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電阻型壓力傳感器與可穿戴設(shè)備的制作方法

文檔序號(hào):11373761閱讀:268來源:國(guó)知局
電阻型壓力傳感器與可穿戴設(shè)備的制造方法與工藝

本申請(qǐng)涉及傳感器領(lǐng)域,具體而言,涉及一種電阻型壓力傳感器與可穿戴設(shè)備。



背景技術(shù):

用于可穿戴電子設(shè)備以及智能紡織品的織物壓力傳感器已有相關(guān)專利報(bào)道。這些專利主要采用導(dǎo)電經(jīng)紗和導(dǎo)電緯紗之間的接觸電阻的變化來測(cè)量壓力。但是,它們具有以下不足:(1)紗線屬于較疏松的結(jié)構(gòu),經(jīng)紗與緯紗接觸面積面積變化的重復(fù)性通常很差,且難以實(shí)現(xiàn)線性化,使得電阻信號(hào)的線性度低,并且重復(fù)性差;(2)紗線表面的導(dǎo)電涂層會(huì)同時(shí)受到壓力和剪切力作用,因此無法經(jīng)受長(zhǎng)期的循環(huán)加載,壽命有限;(3)因?yàn)榭椢锝Y(jié)構(gòu)透氣透濕,而濕氣會(huì)嚴(yán)重影響紗線的接觸電阻,所以傳感器極易受到濕氣影響。

因此,亟需一種具有較高可靠性的壓力傳感器。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本申請(qǐng)的主要目的在于提供一種電阻型壓力傳感器與可穿戴設(shè)備,以解決現(xiàn)有技術(shù)中的織物壓力傳感器穩(wěn)定性差的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的,根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面,提供了一種電阻型壓力傳感器,該電阻型壓力傳感器包括:第一導(dǎo)電層;彈性隔離層,設(shè)置在上述第一導(dǎo)電層的表面上,且上述彈性隔離層包括至少一個(gè)通孔;第二導(dǎo)電層,設(shè)置在上述彈性隔離層的遠(yuǎn)離上述第一導(dǎo)電層的表面上,在未向上述電阻型壓力傳感器施加壓力時(shí),上述第一導(dǎo)電層與上述第二導(dǎo)電層處于隔離狀態(tài),當(dāng)向上述電阻型壓力傳感器施加大于壓力閾值的壓力時(shí),上述第一導(dǎo)電層與上述第二導(dǎo)電層通過上述通孔接觸。

進(jìn)一步地,上述通孔為圓形通孔或矩形通孔。

進(jìn)一步地,上述第一導(dǎo)電層與第一導(dǎo)線電連接,上述第二導(dǎo)電層與第二導(dǎo)線電連接,上述第一導(dǎo)電層包括:一個(gè)或多個(gè)相互隔離的第一電接觸部,上述第一電接觸部在上述彈性隔離層上的投影與上述通孔一一對(duì)應(yīng)重合或在對(duì)應(yīng)的上述通孔的內(nèi)部;一個(gè)或多個(gè)相互間隔的第一電連接部,各上述第一電連接部與一個(gè)或多個(gè)上述第一電接觸部電連接,各上述第一電連接部用于將上述第一電接觸部與上述第一導(dǎo)線連接,上述第二導(dǎo)電層包括:一個(gè)或多個(gè)相互隔離的第二電接觸部,與上述第一電接觸部一一對(duì)應(yīng)設(shè)置,且各上述第二電接觸部在上述彈性隔離層上的投影與對(duì)應(yīng)的上述第一電接觸部在上述彈性隔離層上的投影至少部分重合;一個(gè)或多個(gè)相互間隔的第二電連接部,各上述第二電連接部與一個(gè)或多個(gè)上述第二電接觸部電連接,各上述第二電連接部用于將上述第二電接觸部與上述第二導(dǎo)線連接。

進(jìn)一步地,上述第一導(dǎo)電層和/或上述第二導(dǎo)電層為炭黑-硅橡膠復(fù)合層。

進(jìn)一步地,上述彈性隔離層為聚氨酯彈性織物層。

進(jìn)一步地,上述第一導(dǎo)線和/或上述第二導(dǎo)線為鍍銀纖維導(dǎo)電紗線。

進(jìn)一步地,上述電阻型壓力傳感器還包括:第一織物層,上述第一導(dǎo)電層設(shè)置在上述第一織物層的表面上,且上述第一導(dǎo)電層位于上述第一織物層與上述彈性隔離層之間;第二織物層,上述第二導(dǎo)電層設(shè)置在上述第二織物層的表面上,且上述第二導(dǎo)電層位于上述第二織物層與上述彈性隔離層之間。

