一种头戴电极带的制作方法

本发明涉及一种传导人体生物电信号的电极带，特别是一种用于人体头部生物电信号传导的电极带，属于头部生物电信号传导领域。

背景技术：

随着人类对生物电信号研究的不断发展，目前市面上已经出现了许多形形色色的基于头部生物电信号的智能头环和智能头带类产品。较常见的智能头环类产品有BRAINLINK、MUSE、EMOTIV、NEUROSKY等。

其中MUSE、EMOTIV、NEUROSKY属于硬头环，根据各自不同的应用场景和需要探测的电极位置，具有各自固定的形状，主要缺点就是不易折叠收纳，不能水洗清洁，结构复杂造价过高等。

其中BRAINLINK头环与本发明应用场景相似，都是探测人体头部前额的生物电信号，都是头环与主机分离的形式。BRAINLINK头环结构主要有两种，一个是塑料材质的硬头环，一个是人造革材质缝制的软头环，两种头环都采用了硬电极加头环内埋线的方式传导生物电信号。主要存在的缺点有：硬头环不可折叠收纳、难以适应所有人的头型、头环脏了之后不能水洗；软头环为皮革材质缝合不防水，多次折叠收纳后头环皮革的边缘会开裂影响美观，缩减使用寿命；圆形金属硬电极在用户佩戴一段时间后，会在用户的额头留下清晰的压痕，并让用户产生疼痛感，用户的佩戴舒适度不高。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明采用全新的设计思路，用价格便宜的材料和简单的层叠结构，设计了一套性价比高、实用性强、结合各种优势于一体的头戴式电极带。

为实现发明目的，本发明采用的主要技术方案如下：

一种头戴电极带，包括电极层和织带层，其特征在于：还包括防水绝缘结构和导电连接结构。所述电极层有电极触点部、电极连接部和电极外接部；所述防水绝缘层为两层，一层与织带层固定的织带侧层，一层与皮肤接触的皮肤侧层，两层防水绝缘层中间夹有电极层，且两层防水绝缘层与电极层之间通过热压或胶合固定；所述夹有电极层的防水绝缘层固定在织带层上；所述导电连接结构贯穿织带层、防水绝缘层、电极层和电极层电气连接在一起，用以外接生物电信号采集设备。

所述的一种头戴电极带，其特征在于：所述防水绝缘层的皮肤侧层和织带侧层的外尺寸大于所述电极层的尺寸，所述防水绝缘层的四周边缘通过热压或胶合的形式密封固定，以将电极层除触点外整体包络密封在防水绝缘层中，所述防水绝缘层皮肤侧层对应所述电极触点部设置有开孔，以露出电极触点部，用以用户佩戴时与用户皮肤接触传导生物电信号；所述防水绝缘层织带侧层与电极层的电极外接部被所述导电连接结构贯穿，以导出电极传来的生物电信号。

所述的一种头戴电极带，其特征在于：所述导电连接结构包括导电四合扣和绝缘橡胶垫，所述导电四合扣由可以导电的四合扣的A面和B面组成，所述绝缘橡胶垫留有按扣孔，按扣孔与导电的四合扣的B面弹性紧配，所述导电四合扣的A面穿过电极层的电极外接部、防水绝缘层的织带侧层、织带层与固定在绝缘橡胶垫按扣孔中的导电四合扣B面导电固定连接。

所述的一种头戴电极带，其特征在于：为提高电极带的佩戴舒适性，所述的可以导电的四合扣采用隐形四合扣，隐形四合扣的A面很薄，压在电极带上之后几乎不会带来凸起，用户佩戴时不会有异物感等不适的感觉。

所述的一种头戴电极带，其特征在于：所述电极层为柔性导电材料，以增加用户佩戴的舒适性；所述电极层布有三条电极，所述三条电极之间有隔离间隙，所述三条电极通过隔离间隙相互绝缘地热压或胶合固定在防水绝缘层中，所述三条电极分别包含触点部、电极连接部和外接部，所述电极层的触点部位露出所述防水绝缘层皮肤侧层的开孔，用于接触皮肤传导生物电信号；所述导电连接结构有三个导电四合扣，对应的绝缘橡胶垫上的按扣孔有三个，每个所述导电四合扣各自电气连接一条电极。

