CN110313663A - 一种智能手套 - Google Patents

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曹慧
周酉林
周鑫
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Ningbo Renhe Technology Co Ltd
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Ningbo Renhe Technology Co Ltd
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D19/00Gloves
    • A41D19/0024Gloves with accessories
    • A41D19/0027Measuring instruments, e.g. watch, thermometer

Abstract

本发明提供一种智能手套,包括手套本体,手套本体设置电容式弹性应变传感器、数据处理模块、数据发送模块以及电源;在应力作用下所述电容式弹性应变传感器的电容发生变化。该智能手套中手套本体与传感器一体化,穿戴舒适,无异物感,可用于探测拉伸、弯曲、压力等应力应变。

Description

一种智能手套
技术领域
本发明涉及一种智能手套。
背景技术
可穿戴电子技术是当前快速成长的一种技术。目前,开发研究的可穿戴电子产品包括智能手表、持续医疗监测器、活动及健身监测器,以及带有环境传感器的服装等。
作为智能穿戴设备中的一种,智能手套可提供多种功能,例如手姿监测、手部防护、以及辅助手部康复等。为了实现这些功能,一些商用智能手套中集成光纤弯曲传感器、微机电系统(MEMS)传感器或微型陀螺仪等器件,存在集成的器件厚重、庞大,导致手套难以穿戴,使用不便等缺点。
发明内容
针对上述智能手套的技术现状,本发明旨在提供一种智能手套,其穿戴方便,与手部贴合度好,能够随手部自如运动,并且能够监测手部姿态。
为了实现上述技术目的,本发明提供的技术方案为:一种智能手套,包括手套本体,其特征是:所述手套本体设置电容式弹性应变传感器、数据处理模块、数据发送模块以及电源;
在应力作用下,所述电容式弹性应变传感器的电容发生变化;
所述数据处理模块与电容式弹性应变传感器电连接,用于接收所述电容式弹性应变传感器的电容并进行处理;
所述数据发送模块与所述数据处理模块电连接,用于将所述数据处理模块处理后的数据发送至接收终端;
所述电源为电容式弹性应变传感器、数据处理模块以及数据发送模块供电。
所述电容式弹性应变传感器以弹性绝缘材料为基体,包括第一导电层,第二导电层,弹性介电层与弹性封装层;所述第一导电层位于基体表面,由导电液体、导电浆料或者导电凝胶构成,与外部第一电极相连;所述弹性介电层具有导电绝缘性,位于第一导电层表面;所述第二导电层位于弹性介电层表面,由导电液体、导电浆料或者导电凝胶构成,与外部第二电极相连;所述弹性封装层具有导电绝缘性,用于封装第二导电层。
本发明中,弹性是指在外力作用下能够发生弯曲、拉伸等变形,并且当外力撤除时具有一定形状恢复能力的性能。
所述手套本体材料不限,包括由棉、麻、毛、丝绸、呢绒、纤维等材料中的一种或者几种形成的织物纺织材料,以及高分子材料等。作为优选,所述手套本体材料是弹性材料。例如,弹性纺织材料或者弹性高分子材料。所述弹性纺织材料是具有弹性的纺织材料,可以将纺织材料通过结构设计使其具有弹性,例如,通过罗纹组织使纺织材料具有弹性,或者纺织材料本身具有弹性。
作为优选,所述手套本体材料厚度较小,以提高灵活性。
所述手套本体结构不限,作为优选,所述手套本体设置与手指形状适应的手指状结构,用于容纳手指。
所述电容式弹性应变传感器的设置位置不限。所述电容式弹性应变传感器可以设置在手指关节对应的位置附近,可用于探测手指弯曲情况,此时手指弯曲,传感器受到拉伸应力。所述电容式弹性应变传感器还可设置在手掌、指关节之间等位置,在这些位置不易受到拉伸应力,但是可以受到压力,例如当手指触碰到物体,手掌受到压力等情况。
所述电容式弹性应变传感器可以通过粘结、热压、缝合等方法连接在手套本体上。
