СОЕДИНИТЕЛИ И КОРПУС ДЛЯ ПРЕДМЕТА ЛИЧНОЙ ГИГИЕНЫ С ЦИФРОВЫМ ЭЛЕМЕНТОМ
CONNECTORS AND HOUSING FOR PERSONAL HYGIENE PRODUCT WITH DIGITAL ELEMENT

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка на патент испрашивает преимущество предварительной заявки на патент США № 62/569744, поданной 9 октября 2017 г.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1.Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к предметам личной гигиены, используемым для личной гигиены, главным образом для впитывания или удерживания биологической жидкости, и более конкретно к предметам личной гигиены с цифровым элементом, который может быть использован для контроля выделений и передачи соответствующих данных пользователю по беспроводной связи посредством интеллектуального портативного электронного устройства.
2. Описание предшествующего уровня техники
Основная конструкция предмета личной гигиены не претерпела значительных изменений со временем. Также не менялись и потребности пользователей; а именно в предотвращении просачивания жидкости на кожу, одежду или во внешнюю среду за счет максимально усиленного впитывания и предсказуемости впитывающей способности предмета личной гигиены. Предметы личной гигиены включают тампоны, наматрасники, одноразовые подгузники для взрослых, одноразовые трусы для взрослых, одноразовые гигиенические прокладки, гигиенические прокладки с клейкими полосками и крылышками и ежедневные прокладки. Большинство людей в какой-то момент своей жизни в течение некоторого времени пользуются предметами личной гигиены. Исторически сложилось так, что предметы личной гигиены изготавливались одного размера для всех целей.
Женщина, например, в течение всей жизни, по расчетам, использует в среднем 10000 (десять тысяч) предметов личной гигиены. Даже учитывая, что сейчас выпускаются предметы женской личной гигиены различных размеров и форм, предусмотренные для различной впитывающей способности, ни один предмет не является 100% (стопроцентно) эффективным в предотвращении выброса или протекания, поскольку различия в интенсивности менструации могут приводить к перенасыщению предмета личной гигиены. Интенсивность менструального кровотечения у каждой женщины меняется в течение менструации, в некоторые дни оно может быть более, а в другие дни - менее обильным. В связи с изменяющейся интенсивностью менструаций могут случиться неприятности, связанные с перетеканием через край, если предмет личной гигиены перенасыщается, и жидкость выходит за пределы абсорбирующей зоны. Дальнейшее использование перенасыщенного предмета гигиены может потенциально привести к негативным последствиям для здоровья, таким как бактериальные инфекции или синдром токсического шока.
Во избежание неожиданного начала менструации в отсутствие предмета личной гигиены или обсуждаемых выше неприятностей многие женщины отслеживают или контролируют предсказуемость менструального цикла вручную. Существует более 200 (двухсот) приложений для интеллектуальных устройств, предназначенных для отслеживания менструального цикла вручную. Пользователи вводят данные в приложение на интеллектуальном устройстве, например смартфоне или другом портативном устройстве, и приложение создает на основе имеющихся данных прогноз, например, дня начала следующего менструального цикла, характера кровотечения и продолжительности менструации. Многие из этих приложений для интеллектуальных устройств оповещают владельца об ожидаемом времени начала и окончания менструации. Все доступные устройства, однако, полагаются на вручную введенные данные, основанные на субъективной оценке и ручном вводе пользователя, что может недостаточно надежно удовлетворять основным потребностям пользователя предметов женской гигиены, а именно в их предсказуемости и надежности. Ни одно из этих приложений не позволяет активно контролировать впитывающую способность предмета личной гигиены в период его ношения или использования субъектом.
Предметы личной гигиены используются также, например, лицами пожилого возраста, травмированными лицами, лицами с ограниченными возможностями, а также лицами, страдающими недержанием мочи. Предметы личной гигиены могут использоваться в различных условиях, например, в общественных учреждениях, на дому, в больницах и центрах сестринского ухода. В частности, персонал больниц и центров сестринского ухода обладает ограниченными ресурсами для постоянного контроля за состоянием пациентов или лиц, подлежащих уходу, которые носят предметы личной гигиены. Результатом является то, что пациенты и лица, подлежащие уходу, подвержены риску слишком длительного ношения предмета личной гигиены, что может приводить к пролежням или инфекции. Кроме того, в большинстве больниц и центров сестринского ухода имеется бригада сотрудников или специальная подъемная аппаратура для облегчения подъема обездвиженных лиц в целях замены предмета личной гигиены. Тем не менее, в таком учреждении может быть всего одна такая бригада или подъемная аппаратура. В результате штатный сотрудник, выполняющий замену предмета личной гигиены в одиночку, подвержен риску производственной травмы. Профессии медсестры и санитарки имеют самые высокие показатели производственных травм, полученных в результате подъема пациентов, поскольку им часто во время обходов приходится поднимать или перемещать пациента/лицо, подлежащее уходу, для замены предмета личной гигиены.
Текущие действия по контролю за предметами личной гигиены в указанных выше условиях сводятся к периодическим проверкам и опросу пациента. В больницах и центрах сестринского ухода существует потребность в возможности получения данных и информации в реальном времени, чтобы иметь возможность более эффективно реагировать на, например, возникшую необходимость замены предмета личной гигиены, для чего требуются соответствующие ресурсы. Такое реагирование уменьшит травматизм и повысит безопасность как персонала, так и пациента или лица, за которым осуществляется уход.
В дополнение к необходимости обеспечить предсказуемость и надежность в использовании предмета личной гигиены этот предмет личной гигиены находится в непосредственном контакте с телом или введен в него, в результате чего он может собирать данные о характере выделений и биометрические данные гораздо точнее, чем приложение для ручного ввода. Эти данные полезны, чтобы избегать неловких ситуаций в общественных местах, и для здоровья пользователя в целом, например, чтобы иметь возможность предоставить точные данные врачу, или для оповещения пользователя о нарушениях обычного характера выделения биологической жидкости.
Например, менструальные проблемы и нарушения цикла являются одной из наиболее распространенных причин, по которой женщина обращается к врачу. Как правило, в первую очередь врач посоветует женщине вести «дневник менструаций», указывая их даты, продолжительность периода, интенсивность кровотечения и т. п. Отклонения от обычного месячного цикла, например, длительность менструации больше или меньше обычной или ее полное отсутствие могут указывать на наличие проблемы со здоровьем. Например, аномально длительное менструальное кровотечение может указывать на наличие новообразований, таких как полипы, миомы, злокачественная опухоль, или на инфекцию матки или шейки матки. Ряд состояний может быть выявлен на основании данных о менструациях, включая дисменорею (болезненные менструации); олигоменорею (нерегулярные менструации); аменорею (отсутствие менструаций) и меноррагии (обильные менструации).
Размещение предмета личной гигиены дает возможность собирать внутренние и внешние биометрические данные, такие как температура или рН. Биометрические данные самих менструальных выделений также важны. Ежемесячная менструация включает процесс, в ходе которого происходит отслоение эндометрия матки, позволяющее заменить его новым слоем. Менструальная текучая среда содержит кровь из матки, а также ткань эндометрия, вагинальные выделения и цервикальную жидкость. Менструальная текучая среда также несет информацию о гормонах, таких как эстроген и прогестерон, а также о ферментах, связанных с беременностью, таких как гидролитические ферменты и лизосомы.
Лиц, получающих медицинское обслуживание на дому, как правило, регулярно осматривает приходящий врач, от нескольких раз в день до нескольких еженедельных осмотров. Во время таких разрозненных посещений тяжело определить и корректно оценить, имеет ли лицо, за которым осуществляется наблюдение, дополнительные проблемы со здоровьем, особенно если во время визитов не представлялось возможным оценить проявляющиеся в другое время симптомы. Ценные биометрические данные, которые могут быть получены непосредственно от предмета личной гигиены, могут точно передать обширные данные, доступные в электронном виде, которые обеспечивают более точное и целостное понимание состояния здоровья пациента работником здравоохранения. Кроме того, предмет личной гигиены с цифровым элементом может облегчить работникам здравоохранения или членам семьи дистанционный контроль.
Надлежащее сочетание предмета личной гигиены с встроенным цифровым элементом, способным взаимодействовать с интеллектуальным портативным электронным устройством, будет отвечать всем нуждам потребителей предметов личной гигиены. Цифровой элемент должен быть биосовместимым и содержать матрицу, способную к передаче данных беспроводным образом. Соответственно, существует потребность в разработке предмета личной гигиены, способного собирать, обрабатывать и передавать данные о впитывающей способности предмета и выделениях биологической жидкости конкретного пользователя на его интеллектуальное портативное электронное устройство. Также существует потребность в том, чтобы конкретный пользователь имел возможность взаимодействовать с данными сразу после подключения интеллектуального портативного электронного устройства.
