一种可标定静态力的脉象传感器及脉象采集装置的制作方法

本实用新型属于医疗仪器技术领域，具体涉及一种可标定静态力的脉象传感器及脉象采集装置。

背景技术：

脉诊是中医诊断中的一项重要的技术。传统中医脉法经过千年的传承，积累了大量宝贵经验。一些技艺高超的中医凭借把脉技术，可以准确地获取患者的体质、五脏六腑状况及患病程度等信息，从而对症下药。现代医学认为，血液流经人体的五脏六腑，必然会携带大量人体内环境信息。

脉象仪是一种能够采集患者桡动脉压力变化信息，将压力信息数字化，并进行脉象分析的装置。为了挖掘出脉象中所携带的大量健康信息，脉象仪所使用的传感器必须具备以下三点特性：

1.高灵敏度动态力检测。由于脉搏属于微弱压力信号，若要保证测量的准确性，传感器对微弱动态力检测的灵敏度必须极高。

2.精准的静态力测量。脉象采集过程中，需要实时获取静态力(静态力是指中医取脉的时候，要对桡动脉施加不同程度的力)，并保持住静态力，然后感受血管搏动(动态力)，以便判断脉象的“浮中沉”属性。同一个人同一时间，静态力偏差一点，就可能导致采集到的波形完全不一样。使用两次完全不一致的波形进行分析，必然得到不一致的测量结果。

3.三维触觉信息。桡动脉血管不同部位及血管周边组织的搏动都含有大量的健康信息。如果脉象传感器能在小面积内密集分布更多的传感器感应点，组成阵列式触觉传感器，可以获取更多有价值的信息(如血管方位、血管弯曲度、血管宽度和周围组织压力等)。同时，由于传感器密集分布，方便用户找准脉搏采集点，从而提高脉象采集的可重复性。

专利申请CN201420444501首次提出了一种结合多类型压力传感器的脉搏采集装置，其采用压电式传感器测量脉搏信息，采用压阻式传感器测量静态力，但是，该申请所述压阻式传感器无任何应变结构，静态力的测量可重复性差，难以实现精确标定，对静态力的测量无法达到医疗器械所要求的高准确度和标准化测量。此外，压阻式传感器是用半导体材料制作，受温度影响较大，使用时必须进行温度补偿。同时，该申请的脉搏采集装置无法获取三维脉象信息。

此外，压力传感器与被测物体之间通常需设置一层传导介质，用于保护传感器不受冲击损坏。接触式压力检测的传导介质通常为固体，非接触式压力检测的传导介质通常为气体。当被测目标为易损对象，或者被测目标表面不平整，以及要求压力感应接触点与被测目标充分贴合的情况下，传导介质应当选用柔性材料，如弹性材料或液体材料，以均匀地传导压力。然而，现有采用液体材料做传导介质的工艺相对复杂，液体在灌封的过程中，气泡不易排除干净。为了排除气泡，需要将传感器置于真空机中，整体抽真空后进行灌封。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种可标定静态力的脉象传感器及脉象采集装置，本实用新型能够全方位采集脉象信息，同时保证高灵敏度动态力检测、精准的静态力测量和三维触觉信息获取的能力。

为实现上述目的，本实用新型的可标定静态力的脉象传感器以及包含该脉象传感器的脉象采集装置的具体技术方案如下：

一种可标定静态力的脉象传感器，该脉象传感器包括：静态力传感器，用于测量脉诊过程中脉象传感器对人体待检测部位施加的压力；动态力传感器，用于测量脉诊过程中脉搏跳动时的动态力；其中，动态力传感器包括壳体，以及设置在壳体上的传感器本体和柔性传导组件，柔性传导组件与传感器本体接触设置，柔性传导组件可使动态力传感器的感应接触面与人体待检测部位充分贴合并且将压力均匀地传导至传感器本体，以实现动态力的测量；动态力传感器的壳体与静态力传感器相连，用于将压力传导至静态力传感器，以实现静态力的测量。

进一步，所述动态力传感器为柔性阵列式传感器，柔性阵列式传感器包括柔性传感器薄膜和柔性阵列式传感器支撑体，柔性传感器薄膜设置在柔性阵列式传感器支撑体底部，柔性传感器薄膜分布着多个压力感应接触点，使用时柔性传感器薄膜与人体腕部贴合，进行动态力和三维触觉信息测量；柔性阵列式传感器还包括柔软填充物，柔软填充物设置在柔性阵列式传感器支撑体的空腔内。