作为优选,所述智能手套还包括其他类型的传感器,从而得到多物理场探测的智能手套,例如还包括磁传感器,可用于探测地磁场方向。
作为优选,所述数据处理模块与电容式弹性应变传感器通过弹性导线连接,
所述数据发送模块的发送方式不限,包括Zigbee、蓝牙、WIFI、GPRS等中的一种或几种。
作为优选,所述数据处理模块和数据发送模块具有柔性。
作为优选,所述电源为柔性电源。
所述终端设备不限,包括手机、电脑或其他智能设备。
作为优选,所述数据发送模块可集成在所述数据处理模块中。
所述弹性绝缘材料不限,包括弹性绝缘高分子材料等,例如热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶聚(TPU)、二甲基硅氧烷(PDMS)、脂肪族芳香族无规共聚酯(Ecoflex)、高分子聚合树脂、硅胶、橡胶、水凝胶、聚氨酯、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)中的一种或者几种。
所述弹性介电层材料不限,包括弹性高分子材料等。作为进一步优选,所述弹性绝缘层采用与纺织材料具有良好的粘结能力的弹性材料,例如热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶聚(TPU)、二甲基硅氧烷(PDMS)、脂肪族芳香族无规共聚酯(Ecoflex)、高分子聚合树脂、硅胶、橡胶、水凝胶、聚氨酯、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)中的一种或者几种。
所述弹性封装层材料不限,包括弹性高分子材料等。作为进一步优选,所述弹性绝缘层采用与纺织材料具有良好的粘结能力的弹性材料,例如热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶聚(TPU)、二甲基硅氧烷(PDMS)、脂肪族芳香族无规共聚酯(Ecoflex)、高分子聚合树脂、硅胶、橡胶、水凝胶、聚氨酯、聚乙烯辛烯共弹性体(POE)中的一种或者几种。
所述导电液体不限,例如液态金属、导电墨水等。
所述导电凝胶不限,例如石墨导电胶、银胶等。
所述导电浆料不限,包括石墨烯浆料,导电材料与弹性体的混合浆料等。导电材料与弹性体的混合浆料包括但不限于液态金属与弹性体的混合浆料、碳粉与弹性体的混合浆料、碳纤维与弹性体的混合浆料、石墨烯与弹性体的混合浆料、金属粉末与弹性体的混合浆料等。作为优选,液态金属与弹性体按照质量比100:(1~100)混合为浆料;碳粉和弹性体按照质量比(1~100):100混合为浆料;碳纤维和弹性体按照质量比(1~100):100混合为浆料;石墨烯和弹性体按照质量比(1~100):100混合为浆料;金属粉末和弹性体按照质量比(1~100):100混合为浆料。
所述液态金属是指在室温下为液态的金属导电材料,包括但不限于汞、镓铟合金、镓铟锡合金,以及过渡金属、固态非金属元素的一种或多种掺杂的镓铟合金、镓铟锡合金等。
所述的第一电极用于导电连接外部器件,其材料不限,包括金属材料、导电布、石墨烯、石墨导电胶、银胶、液态金属、电路板等。
所述的第二电极用于导电连接外部器件,其材料不限,包括金属材料、导电布、石墨烯、石墨导电胶、银胶、液态金属、电路板等。
作为优选,所述第一导电层厚度小于500um,优选小于100um,甚至可以小于10um。
作为优选,所述第二导电层厚度小于500um,优选小于100um,甚至可以小于10um。
作为优选,第一导电层在弹性绝缘层表面呈一定图案结构。所述图案不限,包括直线、正弦线、波浪线、锯齿波、三角波、椭圆形、环形、线圈形、心形等中的一种及两种以上并列、交叉、堆叠等组成的图案。
作为优选,第二导电层在弹性介电层表面呈一定图案结构。所述图案不限,包括直线、正弦线、波浪线、锯齿波、三角波、椭圆形、环形、线圈形、心形等中的一种及两种以上并列、交叉、堆叠等组成的图案。
所述电容式弹性应变传感器的制备方法包括如下步骤:
(1)在弹性绝缘层表面制备第一导电层;
(2)在第一导电层表面制备弹性介电层;
(3)在弹性介电层表面制备第二导电层;
(4)在第二导电层表面制备弹性封装层。
