一种弹性褶皱式传感器及其连接结构、制作方法

1.本发明涉及传感器连接结构设计与制备技术领域，特别涉及一种弹性褶皱式传感器及其连接结构、制作方法。


背景技术：

2.从申请号为cn201611180713.6的专利获知一种矩阵胸部心电电极固定装置，该装置通过铆钉结构将电极、松紧带、电极固定板和接线端子连接在一起，整个装置没有拉伸性和弯曲性，仅仅只靠松紧带的压力将电极固定在体表固定位置，这使得装置抗运动干扰能力差、佩戴舒适性差。
3.从申请号为cn201811447183.6的专利获知生理参数监测服装及方法，该专利主要从算法和信号处理流程方面来提高信号的质量，在传感器和体表之间的连接方式仍然采用的是紧身衣的压力和电极片的黏附力。
4.从申请号为cn202123252936.8的专利获知一种固定良好的心电电极，心电电极和体表进行连接，仍然是使用导电胶的粘附性。首先，导电胶仍然存在使人体过敏的可能性；其次，该电极只能一次性使用。
5.综上所述，现有的传感器，特别是可穿戴传感器，通常是依靠自身的粘附力固定在体表的精确位置。但是随着人体在穿戴过程中的运动、出汗，传感器的粘附力会降低，造成传感器在测量过程中脱落。也有传感器依靠松紧带将电极固定在体表固定位置，但是其整个装置没有可拉伸性和可弯曲性，当松紧带在人体过程中与体表发生相对位移时，其上的传感器也会相应的发生移位。


