CN104931127A - 桥梁式微动传感器和生理信号采集垫 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种桥梁式微动传感器和生理信号采集垫，其中桥梁式微动传感器包括桡性横梁、支架、压电薄膜和信号处理电路；支架包括硬质的上盖和下盖，上盖和下盖之间设有活动间隙，上盖和下盖之间设置桡性横梁；桡性横梁朝向下盖的一面和/或与该面连接的侧面上紧贴压电薄膜；或者，在桡性横梁内部设置平行于桡性横梁的压电薄膜；压电薄膜连接信号处理电路。本发明的桥梁式微动传感器，上盖和下盖相对运动，从而使上支点压迫对应两个下支点之间的桡性横梁弯曲，或者，压迫三个或三个下支点围成区域凹陷，使设置于桡性横梁上的压电薄膜均匀拉伸形变，可以提高压电薄膜的拉伸量，提高微动传感器的精度和灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及到微动信号采集领域，特别是涉及到一种桥梁式微动传感器和生理信号采集垫。
背景技术
悬梁式微动传感器一种可以采集微动信号的传感器，其结构包括桡性横梁、压电薄膜和支架，桡性横梁的一端固定在支架上，另一端悬空，支架上还设置一支点，该支点接触桡性横梁，压电薄膜紧贴于桡性横梁朝向支点的一侧。当支点受力时，会压迫桡性横梁，桡性横梁会向支点相反的方向弯曲，从而会拉扯压电薄膜，压电薄膜产生电信号。比较而言，悬梁式微动传感器的桡性横梁弯曲时，其主要弯折处靠近于桡性横梁的根部，即桡性横梁的固定端，所以压电薄膜拉伸形变不均匀，所以存在信号失真的情况；压电薄膜形变量小，所以有采集灵敏度低和精度低等问题。
发明内容
本发明的主要目的为了提供一种压电薄膜拉伸形变均匀、拉伸形变量大的桥梁式微动传感器。
为了实现上述发明目的，本发明提出一种桥梁式微动传感器，包括桡性横梁、支架、压电薄膜和信号处理电路，信号处理电路连接所述压电薄膜；
所述支架包括硬质的上盖和下盖，上盖和下盖之间设有活动间隙，所述桡性横梁设置于所述间隙中；所述下盖朝向桡性横梁的一侧设置下支点，所述下支点与所述桡性横梁接触；所述上盖朝向桡性横梁的一侧设置上支点，所述上支点与所述桡性横梁接触；所述上支点和下支点将桡性横梁悬空支撑于上盖和下盖之间；
当上支点与下支点在垂直于上盖和下盖方向处于同一平面上时，所述上支点至少设置一个，下支点至少设置两个，每一个上支点位于两个下支点之间；或者，当上支点与下支点未全部位于同一平面上时，所述上支点至少设置一个，下支点至少设置三个，每一个上支点设置于三个或三个以上下支点围成的区域内；
所述桡性横梁朝向下盖的一面和/或与该面连接的侧面上紧贴压电薄膜；或者，在桡性横梁内部设置平行于桡性横梁的压电薄膜。
进一步地，所述间隙处填充一个连接上盖和下盖的柔性材料支撑体，该柔性支撑体平行于上盖和下盖，并环绕桡性横梁设置。
进一步地，所述间隙处填充至少两个连接上盖和下盖的柔性材料支撑体，该至少两个柔性支撑体均匀环绕桡性横梁设置。
进一步地，所述桥梁式微动传感器还包括PCB板，所述信号处理电路集成于所述PCB板上。
进一步地，所述PCB板设置于下盖，所述下支点贯穿所述PCB板与所述桡性横梁接触。
进一步地，所述PCB板被下支点贯穿处，PCB板与桡性横梁之间设置垫片。
进一步地， 所述至少一个下支点与所述桡性横梁固定连接。
进一步地，当上支点与下支点全部位于同一平面上时，所述上支点的数量比下支点的数量少一个，每两个下支点之间的中间位置对应设置一个上支点。
进一步地，所述上支点与下支点未全部位于同一平面上时，每一个上支点设置于三个或三个以上下支点围城的区域内的中心位置。
本发明还提供一种生理信号采集垫，包括垫体和设置于垫体内的桥梁式微动传感器；
所述桥梁式微动传感器，包括桡性横梁、支架、压电薄膜和信号处理电路，信号处理电路连接所述压电薄膜；
