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目前通过智能可穿戴纺织品监测人体姿势的相关研究引起了人们的广泛兴趣，身体姿势一般以生物力学或医学相关监测参数为主要研究对象，该方面研究对于医学临床尤为重要。智能纺织品特别是人体运动姿态的识别和监测是当前研究的热门。柔性传感器和光纤布拉格光栅传感器技术的结合可以与 3D打印技术有效结合，用于人体运动姿态的识别和监测。利用柔性传感器的灵活性，光纤传感器的高精度和高灵敏度，3D 打印技术的快速特征，结合聚乳酸材料（PLA）的灵活性、轻量化等特性，可以有效的用于人体运动姿态识别和监测。本研究中，以柔性传感器和布拉格光纤光栅传感器作为传感材料，结合硅胶和柔性聚乳酸材料为传感材料的基板，利用 3D打印技术快速制作模型样品，形成人体运动的识别和分析的传感系统，基于该系统探索人体运动姿态的变化规律。 本论文的主要研究分为以下几个部分：
第一部分： 本研究开发了一种新的柔性智能服装（FSG），这种智能服装通过在不同的关节位置缝合柔性传感器来实现，以感应静态和运动中的人体关节的弯曲角度。通过系统的改变人体腕关节、肘关节和膝关节的角度进行校准标定。智能服装内的柔性传感器的在测试者的每次关节运动后立即显示出测量数据。研究发现，安装在膝盖、肘部和腕部的柔性传感器的最小测量精度分别为 0.94°、0.8°和 0.56°。在膝盖、肘部和腕部测量的屈曲角度变化范围为 80°、95°和 140°。站立和步行的测试表明，使用基于柔性传感器制作的智能服装可以有效地监控手腕、肘关节和膝关节的弯曲角度。柔性传感器成功的监测身体关节的运动状态，未来可以在实际应用中识别人体关节的不同弯曲状态。
第二部分： 通过将 FBG传感器嵌入特殊硅胶中来制造光纤布拉格光栅（FBG）智能带，用于感测膝关节运动。 将聚氯乙烯（PVC）条粘附在智能带表面，以提供更好的保护。智能带在实验室通过系统改变膝盖姿势进行校准，并用于识别男性测试者在各种静态和运动姿势下的身体姿势。基于 FBG 的智能带膝关节位置的角度变化中，每一步的波长变化都是一致的。在静态试验中，FBG 传感器的波长增量随着膝关节弯曲角度的增加而线性增加，斜率为 0.3 nm /°。在慢跑测试中，对于当前的男性测试者，FBG 智能带实现的测量灵敏度在 0.018 /°和 0.021nm /°之间。智能带是表征简单设计和易于实现的指标，它也适用于膝关节姿势周向应变的测量。
第三部分： 提出了一种基于光纤传感器的可监控传感模型，将柔性聚乳酸材料放入设计的模型中，然后将称为 FBG 传感器的光纤插入设计槽中，在打印刷过程中完成了传感系统的制作。该感知系统从理论上分析了弯曲角度与波长变化的关系。通过对实验对象进行多次运动实验，验证了该传感器系统的可行性。实验结果分析表明，该传感器在测试重复动作时，对运动变化响应良好，波长变化值稳定。在手肘完全弯曲时，FBG 传感器的测量灵敏度为 0.0057nm /o，而在相同的 90°弯曲角度下，柔性传感器的测量灵敏度为0.50Ω/o。FBG传感器和柔性传感器输出值是线性的，拟合度为0.95和0.98。 在弯曲传感器评估中，从重复性和线性度两方面都得到了较好的结果。在行走试验中，在3km/hr和5km / hr 的测量速度期间，FBG 传感器显示出循环的持久性。静态和动态测量均显示FBG传感器和柔性传感器的线性稳定性。
第四部分：采用熔融沉积成型(FDM)工艺制造新型 FBG 压力传感器及其应用。FBG传感器固定在智能床和智能祈祷垫下，用于检查睡眠、坐姿和祈祷的姿势监测。基于FBG的压力传感器采用 FDM技术，利用轻量化、快速成型的主要优点，低成本、高精度、省时，并且最终不受温度影响。校准测试证实，这些基于 FBG 的压力传感器可以感测高达±58-352 牛顿的测量压力范围，并且三个 FBG 传感器的测量灵敏度范围为约 0.00037 N/nm, 0.00053 N/nm和0.0012 N/nm。采用基于FBG的传感器对人的睡眠姿势、坐姿、祈祷等不同的身体姿势进行监测。测量的波长变化呈现出逐步上升的趋势，与压力传感器的重量分布数据较好吻合。
