一种柔性传感器及姿势监控装置的制作方法

本实用新型涉及姿势矫正技术领域，尤其涉及一种柔性传感器及姿势监控装置。

背景技术：

随着人们生活节奏的不断加快，工作压力越来越大，人们对身体健康和体型越来越关注。尤其是平时坐在办公桌前的白领及功课繁忙的学生，由于长期坐姿不正确及疏于锻炼，会出现弯腰、驼背及发育不良等健康问题，进而容易引发心脑血管、高血压及动脉硬化等多种疾病。因此，对于人体健康而言，利用姿势监控装置对姿势习惯进行监控显得至关重要。

现有技术中姿势监控装置包括以下三种类型，第一种，通过立体测量仪对身体进行测量；第二种，通过红外线扫描进行测量；第三种，通过智能腰带等设备对腰部尺寸数据进行采集和测量；第四种，利用柔性传感器集成在衣物上进行测量。

采用第一种和第二种方式，通常测量设备往往需要人体移动至合适位置才可进行测量，使用操作复杂，且不方便携带。同时，采用第三种方式测量时，智能腰带方式仅限于对腰部尺寸进行采集，并且只能对标准体型起到分析作用，而对于过于肥胖或发育不良等非标准体型的身体无法进行数据采集和处理，并且变形能力较差及变形范围有限，不能检测经常处于活动状态等部位的变形，例如关节位置等。另外，采用第四种方式虽然柔性传感器具有与人体相贴合的优点，但是传感器需要在衣物上走线，并且需要额外主机来供电和分析数据，结构复杂，占用空间较大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种柔性传感器及姿势监控装置，体积小，结构简单，使用便捷，进而便于用户携带和测试。

为达此目的，本实用新型采用以下方案：

一种柔性传感器，包括：柔性封装套,所述柔性封装套能被拉伸和收缩；电源模块，其设置于所述柔性封装套内部的一端；数据处理模块，其设置于所述柔性封装套内部的另一端，所述数据处理模块电连接于所述电源模块；柔性芯片，其设置于所述柔性封装套内部并位于所述电源模块和所述数据处理模块之间，所述柔性芯片电连接于所述数据处理模块，所述柔性封装套能被拉伸和或收缩时，所述柔性芯片随之拉伸或收缩伸缩并产生形变，所述柔性芯片拉伸或收缩产生的形变使所述柔性芯片的电信号发生改变。

作为优选，所述柔性封装套包括柔性基底及柔性封装层，所述柔性基底和柔性封装层之间形成容纳空间。

作为优选，还包括设置于所述柔性基底表面的连接组件，所述连接组件用于连接被测物体。

作为优选，所述连接组件包括两个分别与所述电源模块和所述数据处理模块正对设置的第一连接件及与所述柔性芯片正对设置的第二连接件。

作为优选，所述第二连接件可被拉伸和收缩。

作为优选，还包括导线组件，所述导线组件的两端分别电连接于所述电源模块和所述数据处理模块。

作为优选，还包括设置于所述导线组件和所述柔性芯片之间的绝缘层，所述绝缘层覆盖所述柔性芯片和所述电源模块。

作为优选，所述柔性芯片为U形结构，所述柔性芯片两端的两端分别电连接于所述数据处理模块。

作为优选，所述柔性芯片的两端分别电连接于所述数据处理模块的正极和负极上。

为达此目的，本实用新型还提供了一种姿势监控装置，包括上述的柔性传感器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的柔性传感器将柔性芯片设置于电源模块和数据处理模块之间，数据处理模块分别电连接于电源模块和柔性芯片，电源模块能为数据处理模块提供电能，当人体发生形变的时候，柔性封装套会被伸缩并产生形变，产生的形变会使柔性芯片的电信号发生改变并传输到数据处理模块，进而得出当前人体的姿态，达到了监控人体姿势是否正确的目的。同时，将电源模块、数据处理模块及柔性芯片封装于柔性封装套内部，体积小，结构简单，便于用户携带与测试。另外，柔性芯片和柔性封装套均能根据被测物的状态，相应地进行拉伸和收缩，达到与被测物表面相贴合的目的，提高了测试的准确性，且提高了穿戴舒适性，也便于与其他设备集成。

附图说明

图1是本实用新型柔性传感器的结构示意图；

图2是本实用新型柔性传感器的剖视图；

图3是图2在Ⅰ处的局部放大图；

图4是本实用新型柔性传感器中导线组件的结构示意图；

图5是本实用新型柔性传感器中柔性芯片的结构示意图；

图6是本实用新型柔性传感器中连接组件的结构示意图；

图7是本实用新型姿势监控装置一种形式的结构示意图；

图8是本实用新型姿势监控装置另一种形式的结构示意图。

图中：

1、柔性封装套；2、电源模块；3、数据处理模块；4、柔性芯片；5、连接组件；6、导线组件；7、绝缘层；8、手机；

11、柔性基底；12、柔性封装层；

51、第一连接件；52、第二连接件；

61、第一导线；62、第二导线。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

本实施例提供了一种柔性传感器，如图1-3所示，该柔性传感器包括：柔性封装套1及均设置于柔性封装套1内部的电源模块2、数据处理模块3及柔性芯片4，柔性封装套1能被拉伸和收缩，电源模块2和数据处理模块3分别设置于柔性封装套1的两端，数据处理模块3电连接于电源模块2。同时，柔性芯片4设置于电源模块2和数据处理模块3之间，且柔性芯片4电连接于数据处理模块3，柔性封装套1被拉伸和或收缩时，柔性芯片随之拉伸或收缩，柔性芯片拉伸或收缩使所述柔性芯片4的电信号发生改变。

