本發(fā)明涉及傳感器、信號(hào)處理技術(shù)以及無線傳感網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，尤其涉及一種基于柔性電子皮膚的表帶，屬于智能可穿戴領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
智能可穿戴設(shè)備作為一種新型可穿戴設(shè)備，其研究熱度不斷提升，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛?？纱┐髟O(shè)備不僅僅是一種硬件設(shè)備，更是通過軟件支持以及數(shù)據(jù)交互、云端交互來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的功能，可穿戴設(shè)備將會(huì)對(duì)我們的生活、感知帶來很大的轉(zhuǎn)變。手表是隨身攜帶的時(shí)間工具，大部分的人在日常工作中都會(huì)將手表佩戴在手腕上，既美觀又實(shí)用。從手表的發(fā)明出現(xiàn)到現(xiàn)在，手表經(jīng)歷了各種形式的發(fā)展，從最初簡(jiǎn)單的只是看時(shí)間的工具，到成為一種美觀的時(shí)尚品，發(fā)展到現(xiàn)在智能表越來越受人青睞。智能手表是具有信息處理能力，符合手表基本技術(shù)要求的手表。除指示時(shí)間之外，還應(yīng)具有提醒、導(dǎo)航、校準(zhǔn)、監(jiān)測(cè)、交互等其中一種或者多種功能；顯示方式包括指針、數(shù)字、圖像等。鑒于手表發(fā)展越來越迅速，人們對(duì)于手表表帶舒適性的要求也越來越高。由于表帶緊扣在手腕上，夏天天氣炎熱或者從事運(yùn)動(dòng)時(shí)，手腕很容易出汗或者感覺不舒適，尤其對(duì)于鐵鏈的表帶這種感覺尤為強(qiáng)烈，甚至?xí)谑滞笊侠粘龊圹E，舒適度很差，給人們?cè)斐衫_。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提出一種基于柔性電子皮膚的表帶，用于增加人們佩戴手表的舒適度,克服夏天天氣炎熱或者從事運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于表帶緊扣在手腕上，手腕出汗或者感覺悶熱的不舒適感，增加了用戶體驗(yàn)。該智能手表裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、可靠性高、攜帶方便、成本低、利于產(chǎn)業(yè)化，具有很大的實(shí)用性。為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種基于柔性電子皮膚的表帶，包括嵌于表帶本體內(nèi)的溫濕度采集單元和電信號(hào)比較單元；還包括與表帶本體依次鉸接的第一連接帶和第二連接帶，所述第一連接帶纏有繞組線圈，第二連接帶具有磁性，第一連接帶和第二連接帶形成拍合式電磁鐵來實(shí)現(xiàn)手表表帶長(zhǎng)短的控制。溫濕度采集單元和電信號(hào)比較單元相連，電信號(hào)比較單元與繞組線圈相連；所述表帶本體具有通氣孔；所述溫濕度采集單元包括紐扣電池和柔性電子皮膚，用于采集手腕與表帶接觸處的溫濕度，并以電信號(hào)的形式輸出，其中柔性電子皮膚的阻值隨著溫濕度變化，溫度或濕度越大，阻值越高，溫濕度采集單元輸出的電信號(hào)越小，且柔性電子皮膚通過通氣孔與外界相通。所述電信號(hào)比較單元用于將溫濕度采集單元輸出的電信號(hào)與閾值進(jìn)行比較，通過比較結(jié)果來向繞組線圈輸出高電平或低電平；當(dāng)溫濕度采集單元輸出的電信號(hào)大于閾值電壓時(shí)，電信號(hào)比較單元輸出高電平，繞組線圈的電路接通，第一連接帶和第二連接帶相互拍合，表帶處于正常狀態(tài)；溫濕度采集單元輸出的電信號(hào)小于閾值電壓時(shí)，電信號(hào)比較單元輸出低電平，繞組線圈的電路斷開，第一連接帶和第二連接帶相互分開，表帶處于伸長(zhǎng)狀態(tài)。