專利名稱：柔性力敏傳感墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于承載人體的墊子，尤其涉及一種可以檢測(cè)壓力分布的柔性力敏傳感墊。
背景技術(shù)：
柔性產(chǎn)品，例如各類坐墊、床墊、靠墊，通過增設(shè)傳感器，可以獲知使用者的身體狀態(tài)，大大擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域。目前業(yè)界已開發(fā)多種用于輔助護(hù)理病人和兒童的傳感墊，但目前的傳感墊存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能不穩(wěn)定、功能籠統(tǒng)單一等缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍受限，難以大量普及
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種柔性力敏傳感墊，用于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、性能不穩(wěn)定、功能籠統(tǒng)單一的問題。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型提供的柔性力敏傳感墊包括墊子本體，用于承載人體；多個(gè)壓力傳感器，設(shè)于所述墊子本體，用于檢測(cè)所述墊子本體不同區(qū)域承受的壓力；信號(hào)處理裝置，與所述多個(gè)壓力傳感器連接，用于接收及處理所述多個(gè)壓力傳感器檢測(cè)的壓力信號(hào)以獲取所述墊子本體承受的壓力分布信息；信息輸出裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于輸出所述信號(hào)處理裝置獲得的壓力分布信息。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述壓力傳感器的力敏元件包括石墨烯力敏層和柔性線路板，且所述石墨烯力敏層為兩層，所述柔性線路板為兩層，所述兩層石墨烯力敏層設(shè)于所述兩層柔性線路板之間。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述石墨烯力敏層通過絲網(wǎng)印刷的方式設(shè)于所述柔性線路板上。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述墊子本體為適用于床上使用的床墊。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述信息輸出裝置包括顯示裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于以圖像或文字輸出所述墊子本體承受的壓力分布信息。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述信息輸出裝置包括聲音輸出裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于以聲音輸出所述墊子本體承受的壓力分布信肩、O根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述信息輸出裝置還包括報(bào)警裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于所述信號(hào)處理裝置判斷所述墊子本體承受的壓力分布信息達(dá)到不同的預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)發(fā)出不同的報(bào)警提示。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實(shí)施方式，其中，所述床墊包括頭部區(qū)域，位于所述床墊的端部；臀部區(qū)域，位于所述床墊的中部；邊緣區(qū)域，位于所述床墊的兩側(cè)邊；所述多個(gè)壓力傳感器分別設(shè)于所述頭部區(qū)域、臀部區(qū)域和邊緣區(qū)域。[0012]本實(shí)用新型通過在墊子本體上設(shè)置壓力傳感器，并且進(jìn)一步地，采用石墨烯作為壓力傳感器的力敏元件主要材料，可實(shí)時(shí)檢測(cè)人體的體位，而且結(jié)構(gòu)及應(yīng)用操作十分簡(jiǎn)單，可以便捷、可靠的為老弱病幼使用者的護(hù)理以及其他姿勢(shì)校正、身體保健使用者提供及時(shí)的參考信息。并且多個(gè)壓力傳感器的設(shè)置，能夠更精確和詳細(xì)的反饋出傳感墊上的信息，為護(hù)理者提供了很大的方便。

圖I為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的床墊本體的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的電路原理框圖。附圖標(biāo)記和各部件的對(duì)應(yīng)關(guān)系為I床墊本體 11頭部區(qū)域 12臀部區(qū)域 13、14邊緣區(qū)域21頭部區(qū)域壓力傳感器22臀部區(qū)域壓力傳感器23、24邊緣區(qū)域壓力傳感器 201柔性線路板 202石墨烯力敏層3信號(hào)處理裝置 4顯示裝置 5聲音報(bào)警裝置
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖I和圖2示意性的示出了本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的床墊本體結(jié)構(gòu)和電路原理，如圖所示，本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例包括床墊本體I、多個(gè)壓力傳感器21-24、信號(hào)處理裝置