Существующие соединители и кожухи или корпуса не могут полностью удовлетворять множеству требований к предмету личной гигиены, оснащенному цифровым элементом. Одно ограничение связано с размером кожуха и, следовательно, соединителя. Кожух должен быть предпочтительно дискретным и удобным для ношения на теле. Другим ограничением является стоимость: не только одноразовые датчики, но и повторно используемые устройства получения сигналов должны быть конкурентоспособными по стоимости с имеющимися на сегодняшний день системами женской гигиены. Для потребителя также очень важно, чтобы система была проста в использовании. Существующие соединители и кожухи, подходящие для бытовой электроники, могут отпугнуть некоторых потенциальных потребителей. Кроме того, как корпус, так и кожух должны также обладать определенной степенью водостойкости.
Соответственно, существует потребность в новых конструкциях соединителей и кожухов для электрических функциональных систем личной гигиены.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предмет личной гигиены с цифровым элементом в соответствии с настоящим изобретением позволяет преодолеть ограничения, связанные с предшествующим уровнем техники, как кратко описано выше.
Настоящее изобретение относится к устройству, содержащему предмет личной гигиены с цифровым элементом. В некоторых вариантах осуществления предмет личной гигиены с цифровым элементом содержит цифровой элемент, расположенный на внешней стороне предмета личной гигиены, вступающей в прямой контакт с биологической жидкостью. В некоторых вариантах осуществления предмет личной гигиены с цифровым элементом содержит цифровой элемент, который встроен внутрь абсорбирующей сердцевины предмета личной гигиены. В некоторых вариантах осуществления предмет личной гигиены с цифровым элементом содержит предмет личной гигиены с возможностью цифровой индикации, соединенный с внешним цифровым элементом.
В некоторых вариантах осуществления предмет личной гигиены может представлять собой предмет личной гигиены женщины, используемое для менструации или других выделений биологической жидкости. В некоторых вариантах осуществления предмет личной гигиены может представлять собой подгузник для взрослых, прокладку или материал, используемые взрослыми для впитывания или удерживания выделений биологической жидкости.
В некоторых вариантах осуществления узел проводящего датчика размещен внутри сердцевины предмета личной гигиены. Узел проводящего датчика может включать в себя матрицу датчиков, включающую в себя один или несколько датчиков влажности. Каждый датчик влажности может включать в себя влагочувствительный переключатель, соединенный с резистором, при этом величина сопротивления влагочувствительного переключателя меньше, чем значение сопротивления резистора.
В некоторых вариантах осуществления цифровой элемент предмета личной гигиены может содержать внутри абсорбирующей сердцевины предмета гигиены матрицу датчиков, которая магнитно соединяется с внешним цифровым элементом. Цифровой элемент может содержать батарею, цепь связи и матрицу датчиков.
В соответствии с одним аспектом цифровой элемент может содержать печатную плату и источник питания в виде батареи.
В некоторых вариантах осуществления цифровой элемент, расположенный на поверхности или внутри предмета личной гигиены, может содержать матрицу датчиков и электрических компонентов, расположенные на подложке, заключенной в биосовместимый материал. В некоторых вариантах осуществления цифровой элемент может быть напечатан на предмете личной гигиены и содержать матрицу датчиков и электрических компонентов, размещенных на подложке.
В некоторых вариантах осуществления цифровой элемент, размещенный на поверхности или внутри устройства личной гигиены, может содержать матрицу датчиков, электрические компоненты и устройства беспроводной связи, размещенные на подложке, заключенной в биосовместимый материал.
В некоторых вариантах осуществления матрица датчиков может передавать данные или информацию на устройство беспроводной связи с помощью процессора в электрических компонентах.
В некоторых вариантах осуществления устройство беспроводной связи может осуществлять связь с интеллектуальным портативным электронным устройством.
Цифровой элемент может быть интегрирован внутрь или заключен внутри предмета гигиены и может передавать исходящую информацию через системы связи с возможностью взаимодействовать с интеллектуальным портативным электронным устройством.
Пользователь может использовать один предмет гигиены с цифровым элементом, который взаимодействует беспроводным образом с интеллектуальным портативным электронным устройством. Пользователь может также использовать два предмета гигиены одновременно, где цифровой элемент в одном предмете гигиены взаимодействует с системой связи во втором предмете гигиены, который взаимодействует с интеллектуальным портативным электронным устройством. Цифровой элемент может быть приведен в действие путем некоторого физического воздействия, например, при подключении с помощью электропроводной полосы к внешнему цифровому элементу, при разворачивании прокладки или при введении тампона через аппликатор.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления цифровой элемент может содержать сенсорную систему, включающую в себя матрицу датчиков, для обнаружения уровня текучей среды в предмете. Сенсорная система может также включать в себя системный контроллер, выполненный с возможностью оценки данных каждой матрицы датчиков для расчета уровня жидкости, обеспечения исходящего сигнала управления, а также по меньшей мере один привод, выполненный с возможностью принимать исходящий сигнал управления.
В соответствии с одним аспектом, цифровой элемент может содержать сенсорную систему, включающую в себя поперечные или продольные пары датчиков, для оценки уровня текучей среды в предмете. Сенсорная система может также включать в себя системный контроллер, выполненный с возможностью оценки данных каждой матрицы датчиков для расчета уровня жидкости, обеспечения исходящего сигнала управления, а также по меньшей мере один привод, выполненный с возможностью принимать исходящий сигнал управления.
В соответствии с другим аспектом цифровой элемент может содержать сенсорную систему, включающую в себя матрицу датчиков, способных оценивать биометрические показатели, например уровень рН и температуру, а также обеспечить исходящий сигнал управления, а также по меньшей мере один привод, выполненный с возможностью принимать исходящий сигнал управления.
В соответствии с другим аспектом цифровой элемент может содержать сенсорную систему, включающую в себя матрицу датчиков, способных оценивать биометрические показатели, например уровень гормонов, а также обеспечить исходящий сигнал управления, а также по меньшей мере один привод, выполненный с возможностью принимать исходящий сигнал управления.
Настоящее изобретение относится к предмету личной гигиены, в который встроен цифровой элемент, способный взаимодействовать с интеллектуальным портативным электронным устройством, например смартфоном, «умными часами» и/или планшетом. В соответствии с одним аспектом электронное устройство может собирать данные, принятые при каждом использовании предмета личной гигиены с цифровым элементом или комбинации предметов гигиены с цифровыми элементами.
В соответствии с одним аспектом электронное устройство может содержать механизм уведомления о событии, выполненный с возможностью уведомления пользователя о событии, которое может произойти, например, внутри предмета личной гигиены, или предупреждения о событии, связанном с изменением биометрических данных. В соответствии с другим аспектом электронное устройство может анализировать и объединять данные, переданные из цифрового элемента на предмет личной гигиены, для формирования отчета, сводки, диаграммы или визуального выражения для пользователя, например, отображающих характер менструации. Электронное устройство может обеспечить ссылку для формирования заказа необходимых предметов личной гигиены на основании полученных данных, например, для службы ухода на дому, с данными о количестве и параметрах предметов личной гигиены, которые необходимо еженедельно доставлять на дом пользователю.
В соответствии с одним аспектом приложение или программное обеспечение может принимать данные от цифрового элемента относительно уровня насыщения предмета личной гигиены и его впитывающей способности во время ношения его пользователем. Приложение или программное обеспечение может сигнализировать пользователю с помощью предупреждений или оповещений о том, достигнуто ли максимальное насыщение предмета личной гигиены и/или когда такое насыщение будет достигнуто, чтобы пользователь имел возможность заменить предмет личной гигиены до наступления протекания или переливания через край.
В соответствии с одним аспектом приложение или программное обеспечение может использовать данные, собранные при каждом использовании предмета личной гигиены с цифровым элементом, для формирования прогнозной аналитики, чтобы предоставить пользователю информацию относительно протекания менструации или выделений. Такой вариант может, например, предоставить женщине информацию о ее менструальном цикле, такую как расчетный день и время начала. Такой вариант может также, например, предоставить женщине информацию о том, предмет личной гигиены какого уровня впитываемости рекомендуется применять в данный день ее менструального цикла.