進(jìn)一步地，所述柔性電子皮膚通過以下方法制備得到：將Cu納米線-石墨烯薄膜剪出2cm×0.5cm的長(zhǎng)條，將兩端用銀膠粘上銅線，再嵌入聚二甲基硅氧烷(PDMS)中，置于70℃鼓風(fēng)干燥箱中2h，制成柔性電子皮膚。所述Cu納米線-石墨烯薄膜的制備方法如下：(1)向20-25mL乙二醇溶液中加入20-42mgCu納米線，分散均勻后加入48-54mg抗壞血酸，分散均勻后加入3-3.8mL氧化石墨烯，移至水熱反應(yīng)釜中，將其置于120-160℃鼓風(fēng)干燥箱中反應(yīng)4-6h，再冷卻至室溫，就得到Cu納米線-石墨烯復(fù)合水凝膠。(2)將制備得到的Cu納米線-石墨烯復(fù)合水凝膠置于0.5wt％水合肼溶液中透析16h，再取出倒入150mL去離子水中分散均勻，得到懸浮液，再用砂芯過濾裝置抽濾，便得到Cu納米線-石墨烯薄膜。進(jìn)一步地，電信號(hào)比較單元為電壓比較器，具體可采用LM339芯片，閾值為1～5V。進(jìn)一步地，所述第一連接帶、第二連接帶的長(zhǎng)度均為15mm-20mm。本發(fā)明的柔性皮膚傳感器靈敏度高、穩(wěn)定性好，可以很好的采集表帶與手腕接觸處的溫濕度變化?？刂票韼ё詣?dòng)伸長(zhǎng)或恢復(fù)的電磁鐵裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，靈敏度高、靈活性好，可以自動(dòng)的控制表帶的伸長(zhǎng)和恢復(fù)，操作簡(jiǎn)單而且對(duì)人的干擾小，利于長(zhǎng)時(shí)間的重復(fù)使用。本裝置將智能控制和柔性電子皮膚很好的運(yùn)用到人們的生活中，關(guān)注人們的細(xì)微感受，改善生活質(zhì)量，提高生活品質(zhì)。附圖說明：圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的一種基于柔性電子皮膚的智能表帶裝置外觀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是柔性電子皮膚的智能表帶電磁鐵裝置示意圖；圖3是通氣孔與柔性電子皮膚的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是每隔25s用向通氣孔哈氣一次，其電信號(hào)的變化波形圖；圖5為本發(fā)明各個(gè)元件的電路連接示意圖；圖中，溫濕度采集單元1、電信號(hào)比較單元2、第一連接帶3、第二連接帶4、繞組線圈5、表帶本體6、通氣孔7、紐扣電池11、柔性電子皮膚12。具體實(shí)施方式:本發(fā)明一種基于柔性電子皮膚的表帶裝置，包括溫濕度采集單元、電信號(hào)比較單元、電磁鐵作用單元。所述的溫濕度采集單元，主要部件為柔性電子皮膚，柔性電子皮膚的制作方法為:將Cu納米線-石墨烯薄膜剪出2cm×0.5cm的長(zhǎng)條，將兩端用銀膠粘上銅線，再嵌入PDMS中，置于70℃鼓風(fēng)干燥箱中2h，制成柔性電子皮膚。其中,Cu納米線-石墨烯薄膜的制備方法如下：(1)向20-25mL乙二醇溶液中加入20-42mgCu納米線，分散均勻后加入48-54mg抗壞血酸，分散均勻后加入3-3.8mL氧化石墨烯，移至水熱反應(yīng)釜中，將其置于120-160℃鼓風(fēng)干燥箱中反應(yīng)4-6h，再冷卻至室溫，就得到Cu納米線-石墨烯復(fù)合水凝膠。(2)將制備得到的Cu納米線-石墨烯復(fù)合水凝膠置于0.5wt％水合肼溶液中透析16h，再取出倒入150mL去離子水中分散均勻，得到懸浮液，再用砂芯過濾裝置抽濾，便得到Cu納米線-石墨烯薄膜。