所述支架包括硬质的上盖和下盖，上盖和下盖之间设有活动间隙，所述桡性横梁设置于所述间隙中；所述下盖朝向桡性横梁的一侧设置下支点，所述下支点与所述桡性横梁接触；所述上盖朝向桡性横梁的一侧设置上支点，所述上支点与所述桡性横梁接触；所述上支点和下支点将桡性横梁悬空支撑于上盖和下盖之间；
当上支点与下支点在垂直于上盖和下盖方向处于同一平面上时，所述上支点至少设置一个，下支点至少设置两个，每一个上支点位于两个下支点之间；或者，当上支点与下支点未全部位于同一平面上时，所述上支点至少设置一个，下支点至少设置三个，每一个上支点设置于三个或三个以上下支点围成的区域内；
所述桡性横梁朝向下盖的一面和/或与该面连接的侧面上紧贴压电薄膜；或者，在桡性横梁内部设置平行于桡性横梁的压电薄膜。
进一步地，所述间隙处填充一个连接上盖和下盖的柔性材料支撑体，该柔性支撑体平行于上盖和下盖，并环绕桡性横梁设置。
进一步地，所述间隙处填充至少两个连接上盖和下盖的柔性材料支撑体，该至少两个柔性支撑体均匀环绕桡性横梁设置。
进一步地，所述桥梁式微动传感器还包括PCB板，所述处理电路信号处理电路集成于所述PCB板上。
进一步地，所述PCB板设置于下盖，所述下支点贯穿所述PCB板与所述桡性横梁接触。
进一步地，所述PCB板被下支点贯穿处，PCB板与桡性横梁之间设置垫片。
进一步地， 所述至少一个下支点与所述桡性横梁固定连接。
进一步地，当上支点与下支点全部位于同一平面上时，所述上支点的数量比下支点的数量少一个，每两个下支点之间的中间位置对应设置一个上支点。
进一步地，所述上支点与下支点未全部位于同一平面上时，每一个上支点设置于三个或三个以上下支点围城的区域内的中心位置。
本发明的桥梁式微动传感器，上盖和下盖相对运动，从而使上支点压迫对应两个下支点之间的桡性横梁弯曲，或者，压迫三个或三个下支点围成区域凹陷，桡性横梁的形变均匀，使在桡性横梁朝向下支点的一侧或内部设置的压电薄膜均匀拉伸形变；而且同样的压力，压电薄膜的拉伸量是悬梁式微动传感器中压电薄膜拉伸量的一倍或更多，提高微动传感器的精度和灵敏度。而安装有上述桥梁式微动传感器的生理信号采集垫具有采集灵敏和准确的特点。
附图说明
图1 为本发明一实施例的桥梁式微动传感器的截面示意图；
图2a 为本发明一实施例的桥梁式微动传感器的上支点、下支点和桡性横梁接触的位置设置示意图；
图2b 为本发明一实施例的桥梁式微动传感器的上支点、下支点和桡性横梁接触的位置设置示意图；
图2c 为本发明一实施例的桥梁式微动传感器的上支点、下支点和桡性横梁接触的位置设置示意图；
图2d 为本发明一实施例的桥梁式微动传感器的上支点、下支点和桡性横梁接触的位置设置示意图；
图3 为本发明另一实施例的桥梁式微动传感器的截面示意图
图4 为本发明又一实施例的桥梁式微动传感器的截面示意图；
图5 为本发明又另一实施例的桥梁式微动传感器的截面示意图；
图6 为为本发明一具体实施例的桥梁式微动传感器的分解结构示意图；
图7 为本发明另一具体实施例的桥梁式微动传感器的分解结构示意图；
图8 为本发明另一具体实施例的生理信号采集垫的截面示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1至图3，本发明实施例提供一种桥梁式微动传感器1，包括桡性横梁30、支架、压电薄膜40和信号处理电路，信号处理电路电连接所述压电薄膜40；所述支架包括硬质的上盖10和下盖20，上盖10和下盖20之间设有活动间隙，所述桡性横梁30设置于所述间隙中，常规设置方法为平行上盖10和下盖20设置，也可以相对上盖10或下盖20斜置等，根据使用要求放置；所述下盖20朝向桡性横梁30的一侧设置下支点21，所述下支点21与所述桡