所述的一种头戴电极带，其特征在于：所述织带层为弹性织带、所述织带层设置有松紧调节结构和织带对接结构，所述松紧调节结构为日字扣配合折叠的织带实现松紧调节。织带对接结构为织带的一端设置挂扣，织带的另一端的端头折叠并与织带缝合形成O型通孔，用户佩戴时通过将所述挂扣和所述O型通孔连接实现所述头戴电极带在头部的固定；或所述织带对接结构为在织带的两个端头设置魔术贴，实现所述头戴电极带在头部的固定。

所述的一种头戴电极带，其特征在于，所述电极层的触点部设计为凸起结构，用户佩戴时电极触点部可以更可靠贴紧皮肤。

所述的一种头戴电极带，其特征在于，所述电极层的露出部与所述防水绝缘层织带侧层之间设置有垫起物，所述垫起物将所述电极层的触点部顶起突出所述防水绝缘层皮肤侧层为电极层触点部开的孔，用户佩戴时可以使电极层的触点部更可靠地贴紧皮肤。

所述的一种头戴电极带，其特征在于，为了有效阻止垫起物引起的织带层凸起，将防水绝缘层织带侧层加厚到比电极层厚，或在所述垫起物与所述防水绝缘层的织带侧层之间加一层绝缘柔性挡片，所述挡片与所述防水绝缘层和电极层通过热压或胶合固定。

所述的一种头戴电极带，其特征在于，所述电极层为电极片与柔性电路板的组合，所述柔性电路板对应每个电极片设置一条走线，所述走线一端设置电极外接部，所述电极外接部为通孔焊盘，所述导电四合扣的A面穿过所述通孔焊盘并与通孔焊盘电气连接；所述走线另一端延伸至电极片背面设置电极触点连接部，所述电极触点连接部可以为通孔焊盘或表贴焊盘，所述电极触点连接部与电极片电气连接。

所述的一种头戴电极带，其特征在于，所述电极片的外尺寸大于所述防水绝缘层皮肤侧层为电极触点部开的孔，电极片与防水绝缘层皮肤侧层热压或胶合固定并完全堵住所述防水绝缘层皮肤侧层为电极触点部开的孔，实现防水密封效果。

所述的一种头戴电极带，其特征在于，所述绝缘橡胶垫的按扣孔为非旋转对称排列，以防止外接设备时有旋转接错的可能；在空间不足时，所述绝缘橡胶垫的按扣孔不得不旋转对称排列时，所述绝缘橡胶垫另外设计有定位结构，应该理解为，任何非圆周对称的绝缘橡胶垫外形结构都可配合外接设备外壳的形状形成定位结构，而且具有杜绝旋转接错可能性的功能。

所述的一种头戴电极带，其特征在于，所述头戴电极带的电极层外可以包裹一层屏蔽层，并同时设置有屏蔽层接地连接器。所述屏蔽层绝缘地包裹在电极层外面并只露出电极层的触点部，屏蔽层外面覆盖绝缘层以防止用户佩戴时屏蔽层与皮肤接触。所述屏蔽层与屏蔽层接地连接器电气连接，在用户使用所述头戴电极带时，所述屏蔽层接地连接器与生物电信号探测仪器的“屏蔽地”相连接。通过设置屏蔽层，并将屏蔽层接地，可以实现屏蔽绝大部分工频干扰的目的，对生物电信号探测仪器的后续数据处理有很大的好处。

