用于步态信息采集的压力传感器、可穿戴设备及系统的制作方法

文档序号:10197104
用于步态信息采集的压力传感器、可穿戴设备及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及信号检测技术领域,尤其涉及一种用于步态信息采集的压力传感器、可穿戴设备及系统。
【背景技术】
[0002]在体育科研、生物力学工程和医疗康复领域内,经常需要准确知道人体行走或运动时,人体足底与地面间的作用力、足底与地面的接触状况,足底所受压力的分布情况,以期获得体育科研、体育训练指导、医疗科研、残体康复训练指导的科学依据。因此,步态信息采集中的压力分布测量是实现上述研究或指导的必要步骤。在进行压力分布测量过程中,压力传感器可分为压力印迹、电阻式、电容式、霍尔效应式等。目前常用的以电阻式和电容式为主。然而,目前市场中存在的电容式压力传感器的优点是柔软、耐用、精度较高;缺点是较厚,这样会影响所要测量的表面压力值的准确性。电阻式压力传感器通常采用硬质基底,使用场合受限,而且其传感器的寿命较短,无论使用与否,每半年到一年需更换一次传感器。
[0003]基于此,需要设计一种用于步态信息采集的压力传感器、可穿戴设备及系统,使其具有较高的柔软性,适应更多的场合。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的主要目的在于提供一种用于步态信息采集的压力传感器、可穿戴设备及系统,使其具有较高的柔软性,适应更多的场合。
[0005]为实现上述目的,本实用新型提供了一种用于步态信息采集的压力传感器,所述压力传感器包括上层和下层,所述上层和所述下层均为柔性基材,所述柔性基材上印刷有敏感层,所述上层的敏感层和所述下层的敏感层构成网格状测量回路,所述网格状测量回路的各个节点处设置有压力敏感点,所述网络状测量回路的输出端设置有输出线。
[0006]优选地,所述压力传感器的形状根据人体足底形状设置,所述压力敏感点设置于人体在运动过程中足底承受压力的区域。
[0007]优选地,所述柔性基材为耐高温聚酯薄膜。
[0008]优选地,所述敏感层印刷有银浆导体和压力敏感浆料,所述上层的敏感层的压力敏感浆料与所述下层的敏感层的压力敏感浆料相互一一对合。
[0009]本实用新型的另一方面提供一种可穿戴设备,所述可穿戴设备包括穿戴本体以及设置于所述穿戴本体上的上述压力传感器,该可穿戴设备还包括信号转换模块、微控制模块、通讯模块以及电源模块;其中:
[0010]所述压力传感器,与所述信号转换模块电连接,用于采集人体足底的压力信号;
[0011]所述信号转换模块,与所述微控制模块电连接,用于对所述压力信号进行滤波放大和模数转换,并输出转换后的数字压力信号至所述微控制模块;
[0012]所述微控制模块,与所述通讯模块电连接,用于从所述数字压力信号中提取和分析步态信息,并发送所述步态信息至所述通讯模块;
[0013]所述通讯模块,用于将所述步态信息发送至智能终端;
[0014]所述电源模块,分别与所述压力传感器、信号转换模块、微控制模块以及通讯模块电连接,用于为所述压力传感器、信号转换模块、微控制模块以及通讯模块提供电源。
[0015]优选地,所述穿戴本体为鞋,所述压力传感器、信号转换模块、微控制模块、通讯模块以及电源模块集成设置于人体足部接触的穿戴本体上。
[0016]优选地,所述电源模块包括充电电池和电源管理单元,所述电源管理单元为所述可穿戴设备提供上电、断电和电池电量检测。
[0017]本实用新型的再一方面提供一种系统,所述系统包括智能终端以及上述可穿戴设备,所述智能终端和所述可穿戴设备通过网络连接,所述可穿戴设备采集人体步态信息并发送所述人体步态信息至所述智能终端,所述智能终端显示人体步态信息。
[0018]相较于现有技术,本实用新型提供的用于步态信息采集的压力传感器,包括上层和下层,所述上层和所述下层均采用柔性基材,能够提高压力传感器的使用寿命,在使用时具有良好的拉伸性、柔软性和抗静电性,能够适应更多的场合。所述柔性基材上印刷有敏感层,所述敏感层印刷有银浆导体和压力敏感浆料,能够提高压力传感器电路的导电性、采集精度以及电路集成度。所述网格状测量回路的各个节点处设置有压力敏感点,当所述压力敏感点产生压力时采集相应的压力值,提高压力信息采集的准确性。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型用于步态信息采集的压力传感器的较佳实施例的结构示意图;
[0020]图2为本实用新型用于步态信息采集的可穿戴设备的较佳实施例的结构示意图;
[0021]图3为本实用新型步态信息采集系统的较佳实施例结构示意图。
[0022]本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
【具体实施方式】
[0023]为更进一步阐述本实用新型为达成上述目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对本实用新型的【具体实施方式】、结构、特征及其功效进行详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0024]参照图1,图1为本实用新型用于步态信息采集的压力传感器较佳实施例的结构示意图。
[0025]在本实施例中,所述压力传感器01包括上层10和下层11,需要说明的是,图1中上层10和下层11的形状仅仅用于描述和说明所述压力传感器01具有两层结构,其形状可以根据具体应用场合以及受力范围来设置。所述上层10和所述下层11均为柔性基材,优选地,所述柔性基材为耐高温聚酯薄膜(PET),聚酯薄膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料,采用挤出法制成厚片,再经双向拉伸制成的薄膜材料,双向拉伸聚酯薄膜具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点,有极好的耐磨性、耐折叠性、耐针孔性、抗撕裂性和抗静电性等,用在本方案中能够提高压力传感器的使用寿命,在使用时具有良好的拉伸性、柔软性和抗静电性,能够适应更多的场合。所述柔性基材上印刷有敏感层12;需要说明的是,图1中敏感层12的形状仅仅用于说明所述敏感层12设置于所述上层10和下层11上。优选地,所述敏感层12印刷有银浆导体121和压力敏感浆料122,图1中所述银浆导体121和压力敏感浆料122仅仅用于说明所述银浆导体121和所述压力敏感浆料122之间具有电连接关系,所述银浆导体121和所述压力敏感浆料122设置的数量和位置不做限定。具体地,压力传感器Ol电路中的压电电阻采用压力敏感浆料122,压力传感器01电路中的导线采用银浆导体。银浆是由高纯度的(99.9%)金属银的微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的一种机械混和物的粘稠状的浆料,在本方案中采用银浆导体121能够提高压力传感器01电路的导电性,采用压力敏感浆料122能够提高压力传感器01的采集精度以及电路集成度。所述上层10的敏感层12的压力敏感浆料122与所述下层11的敏感层12的压力敏感浆料122相互一一对合。其中,所述上层10的敏感层12和所述下层11的敏感层12构成网格状测量回路,所述网格状测量回路的各个节点处设置有压力敏感点,可以理解地,在所述压力敏感点处设置压力敏感浆料122,用于当所述压力敏感点产生压力时采集相应的压力值。所述网络状测量回路的输出端设置有输出线13,用于将采集到的人体足底的压力信息传输至处理设备,所述输出线13可以设置于上层10,由某一个压力敏感浆料122引出(如图1所示设置于上层10
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