一种可穿戴柔性多参量传感器设计及制备

摘要

本发明提供了一种可穿戴柔性多参量传感器设计及制备。所述可穿戴柔性多参量传感器包括多个柔性传感器，用于收集能量的摩擦纳米发电机织物，用于储能的超级电容器织物，用于数据处理的STM32F103C8T6以及无线数据传输模块；所述柔性传感器包括温度、湿度和压力传感器；所述可穿戴柔性多参量传感器通过二甲基硅氧烷PDMS实现各部分的一体化；本发明主要对力信号、热信号和生物信号进行探测，可模仿人与外界环境直接接触时的触觉功能，能够适应基底任意变形，同时对多种无规则触觉刺激有准确响应。作为新颖的自充电可穿戴柔性多参量传感器，通过对压力分布、温度、湿度进行测量可进行数据分析，从而了解人体身体状况，对改善健康状况提出改进意见和建议。

说明书

技术领域

本发明涉及一种传感器，特别是一种可穿戴柔性多参量传感器设计及制备。

背景技术

常规传感器作为采集控制点数据的专业器件，常用的单一温度传感器单一压力传感器单一湿度计种类繁多。理想的可穿戴柔性温度压力湿度传感器应该具有成本低廉、制备简单和通用性强等特点。常规传感器在电力、汽车、家具、工业制造等行业具有广泛的应用前景，但是常规温度或压力或湿度传感器大都基于硬性材料制备而成，不适用于人体表面或具有不规则曲面的数据检测，存在加工成本高、流程复杂等问题。同时，常规的传感器大都相互分立单独测量，且单一测量一种参数或两种参数。一方面无法满足人们对多参数测量的需求，另一方面增加了后续设计成本。

综上，需要提供一种加工简易，成本低廉的同时满足多参数测量需求，可用于人体健康监测的柔性可穿戴温度压力湿度传感器。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种实验室可行的可穿戴柔性多温度压力湿度传感器及制备方法。

本发明的技术方案是。

所述传感器包括多个柔性传感器，用于收集能量的摩擦纳米发电机织物，用于储能的超级电容器织物，用于数据处理的STM32F103C8T6以及无线数据传输模块；所述柔性传感器包括温度、湿度和压力传感器；所述可穿戴柔性多参量传感器通过二甲基硅氧烷PDMS实现各部分的一体化。

优选的，所述测量温度的温度传感器竖排纵向分布，如附图1所示。

优选的，所述测量压力的压力传感器竖排纵向分布，后一个与前一个相距4-5cm，如附图1所示。

优选的，所述测量湿度的湿度传感器竖排纵向分布，如附图1所示。

与现有技术相比，本发明的优异效果是。

1.本发明的结构上可以实现多定点全方位多参数实时测量，测量得到的数据全面准确。

2.本发明利用摩擦纳米发电机织物和超级电容器织物，在性能上可以实现设备的自充电。

3.本发明利用柔性电路板制造技术制备柔性印刷电路板FPCB封装STM32F103C8T6,无线数据传输模块,温度、湿度和压力传感器，可以实现传感器的柔性。

4.本发明通过二甲基硅氧烷PDMS实现各部分的一体化。

5.本发明主要对力信号、热信号和湿信号进行探测，可模仿人与外界环境直接接触时的触觉功能，能够适应基底任意变形，同时对多种无规则触觉刺激有准确响应。

6.本发明通过对压力分布、温度、湿度进行测量可进行数据分析，从而了解人体身体状况，对改善健康状况提出改进意见和建议。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1:本发明实施例中以测量足部健康参数为例，展示一种可穿戴柔性多参量传感器结构分布示意图。

图2：本发明实施例中一种可穿戴柔性多参量传感器结构立体剖面图。

其中，1:第一号压力传感器；2:第一号温度传感器；3:第二号压力传感器；4:第二号温度传感器；5:第一号湿度传感器；6:第三号压力传感器；7:第二号湿度传感器；8:第四号压力传感器；9:STM32F103C8T6；10：无线数据传输模块；11：摩擦纳米发电机织物和超级电容器织物；12：二甲基硅氧烷PDMS。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例以足底的温度压力湿度参数以及传感器分布结构为例。实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

本发明提供的一种可穿戴柔性多参量传感器的实施例如图1所示，具体为。

该传感器包括用做主体的多个柔性传感器、用于收集能量的摩擦纳米发电机织物、用于储能的超级电容器织物、用于数据处理的STM32F103C8T6、无线数据传输模块以及用于实现各部分的一体化的二甲基硅氧烷PDMS。其中传感器部分主要包括第一号压力传感器1、第一号温度传感器2、第二号压力传感器3、第二号温度传感器4、第一号湿度传感器5、第三号压力传感器6、第二号湿度传感器7和第四号压力传感器8，各个传感器与无线数据传输模块9均与STM32F103C8T6处理器10相连；上述部分均利用柔性印刷电路板FPCB封装。顶层是摩擦纳米发电机织物和超级电容器织物11。总体结构的一体化通过二甲基硅氧烷PDMS12实现。其中，第一号压力传感器1位于首端中央位置，第一号温度传感器2、第二号压力传感器3、第二号湿度传感器7和第四号压力传感器8位于中部，第二号温度传感器4、第一号湿度传感器5和第三号压力传感器6在尾端中央位置依次排列。

本实施例中，当温度变化时，可通过温度传感器返回数据确定温度变化。

本实施例中，当压力改变时，可通过压力传感器返回数据确定压力变化。

本实施例中，当湿度改变时，可通过湿度传感器返回数据确定温度变化。

最后应当说明的是:所描述的实施例仅仅是对本发明的进一步解释，不代表本发明保护范围仅限于此，凡是以本发明的思路所做的等效替换均在本发明的保护范围。