一种全纤维基压力监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种全纤维基压力监测系统，涉及压力监测领域。全纤维基压力监测系统包括：上层电极层、中间传感微结构层、下层电极层和至少一个压力传感器；上层电极层包括间隔分布的第一导电条纹和第一非导电条纹；下层电极层包括间隔分布的第二导电条纹和第二非导电条纹；第一导电条纹在下层电极层上的镜像与第二导电条纹相交呈设定角度；中间传感微结构层位于上层电极层和下层电极层之间；中间传感微结构层为导电织物；压力传感器位于上层电极层和下层电极层之间；压力传感器在上层电极层的镜像位于第一导电条纹上，且在下层电极层的镜像位于第二导电条纹上；本发明专利技术能够在实现压力监测的同时保持舒适性。测的同时保持舒适性。测的同时保持舒适性。

【技术实现步骤摘要】
一种全纤维基压力监测系统


[0001]本专利技术涉及压力监测领域，特别是涉及一种全纤维基压力监测系统。

技术介绍

[0002]随着社会的发展进步，可穿戴技术随着人工智能的发展迅速成为研究热点。可穿戴技术旨在将具有传感功能的电子器件集成到衣服或配饰中，使其具有多媒体、传感器、无线通信等多种技术的综合功能，实现对人体生理信号的快速捕捉、分析与反馈。
[0003]目前，传统刚性传感器存在质硬、耐水洗性差、透气透湿性差、与人体的贴合度和集成性差的问题，无法满足人们对可穿戴设备的舒适度、热湿乃至视觉性的要求。柔性传感器因柔软性强、与人体兼容性优良，在运动检测、医疗健康、仿生假肢及人机接口等方面引起广泛关注。因此，柔性传感器的研发具有巨大的研究价值。柔性压力传感器通常分为压容式、压阻式、压电式以及摩擦电式四类。高聚物复合材料制备的压力传感器具有质轻、柔软、灵敏度高、分辨率高的优势，成为近年的研究热点。但这类传感器多为薄膜状、凝胶状，严重影响穿戴设备的柔韧、透气、透湿、散热及保温等性能。
[0004]纺织品作为人体穿戴的重要部件，是可穿戴技术发展的重要载体，其中智能纺织品是可穿戴设备的重要组成部分。而传感器是智能纺织品的核心，赋予纺织品感知检测压力、应变、温度、湿度、位移以及速度等功能。目前，纺织品基柔性传感器有压力、位移、速度、温度、湿度及气敏等传感器，其中压力传感器可用于感知人体运动信号，是采集人体数据的关键器件。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种全纤维基压力监测系统，在实现压力监测的同时保持舒适性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种全纤维基压力监测系统，所述全纤维基压力监测系统包括：上层电极层、中间传感微结构层、下层电极层和至少一个压力传感器；
[0008]所述上层电极层包括间隔分布的第一导电条纹和第一非导电条纹；所述第一导电条纹为导电织物；所述第一非导电条纹为非导电织物；
[0009]所述下层电极层包括间隔分布的第二导电条纹和第二非导电条纹；所述第二导电条纹为导电织物；所述第二非导电条纹为非导电织物；所述第一导电条纹在所述下层电极层上的镜像与所述第二导电条纹相交呈设定角度；
[0010]所述中间传感微结构层位于所述上层电极层和所述下层电极层之间；所述中间传感微结构层为导电织物；
[0011]所述压力传感器位于所述上层电极层和所述下层电极层之间；所述压力传感器在所述上层电极层的镜像位于所述第一导电条纹上，且在所述下层电极层的镜像位于所述第二导电条纹上。
[0012]可选地，所述设定角度为90
°
。
[0013]可选地，所述导电织物采用导电长丝制备而成。
[0014]可选地，所述非导电织物采用非导电材料制备而成；所述非导电材料为棉、毛、丝、麻、气凝胶、涤纶、锦纶、丙纶、氨纶、维纶、氯纶、芳纶和玻璃纤维中的一种或多种混纺纱线，或具有抗菌、远红外、防臭、负离子、凉感等功能特性的非导电织物。
[0015]可选地，所述全纤维基压力监测系统还包括：位于所述上层电极层上表面的第一封装层和位于所述下层电极层下表面的第二封装层；
[0016]所述第一封装层和所述第二封装层均为织物。
[0017]可选地，所述全纤维基压力监测系统还包括：数据采集装置；
[0018]所述数据采集装置分别与所述第一导电条纹和所述第二导电条纹连接；所述数据采集装置用于采集并输出所述压力传感器获取的压力数据。
[0019]可选地，所述全纤维基压力监测系统还包括：第一导线接口、第二导线接口、第一导线集束条、第二导线集束条、第一导线集束条带和第二导线集束条带；
[0020]每条所述第一导电条纹上设置一个所述第一导线接口；所述第一导线集束条带设置在所述上层电极层上；所述第一导线接口经所述第一导线集束条带与所述第一导线集束条的一端连接；所述第一导线集束条的另一端与所述数据采集装置连接；