В соответствии с одним аспектом электронное устройство может принимать от цифрового элемента данные о состоянии здоровья пользователя, такие как температура тела, для мониторинга фертильности, или биометрические данные, указывающие на возможную инфекцию. Такой вариант может, например, позволить пользователю представить лечащему врачу все структурированные необходимые данные на электронном устройстве.
В соответствии с другим аспектом приложение или программное обеспечение может использовать данные, собранные при использовании предмета личной гигиены с цифровым элементом, для предупреждения обслуживающего/медицинского персонала о необходимости подъема пользователя и замены предмета личной гигиены. Такой вариант осуществления, например, может предупреждать сестринский пост и бригаду, осуществляющую подъем пациента, о необходимости замены предмета личной гигиены. Такой вариант осуществления, например, также дает возможность более точного определения ресурсов, необходимых для обеспечения лучшей заботы о здоровье пациентов, лиц, подлежащих уходу, или сотрудников в соответствующих учреждениях.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Вышеизложенные и прочие элементы и преимущества настоящего изобретения станут понятны из последующего более подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, показанного на прилагаемых чертежах.
Фиг. 1 иллюстрирует пример осуществления предмета личной гигиены в поперечном сечении с цифровым элементом, встроенным в абсорбирующий материал изделия в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2A иллюстрирует пример осуществления предмета личной гигиены в поперечном сечении с цифровым элементом, магнитно прикрепленным к внешней стороне предмета личной гигиены с помощью электропроводной полосы внутри абсорбирующего материала изделия в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2B иллюстрирует пример осуществления магнитного соединительного компонента в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 3 иллюстрирует вид сверху примера осуществления цифрового элемента, содержащего подложку, встроенную в абсорбирующие слои предмета личной гигиены в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 4 иллюстрирует вид сверху примера осуществления цифрового элемента, содержащего внешнюю подложку, которая соединяется с электропроводной полосой в абсорбирующих материалах изделия в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 5 иллюстрирует схематическое представление примерного предмета личной гигиены с путем детекции цифрового элемента, используемого для определения данных пользователя и соединенного беспроводным образом с интеллектуальным портативным электронным устройством в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 6A-6E иллюстрируют примеры осуществления активации цифрового элемента перед его использованием в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 7 иллюстрирует предмет личной гигиены, соединенный с цифровым элементом в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 8 изображена матрица датчиков в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.
На Фиг. 9 показан пример узла датчика в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 10 иллюстрирует примерный тампон со встроенным датчиком, проводами и соединением с устройством получения сигналов в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 11A и 11B иллюстрируют примерные способы концевой заделки соединения датчика тампона с устройством получения сигналов в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 12A и 12B схематически проиллюстрированы несоответствия по длине концов примерного соединения устройства получения сигналов в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 12C и 12D представляют собой схематические изображения примерного устройства получения сигналов и соединителя, показанных в двух перспективах, в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 13A иллюстрирует первый коммерчески доступный соединитель и зажим батареи.
Фиг. 13B иллюстрирует второй коммерчески доступный соединитель.
На Фиг. 14A схематически представлен вид сверху примерной модифицированной поверхности соединителя в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 14B схематически представлен вид сбоку примерного блокирующего соединителя в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 14С схематически представлены примерные положения вставки соединителя, концевая заделка и положение в кожухе в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 15A схематически представлен пример женской прокладки с датчиком в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 15B схематически представлено примерное прикрепление устройства получения сигналов к женской прокладке и размещение на нижнем белье в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 15С проиллюстрирован примерный соединитель, в котором используются кнопочные защелки, в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 16 представлено схематическое изображение примерного корпуса для устройств получения сигналов в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 17 представлено схематическое изображение примерного удлинительного устройства, располагаемого между датчиком и устройством получения сигналов, в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 18A-18G схематически представлены конфигурации корпуса в соответствии с настоящим изобретением.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В данном описании раскрыто устройство, содержащее предмет личной гигиены с цифровым элементом, способным к взаимодействию с интеллектуальным портативным электронным устройством. В следующих разделах приведены подробные описания различных вариантов осуществления. Предполагается, что описания различных вариантов осуществления иллюстрируют примерные варианты осуществления, и специалистам в данной области могут быть понятны различные модификации и изменения. Поэтому примеры осуществления не ограничивают объем настоящей заявки. Цифровой элемент выполнен с возможностью применения внутри или вблизи тела живого организма.
Определения
В описании и представленной ниже формуле изобретения могут использоваться различные термины, для которых будут применяться приведенные ниже определения.
В настоящем документе термин «биосовместимый» относится к материалу или устройству, которое функционирует в конкретном приложении при соответствующем отклике носителя. Например, биосовместимое устройство не оказывает токсических или травмирующих воздействий на биологические системы.
Используемый в настоящем документе термин «система связи» может относиться к устройству беспроводной связи, которое может быть выполнено с возможностью передачи и получения информации от процессора в приемный элемент интеллектуального портативного электронного устройства.
Используемый в настоящем документе термин «цифровой элемент» может относиться к электронным компонентам на подложке.
Используемый в настоящем документе термин «интеллектуальное портативное устройство» может относиться к смартфону или планшету на базе мобильной операционной системы, имеющему расширенные возможности обработки.
Используемый в настоящем документе термин «предмет женской гигиены» относится без ограничений к тампону, гигиенической прокладке, ежедневной гигиенической прокладке или другому предмету, используемому для впитывания или удерживания менструальных выделений или выделений биологической жидкости.
Используемый в настоящем документе термин «предмет гигиены» относится к любому абсорбирующему материалу или устройству, используемому взрослыми для впитывания или удерживания выделений биологической жидкости, включающему тампоны, прокладки, специальные защитные устройства для мужчин, подгузники для взрослых и усиливающие слои.
Используемый в настоящем документе термин «микрожидкостные аналитические системы» может относиться к системе с низким энергопотреблением, включающей в себя одну или более пор, из которой может быть собран образец текучей среды, а в некоторых вариантах осуществления он может перемещаться через канал или диффундировать, для определения характеристик одного или более свойств образца текучей среды. В некоторых вариантах осуществления микрожидкостные аналитические системы могут включать в себя микрожидкостные компоненты, такие как микронасосы и микроклапаны.
Используемый в настоящем документе термин «источник питания» относится к любому устройству или слою, способному обеспечивать энергией логическое или электрическое устройство или приводить его в состояние с энергообеспечением. Источники питания могут включать батареи. Батареи могут быть сформированы из химических щелочных элементов и могут представлять собой твердотельные батареи или батареи жидкостных элементов.
Используемый в настоящем документе термин «матрица датчиков» означает датчик или множество датчиков, которые могут включать, например, резистивный или емкостный датчики для обнаружения жидкости или влаги.
Используемый в настоящем документе термин «переключатель» означает элемент цепи, который управляет потоком электрического тока в ответ на физический или электрический ввод.
Предмет личной гигиены
Обратимся теперь к Фиг. 1, где проиллюстрировано поперечное сечение примерного варианта осуществления предмета 101 личной гигиены с цифровым элементом 105. Цифровой элемент 105 заключен в абсорбирующей сердцевине 103 предмета личной гигиены, который расположен на теле пользователя или внутри него. В некоторых вариантах осуществления цифровой элемент 105 может быть размещен на обращенной к телу пользователя внешней поверхности предмета личной гигиены, который расположен на теле пользователя или внутри него. В некоторых вариантах осуществления цифровой элемент 105 содержит подложку, содержащую, например, биосовместимый полимер или другой гибкий биосовместимый материал, в которую встроены электронные компоненты, предназначенные для питания, снятия показаний и передачи данных.
Теперь рассмотрим Фиг. 2A, иллюстрирующую поперечное сечение предмета 201 личной гигиены с внешним цифровым элементом 209 и узлом 205 датчиков. Узел 205 датчиков, содержащий, например, матрицу датчиков, проходящую через центр абсорбирующей сердцевины 203 предмета 201 личной гигиены и подключенную к внешнему цифровому элементу 209. Матрица 205 датчиков может содержать металлизированное волокно или может содержать электропроводную краску, используемую в сочетании с нитью внутри предмета 201 личной гигиены. В некоторых примерных вариантах осуществления проводящая краска может быть напечатана на подложке, расположенной внутри предмета 201 личной гигиены. Матрица 205 датчиков может быть выполнена с возможностью восприятия проводящих и ионных свойств биологических жидкостей, впитываемых предметом 201 личной гигиены. Матрица 205 датчиков может улавливать изменение сопротивления в предмете 201 личной гигиены по мере его насыщения биологическими жидкостями. Матрица 205 датчиков электрически соединена с внешним цифровым элементом 209 с помощью цепи 211 передачи сигналов. В некоторых вариантах осуществления цепь 211 передачи сигналов может быть магнитно соединена с цифровым элементом 209. Более конкретно магнитное соединительное устройство 207 может использоваться для соединения цепи 211 передачи сигналов с цифровым элементом 209. Например, как представлено на Фиг 2B, цепь 211 передачи сигналов может включать в себя магнитное соединение 213 на первом конце, а цифровой элемент 209 может включать в себя парное магнитное соединение 215, которые при соединении образуют защищенное соединение 207.
