基于三维压力检测的可穿戴健康监测设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于可穿戴设备技术领域，涉及自动监测技术方向，具体涉及一种基于三 维压力检测的可穿戴健康监测设备。
【背景技术】
[0002] 随着嵌入式和移动技术的发展，可穿戴设备己经逐渐进入市场。一方面，可穿戴设 备由于其与用户的身体直接接触，比其他类型的用户设备（例如手持式设备）具有更为复 杂的形态，例如，佩戴在用户的头部，手部或者躯干部位的可穿戴设备，往往形态差异非常 大，以便于用户的佩戴。另一方面，可穿戴设备的功能也在朝着精细化分工的方向发展，例 如，可穿戴设备能够对不同的对象做记录或感知，包括：环境的湿度、温度、成分、质量，以 及用户的体温、血压、血氧等等。
[0003] 因此，可穿戴设备的设计走向越来越趋于微型化，方便使用者携带和附着皮肤设 置，有智能化手表和智能化穿戴产品问世，但功能单一不能用户需求，所以多功能的可穿戴 设备的体积大小是一个亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004] 根据以上现有技术的不足，本发明提出一种基于三维压力检测的可穿戴健康监测 设备，通过使用三维压力传感器大大减小了监测点的体积，而且监测点时单独的，可选择性 的使用，解决了监测点的体积和功能不能同时满足消费者的问题，具有体积小，测量精度 高，功能多，而且还可以扩展的优点。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于三维压力检测的可穿戴 健康监测设备，所述监测设备包括：多个可移动监测点，可移动监测点佩戴在服装上附着于 皮肤，可移动监测点内设有微处理器和监测待测点受到的压力大小的三维压力传感器，三 维压力传感器连接微处理器，微处理器发送无线信号，三维压力传感器是接触式平行板三 维力传感器，传感器包括控制单元、与控制单元分别连接的X方向电容单元组和Y方向电容 单元组，所述X方向电容单元组和Y方向电容单元组均包括电容单元模块，所述电容单元模 块采用由两个以上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板的驱 动电极和下极板的感应电极，所述电容单元模块包括由两个以上宽度a。长度b。的条状电容 单元组成的第一条状电容单元组和两个以上宽度ka。长度b。的条状电容单元组成的第二条 状电容单元组；处理器，无线连接可移动监测点接收微处理器发送的监测信号，处理器内设 有警报单元和阈值单元，警报单元和阈值连接在处理器，监测信号超过阈值单元设定的值， 警报单元发送警报信号。
[0006] 上述设备中，所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极 的长度大于感应电极长度，驱动电极长度两端分别预留左差位和右差位 s+S$ +St，其中，b_为条状电容单元的驱动电极长度，为条状电容单元的感应电极长 度；所述差位，且?泛毛其中d。为条状电容单元介质厚度，G为弹性介 质的抗剪模量，为最大应力值。所述梳齿状结构包括20个以上条状电容单元、与条状 电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间距a5，所述平行板面 积3 = 11(&。+2&5+1?1。)13。/2，其中，11为条状电容单元数量，13。为条状电容单元的长度， &。条 状电容单元的宽度。所述第一条状电容单元组和第二条状电容单元组的条状电容单元引线 通过并联方式或者独立连接到控制单元。所述条状电容单元的宽度％ 其中，d。为介 质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述第一条状电容单元组和 第二条状电容单元组与控制单元之间分别设有中间变换器，中间变换器用于设置电压对电 容或频率对电容的传输系数。
[0007]所述可移动监测点中还设有接收天线和触发单元，接收天线连接在微处理器上， 可移动监测点通过接收天线充电，触发单元连接微处理器，触发单元控制可移动监测点的 工作状态。所述处理器中还包括发射天线和电源，电源和发射天线连接处理器，处理器经过 发射天线进行无线充放电。所述处理器中还包括选择开关，处理器中的选择开关是对应于 每个可移动监测点设置的，选择开关无线控制可移动监测点的工作状态。所述处理器中的 警报单元中设有语音电路和远程信号电路，处理器通过警报单元的远程信号电路群发信息 给穿戴监测设备的监护人。
[0008]本发明有益效果是：本发明中提供可移动监测点佩戴在服装上监测待测点的受 力情况，根据需要可以增加其他传感器元件扩展监测点的功能，同时监测点中使用的是三 维压力传感器，通过有效解决三维力相互影响，从而使法向与切向转换都达到较高的线性、 精度与灵敏度。同时监测点中设有天线进行无线充电，方便了充电的过程，处理器给监测点 提供电能的同时也可以自身进行无线充放电。此外，当佩戴者出现意外或者主动想要发出 警报信号的时候，可以群发信息给监护人，也可以取消信息的发送，避免了错误情况导致的 人心焦急。
【附图说明】
[0009] 下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
[0010] 图1是本发明的【具体实施方式】的工作结构示意图。
[0011] 图2是本发明的【具体实施方式】的条状电容单元及其坐标系。
[0012] 图3是本发明的【具体实施方式】的条状电容单元示意图。
[0013] 图4是本发明的【具体实施方式】的条状电容单元右向偏移示意图。
[0014]图5是本发明的【具体实施方式】的条状电容单元左向偏移示意图。
[0015]图6是本发明的【具体实施方式】的宽度为a。和ka。的电容对受力偏移图。
[0016] 图7是本发明的【具体实施方式】的平行板三维力压力传感器结构图。
[0017]图8是本发明的【具体实施方式】的单元电容对的信号示意图。
[0018] 图9是本发明的【具体实施方式】的平行板电容器剖面结构。
[0019]图10是本发明的【具体实施方式】的可移动监测点的工作框图。
[0020] 图11是本发明的【具体实施方式】的处理器的工作框图。
[0021] 图中1为上PCB基板，2为下PCB基板，3为驱动电极铜箱，4为感应电极铜箱，5为 弹性介质。
【具体实施方式】
[0022] 下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的【具体实施方式】如所涉及的各构件 的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及 操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术 方案有更完整、准确和深入的理解。
[0023] 本发明提供一种基于三维压力检测的可穿戴健康监测设备，其工作示意图如图1 所示，本发明中使用三维压力传感器组成监测设备从而大大减小监测设备的体积，通过无 线供电，减小了监测点的体积，储能单元和电源的设定在一定程度上增大了监测设备的体 积。而且可移动监测点通过无线充电和处理器进行连接、数据传递，避免了数据线的繁琐和 使用限制，同时处理器也可以连接到计算机中进行详细的数据分析，放大数据，在处理器小 小屏幕上查看数据很是劳累。
[0024] 可穿戴的健康监测设备包括多个可移动监测点和处理器，可移动监测点是一个个 单独的监测点，可卡合服装中附着在皮肤上，然后无线连接处理器。可移动监测点单独存在 工作无线连接处理器，可移动监测点可拆卸的贴附在服装内，而且监测点体积小，厚度薄， 不会造成不适感，使用方便便利，而且可拆卸更换安装位置，同时也可以自由选择可监测点 的使用数量。
[0025] 可移动监测点的外形是暗扣形状，体积小，主要功能是监测待监测点的受力大小， 从而保护带监测点，老人或伤者穿戴时，从而时刻监测待测点的受力大小，记录待测点日常 情况，从而保护使用者注意身体。可移动监测点包括采集信号的监测元件和外壳，监测元件 安装在外壳内，外壳