一种导线的制作方法

本实用新型涉及电子元器件领域，尤其涉及一种导线及其制备方法。

背景技术：

近年来，多种多样的仿真机器人的发展迅速，同时，能够佩戴于人体表面、衣服上的可穿戴电子设备也以各种形式开发。其中，导线是传输电流的电线，导线的结构主要包括护套各种和位于护套内部的导体，通过导体实现电流的传输，仿真机器人和可穿戴电子设备的运行都需要依靠导线进行导通，但由于仿真机器人和可穿戴电子设备需要进行多种复杂的动作，目前，市面上的普通导线难以满足仿真机器人和可穿戴电子设备的要求。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种导线，能够在皮肤表面连接元器件或开关等实现导通功能。

本实用新型提供一种导线，包括基底层、导电层和封装层；所述基底层用于附着在皮肤表面，所述导电层包括连接在所述基底层上的第一连接面和未与所述基底层连接的第二连接面，所述封装层连接在所述第二连接面上，其中，所述导线与外部供电设备连接实现导通。

在一可实施方式中,所述基底层、导电层和封装层均为可形变材料制成，所述导线在形变过程中电阻值同步发生变化或不变化。

在一可实施方式中,所述导电层由可形变导体材料和不可形变导体材料的任一种或多种制成；其中，所述可形变导体材料由液态金属、蛇形金属、可拉伸银浆、导电聚合物的任一种或多种制成；所述不可形变导体材料由金属导电物、金属导电颗粒、非金属半导体、一维导电材料、二维导电材料中的任一种或多种制成。

在一可实施方式中,还包括伪装层，所述伪装层连接在不与皮肤接触的所述封装层和/或不与皮肤接触的所述基底层表面。

在一可实施方式中,所述伪装层包括肤色贴纸、肤色浆料、肤色膏体的任一种或多种制成。

在一可实施方式中,还包括第一电磁屏蔽层和第二电磁屏蔽层，所述第一电磁屏蔽层和第二电磁屏蔽层分设在所述导电层的第一连接面和第二连接面，且所述第一电磁屏蔽层和所述第二电磁屏蔽层连接；所述第一电磁屏蔽层和第二电磁屏蔽层均由可形变电磁屏蔽材料或不可形变电磁屏蔽材料制成。

本实用新型实施例提供的导线适用于生物体和/或仿真机器人皮肤表面，通过基底层将导线整体固定在生物体和/或仿真机器人皮肤表面。本实用新型实施例提供的导线还通过并通过导电层实现电路在皮肤表面的连通导通功能，并通过伪装层对导线进行了隐藏。如此操作，能够起到保护隐私、保持美观性的效果。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，其中：

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

图1为本实用新型实施例一种导线的截面示意图；

图2为本实用新型实施例另一种导线的截面示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例一种导线的结构示意图。

参见图1，本实用新型实施例提供一种导线，包括基底层1、导电层2和封装层3；基底层1用于附着在皮肤表面，导电层2包括连接在基底层1上的第一连接面和未与基底层1连接的第二连接面，封装层3连接在第二连接面上，其中，导线与外部供电设备连接实现导通。

本实用新型实施例提供的导线适用于生物体和/或仿真机器人皮肤表面，例如人体皮肤表面、其他动物类皮肤表面、仿真机器人皮肤表面。通过该导线配合其他电子元器件实现导通功能。具体的，该导线包括基底层1、导电层2和封装层3。

其中，基底层1用于附着在生物体皮肤表面，基底层1的一表面附着在生物体和/或仿真机器人皮肤表面，起到将导线整体固定在生物体和/或仿真机器人皮肤表面的作用，固定方式可以是基底层1通过胶粘、吸附的方式固定在生物体表面，也可以是基底层1本身就具备粘性，通过基底层1自身的粘性附着在生物体表面。基底层1由不导电材料制成，以实现隔离导电层2和皮肤的目的，使导线能够稳定运行且保证了安全性。同时，为了降低导线整体对生物体造成的存在感，基底层1可以选为对皮肤无刺激性、有良好生物相容性的不导电材料，如tpu材料、tpe材料、tpr材料、pdms材料以及ecoflex材料的其中一种或多种。需要说明的是，当该导线用在仿真机器人表面时，无需考虑生物相容性。为了提高基底层1附着在生物体和/或仿真机器人皮肤表面的牢固性，基底层1的形状可以根据实际需要进行调整，如在生物体皮肤褶皱较多的部分增加基底层1与皮肤的接触面积以提高附着稳定性，或在生物体皮肤褶皱较多的部分降低基底层1与皮肤的接触面积以降低存在感。