性横梁30接触；所述上盖10朝向桡性横梁30的一侧设置上支点11，所述上支点11与所述桡性横梁30接触；所述上支点11和下支点21将桡性横梁30悬空支撑于上盖10和下盖20之间；当上支点11与下支点21在垂直于上盖和下盖方向处于同一平面上时，所述上支点11至少设置一个，下支点21至少设置两个，每一个上支点11位于两个下支点21之间；当上支点11与下支点21未全部位于同一平面上时，所述上支点11至少设置一个，下支点21至少设置三个，每一个上支点11设置于至少三个下支点21围城的区域内；所述桡性横梁30朝向下盖20的一面和/或与该面连接的侧面上紧贴压电薄膜40；或者，在桡性横梁30内部设置平行于桡性横梁30的压电薄膜40。本实施例中，上述信号处理电路一般设置于上盖10或下盖20，或者设置于PCB上，PCB板设置于间隙中。
上述桡性横梁30是一种在受压变形后，当压力减小或撤销时，能够快速回复原状的横梁，本实施例的桡性横梁30可以为长条装置的横梁，也可以为板状结构的横梁。在一具体实施例中，桡性横梁30一般由环氧树脂材料、不锈钢材料等柔韧性良好的材料制成。
上述支架，用于支撑桥梁式微动传感器1的各零部件等，使其成为一个整体。本实施例中，上述支架包括硬质的上盖10和下盖20，硬质的上盖10和下盖20可以高保真地传递上盖10或下盖20受到的力，提高本实施例的桥梁式微动传感器1采集的精度和高保真度。而上盖10和下盖20之间设有相对运动的间隙，可以提供上盖10和下盖20之间运动的空间，以便于上盖10和下盖20受压迫时，可以相对运动，从而压迫桡性横梁30弯曲。
上述压电薄膜40即是压电聚偏氟乙烯PVDF高分子膜，是至一种受到外力干扰而变形后，会产生相应电信号的薄膜，同一个压电薄膜40具有形变越大，产生的电信号越大的特点。
上述信号处理电路，一般包括信号放大电路、滤波电路、压缩电路、模数转换电路、射频发射电路等，用于根据需要对压电薄膜40产生的电信号进行处理。比如，首先将电信号通过信号放大电路进行放大处理，然后通过滤波电路杂波过滤，在后分别通过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，最后通过压缩电路和射频发射电路将数字信号压缩并发射给控制处理器等设备，而在另一实施例中，通过信号线连控制处理器等设备，则无需设置射频发射电路。在其它实施例中，可以根据实际的使用情况设置对应的信号处理电路。
本实施例中，上述上支点11与下支点21在垂直于上盖和下盖方向处于同一平面上时，所述上支点11至少设置一个，下支点21至少设置两个，每一个上支点11位于两个下支点21之间，因为在实际产品中，上支点11与下支点21很难完全处于同一平面内，所以当上支点11与下支点21大概的位于同一平面上时，也可以认为是本实施例的一种形式。本实施例例中，上盖10和下盖20之间一般为水平设置，而上支点11处垂直于所述上盖10设置，下支点21垂直于下盖20设置，在其它实施例中，上盖10与下盖20的形状特殊，整体上为非平行状态，但是其设置支点的位置一般也会相对平行，依然认为上盖10和下盖20平行。
参照图2a，在一具体实施例中，一直线型桡性横梁30的两端和中部的下方分别设置下支点204、下支点205和下支点206，在下支点204和下支点205之间设置上支点103和上支点104，下支点205和下支点206之间设置上支点105和上支点106，当上盖10和下盖20相对运动时，上支点103和上支点104会将下支点204和下支点205之间的桡性横梁30压弯，上支点105和上支点106会将下支点205和下支点206之间的桡性横梁30压弯，从而使设置于桡性横梁30的压电薄膜40发生相应的拉伸形变产生电信号。将上支点11设置于两个下支点21之间，可以均匀的将桡性横梁30压弯，如果上支点11与下支点21正对设置，则失去微动传感器的能力。
