本发明属于柔性电子领域，具体涉及一种基于导电皮革的监测形变的方法。
背景技术：
可穿戴柔性拉力传感器可将物体形变转化为电信号，被用作形变监测，在健康监测、运动监测及人机互动方面有很多应用。传统的柔性拉力传感器的设计思路大多是通过调控导电物质之间的接触电阻随基底形变的变化来制备柔性可穿戴拉力传感器。但这类器件不能同时获得高的灵敏度和高的拉力监测范围，由于不能均匀的控制导电物质之间的接触电阻，其所受拉力与相对电阻变化之间通常不存在线性关系，给数据处理带来一定的困难；而去除拉力后，导电物质之间的接触电阻不能恢复，这也使得器件存在较大的回滞环，显著影响器件的准确性。这些不足将严重影响柔性拉力传感器的实际应用。为提高其性能，构筑具有均匀纳微结构结构的导电网络受到越来越多的关注，但在pdms等高分子基底上构筑纳微结构过程繁琐，导致成本提升，不利于大面积制备。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于导电皮革的监测形变的方法，解决上述现有技术问题中的一个或者多个。
本发明提供一种基于导电皮革的监测形变的方法，用于监测健康，体育运动及伤后恢复的指导，包括以下步骤:
α1、对导电皮革进行不同角度的弯曲，通过检测所述导电皮革电阻变化，得到电阻变化率与弯曲度的关系曲线；
α2、当导电皮革进行未知角度的弯曲时，通过电阻变化率与弯曲度的关系曲线得到弯曲角度，即可得到导电皮革的弯曲度。
具体的，可将导电皮革裁剪成网状结构，根据不同的需要，固定于手指或手腕的关节处，用于检测手指或手腕的运动。
在一些实施方式中，未知角度的范围为-150°～150°。
在一些实施方式中，导电皮革包括皮革本体和导电材料，所述皮革本体与所述导电材料复合。
在一些实施方式中，皮革本体为蓝湿皮、天然革、合成革或人造革中的一种，
在一些实施方式中，导电材料为碳基材料、金属纳米材料、非金属纳米材料、导电聚合物、导电墨水的一种或多种。
在一些实施方式中，碳基材料包括炭黑及其衍生物、碳纳米管及其衍生物、石墨烯及其衍生物，所述金属纳米材料包括金纳米线、银纳米线、铜纳米线、纳米金，所述非金属纳米材料包括硅纳米线，所述导电聚合物包括聚吡咯及其衍生物、聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物。
优选的，导电材料为炭黑、碳纳米管、银纳米线、铜纳米线、金纳米线、石墨烯。其中，由于皮革本体具有的官能团羧基、氨基、羟基、巯基、双硫键等，上述的导电材料中碳纳米管和石墨烯，可以通过化学键或者氢键等的分子间相互作用力与皮革本体结合在一起，或者通过静电吸附与皮革本体结合在一起，以增强导电材料与皮革本体的结合。
在一些实施方式中，导电材料与皮革本体的复合方法为机械搅拌、抽滤、涂覆、喷涂、打印或转鼓混合中的一种。
具体的，比如抽滤：将皮革本体裁剪至砂芯漏斗直径大小相匹配，置于砂芯漏斗上，用循环水泵对导电材料配制的溶液抽滤，通过控制抽滤的次数，即控制每块皮革上面导电材料的质量，最后通过清洗、烘干。
在一些实施方式中，导电材料的添加量为0.1～10mg/cm2。此时，导电皮革的电阻大小范围为2kω/cm2～7kω/cm2。
在一些实施方式中，导电材料的添加量为0.3～3mg/cm2。此时，导电皮革的电阻大小范围为3kω/cm2～5kω/cm2。
一种基于导电皮革的监测形变的方法，用于健康监测、体育训练及体育成绩监测以及伤后恢复监测。
本发明的有益效果：
1、本发明实施例的方法简单，成本低，易于推广使用；