所述步骤(1)中,在弹性绝缘层表面制备第一导电层的方法不限。本发明优选采用镂空模板,将模板放置在弹性绝缘层表面,然后将导电液体、导电浆料或者导电凝胶浇注、涂覆、印刷或者热压在模板的镂空中,得到第一导电层,最后去除模板。其中,所述模板用于形成第一导电层,在第一导电层制备过程中起到导电材料边界定位的作用,当第一导电层形成后即可直接方便地去掉所述模具。当第一导电层呈一定图案时,所述模板用于形成图案化的第一导电层,在第一导电层制备过程中起到导电材料图案边界定位的作用,当图案化的第一导电层属层形成后即可直接去掉所述模具。因此本发明中的模具作用不同与现有技术中的掩膜板,一方面能够得到三维尺寸较小的第一导电层模具,另一方面在模具中填充导电浆料后能够方便简单地去除模具材料,从而能够方便地获得三维尺寸较小的第一导电层,尤其是能够方便地获得厚度与宽度较小的第一导电层,其厚度超薄,可达到百微米量级,优选小于500um,更优选小于100um,甚至小于10um。
所述步骤(2)中,在第一导电层表面制备弹性介电层的方法不限,包括印刷、烘烤、热压等方法。
所述步骤(3)中,在弹性介电层表面制备第二导电层的方法不限。本发明优选采用镂空模板,将模板放置在弹性粘结层表面,然后将导电液体、导电浆料或者导电凝胶浇注、涂覆、印刷或者热压在模板的镂空中,得到第二导电层,最后去除模板。其中,所述模板用于形成第二导电层,在第二导电层制备过程中起到导电材料边界定位的作用,当第二导电层形成后即可直接方便地去掉所述模具。当第二导电层呈一定图案时,所述模板用于形成图案化的第二导电层,在第二导电层制备过程中起到导电材料图案边界定位的作用,当图案化的第二导电层属层形成后即可直接去掉所述模具。因此本发明中的模具作用不同与现有技术中的掩膜板,一方面能够得到三维尺寸较小的第二导电层模具,另一方面在模具中填充导电浆料后能够方便简单地去除模具材料,从而能够方便地获得三维尺寸较小的第二导电层,尤其是能够方便地获得厚度与宽度较小的第二导电层,其厚度超薄,可达到百微米量级,优选小于500um,更优选小于100um,甚至小于10um。
所述步骤(4)中,在第二导电层表面制备弹性封装层的方法不限,包括印刷、烘烤、热压等方法。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明在手套本体上结合电容式弹性应变传感器,该电容式弹性应变传感器可用于探测拉伸、弯曲、压力等应力应变,并且由于该电容式弹性应变传感器以弹性材料为基底,厚度较低,具有弹性,能够与手套本体贴合良好,做到手套与传感器一体化,无异物感,尤其是其第一导电层与第二导电层的厚度能够达到百微米量级,甚至可以小于几十微米,大大提高了该传感器的可穿戴性与舒适性,并且在实际应用中当手套受到折叠、揉搓、挤压等外力作用时由于导电层超薄而大大降低所遭受的影响,从而有利于提高传感器的性能稳定性。
(2)本发明可根据实际需要将电容式弹性应变传感器设置在手套本体的不同位置,可用于探测使用者手部情况,例如手指关节弯曲情况、肌肉拉伸或弯曲情况、触碰物体与否、受到压力大小等情况。由于使用者不同,其手部情况不同,作为一种优化的使用方法,本发明将所述电容式弹性应变传感器设置在使用者手指的一定位置,在进行拉伸、弯曲、压力等应力时首先进行初始化校准。
例如,将所述电容式弹性应变传感器设置在使用者手指关节对应的位置附近,进行弯曲应变时首先进行初始化校准,具体方法如下:
使用者戴上该智能手套,手指尽量张开,记录指关节处各电容式弹性应变传感器的电容值,定义为初始值;然后,手部握拳,记录指关节处各电容式弹性应变传感器的电容值,定义为满量程值;根据初始值和满量程值得到电容值与手指弯曲角度的对应关系;
在实际使用中,根据所测得的电容值与该对应关系,得到该使用者实际的手指弯曲角度。
又例如,将所述电容式弹性应变传感器设置在手掌、手指关节之间等不易受到拉伸、弯曲等应力的位置,进行压力应变时首先进行初始化校准,具体方法如下:
使用者戴上该智能手套,当手套不接触其他物体或者不受外界应力时,记录电容式弹性应变传感器的电容值,定义为初始值;然后,手掌受到一定的参考应力,或者手指触碰到物体等时,记录各电容式弹性应变传感器的电容值,定义为参考值;根据初始值和参考值得到电容值与手指弯曲角度的对应关系;