技术实现要素：

6.为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供一种弹性褶皱式传感器连接结构，包括：弹性褶皱模块、若干信号传输线，所述弹性褶皱模块包括按照从上到下顺序依次设置的传感器装配面、弹性褶皱结构、织物装配面，所述信号传输线固定在所述弹性褶皱结构的褶皱面上，所述信号传输线与织物上的信号导线端连接。
7.进一步地，所述弹性褶皱结构包括硬质框架和纺织布料，所述纺织布料组装在所述硬质框架上。
8.进一步地，所述硬质框架包括若干支架和若干连接件，所述支架之间通过所述连接件连接。
9.进一步地，所述连接件为球体结构。
10.进一步地，所述弹性褶皱结构还包括弹性填充物，所述弹性填充物填充在所述纺织布料内；
11.所述硬质框架采用刚性的可形变材料制成。
12.进一步地，所述弹性褶皱模块为方形弹性褶皱模块、圆形弹性褶皱模块或多边形弹性褶皱模块。
13.进一步地，所述信号传输线采用具有拉伸性的形状结构。
14.本发明的第二目的是提供一种弹性褶皱式传感器，包括弹性褶皱式传感器连接结构和传感器，所述传感器与传感器装配面连接，所述传感器与所述信号传输线电连接。
15.本发明的第三目的是提供一种弹性褶皱式传感器的制作方法，包括以下步骤：
16.将织物装配面与织物紧贴式连接；
17.将信号传输线紧密贴合在弹性褶皱结构的褶皱面；
18.将信号传输线连接到织物上的信号导线端；
19.将传感器与传感器装配面紧贴式连接；
20.将信号传输线连接到传感器的信号导线端。
21.进一步地，所述将传感器与传感器装配面紧贴式连接包括将传感器通过粘接、销连接、卡扣连接、倒钩微结构勾连或磁吸连接与所述传感器装配面紧贴式连接；
22.所述将信号传输线紧密贴合在弹性褶皱结构的褶皱面包括将信号线传输模块通过粘接、焊接、缝制或热压方式紧密贴合在所述弹性褶皱结构的褶皱面；
23.所述将信号传输线连接到织物上的信号导线端包括将信号线传输通过焊接、磁吸方式连接到织物上的信号导线端；
24.所述将织物装配面与织物紧贴式连接包括将织物装配面通过粘接或缝制方式与织物紧贴式连接。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.本发明提供的弹性褶皱式传感器连接结构具有一定的支撑性、可拉伸性，这使得传感器装配面受压后，结合传感器自身的粘附力更加紧密地贴附在体表预定位置。弹性褶皱式传感器连接结构还具有一定的可弯曲性，这使得人体体表与织物发生相对位移时，传感器装配面上的传感器仍然可以很好地紧附在原位，增强了该传感器的抗运动干扰能力。特别需要说明的是，当弹性褶皱式传感器连接结构设计成类圆柱形结构时，该弹性褶皱连接结构具有360
°
全方位的抗体表-织物相对位移的能力。
27.该弹性褶皱式传感器连接结构可以根据生理参数监测的需求随意变换大小和形状，其褶皱结构也可以根据拉伸性需求和支撑性需求变换，不仅可以是“z”形，也可以是圆弧形。这能够帮助满足人体各个部位的生理参数监测的需求。
28.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
29.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
30.图1为实施例1的一种弹性褶皱式传感器连接结构示意图一；
31.图2为实施例1的一种弹性褶皱式传感器连接结构示意图二；
32.图3为实施例1的硬质框架示意图一；
33.图4为实施例1的硬质框架示意图二；
34.图5为实施例1的硬质框架示意图三；
35.图6为实施例3的一种弹性褶皱式传感器的制作方法流程图。
36.图中：1、弹性褶皱模块；11、传感器装配面；12、弹性褶皱结构；121、硬质框架；13、织物装配面；2、信号传输线。
具体实施方式
37.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
38.在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
39.实施例1
40.一种弹性褶皱式传感器连接结构，如图1、图2所示，包括：弹性褶皱模块、若干信号传输线，弹性褶皱模块包括按照从上到下顺序依次设置的传感器装配面、弹性褶皱结构、织物装配面。其中，传感器装配面、弹性褶皱结构和织物装配面的大小、形状可以根据测量需要进行个性化的定制。以心电数据采集为例，对于单个的导联电极，可以设计相应的方形传感器装配面、方形弹性褶皱结构和方形织物装配面。如图2所示，也可以设计相应的圆形传感器装配面、圆形弹性褶皱结构和圆形织物装配面。该圆形弹性褶皱模块设计具有360
°
全方位的抗体表-织物相对位移的能力。应当理解的是，还可以设计其他多边形传感器装配面、多边形弹性褶皱结构和多边形织物装配面。不同规格的传感器通过粘接、销连接、卡扣连接、倒钩微结构勾连、磁吸等连接方式与传感器装配面紧贴式连接。特别需要说明的是，磁吸的方式可以更有效地实现传感器的模块化的重复应用。传感器与信号传输线电连接，信号传输线固定在弹性褶皱结构的褶皱面上，信号传输线与织物上的信号导线端连接，织物装配面通过粘接、缝制等方式与织物紧贴式连接。本实施例中，信号传输线通过粘接、焊接、热压、缝制等方式紧贴弹性褶皱结构的褶皱面连接到弹性褶皱式传感器连接结构的另一个面，沿弹性褶皱结构将传感器装配面上的传感器信号传输到织物装配面。信号传输线通过焊接等方式连接到织物上的信号导线端。特别需要说明的是，每个弹性褶皱式传感器连接结构上可以创建多根信号传输线，当部分信号传输线在弹性褶皱式传感器连接结构的使用过程中发生断裂，其他信号传输线仍然可以进行信号传输，有效增强弹性褶皱式传感器连接结构的信号传输寿命。信号传输线的形状可以是蛇形、“z”字形等具有拉伸性的形状结构。
41.弹性褶皱模块为方形弹性褶皱模块或圆形弹性褶皱模块。该弹性褶皱式传感器连接结构可以根据生理参数监测的需求随意变换大小和形状。如图3、图4所示，其弹性褶皱结构也可以根据拉伸性需求和支撑性需求变换，不仅可以是“z”形，也可以是圆弧形。
42.弹性褶皱结构包括硬质框架和纺织布料，纺织布料组装在硬质框架上。如图3所示，硬质框架包括若干支架和若干连接件，支架之间通过连接件连接。优选地，连接件为球体结构。支架与支架之间通过球体结构多自由度连接。
43.硬质框架可以是金属、硬质塑料等刚性、可形变材料。如图4所示，硬质框架可以是由硬质塑料等有一定硬度的可形变有机材料吹塑而成。如图5所示，硬质框架可以是由一定
硬度的薄层材料折叠形成。
44.根据传感器测量的需求，也可以对弹性褶皱结构的褶皱层数和褶皱高度进行个性化定制。纺织布料根据弹性褶皱结构对硬质框架进行缝制组装。可选地，弹性褶皱结构在缝制时内部填充弹性填充物，以提供更好的舒适性和支撑力。
45.弹性褶皱式传感器连接结构具有一定的支撑性、可拉伸性，这使得传感器装配面受压后更加紧密地贴附在体表预定位置。弹性褶皱式传感器连接结构还具有一定的可弯曲性。这使得人体体表与织物发生相对位移时，传感器装配面上的传感器仍然可以很好地紧附在原位，增强了该传感器的抗运动干扰能力。特别需要说明的是，当弹性褶皱式传感器连接结构设计成类圆柱形结构时，该弹性褶皱式传感器连接结构有360
°
全方位的抗体表-织物相对位移的能力。
46.本发明通过对传感器和织物进行弹性褶皱结构连接块设计，实现能够紧密贴合皮肤的可穿戴式传感器模块制备，进而实现对人体体表健康生理参数的精准长期实时采集。
47.实施例2
48.一种弹性褶皱式传感器，包括弹性褶皱式传感器连接结构和传感器，传感器与传感器装配面连接，传感器与信号传输线电连接。关于弹性褶皱式传感器连接结构的详细描述，可以参照上述连接结构实施例中的对应描述，在此不再赘述。
49.实施例3
50.实施例2的弹性褶皱式传感器的制作方法，如图6所示，包括以下步骤：
51.将织物装配面与织物紧贴式连接；如将织物装配面通过粘接或缝制方式与织物紧贴式连接。
52.将信号传输线紧密贴合在弹性褶皱结构的褶皱面；如将信号传输线通过粘接、焊接、缝制、热压等方式紧密贴合在弹性褶皱结构的褶皱面。
53.将信号传输线连接到织物上的信号导线端；如将信号线传输通过焊接、磁吸等方式连接到织物上的信号导线端。将传感器与传感器装配面紧贴式连接；不同规格的传感器通过粘接、销连接、卡扣连接、倒钩微结构勾连、磁吸等连接方式与传感器装配面紧贴式连接。特别需要说明的是，磁吸的方式可以更有效地实现传感器的模块化的重复应用。
54.将信号传输线通过焊接、磁吸等方式连接到传感器的信号导线端。
55.关于弹性褶皱式传感器的详细描述，可以参照上述传感器实施例中的对应描述，在此不再赘述。
56.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
57.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
58.以上仅为本说明书实施例而已，并不用于限制本说明书一个或多个实施例。对于
本领域技术人员来说，本说明书一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的权利要求范围之内。本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例本说明书一个或多个实施例。