3、顯示裝置4和聲音報(bào)警裝置5。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本實(shí)用新型并不局限于床墊，也可以應(yīng)用于電腦椅靠墊、汽車坐墊等以檢測(cè)使用者的姿勢(shì)并提示用戶保持正確坐姿。在圖I中,床墊本體I用于承載人體。多個(gè)壓力傳感器21-24設(shè)于床墊本體I中，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)使用者躺、臥、坐于其上時(shí)，床墊本體I不同區(qū)域承受的壓力，并將所檢測(cè)的壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，輸送至信號(hào)處理裝置3。信號(hào)處理裝置3與多個(gè)壓力傳感器21-24、顯示裝置4、聲音報(bào)警裝置5連接，用于接收及處理多個(gè)壓力傳感器21-24輸出的壓力信號(hào)以獲取床墊本體I承受的壓力分布信息，也即，使用者在床墊本體I上的體位姿勢(shì)、活動(dòng)信息。信號(hào)處理裝置3為具有信息處理能力的裝置，包括，但不限于，單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或者其他集成電路，例如專用集成電路(ASIC)。本優(yōu)選實(shí)施例的信息輸出裝置包括顯示裝置4、聲音報(bào)警裝置5，二者用于輸出信號(hào)處理裝置3獲得的壓力分布信息。為了準(zhǔn)確的檢測(cè)使用者在床墊本體I上的信息，同時(shí)減少壓力傳感器的數(shù)量和信號(hào)處理裝置3的運(yùn)算復(fù)雜度，本優(yōu)選實(shí)施例的床墊本體I設(shè)定四個(gè)特定區(qū)域，如位于床墊本體I端部的頭部區(qū)域11、位于床墊本體I中部的臀部區(qū)域12、位于床墊本體I的兩側(cè)邊的邊緣區(qū)域13和14。相應(yīng)地，頭部區(qū)域壓力傳感器21設(shè)于頭部區(qū)域11，臀部區(qū)域壓力傳感器22設(shè)于臀部區(qū)域12，邊緣區(qū)域壓力傳感器23和24分別設(shè)于邊緣區(qū)域13和14。在其他實(shí)施例中，當(dāng)然還可以增設(shè)腿部區(qū)域傳感器、背部區(qū)域傳感器等，如果為了僅僅檢測(cè)使用者是否存在掉下床墊本體I的風(fēng)險(xiǎn)，以及使用者是躺在邊緣區(qū)域13和14還是坐在邊緣區(qū)域13和14，可以僅設(shè)置邊緣區(qū)域傳感器23、24。[0025]在本優(yōu)選實(shí)施例中，如圖I所示，壓力傳感器21-24的力敏元件嵌入床墊本體I中，包括兩層柔性線路板201和設(shè)于二者之間的兩層石墨烯力敏層202，石墨烯力敏層202通過絲網(wǎng)印刷的方式設(shè)于柔性線路板201上，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、表面相對(duì)平滑、靈敏度高、質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)。石墨烯的電阻率比銅或銀更低，為目前已知電阻率最小的材料，該性質(zhì)非常適合于傳感器的制作。在本優(yōu)選實(shí)施例中，信息輸出裝置包括顯示裝置4和聲音報(bào)警裝置5，顯示裝置4以圖像或文字形式輸出床墊本體I承受的壓力分布信息，例如信號(hào)處理裝置3可以根據(jù)壓力傳感器21-24采集的壓力信號(hào)，使顯示裝置4直觀顯示使用者在床墊本體I上的圖像，或者以文字方式顯示使用者在床墊本體I上的坐標(biāo)信息，當(dāng)然，顯示裝置3還可以顯示報(bào)警信息，例如警告使用者的頭部已經(jīng)吊墜在床墊本體I外側(cè)，或者警告使用者的身軀僅位于邊緣區(qū)域13或14，有墜床風(fēng)險(xiǎn)。顯示裝置4可以為，但不限于，IXD、LED、CRT或數(shù)碼管等顯示器件。在其他實(shí)施例中，也可以通過音頻輸出裝置播報(bào)使用者在床墊本體I上的位置信息，也即播報(bào)床墊本體I承受的壓力分布信息?！0027]為了將使用者的危險(xiǎn)體位信息更為明顯的告知監(jiān)護(hù)人，本優(yōu)選實(shí)施例的信息輸出裝置包括聲音報(bào)警裝置5，在信號(hào)處理裝置3判斷床墊本體I承受的壓力分布信息達(dá)到不同的預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)，聲音報(bào)警裝置5發(fā)出不同的報(bào)警提示。例如當(dāng)信號(hào)處理裝置3判斷使用者的身軀大多位于邊緣區(qū)域13或14，使用者有墜床風(fēng)險(xiǎn)，聲音報(bào)警裝置5便發(fā)出較為緩和的報(bào)警聲；當(dāng)多個(gè)壓力傳感器21-24均不能檢測(cè)到壓力時(shí)，表明使用者已經(jīng)很可能從床墊本體I墜落，這時(shí)聲音報(bào)警裝置發(fā)出急促的報(bào)警聲。聲音報(bào)警裝置5可以為蜂鳴器等音頻輸出裝置。本優(yōu)選實(shí)施例的分片式力敏區(qū)域能夠更加精確的讓監(jiān)護(hù)人了解被監(jiān)護(hù)人在床墊本體I上的活動(dòng)信息，再結(jié)合輕緩或緊急的報(bào)警聲，可以給監(jiān)護(hù)人的工作帶來方便。本優(yōu)選實(shí)施例的床墊本體I可以為一個(gè)，也可以為多個(gè)，例如在醫(yī)院中，由同一信號(hào)處理裝置3采用集中控制的控制方式，處理來自多個(gè)床墊本體I中的多個(gè)壓力傳感器21-24的壓力信號(hào)，并使顯示裝置4分別顯示每一個(gè)床墊本體I的壓力分布信息。