柔性电阻式传感器模组的制作方法

本发明公开了柔性电阻式传感器模组，具体涉及传感器技术，尤其是柔性电阻式传感器的结构设计。

背景技术：

在智能密码锁，节能电热模组等应用器件上，对于按压位置的确认是执行相应操作的前提。常见的确认按压位置的方式可以是触控模组如电容屏、电阻屏。电容屏或电阻屏由于成本较高，且基板一般为玻璃材质，所以用于小面积无需弯曲的按压位置确认的情形比较多。

电容屏或电阻屏，均具有价格高昂、无法弯曲、易损的特点，在智能密码锁的按压位置确认环节还可以采用薄膜电阻式压力传感器、或微动开关来降低成本。而微动开关的开关凸起正对按压面，长期使用会导致按压面破损，所以我们经常看到常用微动开关式密码锁的按键被磨破的情形，这种状况导致内部器件暴露于外部环境中，且密码组合的保密性也会下降。

另一方面的应用如节能型电热毯上，采用确定按压位置，分区域加热的方式可以降低不必要的热量消耗，实现节能的目的。此应用场景下的按压位置的确认显然不能采用电容或电阻屏，而采用微动开关的形式虽然可以实现对于按压位置的确认，但是微动开关具有一定的高度突出，对人体的睡眠难免产生影响。再者由于床具一般要求加热部件具有柔性的特点，微动开关焊接于柔性fpc后，由于人体来回按压，极易导致微动开关脱落，或者损毁柔性fpc。

这两种引种场景下薄膜电阻式压力传感器均可适用，如果按压位置的确认方式采用柔性薄膜式器件如薄膜电阻式压力传感器，相对于电阻屏或者电容屏，可以节省成本。对于节能型电热毯的应用，薄膜电阻式压力传感器相较于微动开关，适应性更好。

但是薄膜式压力传感器的灵敏度很高，直接粘贴于按压面会导致误判所以我们需要设计一种柔性电阻式传感器模组，使之能以低成本，可弯曲的方式确定按压位置。

技术实现要素：

为解决以上不足，本发明公开了柔性电阻式传感器模组。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了柔性电阻式传感器模组，其特征在于：包括凸点膜层、支撑粒子、薄膜电阻式压力传感器层、柔性fpc层；所述凸点膜层位于外侧，与柔性fpc层通过框胶粘合，构成一个密闭整体；

所述薄膜电阻式压力传感器层由多个薄膜电阻式压力传感器通过焊盘焊接在柔性fpc层上构成；所述支撑粒子，大小和弹性模量可以根据需求制造，用于隔离凸点膜层与柔性fpc层。

本发明中，所述支撑粒子位于薄膜电阻式压力传感器四周，未受力时，长度等于凸点膜层至柔性fpc层的距离大于凸点膜层上凸点的凸起高度。

本发明中，所述凸点膜层有多个凸起，凸起正对对应的薄膜电阻式压力传感器，无外力作用时，凸点不能触碰到薄膜电阻式压力传感器。

本发明中，所述凸点膜层，具有韧性，回弹次数超过3000万次不破裂，可以是透明材质，凸点面可以喷涂或粘贴标识，也可以是耐磨损的不透光的材质，且凸点的形状可以是任意形状。

本发明中，凸点膜层上的凸起与凸点膜层可以是连为一体，也可以是通过后续工序粘贴于膜层内表面，优选的是半球状的凸起。

本发明中，支撑粒子可以由多种材质和形状构成，优选的是一种橡胶材质的纺锤状支撑粒子，通过uv固化粘贴于隔离凸点膜层与柔性fpc层内侧。

本发明的有益效果是，能够确定按压位置。

附图说明

图1是柔性电阻式传感器模组的示意图；

图2是柔性电阻式传感器模组应用于智能密码锁的示意图；

图3是柔性电阻式传感器模组应用于节能型电热模组时侧面的示意图；

图4是柔性电阻式传感器模组应用于节能型电热模组时正面的示意图；

图1中标记101是凸点膜层，标记102是支撑粒子，标记103是薄膜电阻式压力传感器层，标记104是柔性fpc层，标记105是框胶；

图2中标记1是柔性电阻式传感器模组，标记201是驱动组件，标记202是控制板，标记203是锁舌；

图3中，标记101是凸点膜层，标记103是薄膜电阻式压力传感器层，标记301是电热膜，标记302是控制器；

图4中，标记301是电热膜，标记302是控制器。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例：

柔性电阻式传感器模组，包括凸点膜层101、支撑粒子102、薄膜电阻式压力传感器层103、柔性fpc层104。凸点膜层101位于外侧，与柔性fpc层104通过框胶105粘合，构成一个密闭整体；薄膜电阻式压力传感器层103由多个薄膜电阻式压力传感器通过焊盘焊接在柔性fpc层上构成；支撑粒子102，大小和弹性模量可以根据需求制造，用于隔离凸点膜层101与柔性fpc层104。