参照图2 b，在另一具体实施例中，桡性横梁30为弯折的横梁，可以认为是上述上支点11和下支点21全部处于同一平面的进一步变化，即部分上支点11与部分下支点21处于同一平面内，且处于同一平面内的上支点11处于两个下支点21之间，本实施例中，有三个分别设置于弯折的横梁的弯折处下支点202的和两个端部的下支点201和下支点203，上支点101设置于下支点201和下支点202之间，上支点102设置于下支点202和下支点203之间，当上盖10和下盖20相对运动时，上支点101会将下支点201和下支点202之间的桡性横梁30压弯，上支点102会将下支点202和下支点203之间的桡性横梁30压弯。
参照图2 c，在又一具体实施例中，上述桡性横梁30为板状，对应板状桡性横梁30设置不在同一直线的下支点207、下支点208和下支点209，在对应下支点207和下支点208之间设置上支点107，在对应下支点208和下支点209之间设置上支点108，当然，还可以在对应下支点207和下支点209之间设置一上支点11，这样设置，当上盖10和下盖20相对运动时，同样可以将桡性横梁30压弯。
参照图3，本实施例中，上述上支点11与下支点21全部位于同一平面上时，所述上支点11的数量比下支点21的数量少一个。每两个下支点21之间的中间位置对应设置一个上支点11，可以均匀的压弯桡性横梁30，提高采集震动信号的灵敏度。比如，设置两个下支点21和一个上支点11，上支点11对应的设置于两个下支点21连线中点的上方。
参照图2 d，在另一本实施例中，上述上支点11与下支点21未全部位于同一平面上时，所述上支点11至少设置一个，下支点21至少设置三个，每一个上支点11设置于至少三个下支点21围城的区域内。在一实施例中，上述桡性横梁30为板状，对应板状桡性横梁30设置不在同一直线的下支点210、下支点211和下支点212，在对应下支点210、下支点211和下支点212围成的区域内，在上盖10上设置上支点109，当上盖10和下盖20相对运动时，上支点109将桡性横梁30挤压变形，具体为板状桡性横梁30对应的支点210、下支点211和下支点212围成的区域内向下盖20方向凹陷。在板状桡性横梁30凹陷过程中，设置于桡性横梁30的压电薄膜40发生相应的拉伸形变产生电信号。
参照图6和图7，本实施例中，上述上支点11与下支点21未全部位于同一平面上时，每一个上支点11设置于三个或三个以上下支点21围城的区域内的中心位置，这样，同样可以均匀的压弯桡性横梁30，提高采集震动信号的灵敏度。在一具体实施例中，上述桡性横梁30为圆形板、三角形板或多边形板等，比如多边形为正五边形时，可以将下支点21设置五个，分别设置于正五边形的五个顶点位置等。
本实施例的桥梁式微动传感器1，上盖10和下盖20相对运动，从而使上支点11压迫对应两个下支点21之间的桡性横梁30弯曲，或者，压迫三个或三个以上下支点21围成的区域凹陷，桡性横梁30的形变均匀，使在桡性横梁30朝向下支点21的一侧或内部设置的压电薄膜40均匀拉伸形变；而且同样的压力，本实施例的桥梁式微动传感器1的压电薄膜40的拉伸量是悬梁式微动传感器中压电薄膜40拉伸量的一倍或更多，提高微动传感器的采集精度。
参照图4和图5，本实施例中，上述间隙处填充一个连接上盖和下盖的柔性材料支撑体70，该柔性支撑体平行于上盖10和下盖20，并环绕桡性横梁30设置。上述柔性材料支撑体70可以为柔性橡胶、硅胶等在受力变形后，可以良好的回复原形的材料。本实施例中，上述的柔性材料支撑体70是一条长条状结构的柔性材料，然后蜷绕成一周或3/4周等，设置于上盖10与下盖20的边沿之间，只要能够均匀承受上盖10和下盖20之间相对移动而产生的力即可。在另一实施例中，上述间隙处填充至少两个连接上盖和下盖的柔性材料支撑体70，该至少两个柔性支撑体均匀环绕桡性横梁30设置。本实施例中，柔性材料支撑体70可以是多个支撑块均匀围绕一周后，设置于上盖10与下盖20的边沿之间，只要能够均匀承受上盖10和下盖20之间相对移动而产生的力即可。