本发明相比现有技术具有的有益效果有：本发明所述电极带通过多层柔性材料热压或胶合而成，不仅工艺简单，而且适合折叠收纳；织带的防水绝缘层将电极层密封绝缘，使得电极带适合水洗，不怕汗水侵蚀；本发明所述电极带，没有复杂的结构，制作工艺简单，整体造价便宜，可大大降低产品的价格；本发明所述电极带，选用柔性导电材料为电极，相比其他产品而言避免了长久配搭时电极过硬压得皮肤疼痛等问题；同时，本发明所述电极带采用柔性材料做电极，配合柔性的织带构成的电极带主体，使得用户佩戴时电极可以随着不同用户的头型发生形变，以更加有效可靠地贴紧用户的皮肤，获得更加稳定的生物电信号传导效果。因此，本发明所述的电极带相比现有技术有突出的实质性特点和显著的进步。

附图说明

本发明所涉及的所有附图中，凡是编号一致的特征均为同一特征。

图1.本发明所述电极带实施例1的整体外观图。图中分为仰视图、主视图和俯视图三部分，仰视图和俯视图分别为所述电极带的正反面；其中101为织带层，201为绝缘橡胶垫，301为导电四合扣的B面，402为电极层的电极触点部，501为防水绝缘层皮肤侧层，102为织带端的O型通孔，103为日字扣，104为挂扣。

图2.本发明所述电极带实施例1的爆炸视图。图中302为导电四合扣的A面，401为电极层，502为防水绝缘层的织带侧层。

图3.本发明所述电极带实施例1中的电极层与防水绝缘层的织带侧层。图中402为电极层的触点部，403为电极层的连接部，404为电极层的外接部，编号为408的虚线代表防水绝缘层皮肤侧层开孔在电极层的投影线。

图4.本发明所述电极带实施例2的爆炸视图。图中405为电极层触点部设置的凸起结构。

图5.本发明所述电极带实施例3的爆炸视图。图中601为垫起物。

图6.本发明所述电极带实施例4的爆炸视图。图中701为绝缘柔性挡片。

图7.本发明所述电极带实施例5的爆炸视图。图中407为电极片，406为电极片的触点部， 801为柔性电路板。

图8.本发明所述电极带实施例5中的柔性电路板部分与防水绝缘层的织带侧层。图中802为电极外接部，803为柔性电路板的走线，804为电极触点连接部。

具体实施方式

下面结合附图及实施例详细地描述本发明所述的头戴电极带。

实施例一：

如图1、图2和图3中所示：所述头戴电极带整体由织带层101、防水绝缘层织带侧层502、电极层401、防水绝缘层皮肤侧层501通过热压或胶合构成，通过由绝缘橡胶垫201、导电四合扣的B面301、导电四合扣的A面302构成的电极带的导电连接结构将生物电信号外接，织带端的O型通孔102和挂扣104组成了电极带的对接结构，或在织带两端设置魔术贴组成织带对接结构，用于电极带的对接；日字扣103和折叠的织带构成了电极带的松紧调节结构。

防水绝缘层的织带侧层502和防水绝缘层的皮肤侧层501的外尺寸比电极层401所占的尺寸大并通过热压或胶合织带侧层502和皮肤侧层501的边缘将电极层包裹其中；防水绝缘层的织带侧层502、电极层401、皮肤侧层501通过热压或胶合相互紧密贴紧固定；所述防水绝缘层的织带侧层502热压或胶合固定在织带层101上。

电极层401有三条电极，三条电极之间有隔离间隙，每条电极分别包括电极触点部402、电极连接部403和电极外接部404。

所述导电四合扣的A面302先后贯穿电极层的电极外接部404、防水绝缘层的织带侧层502、织带层101与固定在软胶垫201中的导电四合扣的B面301压合连接，使导电四合扣的A面302、B面301与电极层401稳定可靠地电气连接。

所述防水绝缘层的皮肤侧层501对应所述电极触点部402的位置设置有开孔，所述每个开孔只露出各自对应的电极触点部分，且所述开孔的四周因紧密热压固定或胶合固定电极触点部402的四周而具有防水密封的效果。

所述电极层401为柔性导电材料，所述导电连接结构有三个导电四合扣，对应的绝缘橡胶垫201上的按扣孔有三个，每个所述导电四合扣各自固定在一个按扣孔中并电气连接一条电极。