支撑粒子102位于薄膜电阻式压力传感器四周，未受力时，长度等于凸点膜层101至柔性fpc层104的距离，大于凸点膜层101上凸点的凸起高度。

凸点膜层101有多个凸起，凸起正对对应的薄膜电阻式压力传感器，无外力作用时，凸点不能触碰到薄膜电阻式压力传感器。

根据不同的应用场景，支撑粒子102、薄膜电阻式压力传感器以及凸点膜层101上凸点的尺寸大小是不同的。

该发明柔性电阻式传感器模组的一种用场景：智能密码锁的应用中，

本实施例中，所述凸点膜层101，具有韧性，回弹次数超过3000万次不破裂，为可透光材质，在凸点面还喷涂了可以透过凸点膜层101看到的数字，数字与凸点膜层101上的凸点对应，正对薄膜电阻式压力传感器。

本实施例中，支撑粒子102是透明橡胶材质，呈纺锤状，长度为3.5mm，通过uv胶固化粘粘于凸点膜层101和柔性fpc层104之间。本实施例中的薄膜电阻式压力传感器为圆形，直径为2cm；本实施例中的凸点膜层101上的凸点与膜层融为一体，呈半圆球状，半径为1.5mm.。

此实施例中，每一片薄膜电阻式压力传感器对应一个数字编号，并设定了密码顺序组合。

此实施例中，在薄膜电阻式压力传感器输入端上加载电压，薄膜电阻式压力传感器受压变形后阻值发生变化，经过内部惠通斯电桥的输出端电压会发生变化，经过ad转换及电压比较器的作用，该变化被控制板202上的嵌入式cpu通过io口侦测到。此时控制板202判断该按键被按下。

此实施例中，驱动组件201是由步进电机、螺杆组成，锁舌203内部有螺纹，步进电机通过联轴器链接螺杆，驱动螺杆正转时，锁舌203向外移动，直至伸出锁体完成上锁。反之步进电机驱动螺杆反转，锁舌203向内移动直至全部进入锁体内部，完成开锁动作。

其应用场景的工作过程如下：

s1：控制板202上的嵌入式cpu循环读取各个连通薄膜电阻式压力传感器的io口，判断是否有按键被按下；

s2：若有按键被按下，则依次记录该按键对应的数字，计满位数则跳转至s3；

s3：依次比对记录下的数字与原密码组合是否一致，若一致则控制驱动组件201驱动锁舌203回撤，直至完全进入锁体内部。

s4；嵌入式cpu通过外部传感器如红外对管模组、加速度传感器等侦测到门已被关闭，则控制驱动组件201控制锁舌203上锁，直至锁舌伸出锁体完成上锁动作。

本发明的另一种实施例，应用于节能型电热组件的柔性电阻式传感器模组。

如图3所示：除了与图1相同的结构外，在柔性fpc背面通过焊盘还焊接了电热膜301，电热膜与背面的薄膜电阻式压力传感器是一一对应的关系，即薄膜电阻式压力传感器被按压，则控制其背面的电热膜301工作。

此时实例中，支撑粒子102是透明橡胶材质，呈纺锤状，长度为1.5cm，通过uv胶固化粘粘于凸点膜层101和柔性fpc层104之间。本实施例中的薄膜电阻式压力传感器为圆形，直径为3cm；一片薄膜电阻式传感器对应了多个凸点。

本实施例中的凸点膜层101上的凸点与膜层融为一体，呈半圆球状，半径为0.5cm。此实例中，支撑粒子102的启动重量大于15kg，即小于15kg的物体静止于凸点膜层上，凸点膜层的凸点不能触碰到薄膜电阻式压力传感器。

此实施例中，控制器302外接电源用于给系统供电，控制器302内部有嵌入式cpu。内部将薄膜电阻式压力传感器和电热膜301编号，并将对应位置的电热膜301与薄膜电阻式压力传感器一一对应。

此实施例中，在薄膜电阻式压力传感器输入端上加载电压，薄膜电阻式压力传感器受压变形后阻值发生变化，经过内部惠通斯电桥的输出端电压会发生变化，经过ad转换及电压比较器的作用，该变化被控制器302上的嵌入式cpu通过io口侦测到。此时控制器302判断该区域为工作区域。

其工作步骤如下：

s1：控制器302的嵌入式cpu不断读取薄膜电阻式压力传感器对应的io口的输入，若有输入则控制对应的电热膜301工作，无输入则对应的电热膜301不工作。

s2：每加热5min，重新读取一次若无新增区域，则保持原有区域加热不变，有增加则增加该区域为加热区域。

以上实施例，均为柔性电阻式传感器模组的应用，本发明具有较好的实际使用价值。

以上所述仅为本发明的实施例，并不限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。