進(jìn)一步地,上述第一織物層和/或上述第二織物層為滌綸平紋機(jī)織布層。

進(jìn)一步地,上述電阻型壓力傳感器還包括:第一粘結(jié)層,設(shè)置在上述第一織物層與上述彈性隔離層之間且避讓上述通孔;第二粘結(jié)層,設(shè)置在上述第二織物層與上述彈性隔離層之間且避讓上述通孔。

進(jìn)一步地,上述第一粘結(jié)層和/或上述第二粘結(jié)層為熱熔型TPU層。

根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面,提供了一種可穿戴設(shè)備,包括電阻型壓力傳感器,該電阻型壓力傳感器為任一種上述電阻型壓力傳感器。

應(yīng)用本申請(qǐng)的技術(shù)方案,當(dāng)沒有外部壓力時(shí),兩個(gè)導(dǎo)電層由于彈性隔離層的存在而相互分離。在施壓情況下,第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層通過中間彈性隔離層的通孔進(jìn)行面與面的接觸從而導(dǎo)通并產(chǎn)生電阻信號(hào)。壓力越大,第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層的接觸面積越大,電阻值越小。因?yàn)榈谝粚?dǎo)電層與第二導(dǎo)電層不是觸點(diǎn)或者導(dǎo)線,所以實(shí)現(xiàn)了面接觸。這極大地提高了壓力傳感器的穩(wěn)定性、重復(fù)性和耐疲勞性能,并且大幅度改善了傳感器的抗彎折和抗剪切能力。另外,可以通過改變彈性隔離層的厚度、彈性模量、通孔尺寸和通孔的形狀來調(diào)節(jié)壓力測(cè)量范圍。且還可以通過控制兩個(gè)導(dǎo)電層的厚度、表面形貌和電導(dǎo)率來調(diào)節(jié)壓力傳感器的靈敏度和電阻范圍。當(dāng)外部壓力恰等于導(dǎo)通壓力時(shí),第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層相互接觸,傳感器的電阻從無窮大變?yōu)閷?dǎo)通閾值電阻。

附圖說明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說明書附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解,本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本申請(qǐng),并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中:

圖1示出了根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施例提供的一種壓力傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2示出了一種實(shí)施例提供的壓力傳感器的不同工作狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3示出了本申請(qǐng)的另一種實(shí)施例提供的第一導(dǎo)電層和/或第二導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4示出了本申請(qǐng)的再一種實(shí)施例提供的第一導(dǎo)電層和/或第二導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5示出了本申請(qǐng)的又一種實(shí)施例提供的第一導(dǎo)電層和/或第二導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu)示意圖;以及

圖6示出了本申請(qǐng)的一種實(shí)施例提供的外部壓力與壓力傳感器的電阻的曲線圖。

其中,上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:

1、第一織物層;2、第一導(dǎo)電層;3、彈性隔離層;4、第二導(dǎo)電層;5、第二織物層;30、通孔。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出,以下詳細(xì)說明都是例示性的,旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說明。除非另有指明,本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是,這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式,而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的,除非上下文另外明確指出,否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式,此外,還應(yīng)當(dāng)理解的是,當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí),其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的,現(xiàn)有技術(shù)中的電阻型壓力傳感器主要導(dǎo)電經(jīng)紗和導(dǎo)電緯紗之間的接觸電阻的變化來測(cè)量壓力,該壓力傳感器的穩(wěn)定性較差,為了解決如上的技術(shù)問題,本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N電阻型壓力傳感器與可穿戴設(shè)備。

本申請(qǐng)的一種典型的實(shí)施方式中,提供了一種電阻型壓力傳感器,如圖1所示,該電阻型壓力傳感器包括第一導(dǎo)電層2、彈性隔離層3與第二導(dǎo)電層4。其中,彈性隔離層3設(shè)置在上述第一導(dǎo)電層2的表面上,且上述彈性隔離層3包括至少一個(gè)通孔30;第二導(dǎo)電層4設(shè)置在上述彈性隔離層3的遠(yuǎn)離上述第一導(dǎo)電層2的表面上。