在实际使用中,将所测得的电容值与初始值、参考值进行对比,得到使用者的手部实际触碰物体与否,或者所受应力与参考应力大小的关系。
(4)本发明智能手套可适应不同使用者,并且允许使用者灵活地做出各种手势动作,可高效率、高舒适性地对人体手姿的变化进行长期监测,同时可进行数据存储、分析以及全方位的管理,监测得到的信息,例如手指弯曲角度、手部实际触碰物体与否、手部所受应力与参考应力的大小关系等信息可优选作为控制信号对一些电路进行控制,进一步拓宽智能手套的功能。
附图说明
图1是本发明实施例1中智能手套的结构示意图。
图2是图1中电容式弹性应变传感器的结构示意图。
图3是图1中电容式弹性应变传感器的拉伸应变测试图。
图4是本发明实施例2中智能手套的结构示意图。
图1-3中的附图标记为:1-智能手套本体;2-电容式弹性应变传感器;3-数据处理模块;4-数据发送模块;5-电源;6-弹性导线;7-弹性绝缘层;8-第一导电层;9-弹性介电层;10-第二导电层;11-弹性封装层;12-第一电极;13-第二电极。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述,需要指出的是,以下所述实施例旨在便于对本发明的理解,而对其不起任何限定作用。
实施例1:
如图1所示,智能手套包括手套本体1,该手套本体设置与手指形状适应的手指状结构,用于容纳手指。手套本体1的各手指上设置电容式弹性应变传感器2,该电容式弹性应变传感器2覆盖各手指长度,包括手指关节。
手套本体1还设置数据处理模块3、数据发送模块4与电源5。数据处理模块3通过弹性导线6与弹性电容传感器2电连接。电源5为数据处理模块3、数据发送模块4,以及电容式弹性应变传感器2供电。
本实施例中,手套本体由薄弹性纺织材料制成,手部穿戴后可自如运动。
本实施例中,数据处理模块3通过弹性导线6与电容式弹性应变传感器2电连接。弹性导线6由弹性体和液态金属复合而成,弹性体是热塑性弹性体TPE,液态金属是GaInSn或GaIn合金,弹性体构成中空的管体,液体金属位于该管体的中空腔体内。
本实施例中,如图2所示,电容式弹性应变传感器2由弹性绝缘层7,第一导电层8,第二导电层10,弹性介电层9与弹性封装层11组成。弹性绝缘层7具有导电绝缘性;第一导电层8位于弹性绝缘性层7表面,由液态金属构成,与外部第一电极12相连;弹性介电层9具有导电绝缘性,位于第一导电层8表面;第二导电层10位于弹性介电层表面,由液态金属构成,与外部第二电极13相连;弹性封装层11用于封装第二导电层。
本实施例中,弹性绝缘层、弹性介电层、弹性封装层都选择热塑性聚氨酯弹性体橡胶聚(TPU),第一导电层与第二导电层为液态金属GaInSn,外部第一电极12与外部第二电极13为铜片。
本实施例中,第一导电层与第二导电层的厚度均为100μm。
本实施例中,电容式弹性应变传感器的制备包括如下步骤:
(1)在弹性绝缘层表面放置镂空模板;然后,通过印刷将液态金属GaInSn填充在模板中;接着,去除模板材料,得到第一导电层;
(2)在步骤(1)制得的第一导电层的两端贴合细铜片作为外部第一电极;
(3)在第一导电层表面采用热压工艺成型弹性介电层;
(4)在弹性介电层表面放置镂空模板;然后,通过印刷将液态金属GaInSn填充在模板中;接着,去除模板材料,得到第二导电层;
(5)在第二导电层的两端贴合细铜片作为外部第二电极;
(6)在第二导电层表面采用热压工艺成型弹性封装层。
该电容式弹性应变传感器受到拉伸、弯曲、应力等应变时其电容发生变化。对该电容式弹性应变传感器进行拉伸应变测试,测试结果如图3所示,可以看出,该弹性应变传感器的电容随拉伸应变率呈线性变化,拉伸30%,电容变化500pF左右,变化率大。另外,由于其中的液态金属层超薄,当在实际应用中受到外力作用时液态金属层所遭受的影响大大降低,因此其性能具有高稳定性。
本实施例中,液态金属的导电率优于3.8×106s/m。
本实施例中,数据处理模块采用数字电容芯片PCAP01,可直接读取电容值,并且采用STM32F103C8T6进行数据处理,从而实现高精度快速测量。
本实施例中,数据发送模块采用蓝牙4.0无线通信方式;
本实施例中,电源采用柔性电池。
本实施例中,数据处理模块和数据发送模块的电路基底为聚酰亚胺。
本实施例中,电容式弹性应变传感器通过粘结、热压,或者缝合等方法连接在手套本体上。