参照图4和图5，本实施例中，上述桥梁式微动传感器1还包括PCB板50，所述信号处理电路集成于所述PCB板50上。所述PCB板50设置于下盖20，所述下支点21贯穿所述PCB板50与所述桡性横梁30接触。将PCB板50设置于下盖20，压电薄膜40无需通过导线连接外部的电路板，使用方便。
本实施例中，上述PCB板50被下支点21贯穿处，PCB板50与桡性横梁30之间设置垫片60。上述至少一个下支点21与所述桡性横梁30固定连接。至少一个下支点21与所述桡性横梁30固定连接，可以将桡性横梁30固定，防止桡性横梁30移动等情况发生，而且通过下支点21直接固定桡性横梁30，固定方式多样而且简单，如通过铆钉铆接，螺杆与螺母旋接等。参照图5，在一具体实施例中，两个铆钉213作为一个支点存在，将桡性横梁30固定。而垫片60可以保护桡性横梁30和PCB板50。
本实施例的桥梁式微动传感器1，通过设置至少两个下支点21和至少一个上支点11，使上支点11可以压迫两个下支点21之间的桡性横梁30发生形变，即向下盖20方向凹陷，可以提供设置于桡性横梁30上的压电薄膜40的更大的拉伸量，而且拉伸形变更加的均匀，提高微动信号采集的精度和灵敏度。
参照图8，本发明实施例中，还提供一种生理信号采集垫，包括垫体2和设置于垫体2内的桥梁式微动传感器1；上述桥梁式微动传感器1，包括桡性横梁30、支架、压电薄膜40和信号处理电路，信号处理电路电连接所述压电薄膜40；所述支架包括硬质的上盖10和下盖20，上盖10和下盖20之间设有活动间隙，所述桡性横梁30设置于所述间隙中，常规设置方法为平行上盖10和下盖20设置，也可以相对上盖10或下盖20斜置等，根据使用要求放置；所述下盖20朝向桡性横梁30的一侧设置下支点21，所述下支点21与所述桡性横梁30接触；所述上盖10朝向桡性横梁30的一侧设置上支点11，所述上支点11与所述桡性横梁30接触；所述上支点11和下支点21将桡性横梁30悬空支撑于上盖10和下盖20之间；当上支点11与下支点21在垂直于上盖10和下盖20方向处于同一平面上时，所述上支点11至少设置一个，下支点21至少设置两个，每一个上支点11位于两个下支点21之间；当上支点11与下支点21未全部位于同一平面上时，所述上支点11至少设置一个，下支点21至少设置三个，每一个上支点11设置于至少三个下支点21围城的区域内；所述桡性横梁30朝向下盖20的一面和/或与该面连接的侧面上紧贴压电薄膜40；或者，在桡性横梁30内部设置平行于桡性横梁30的压电薄膜40。本实施例中，上述信号处理电路一般设置于上盖10或下盖20，或者设置于PCB上，PCB板设置于间隙中。
上述桡性横梁30是一种在受压变形后，当压力减小或撤销时，能够快速回复原状的横梁，本实施例的桡性横梁30可以为长条装置的横梁，也可以为板状结构的横梁。在一具体实施例中，桡性横梁30一般由环氧树脂材料、不锈钢材料等柔韧性良好的材料制成。
上述支架，用于支撑桥梁式微动传感器1的各零部件等，使其成为一个整体。本实施例中，上述支架包括硬质的上盖10和下盖20，硬质的上盖10和下盖20可以高保真地传递上盖10或下盖20受到的力，提高本实施例的桥梁式微动传感器1采集的精度和高保真度。而上盖10和下盖20之间设有相对运动的间隙，可以提供上盖10和下盖20之间运动的空间，以便于上盖10和下盖20受压迫时，可以相对运动，从而压迫桡性横梁30弯曲。