如圖2所示的第一個(gè)狀態(tài)圖,在未向上述電阻型壓力傳感器施加壓力時(shí),上述第一導(dǎo)電層2與上述第二導(dǎo)電層4處于隔離狀態(tài),如圖2所示的第二個(gè)與第三個(gè)狀態(tài)圖所示,當(dāng)向上述電阻型壓力傳感器施加大于壓力閾值的壓力時(shí),上述第一導(dǎo)電層2與上述第二導(dǎo)電層4通過上述通孔30接觸,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層導(dǎo)通并產(chǎn)生電阻信號(hào),該壓力閾值就是指使得第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層接觸的壓力。

壓力越大,第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層之間的接觸面積越大,電阻值越小。因?yàn)榈谝粚?dǎo)電層與第二導(dǎo)電層不是觸點(diǎn)或者導(dǎo)線,而是導(dǎo)電層的結(jié)構(gòu),因此,該電阻型壓力傳感器實(shí)現(xiàn)了面接觸。這將極大地改善了電阻型壓力傳感器的穩(wěn)定性、重復(fù)性和耐疲勞性能,并且大幅度改善了傳感器的抗彎折和抗剪切能力。另外,可以通過改變彈性隔離層的厚度、彈性模量、通孔尺寸和通孔的形狀來調(diào)節(jié)壓力測(cè)量范圍。且還可以通過控制兩個(gè)導(dǎo)電層的厚度、表面形貌和電導(dǎo)率來調(diào)節(jié)電阻型壓力傳感器的靈敏度和電阻范圍(包括初始電阻的大小)。當(dāng)外部壓力恰等于導(dǎo)通壓力時(shí),第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層相互接觸,傳感器的電阻從無窮大變?yōu)閷?dǎo)通閾值電阻。

為了簡(jiǎn)化該電阻型壓力傳感器的制作過程,本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中,如圖2至圖5所示,上述通孔30為圓形通孔或矩形通孔。

但是,通孔的形狀并不限于上述提到的圓形或者矩形,該通孔的形狀可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任何形狀,例如橢圓或三角形,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的通孔形狀。

上述通孔的數(shù)量可以是一個(gè)也可以是多個(gè),本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置合適數(shù)量的通孔,如圖3與圖5所示,上述彈性隔離層中的通孔30只有一個(gè),如圖4所示,上述彈性隔離層中的通孔30的數(shù)量為三個(gè)。

本申請(qǐng)中的第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層用于接觸感應(yīng)壓力的部分,其在彈性隔離層的投影可以完全覆蓋通孔,其投影也可以完全與通孔重合,其投影還可以位于通孔的內(nèi)部,其投影還可以是一部分位于通孔的內(nèi)部,另一部分位于通孔的外部。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置合適的第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層,只要滿足“當(dāng)壓力從0逐漸增大時(shí),第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層的接觸面積逐漸增大,且增大到一定程度停止增大”這一條件即可。

本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中,上述第一導(dǎo)電層與第一導(dǎo)線電連接,上述第二導(dǎo)電層與第二導(dǎo)線電連接,上述第一導(dǎo)電層包括一個(gè)或多個(gè)相互隔離的第一電接觸部與一個(gè)或多個(gè)相互隔離的第一電連接部,上述第一電接觸部在上述彈性隔離層上的投影與上述通孔一一對(duì)應(yīng)重合或在對(duì)應(yīng)的上述通孔的內(nèi)部;各第一電連接部與一個(gè)或多個(gè)上述第一電接觸部電連接,各上述第一電連接部用于將上述第一電接觸部與上述第一導(dǎo)線連接;上述第二導(dǎo)電層包括一個(gè)或多個(gè)相互隔離第二電接觸部與一個(gè)或多個(gè)相互間隔第二電連接部,其中,第二電接觸部與上述第一電接觸部一一對(duì)應(yīng)設(shè)置,且上述第二電接觸部在上述彈性隔離層上的投影與對(duì)應(yīng)的上述第一電接觸部在上述彈性隔離層上的投影至少部分重合;各上述第二電連接部與一個(gè)或多個(gè)上述第二電接觸部電連接,各上述第二電連接部用于將上述第二電接觸部與上述第二導(dǎo)線連接。這樣將第一導(dǎo)電層中的第一電接觸部的面積設(shè)置為與通孔的面積相同或者小于通孔的面積,將第二導(dǎo)電層中的第二電接觸部的面積設(shè)置為與通孔的面積相同或者小于通孔的面積,可以節(jié)省導(dǎo)電材料,降低電阻型壓力傳感器的成本。

