压力信号采集垫和枕头的制作方法_2

文档序号:10121317阅读:来源:国知局

[0049]参照图4,在另一实施例中,上述压力信号采集垫的柔性层10放置于柔性的平台上,当挤压物30受力向柔性层10方向挤压时,挤压物30与压电薄膜21接触的位置向柔性层10内部凹陷,同时柔性层10也会向平台内凹陷,但是该处柔性层10的两侧任然会支撑压电薄膜21,从而对压电薄膜21进行拉伸,使压力感应层20发生形变而产生电信号。
[0050]本实施例中,上述挤压物30为压杆,上述压电薄膜21为带状,所述压杆与压电薄膜21的接触面与所述压电薄膜21的长度方向所成角度成大于0度。压电薄膜21的宽度一般只有几毫米,既不会影响其感应的灵敏度,还可以节约生产成本,而柔性层10的宽度则远大于压电薄膜21的宽度,为了感应范围,压杆与压电薄膜21的接触面与所述压电薄膜21的长度方向所成角度成大于0度,而且基本连接到柔性层10的宽度的两端,此时压杆为硬质物体。
[0051 ] 参照图5,本实施例中,上述压杆为柔性压杆31,所述柔性压杆31成波浪状曲线设置于压电薄膜21上。柔性压杆31的设置,可以只设置一条即可,生产安装方便。上述波浪状曲线可以为正弦曲线、半正弦曲线、折线等,只要柔性压杆31不重叠的压在压电薄膜21上即可。为了检测压力信号的准确,一般会有规律的、均匀的压在压电薄膜21上。柔性压杆31的设置,使压力信号采集垫可以沿压电薄膜21的长度方向弯折收纳,也可以在不损坏压电薄膜21的情况下,沿压电薄膜21的宽度防线弯折收纳。本实施例中,上述柔性层10的硬度小于所述柔性压杆31的硬度。可以提高压力信号采集垫的灵敏度。本实施例中,压电薄膜的宽度略小于肉形成的宽度,这样可以更好的感应柔性压杆31的压力,否者当外力压在压电薄膜21区域外的柔性压杆31时,柔性压杆31无法将压力传递到压电薄膜21区域内的柔性压杆31,从而使压电薄膜21无法采集压力信号。
[0052]参照图6,本实施例中,上述压杆包括多根,多根压杆沿所述压电薄膜21的宽度方向均匀设置,且相邻的所述压杆与压电薄膜21的接触面之间有间隙。本实施例中,多根压杆一般为硬质压杆32,多根硬质压杆32平行设置,且与压电薄膜21的长度方向垂直,即与压电薄膜呈90度设置,提高压力信号采集垫的灵敏度,而且方便压力信号采集垫沿压电薄膜21长度方向弯折收纳。为了提高压力信号的采集灵敏度,还可以在柔性层10上设置多条压电薄膜21。
[0053]参照图7,在另一实施例中,以相邻的硬质压杆32的延长线相交的排列方式放置,及硬质压杆32与压电薄膜21之间的角度为大于零度,小于90度设置,同样可以采集到压力信号。
[0054]参照图8,在一实施例中,上述柔性层10设置压电薄膜21的一面为长方形,那么压电薄膜可以根据实际使用情况进行设置,比如压电薄膜沿长方形的对角线设置,也可以沿长方形的长度中心线设置。
[0055]参照图9,在一具体实施例中,压力信号采集垫用于采集人体坐立时的生理信号,那么可以将柔性层10设置成圆形,同样的将压电薄膜设置为圆环状,并与柔性层10成同心设置,而硬质压杆32则相对与圆心成放射状设置,可以准确的采集到人体坐立时的产生的压力信号的变化,从而得到人体的生理信号。
[0056]在其它实施中,比如将压力信号采集垫放置在床垫上,则可以采集人体躺卧在床垫上的生理数据,将压力信号采集垫放置在车座上,这可以采集到人体在开车过程中的人体生理数据等,使用简单方便,如果是柔性压杆31或者硬质压杆32平行设置,还便于弯折收纳。
[0057]参照图10,本实施例中,上述硬质压杆32为圆柱体,硬质压杆32为圆柱体,那么圆柱体的硬质压杆32可以相互紧靠设置,圆柱体在与压电薄膜21接触时,圆柱体与圆柱体之间仍然会留有间隙供压电薄膜进行拉升形变,提高压力信号采集的密度。
[0058]参照图11,在其它实施例中,上述硬质压杆32还可以为五棱柱、六棱柱等棱数大于四的棱柱,当棱数大于四的棱柱相互靠近设置时,棱柱与棱柱同样可以留有间隙供压电薄膜21进行拉伸形变,同理,相邻的截面为倒梯形的硬质压杆32之间,以及相邻截面为倒三角形的硬质压杆32,与压电薄膜21的接触面之间同样存在间隙。本实施例中,上述柔性层10的硬度为20?60HA,其中HA是洛氏硬度的单位。在一具体实施例中,柔性层10的硬度为36HA。在其它实施例中,可以根据压力信号采集垫的使用环境,选择柔性层10的材料、挤压物30的材料及其硬度,以提高压力信号采集垫的灵敏度。