进一步，传感器本体为传感器片，传感器片以悬梁臂形式搭接在壳体内部，柔性传导组件填充在壳体内部并与传感器片接触，以将力传导到传感器片上。

进一步，所述柔性传导组件为传导液体，传导液体设置在柔性壳体的底部，传感器片设置在传导液体的上方并与传导液体接触，传导液体可将力传递到传感器片上。

进一步，所述壳体为柔性壳体，柔性壳体的底部形成有储液空间，储液空间的侧壁上形成有用于注入传导液体的灌液孔，柔性壳体顶部连接有上盖，传感器片设置在储液空间和上盖之间。

进一步，所述动态力传感器为压容式传感器，所述压容式传感器包括依次层叠设置的至少三个电极层，其中，每两个相邻电极层之间设置有弹性介质层，并且每两个相邻电极层的极性相反。

进一步，所述静态力传感器为应变式称重传感器，压阻式传感器或微机电系统压力传感器。

进一步，所述静态力传感器为应变式称重传感器，应变式称重传感器包括压力传导体、应变弹性体和至少一个应变片；其中，所述应变片贴附在所述应变弹性体上，所述压力传导体一端与所述动态力传感器连接，另一端与所述应变弹性体连接，从而将静态力从所述动态力传感器传导到所述应变弹性体，当所述应变弹性体发生形变后，会带动贴附在上面的应变片发生形变，通过检测应变片的形变进行静态力的测量。

进一步，脉象传感器还包括缓冲组件，缓冲组件与动态力传感器和/或静态力传感器相连，用于减小外部抖动对脉诊测量的干扰以及防止测量位置的偏移。

另一方面，本实用新型公开了一种脉象采集装置，该脉象采集装置包括前述的脉象传感器，以及用于容纳所述脉象传感器的外壳。

本实用新型的有益效果：

1)本实用新型提出的静态力传感器与动态力传感器相结合的复合式传感器结构，可以实现在不损失动态力测量灵敏度的前提下，使静态力精确可标定，静态力可标定的脉搏传感器方案将会对中医脉象仪的标准化进程有促进作用。

2)本实用新型结合应变式传感器技术、柔性阵列式传感器技术，提出了一种阵列式脉象传感器，能够全方位采集脉象信息，同时保证高灵敏度动态力检测、精准的静态力测量和三维触觉信息获取的能力，从而解决了现有脉象仪无法全面兼顾动态力、静态力和三维触觉信息的准确获取的问题。

3)脉象传感器的感应接触面(即脉象传感器与人体待检测部位的接触面)柔软舒适，可以随着被测物体表面有一程度适应性的变形，对非平面接触的测量物体贴合度高，同时，脉象传感器的感应接触面具有一定的弹性变形能力，可均匀地将压力传导出来。

4)采用液体材料做传导介质的脉象传感器中，液体灌封简易方便，可提高生产制作的效率。

5)本实用新型还充分考虑脉象检测中各种环境干扰，利用缓冲组件起到缓震的作用，减少抖动干扰，还可以保证传感器与手腕紧密贴合，不会导致传感器和手腕分离，检测不到波形。

附图说明

图1示出了脉象传感器的第一实施例的结构示意图。

图2a-2b示出了脉象传感器的第二实施例的结构示意图。

图3示出了脉象传感器的第三实施例的结构示意图。

图4a-4b示出了脉象传感器的第四实施例的结构示意图。

图5及图6a-6b示出了脉象传感器的第五实施例的结构示意图。

图7a-7b示出了脉象传感器的第六实施例的结构示意图。

图8a-8b示出了可作为动态力传感器使用的压容式阵列传感器的第一实施例的结构示意图。

图9a-9b示出了可作为动态力传感器使用的压容式阵列传感器的第二实施例的结构示意图。

图10示出了脉象采集装置的第一实施例的结构示意图。

图11示出了脉象采集装置的第二实施例的结构示意图。

图12示出了脉象采集装置的第三实施例的结构示意图。

图13示出了脉象采集装置的第四实施例的结构示意图。

图14示出了本实用新型的脉象采集装置中的电路示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。但本领域技术人员知晓，本实用新型并不局限于附图和以下实施例。