當(dāng)設(shè)置多個(gè)第一電接觸部時(shí),各電接觸部之間可以是并聯(lián),也可以是串聯(lián),還可以是串并聯(lián)混合的電連接關(guān)系,當(dāng)該電阻型壓力傳感器包括多個(gè)間隔的第二電接觸部時(shí),多個(gè)電接觸部之間可以是并聯(lián),也可以是串聯(lián),還可以是串并聯(lián)混合的電連接關(guān)系。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置各電接觸部之間的電連接關(guān)系。

在實(shí)際的應(yīng)用過程中,并不限于“第一電接觸部與第二電接觸部的面積均小于或者等于通孔的面積”的設(shè)置方式,還可以是第一電接觸部與第二電接觸部的面積不同時(shí)小于等于通孔的面積”的設(shè)置方式,例如,第一電接觸部在彈性隔離層的投影覆蓋通孔,第二電接觸部在彈性隔離層上的投影小于或等于通孔的開孔面積。

上述第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的原料可以獨(dú)立地選自導(dǎo)電高分子原料或者導(dǎo)電復(fù)合原料,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的原料形成第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層。并且,二者的原料可以是相同的,也可以是不同的。

本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中,上述第一導(dǎo)電層和/或第二導(dǎo)電層為炭黑-硅橡膠復(fù)合層,這樣可以實(shí)現(xiàn)更好的導(dǎo)電效果,且該復(fù)合材料兼具良好的彈性和導(dǎo)電性能,所以電阻型壓力傳感器的導(dǎo)電穩(wěn)定性好,耐久性高。另外,該復(fù)合材料的適應(yīng)溫度范圍廣,成本低廉,環(huán)保無毒。本申請(qǐng)中的炭黑-硅橡膠復(fù)合層就是炭黑與硅膠的混合物經(jīng)過涂布或者其他的工藝形成的層結(jié)構(gòu)。

第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層是通過絲網(wǎng)印刷、孔板印刷或者噴涂等工藝設(shè)置于對(duì)應(yīng)的織物層表面上的。優(yōu)選使用絲網(wǎng)印刷工藝將導(dǎo)電材料涂覆在第一織物層與第二織物層的表面上,形成第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層。

上述的彈性隔離層可以選用實(shí)心板材、薄膜或者織物(可以是機(jī)織物、針織物、編結(jié)物或非織造布)。實(shí)心板材的原料可為硅膠、聚氨酯或其他彈性高分子材料。薄膜的原料也可以是硅膠、聚氨酯或其他彈性高分子材料,作為隔離彈性層的織物可以是天然纖維素纖維或人造纖維等材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適原料的彈性隔離層。

本申請(qǐng)中的再一種實(shí)施例中,上述彈性隔離層3為聚氨酯彈性織物層。該彈性織物層絕緣性較好,具有良好的壓縮變形能力和恢復(fù)能力,且柔軟可彎折。

本申請(qǐng)的第一導(dǎo)電線與第二導(dǎo)電線可以獨(dú)立地選自現(xiàn)有技術(shù)中的任何材料的導(dǎo)線,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選自合適材料的導(dǎo)線,并且可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置二者的材料為相同或者不同。

第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層可采用焊接、粘接、縫紉、熱壓或刺繡等方式分別連接導(dǎo)線。

為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性好、可靠性高且柔性好的導(dǎo)電連接,上述第一導(dǎo)線和/或上述第二導(dǎo)線為鍍銀纖維導(dǎo)電紗線。

本申請(qǐng)的又一種實(shí)施例中,如圖1與圖2所示,上述電阻型壓力傳感器還包括第一織物層1與第二織物層5,上述第一導(dǎo)電層2設(shè)置在上述第一織物層1的表面上,且上述第一導(dǎo)電層2位于上述第一織物層1與上述彈性隔離層3之間;上述第二導(dǎo)電層4設(shè)置在上述第二織物層5的表面上,且上述第二導(dǎo)電層4位于上述第二織物層5與上述彈性隔離層3之間。這兩個(gè)織物層可以滿足現(xiàn)有技術(shù)中可穿戴設(shè)備的需求,且這兩個(gè)織物層可以分別隔離兩個(gè)導(dǎo)電層與身體,防止使用者觸電。