导电层2由导体材料制成，用于实现电路的连通。其第一连接面与基底层1连接，第二连接面与封装层3连接，使导电层不直接与外界环境接触，对导电层2起到了保护，同时，保证导电层2在工作过程中能够稳定运行，封装层3连接在第二连接面，用于保护未被基底层1包覆的导电层2，即用于保护电极和/或导线导体，避免电极和/或导线导体裸露或氧化等，防止短路，防止刮擦。需要说明的是，封装层3的材料可以与基底层1的材料相同或不同，具体的，封装层材料在进行选择时，无需考虑生物相容性。

在本实用新型实施例中,基底层1、导电层2和封装层3均为可形变材料制成，导线在形变过程中电阻值同步发生变化或不变化。

通过可形变材料制成的基底层1、导电层2和封装层3具有可形变功能，在生物体进行动作导致皮肤发生收缩和/或伸展的过程中，可形变材料能够随生物体的皮肤同步收缩和/或伸展，从而能够使该导线更加符合人体工程学的设计，避免导线影响生物体的活动，也避免生物体的活动造成导线之间或导线与元器件之间过渡拉伸，进而避免接触不良，进而使生物体表面的电路能够保持导通，实现生物体表面持续地测试、监控或其他活动，且减少持续地测试、监控或其他活动影响生物体的日常行为。进一步的，由于导线可拉伸的性质，随着导电层2的整体长度发生改变，导电层2的截面同样会发生改变，在此基础上，导电层2的整体电阻值会发生变化，如此，该导线配合传感器可以利用导线拉伸情况下电阻的细微变化实现压力和拉伸的测试和监控。

导线在形变过程中，电阻值会发生变化或不变，阻值发生变化的导线，是由于随着拉伸和形变，导电层的截面会发生改变，在此基础上，导电层的整体电阻值会发生变化，利用这种变化，可以作为生物体表面的一种应力传感器，将电阻的细微变化通过数据收集和分析装置进行解析，从而获得拉伸和弯曲等应力变化和电阻等对应关系，实现生物体表面的应力监控和动作预测等应用。阻值不发生变化的导线，其在形变过程中，导电层的截面不发生变化，在此基础上，能够实现导线发生形变而导电层的整体电阻值不发生变化，如将导线做成蛇形导线，即可实现导线发生形变的情况下，导电层的电阻值不变。

在一种实施方式中，基底层1和封装层3均为可拉伸可形变的弹性体构成，弹性体包括硅胶、橡胶或其他弹性体材料。基底层1和封装层3可以为同一种材料，也可以为不同种材料。优选的，基底层1、导电层2和封装层3的形变系数相同和/或大于皮肤的形变系数。需要说明的是，此处的可形变材料并非指代所有可发生形变的材料，具体指代当皮肤表面发生形变时，其材料形变系数能够与皮肤同步形变的材料，即其形变量能够与皮肤形变量保持一致的材料或最大形变量大于皮肤最大形变量的材料。

在本实用新型实施例中，基底层1包括连接导电层2的第一表面和用于粘附在皮肤表面的第二表面；其中，用于形成第二表面的材料与用于形成第一表面的材料相同或不同。

具体的基底层1的形状可根据实际需要进行设计，其与皮肤连接的第二表面的形状包括但不限于弧形、圆形、线形、块状或其他任意形状及上述形状的拼接。进一步的，基底层1的第一表面用于连接导电层2，基底层1第一表面和第二表面之间的厚度根据需要可以不均匀分布，且基底层1两表面不限制为平面。其中，基底层1可以是本身就具有粘性的不导电材料，如自粘性橡胶材料；基底层1也可以是由无粘性的橡胶材料和粘性胶质材料形成。当基底层1为具有粘性的不导电材料制成时，基底层1可以采用同一材料制成。当基底层1由无粘性的橡胶材料和粘性胶质材料形成时，其用于形成第二表面的材料为粘性胶质材料，该表面与皮肤接触形成粘附，其用于形成第一表面的材料为无粘性的橡胶材料，以供导电层2的安装。根据需要，基底层1的选材可以为可形变材料或不可形变材料，也可以是可形变材料和不可形变材料的组合。