本实用新型旨在提供一种兼具高灵敏度、高精准度和三维触觉信息全面获取的脉象传感器，并提供一种包含该脉象传感器的脉象采集装置。

本实用新型的脉象传感器包括动态力传感器和静态力传感器，其中，静态力传感器用于测量脉诊过程中脉象传感器对人体待检测部位施加的压力，动态力传感器用于测量脉诊过程中脉搏跳动时的动态力。由此，通过静态力传感器的准确测量可标定静态力，从而实现在保持相同静态力的条件下，使动态力传感器对动态力进行准确测量。

其中，动态力传感器可采用现有的压电式传感器、压阻式传感器、压容式传感器或者光纤压力传感器等，以通过将动态力信号转换成电荷信号而实现动态力的测量。具体地，动态力传感器包括壳体，以及安装在壳体上或壳体内的传感器本体和柔性传导组件，其中，传感器本体用于测量脉诊过程中脉搏跳动的动态力，柔性传导组件与传感器本体接触设置，以使动态力传感器的感应接触面与人体待检测部位充分贴合并且将压力均匀地传导至传感器本体。

静态力传感器可采用现有的应变式传感器，压阻式传感器或者MEMS压力传感器(微机电系统压力传感器)等，以通过将静态力转换成电学参数变化而实现静态力的测量。其中，静态力传感器连接在动态力传感器的上方，如静态力传感器可通过螺纹、焊接、粘接或通过缓冲组件与动态力传感器相连。

上述缓冲组件的两端可分别与动态力传感器和静态力传感器相连，即缓冲组件可设置于动态力传感器和静态力传感器之间以传递静态力。或者，缓冲组件的一端可与静态力传感器，另一端与其他部件相连以传递静态力，例如脉象传感器的外壳。其中，缓冲组件可以是弹性元件，例如弹簧、弹性带或弹性片等，只要其可以沿静态力方向弹性伸缩或变形即可，以提供沿静态力方向的弹性缓冲力。该缓冲组件可传递压在人体皮肤上的静态力并且不会对该静态力造成损失。应注意的是，根据需要脉象传感器中可以设置多个缓冲组件，以增强缓冲效果。

此外，脉象传感器中还可以设置有用于确保缓冲组件沿静态力方向传递力的导向组件，以防止静态力通过缓冲组件传递时改变传递方向，使得静态力在传递过程中发生损失，最终导致测得的静态力具有误差。例如，缓冲组件可以是至少一个弹簧，导向组件可以是导向棒、导向杆或者导向筒。其中，导向棒或导向杆的一端固定在脉象传感器上，另一端可深入弹簧的内部孔径中，导向筒可围绕弹簧的外壁设置，从而确保弹簧沿静态力方向传递静态力，防止因弹簧偏向而导致静态力在传递过程中发生损失。

下面通过具体实例来对本实用新型的可标定静态力的脉象传感器及脉象采集装置进行说明。

实施例1：

图1是一种结合应变式传感器和柔性阵列式传感器的脉象传感器的结构示意图。其中，柔性阵列式传感器为动态力传感器，应变式传感器为静态力传感器。

具体来说，该脉象传感器包括柔性阵列式传感器100、应变式传感器弹性体105和应变式传感器外壳109。其中，柔性阵列式传感器100包括柔性传感器薄膜101、柔软填充物102和柔性阵列式传感器壳体103。其中，柔性传感器薄膜101即为传感器本体，柔软填充物102即为柔性传导组件。

柔性传感器薄膜101设置在柔性阵列式传感器壳体103底部，柔性传感器薄膜101上分布着多个压力感应接触点，使用时，柔性传感器薄膜101与人体手腕部贴合，进行动态力和三维触觉信息测量。柔性传感器薄膜101的实现方式包括PVDF薄膜、压电晶片阵列、压容式传感器、纳米生物传感器和石墨烯传感器等。

柔软填充物102设置在柔性阵列式传感器壳体103的空腔内，通过在柔性传感器薄膜101上填充柔软填充物102，保证了压力感应接触点能与手腕充分结合，并且受力均匀。当然，也可以采用其他手段保证压力感应接触点与手腕充分结合，甚至在柔性传感器薄膜能够较好贴合手腕时，可以不用柔性填充物。另外，为了保证有较好的贴合度，柔软填充物102优选具有自恢复功能的慢回弹柔性材料，如硅橡胶、聚氨酯类高分子聚合物、太空记忆棉、海绵和可塑性塑料等。

柔性阵列式传感器壳体103顶部中心位置有带内螺纹104的孔。该内螺纹可以是在柔性阵列式传感器壳体103顶部与柔性阵列式传感器壳体103一体形成。柔性阵列式传感器壳体103作为传导体将静态力传导到应变式压力传感器105。