上述压电薄膜40即是压电聚偏氟乙烯PVDF高分子膜，是至一种受到外力干扰而变形后，会产生相应电信号的薄膜，同一个压电薄膜40具有形变越大，产生的电信号越大的特点。
上述信号处理电路，一般包括信号放大电路、滤波电路、压缩电路、模数转换电路、射频发射电路等，用于根据需要对压电薄膜40产生的电信号进行处理。比如，首先将电信号通过信号放大电路进行放大处理，然后通过滤波电路杂波过滤，在后分别通过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号，最后通过压缩电路和射频发射电路将数字信号压缩并发射给控制处理器等设备，而在另一实施例中，通过信号线连控制处理器等设备，则无需设置射频发射电路。在其它实施例中，可以根据实际的使用情况设置对应的信号处理电路。
本实施例中，上述上支点11与下支点21在垂直于上盖10和下盖20方向处于同一平面上时，所述上支点11至少设置一个，下支点21至少设置两个，每一个上支点11位于两个下支点21之间，因为在实际产品中，上支点11与下支点21很难完全处于同一平面内，所以当上支点11与下支点21大概的位于同一平面上时，也可以认为是本实施例的一种形式。本实施例例中，上盖10和下盖20之间一般为水平设置，而上支点11处垂直于所述上盖10设置，下支点21垂直于下盖20设置，在其它实施例中，上盖10与下盖20的形状特殊，整体上为非平行状态，但是其设置支点的位置一般也会相对平行，依然认为上盖10和下盖20平行。
参照图2a，在一具体实施例中，一直线型桡性横梁30的两端和中部的下方分别设置下支点204、下支点205和下支点206，在下支点204和下支点205之间设置上支点103和上支点104，下支点205和下支点206之间设置上支点105和上支点106，当上盖10和下盖20相对运动时，上支点103和上支点104会将下支点204和下支点205之间的桡性横梁30压弯，上支点105和上支点106会将下支点205和下支点206之间的桡性横梁30压弯，从而使设置于桡性横梁30的压电薄膜40发生相应的拉伸形变产生电信号。将上支点11设置于两个下支点21之间，可以均匀的将桡性横梁30压弯，如果上支点11与下支点21正对设置，则失去微动传感器的能力。
参照图2 b，在另一具体实施例中，桡性横梁30为弯折的横梁，可以认为是上述上支点11和下支点21全部处于同一平面的进一步变化，即部分上支点11与部分下支点21处于同一平面内，且处于同一平面内的上支点11处于两个下支点21之间，本实施例中，有三个分别设置于弯折的横梁的弯折处下支点202的和两个端部的下支点201和下支点203，上支点101设置于下支点201和下支点202之间，上支点102设置于下支点202和下支点203之间，当上盖10和下盖20相对运动时，上支点101会将下支点201和下支点202之间的桡性横梁30压弯，上支点102会将下支点202和下支点203之间的桡性横梁30压弯。
参照图2 c，在又一具体实施例中，上述桡性横梁30为板状，对应板状桡性横梁30设置不在同一直线的下支点207、下支点208和下支点209，在对应下支点207和下支点208之间设置上支点107，在对应下支点208和下支点209之间设置上支点108，当然，还可以在对应下支点207和下支点209之间设置一上支点11，这样设置，当上盖10和下盖20相对运动时，同样可以将桡性横梁30压弯。
参照图3，本实施例中，上述上支点11与下支点21全部位于同一平面上时，所述上支点11的数量比下支点21的数量少一个。每两个下支点21之间的中间位置对应设置一个上支点11，可以均匀的压弯桡性横梁30，提高采集震动信号的灵敏度。比如，设置两个下支点21和一个上支点11，上支点11对应的设置于两个下支点21连线中点的上方。