所述绝缘橡胶垫201的按扣孔为非旋转对称排列，以防止外接设备时有旋转接错的可能；在空间不足时，所述绝缘橡胶垫的按扣孔不得不旋转对称排列时，所述绝缘橡胶垫另外设计有定位结构，如图1中所示，将圆形的绝缘橡胶垫201的一边销平，与外接设备的外壳形状相互配合，以从结构上杜绝外接设备时有旋转接错的可能。应该理解为，任何非圆周对称的绝缘橡胶垫外形结构都可配合外接设备外壳的形状形成定位结构，而且具有杜绝旋转接错可能性的功能。

实施例二：

如图4所示，在实施例一的基础上，将电极层401设计为凸起结构的电极触点部405，相比实施例一，用户佩戴时电极层的触点部405可更可靠贴紧皮肤，有利于提高电极带信号传导的稳定性。

实施例三：

如图5所示，在实施例一的基础上，在电极层的触点部402与所述防水绝缘层织带侧层502之间设置有垫起物601，所述垫起物601将所述电极层的触点部402顶起突出所述防水绝缘层皮肤侧层501的开孔，用户佩戴时电极层401的触点部402可更可靠贴紧皮肤。

本实施例通过增加垫起物601同时会引起织带层的凸起，因此，为达到更好的效果，可将防水绝缘层织带侧层502加厚到比电极层厚，以减轻织带层101的凸起，并促使电极层401的触点部402有效突出所述防水绝缘层皮肤侧层501的开孔。

实施例四：

如图6所示，在实施例一的基础上，在电极层401的触点部402与所述防水绝缘层织带侧层502之间设置有垫起物601，所述垫起物601将所述电极层401的触点部402顶起突出所述防水绝缘层皮肤侧层501的开孔，在所述垫起物601与所述防水绝缘层的织带侧层502之间加一层绝缘柔性挡片701，以有效阻止垫起物601引起的织带层101凸起，同时可以促使电极层401的触点部402有效突出防水绝缘层皮肤侧层501的开孔。

实施例五：

如图7、8所示，在实施例一的基础上，将电极层401替换为电极片407与柔性电路板801的组合，所述柔性电路板801对应每个电极片设置一条走线803，所述走线803一端设置电极外接部802，所述电极外接部802为通孔焊盘，所述导电四合扣的A面302穿过所述通孔焊盘并与所述通孔焊盘电气连接；所述走线803另一端延伸至电极片407背面设置电极触点连接部804，所述电极触点连接部804可以为通孔焊盘、表贴焊盘或覆铜开窗，所述电极触点连接部804与电极片407电气连接。

所述电极片407的外尺寸大于防水绝缘层皮肤侧层501为电极触点部开的孔，在电极片407与防水绝缘层皮肤侧层501热压或胶合固定后，可完全堵住所述防水绝缘层皮肤侧层501为电极触点部开的孔，以实现防水密封的效果。

如图7中所示，所述电极片的电极触点部可以设计为如实施例二所述的凸起结构，也可以设计为如实施例三或四所述的增加垫起物的结构。

综合上述实施例所述，构成本发明的织带层、防水绝缘层、电极层等主要材料都为可折叠的柔性材料，所以本发明对应的头戴电极带具有易折叠收纳，耐摔打，耐用等特性；本发明采用了两层防水绝缘层将电极层包裹其中，使得本发明所述的头戴电极带具有防水的功能，不仅不怕流汗污染电路，而且整条电极带适合水洗，甚至可直接扔进洗衣机中机洗；本发明采用了柔性导电材料做电极，使得电极可以根据不同用户的头型发生形变而更好的贴合用户皮肤，在提高了用户佩戴的舒适性的同时还提高了电极与用户皮肤接触的可靠性；本发明所述的头戴电极带，舒适性高，结构简单，材料便宜，制造工艺简单，相比其它脑电头带或头环具有非常高的性价比。因此，本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步。