应变式传感器弹性体105包括螺杆106、弹性薄片107和至少一个应变片108。其中，螺杆106接触式设置或固定设置在弹性薄片107下方，并带有外螺纹，该外螺纹可拧入内螺纹104，从而与柔性阵列式传感器100实现硬性结合。上述螺杆106还可以采用其他能够传导压力的部件，例如直杆，直杆与弹性薄片或者柔性阵列式传感器的连接可以采用焊接或粘接等常用的方式。

弹性薄片107优选弹性好、抗疲劳和稳定性好的金属，例如不锈钢、合金钢、铝合金等，或者选用高分子材料。弹性薄片107也可以采用其他应变弹性体结构。

至少一个应变片108贴附在弹性薄片107上，当弹性薄片107发生形变后，会带动贴附在上面的应变片108发生形变，应变片108通过检测弹性薄片107的形变进行静态力的准确测量。

应变式传感器外壳109主要由金属外壳110、台阶111和内螺纹112组成，金属外壳110、台阶111和内螺纹112可以采用一体结构形成。金属外壳110起到支撑和电磁屏蔽的作用，台阶111用于搭扣应变式传感器弹性体105，相当于搭建悬梁臂式测力结构的支柱。该台阶也可以采用其他连接结构。内螺纹112可以用来与其他部件(如步进电机或机械臂等)结合，方便脉象仪实现自动压力控制。

这样，只要保证柔性阵列式传感器的壳体静态力测量准确，就可以保证所有感应点的静态力测量具有一致性。因此，只需要一个传感器进行静态力测量。在体积不受限制的条件下，静态力测量采用业界普遍认可的应变式传感器，结合柔性阵列式传感器的结构设计悬梁臂式测力结构，保证了静态力测量的精确度和一致性。

实施例2：

图2a-2b是在实施例1基础上的两种变形结构，是在实施例1中所示的脉象传感器中增加弹簧120，其中，弹簧为缓冲组件。

弹簧120有两种组装方式：第一种组装方式如图2a所示，弹簧120两端分别旋接于柔性阵列式传感器壳体203顶部中心的内螺纹204和螺杆206的外螺纹上，实现柔性阵列式传感器200和应变式传感器弹性体205的弹性固定。第二种组装方式如图2b所示，应变式传感器弹性体205的螺杆206拧进柔性阵列式传感器壳体203顶部设置的内螺纹204，实现柔性阵列式传感器200和应变式传感器弹性体205的硬性固定；将弹簧120的一端拧进应变式传感器外壳209的内螺纹212，另一端与其他机械结构弹性加固。

在测量中任何轻微的抖动或姿势变化，都可能导致传感器与人体手腕分离，从而导致测量不准确或无法继续。本实施例给出的两种组装方式充分考虑脉象检测中各种环境干扰，比如人体抖动、人体姿势变动或环境抖动等。本实施例增加的弹簧起到两个关键的作用：1.弹簧具有缓震的作用，减少抖动干扰；2.人体姿势变动后，弹簧可以保证传感器与手腕紧密贴合，不会导致传感器和手腕分离，检测不到波形。

其他内容参考实施例1，在此不再赘述。

实施例3：

本实施例提供了结合应变式传感器和柔性阵列式传感器进行静态力测量的另一种实现方式：利用市面上现有的、符合工业标准的称重传感器或拉压力传感器做静态力测量，用来替换实施例1和实施例2中的应变式传感器，与实施例1和实施例2中的柔性阵列式传感器结合，同样可以达到实施例1的效果，且结构设计更加简单。

图3中给出了拉压力传感器为S型拉压力传感器201的示例，但本领域技术人员知晓，该应变式压力传感器并不局限于该类型，例如还可以为悬臂型、轮辐式、板环式、膜盒式、桥式、柱筒式等样式。

S型拉压力传感器201的上下均有螺纹孔202。柔性阵列式传感器207包括硬质壳体204、固设在壳体上的螺丝杆203、柔性传感器阵列206和柔软填充物205(即柔性传导组件)。其中，S型拉压力传感器201与柔性阵列式传感器207通过螺丝杆203与S型拉压力传感器201中的一个螺纹孔202进行硬性接触和加固。

实施例4：

类似地，图4a-4b是在实施例3基础上的两种变形结构。在实施例3中所示的脉象传感器中增加弹簧220，弹簧220有两种组装方式类似于实施例2，其他内容参考实施例3，在此不再赘述。