参照图2 d，在另一本实施例中，上述上支点11与下支点21未全部位于同一平面上时，所述上支点11至少设置一个，下支点21至少设置三个，每一个上支点11设置于至少三个下支点21围城的区域内。在一实施例中，上述桡性横梁30为板状，对应板状桡性横梁30设置不在同一直线的下支点210、下支点211和下支点212，在对应下支点210、下支点211和下支点212围成的区域内，在上盖10上设置上支点109，当上盖10和下盖20相对运动时，上支点109将桡性横梁30挤压变形，具体为板状桡性横梁30对应的支点210、下支点211和下支点212围成的区域内向下盖20方向凹陷。在板状桡性横梁30凹陷过程中，设置于桡性横梁30的压电薄膜40发生相应的拉伸形变产生电信号。
参照图6和图7，本实施例中，上述上支点11与下支点21未全部位于同一平面上时，每一个上支点11设置于三个或三个以上下支点21围城的区域内的中心位置，这样，同样可以均匀的压弯桡性横梁30，提高采集震动信号的灵敏度。在一具体实施例中，上述桡性横梁30为圆形板、三角形板或多边形板等，比如多边形为正五边形时，可以将下支点21设置五个，分别设置于正五边形的五个顶点位置等。
本实施例的生理信号采集垫中设置的桥梁式微动传感器1，上盖10和下盖20相对运动，从而使上支点11压迫对应两个下支点21之间的桡性横梁30弯曲，或者，压迫三个或三个以上下支点21围成的区域凹陷，桡性横梁30的形变均匀，使在桡性横梁30朝向下支点21的一侧或内部设置的压电薄膜40均匀拉伸形变；而且同样的压力，本实施例的桥梁式微动传感器1的压电薄膜40的拉伸量是悬梁式微动传感器中压电薄膜40拉伸量的一倍或更多，提高微动传感器的采集精度。
参照图4和图5，本实施例中，上述间隙处填充一个连接上盖和下盖的柔性材料支撑体70，该柔性支撑体平行于上盖10和下盖20，并环绕桡性横梁30设置。上述柔性材料支撑体70可以为柔性橡胶、硅胶等在受力变形后，可以良好的回复原形的材料。本实施例中，上述的柔性材料支撑体70是一条长条状结构的柔性材料，然后蜷绕成一周或3/4周等，设置于上盖10与下盖20的边沿之间，只要能够均匀承受上盖10和下盖20之间相对移动而产生的力即可。在另一实施例中，上述间隙处填充至少两个连接上盖和下盖的柔性材料支撑体70，该至少两个柔性支撑体均匀环绕桡性横梁30设置。本实施例中，柔性材料支撑体70可以是多个支撑块均匀围绕一周后，设置于上盖10与下盖20的边沿之间，只要能够均匀承受上盖10和下盖20之间相对移动而产生的力即可。
参照图4和图5，本实施例中，上述桥梁式微动传感器1还包括PCB板50，所述信号处理电路集成于所述PCB板50上。所述PCB板50设置于下盖20，所述下支点21贯穿所述PCB板50与所述桡性横梁30接触。将PCB板50设置于下盖20，压电薄膜40无需通过导线连接外部的电路板，使用方便。
本实施例中，上述PCB板50被下支点21贯穿处，PCB板50与桡性横梁30之间设置垫片60。上述至少一个下支点21与所述桡性横梁30固定连接。至少一个下支点21与所述桡性横梁30固定连接，可以将桡性横梁30固定，防止桡性横梁30移动等情况发生，而且通过下支点21直接固定桡性横梁30，固定方式多样而且简单，如通过铆钉铆接，螺杆与螺母旋接等。参照图5，在一具体实施例中，两个铆钉213作为一个支点存在，将桡性横梁30固定。而垫片60可以保护桡性横梁30和PCB板50。