Цифровой элемент
На Фиг. 3 проиллюстрирован примерный вариант осуществления цифрового элемента 301. В некоторых вариантах осуществления подложка 303 находится в корпусе или заключена в биосовместимый полимерный слой 305. В некоторых вариантах осуществления источник питания 307, который может представлять собой, например, активирующий элемент или батарею, прикреплен к подложке 303. Подложка 303 может содержать, например, полиимид, целлюлозное нанофибриллированное волокно, другой биосовместимый полимер или силикон. В некоторых вариантах осуществления проводящие дорожки 309 могут электрически взаимно соединять источник питания 307 с совокупностью электронных компонентов 311, 313, 315 и 317.
В некоторых вариантах осуществления электронные компоненты могут включать в себя матрицу датчиков 311, которая содержит единственный датчик, прикрепленный к источнику питания 307, и первый процессор 315, способный осуществлять сбор данных. Датчики или матрица датчиков могут, например, включать в себя оптический датчик, датчик оксиметрии, электрический датчик, химический датчик, механический датчик, микроэлектромеханический (МЭМ) датчик, нанодатчик, биохимический датчик, акустический датчик, иммунологический датчик, жидкостный датчик или датчик типа «лаборатория на чипе».
В некоторых вариантах осуществления электронные компоненты могут включать в себя матрицу 311 датчиков, прикрепленную к источнику питания 307 и первому процессору 315. В некоторых вариантах осуществления первый процессор 315, который собирает данные с матрицы 311 датчиков, передает данные на второй процессор 317, выполненный с возможностью беспроводной связи с интеллектуальным портативным электронным устройством, которое может представлять собой, например, смартфон, умные часы и/или планшет. Первый и второй процессоры 315 и 317 предпочтительно реализованы в одном микропроцессоре.
В некоторых вариантах осуществления электронные компоненты могут включать в себя микрожидкостную аналитическую систему 313, прикрепленную к источнику питания 307, которая осуществляет связь с первым процессором 315, осуществляющим сбор данных. В некоторых вариантах осуществления первый процессор 315 связан со вторым процессором 317, выполненным с возможностью беспроводной связи с интеллектуальным портативным электронным устройством, которым может быть, например, смартфон, умные часы и/или планшет.
В некоторых вариантах осуществления электронные компоненты могут включать в себя матрицу датчиков 311, выполненную с возможностью сбора данных, касающихся способности абсорбировать жидкость и уровня насыщенности предмета личной гигиены, а также с возможностью передачи таких данных на первый процессор 315. В некоторых вариантах осуществления матрица 311 датчиков выполнена с возможностью сбора данных, касающихся впитывающей способности предмета личной гигиены, а также с возможностью передачи таких данных на первый процессор 315. Первый процессор 315 может объединять собранные данные, полученные с матрицы 311 датчиков, и передавать собранные данные на второй процессор 317, который способен беспроводным образом передавать собранные данные на интеллектуальное портативное электронное устройство.
В некоторых вариантах осуществления электронные компоненты могут включать в себя матрицу 311 датчиков, которая может регистрировать биометрические данные, включающие, например, температуру тела, уровень рН, насыщение крови кислородом, уровень глюкозы в крови, химический состав, уровни гормонов и данные о движении тела, а также передавать эти данные на первый процессор 315. Первый процессор 315 может объединять собранные данные, полученные от микрожидкостной аналитической системы 313, и передавать собранные данные на второй процессор 317, который способен беспроводным образом передавать собранные данные на интеллектуальное портативное электронное устройство, например, посредством технологии Bluetooth с низким потреблением энергии или с помощью беспроводной связи ближнего радиуса действия.
В некоторых вариантах осуществления электронные компоненты могут включать микрожидкостную аналитическую систему 313, которая может регистрировать биометрические данные, включающие, например, присутствие болезнетворных бактерий, уровни гормонов, показатели состояния здоровья шейки матки и матки или любые маркеры злокачественной опухоли, а также передавать эти данные на первый процессор 315. Первый процессор 315 может объединять собранные данные, полученные от микрожидкостной аналитической системы 313, и передавать данные на второй процессор 317, который впоследствии может беспроводным образом передавать собранные данные на интеллектуальное портативное электронное устройство.
Обратимся теперь к Фиг. 4, где проиллюстрирован вариант многоразового внешнего цифрового элемента 401. Цифровой элемент прикреплен к матрице датчиков в предмете личной гигиены с помощью блокирующего магнитного соединения, такого как описано выше относительно Фиг. 2B. Цифровой элемент 401 может содержать подложку 409 с установленными на ней электронными компонентами 411. Подложка 409 может содержать, например, полиимид, целлюлозное нанофибриллированное волокно или другой приемлемый биосовместимый полимер. Цифровой элемент 401 может быть заключен в оболочку из биосовместимого материала, например силикона. Электронные компоненты 411 могут содержать цепь 405 связи, цепь 407 процессора и источник питания 403. Цепь 405 связи и процессор 407 могут представлять собой, например, гибкие или жесткие тонкие печатные платы. Цепь 405 связи может поддерживать беспроводную связь с интеллектуальным портативным устройством, например, посредством технологии Bluetooth с низким потреблением энергии или беспроводной связи ближнего радиуса действия. Цепь 405 связи может включать в себя антенну, содержащую, например, графен или биоабсорбируемую или биологически инертную проводящую краску. Цепь 407 процессора может включать в себя матрицу датчиков, выполненную с возможностью обрабатывать данные, полученные при использовании пользователем предмета личной гигиены. Источник питания 403 может представлять собой, например, батарею, топливный элемент или любой другой источник питания, который подходит для питания микроэлектронных компонентов. Такие приемлемые устройства включают без ограничений миниатюрные элементы питания на основе диоксида марганца лития.
Интеллектуальное портативное устройство
Обратимся теперь к Фиг. 5, на которой проиллюстрировано схематическое представление цифрового элемента 503, интерфейса взаимодействия с интеллектуальным портативным устройством 505 и интерфейса взаимодействия интеллектуального портативного устройства 505 с пользователем 501 и/или онлайн-службой 511 потребительских услуг. Интеллектуальное портативное устройство 505 может представлять собой портативное персональное электронное устройство, такое как мобильный телефон, умные часы и/или планшет.
В некоторых вариантах осуществления цифровой элемент 503 выполнен с возможностью установления беспроводной связи с интеллектуальным портативным электронным устройством 505, имеющим приемный элемент 507. В некоторых вариантах осуществления приемный элемент 507 выполнен с возможностью передачи пользовательских данных на процессор внешнего устройства, которое может включать, например, программное приложение 509, выполненное с возможностью количественной оценки данных пользователя. Впоследствии пользователь 501 может взаимодействовать с внешним электронным устройством 505 и определенным способом получать данные пользователя и их количественную оценку.
В некоторых вариантах осуществления функции программного приложения 509 могут включать в себя, например, интерфейс, осуществляющий количественную оценку данных, полученных от пользователя, и генерации на их основе визуального представления количественных данных для пользователя 501, включающих, например, график, изображение на экране или оповещение для пользователя 501.
В некоторых вариантах осуществления программное приложение 509 может быть выполнено с возможностью обеспечивать пользователю визуальное представление об уровне впитывания предмета личной гигиены, основанное на способности к абсорбции жидкости и фактической абсорбции биологической жидкости. В некоторых вариантах осуществления программное приложение 509 может быть выполнено с возможностью обеспечивать пользователю данные о временной рамке впитывания и ожидаемых точках насыщения. В некоторых вариантах осуществления программное приложение 509 может генерировать сигнал предупреждения для пользователя, если предел насыщения предмета личной гигиены скоро наступит или уже наступил. В некоторых вариантах осуществления программное приложение 509 может генерировать визуальное представление полученных количественных данных, включая, например, скорость выделения биологической жидкости, или сохраненных данных о предыдущих уровнях выделения биологической жидкости.