实施例5：

如图5所示，本实施例的脉象传感器包括圆柱形称重传感器301和动态力传感器309，动态力传感器309用于将动态力信号转换成电荷信号以进行脉搏的动态力测量，圆柱形称重传感器301为静态力传感器，用于将静态力转换成电阻变化实现测量。

圆柱形称重传感器301内部贴有多个应变片，应变片可以随着圆柱形称重传感器301金属弹性体的形变而发生拉伸或收缩，从而导致应变片的电阻值发生变化。应变片的输出信号通过导线302引出，圆柱形称重传感器301优选为量程为1Kg-5Kg的称重传感器。

圆柱形称重传感器301下方设置动态力传感器309，动态力传感器309包括壳体305、传感器片306(即传感器本体)、信号线307和传导介质308(即柔性传导组件)。其中，壳体305作为圆柱形称重传感器301的压力传导体，与圆柱形称重传感器301的受力面直接硬性接触，该壳体305可以是金属或塑料等任何硬性材质。传感器片306可选包括压电片、应变片、压阻薄膜或聚偏氟乙烯薄膜(PVDF薄膜)等，传感器片306以悬梁臂形式搭接在动态力传感器的壳体305内部，传感器片306的正负极通过导线307从动态力传感器309的壳体侧面引出。动态力传感器的壳体305内腔填充传导介质308，传导介质308将传感器片306覆盖，作为被测物体与传感器之前的中介。传导介质308优选由柔软的硅橡胶制成，或者由充满液体的橡胶(或硅胶)囊制成，但不限于此。

动态力传感器309的壳体305在一侧设置螺纹孔304，圆柱形称重传感器301在靠近动态力传感器309的一侧固定有螺丝杆303，螺丝杆303远离圆柱形称重传感器301的一侧形成外螺纹，通过螺丝杆303上的外螺纹与螺纹孔304中的内螺纹相配合，从而将圆柱形称重传感器301与动态力传感器309进行固定连接。

由此，动态力传感器309通过螺纹孔304和螺丝杆303与圆柱形称重传感器301进行硬性接触和固定，利用螺丝杆与螺纹孔的连接方式的好处是方便安装和拆卸。然而，本实施例并不排除选择其他连接方式，比如直接用胶将两者粘合，或者将两者结构设计成一体的。

具体地，如图6a-6b所示，示出了作为动态力传感器309的优选结构的液压传导式传感器，该液压传导式传感器包括柔性壳体401、传感器片402(即传感器本体)以及上盖403。其中，柔性壳体401用于容纳压力传感器片402和柔性传导组件。

柔性壳体401的材料可选橡胶(如硅橡胶)和聚氯乙烯材料(PVC)等，柔性壳体401内部形成有小于或略小于压力传感器片402的储液空间405，储液空间405一侧设置有用于向储液空间405中注入传导液体(即柔性传导组件)的灌液孔404。传感器片402的一端与导线406相连，导线406用于传感器的信号输出。上盖403与柔性壳体401连接，例如两者扣合在一起，以支撑整个液压传导式压力传感器。上盖403上设置有导线孔407，用于将导线406引出。

本实施例中的液压传导式传感器不需要真空机进行灌封，在空气中就可以进行操作。该液压传导式传感器的灌油步骤如下：1)灌油前，将传感器片402盖在储液空间405上方；2)用密封材料(如硅胶)将传感器片405上方和四周(除灌液孔404所在的位置以外)的位置封死；3)从灌液孔404灌注硅油或其他无气泡传导液体(如甘油三脂、蒸馏水、液态硅胶)；4)保证传导液体充满储液空间405后，封死灌液孔404；5)盖上上盖403。安装好的传感器如图6a所示，从而提供一种利用液体材料做传导介质且结构简单的压力传感器。

实施例6：

类似地，图7a-7b是在实施例5基础上的两种变形结构。在实施例5中所示的脉象传感器中增加弹簧320，弹簧320有两种组装方式类似于实施例2，其他内容参考实施例5，在此不再赘述。

如图8a至图9b所示，其描述了两种可用作动态力传感器的压容式阵列传感器，这种压容式阵列传感器为多层电极结构，其可有效提高压容式传感器的灵敏度，扩大量程，尤其适用于在有限面积内需要密布多个压力感应点的应用场景。

第一种压容式阵列传感器如图8a-8b所示，其中图8a-8b分别为压容式触觉传感器的俯视图和剖面图。该压容式触觉传感器包括依次设置的第一负电极层501、第一弹性介质层502、正电极层503、第二弹性介质层504和第二负电极层505。