在本实用新型实施例中，导电层2由可形变导体材料和不可形变导体材料的任一种或多种制成；其中，可形变导体材料由液态金属、蛇形金属、可拉伸银浆、导电聚合物的任一种或多种制成；不可形变导体材料由金属导电物、金属导电颗粒、非金属半导体、一维导电材料、二维导电材料中的任一种或多种制成。

同样的，形成导电层2的材料可以为可形变导体材料，也可以为不可形变导体材料，还可以是可形变导体材料和不可形变导体材料的组合。在可形变导体材料和不可形变导体材料组合过程中，可以在皮肤表面容易发生形变和/或收缩的部位采用可形变材料制成，在皮肤表面不会发生形变和/或收缩的部位采用不可形变材料制成，连接可形变材料和不可形变材料，即形成导电层2。其中，可形变导体材料由液态金属、蛇形金属或其他具有导电功能的可形变材料，如可拉伸银浆、聚吡咯、聚苯胺、聚3,4-乙烯二氧噻吩聚合物-聚苯乙烯磺酸钠(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)，pedot：pss)等材料。不可形变导体材料可以为金属导电物、金属导电颗粒或非金属半导体，普通铜线、银纤维、柔性电路板(fpc)线、金纳米颗粒、银纳米颗粒、铜纳米颗粒、银纳米线。还包括一维导电材料、二维的导电材料，例如碳纳米管、银纳米线和石墨烯等材料。

需要说明的是，此处的不可形变材料指代并非完全无法产生形变，其指代为在生物体皮肤发生形变和/或收缩时，材料的形变系数小于生物体皮肤形变量以致无法与皮肤同步形变的材料。进一步需要补充的是，当形变材料选用蛇形金属时，其包裹在蛇形金属外部的材料层可以为不可形变材料，且蛇形金属在发生形变时，其电阻不变。

图2为本实用新型实施例另一种导线的结构示意图。

参见图2，在一可实施方式中,还包括伪装层4，伪装层4连接在不与皮肤接触的封装层3和/或不与皮肤接触的基底层1表面。

该导线还包括伪装层4，伪装层4由与生物体皮肤相近或相同颜色的材料制成，伪装层4连接在封装层3上，进一步的，伪装层4可以同时连接在封装层3和生物体皮肤上，起到更好地伪装导线的目的，使正常情况下肉眼无法快速辨别导线的存在，对导线进行了隐藏。如此操作，还能够起到保护隐私、保持美观性的效果。

在本实用新型实施例中，伪装层4包括肤色贴纸、肤色浆料、肤色膏体的任一种或多种制成。

具体的，伪装层4用于使导线颜色与皮肤相同，无法用肉眼快速识别。其中，伪装层4可以采用肤色贴纸、肤色浆料、肤色膏体制成，如粉底液、粉底膏，伪装层4不仅仅限制于肤色贴纸、肤色浆料、肤色膏体，还包括有承载肤色贴纸、肤色浆料、肤色膏体的承载层，承载层的材料可以与基底层1相似；伪装层4也可以直接附着在封装层3表面，如此可以不需要承载层。为了使伪装层4与肤色更加贴近，伪装层4的朝向基底层1的表面可以大于基底层1的表面，使伪装层4的两侧边同样能够与皮肤粘附，从而提高导线的隐藏效果。

在本实用新型实施例中，导线还包括第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6，第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6分设在导电层2的第一连接面和第二连接面，且第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6连接；电磁屏蔽层由可形变电磁屏蔽材料或不可形变电磁屏蔽材料制成。

通过电磁屏蔽层的设计，能够对电磁进行屏蔽，使导线不受其他设备的影响，避免干扰，提高装置运行的稳定性，同时对人身和环境保护。第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6可以采用具有一定可形变性的导电聚合物例如，聚吡咯、聚苯胺、聚3,4-乙烯二氧噻吩聚合物-聚苯乙烯磺酸钠(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)，pedot：pss)等材料。需要补充的是，电磁屏蔽层的材料可以与导电层材料相同或不同。

