一种可穿戴设备的制作方法

本说明书涉及可穿戴设备领域，特别涉及一种可穿戴设备。

背景技术：

1、随着元宇宙和vr技术的不断进步，对真实物理世界与元宇宙虚拟世界之间的交互形式提出越来越高的要求。作为人类身体中最灵活也是最重要的部位，手部动作的实施捕捉与虚拟映射是提高元宇宙沉浸感与体验感中不可或缺的一环。但是，现有的动作捕捉手套存在许多问题。例如，基于多轴惯性传感器的动作捕捉手套的算法复杂、系统累赘、佩戴舒适性较差、且成本较高。又例如，现有的基于电阻式或电容式弯曲传感器的动作捕捉手套的传感器可靠性一致性较差，极易受到温度、汗液、压力等各种外界因素干扰，其应用场景非常受限，且成本较高。

2、因此，有必要设计一种制备简单、成本低廉、佩戴舒适、抗干扰能力强，且兼具高灵敏度和高可靠性的动作捕捉手套。

技术实现思路

1、本说明书实施例之一提供一种可穿戴设备，包括：穿戴本体，用于覆盖用户的关节位置；以及至少一个电感传感器，包括由导电线围成的电感结构，所述至少一个电感传感器附着在所述穿戴本体上与所述关节位置对应的位置，所述电感结构随着所述关节位置的形变而产生变化的电感。

2、在一些实施例中，所述穿戴本体包括手套，当用户佩戴所述可穿戴设备时，所述至少一个电感传感器的至少一部分位于所述用户手部的关节处，以采集所述用户手部的动作信号。通过利用电感传感器来对用户手部动作进行传感，其不易受温度、湿度、压力、汗液等外界因素的干扰。

3、在一些实施例中，所述导电线围绕所述关节位置形成螺旋形的电感图案，所述导电线在垂直于所述电感图案表面的方向上的厚度不大于3mm。通过将导电线在垂直于所述电感图案表面的方向上的厚度设置在该范围内，可以提高用户佩戴所述可穿戴设备的舒适度并且提高电感传感器的灵敏度。

4、在一些实施例中，所述螺旋形的电感图案的长轴方向与对应关节的弯曲轴线夹角在90度±20度范围内，所述螺旋形的电感图案的短轴方向与对应关节的弯曲轴线的夹角在±20度范围内。

5、在一些实施例中，所述电感结构的电阻小于100ω，以提高电感的q值，进而提高测量的精确度。

6、在一些实施例中，所述至少一个电感传感器包括两个电感结构，分别位于关节的内外两侧。

7、在一些实施例中，所述电感结构包括：螺旋电感线圈，其中，所述螺旋电感线圈中导线的导线圈数大于或等于2。基于螺旋电感线圈的电感传感器制备简单、成本低廉，适用于工业生产。同时，可以通过增加螺旋电感线圈的线圈数提高电感传感器的电感量(其可以在较小的尺寸下实现更高的电感量)，从而提高传感器的灵敏度，满足传感器小尺寸的应用需求，同时简化了后续读出系统的设计。

8、在一些实施例中，所述导电线包括弹性可拉伸的导电纺线，所述导电纺线通过纺织的方式固定。

9、在一些实施例中，所述螺旋电感线圈中所述导线的导线宽度小于等于2mm，且所述导线的导线间隙小于等于2mm。通过设置螺旋电感线圈中的导线宽度和导线间隙可以提高电感传感器的空间利用率，绕制更多的线圈，进而可以得到更优的灵敏度和电感值。

10、在一些实施例中，所述至少一个电感传感器还包括基板，用于承载所述螺旋电感线圈；所述基板包括通孔，所述通孔用于将所述螺旋电感线圈的内层线圈引出到第一信号引出端，所述第一信号引出端与连接所述螺旋电感线圈的外层线圈的第二信号引出端位于所述基板同一表面。通过设置通孔将电感导线的两端从基板的同一侧引出，简化了电感传感器的结构，便于将电感传感器连接至外接电路。

11、在一些实施例中，所述至少一个电感传感器还包括基板，用于承载所述螺旋电感线圈；所述螺旋电感线圈至少包括第一层线圈和第二层线圈，所述第一层线圈和所述第二层线圈在垂直于所述基板的方向上分层设置，以及所述第一层线圈和所述第二层线圈中电流方向相同。通过在基板上设置两层或多层电感，可以增大电感传感器的总电感量，从而有利于后续读出系统的稳定性和精度，同时可以提升电感传感器的灵敏度，且工艺容易实现。

12、在一些实施例中，所述第一层线圈和所述第二层线圈分别设置在所述基板的两侧。通过将第一层线圈和第二层线圈分别设置在基板的两侧，简化了电感传感器的结构、减少了电感传感器的引出端子的个数，从而节省了成本。

