生理监测传感带、生理监测床垫、监测系统的制作方法_2

文档序号:10320451阅读:来源:国知局
1和第二高分子聚合物绝缘层12,导电屏蔽层14粘贴在绝缘层13的第二侧带胶表面(即绝缘层13的外侧表面)。
[0045]保护层15可以为织物层或塑料层或塑胶膜,如为塑料层,则为轻薄塑料。保护层15不仅对内部结构(即第一电极10、第一高分子聚合物绝缘层11、第二高分子聚合物绝缘层
12、绝缘层13和导电屏蔽层14)起到保护作用,避免了外部环境因素影响其内部结构正常工作,也保证了其内部结构的清洁,同时还可按需求将上述生理监测传感带固定在床垫上。优选保护层15为可拆卸结构,这样便于清洁,保证了上述生理监测传感带的清洁卫生。当然,上述生理监测传感带也可以不设置保护层15。
[0046]本实施例中,第一电极10具体为单面带胶的导电胶带,通过第一电极10的带胶表面粘贴在第一高分子聚合物绝缘层11上。此外,也可以通过涂覆或溅射等工艺直接将电极材料,如铟锡氧化物、石墨烯、银纳米线膜、金属或合金,设置在第一高分子聚合物绝缘层11上形成第一电极10,此处不做限定。
[0047]第一电极10通过铆接的方式连接第一引出电极16,本实用新型对铆钉种类不作限制,可根据客户需要定制铆钉种类。具体地,第一引出电极16的一端直接铆接在作为第一电极10的导电胶带上。导电屏蔽层14也通过铆接的方式连接第二引出电极17,同样不对铆钉种类作限制。具体地,第二引出电极17的一端直接铆接在作为导电屏蔽层14的导电胶带上。
[0048]本实施例中,第二引出电极17为接地电极,即导电屏蔽层14接地。当上述生理监测传感带受到压力时,如人在睡眠过程中微弱的呼吸、心跳动作施加的压力,或者人在睡眠中出现翻身、离床、打鼾等动作施加的压力,不同动作施加的压力都会使第一高分子聚合物绝缘层11和第二高分子聚合物绝缘层12之间产生不同程度的摩擦,使得第一电极10感应出对应的电荷,又由于导电屏蔽层14接地为零电势,最终使得第一电极10和导电屏蔽层14之间存在不同程度的电势差,因此,第一引出电极16和第二引出电极17之间输出不同强度的生理电信号。这种将第二引出电极17接地(即导电屏蔽层14接地)的方式,不仅使导电屏蔽层14作为上述生理监测传感带的一个输出电极使用,还使其作为屏蔽层使用,且将其接地后的屏蔽效果更好。
[0049]本实施例提供的生理监测传感带是基于摩擦发电机的原理制成的,铺设或镶嵌在能够使该生理监测传感带正常监测的床垫区域(弹簧、椰棕等床垫),如人体胸部对应的床垫区域。该生理监测传感带不仅可用于监测人体呼吸、心跳的频率和/或波形,还可同时监测翻身、离床、打鼾等动作信号和/或对应动作信号发生的时间点。以睡眠生理监测为例,当人处于安静睡眠中时,由生理监测传感带输出的生理电信号(如电压信号)能反映人体安静睡眠中呼吸、心跳的频率和/或波形;当睡眠中出现翻身、离床、打鼾等动作时,生理监测传感带会输出明显异于处于安静睡眠中的生理电信号,上述都为分析睡眠质量及人体健康状况提供了准确、可靠的数据基础。
[0050]由于本实用新型提供的生理监测传感带是基于摩擦发电机的原理、采用便于切割的柔性薄膜材料制成的,故其具有自供电、灵敏度高、输出电信号稳定、使用操作简单、尺寸任意可调、质量轻、用户使用舒适方便,且结构及制作工艺简单、成本低廉、适合大规模工业化生产的特点,同时该生理监测传感带通过在自身结构中设置绝缘层和导电屏蔽层,实现了自防潮和自屏蔽的功能,这不仅增加了其输出电信号的稳定性,同时还延长了使用寿命。