[0059]参照图12,在另一实施例中,上述挤压物30为附着于压力感应层上的颗粒状凸起33。颗粒状突起33在受力向柔性层10方向挤压时,颗粒状突起33与压电薄膜21接触的位置向柔性层10内部凹陷,该处柔性层10对应颗粒状突起的周侧支撑压电薄膜21,从而对压电薄膜21进行拉伸,使压力感应层20发生形变而产生电信号。为了提高压力信号采集领密度,一般会将颗粒状突起33设置于硬质材料,其具体形状可以柱体、球体、半圆球体、橄榄球体等。颗粒状突起33可以均匀或非均匀的布满压力感应层上。
[0060]本实施例中,上述柔性层10的厚度为0.5?1毫米;上述挤压物30与柔性层10接触的一面至其相对的另一面的距离为0.5?1毫米。因为压电薄膜21的厚度很薄,而且压电薄膜21的最大形变量为3%左右,所以为了保护压电薄膜21的正常使用,柔性层10的厚度,以及挤压物30与柔性层10接触的一面至其相对的另一面的距离为0.5?1毫米。
[0061]参照图13,本实施例中,上述压力信号采集垫还包括保护层40 ;所述保护层40包裹所述柔性层10、压力感应层20和挤压物30形成采集垫体,保护成设置方便。保护层40可以保护压电薄膜21,提高压电薄膜21的使用寿命。
[0062]参照图14,在另一实施例中,上述保护层40遮盖所述挤压物30和压力感应层20后与所述柔性层10连接,同样可以保护压电薄膜21。上述保护层可以为柔性硅胶体、记忆海绵、纺织物、皮革、人造皮革等物体。
[0063]本实施例的压电信号采集垫,结构简单,使用方便,无需设置相互咬合的凸齿、也无需设置波浪形突起或者内置杠杆的压力转换结构,还无需设置密闭气泡的侧壁张力传感器等,加工生产方便,节约生产成本。而且可以将压电信号采集垫做的尽可能的薄,方便弯折收纳,使用方便;而且结构更加平整,使用体验更加。
[0064]参照图15,本实用新型实施例中还提供一种压力信号采集枕头,包括压力感应层20、挤压物30和厚度为5?25厘米的柔性层10 ;所述柔性层10上固定设置所述压力感应层20 ;压力感应层20上设置所述挤压物30 ;当挤压物30受力挤压所述柔性层10时,挤压物30将与其接触处的压力感应层20压向柔性层10,该处柔性层10沿受力方向凹陷,该处柔性层10对应挤压物30的周侧支撑压力感应层20,使压力感应层20发生拉伸形变而产生电信号。
[0065]在一实施例中,人的头部放在这个枕头上,可以检测人体的呼吸、心率等生理信号。在一具体实施例中,上述压力感应层20包括压电薄膜21,上述柔性层的厚度为10厘米的长方体,在垂直于厚度方向的一表面上通过热熔或者粘胶将一条压电薄膜或多条相互平行的压电薄膜21固定设置于柔性层上;然后沿压电薄膜21宽度方向设置压杆,一般会将压杆有间隙的布满柔性层设置压电薄膜的一面。
[0066]在其它实施例中,还可以将柔性层10直接做成一个床垫,然后设置多条压电薄膜21沿床垫的宽度放置,分别在上面设置对应的压杆。
[0067]本实施例中,上述柔性层10为受到压力会放生形变,当压力撤销后能基本恢复原状的柔性物体形成的垫体,比如柔性硅胶体、记忆海绵、纺织物、皮革、人造皮革等物体。
[0068]上述压力感应层20为受到挤压会发生形变,并且根据形变的大小而产生对应大小电信号的感应装置,可以包括压电薄膜21等压电感应装置。本实施例中,上述压力感应层20即为压电薄膜21,压电薄膜21厚度小、反应灵敏。
[0069]上述挤压物30为具有一定厚度的物体,当外力作用于挤压物30向柔性层10方向做功时,挤压物30压迫压力感应层20。挤压物30可以为硬质物体,也可以为柔性物体,其中,硬质物体与柔性物体相比,硬质物体的设置会使压力信号采集垫相对灵敏,而柔性物体的设置会减小对压电薄膜21的损伤,延长压电薄膜21的使用寿命。
[0070]上述柔性层10上固定设置所述压力感应层20的方式很多,比如通过热熔的方式
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