使用该智能手套可进行手指弯曲应变探测,探测时首先进行初始化校准,具体方法如下:
使用者戴上该智能手套,手指尽量张开,记录指关节处各电容式弹性应变传感器的电容值,定义为初始值;然后,手部握拳,记录指关节处各电容式弹性应变传感器的电容值,定义为满量程值;根据初始值和满量程值得到电容值与手指弯曲角度的对应关系。
实际使用中,使用者各手指姿态变化,各电容式弹性应变传感器的电容值发生变化,数据处理模块接收弹性应变传感器的实际电容值并根据所述对应关系进行处理,得到该使用者各手指的实际弯曲角度,然后通过数据发送模块传输至终端设备,例如手机、电脑等。
另外,本实施例中,各手指的实际弯曲角度还可以作为控制信号实现电路控制。本实施例中,各手指的实际弯曲角度可作为控制5个LED灯的开关,具体控制方法如下:5手指分别控制5个LED,大拇指控制LED1,食指控制LED2,中指控制LED3,无名指控制LED4,小拇指控制LED5;智能手套在初始化后,测得手指的实际弯曲超过30度则LED亮,否则LED灭。
实施例2:
本实施例中,智能手套的结构与实施例1基本相同,所不同的是如图4所示,电容式弹性应变传感器设置在手套本体1各手指的指尖位置以及手掌位置,当手指弯曲时电容式弹性应变传感器位于这些位置时不易受到拉伸变形。与实施例1相同,这些电容式弹性应变传感器通过弹性导线连接数据处理模块(在图4中未画出)。
本实施例中,电容式弹性应变传感器的结构与制备方法与实施例1中相同。该电容式弹性应变传感器受到拉伸、弯曲、应力等应变时其电容发生变化。对该电容式弹性应变传感器进行压力应变测试,测试结果显示该弹性应变传感器的电容随压力应变而线性变化。另外,由于其中的液态金属层超薄,当在实际应用中受到外力作用时液态金属层所遭受的影响大大降低,因此其性能具有高稳定性。
使用该智能手套可进行手部压力应变探测,探测时首先进行初始化校准,具体方法如下:
使用者戴上该智能手套,当手套不接触其他物体或者不受外界应力时,记录电容式弹性应变传感器的电容值,定义为初始值;然后,指尖和手掌受到一定的参考应力,或者指尖和手掌触碰到物体等时,记录各电容式弹性应变传感器的电容值,定义为参考值;
实际使用中,使用者各手指与手掌姿态变化,各电容式弹性应变传感器的电容值发生变化,数据处理模块接收弹性应变传感器的实际电容值并将实际电容值与初始值和参考值进行对比,可获得使用者手指和/或者手掌是否触碰到物体的信息,以及使用者手指和/或者手掌所受压力与参考压力的大小关系,然后通过数据发送模块将结果传输至终端设备,例如手机、电脑等。
另外,本实施例中,可根据手指和/或者手掌是否触碰到物体的信息,以及所受压力与参考压力的大小关系可以作为控制信号实现电路控制。例如,手指和/或者手掌是否触碰到物体可作为控制5个LED灯的开关,具体控制方法如下:5个手指指尖以及手掌分别连接LED,大拇指控制LED1,食指控制LED2,中指控制LED3,无名指控制LED4,小拇指控制LED5,手掌处连接LED6与LED7;智能手套在初始化后,测得手指指尖或者手掌触碰到物体时则对应位置的LED亮,否则LED灭。
实施例3:
本实施例中,智能手套的结构与实施例1基本相同,所不同的是手套本体1还设置微型磁传感器,本实施例中该磁微型传感器采用微型霍尔效应磁传感器。该磁微型传感器通过弹性导线6与数据处理模块3电连接。通过该磁微型传感器还可以探测该智能手套与地磁场的角度关系。
实施例4:
本实施例中,智能手套的结构与实施例1基本相同,所不同的是手套本体1类似实施例1所示,在各手指外侧设置电容式弹性应变传感器2,该电容式弹性应变传感器2覆盖各手指长度,包括手指关节,而且还类似实施例2所示,在各手指内侧的指尖位置以及手掌位置设置电容式弹性应变传感器2。因此,在本实施例中,使用该智能手套不仅可进行手指弯曲应变探测,还可进行手部压力应变探测。
以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种智能手套,包括手套本体,其特征是:所述手套本体设置电容式弹性应变传感器、数据处理模块、数据发送模块以及电源;
在应力作用下,所述电容式弹性应变传感器的电容发生变化;
所述数据处理模块与电容式弹性应变传感器电连接,用于接收所述电容式弹性应变传感器的电容并进行处理;
