以布料为基底的应变规制造技术

本发明专利技术提供一种应变规，其包含一布料基底以及至少一束导电纱。该布料基底为由多束非导电纱所织成，并且该布料基底其上定义一感测方向。而该至少一束导电纱中的每一束导电纱为藉由一纺织制程缠绕该等非导电纱中的一束非导电纱并且沿着该感测方向织贯通该布料基底。此外，该至少一束导电纱为能加载一电力，当一外力施加在该布料基底上时，该至少一束导电纱的几何性质改变，致使关于该加载电力的一电气性质的一变化量被感测到，进而指示出该应变规受该外力施加时沿着该感测方向的一伸长量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应变规(Strain gauge)，特别涉及一种以布料为基底的应变规。
技术介绍
习知技术的应变规(Strain gauge)，或称为应变计，为由一固定电阻值，如120、350以及1000欧姆等的电阻所组成，通常为一金属导线。而应变规便是应用电阻的电阻值与其长度的改变成正比的原理，当该金属导线受到一外来物理量，如一拉力、一压力、一张力以及其它作用力等，而产生长度变化时，其电阻值的变化与长度变化成正比，藉由测量其电阻值的变化便可推算出该物理量的大小。由于原理简单且使用方便，应变规已被大量应用于习知技术中的各种物理量的测量，举例而言，美国专利号第5,199,519号为提供一种用于测量或侦测力量的应变规；美国专利号第4,920,806号所揭露的一种用于测量荷重的应变规；中国台湾专利申请号第094200558号所揭露的一种包含有应变规的力量测量装置；以及中国台湾专利申请号第094205393号所提供的一种运用多个应变规的扭力扳手等。通常，应变规为以惠斯通电桥(Wheatstone Bridge)的电路形式固定于如建筑、机械、工具等固体结构上，用以测量该等物体的受力大小，或是形变量。由于上述的应变规通常以黏贴方式固定，因此若要使用于生物体，如人体、动物肢体等活动的测量将有一定难度。另一方面，随着社会年龄结构的改变，越来越多老年人口需要照护医疗，各式生理机能监测装置也成为医疗器材产业发展的重点。近年来，已有许多此类装置/系统被开发以监测生理机能如呼吸、心跳、身体动作…等。例如，中国台湾专利技术专利第125438号所揭露的一种无线医疗监控方法及监控系统；中国台湾新型专利第179015号所揭露的一种结合行动电话的生理机能侦测装置；以及中国台湾专利申请号第091110321号所揭露的一种用以监测生理机能状态的装置及该装置的监测处置方法等。然而，上述各文献所揭露的生理机能监测装置/系统中，大部分须要在固定地点进行监测，因此较无机动性，并且可能因监测者或受测者的疏忽而未确实进行监测。此外，上述习知监测装置中的某些装置可以穿戴在受测者身上，而达到随时随地监测的效果，但却因为装置的重量以及体积，而容易造成受测者荷重的负担或是行动上的不便。综上所述，可穿戴式(Wearable)生理机能监测装置，甚至可舒适穿戴的生理机能监测装置的发展确有其必要性。同时，若能结合应变规简单实用的特性，实为相关产品的一大进步。
技术实现思路
因此，本专利技术的一目的为提供一种应变规，并且特别地，该应变规为以布料为基底，致使该应变规具有极佳的可挠性(Flexibility)，并且能与任何型态的织物结合，适合于直接穿戴于任何对象上。根据本专利技术的一较佳具体实施例的应变规包含一布料基底以及至少一束导电纱。该布料基底为由多束非导电纱所织成，并且该布料基底其上定义一感测方向。而该至少一束导电纱中的每一束导电纱为藉由一纺织制程缠绕该等非导电纱中的一束非导电纱并且沿着该感测方向织贯通该布料基底。此外，该至少一束导电纱为能加载一电力。当一外力施加在该布料基底上时，该至少一束导电纱的几何性质改变，致使关于该加载电力的一电气性质的一变化量被感测到，进而指示出该应变规受该外力施加时沿着该感测方向的一伸长量。关于本专利技术的优点与精神可以藉由以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。附图说明图1A是根据本专利技术的一应变规1的结构示意图，以绘示出该至少一束导电纱中的每一束导电纱，为藉由一平织制程缠绕该等非导电纱中的一束非导电纱。图1B是根据本专利技术的一应变规1的结构示意图，以绘示出该至少一束导电纱中的每一束导电纱，为藉由一针织制程缠绕该等非导电纱中的一束非导电纱。图2是根据本专利技术的一具体实施例的应变规的立体显微镜影像。图3是根据本专利技术的一实际应用的衣物示意图。图4是绘示根据图3中的该衣物处在不同状态下该衣物上应变规的电压变化。