整体, 设计传感系统可以应用于监测身体测量，它可以帮助访问患者监测，体育活动和可以洗涤, 大多数情况下，光纤传感器嵌入在材料表面附近，以便像传统设想一样容易地限制传感器。克服这些问题; 3D打印的理念确保成为 FBG的一个体面的欢迎; 3D打印可以在运行过程中暂停，FBG传感器只能定位或粘贴到特定的模制槽中。随后采用3D打印技术的新传感技术提供了评估关节体位置移动的替代方法，例如膝盖，手腕，肘部或其他关节连接。该研究旨在提供针织面料所需的机会范围，并创造新的应用领域或改进现有技术。
第一部分： 本研究开发了一种新的柔性智能服装（FSG），这种智能服装通过在不同的关节位置缝合柔性传感器来实现，以感应静态和运动中的人体关节的弯曲角度。通过系统的改变人体腕关节、肘关节和膝关节的角度进行校准标定。智能服装内的柔性传感器的在测试者的每次关节运动后立即显示出测量数据。研究发现，安装在膝盖、肘部和腕部的柔性传感器的最小测量精度分别为 0.94°、0.8°和 0.56°。在膝盖、肘部和腕部测量的屈曲角度变化范围为 80°、95°和 140°。站立和步行的测试表明，使用基于柔性传感器制作的智能服装可以有效地监控手腕、肘关节和膝关节的弯曲角度。柔性传感器成功的监测身体关节的运动状态，未来可以在实际应用中识别人体关节的不同弯曲状态。
第二部分： 通过将 FBG传感器嵌入特殊硅胶中来制造光纤布拉格光栅（FBG）智能带，用于感测膝关节运动。 将聚氯乙烯（PVC）条粘附在智能带表面，以提供更好的保护。智能带在实验室通过系统改变膝盖姿势进行校准，并用于识别男性测试者在各种静态和运动姿势下的身体姿势。基于 FBG 的智能带膝关节位置的角度变化中，每一步的波长变化都是一致的。在静态试验中，FBG 传感器的波长增量随着膝关节弯曲角度的增加而线性增加，斜率为 0.3 nm /°。在慢跑测试中，对于当前的男性测试者，FBG 智能带实现的测量灵敏度在 0.018 /°和 0.021nm /°之间。智能带是表征简单设计和易于实现的指标，它也适用于膝关节姿势周向应变的测量。
第三部分： 提出了一种基于光纤传感器的可监控传感模型，将柔性聚乳酸材料放入设计的模型中，然后将称为 FBG 传感器的光纤插入设计槽中，在打印刷过程中完成了传感系统的制作。该感知系统从理论上分析了弯曲角度与波长变化的关系。通过对实验对象进行多次运动实验，验证了该传感器系统的可行性。实验结果分析表明，该传感器在测试重复动作时，对运动变化响应良好，波长变化值稳定。在手肘完全弯曲时，FBG 传感器的测量灵敏度为 0.0057nm /o，而在相同的 90°弯曲角度下，柔性传感器的测量灵敏度为0.50Ω/o。FBG传感器和柔性传感器输出值是线性的，拟合度为0.95和0.98。 在弯曲传感器评估中，从重复性和线性度两方面都得到了较好的结果。在行走试验中，在3km/hr和5km / hr 的测量速度期间，FBG 传感器显示出循环的持久性。静态和动态测量均显示FBG传感器和柔性传感器的线性稳定性。
第四部分：采用熔融沉积成型(FDM)工艺制造新型 FBG 压力传感器及其应用。FBG传感器固定在智能床和智能祈祷垫下，用于检查睡眠、坐姿和祈祷的姿势监测。基于FBG的压力传感器采用 FDM技术，利用轻量化、快速成型的主要优点，低成本、高精度、省时，并且最终不受温度影响。校准测试证实，这些基于 FBG 的压力传感器可以感测高达±58-352 牛顿的测量压力范围，并且三个 FBG 传感器的测量灵敏度范围为约 0.00037 N/nm, 0.00053 N/nm和0.0012 N/nm。采用基于FBG的传感器对人的睡眠姿势、坐姿、祈祷等不同的身体姿势进行监测。测量的波长变化呈现出逐步上升的趋势，与压力传感器的重量分布数据较好吻合。
整体, 设计传感系统可以应用于监测身体测量，它可以帮助访问患者监测，体育活动和可以洗涤, 大多数情况下，光纤传感器嵌入在材料表面附近，以便像传统设想一样容易地限制传感器。克服这些问题; 3D打印的理念确保成为 FBG的一个体面的欢迎; 3D打印可以在运行过程中暂停，FBG传感器只能定位或粘贴到特定的模制槽中。随后采用3D打印技术的新传感技术提供了评估关节体位置移动的替代方法，例如膝盖，手腕，肘部或其他关节连接。该研究旨在提供针织面料所需的机会范围，并创造新的应用领域或改进现有技术。