其中，第一负电极层、第二负电极层和正电极层为条状，第一负电极层和第二负电极层平行设置，第一负电极层和第二负电极层分别与正电极层垂直交叉摆放，图8a-8b示出了一负电极层和第二负电极层均为列电极条，正电极层503为行电极条的示例；第一负电极层和第二负电极层的对应列短接并由导线506单独引出，正电极层503的每行通过导线507单独引出。

第一负电极层501、第二负电极层505和正电极层503均包括导电物质，例如铜箔、导电布料、导电硅胶或柔性电路板等，优选柔性电路板。其中，第一负电极层501和第二负电极层505可以采用相同材料，也可以采用不同材料。当采用不同材料时，材料的硬度也可以不同，例如与人体皮肤贴合的电极层可以为导电布或导电硅胶，这样易于与人体皮肤贴合，而最外侧的电极层可以是薄铜片，由于薄铜片硬度较好，能够起到支撑作用。当采用相同材料时，第一负电极层501和第二负电极层505可以单独设置，也可以由同一负电极层弯折而成。上述结构层中，两个电容中共用正电极层，本领域技术人员知晓，两个电容也可以共用负电极层。

第一弹性介质层502和第二弹性介质层504电极为弹性可压缩高分子材料，例如泡沫聚合物、聚氨酯、硅橡胶、热塑性弹性体等。第一弹性介质层502和第二弹性介质层504一般采用相同材料，但不排除采用不同材料的情况。

当弹性介质材料的介电和物理特性不变时，本实用新型提出的压容传感器在相同压力下的形变是单传感器的两倍，此时，灵敏度相应提高到原来的两倍。同时，由于传感器的整体可压缩空间增大，这在一定程度上扩大了传感器的量程。

此外，该压容式触觉传感器可以具有多层(四层以上)电极结构。例如压容式触觉传感器可包括依次设置的第一负电极层、第一弹性介质层、公共正电极层、第二弹性介质层、第二负电极层、第三弹性介质层、公共正电极层以及公共负极导线和公共正极导线，即两层公共正电极层是由同一公共正电极层弯折而成。又例如压容式触觉传感器可包括依次设置的公共负电极层、第一弹性介质层、第一正电极层、第二弹性介质层、公共负电极层、第三弹性介质层、第二正电极层、第四弹性介质层、公共负电极层以及公共负极导线和公共正极导线，即三层公共负电极层是由同一公共负电极层多次弯折而成。上述两个例子只示例性地提供了两种增加叠层的方式，主要为了清楚阐述本实用新型的叠层结构不限于三电极、双介质层的双电容叠层结构，也可以继续增加叠层数目。

叠层的方式推荐以外层接负极(或地极)、内层接正极为准，因为外层通常接触人体，将人体与电路共地可以起到屏蔽电磁干扰的作用，但是并不排除外层接正极、内层接负极(或地级)的情形，只是外层接正极时，需增加防护措施或屏蔽手段。

替代地，图9a-9b示出了另一种压容式阵列传感器。图9a-9b分别为另一种压容式动态力传感器的俯视图和剖面图。该压容式动态力传感器包括依次设置的下述各层：第一公共地电极层601、第一弹性介质层602、传感器阵列层603、第二弹性介质层604和第二公共地电极层605。

其中，第一公共地电极层601与第二公共地电极层605分别从图9b所示的上下两侧覆盖传感器阵列层603的所有传感器阵列区域，且第一公共地电极层601与第二公共地电极层605导通。第一公共地电极层601和第二公共地电极层605包括导电物质，例如铜箔、导电布料、导电硅胶或柔性电路等材料。

传感器阵列层603的每一个传感器感应点通过各自的导线606引出到接插件607，最终连接到电容检测芯片引脚，也可以传感器感应点直接在柔性电路板上与电容检测芯片连接，不需要引出到接插件。传感器阵列层603的实现方式可以是柔性电路，可以是涂有导电墨的柔性薄膜，甚至可以是由导电纤维和正常布料一起编织的布料。其中，传感器阵列层的每一个阵元也是导电物质，如铜片、导电墨或柔性电路板的焊盘等。

