一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置

本发明涉及可穿戴指环领域，具体为一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置。

背景技术：

1、当前，随着人们娱乐方式的转变，大量的虚拟现实和现实增强设备不断出现，不断改变着人与智能设备的交互方式。其中借助手指动作与智能设备的交互是最常见也是最便捷的交互方式之一，可穿戴智能手套、手环和指环已经出现，其内部通常包含惯性测试单元、加速度传感器和陀螺仪等元件，但上述元件通常都是刚性器件，严重限制了其可穿戴过程的体验感。虽然有部分智能手套采用柔性传感器实现了一定的人机交互能力，但由于智能手套大多采用编织或者嵌入的方式集成在手套中，在使用过程极易出现由于手指弯曲而导致出现运动伪影和信号识别错误率高的问题，为此我们提出了一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，解决了上述的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现上述所述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，包括弹性腕带、磁性接口以及柔性触觉传感器，柔性触觉传感器设置在弹性腕带上，磁性接口设置在弹性腕带的两端，磁性接口相互靠近的一端为钕铁硼强磁铁贴片，靠近时可吸引在一起，起到固定指环的作用，保证指环内部嵌入的触觉传感器与手指皮肤紧密接触。

5、优选的，弹性腕带可以是硅胶弹性体，其长度可根据人体手指直径调整长度。

6、优选的，柔性触觉传感器包括非弹性离电层、弹性导电层和引线三部分组成，引线为镀银铜导线。

7、优选的，所述非弹性离电层包括导电层、非弹性聚合物层、弹性形聚合物微球和嵌入的离子液体，所述弹性导电层包括导电层和弹性层。

8、优选的，所述导电层材质为石墨烯、碳纳米管以及导电金属纳米线，导电层厚度为零点一至十微米。

9、优选的，所述导电层的制备方法为滴涂法、喷涂法或刮涂法。

10、优选的，所述非弹性聚合物层为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯嵌段共聚物，其厚度为5-50微米。

11、优选的，所述弹性形聚合物微球为聚苯乙烯微球，其直径为三十至五十微米。

12、优选的，所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或者1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，其含量为非弹性聚合物质量比的1％到50％。

13、(三)有益效果

14、与现有技术相比，本发明提供了一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，具备以下有益效果：

15、1、该基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，引入超高灵敏度触觉传感器，将其集成在硅胶弹性体中，增加其与皮肤的贴合作用，当戴在人体手指处，由于手指在弯曲过程中肌肉的收缩膨胀，导致皮肤对手环内部的触觉传感器产生压力作用，使触觉传感器在手指不同弯曲程度时，产生不同的信号输出，进而实现对手指弯曲程度的监测。

16、2、该基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，采用的触觉传感器灵敏度较高，检测范围宽，指环与人体皮肤贴合较好，在手指弯曲时不产生滑动，可以高灵敏、低噪音、且抗运动伪影的监测人体手指的弯曲。通过制作多个指环和多通道信号采集系统，实现对人体复杂手势的高精度识别。

技术特征：

1.一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，其特征在于，包括材质为硅胶弹性体的弹性腕带(1)、磁性接口(2)以及柔性触觉传感器(3)，柔性触觉传感器(3)设置在弹性腕带(1)上，磁性接口(2)设置在弹性腕带(1)的两端，磁性接口(2)相互靠近的一端为钕铁硼强磁铁贴片。

2.根据权利要求1所述的一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，其特征在于：所述柔性触觉传感器(3)包括非弹性离电层(6)、弹性导电层和引线三部分组成，引线为镀银铜导线(4)。

3.根据权利要求2所述的一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，其特征在于：所述非弹性离电层(6)包括导电层(5)、非弹性聚合物层、弹性形聚合物微球和嵌入的离子液体，所述弹性导电层包括导电层(5)和弹性层(8)。

4.根据权利要求3所述的一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，其特征在于：所述导电层(5)材质为石墨烯、碳纳米管以及导电金属纳米线，导电层(5)厚度为零点一至十微米。

5.根据权利要求4所述的一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，其特征在于：所述导电层(5)的制备方法为滴涂法、喷涂法或刮涂法。

6.根据权利要求3所述的一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，其特征在于：所述非弹性聚合物层为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯嵌段共聚物，其厚度为5-50微米。

7.根据权利要求3所述的一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，其特征在于：所述弹性形聚合物微球为聚苯乙烯微球(7)，其直径为三十至五十微米。

8.根据权利要求3所述的一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，其特征在于：所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或者1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，其含量为非弹性聚合物质量比的1％到50％。

技术总结
本发明涉及可穿戴指环领域，且公开了一种基于超灵敏触觉传感器的可穿戴指环装置，包括弹性腕带、磁性接口以及柔性触觉传感器，柔性触觉传感器设置在弹性腕带上，磁性接口设置在弹性腕带的两端，磁性接口相互靠近的一端为钕铁硼强磁铁贴片，靠近时可吸引在一起，起到固定指环的作用，保证指环内部嵌入的触觉传感器与手指皮肤紧密接触，本发明引入超高灵敏度触觉传感器，将其集成在硅胶弹性体中，增加其与皮肤的贴合作用，当戴在人体手指处，由于手指在弯曲过程中肌肉的收缩膨胀，导致皮肤对手环内部的触觉传感器产生压力作用，使触觉传感器在手指不同弯曲程度时，产生不同的信号输出，进而实现对手指弯曲程度的监测。

技术研发人员：宋忠乾,牛利,李伟燕,陈敏祺,刘盛杰
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12