13、在一些实施例中，所述基板上设置有通孔，所述第一层线圈和所述第二层线圈分别由穿过所述通孔的同一根导线形成。

14、在一些实施例中，所述至少一个电感传感器设置于所述用户的手背，所述至少一个电感传感器还包括：导磁薄膜，所述导磁薄膜覆盖在所述螺旋电感线圈远离所述用户手部的一侧。通过将电感传感器设置在用户的手背，提高了用户佩戴的舒适性。同时，通过覆盖在螺旋电感线圈远离用户手部一侧的导磁薄膜，提升了电感传感器的电感绝对值，使得电感传感器更加灵敏，同时可以约束电感传感器的磁场线分布，从而可以屏蔽外界金属等环境干扰，进而提高了电感传感器的稳定性。

15、在一些实施例中，所述至少一个电感传感器设置于所述用户的手心，所述至少一个电感传感器还包括：导磁薄膜，所述导磁薄膜覆盖在所述螺旋电感线圈靠近所述用户手部的一侧。

16、在一些实施例中，所述导磁薄膜的厚度在10～500μm。通过设置合适的导磁薄膜厚度，可以均衡导磁薄膜的导磁效果、用户的舒适度及可穿戴设备的寿命。

17、在一些实施例中，所述至少一个电感传感器还包括：保护层，用于封装所述螺旋电感线圈。

18、在一些实施例中，所述至少一个电感传感器包括：指关节电感传感器，设置在手指关节的背部或腹部，用于测量对应手指关节的弯曲角度；指间距电感传感器，设置在相邻两根手指的连接位置，用于测量所述相邻两根手指的张开角度；或手腕电感传感器，设置在手腕的背面、正面或侧面，用于测量手腕弯曲的角度。通过在人手部的不同位置设置尺寸、厚度、可弯曲角度、电感各不相同的电感传感器，从而可以更好的测量人手动作，具有更好的灵敏度。

19、在一些实施例中，所述指关节电感传感器和所述手腕电感传感器中的至少一者相对于与其对应的关节的转轴对称。通过设置指关节电感传感器位置和相对于人手指关节的相对位置，从而可以获得更好的传感器灵敏度。

20、在一些实施例中，所述指关节电感传感器中的螺旋电感线圈在沿着平行于对应关节的转轴的方向上的尺寸大于5mm且小于20mm，所述螺旋电感线圈在沿着垂直于对应关节的转轴的方向上的尺寸与在沿着平行于对应关节的转轴的方向上的尺寸之比大于0.5且小于10。通过设置指关节电感传感器的形状和大小，从而可以获得更好的传感器灵敏度。

21、在一些实施例中，所述指关节电感传感器和所述指间距电感传感器中的至少一者至少包括第一子电感线圈和第二子电感线圈，所述第一子电感线圈和所述第二子电感线圈且通过引线串联连接，其中，当用户佩戴所述可穿戴设备时，所述第一子电感线圈和所述第二子电感线圈中的电流方向相同。通过将设置于用户指关节或相邻手指间的电感传感器拆分成两个通过引线串联连接的子电感线圈，从而可以提高用户在使用中的舒适性。

22、在一些实施例中，所述第一子电感线圈和所述第二子电感线圈的配置相同。

23、在一些实施例中，所述第一子电感线圈和所述第二子电感线圈尺寸的相对差别小于50％，且所述第一子电感线圈和所述第二子电感线圈相对于指间转轴对称放置。

24、在一些实施例中，所述引线所通过区域的宽度小于2mm，所述引线的长度大于1cm。

25、在一些实施例中，所述可穿戴设备还包括：一个或多个读取单元，用于读取所述至少一个电感传感器采集的动作信号，其中，所述每个读取单元至少对应所述至少一个电感传感器中的一个电感传感器。通过读取单元给电感传感器并联一个定值大电容，可以提高可穿戴设备的抗干扰能力。

26、在一些实施例中，所述可穿戴设备还包括：处理器，用于对所述至少一个电感传感器采集的动作信号进行处理，其中，所述处理器位于所述手套的手背。

27、在一些实施例中，所述可穿戴设备还包括：振动反馈单元，用于向所述用户手部提供虚拟触感。

28、在一些实施例中，所述可穿戴设备还包括：定位单元，用于对所述可穿戴设备的空间坐标进行定位。

29、在一些实施例中，传感器通过可拆卸的方式附着在所述穿戴本体上，且所述电感结构的尺寸或形状可调。

30、本说明书实施例中可以通过将电感传感器集成在可穿戴结构上，提高动作捕捉过程中动作识别的准确性，且穿戴舒适，提高用户体验；另外，可穿戴设备结构简单，制作成本低，提高了使用可靠性和重复利用性。