2、本发明实施例中的皮革材料早已普及且生产工艺成熟，以其作为平台去监测形变，且可以将其应用于健康监测、体育训练及体育成绩监测以及伤后恢复训练监测，以保证上述训练时的安全；
3、本发明实施例中的皮革材料的三维多级结构有使它成为柔性压力传感的巨大潜力，凭借导电皮革材料舒适、耐磨、价格低廉、透气性好等特性，具有着潜在的消费市场。
附图说明
图1为实施例1中导电皮革的结构图；
图2为实施例1中导电皮革的扫描电镜图；
图3为实施例1中导电皮革对不同的弯曲角度的响应；
图4为实施例1中导电皮革的电阻变化率与弯曲度的关系曲线；
图5为实施例1中导电皮革用于监测手指与手腕的运动。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下实施例只是用于更加清楚地说明本发明的性能，而不能仅局限于下面的实施例。
实施例1：
将炭黑、表面活性剂加入一定量的水中，超声分散制备成水分散液，其中，炭黑的添加量为0.5mg/cm2时，利用抽滤的方法与牛二层蓝湿皮相结合。
如图2所示，炭黑均匀的吸附到皮革本体的胶原纤维簇上，在弯曲过程中，皮革胶原纤维簇之间的距离变化将会影响炭黑之间的接触电阻，纤维之间的距离减小会使其电阻减小，距离增加导致其电阻增大。
如图3所示，导电皮革可在-150°～150°范围内对角度变化做出响应，具体的，从-150°～150°，每30°的弯曲角度变化，其电阻的相对变化率都有明显的变化
s1、对导电皮革在-150°-150°范围内进行不同角度的弯曲，通过检测所述导电皮革电阻变化，如图4所示，得到电阻变化率与弯曲度的关系曲线；
具体的，当弯曲角度为-150°～0°时，y＝0.29x-4.8；
当弯曲角度为0°～10°时，y＝86.67x；
当弯曲角度为10°～90°时，y＝0.58x+19.2；
当弯曲角度为90°～150°时，y＝0.2x+50.62；
其中，y为△r/r(％)，即电阻的变化率；x为弯曲度(°)。
s2、导电皮革进行未知角度的弯曲时，通过电阻变化率与弯曲度的关系曲线得到弯曲角度，即可得到导电皮革的弯曲度。
该导电皮革剪裁成网状结构，可应用于可用于监测手指及手腕的运动。如图5所示，当把所制备的基于皮革的器件贴附在手指及手腕处，根据手指的弯曲角度，器件可以有不同的电信号响应，并且具有较好的稳定性。对于手腕，器件可区分出其弯曲方向及弯曲角度。
实施例2
将银纳米线水分散液利用喷墨打印机印刷的方法与皮革本体结合，当银纳米线的量为1mg/cm2时，所得器件的电阻可在-150°～150°角度范围内对角度变化做出响应。经过适当剪裁贴附于鞋底，在行走过程中，器件随着鞋底的弯曲而弯曲，进而做出电信号响应，可用于健康监测及体育训练。
实施例3
将聚吡咯单体喷涂到皮革表面之后，再将0.3m的三氯化铁溶液喷涂其上，通过原位聚合的方式在胶原纤维上形成聚吡咯导电层。当聚吡咯的量为1.5mg/cm2时，所得器件的电阻可在-150°～150°角度范围内对角度变化做出响应。经过适当剪裁可用于监测人体关节弯曲，用于指导关节扭伤恢复。
本发明提供的实施例的方法的方法简单，成本低，易于推广使用；且皮革材料早已普及且生产工艺成熟，以其作为平台去监测形变，且可以将其应用于健康监测、体育训练及体育成绩监测以及伤后恢复训练监测，以保证上述训练时的安全；而皮革材料的三维多级结构有使它成为柔性压力传感的巨大潜力，凭借导电皮革材料舒适、耐磨、价格低廉、透气性好等特性，具有着潜在的消费市场。
以上表述仅为本发明的优选方式，应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。