一种触感力敏元件及推拿力学检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及力敏元件的技术领域，尤其涉及一种触感力敏元件及推拿力学检测设备。


背景技术：

2.力传感器(force sensor)将力的量值转换为相关电信号的器件。力是引起物质运动变化的直接原因。力传感器能检测张力、拉力、压力、重量、扭矩、内应力和应变等力学量。具体的器件有金属应变片、压力传感器等，在动力设备、工程机械、各类工作母机和工业自动化系统中，成为不可缺少的核心部件。
3.力传感器主要由三个部分组成：力敏元件(即弹性体，常见的材料有铝合金，合金钢和不锈钢)、转换元件(最为常见的是电阻应变片)和电路部分(一般有漆包线，pcb板等)。用户通过按压力敏元件，再由转换元件将力敏元件的受力转变为信号，传输至电路中，确定用户的按压压力。
4.但目前常用力敏元件有如下技术问题：由于力敏元件采用金属制造，体积大且笨重，使用不方便，而且一旦按压的压力过大，金属容易变形。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种触感力敏元件及推拿力学检测设备，所述触感力敏元件由多个具有弹性的可形变图层叠加组成，既可以压缩体积并减少重量，也可以让力敏元件发生弹性形变，避免挤压变形的情况。
6.本实用新型实施例的第一方面提供了一种触感力敏元件，所述触感力敏元件包括：
7.第一软质弹性体、触觉传感器阵列层、第二软质弹性体和弹性织物；
8.所述第一软质弹性体、所述触觉传感器阵列层、所述第二软质弹性体和所述弹性织物依次从下至上叠加设置；
9.所述第一软质弹性体的底面设有硬质基底，用于与接触物接触，所述弹性织物的顶面用于与用户皮肤接触。
10.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述弹性织物的底面设有第三软质弹性体，所述第三软质弹性体与所述第二软质弹性体叠加设置。
11.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一软质弹性体、第二软质弹性体和所述第三软质弹性体的弹性模量相互之间不同。
12.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一软质弹性体、第二软质弹性体和所述第三软质弹性体的材质为硅胶或聚氨酯。
13.在第一方面的一种可能的实现方式中，所述触觉传感器阵列层的长度为50-300毫米，所述触觉传感器阵列层的宽度为50-300毫米，所述触觉传感器阵列层的厚度为0.2-0.5毫米。
14.本实用新型实施例的第二方面提供了一种推拿力学检测设备，所述推拿力学检测设备包括：
15.若干个如上所述的触感力敏元件、人体结构外壳、电路组件；
16.若干个所述触感力敏元件排列在所述人体结构外壳的背部，所述人体结构外壳的内部镂空，所述电路组件设置在所述人体结构外壳的内部，并分别与每个所述触感力敏元件连接。
17.在第二方面的一种可能的实现方式中，若干个所述触感力敏元件相互间隔排列在所述人体结构外壳的背部。
18.在第二方面的一种可能的实现方式中，其特征在于，所述人体结构外壳的背部还设有蒙皮，所述蒙皮覆盖在若干个所述触感力敏元件的顶面。
19.在第二方面的一种可能的实现方式中，所述蒙皮的厚度为1-20毫米，所述蒙皮的层数为1-5层。
20.在第二方面的一种可能的实现方式中，所述电路组件，包括：元件电路和电路支架；
21.所述电路支架设有凹槽，所述元件电路设置在所述凹槽内。
22.相比于现有技术，本实用新型实施例提供的一种触感力敏元件及推拿力学检测设备，其有益效果在于：本实用新型由多个具有弹性的可形变图层叠加组成，既可以压缩体积并减少重量，也可以让力敏元件发生弹性形变，避免挤压变形的情况。
附图说明
23.图1是本实用新型一实施例提供的一种触感力敏元件的结构示意图；
24.图2是本实用新型一实施例提供的一种推拿力学检测设备的主视图；
25.图3是本实用新型一实施例提供的一种推拿力学检测设备的俯视图；
26.图4是本实用新型一实施例提供的元件电路的组成示意图。
27.图中：第一软质弹性体1、触觉传感器阵列层2、第二软质弹性体3、弹性织物4、硬质基底5、第三软质弹性体6、人体结构外壳10、电路组件11、触感力敏元件12、元件电路13、电路支架14、凹槽15。
具体实施方式
28.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，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
29.力传感器主要由三个部分组成：力敏元件(即弹性体，常见的材料有铝合金，合金钢和不锈钢)、转换元件(最为常见的是电阻应变片)和电路部分(一般有漆包线，pcb板等)。用户通过按压力敏元件，再由转换元件将力敏元件的受力转变为信号，传输至电路中，确定用户的按压压力。
30.但目前常用力敏元件有如下技术问题：由于力敏元件采用金属制造，体积大且笨重，使用不方便，而且一旦按压的压力过大，金属容易变形。