本实施例的生理信号采集垫中设置桥梁式微动传感器1，通过设置至少两个下支点21和至少一个上支点11，使上支点11可以压迫两个下支点21之间的桡性横梁30发生形变，即向下盖20方向凹陷，可以提供设置于桡性横梁30上的压电薄膜40的更大的拉伸量，而且拉伸形变更加的均匀，提高微动信号采集的灵敏度和精度，从而使生理信号采集垫的采集灵敏度提高，提高信号采集的准确性。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种桥梁式微动传感器，其特征在于，包括桡性横梁、支架、压电薄膜和信号处理电路，信号处理电路连接所述压电薄膜；
所述支架包括硬质的上盖和下盖，上盖和下盖之间设有活动间隙，所述桡性横梁设置于所述间隙中；所述下盖朝向桡性横梁的一侧设置下支点，所述下支点与所述桡性横梁接触；所述上盖朝向桡性横梁的一侧设置上支点，所述上支点与所述桡性横梁接触；所述上支点和下支点将桡性横梁悬空支撑于上盖和下盖之间；
当上支点与下支点在垂直于上盖和下盖方向处于同一平面上时，所述上支点至少设置一个，下支点至少设置两个，每一个上支点位于两个下支点之间；或者，当上支点与下支点未全部位于同一平面上时，所述上支点至少设置一个，下支点至少设置三个，每一个上支点设置于三个或三个以上下支点围成的区域内；
所述桡性横梁朝向下盖的一面和/或与该面连接的侧面上紧贴压电薄膜；或者，在桡性横梁内部设置平行于桡性横梁的压电薄膜。
2. 根据权利要求1所述的桥梁式微动传感器，其特征在于，所述间隙处填充一个连接上盖和下盖的柔性材料支撑体，该柔性支撑体平行于上盖和下盖，并环绕桡性横梁设置。
3. 根据权利要求1所述的桥梁式微动传感器，其特征在于，所述间隙处填充至少两个连接上盖和下盖的柔性材料支撑体，该至少两个柔性支撑体均匀环绕桡性横梁设置。
4. 根据权利要求1所述的桥梁式微动传感器，其特征在于，还包括PCB板，所述信号处理电路集成于所述PCB板上。
5. 根据权利要求4所述的桥梁式微动传感器，其特征在于，所述PCB板设置于下盖，所述下支点贯穿所述PCB板与所述桡性横梁接触。
6. 根据权利要求5所述的桥梁式微动传感器，其特征在于，所述PCB板被下支点贯穿处，PCB板与桡性横梁之间设置垫片。
7. 根据权利要求1-6中任一项所述的桥梁式微动传感器，其特征在于， 所述至少一个下支点与所述桡性横梁固定连接。
8. 根据权利要求1-6中任一项所述的桥梁式微动传感器，其特征在于，当上支点与下支点全部位于同一平面上时，所述上支点的数量比下支点的数量少一个，每两个下支点之间的中间位置对应设置一个上支点。
9. 根据权利要求1-6中任一项所述的桥梁式微动传感器，其特征在于，所述上支点与下支点未全部位于同一平面上时，每一个上支点设置于三个或三个以上下支点围城的区域内的中心位置。
10. 一种生理信号采集垫，其特征在于，包括垫体和设置于垫体内的桥梁式微动传感器；
所述桥梁式微动传感器，包括桡性横梁、支架、压电薄膜和信号处理电路，信号处理电路连接所述压电薄膜；
所述支架包括硬质的上盖和下盖，上盖和下盖之间设有相对运动的间隙，所述桡性横梁设置于所述间隙中；所述下盖朝向桡性横梁的一侧设置下支点，所述下支点与所述桡性横梁接触；所述上盖朝向桡性横梁的一侧设置上支点，所述上支点与所述桡性横梁接触；所述上支点和下支点将桡性横梁悬空支撑于上盖和下盖之间；
当上支点与下支点在垂直于上盖和下盖方向处于同一平面上时，所述上支点至少设置一个，下支点至少设置两个，每一个上支点位于两个下支点之间；或者，当上支点与下支点未全部位于同一平面上时，所述上支点至少设置一个，下支点至少设置三个，每一个上支点设置于三个或三个以上下支点围成的区域内；
所述桡性横梁朝向下盖的一侧和/或与该侧连接的侧面上紧贴压电薄膜；或者，在桡性横梁内部设置平行于桡性横梁的压电薄膜。
11. 根据权利要求10所述的生理信号采集垫，其特征在于，所述桥梁式微动传感器如权利要求2-9中任一项所述的桥梁式微动传感器。
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