上述第一織物層與第二織物層可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任何材料的織物層,例如可以是機(jī)織布、針織布、編結(jié)物或者非織造布。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適材料的織物層,并且可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置二者為相同的織物層或者不同的織物層。

為了進(jìn)一步保證該壓力傳感器的各部分連接的牢固性且同時(shí)對(duì)該壓力傳感器進(jìn)行初步的封裝,本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中,上述第一織物層和/或上述第二織物層為滌綸平紋機(jī)織布層。

本申請(qǐng)的另一種實(shí)施例中,上述電阻型壓力傳感器還包括第一粘結(jié)層與第二粘結(jié)層,其中,第一粘結(jié)層設(shè)置在上述第一織物層與上述彈性隔離層之間且避讓通孔;第二粘結(jié)層設(shè)置在上述第二織物層與上述彈性隔離層之間且避讓通孔。這樣可以進(jìn)一步保證該電阻型壓力傳感器的彈性隔離層與第一織物層以及彈性隔離層與第二織物層能夠很好地粘結(jié)在一起,進(jìn)一步保證了織物層可以牢固地固定在彈性隔離層上,進(jìn)一步保證了該電阻型壓力傳感器的性能可靠性與穩(wěn)定性。

當(dāng)導(dǎo)電層完全覆蓋織物層時(shí),粘結(jié)層設(shè)置在導(dǎo)電層的表面上,且粘結(jié)層在彈性隔離層的投影與通孔之間不具有重合的部分。

當(dāng)導(dǎo)電層不完全覆蓋織物層時(shí),粘結(jié)層設(shè)置在織物層表面的未置設(shè)導(dǎo)電層的區(qū)域,或者是設(shè)置在織物層表面的未置設(shè)導(dǎo)電層的區(qū)域以及導(dǎo)電層的遠(yuǎn)離上述織物層的部分表面上(該部分在彈性隔離層的投影與通過之間不具有重合的部分)。

上述的第一粘結(jié)層與第二粘結(jié)層的材料可以現(xiàn)有技術(shù)中的任何具有粘結(jié)作用的材料,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的粘結(jié)材料形成上述的第一粘結(jié)層與第二粘結(jié)層。例如可以選擇熱熔型TPU、丙烯酸類、酚醛類和/或環(huán)氧類粘合劑。并且可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置為二者為相同或者不同的材料層。

本申請(qǐng)的再一種實(shí)施例中,上述第一粘結(jié)層和/或上述第二粘結(jié)層為熱熔型TPU層,這樣可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單快速的熱壓粘接,在保證壓力傳感器的性能可靠性和穩(wěn)定性的前提下,簡(jiǎn)化工藝,節(jié)省成本。

本申請(qǐng)的再一種典型的實(shí)施方式中,提供了一種可穿戴設(shè)備,包括電阻型壓力傳感器,上述電阻型壓力傳感器為任一種上述的電阻型壓力傳感器。

該可穿戴設(shè)備由于包括上述的電阻型壓力傳感器,使得該可穿戴設(shè)備的性能較好且較穩(wěn)定。

本申請(qǐng)中的電阻型壓力傳感器可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的任何可以實(shí)現(xiàn)的方法制作,本申請(qǐng)的一種實(shí)施例中,上述電阻型壓力傳感器的制作方法包括:在第一織物層和第二織物層上分別印刷導(dǎo)電層,形成第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層;將彈性隔離層與兩個(gè)粘結(jié)層復(fù)合,且粘結(jié)層位于上述彈性隔離層的兩個(gè)表面上;在復(fù)合后的彈性隔離層上用刻刀切割或者沖軋形成通孔;第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層分別連接導(dǎo)電線;將涂有導(dǎo)電層的第一織物層和第二織物層與彈性隔離層對(duì)齊,通過粘結(jié)層進(jìn)行復(fù)合,形成電阻型壓力傳感器。

為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以更加清楚地了解本申請(qǐng)的技術(shù)方案,以下將結(jié)合具體的實(shí)施例來說明本申請(qǐng)的技術(shù)方案。