В некоторых вариантах осуществления программное приложение 509 может быть выполнено с возможностью накопления данных, полученных с течением времени от использования нескольких предметов личной гигиены. В некоторых вариантах осуществления программное приложение 509 может быть выполнено с возможностью построения графика, диаграммы или другого визуального изображения, выводимого на экран, для иллюстрации данных о выделении биологической жидкости на основании сохраненных предшествующих данных. В некоторых вариантах осуществления программное приложение 509 может быть выполнено с возможностью генерирования прогнозной аналитики и демонстрации данной информации пользователю. Такая информация может позволить пользователю 501 предвидеть даты начала и окончания цикла, например, если предмет личной гигиены с цифровым элементом используется для менструального цикла. Такая информация может позволить пользователю 501 понять ход цикла, в том числе дни или периоды времени более или менее обильных выделений.
В некоторых вариантах осуществления программное приложение 509 может генерировать для пользователя информацию о скорости расхода предметов личной гигиены, что позволит пользователю определить требуемое количество предметов личной гигиены, необходимых, в том числе, например, на день, на неделю или на цикл. В некоторых вариантах осуществления программное приложение 509 может генерировать напоминание или предупреждение для пользователя о необходимости приобрести предметы личной гигиены, в том числе, например, определенной на основании данных о дате начала менструации. В некоторых вариантах осуществления программное приложение может обеспечить пользователю количественную оценку для заказа предметов личной гигиены на основании сохраненных данных о выделении биологической жидкости пользователя. В некоторых вариантах осуществления интерфейс приложения 509 может обеспечить прямую ссылку на онлайн-службу потребительских услуг, где пользователь 501 может разместить заказ и приобрести дополнительные предметы личной гигиены с доставкой. В некоторых вариантах осуществления программное приложение 509 может быть выполнено с возможностью автоматического непосредственного размещения заказа на доставку на основании данных о расходе предметов личной гигиены пользователем 501. Программное приложение 509 может облегчить приобретение дополнительных предметов личной гигиены. Программное приложение 509 может соединять пользователя с онлайн-базой потребительских услуг.
Цифровой элемент 503, как указано выше, содержит матрицу 520 датчиков, первый процессор 522, второй процессор 524 и микрожидкостную аналитическую систему 526. Также проиллюстрировано наличие на цифровом элементе 503 отверстия 500, позволяющему текучей среде проникать и достигать как матрицы 520 датчиков, так и микрожидкостной аналитической системы 526.
Тампон
В соответствии с одним из примеров варианта осуществления изобретения предложен предмет 701 личной гигиены в виде тампона с цифровым элементом. Рассматривая Фиг. 7, предмет 701 личной гигиены соединен с внешним цифровым элементом 709 через цепь 706 передачи сигналов. Внутри предмета 701 личной гигиены расположен узел проводящего датчика (не показан на этой фигуре), например, проходящий через центр абсорбирующей сердцевины 703 предмета 701 личной гигиены.
По меньшей мере в одном варианте осуществления, как показано на Фиг. 8, узел 805 проводящего датчика, как правило, содержит один или более датчиков 807 влажности, которые могут быть выполнены с возможностью определять проводящие и ионные свойства менструальной жидкости, например, измерять сопротивление. Датчики 807 влажности расположены на подложке 806, которая может содержать ПЭТ, полиимид, целлюлозные нанофибриллированные волокна, другой биологически совместимый полимер или силикон. В некоторых вариантах осуществления подложка может содержать гибкую печатную плату. Каждый датчик влажности включает влагочувствительный переключатель 810, соединенный с резистором 812. Влагочувствительный переключатель 810 выполнен с возможностью проводить заряд или «включаться» при влажном контакте с менструальной текучей средой и тем самым генерировать сигнал, указывающий уровень насыщения предмета личной гигиены.
Фиг. 9 иллюстрирует узел 900 проводящего датчика, включающий в себя резисторы 912, подключенные к влагочувствительным переключателям в форме схем гребенчатых электродов 914. Наличие соли и других ионных составляющих менструальной текучей среды между и вокруг гребенчатых электродов 914 способствует проводимости между гребенчатыми электродами 914. В отсутствие менструальной текучей среды статистически значимая проводимость между гребенчатыми электродами 914 отсутствует. По существу в отсутствие текучей среды и в сухом состоянии всех элементов электропроводность отсутствует. Цепь 920 передачи сигналов предусмотрена для перенесения сигнала, передаваемого влагочувствительными переключателями, на цифровой элемент. В некоторых вариантах осуществления цепь 920 передачи сигналов может представлять собой кабель, подключенный к цифровому элементу, как описано выше в связи с Фиг. 4. В некоторых вариантах осуществления цепь 920 передачи сигнала может содержать проводящую краску, нанесенную на гибкую подложку. Резисторы 912 могут быть сформированы из проводящей краски на подложке 925. В некоторых вариантах осуществления, где подложка 925 представляет собой гибкую печатную плату, резисторы 912 могут располагаться на самой печатной плате.
Считают, что компоненты менструальной текучей среды у различных людей значительно различаются. Соответственно, проводимость менструальной текучей среды у разных людей может также отличаться на ±50 процентов или более, по меньшей мере частично из-за различного содержания ионов, а также других факторов. Такое отсутствие единообразия проводимости у разных людей может привести к тому, что датчики влажности у разных людей будут вести себя по-разному. Например, из-за различий в электропроводности менструальной текучей среды датчик влажности может показать, что предмет личной гигиены, используемый первым субъектом, насыщен, и не показать, что предмет личной гигиены, используемый вторым субъектом, насыщен, хотя на оба предмета личной гигиены воздействуют одинаковые количества менструальной текучей среды. Для обеспечения более единообразных результатов у разных людей в некоторых вариантах осуществления значения сопротивления для резисторов 812 и влагочувствительных переключателей 810 выбраны так, чтобы свести к минимуму влияние изменения электропроводности менструальной текучей среды. Соответственно, сопротивление резисторов 812 предпочтительно должно значительно превышать сопротивление влагочувствительных переключателей 810. В некоторых вариантах осуществления значение сопротивления резисторов 812 может находиться в диапазоне от 1 кОм до 10 кОм. Однако эти значения сопротивления могут быть настроены так, чтобы предмет личной гигиены действовал специфичным желаемым образом.
В некоторых вариантах осуществления узел 805 проводящего датчика может проходить по существу по всей осевой длине тампона, чтобы определять насыщение в различных точках вдоль осевой длины тампона. В некоторых вариантах осуществления узел проводящего датчика может включать в себя только один датчик влажности, расположенный в точке вдоль тампона, которая указывает момент полного насыщения тампона. В других вариантах осуществления датчики влажности могут быть расположены в различных точках вдоль осевой длины тампона, например, 10 процентов, 50 процентов, 75 процентов и 90 процентов.
В соответствии с альтернативным примерным вариантом осуществления сенсорная система в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой или содержать емкостный датчик вместо резистивный датчик. Примерный емкостный датчик может содержать по меньшей мере одну пару линейных проводников, расположенных на расстоянии друг от друга и выполненных с возможностью создания электрического поля между собой при приложении к соответствующим проводникам электрического потенциала. Проводники могут содержать одну или более электропроводных проволок, электропроводных нитей или электропроводного волокна. Электропроводное волокно может содержать волокно, обработанное (например, покрытое) электропроводным материалом. Электропроводная нить может содержать нить, обработанную (например, покрытую) электропроводным материалом.
Емкостный датчик может содержать изолятор. Изолятор может представлять собой один или более гидрофильных, гидрофобных, омнифильных, омнифобных, олеофильных или олеофобных материалов. Например, изолятор может быть обработан так, чтобы поверхность изолятора представляла собой одну или более из гидрофильных, гидрофобных, омнифильных, омнифобных, олеофильных или олеофобных поверхностей. Изолятор может быть расположен между абсорбирующим материалом и по меньшей мере частью каждого из проводников. Например, электрически изолирующий материал может располагаться около по меньшей мере части каждого из линейных проводников. Таким образом, изоляционный материал может быть расположен между каждым из линейных проводников. Изолирующий материал также может изолировать линейные проводники от абсорбирующего материала предмета личной гигиены. Соответственно, электрический ток при подаче на один или более линейных проводников генерирует между ними электрическое поле. Линейные проводники и электрический ток выполнены с возможностью, чтобы по меньшей мере часть генерируемого электрического поля проходила через абсорбирующий материал. По мере изменения уровня текучей среды (например, насыщения) в части абсорбирующего материала в генерируемом электрическом поле электрические характеристики (например, емкость) диэлектрика или других материалов, находящихся в поле, могут изменяться. Такое изменение может быть измерено и может указывать на уровень текучей среды в предмете личной гигиены со встроенной сенсорной системой. Например, сенсорная система может быть выполнена с возможностью определения первого значения емкости и второго значения емкости, отличающегося от первого значения емкости.