[0051]图2为本实用新型提供的生理监测传感带的实施例二的截面结构示意图,具体地,图2示出了生理监测传感带内部的各层状结构的截面图。如图2所示,本实施例生理监测传感带的结构与图1的不同之处在于,绝缘层18未完全包覆里面的摩擦发电机结构,即未完全包覆第一电极10、第一高分子聚合物绝缘层11和第二高分子聚合物绝缘层12构成的摩擦发电机结构,是一种半包结构。具体地,绝缘层18完全包覆第一电极10和第一高分子聚合物绝缘层11,而部分包覆第二高分子聚合物绝缘层12,使得第二高分子聚合物绝缘层12的部分区域与导电屏蔽层14接触。
[0052]绝缘层18具体为单面带胶或双面带胶的绝缘胶带,如聚对苯二甲酸乙二醇酯胶带,即PET胶带,绝缘胶带完全包覆第一电极10和第一高分子聚合物绝缘层11,而部分包覆第二高分子聚合物绝缘层12,使得第二高分子聚合物绝缘层12的部分区域与导电屏蔽层14接触。
[0053]导电屏蔽层14具体为单面带胶的导电胶带,导电屏蔽层14完全包覆在绝缘层18的外侧表面,且与第二高分子聚合物绝缘层12的部分区域接触。当绝缘层18为单面带胶的绝缘胶带,绝缘层18的带胶表面粘贴第一电极10和第一高分子聚合物绝缘层11,且部分粘贴第二高分子聚合物绝缘层12,导电屏蔽层14的带胶表面粘贴绝缘层18的外侧表面及第二高分子聚合物绝缘层12未被绝缘层18包覆的部分区域形成密封结构;当绝缘层18为双面带胶的绝缘胶带,具体地,绝缘层18的第一侧带胶表面(即绝缘层18的内侧表面)粘贴第一电极10和第一高分子聚合物绝缘层11,且部分粘贴第二高分子聚合物绝缘层12,导电屏蔽层14的带胶表面粘贴在绝缘层18的第二侧带胶表面(即绝缘层18的外侧表面)及第二高分子聚合物绝缘层12未被绝缘层18包覆的部分区域形成密封结构。
[0054]通过第二高分子聚合物绝缘层12、绝缘层18和导电屏蔽层14形成的密封结构,一方面,起到了防水和防潮的作用,省去了在最外层表面进行防潮处理的工序;另一方面,解决了由第一电极10、第一高分子聚合物绝缘层11和第二高分子聚合物绝缘层12构成的摩擦发电机结构的封装问题,避免了外界环境因素对第一高分子聚合物绝缘层11和第二高分子聚合物绝缘层12摩擦发电的影响。
[0055]除了以上不同之外,本实施例中其它各层结构的具体设置都可参见实施例一的描述,在此不再赘述。
[0056]图3为本实用新型提供的生理监测传感带的实施例三的截面结构示意图,具体地,图3示出了生理监测传感带内部的各层状结构的截面图。如图3所示,本实施例生理监测传感带的结构与图1的不同之处在于,第二摩擦发电层具体为第二电极层22; —侧表面设置有第一电极10的第一高分子聚合物绝缘层11和第二电极层22层叠设置在一起,第一高分子聚合物绝缘层11未设置第一电极10的一侧表面与第二电极层22之间形成摩擦界面。图3所示的生理监测传感带也是一种全包结构。
[0057]图3中,第一引出电极16与第一电极10连接,第二引出电极17与导电屏蔽层14连接。本实施例不仅限于这种连接方式,也可以为:第一引出电极与第一电极连接,第二引出电极与第二电极层连接;或者,第一引出电极与第二电极层连接,第二引出电极与导电屏蔽层连接。当第二引出电极与导电屏蔽层连接时,第二引出电极接地。第一引出电极和第二引出电极采用铆接的方式与对应的层结构连接。
