生理监测传感带、生理监测床垫、监测系统的制作方法_4

文档序号:10320451阅读:来源:国知局
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。
[0084]图10为本实用新型提供的生理监测传感带的实施例十的截面结构示意图,具体地,图10示出了生理监测传感带内部的各层状结构的截面图。如图10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,第二摩擦发电层包括居间电极层40和一侧表面设置有第二电极41的第二高分子聚合物绝缘层42;—侧表面设置有第一电极10的第一高分子聚合物绝缘层11、居间电极层40和一侧表面设置有第二电极41的第二高分子聚合物绝缘层42依次层叠在一起;第一高分子聚合物绝缘层11未设置第一电极10的一侧表面与居间电极层40之间和/或第二高分子聚合物绝缘层42未设置第二电极41的一侧表面与居间电极层40之间形成摩擦界面;绝缘层18完全包覆第一电极10、第一高分子聚合物绝缘层11、居间电极层40和第二高分子聚合物绝缘层42,而部分包覆第二电极41,使得第二电极41的部分区域与导电屏蔽层14接触。图10所示的生理监测传感带是一种半包结构。
[0085]图10中,第二高分子聚合物绝缘层42设置有第二电极41的一侧表面的部分区域与导电屏蔽层14接触,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,第二引出电极与居间电极层连接;或者,第一引出电极与第一电极连接,第二引出电极与第二电极连接;或者,第一引出电极与居间电极层连接,第二引出电极与第二电极或屏蔽导电层连接。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。
[0086]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与居间电极层之间和/或第二高分子聚合物绝缘层与居间电极层之间产生不同程度的摩擦,使得第一电极、居间电极层和第二电极分别感应出对应的电荷,又由于第一高分子聚合物绝缘层、第二高分子聚合物绝缘层、居间电极层所用材料不同,进而使得第一电极和居间电极层之间、第二电极和居间电极之间、第一电极和第二电极之间产生不同程度的电势差,同时,由于第二电极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、居间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。
[0087]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层叠设置的居间电极层和一侧表面设置有第二电极的第二高分子聚合物绝缘层,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。
[0088]在以上各实施例中,第一电极可以为导电胶带,导电胶带的带胶表面粘贴第一高分子聚合物绝缘层。第一高分子聚合物绝缘层可以是聚合物材料形成的薄膜,如点阵聚二甲基硅氧烷薄膜,即PDMS薄膜。第二高分子聚合物绝缘层也可以是聚合物材料形成的薄膜,优选与第一高分子聚合物绝缘层所选取的材料不同,如聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜,即PET薄膜。一侧表面设置有第二电极的第二高分子聚合物绝缘层可以为表面设置有金属铝的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜,即PET/A1薄膜。第二电极也可以为导电胶带,导电胶带的带胶表面粘贴在PET薄膜上。第二电极层或居间电极层为导电胶带。绝缘层可以为单面带胶或双面带胶的绝缘胶带,如PET胶带。导电屏蔽层可以为单面带胶或不带胶的导电胶带。保护层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。
[0089]在以上各个实施例中,形成摩擦界面的两个表面的任一个表面上可设凸起结构,本实用新型对凸起的形状不作限制。例如,第一高分子聚合物绝缘层朝向第二高分子聚合物绝缘层或第二电极层或居间电极层的一侧表面设置有凸起结构。图11为本实用新型提供的生理监测传感带的第一高分子聚合物绝缘层一侧表面的示意图。如图11所示,第一高分子聚合物绝缘层为表面布设有凸点阵列的矩形薄膜,其中,靠近矩形薄膜的第一长边的最外侧凸点与第一长边之间的距离与靠近矩形薄膜的第二长边的最外侧凸点与第二长边之间的距离相等;靠近矩形薄膜的第一短边的最外侧凸点与第一短边之间的距离与靠近矩形薄膜的第二短边的最外侧凸点与第二短边之间的距离相等。这种设置方式能够提高本实用新型的生理监测传感带的灵敏度,并且使其更为稳定的输出生理电信号,增加本实用新型的生理监测传感带的监测稳定性和可靠性。