В альтернативном примерном варианте осуществления емкостный датчик может содержать емкостный и резистивный компоненты. В этом варианте осуществления концы параллельной соединительной секции остаются неизолированными. При складывании параллельной секции самой по себя, когда она помещается в тампон или другой предмет, два открытых электропроводных конца находятся в основании тампона. При заполнении тампона эти два электропроводных конца будут закорочены менструальной текучей средой, и это обнаруживается резистивным чувствительным компонентом. Такая конструкция может быть использована в качестве резервной или предупреждающей о возможной утечке из-за проникновения жидкости.
Контроллер может быть интегрирован в сенсорную систему или выполнен с возможностью связи с сенсорной системой (например, емкостным датчиком). При выполнении измерения электрических характеристик емкостного датчика сигнал может передаваться на контроллер. Сигнал может указывать одно или более из первого значения емкости и второго значения емкости. Как описано в данном документе, первое значение емкости и второе значение емкости могут зависеть от наличия текучей среды в рамках электрического поля между линейными проводниками в случае подачи электрического тока на один или более линейных проводников. Контроллер может быть выполнен с возможностью анализа принятого сигнала и может определять соответствующий уровень текучей среды (например, насыщение). Такое определение может быть абсолютным или относительным. Кроме того, контроллер может сообщать соответствующий уровень жидкости пользователю устройства, например, через пользовательский интерфейс.
Эксплуатация
Обратимся теперь к Фиг. 6A-6E, на которых в схематическом виде представлен процесс приведения в действие цифрового элемента в предмете личной гигиены, проиллюстрированного в процессе открытия и использования указанных деталей. В процессе работы пользователь может использовать предмет личной гигиены в соответствии с его промышленным применением, включающим, например, введение внутрь тела, Фиг. 6A, расположение в непосредственном контакте с телом, Фиг. 6B и 6C, или приклеивание к нижнему белью и расположение в непосредственном контакте с телом, Фиг. 6D и 6E. До расположения предмета внутри или вблизи тела пользователь может привести цифровой элемент в действие, разворачивая предмет или проталкивая его через аппликатор. После приведения цифрового элемента в действие пользователь может впоследствии осуществить расположение или введение предмета личной гигиены. Что касается Фиг. 6A, обертку 602, расположенную на тампоне 604, удаляют, и сам тампон 604 может быть введен обычным образом. Более конкретно обертку формируют и помещают на тампон, а затем концы запечатывают. Как показано на Фиг. 6B и 6C, прокладку или гигиеническую прокладку 606 извлекают из упаковки 610 путем удаления верхнего язычка 608, а затем располагают обычным образом. Как показано на Фиг. 6D и 6E, прокладку или гигиеническую прокладку 612 извлекают из упаковки 618 путем удаления язычка 616 и разворачивания клейких язычков 614. Клейкие язычки 614 фиксируют на нижнем белье, не изображенном на этом чертеже, обычным образом.
В соответствии с другим примером осуществления настоящее изобретение включает в себя соединители и кожухи для использования с описанными в данном документе предметами личной гигиены. Ранее были рассмотрены электронные женские гигиенические системы. Одна из таких систем пояснена более подробно. На Фиг. 10 проиллюстрирован пример тампона 1001 со встроенным датчиком влажности или цифровым элементом, не показанным на этом чертеже, и проводниками 1002, выходящими из тампона 1001 и подключенными к устройству получения сигналов в корпусе или кожухе 1004. В этом примере устройство получения сигналов измеряет, используя датчик влажности внутри тампона 1001, например, емкость, сопротивление и/или напряжение, и передает эти данные или информацию на смартфон или аналогичное персональное электронное устройство. В этом примере встроенный датчик влажности, не показанный на этом чертеже, изготовлен из такого же электропроводного волокна, что и проиллюстрированные проводники 1002. Как более подробно объяснено ниже, проводники 1002 могут быть выполнены из электропроводной нити или электропроводной нити, вплетенной в неэлектропроводную нить. Проводники 1002 механически и электрически соединены с устройством получения сигналов с использованием соединителя на устройстве получения сигналов. Соединитель, электронные компоненты, элемент питания, антенна и другие компоненты устройства получения сигналов размещены в корпусе или кожухе 1004, как описано в настоящем документе.
Способ концевой заделки выводов датчика имеет важнейшее значение с точки зрения изготовления, надежности, простоты использования и принятия потребителем электронной системы женской гигиены. Примерные способы концевой заделки проиллюстрированы на Фиг. 11A и 11B, включая заделку со снятием изоляции, без снятия изоляции и уплощением. На Фиг. 11A проиллюстрирован примерный проводник 1101, с которого снята изоляция на определенной длине 1105 и который имеет уплощенные концевые контакты или концы 1103. В этом примере осуществления уплощенные концевые контакты 1103 образуют прямой контакт с приемным устройством. Согласно неограничивающему примеру, проиллюстрированному на Фиг. 11B, проволока/волокно 1102 располагается на катушке таким образом, что внутренний проводник покрыт изоляцией 1104, за исключением концов (не показаны). Для такого способа концевой заделки может потребоваться прокалывающий соединитель для пробоя изоляции и образования контакта с внутренним проводником. Другими словами, электрические контакты контакта прокалывают изоляцию и образуют неразрушающий контакт с внутренними проводниками приемного устройства. Этот способ заделки может быть предпочтительным с точки зрения простоты изготовления. В альтернативном примере осуществления под действием тепла и давления изоляция может быть отжата от проводника, обнажая электропроводные нити. Заделанные таким образом концы могут быть размещены в точке соединения прессуемого типа без необходимости в прокалывании. Такие запрессованные концы могут быть непосредственно приведены в контакт с электропроводными пластинами на поверхности устройства Bluetooth и покрыты клейкой лентой. Затем эту ленту можно наносить на кожу или одежду пользователя.
В примере со снятием изоляции изоляцию удаляют с заданной длины 1105 проволоки/волокна, обнажая внутренний проводник. Такой способ заделки может исключить необходимость в прокалывающем соединителе и уменьшить диаметр соединителя, однако может также вызвать проблемы короткого замыкания между проводниками.
В примере с уплощенной заделкой изоляция перераспределяется посредством выполнения операции, например прессования, нагрева и/или воздействия ультразвуковой энергии. Получаемая заделка может обнажать или не обнажать внутренний проводник. Она может также привести к тому, что изоляция будет оборачиваться вокруг открытого конца 1106, полностью изолируя его.
Обработка, применяемая при концевой заделке, может в некоторой степени зависеть от используемого физического способа заделки. Например, соединение без снятия изоляции может быть погружено в электропроводный адгезив, краску или эпоксидную смолу. Это обеспечит электрический контакт в более широкой области заделки и может исключить необходимость в прокалывающем соединителе. Заделка также может быть погружена в неэлектропроводный адгезив или эпоксидную смолу, используемый (-ую) в качестве изолятора. Концевые контакты могут быть обжаты или приклеены к проволоке/волокну.
Также может быть предпочтительным вывести оба вывода к соединителю вместе, а не в виде двух дискретных выводов. Хотя для этого может потребоваться операция заделки или обжатия, создание одного соединения вместо двух, вероятно, будет предпочтительным для клиентов. При такой заделке может использоваться дискретный обжатый соединитель, но такое решение увеличивает стоимость компонента заделки. Другой вариант, аналогичный уплощенному соединению, может заключаться в соединении концов выводов без применения дорогостоящего компонента.