为方便上述实施例的理解，以下提供若干具体的导线结构。

实施例一

一种导线，包括基底层1、导电层2、封装层3和伪装层4，基底层1、导电层2、封装层3和伪装层4均由不可拉伸材料制成。其中，基底层1还包括有背胶层，背胶层用于和皮肤连接，导电层2位于封装层3和基底层1之间，且封装层3和基底层1的侧边互相连接，导电层2的两端头有封装层3或无封装层3均可。伪装层4位于封装层3背向导电层2的表面。导线的截面形状可以为任意形状。

实施例二

一种导线，包括基底层1、导电层2、封装层3和伪装层4，基底层1、第一电磁屏蔽层5、导电层2、第二电磁屏蔽层6、封装层3和伪装层4均由不可拉伸材料制成。其中，基底层1还包括有背胶层，背胶层用于和皮肤连接，导电层2位于封装层3和基底层1之间，且导电层2的外周包裹有第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6，封装层3和基底层1的侧边互相连接，导电层2的两端头有封装层3或无封装层3均可。伪装层4位于封装层3背向导电层2的表面。导线的截面形状可以为任意形状。

实施例三

一种导线，包括基底层1、导电层2、封装层3和伪装层4，基底层1、第一电磁屏蔽层5、导电层2、第二电磁屏蔽层6、封装层3和伪装层4均由可拉伸材料制成。其中，基底层1还包括有背胶层，背胶层用于和皮肤连接，导电层2位于封装层3和基底层1之间，且导电层2的外周包裹有第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6，封装层3和基底层1的侧边互相连接，导电层2的两端头有封装层3或无封装层3均可。伪装层4位于封装层3背向导电层2的表面。导线的截面形状可以为任意形状。当导线整体被拉伸时，基底层1、导电层2、封装层3和伪装层4，基底层1、第一电磁屏蔽层5、导电层2、第二电磁屏蔽层6、封装层3和伪装层4均同时发生形变，且形变量一致。

实施例四

一种导线，包括基底层1、导电层2、封装层3和伪装层4，基底层1、第一电磁屏蔽层5、导电层2、第二电磁屏蔽层6、封装层3和伪装层4由可拉伸材料制成和不可拉伸材料制成，具体的，导线包括互相拼接的第一部分和第二部分，其中，可拉伸材料制成第一部分导线、不可拉伸材料制成第二部分导线。第一部分导线用于连接在皮肤容易发生形变的部位，如关节、第二部分导线用于连接在皮肤不容易发生形变的位置，如头部。

进一步需要补充的是，由于导线可拉伸的性质，随着导电层2的整体长度发生改变，导电层2的截面同样会发生改变，在此基础上，导电层2的整体电阻会发生变化，如此，该导线配合传感器可以利用导线拉伸情况下电阻的细微变化实现压力和拉伸的测试和监控。

本实用新型实施例另一方面提供一种导线的制备方法，包括：首先，在附着在皮肤表面的基底层1上形成导电层2；然后，在导电层2上形成封装层3。

本实用新型实施例提供的制备方法用于制造是适用于生物体和仿真机器人皮肤表面的导线，如：人体皮肤表面、其他动物类皮肤的表面、仿真机器人皮肤表面，以配合其他电子元器件实现导通功能。该导线的基底层1可以选为对皮肤无刺激性、有良好生物相容性的不导电材料。具体的，基底层1的一表面附着在生物体皮肤表面，起到将导线固定在生物体皮肤表面的作用，基底层1的固定方式可以通过胶粘、吸附的方式固定在生物体表面。需要说明的是，基底层1由不导电材料制成，为了降低导线整体对生物体造成的存在感，基底层1可以选为对皮肤无刺激性、有良好生物相容性的不导电材料，为了提高附基底层1附着在生物体皮肤表面的牢固性，基底层1的形状可以根据实际需要进行调整，如在生物体皮肤褶皱较多的部分增加基底层1与皮肤的接触面积以提高附着稳定性，或在生物体皮肤褶皱较多的部分降低基底层1与皮肤的接触面积以降低存在感。

该方法还包括在附着在皮肤表面的基底层1上形成导电层2，导电层2由导体材料制成，通过导体实现电路的连通。

再后，在导电层2上形成封装层3，封装层3用于保护电极和/或未被基底层1包覆的导电层2，用于保护电极和/或导线，避免电极和/或导线裸露或氧化等，防止短路，防止刮擦。需要说明的是，封装层3的材料可以与基底层1的材料相同或不同。