第一弹性介质层602和第二弹性介质层604电极为弹性可压缩高分子材料，如泡沫聚合物、聚氨酯、硅橡胶和热塑性弹性体等。

图9a-9b中的触觉传感器也是三电极层、双介质层的叠层电容结构，通过以叠层的形式构成触觉传感器的一个压力感应点，当有压力施压于传感器表面时，两个电容的电极板间距同时发生变化，相当于两个电容并联起来。图9a-9b中所示压容式传感器与图8a-8b所示压容式传感器具有同样的技术效果。与图8a-8b中所示压容式传感器不同的是，图9a-9b中的压容式传感器结构更适合与单电极电容传感芯片搭配使用，能够降低电路成本，并且更容易制作和生产。

类似地，该压容式触觉传感器也可以具有多层电极结构。例如压容式触觉传感器可包括依次设置的公共地电极层、第一弹性介质层、第一传感器阵列层、第二弹性介质层、公共地电极层、第三弹性介质层、第二传感器阵列层、第四弹性介质层和公共地电极层。其中，第一传感器阵列层和第二传感器阵列层位于相同位置、上下对应的传感器感应点两两短接。短接线在传感器边缘处连接或者在集成有电容检测芯片的电路板上短接。公共地电极层是一整块柔性导电材料，如导电布、铜箔或导电硅胶等。图9a-9b中所示压容式传感器示出了公共地电极层共用同一地电极层的实例，也可以如前述的单独设置。

图9a-9b所示压容式传感器的扩展方式与图8a-8b中的扩展方式不同之处在于，图9a-9b中再扩展出的电容层数为2N，N为大于1的正整数，例如4层；而图8a-8b中再扩展出的电容层数为M，M为大于2的正整数，例如3层和4层。另外，上述图8a-8b和图9a-9b所示压容式传感器的最外层也可设置屏蔽层或绝缘层。

如图10所示，其描述了一种应用上述脉象传感器的脉象采集装置，该脉象采集装置包括外壳，以及设置在外壳内的压电传感器707和称重传感器703。

上述外壳包括壳盖701和壳身702，压电传感器707和称重传感器703设置于壳身702内；其中压电传感器707的一端与壳身702的底部相连，压电传感器707的另一端通过弹簧705与称重传感器703的一端相连，称重传感器703的另一端与壳盖701相连。弹簧705设置在压电传感器707和称重传感器703之间，并且可作为称重传感器703与压电传感器707之间的压力传导体，起到缓冲抖动和稳定传导压力的作用。

具体地，称重传感器703和压电传感器707上设置有螺纹孔或螺纹柱，弹簧705伸入称重传感器703和压电传感器707的螺纹孔中，或连接在称重传感器703和压电传感器707的螺纹柱上，从而通过弹簧705将称重传感器703和压电传感器707连接。称重传感器703的另一端形成有螺纹孔，壳盖701的下方设置有螺纹柱，称重传感器703通过螺纹孔与壳盖701相连。

压电传感器707内包含压电片708和柔性传导介质709，压电片是压电传感器的核心感应部件，以悬梁臂的方式搭在壳体内部，其材料可以是压电陶瓷晶片或PVDF等。柔性传导介质709用于直接与人体脉搏部位接触，其材料优先选择质地柔软、传导损失小、密度与人体接近材料，如硅橡胶、聚氨酯类高分子材料，或者也可以由包裹有液体的橡胶囊制成。

称重传感器703的信号通过第一导线704引出，压电传感器707通过第二导线706引出，第一导线704和第二导线706在壳身内部汇总成一根总导线710引出。

在图10所示的脉象采集装置中，压电传感器707是单点式的，其与皮肤接触的面积不宜过大或过小，面积过大容易带入杂波，面积太小容易压不准脉搏点，压电传感器707的直径优选在8mm-25mm范围内。

如图11所示，示出了另一种脉象采集装置。图中静压力传感器不采用应变式传感器，而是换成压阻式传感器，该压阻式传感器中的压阻材料可以采用具有压阻效应的薄膜或晶体材料。

图11中的脉象采集装置也包括外壳，并且该外壳具有壳盖和壳身。其区别在于，在图11中的脉象采集装置中，外壳内安装有位于底部的柔性阵列式传感器801，位于柔性阵列式传感器801上方的压阻薄膜传感器802，以及位于压阻薄膜传感器802上方的压力传导体，压阻薄膜传感器802优选粘合在柔性阵列式传感器801与压力传导体之间。所述压力传导体用于向缓冲组件(本实施例中的缓冲组件为弹簧)传递压力，例如该压力传导体可以是金属片803，金属片803的上方设置有螺杆，金属片803与压阻薄膜传感器802连接，该螺杆通过弹簧804与上盖相连。也即，弹簧804的一端与带螺杆的金属片803相连，另一端与带螺丝杆的上盖805相连。

