Electronic knitwear for health: monitoring, therapy, and comfort

Abstract

This study explores the development of smart electronic textiles (E-textiles) crafted from knitted fabrics, designed for everyday wear and specifically engineered to meet the needs of individuals with chronic conditions. We propose the design of a vest and knee braces equipped with heating elements and specialised sensors for monitoring human body temperature. The ergonomic structure of these garments ensures their suitability for both athletes during training sessions and for everyday wear. The products are made from wool yarn using various knitting techniques, including double jersey, press stitch, and 2x2 ribbing. During the development of the knee braces, samples of varying densities were examined, employing the double jersey technique. The edges of the braces were finished with ribbing to ensure secure fixation due to its superior dimensional stability. For the main section of the vest, a press stitch was selected, providing excellent shape retention, a three-dimensional texture, and enhanced thermal insulation—qualities that make it ideal for warm clothing. The lower part of the vest incorporates double jersey knitting to ensure structural integrity and facilitate the integration of electronic components. The heating elements and temperature sensors are integrated through specially designed openings formed during the knitting process using double jersey construction.

Бұл зерттеу күнделікті қолдануға ыңғайлы және созылмалы аурулары бар адамдардың қажеттіліктеріне арнайы бейімделген трикотаждан жасалған Е-трикотаж бұйымдарын жасауға бағытталған. Біз ұсынған өнімдерге қыздыратын элементтері мен адамның дене температурасын өлшейтін арнайы датчиктері бар кеудеше мен тізеқаптар жатады. Өнімдердің ыңғайлы құрылымы оларды спортшылар жаттығу кезінде және күнделікті өмірде қолдануға мүмкіндік береді. Бұйымдар қосарланған біртегіс, пресс және ластик 2X2 өрімдерімен жүн иірім жібінен тоқылған. Тізеқаптарды дайындау барысында әртүрлі тығыздықтағы қосарланған біртегіс өрімінен үлгілер әзірленген. Тізеқаптардың екі шеті оның форматұрақтылығын сақтау мақсатында созылмалы ластик өрімімен тоқылған, бұл бұйымның сырғып кетпеуін қамтамасыз етеді. Кеудешенің негізгі бөлігі үшін пресс өрімі таңдалған, өйткені ол жоғары пішін тұрақтылық қамтамасыз етеді және рельефті, әрі көлемді бұйым тоқуға мүмкіндік береді, сондықтан пресс өрімі жылы киімдер үшін өте қолайлы. Кеудешенің төменгі бөлігінде электронды элементтерді орнату үшін қажетті құрылымдық беріктік пен монтаж мүмкіндігін қамтамасыз ету мақсатында қосарланған біртегіс өрімі қолданылған. Қыздырғыш элементтер мен дене температурасын өлшейтін датчиктер бұйымдарға қосарланған біртегіс өрімімен тоқу барысында әдейі жасалған тесіктер арқылы еңгізілген.

Исследование направлено на создание Е-текстиля из трикотажа, подходящего для ежедневного использования и специально адаптированного для нужд людей с хроническими заболеваниями. Нами предлагаются безрукавка и наколенники, оснащенные подогревающими элементами и специальным датчикам для измерения температуры тела человека. Комфортная конструкция изделий позволяет использовать их как спортсменам во время тренировок, так и в повседневной жизни. Изделия разработаны из шерстяной пряжи с использованием переплетений: двойная кулирная гладь, пресс и ластик 2Х2. В процессе разработки наколенников были исследованы образцы различной плотности с использованием двойной кулирной глади. Края наколенников связаны ластиком для обеспечения надежной фиксации благодаря его высокой формоустойчивости. Для основной части безрукавки было выбрано переплетение пресс, так как оно обеспечивает хорошую формоустойчивость и позволяет создать рельефность и объемность, что делают его популярным для теплых вещей. Двойная кулирная гладь была применена при формировании нижней части безрукавки для обеспечения необходимой конструктивной прочности и возможности последующего монтажа электронного элемента. Интеграция в изделия элементов подогрева и датчика температуры тела осуществляется через специально предусмотренные отверстия, которые были образованы в процессе вязания двойной кулирной гладью.