[0058]当本实施例中的生理监测传感带受到压力时,如人在睡眠过程中微弱的呼吸、心跳动作施加的压力,或者人在睡眠中出现翻身、离床、打鼾等动作施加的压力,不同动作施加的压力都会使第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层之间产生不同程度的摩擦,使得第一电极和第二电极层分别感应出对应的电荷,又由于第一高分子聚合物绝缘层与第二电极层所用材料不同,进而使得第一电极和第二电极层之间产生不同程度的电势差,且当导电屏蔽层接地为零电势时,使得第一电极与导电屏蔽层之间、第二电极层与导电屏蔽层之间也存在不同程度的电势差,因此,采用上述连接方式与各层连接的第一引出电极和第二引出电极之间输出不同强度的生理电信号。
[0059]本实施例是将实施例一中的第二高分子聚合物绝缘层替换为第二电极层,除了以上不同之外,本实施例中其它各层结构的具体设置都可参见实施例一的描述,在此不再赘述。
[0060]图4为本实用新型提供的生理监测传感带的实施例四的截面结构示意图,具体地,图4示出了生理监测传感带内部的各层状结构的截面图。如图4所示,本实施例生理监测传感带的结构与图2的不同之处在于,第二摩擦发电层具体为第二电极层22; —侧表面设置有第一电极10的第一高分子聚合物绝缘层11和第二电极层22层叠设置在一起,第一高分子聚合物绝缘层11未设置第一电极10的一侧表面与第二电极层22之间形成摩擦界面;绝缘层18完全包覆第一电极10和第一高分子聚合物绝缘层11,而部分包覆第二电极层22,使得第二电极层22的部分区域与导电屏蔽层14接触。图4所示的生理监测传感带是一种半包结构。
[0061]图4中,第一引出电极16与第一电极10连接,第二引出电极17与导电屏蔽层14连接。由于第二电极层22的部分区域与导电屏蔽层14接触,因此第二引出电极也可以与第二电极层连接。第一引出电极和第二引出电极采用铆接的方式与对应的层结构连接。其中,第一引出电极可直接铆接在作为第一电极的导电胶带上,第二引出电极可铆接在作为导电屏蔽层的导电胶带上或铆接在作为第二电极层的导电胶带上或在导电屏蔽层和第二电极层粘贴后铆接在两者形成的复合层上。
[0062]当本实施例中的生理监测传感带受到压力时,如人在睡眠过程中微弱的呼吸、心跳动作施加的压力,或者人在睡眠中出现翻身、离床、打鼾等动作施加的压力,不同动作施加的压力都会使第一高分子聚合物绝缘层和第二电极层之间产生不同程度的摩擦,使得第一电极和第二电极层分别感应出对应的电荷,又由于第一高分子聚合物绝缘层与第二电极层所用材料不同,进而使得第一电极和第二电极层之间产生不同程度的电势差,同时,由于第二电极层的部分区域与导电屏蔽层接触,故第一电极与导电屏蔽层之间也存在不同程度的电势差,因此,采用上述连接方式与各层连接的第一引出电极和第二引出电极之间输出不同强度的生理电信号。
[0063]本实施例是将实施例二中的第二高分子聚合物绝缘层替换为第二电极层,除了以上不同之外,本实施例中其它各层结构的具体设置都可参见实施例二的描述,在此不再赘述。
[0064]图5为本实用新型提供的生理监测传感带的实施例五的截面结构示意图,具体地,图5示出了生理监测传感带内部的各层状结构的截面图。如图5所示,本实施例生理监测传感带的结构与图1的不同之处在于,第二摩擦发电层具体为一侧表面设置有第二电极32的第二高分子聚合物绝缘层33;—侧表面设置有第一电极10的第一高分子聚合物绝缘层11和一侧表面设置有第二电极32的第二高分子聚合物绝缘层33层叠设置在一起,第一高分子聚合物绝缘层11未设置第一电极10的一侧表面与第二高分子聚合物绝缘层33未设置第二电极32的一侧表面之间形成摩擦界面。图5所示的生理监测传感带是一种全包结构。
[0065]图5中,第一引出电极16与第一电极10连接,第二引出电
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