[0090]可选地,靠近矩形薄膜的第一长边的最外侧凸点与第一长边之间的距离或靠近矩形薄膜的第二长边的最外侧凸点与第二长边之间的距离为0.lmm-5mm,优选为Imm;靠近矩形薄膜的第一短边的最外侧凸点与第一短边之间的距离或靠近矩形薄膜的第二短边的最外侧凸点与第二短边之间的距离为0.lmm-5mm,优选为Imm。
[°091 ] 可选地,凸点阵列中凸点高度为0.01mm-5mm,优选为I.25mm ;凸点间距为0.0 Imm-30mm,优选为 I Omm。
[0092]在一个优选实施例中,第一高分子聚合物绝缘层为点阵PDMS薄膜,第二高分子聚合物绝缘层为PET薄膜。点阵PDMS薄膜的厚度为50μπι至ΙΟΟΟμπι,优选为200μπι;ΡΕΤ薄膜的厚度为30μηι至500μηι,优选为50μηι。
[0093]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。
[0094]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,分别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O
[0095]进一步的,上述各个实施例的生理监测传感带还可以包括:监测电路(图中未示出)。监测电路与生理监测传感带的输出电极连接,用于采集并处理生理监测传感带输出的生理电信号,得到被监测者的生理数据,例如呼吸和/或心跳频率。
[0096]本实用新型还提供了一种生理监测系统,包括上述各个实施例中任一种生理监测传感带和终端设备。终端设备用于对生理监测传感带输出的信号进行统计分析,并显示统计分析结果。监测者可通过终端设备获取被监测者的生理数据。终端设备可以为手机和电脑等设备。监测者可通过手机或电脑查看被监测者的生理数据,也可以在电脑或手机上存储及分析被监测者的生理数据,并生成被监测者需要的相应时间范围内的生理监测报告及改善建议。
[0097]另外,生理监测系统也可以包括报警器,当生理数据表征出被监测者的身体状况发生异常时,如在呼吸、心跳暂停或生理电信号发生异常时,触发报警器以声光形式报警,从而有助于监测者及时获取该信息,使被监测者及时得到救助。
[0098]本实用新型还提供了一种生理监测床垫,该医疗监测床垫包括:上述各个实施例中任一种生理监测传感带,以及床垫本体,其中,生理监测传感带设置在床垫本体的内部和/或外部。
[0099]本实用新型还提供了一种生理监测系统,包括上述生理监测床垫和终端设备。终端设备用于对生理监测床垫输出的信号进行统计分析,并显示统计分析结果。
[0100]图12为本实用新型提供的生理监测传感带的制作方法的实施例一的流程图。如图12所示,生理监测传感带的制作方法包括如下步骤:
[0101]步骤101,制作第一摩擦发电层和第二摩擦发电层,将第一摩擦发电层和第二摩擦发电层层叠设置在一起,其中,第一摩擦发电层和第二摩擦发电层之间形成摩擦界面。
[0102]步骤102,裁切绝缘层,使用绝缘层包覆第一摩擦发电层和第二摩擦发电层;以及,
[0103]步骤103,裁切导电屏蔽层,使用导电屏蔽层包覆第一摩擦发电层、第二摩擦发电层和绝缘层。
[0104]其中,在裁切绝缘层之前,将第一引出电极和第二引出电极分别与第一摩擦发电层和第二摩擦发电层连接,并在包覆绝缘层时暴露出第一引出电极和第二引出电极;或者,在裁切绝缘层之前,将第一引出电极与第一摩擦发电层或第二摩擦发电层连接,并在包覆绝缘层时暴露出第一引出电极,以及在包覆导电屏蔽层之前或之后将第二引出电极与导电屏蔽层连接。
[0105]步骤104,裁切保护层,使用保护层包覆导电屏蔽层的外侧表面。
[0106]进一步的,上述步骤101包括:制作第一高分子聚合物绝缘层;裁切单面带胶的导电胶带得到第一电极;将第一电极与第一高分子聚合物绝缘层粘贴在一起作为第一摩擦发电层。裁切导电胶带得到第二电极层作为第二摩擦发电层;或者,制作第二高分子聚合物绝缘层作为第二摩擦发电层;或者,在制作成的第二高分子聚合物绝缘层的一侧表面采用涂覆或溅射工艺设置第二电极得到一侧表面设置有第二电极的第二高分子聚合物绝缘层作为第二摩擦发电层。
[0107]进一步的,制作第二摩擦发电层还包括:制作居间电极层。将居间电极层与第二高分子聚合物绝缘层或一侧表面设置有第二电极的第二高分子聚合物绝缘层层叠设置在一起作为第二摩擦发电层。
[0108]上述步骤102包括:裁切绝缘层,使绝缘层的长度大于第一摩擦发电层和第二摩擦发电层的厚度的2倍与第一摩擦发电层或第二摩擦发电层中长度较大的长度之和且小于第一摩擦发电层和第二摩擦发电层的厚度的2倍与第一摩擦发电层或第二摩擦发电层中长度较大的长度的2倍之和,绝缘层的宽度大于第一摩擦发电层和第二摩擦发电层的厚度的2倍与第一摩擦发电层或第二摩擦发电层中宽度较大的宽度之和且小于第一摩擦发电层和第二摩擦发电层的厚度的2倍与第一摩擦发电层或第二摩擦发电层中宽度较大的宽度的2倍之和;将层叠设置在一起的第一摩擦发电层和第二摩擦发电层放在绝缘层的中间,包覆绝缘层后暴露出第二摩擦发电层的部分区域。
[0109]具体地,若第一摩擦发电
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