實(shí)施例

電阻型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)如圖1所示,電阻型壓力傳感器依次包括第一織物層1、第一導(dǎo)電層2、第一粘結(jié)層、彈性隔離層3、第二粘結(jié)層、第二導(dǎo)電層4、第二織物層5。其中,第一導(dǎo)電層2設(shè)置在第一織物層1的表面上,且完全覆蓋第一織物層1,第二導(dǎo)電層4設(shè)置在第二織物層5的表面上,且完全覆蓋第二織物層5;第一粘結(jié)層設(shè)置在導(dǎo)電層的部分區(qū)域上,該區(qū)域在彈性隔離層3上的投影與通孔30沒有重合的部分,第二粘結(jié)層設(shè)置在導(dǎo)電層的部分區(qū)域上,該區(qū)域在彈性隔離層3上的投影與通孔30沒有重合的部分;彈性隔離層3具有一個(gè)圓形通孔30。第一織物層1與第二織物層5為滌綸平紋機(jī)織布,彈性隔離層3為由聚氨酯長(zhǎng)絲織造而成的經(jīng)編彈性針織布,第一粘結(jié)層與第二粘結(jié)層為熱熔型TPU層,第一導(dǎo)電層2與第二導(dǎo)電層4為炭黑-硅橡膠復(fù)合層。

該電阻型壓力傳感器的制作方法包括:將炭黑與硅橡膠的復(fù)合材料通過絲網(wǎng)印刷工藝均勻地涂覆于第一織物層1和第二織物層5的表面上,加熱后硅膠固化,形成第一導(dǎo)電層2與第二導(dǎo)電層4;

將經(jīng)編彈性針織布與熱熔型TPU層,通過熱壓加工復(fù)合粘結(jié),中間為彈性隔離層3,兩邊為熱熔型TPU層;

將復(fù)合后的彈性隔離層3使用激光切割機(jī),切割出單個(gè)的圓形透孔;

在設(shè)置有第一導(dǎo)電層2的第一織物層1上以及設(shè)置有第二導(dǎo)電層4的第二織物層5上使用縫紉的方法,連接上鍍銀纖維導(dǎo)電線;

將彈性隔離層3與兩個(gè)織物層,通過熱壓加工復(fù)合粘結(jié),形成圖1所示的結(jié)構(gòu),圖中未示出第一粘結(jié)層與第二粘結(jié)層。

采用力電耦合的設(shè)備測(cè)試該電阻型壓力傳感器在循環(huán)壓力加載的情況下的電阻變化曲線。其中,循環(huán)壓力由萬能測(cè)試機(jī)提供,電阻由與萬能測(cè)試機(jī)時(shí)鐘同步的萬用表測(cè)量,測(cè)試結(jié)果具體見圖6。

由圖6所示,該壓力傳感器所受的壓力與其電阻具有良好的線性關(guān)系,其穩(wěn)定性高且重復(fù)度高。該電阻型壓力傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且輕薄,可良好的嵌入到服用紡織品之中;其壓力測(cè)量范圍可調(diào)、初始電阻可調(diào)且靈敏度可調(diào);其抗彎折和抗剪切能力強(qiáng);其耐疲勞且疲勞壽命不低于一百萬次;可用于智能鞋和鞋墊、智能襪子、智能坐墊以及智能服裝等可穿戴智能紡織品。

該電阻型壓力傳感器由于通過第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層的面面接觸,避免了現(xiàn)有技術(shù)中的接觸面積較小的問題,使得該壓力傳感器具有較好的穩(wěn)定性、重復(fù)性和耐疲勞性能。

從以上的描述中,可以看出,本申請(qǐng)上述的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:

1)、本申請(qǐng)的電阻型壓力傳感器實(shí)現(xiàn)了面接觸。這將極大的電阻型壓力傳感器的穩(wěn)定性、重復(fù)性和耐疲勞性能,并且大幅度改善了傳感器的抗彎折和抗剪切能力。另外,可以通過改變彈性隔離層的厚度、彈性模量、通孔尺寸和通孔的形狀來調(diào)節(jié)壓力測(cè)量范圍。且還可以通過控制兩個(gè)導(dǎo)電層的厚度、表面形貌和電導(dǎo)率來調(diào)節(jié)電阻型壓力傳感器的靈敏度和電阻范圍。當(dāng)外部壓力恰等于導(dǎo)通壓強(qiáng)時(shí),第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層相互接觸,傳感器的電阻從無窮大變?yōu)閷?dǎo)通閾值電阻。

2)、本申請(qǐng)的可穿戴設(shè)備由于包括上述的電阻型壓力傳感器,使得該可穿戴設(shè)備的性能較好且較穩(wěn)定。

以上上述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本申請(qǐng),對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本申請(qǐng)可以有各種更改和變化。凡在本申請(qǐng)的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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