在本实用新型实施例中方法还包括,在不与皮肤接触的封装层3和/或不与皮肤接触的基底层1表面形成伪装层4。

伪装层4由与生物体皮肤相近或相同颜色的材料制成，伪装层4连接在封装层3上，进一步的，伪装层4可以同时连接在封装层3和生物体皮肤上，起到伪装导线的目的，使正常情况下肉眼无法快速辨别导线的存在，对导线进行了隐藏。如此操作，还能够起到保护生物体隐私的效果。

在本实用新型实施例中，方法在附着在皮肤表面的基底层1上形成导电层2之前，还包括，在基底层1上形成第一电磁屏蔽层5，导电层2在第一电磁屏蔽层5上形成；方法在附着在皮肤表面的基底层1上形成导电层2之后，还包括，在导电层2上形成与第一电磁屏蔽层5连接的第二电磁屏蔽层6；其中，第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6包覆在导电层的外周。

通过第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6的设计，能够对电磁进行屏蔽，使导线不受其他设备的影响，避免干扰，提高装置运行的稳定性，同时对人身和环境保护。第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6可以采用具有一定可形变性的导电聚合物例如，聚吡咯、聚苯胺、聚3,4-乙烯二氧噻吩聚合物-聚苯乙烯磺酸钠(poly(3,4-ethylenedioxythiophene)，pedot：pss)等材料。

在本实用新型实施例中，基底层1、导电层2、封装层3、伪装层4、第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6均通过印刷工艺、涂布工艺和/或半导体工艺的任一种方法或上述方法的组合形成。

具体的，本实用新型实施例在导线的制备方法中，其中，基底层1可以选为可形变材料、不可形变材料或可形变材料与不可形变材料的组合，优选为对皮肤无刺激，有好的生物相容性的可形变材料，如聚乙烯醇材料类弹性树脂等。进一步的，基底层1可以由多种材料制成，基底层1可以由无粘性的可形变材料制成，也可以由有粘性的可形变材料制成，当基底层1由无粘性的可形变材料制成时，可以在基底层1朝向皮肤表面的端面上设置背胶或其他胶粘介质。基底层1的成型可以通过流延、吹塑、挤出或其他塑料成膜工艺制成。

导电层2通过印刷工艺和/或传统工艺如光刻和蚀刻形成在基底层1表面。

第一电磁屏蔽层5和第二电磁屏蔽层6可通过印刷工艺和传统工艺如涂布形成在导电层2表面，对电磁进行屏蔽。

封装层3可通过印刷工艺和/或传统工艺如涂布形成在基底层1表面和/或导电层2表面，对导电层2进行封装。需要理解的是，当导电层2上形成有电磁屏蔽层时，封装层3为对有电磁屏蔽层的导电层2进行整体封装。

伪装层4为皮肤贴纸或粉底等起到伪装效果的薄膜等，伪装层4通过印刷工艺和传统工艺如涂布形成在导线外表面。在一种具体实施场景中，伪装层4粘性薄膜和附着在粘性薄膜上的伪装材料，粘性薄膜的一表面与导电外表面粘接，并粘接在皮肤上，粘性薄膜的另一表面粘接有起到伪装效果的粉底。粘性薄膜可以选为具有粘性的聚二甲基硅氧烷(pdms)薄膜。在此基础上，封装层3和基底层1同样可以选为与聚二甲基硅氧烷具有良好粘附性的硅类树脂，以提高伪装层4的附着力，使该导线与皮肤之间的附着性更好。

本实用新型另一方面提供一种导线的使用方法，导线通过基底层1连接在皮肤表面，导线的端部连接有外部供电设备，外部供电设备包括电源、元器件、开关的任一种或多种，导线与外部供电设备连接实现导通。

具体的，应用该导线与电源、元器件、开关配合，能够实现电路导通功能，从而使元器件能够按照需求工作。进一步需要补充的是，由于导线可拉伸的性质，随着导电层2的整体长度发生改变，导电层2的截面同样会发生改变，在此基础上，导电层2的整体电阻会发生变化，如此，该导线配合传感器可以利用导线拉伸情况下电阻的细微变化实现压力和拉伸的测试和监控。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。