柔性電子皮膚具有較高的靈敏性和穩(wěn)定性，其形狀和大小可以根據(jù)每個(gè)人的手腕和表帶寬度進(jìn)行定制，確保柔性電子皮膚可以靈敏的采集手腕處溫濕度的變化。柔性電子皮膚的阻值隨著溫濕度變化，溫度或濕度越大，阻值越高，輸出的電信號(hào)越小。如圖1和2所示，一種基于柔性電子皮膚的表帶，包括嵌于表帶本體6內(nèi)的溫濕度采集單元1和電信號(hào)比較單元2；還包括與表帶本體6依次鉸接的第一連接帶3和第二連接帶4，所述第一連接帶3纏有繞組線圈5，第二連接帶4具有磁性，第一連接帶3和第二連接帶4形成拍合式電磁鐵來實(shí)現(xiàn)手表表帶長(zhǎng)短的控制。溫濕度采集單元1和電信號(hào)比較單元2相連，電信號(hào)比較單元2與繞組線圈5相連；所述表帶本體6具有通氣孔7；所述溫濕度采集單元1包括紐扣電池11和柔性電子皮膚12，用于采集手腕與表帶接觸處的溫濕度，并以電信號(hào)的形式輸出，且柔性電子皮膚12通過通氣孔7與外界相通，如圖3所示。所述電信號(hào)比較單元2用于將溫濕度采集單元輸出的電信號(hào)與閾值進(jìn)行比較，通過比較結(jié)果來向繞組線圈5輸出高電平或低電平；當(dāng)溫濕度采集單元1輸出的電信號(hào)大于閾值電壓時(shí)，電信號(hào)比較單元2輸出高電平，繞組線圈5的電路接通，第一連接帶3和第二連接帶4相互拍合，表帶處于正常狀態(tài)；溫濕度采集單元輸出的電信號(hào)小于閾值電壓時(shí)，電信號(hào)比較單元2輸出地電平，繞組線圈的電路斷開，第一連接帶3和第二連接帶4相互分開，表帶處于伸長(zhǎng)狀態(tài)。所述電信號(hào)比較單元的電壓比較器芯片選擇的是LM339，閾值是1～5V。為保證安全性，還可以設(shè)置一個(gè)保護(hù)電阻，通過一個(gè)保護(hù)電阻來降低電壓比較器的輸入電壓。所述第一連接帶3和第二連接帶4的長(zhǎng)度是15mm-20mm；即濕度增加時(shí)，手表可以自伸長(zhǎng)15mm-20mm。下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖5所示，每隔25s向通氣孔7哈氣一次，從得到的信號(hào)波形圖中可以明顯看出，該石墨烯柔性電子皮膚的濕敏特性十分靈敏，而且穩(wěn)定性和重復(fù)性也極好?？梢造`敏的采集溫濕度的變化并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。具體的實(shí)施過程為：當(dāng)佩戴手表的用戶手腕與表帶接觸處溫度較低、濕度一般時(shí)，石墨烯柔性電子皮膚的電阻值較小，電壓一定時(shí)溫濕度采集單元的電流值較大，此電流值通過一電阻輸入已經(jīng)設(shè)置閾值電壓的電壓比較器中，由于輸入電壓超過閾值電壓，輸出高電平。驅(qū)動(dòng)后邊的電磁鐵電路工作，電流輸入如圖2第一連接帶3的繞組線圈5中，使得第二連接帶4被磁化，從而使得手表的表帶處的兩個(gè)鉸接的連接帶3和5由于磁力的作用吸附在一起，手表表帶處于一般長(zhǎng)度下；夏天天氣炎熱或者從事運(yùn)動(dòng)時(shí)，佩戴手表的用戶手腕與表帶接觸處溫度升高、濕度增加到一定時(shí)，石墨烯柔性電子皮膚的電阻值變大，電壓一定時(shí)溫濕度采集單元的電流值較小，此電流值通過一電阻輸入已經(jīng)設(shè)置閾值電壓的電壓比較器中，由于輸入電壓低于閾值電壓，輸出低電平。電磁鐵電路不能工作，使得電磁鐵作用消失，從而使得兩個(gè)鉸接的連接帶3和5間的磁力消失，不能吸附在一起，手表表帶處于伸長(zhǎng)長(zhǎng)度。接著隨著時(shí)間的推移，手腕與表帶接觸處皮膚變干，濕度減小時(shí)，兩個(gè)鉸接的連接帶3和5又由于磁力作用吸附在一起，手表表帶又回到一般長(zhǎng)度。就這樣，隨著濕度的變化，表帶自伸長(zhǎng)和自回復(fù)。