终端,设置为将智能服装的设计上载至服务器;以及用户终端,设置为从服务器下载智能服装的设计,并且将对应于该智能服装的设计信号传输至该智能服装,以改变该智能服装的设计。此外智能服装可包括变色纤维和纺织纤维的织物,以及设置为接收由用户终端传输的信号的连接模块。解决问题:智能服装能够改变设计,诸如实现在服装上的颜色、图案或文本。