На Фиг. 12A и 12B проиллюстрированы два примерных варианта осуществления в отношении длин двух проволок/волокон датчика, подходящих к соединителю. В одном случае, проиллюстрированном на Фиг. 12A, оба конца проволоки/волокна 1201 имеют примерно одинаковую длину. Этот случай может быть предпочтительным ввиду возможных оптимизаций соединителя, например, к соединителю может не предъявляться требование относительно возможности подключения выводов с большим разбросом по длине. Однако изменение длины может возникать в процессе производства и может быть желательным в качестве компромисса с другими параметрами, такими как стоимость, выход и пропускная способность. Соответственно, может быть желательным иметь возможность использования проволоки/волокна 1202 различной длины, как показано на Фиг. 12B. Это можно осуществить путем увеличения длины и площади соединителя, но это также связано с компромиссом относительно общего размера соединителя. Соединитель также может содержать конструкцию «воронки», допускающую изменения бокового положения вывода и/или обеспечивающую возможность сворачивания вывода внутрь соединителя для поглощения избыточной длины.
На Фиг. 12C и 12D проиллюстрирован пример кожуха и соединителя в двух перспективах. Боковая перспектива 1203 иллюстрирует аспекты конфигурации, включая зажим 1204, который может использоваться для прикрепления к поясу нижнего белья. Кроме того, это устройство можно также носить на поясе верхней одежды или прикреплять к нему. Оно может также прикрепляться к любому подходящему предмету одежды. Также показан шарнир 1205, позволяющий верхней части 1209 устройства наклоняться, тем самым обнажая соединители 1206, 1207. В передней перспективе 1208 расположенные рядом соединители 1206 и 1207 показаны с расположенными между ними изолятором 1210. Два проводника от датчика, как показано на Фиг. 11A и/или 11B, будут вставлены в эти соединители, возможно, путем наклона шарнира, размещения выводов, впоследствии позволяя подпружиненному шарниру вернуться на место на выводы, таким образом фиксируя их. Эта конструкция известна в области электроники.
На Фиг. 13A проиллюстрирован еще один примерный «готовый к использованию» соединитель 1301 и зажим 1302 батареи, установленный на печатной плате 1304 с различными другими электронными компонентами. Как обсуждалось в данном описании, новые устройства требуются из-за недостатков в существующих устройствах, таких как описанные в данном документе. Зажимы 1301 типа «крокодил», будучи полезными для испытания прототипов, слишком велики для использования в интимном потребительском устройстве. Они также легко подвергаются электрическому короткому замыканию и отпугивающе действуют на потенциальных пользователей. Зажим 1302 элемента питания требует выполнения вставки и излечения вдоль одного края зажима, и эта операция может быть не очень удобной для пользователей.
На Фиг. 13B проиллюстрирован еще один «готовый к использованию» соединитель 1303. Как видно из сравнительного изображения вставленной проволоки и монеты 25 центов США, соединитель 1303 намного больше, чем подсоединяемый провод и желаемый размер дискретного устройства. Важно отметить, что эти проиллюстрированные соединители представляют собой существующие соединители без каких-либо модификаций, которые могут использоваться, но отнюдь не предпочтительны.
На Фиг. 14A и 14B проиллюстрированы примеры аспектов конфигурации соединителя, способствующие удержанию вывода. На Фиг. 14A проиллюстрирована поверхность или перевернутый вид плоскости соединителя. Провод датчика будет уложен поверх этой плоскости. Показанная плоскость содержит волнообразную текстуру 1401, которая помогает удерживать выводы независимо от направления вставки. Нетекстурированная поверхность или поверхность, в которой направление текстуры параллельно выводу, может обеспечить меньшую удерживающую силу и меньшую электрическую надежность. Накатка является известным методом усиления «захвата» соединителя. Снабжение одной или обеих плоскостей соединителя текстурированной поверхностью повышает трение и предпочтительно уменьшает толщину любого используемого соединителя.
На Фиг. 14B приведен вид сбоку примерного соединителя. В этом примере проиллюстрированы две комбинации блокирующих «верхней и нижней» поверхностей 1402 и 1404 соответственно. При взаимодействии с внешним воздействием, например, магнитом или пружиной, «зубцы» соединителя входят во взаимодействие с небольшим зазором между частями. Проволока или волокно, расположенные между блокирующими частями, могут быть согнуты вокруг углов, за счет чего увеличивается удерживающее усилие и электрическая надежность.
На Фиг. 14С приведен пример ориентации вывода 1403 в текстурированный соединитель 1404. Различные углы вставки повышают удобство для пользователя и обеспечиваются текстурированной поверхностью соединителя. Из-за формы текстурированного соединителя 1404 любой вывод 1403 будет направляться в центр 1406 независимо от угла вставки.
На Фиг. 15A-15C проиллюстрирована альтернативная примерная электронная система женской гигиены, в которой вместо тампонов используются гигиенические прокладки. На Фиг. 15A показана примерная прокладка 1501 со встроенными электродами 1502 датчика. Такие электроды 1502 могут быть изготовлены с использованием электропроводной краски, металлизации и переноса на пластину или другими способами. Концы электродов 1502 образуют точку 1503 соединения. На Фиг. 15B показана прокладка 1501 с устройством 1505 получения сигналов, прикрепленным к точке 1503 соединителя, причем оба они расположены на нижнем белье 1504 или напротив него. На Фиг. 15С показан примерный соединитель 1506, в котором металлические кнопочные защелки обжаты на удлиненных проводящих дорожках 1507 на прокладке. Эти удлиненные проводящие дорожки 1507 соединяются с проводящими дорожками 1502 и могут содержать элементы, подходящие для крепления защелкивающихся соединителей 1506, таких как более толстые и более широкие проводники.
На Фиг. 16 показаны примеры систем корпуса/ кожуха для устройства получения сигналов. Винтовая крышка 1601 позволяет заменять основной источник питания 1610 и может обеспечить доступ к другим компонентам, таким как кнопка сброса или сопряжения. Крышка 1601 может содержать уплотнительную прокладку для улучшения водостойкости. Такая уплотнительная прокладка может представлять собой дискретную конфигурацию, такую как уплотнительное кольцо, или может представлять собой мягкий каучуко- или силиконоподобный материал, совместно сформованный или нанесенный на более твердый, полученный путем литья под давлением пластмассовый корпус. Вместо уплотнительной прокладки может использоваться посадка с натягом, при которой посадка крышки осуществляется с натягом, за счет чего предотвращается попадание внутрь воды. Важно отметить, что водостойкость является желательной, однако водонепроницаемая конфигурация не является обязательной. Существуют различные степени водостойкости, например, способность выдерживать только высокую влажность или брызги, временное погружение на очень небольшую глубину, как, например, в случае случайного погружения, погружение на небольшую глубину на несколько минут или часов, как, например, в плавательном бассейне, и вплоть до способности выдерживать погружение на большую глубину, как, например, при подводном плавании с аквалангом. Также проиллюстрирована дверца 1602 соединителя на шарнирах, которая, как упоминалось ранее, обеспечивает возможность удобного взаимодействия выводов датчика с устройством получения сигналов. Проиллюстрированы прокалывающие соединители 1603, как описано выше, которые могут улучшить механическое и электрическое взаимодействие как для тампонов, так и для прокладок. Такие прокалывающие соединители должны быть выполнены с возможностью 1) надежного прокалывания изолированного проводника и обеспечения воспроизводимого электрического и механического соединения и одновременно 2) избегания отпугивающего влияния на пользователя или создания потенциальной опасности для пользователя. Такое компромиссное решение может быть достигнуто путем тщательного проектирования геометрии прокалывающих выступов, например высоты, ширины и остроты точек с учетом свойств изолированного волокна/проволоки, а также свойств соединителя, таких как максимальный размер раскрытия. Такая конструкция может позволить только небольшому проводу войти внутрь соединителя и предотвратить попадание туда пальца, волос или другой части тела. Также показан магнит 1604, который может притягивать компонент крышки, прилагая усилия, чтобы сжать соединитель и перевести его в закрытое положение и, таким образом, улучшить механическое удерживание.
В высокой степени предпочтительно, чтобы соединители в цифровых системах женской гигиены работали как с тампонами, так и с прокладками, используя одно устройство получения сигналов. Во время менструации многие пользователи используют то тампоны, то прокладки, или даже оба средства одновременно для дополнительной уверенности. Пользователи могут предпочесть использовать одно устройство получения сигналов вместо нескольких, связанных с разными датчиками. Как показано на чертежах, одно соединение датчика может иметь скругленные выводы, а другое может быть плоским. Одно из решений заключается в использовании аналогичных выводов для обоих датчиков, но это может не быть предпочтительным с точки зрения удобства пользователя, эксплуатационных качеств, стоимости или других факторов. Соединитель устройства, который можно использовать вместе с выводами обоих видов, может быть в высокой степени предпочтительным.