如图12所示，示出了另一种脉象采集装置。图中缓冲组件不采用前述的弹簧，而是换成弹性片(例如弹性金属片)，或者任意一种可弹性伸缩的材料。

图12中的脉象采集装置也包括具有上盖和壳身的探头外壳，柔性阵列式传感器901，压阻薄膜传感器902，以及压力传导体，所述压力传导体也可以是带有螺杆的金属片903。其区别在于，图12中的脉象采集装置采用了以悬梁臂形式横向布置在壳身内的弹性片904，弹性片904可由弹性金属或者其他具有弹性的材料制成。弹性片904的下端与连接在金属片903上的螺杆接触，弹性片904上端的两侧与外壳的壳身内壁连接。当弹性片904受到螺杆向上顶的力时会发生弯曲，当受力减轻时，弹性片904又会恢复原状。此外，上盖905的边缘具有螺纹，上盖905通过螺纹与壳身相连。

如图13所示，其描述了另外一种应用上述脉象传感器的脉象采集装置。该装置包括应变式压力传感器、柔性阵列式传感器1006与电路板，以及电路盒子1001，其中，电路盒子1001包括外壳1003、按键1004、显示屏1005和通信接口1002；按键1004、显示屏1005和通信接口1002设置在外壳1003上，并与外壳1003内部的电路板连接。通信接口1002用于将采集的数据结果发给智能终端，如电脑主机、手机或pad等进行数据分析。显示屏1003可以实时显示静态力，也可以显示动态脉搏波形。当然为了节约设备成本，可以不设置显示屏，需要显示的信息可以通过通信接口1002传输到电脑等外部电子设备进行显示。按键1004包括但不限于开关按键、归零按键、加压按键、减压按键，开关按键用于设备电源的开闭，归零按键用于随时调整设备的静态力零位，加压和减压按键用于提供手动控制加、减压操作的选择。

柔性阵列式传感器1006位于电路盒子1001外部，其信号通过屏蔽线1007接入电路盒子1001的电路板。应变式压力传感器(如前述实施例中所述的形式或其他类似形式)安装在电路盒子1001内部，并与电路板进行连接。柔性阵列式传感器1006的外壳作为应变式压力传感器的压力传导体，以螺丝或弹簧等形式与应变式传感器硬性连接或弹性连接。

本实施例中，所述脉象采集装置可以很方便地安装在立式推拉力计支架或其他带步进电机的支架上，能够方便使用者迅速搭建起一个可标定静态力的脉象采集测试平台，进行脉象采集和分析研究。

虽然图10-13中描述了脉象采集装置中的具体传感器的结构和种类，然而应理解的是，该脉象采集装置中的动态力传感器和静态力传感器可以是前述任一实施例或内容中描述的动态力传感器和静态力传感器，并且动态力传感器和静态力传感器可以前述任一方式进行连接组合。

如图14所示，描述了一种结合静态力传感器和动态力传感器的脉象采集电路。静态力传感器需要与电阻搭建成电阻桥臂，将电阻变化转换成电压变化进行测量。动态力传感器种类优选压电或压容原理的柔性传感器薄膜，此处以压电类薄膜为例进行举例说明。

该电路包括第一调理电路、第二调理电路、A/D转换电路、单片机电路、接口电路、电机控制电路和供电电路。

第一调理电路用于对静态力传感器的电压输出进行滤波和放大，第二调理电路用于对动态力传感器的电荷输出进行滤波和放大。

A/D转换电路分别将第一调理电路和第二调理电路输出的模拟信号进行数字化采集。

单片机电路读取A/D转换电路采集的数据，将采集数据通过接口电路发送出去。本实施例中，接口电路可以是USB、串口、RS232、RS485、以太网等有线接口，也可以是蓝牙、WIFI、NFC、Zigbee、蜂窝移动通信等无线通信技术接口。单片机电路还根据A/D转换电路采集的数据得到压力控制信号并发送给电机控制电路，从而控制步进电机加减压力，供电电路用于给整个电路提供电源。

需要指出的是，本实用新型所有实施例中所述的静态力传感器不限于形状和测力原理，凡是可以应用于称重计或拉压力计的压力传感器，只要量程和精度合适，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型所述的脉象传感器优选高精密步进电机进行施压控制。本实用新型所说的两结构部件的连接可以包括固定连接，也可以包括可拆卸连接。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。