[0021]每条所述第二导电条纹上设置一个所述第二导线接口；所述第二导线集束条带设置在所述下层电极层上；所述第二导线接口经所述第二导线集束条带与所述第二导线集束条的一端连接；所述第二导线集束条的另一端与所述数据采集装置连接。
[0022]可选地，所述数据采集装置包括：第一采集端口、第二采集端口、数据采集盒和输出端口；
[0023]所述第一采集端口与所述第一导线集束条连接；所述第二采集端口与所述第二导线集束条连接；所述第一采集端口、所述第二采集端口和所述输出端口均设置在所述数据采集盒上。
[0024]可选地，所述第一导电条纹的宽度和所述第二导电条纹的宽度范围均为1mm～50mm。
[0025]可选地，第一非导电条纹和所述第二非导电条纹的宽度范围均为1mm～100mm。
[0026]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0027]本专利技术提供了一种全纤维基压力监测系统，该全纤维基压力监测系统包括上层电极层、中间传感微结构层、下层电极层和至少一个压力传感器；上层电极层包括间隔分布的第一导电条纹和第一非导电条纹；下层电极层包括间隔分布的第二导电条纹和第二非导电条纹；第一导电条纹在下层电极层上的镜像与第二导电条纹相交呈设定角度；中间传感微结构层位于上层电极层和下层电极层之间；压力传感器位于上层电极层和下层电极层之间；压力传感器在上层电极层的镜像位于第一导电条纹上，且在下层电极层的镜像位于第二导电条纹上，从而使得压力传感器在该全纤维基压力监测系统上形成传感阵列，进而能够全面的实现压力的识别监测，此外，第一导电条纹和第二导电条纹均为导电织物；第一非导电条纹和第二非导电条纹均为非导电织物，能够保证良好传导性的同时，还能保证舒适性。采用压力传感器、导电织物和非导电织物结合在一起的方式，能够同时实现压力监测以及穿戴舒适，因此，本专利技术能够在实现压力监测的同时保持舒适性。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例提供的全纤维基压力监测系统的结构图；
[0030]图2为本专利技术实施例提供的压力传感器的布置图；
[0031]图3为本专利技术实施例提供的第一种传感阵列示意图；
[0032]图4为本专利技术实施例提供的第二种传感阵列示意图。
[0033]符号说明：
[0034]上层电极层
‑
1、中间传感微结构层
‑
2、下层电极层
‑
3、压力传感器
‑
4、第一导电条纹
‑
5、第一非导电条纹
‑
6、第二导电条纹
‑
7、第二非导电条纹
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全纤维基压力监测系统，其特征在于，所述全纤维基压力监测系统包括：上层电极层、中间传感微结构层、下层电极层和至少一个压力传感器；所述上层电极层包括间隔分布的第一导电条纹和第一非导电条纹；所述第一导电条纹为导电织物；所述第一非导电条纹为非导电织物；所述下层电极层包括间隔分布的第二导电条纹和第二非导电条纹；所述第二导电条纹为导电织物；所述第二非导电条纹为非导电织物；所述第一导电条纹在所述下层电极层上的镜像与所述第二导电条纹相交呈设定角度；所述中间传感微结构层位于所述上层电极层和所述下层电极层之间；所述中间传感微结构层为导电织物；所述压力传感器位于所述上层电极层和所述下层电极层之间；所述压力传感器在所述上层电极层的镜像位于所述第一导电条纹上，且在所述下层电极层的镜像位于所述第二导电条纹上。2.根据权利要求1所述的全纤维基压力监测系统，其特征在于，所述设定角度为90
°
。3.根据权利要求1所述的全纤维基压力监测系统，其特征在于，所述导电织物采用导电长丝制备而成。4.根据权利要求1所述的全纤维基压力监测系统，其特征在于，所述非导电织物采用非导电材料制备而成；所述非导电材料为棉、毛、丝、麻、气凝胶、涤纶、锦纶、丙纶、氨纶、维纶、氯纶、芳纶和玻璃纤维中的一种或多种混纺纱线，或具有抗菌、远红外、防臭、负离子、凉感等功能特性的非导电织物。5.根据权利要求1所述的全纤维基压力监测系统，其特征在于，所述全纤维基压力监测系统还包括：位于所述上层电极层上表面的第一封装层和位于所述下层电极层下表面的第二封装层；所述第一封装层和所述第二封装层均为织物。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：田明伟，刘红，王航，李港华，朱士凤，曲丽君，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：