本实施例将柔性芯片4设置于电源模块2和数据处理模块3之间，数据处理模块3分别电连接于电源模块2和柔性芯片4，电源模块2能为数据处理模块3提供电能，当人体发生形变的时候，柔性封装套1会被拉伸或收缩而产生形变，产生的形变会使柔性芯片4的电信号发生改变并传输到数据处理模块3，进而得出当前人体的姿态，达到了监控人体姿势是否正确的目的。同时，将电源模块2、数据处理模块3及柔性芯片4封装于柔性封装套1内部，体积小，结构简单，便于用户携带与测试。另外，柔性芯片4和柔性封装套1均能根据被测物的状态，相应地进行拉伸和收缩，达到与被测物表面相贴合的目的，提高了测试的准确性，且提高了穿戴舒适性，也便于与其他设备集成。

上述柔性芯片4具体可以为柔性电路板，又称FPC柔性板，是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路，具有许多硬性印刷电路板不具备的优点。

如图2-3所示，上述柔性封装套1包括柔性基底11及覆盖并连接于柔性基底11的柔性封装层12，且柔性基底11和柔性封装层12之间形成容纳空间。在柔性基底11上分别固定电源模块2、数据处理模块3及柔性芯片4之后，然后通过柔性封装层12进行包裹和封装，形成一个完整的整体，体积轻巧，便于用户携带与测试。为了保证柔性封装套1能够根据被测物的状态相应地进行拉伸和收缩，柔性基底11和柔性封装层12均采用拉伸率10％-500％的柔性硅橡胶材料，使得该柔性传感器能尽可能与被测物相贴合，进而提高了测量的准确性。

如图3-4所示，为了保证电源模块2能够持续向数据处理模块3提供电能，该柔性传感器还包括导线组件6，其中导线组件6具体包括第一导线61和第二导线62，为了减少占用空间，将第一导线61和第二导线62设置为波浪形结构，第一导线61的两端分别电连接电源模块2的正极和数据处理模块3的正极，第二导线62的两端分别电连接电源模块2的负极和数据处理模块3的负极，以形成完整的电流回路。

其中第一导线61和第二导线62均通过焊接或者导电胶的方式连接于数据处理模块3，第一导线61和第二导线62具体为金属导电薄膜或者金属丝，且采用铜、银及金中的一种制成。

为了保护柔性芯片4这种精密元件，该柔性传感器还包括设置于导线组件6和柔性芯片4之间的绝缘层7，其中绝缘层7覆盖柔性芯片4和电源模块2，实现对带电元件的隔离。同时，绝缘层7材料也采用拉伸率10％-500％的柔性硅橡胶材料，能够将被测物的变形量准确的传递给柔性芯片4，进而提高了测量的准确性。

如图5所示，上述柔性芯片4具体为U形结构，柔性芯片4的两端通过导电胶或焊接的方式分别电连接于数据处理模块3的顶部，可与数据处理模块3一体式封装，大大简化了内部结构。

其中数据处理模块3具体包括数据处理单元、数据发送单元及分别电连接于数据处理单元和数据发送单元的电极组件。其中电极组件包括四个电极，柔性芯片4的两端分别电连接于位于数据处理模块3的顶部的正、负电极，为了避免导线组件6和柔性芯片4发生干涉，将第一导线61和第二导线62分别电连接于位于数据处理模块3的底部的正、负电极上，以防止导线组件6出现漏电故障时，容易将柔性芯片4损坏的情况。

如图6所示，为了提高该柔性传感器和被测物连接的稳定性，该柔性传感器还包括设置于柔性基底11上的连接组件5，连接组件5用于连接被测物体。通过设置连接组件5可以变换测试位置，方便用户在被测物体上的不同位置固定。

其中连接组件5包括两个分别与电源模块2和数据处理模块3正对设置的第一连接件51及与柔性芯片4正对设置的第二连接件52。由于位于两端的电源模块2和数据处理模块3不需要拉伸，第一连接件51为不可拉伸的刚性固定装置，例如按扣、卡扣等；然而中间位置为柔性芯片4的放置区域，将第二连接件52设置为可被拉伸和收缩的柔性固定装置，例如松紧带式的毛毡等。

本实施例还提供了一种姿势监控装置，如图7-8所示，该姿势监控装置包括上述柔性传感器，该柔性传感器为多层结构。

该柔性传感器的制作过程如下：先在柔性基底11上分别固定电源模块2和数据处理模块3，再将导线组件6布置在固定电源模块2和数据处理模块3之间并通过焊接或者银胶粘结的方式进行连接，然后在导线组件6上放置绝缘层7之后，在绝缘层7上放置柔性芯片4并通过导电胶或焊接的方式连接于数据处理模块3，之后再利用柔性封装层12进行整体封装。最后在该柔性传感器的两端分别固定有刚性的按扣，在中间区域固定有可拉伸的毛毡用于与被测物连接。

该姿势监控装置可以将五个柔性传感器利用按扣和毛毡固定于衣服上(如图7所示)，还可以利用按扣和毛毡固定于椅子上(如图8所示)，当人体发生形变的时候，中间区域会被拉伸并产生形变，产生的形变会使柔性芯片4的电信号发生改变并传输到数据处理模块3。由于数据处理模块3利用封装在另一端的锂电电源供电，数据处理模块3通过蓝牙将该电信号传输到手机8中，手机8利用相应软件来储存和分析当前人体形变的程度，并进一步得出当前人体的姿态，达到了监控人体姿势是否正确的目的，进而起到预防颈椎、腰椎等疾病的作用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。