本實(shí)用新型通過提供一種柔性力敏傳感墊，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)使用者的體位信息，簡(jiǎn)單、方便、可靠地為使用者或監(jiān)護(hù)人提供護(hù)理、保健輔助信息。進(jìn)一步地，本實(shí)用新型通過新型半導(dǎo)體材料石墨烯作為力敏元件，分片式分布在傳感墊上，采用絲網(wǎng)印刷的工藝制成，使本實(shí)用新型的測(cè)量精度更為可靠穩(wěn)定。墊子本體可以為一個(gè)，也可以多個(gè)并聯(lián)同時(shí)工作，便于醫(yī)院、養(yǎng)老院等機(jī)構(gòu)降低使用成本。力敏區(qū)域分片式的分布能夠更準(zhǔn)確的反映被監(jiān)護(hù)人在的活動(dòng)情況，為醫(yī)院或家庭中對(duì)老人幼兒或病患的護(hù)理工作提供方便。綜上分析，可知本實(shí)用新型及其優(yōu)選實(shí)施方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、功能全面、應(yīng)用范圍廣、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。由技術(shù)常識(shí)可知，本實(shí)用新型可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。因此，上述公開的實(shí)施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本實(shí)用新型范圍內(nèi)或在等同于本實(shí)用新型的范圍內(nèi)的改變均被本實(shí)用新型包含。
權(quán)利要求1.一種柔性力敏傳感墊，其特征在于，包括 墊子本體，用于承載人體； 多個(gè)壓力傳感器，設(shè)于所述墊子本體，用于檢測(cè)所述墊子本體不同區(qū)域承受的壓力；信號(hào)處理裝置，與所述多個(gè)壓力傳感器連接，用于接收及處理所述多個(gè)壓力傳感器檢測(cè)的壓力信號(hào)以獲取所述墊子本體承受的壓力分布信息； 信息輸出裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于輸出所述信號(hào)處理裝置獲得的壓力分布信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述壓力傳感器的力敏元件包括石墨烯力敏層和柔性線路板，且所述石墨烯力敏層為兩層，所述柔性線路板為兩層，所述兩層石墨烯力敏層設(shè)于所述兩層柔性線路板之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述石墨烯力敏層通過絲網(wǎng)印刷的方式設(shè)于所述柔性線路板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述墊子本體為適用于床上使用的床墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述信息輸出裝置包括 顯示裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于以圖像或文字輸出所述墊子本體承受的壓力分布信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述信息輸出裝置包括 聲音輸出裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于以聲音輸出所述墊子本體承受的壓力分布信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述信息輸出裝置還包括 報(bào)警裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于所述信號(hào)處理裝置判斷所述墊子本體承受的壓力分布信息達(dá)到不同的預(yù)設(shè)報(bào)警值時(shí)發(fā)出不同的報(bào)警提示。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述床墊包括 頭部區(qū)域，位于所述床墊的端部； 臀部區(qū)域，位于所述床墊的中部； 邊緣區(qū)域，位于所述床墊的兩側(cè)邊； 所述多個(gè)壓力傳感器分別設(shè)于所述頭部區(qū)域、臀部區(qū)域和邊緣區(qū)域。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種柔性力敏傳感墊，其包括墊子本體，用于承載人體；多個(gè)壓力傳感器，設(shè)于所述墊子本體，用于檢測(cè)所述墊子本體不同區(qū)域承受的壓力；信號(hào)處理裝置，與所述多個(gè)壓力傳感器連接，用于接收及處理所述多個(gè)壓力傳感器檢測(cè)的壓力信號(hào)以獲取所述墊子本體承受的壓力分布信息；信息輸出裝置，與所述信號(hào)處理裝置連接，用于輸出所述信號(hào)處理裝置獲得的壓力分布信息。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)及應(yīng)用操作十分簡(jiǎn)單，可以便捷、可靠的為老弱病幼使用者的護(hù)理以及其他姿勢(shì)校正、身體保健使用者提供及時(shí)的參考信息。
文檔編號(hào)A61B5/103GK202490128SQ201220117710
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者李建軍, 王慰, 鐘樂 申請(qǐng)人:李建軍, 王慰, 鐘樂