具体实施例方式以下将详述本专利技术的较佳具体实施例以及实际应用案例，藉以充分说明本专利技术的特征、精神及优点。根据本专利技术的一较佳具体实施例的应变规包含一布料基底以及至少一束导电纱。该布料基底为由多束非导电纱所织成，并且该布料基底其上定义一感测方向。在一具体实施例中，该等非导电纱具有弹性，致使该应变规能与服贴在各种表面，如胸部、手肘、以及膝盖等，提升感应的灵敏度与准确度。而该至少一束导电纱中的每一束导电纱，为藉由一纺织制程缠绕该等非导电纱中的一束非导电纱，并且沿着该感测方向，如一水平方向或一垂直方向，织贯通该布料基底。此外，该至少一束导电纱为能加载一电力。当一外力施加在该布料基底上时，该至少一束导电纱的几何性质，例如，伸长量、宽度等，改变，致使关于该加载电力的一电气性质，如一阻抗(Impendence)或一磁通量(Magnetic flux)，的一变化量被感测到，进而指示出该应变规受该外力施加时沿着该感测方向的一伸长量。请参阅图1A，在一具体实施例中，如前述，该应变规1包含一布料基底11以及至少一束导电纱13。并且该布料基底11其上定义一感测方向L。该至少一束导电纱13中的每一束导电纱13，为藉由一平织制程(Weavingprocess)沿着该感测方向L缠绕该等非导电纱113中的一束非导电纱113。此外，请参阅图1B，在另一具体实施例中，该至少一束导电纱23中的每一束导电纱23，为藉由一针织制程(Knitting process)沿着该感测方向L缠绕该等非导电纱213中的一束非导电纱213。进一步请参阅图2，图2为根据本专利技术的一具体实施例的应变规的立体显微镜影像。如前述，该应变规1包含一布料基底11以及至少一束导电纱13。此外，该布料基底为由多束非导电纱213所织成，并且该布料基底11其上定义一感测方向L。特别地，该应变规的结构如图1A所示，该至少一束导电纱13中的每一束导电纱13，为藉由一针织制程缠绕该等非导电纱113中的一束非导电纱113，并且沿着该感测方向L织贯通该布料基底11。同样请参阅图2，该至少一束导电纱13中的每一束导电纱13为由至少一根超细金属线(Ultra-fine metal wire)131与多根纺织纤维(Textilefibers)133所捻成。在实际应用中，上述每一根超细金属线131可以由一不锈钢(Stainlesssteel)、一镍-铬合金(Ni-Cr alloy)或一铜-铬合金(Cu-Cr alloy)所制成。此外，每一根超细金属线131具有范围从10微米至80微米的直径。并且，在实际应用中，上述该多根纺织纤维133可视应用环境而选择，通常为一般的天然纤维或人造纤维，例如，棉纤维，或PET纤维，或Aramid纤维等各式纺织纤维。此外，根据习知技术，该等导电纱在该布料基底上的密度以及分布范围可以有弹性地改变，以符合不同的应用需求。另一方面，由于前述该具体实施例中的应变规为以超细金属线作为该导电纱的材料，因此较耐用、耐洗涤，并且不容易断裂，更能防止因断裂所造成的失效或污染。在一具体实施例中，该至少一束导电纱中的每一束导电纱大体上为由纺织纤维以及金属纤维(Metal fibers)所组成，并且每一束导电纱所含金属纤维为占其本身体积比的1％至100％。在实际应用中，该等金属纤维可以为不锈钢纤维(Stainless steelfibe本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应变规（Ｓｔｒａｉｎｇａｕｇｅ），其特征在于，包含：一布料基底（Ｆａｂｒｉｃｂａｓｅ），该布料基底为由多束非导电纱（Ｎｏｎ－ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｙａｒｎ）所织成，该布料基底其上定义一感测方向（Ｓｅｎｓｅｄｄｉｒｅ ｃｔｉｏｎ）；以及至少一束导电纱（Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｙａｒｎ），该至少一束导电纱中的每一束导电纱为藉由一纺织制程（Ｔｅｘｔｉｌｅｐｒｏｃｅｓｓ）缠绕该等非导电纱中的一束非导电纱并且沿着该感测方向织贯通该布料基底；其 中该至少一束导电纱能加载一电力，当一外力施加在该布料基底上时，该至少一束导电纱的几何性质改变，致使关于该加载电力的一电气性质的一变化量被感测到，进而指示出该应变规受该外力施加时沿着该感测方向的一伸长量（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨章民，
申请(专利权)人：杨章民，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]