31.为了解决上述问题，下面将通过以下具体的实施例对本技术实施例提供的一种触感力敏元件进行详细介绍和说明。
32.参照图1，示出了本实用新型一实施例提供的一种触感力敏元件的结构示意图。
33.其中，作为示例的，所述触感力敏元件，可以包括：第一软质弹性体1、触觉传感器阵列层2、第二软质弹性体3和弹性织物4；
34.所述第一软质弹性体1、所述触觉传感器阵列层2、所述第二软质弹性体3和所述弹性织物4依次从下至上叠加设置；
35.所述第一软质弹性体1的底面设有硬质基底5，用于与接触物接触，所述弹性织物4的顶面用于与用户皮肤接触。
36.在使用时，硬质基底5可以直接与物体接触，然后弹性织物4的顶面用于与用户皮肤接触，用户可以按压在弹性织物4上，然后通过弹性织物4按压触觉传感器阵列层2，由触觉传感器阵列层2检测用户的按压力度。
37.由于触觉传感器阵列层2的上下两边均有弹性体，在用户按压后可以通过两层弹性体使其快速反弹复原，实现可形变的检测。
38.参照图1，在一实施例中，所述弹性织物4的底面设有第三软质弹性体6，所述第三软质弹性体6与所述第二软质弹性体3叠加设置。
39.具体地，所述第一软质弹性体1、第二软质弹性体3和所述第三软质弹性体6的弹性模量相互之间不同。
40.可选地，所述第一软质弹性体1、第二软质弹性体3和所述第三软质弹性体6的材质为硅胶或聚氨酯。
41.优选为硅胶。
42.在一实施例中，所述触觉传感器阵列层2的长度为50-300毫米，所述触觉传感器阵列层2的宽度为50-300毫米，所述触觉传感器阵列层2的厚度为0.2-0.5毫米。
43.优选地，所述触觉传感器阵列层2的长度为250毫米，所述触觉传感器阵列层2的宽度为50毫米，所述触觉传感器阵列层2的厚度为0.25毫米。
44.具体地，触觉传感器阵列层2的线性响应区间为0-500kpa。
45.在使用时，可以将多个触感力敏元件平铺设置，用户可以直接按压在平铺好的触感力敏元件上，由触感力敏元件进行检测。
46.在本实施例中，本实用新型实施例提供了一种触感力敏元件，其有益效果在于：本实用新型由多个具有弹性的可形变图层叠加组成，既可以压缩体积并减少重量，也可以让力敏元件发生弹性形变，避免挤压变形的情况。
47.本实用新型实施例还提供了一种推拿力学检测设备，参见图2-3，分别示出了本实用新型一实施例提供的一种推拿力学检测设备的结构示意图。
48.其中，作为示例的，所述推拿力学检测设备可以包括：
49.人体结构外壳10、电路组件11和若干个如上述实施例所述的触感力敏元件12；
50.若干个所述触感力敏元件12排列在所述人体结构外壳10的背部，所述人体结构外壳10的内部镂空，所述电路组件11设置在所述人体结构外壳10的内部，并分别与每个所述触感力敏元件12连接。
51.在使用时，用户可以直接按压在人体结构外壳10背部上的触感力敏元件12，再通
过电路组件11检测实际的压力力度，以模拟推拿按摩。而且触感力敏元件12具有一定的弹力，用户可以重复不断按压，同时实时检测其按压力度，能更加准确地进行推拿教学，使学员可以更加准确地进行力度调整。
52.在一实施例中，若干个所述触感力敏元件12相互间隔排列在所述人体结构外壳10的背部。
53.在一实施例中，为了能保护触感力敏元件12，所述人体结构外壳10的背部还设有蒙皮，所述蒙皮覆盖在若干个所述触感力敏元件12的顶面。
54.可选地，所述蒙皮的厚度为1-20毫米，所述蒙皮的层数为1-5层。
55.优选地，所述蒙皮的厚度为10毫米；所述蒙皮的层数为2层。
56.由于不同的弹性体具有不同的模量，弹性体的模量可以从底层到高层按梯度变化进行调整，在最外层通过具有弹力的织物进行整体封装，然后再覆盖蒙皮。
57.用户在重复按压时，可能使得整个人体结构外壳10在摆动，而电路组件11也可能随人体结构外壳10摆动而晃动，进而导致电路组件11不稳而且人体结构外壳10的重心也不断在变化，使得用户无法准确进行按压。为了能让电路组件11更加稳定地摆放，在一实施例中，所述电路组件11可以包括元件电路13和电路支架14；
58.所述电路支架14设有凹槽15，所述元件电路13设置在所述凹槽15内。
59.具体地，凹槽15的位置可以根据实际需要进行调整。
60.参照图4，示出了本实用新型一实施例提供的元件电路的组成示意图。
61.在本实施例中，元件电路可以包括依次连接的采集电路、数模转换器、主控芯片，其中，采集电路与触感力敏元件12连接。主控芯片与通过串口与上位机连接，上位机也与触感力敏元件12连接，由上位机分别给触感力敏元件12和主控芯片供电。
62.其中，采集电路可以采集用户的在触感力敏元件12的按压力度，然后通过上位机传输至相应的终端进行展示。
63.在本实施例中，本实用新型实施例提供了一种推拿力学检测设备，其有益效果在于：本实用新型可以基于触感力敏元件构建模仿人体触觉的电子皮肤，覆盖模拟人体的监测区域，实现推拿过程中应力大小与分布情况的数据化与可视化呈现，为中医教学以及推拿设备的研发提供指导依据。
64.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。