Фиг. 17 иллюстрирует примерное удлинение соединителя, в этом случае изготовленное из готового к использованию гнезда соединителя (не показанного, но содержащегося внутри корпуса 1702) и вилочной части 1701 соединителя с гибким соединением. Вилочная часть 1701 соединителя может подключаться к гнездовой части соединителя в устройстве 1704 получения сигналов, что позволяет датчику с ограниченной длиной соединителя (не показан) взаимодействовать с устройством получения сигналов, расположенным дальше от датчика. Такое удлинение может повысить удобство системы, предоставляя пользователям возможность размещения устройства получения сигналов дальше от датчика, обеспечивая больше места для соединения и т. п. Такое удлинение может также минимизировать использование относительно дорогостоящей проволоки/волокна датчика путем замены более дешевыми материалами. Удлиненный соединитель также позволяет максимально увеличить управляемую и/или экранированную часть выводов и свести к минимуму часть проводов, подверженных изменениям емкости, например, из-за движений тела, и соответствующим изменениям положений проводников друг относительно друга и относительно тела. Корпус 1702 может содержать элемент 1705, позволяющий прижимать высвобождающий механизм на гнезде соединителя в корпусе 1702 или прикреплять корпус 1702 к нижнему белью.
Может быть желательным обеспечить положительный сигнал взаимодействия пользователю при успешном выполнении соединения. Такое решение может включать в себя тактильную обратную связь, щелчок, обратное принудительное перемещение и т. п. Это может быть реализовано посредством установки пружины и кулачка. Может потребоваться, чтобы соединитель автоматически запускал определенные действия в устройстве формирования сигнала при контакте, взаимодействии или завершении соединения. Например, вставка выводов датчика может запускать операцию калибровки для «обнуления» емкости, выполнения самопроверки и отправки пользователю информации о готовности датчика.
Соединитель может быть введен в зацепление или высвобожден из него несколькими способами, например, с использованием сочетания конфигураций «нажать и открыть» и «нажать и высвободить».
Вместо размещения дискретного соединителя в электрическом кожухе в предпочтительном варианте осуществления предусмотрено объединение соединителя с корпусом, используя такие методы, как литье под давлением, совместное формование, формование металла и последующая обработка. Для достижения требуемого количества металла, толщины и чистоты поверхности может потребоваться нанесение металла с последующим электролитическим осаждением. Для достижения желаемых свойств, таких как проводимость и устойчивость к химическим веществам, могут использоваться металлические сплавы.
Может потребоваться электрическая кнопка, позволяющая пользователю выполнять ряд функций на устройстве, например, пробуждение, перевод в спящий режим, изменение режима, сброс настроек и/или сопряжение с устройством Bluetooth. С такой кнопкой связаны возможные проблемы с точки зрения размера и водонепроницаемости для такого небольшого устройства. Кнопка может быть «скрыта» внутри батарейного отсека, т. е. в водостойкой среде, но при таком расположении пользователю будет неудобно пользоваться кнопкой. Подобно соединителю и батарее дискретное кнопочное устройство может не быть предпочтительным ввиду дополнительной стоимости и размера. Электрическая кнопка может быть интегрирована в корпус с использованием описанных выше способов, например, совместного формования и совместного изготовления изделий из металла и пластмассы.
Важнейшее значение для принятия пользователями является удобство носимого на теле устройства. У некоторых пользователей может быть особенно чувствительная кожа, и устройство должно быть пригодным для носки в течение нескольких часов во время различных занятий, которые могут включать в себя сидение, стояние, упражнения и т. п. Материал, контактирующий с телом пользователя, должен быть мягким и гладким, тонким, должен способствовать благоприятному тактильному отклику и быть устойчивым к поту. Напечатанные на 3D-принтере или полученные путем литья под давлением пластмассы могут быть твердыми, шероховатыми, с царапающей поверхностью и т. д. Для формирования обращенной к пользователю поверхности могут использоваться такие методы, как совместное формование, литье с многократной подачей, литье в силиконе и нанесение покрытия.
Устройство может свободно располагаться внутри нижнего белья, либо пользователь может предпочесть прикрепить или приклеить его к своему телу или одежде. Биосовместимый адгезив, такой как используемые в адгезивных повязках, может использоваться вместе с одноразовым съемным покрытием для адгезива. Однако такой адгезив может вызывать болевые ощущения при снятии и обычно не может использоваться повторно. Может быть предпочтительным слабоклейкий адгезив, пригодный для повторного пользования. Для прикрепления устройства к одежде можно также использовать зажим или другое крепежное устройство.
Подобно соединителю и электрической кнопке дискретный компонент антенны может не быть предпочтительным ввиду его размера и стоимости. Кроме того, рабочие характеристики такой антенны, например, при использовании радиосвязи по Bluetooth, могут быть оптимизированы с точки зрения диапазона действия, потребления энергии и демпферирования колебаний корпуса в небольшом устройстве путем размещения антенны в электрическом кожухе. Компоненты антенны могут быть реализованы с использованием формовки металла, совместной формовки или переноса, чтобы разместить очень тонкую, выполненную согласно конкретным требованиям антенну на внутренней части пластмассового кожуха.
Устройство получения сигналов может измерять емкость, сопротивление, напряжение, их комбинацию, комплексный импеданс или другие электрические параметры. Измерение напряжения может быть особенно полезным для обнаружения аммиака и/или метантиола или (метилмеркаптана). Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) может использоваться с соответствующей полномасштабной величиной и разрешением. Для оптимизации отношения сигнал/шум может потребоваться максимизировать соотношение между максимальным значением датчика и полномасштабным диапазоном АЦП. Соответственно, может быть желательным минимизировать дополнительную емкость, сопротивление, импеданс и т. д., создаваемые соединителем и корпусом. Для уменьшения паразитных составляющих соединителя и корпуса могут использоваться такие методы проектирования, как разделение проводников, ограничение длины компонентов и перекрытий, оптимизация диэлектрических материалов, материалов с высоким удельным сопротивлением и экранирование.
Чтобы сделать датчик и устройство получения сигналов более удобным для пользователя, могут использоваться гибкие электронные компоненты. Жесткая печатная плата и кожух могут быть заменены сегментированными компонентами, обеспечивающими возможность изгиба, поворота или сгибания в определенных местах. Повышенные уровни гибкости могут достигаться за счет размещения небольших жестких компонентов (таких как микрочипы и пассивные устройства для поверхностного монтажа) на гибких печатных платах, таких как содержащих полиимиды. Для таких гибких плат требуются гибкие кожухи для обеспечения гибкости устройства для пользователей. Жесткие пластмассы могут быть заменены пластмассами повышенной гибкости, возможно, включающими резину и/или силикон. Жесткий кожух может быть заменен покрытием, полученным путем напыления, погружения или иного нанесения. Такое покрытие может обеспечить требуемые механические и электрические характеристики, будучи более тонким и гибким, чем жесткий кожух.
На Фиг. 18A-18G проиллюстрированы несколько конструкций корпусов устройства получения сигналов (внешние контуры с наложенными внутренними компонентами) с учетом размера, комфорта и предпочтений пользователя. Эти различные конструкции являются примерными по своей природе и ни в коем случае не являются исчерпывающим представлением конструкций корпуса. На Фиг. 18A показан вид сбоку, общий для видов сверху, приведенных на Фиг. 18В-18G. На Фиг. 18B проиллюстрирована базовая конструкция в форме капли, на Фиг. 18C - в форме сердца, на Фиг. 18D - в форме ромба, на Фиг. 18E - первая базовая конструкция в форме гитары, на Фиг. 18F - вторая базовая конструкция в форме гитары, а на Фиг. 18 - базовая конструкция в форме капсулы.
Предмет личной гигиены с цифровым элементом может быть изготовлен, например, в форме тампона, гигиенической прокладки, ежедневной гигиенической прокладки и подгузника для взрослых и т. п. Конкретные примеры были описаны для иллюстрации вариантов осуществления устройства. Эти примеры предназначены для целей иллюстрации и ни в коей мере не призваны ограничивать объем формулы изобретения. Соответственно, описание призвано охватить все варианты осуществления, которые могут быть очевидны для специалистов в данной области.
Несмотря на то что показанные и описанные варианты осуществления считаются наиболее практичными и предпочтительными, ясно, что специалистам в данной области техники представляются возможности отступления от показанных и описанных конкретных промышленных образцов и способов, которые можно применять, не выходя за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается конкретными описанными и проиллюстрированными конструкциями, но его следует рассматривать в согласовании со всеми модификациями в пределах объема, определенного прилагаемой формулой изобретения.