所述数据发送模块与所述数据处理模块电连接,用于将所述数据处理模块处理后的数据发送至接收终端;
所述电源为电容式弹性应变传感器、数据处理模块以及数据发送模块供电。
2.如权利要求1所述的智能手套,其特征是:所述电容式弹性应变传感器以弹性绝缘材料为基体,包括第一导电层,第二导电层,弹性介电层与弹性封装层;所述第一导电层位于基体表面,由导电液体、导电浆料或者导电凝胶构成,与外部第一电极相连;所述弹性介电层具有导电绝缘性,位于第一导电层表面;所述第二导电层位于弹性介电层表面,由导电液体、导电浆料或者导电凝胶构成,与外部第二电极相连;所述弹性封装层具有导电绝缘性,用于封装第二导电层。
3.如权利要求1所述的智能手套,其特征是:所述手套本体材料包括纺织材料以及高分子材料;
作为优选,所述手套本体材料是弹性材料。
4.如权利要求1所述的智能手套,其特征是:所述手套本体设置与手指形状适应的手指状结构,用于容纳手指。
5.如权利要求1所述的智能手套,其特征是:所述电容式弹性应变传感器设置在使用者手指关节对应的位置、手掌对应的位置,或者/和手指关节之间对应的位置。
6.如权利要求1所述的智能手套,其特征是:所述电容式弹性应变传感器通过粘结、热压、缝合中的一种方法或者几种方法连接在手套本体上。
7.如权利要求1所述的智能手套,其特征是:所述数据处理模块与电容式弹性应变传感器通过弹性导线连接。
8.如权利要求1所述的智能手套,其特征是:所述数据发送模块的发送方式包括Zigbee、蓝牙、WIFI、GPRS中的一种或几种。
9.如权利要求1所述的智能手套,其特征是:所述数据处理模块和数据发送模块具有柔性。
10.如权利要求1所述的智能手套,其特征是:所述电源为柔性电源。
11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的智能手套,其特征是:所述导电液体包括液态金属、导电墨水;
所述导电凝胶包括石墨导电胶、银胶;
所述导电浆料包括石墨烯浆料,以及导电材料与弹性体的混合浆料;
作为优选,所述导电材料与弹性体的混合浆料包括液态金属与弹性体的混合浆料、碳粉与弹性体的混合浆料、碳纤维与弹性体的混合浆料、石墨烯与弹性体的混合浆料、金属粉末与弹性体的混合浆料。
12.如权利要求1至10中任一权利要求所述的智能手套,其特征是:所述第一导电层厚度小于500um,优选小于100um,甚至可以小于10um。
13.如权利要求1至10中任一权利要求所述的智能手套,其特征是:所述第二导电层厚度小于500um,优选小于100um,甚至可以小于10um。
14.如权利要求1至10中任一权利要求所述的智能手套,其特征是:所述电容式弹性应变传感器的制备方法包括如下步骤:
(1)在弹性绝缘层表面制备第一导电层;
(2)在第一导电层表面制备弹性介电层;
(3)在弹性介电层表面制备第二导电层;
(4)在第二导电层表面制备弹性封装层。
15.如权利要求14所述的智能手套,其特征是:所述步骤(1)中,采用镂空模板,将模板放置在弹性绝缘层表面,然后将导电液体、导电浆料或者导电凝胶浇注、涂覆、印刷或者热压在模板的镂空中,得到第一导电层,最后去除模板。
16.如权利要求14所述的智能手套,其特征是:所述步骤(3)中,采用镂空模板,将模板放置在弹性绝缘层表面,然后将导电液体、导电浆料或者导电凝胶浇注、涂覆、印刷或者热压在模板的镂空中,得到第二导电层,最后去除模板。
17.如权利要求1至10中任一权利要求所述的智能手套,其特征是:将所述电容式弹性应变传感器设置在使用者手指关节对应的位置附近,进行弯曲应变时首先进行初始化校准,具体方法如下:
使用者戴上该智能手套,手指尽量张开,记录指关节处各电容式弹性应变传感器的电容值,定义为初始值;然后,手部握拳,记录指关节处各电容式弹性应变传感器的电容值,定义为满量程值;根据初始值和满量程值得到电容值与手指弯曲角度的对应关系;
在实际使用中,根据所测得的电容值与该对应关系,得到该使用者实际的手指弯曲角度。
18.如权利要求1至10中任一权利要求所述的智能手套,其特征是:将所述电容式弹性应变传感器设置在手部不易受到拉伸应力和/或弯曲应力的位置,进行压力应变时首先进行初始化校准,具体方法如下:
使用者戴上该智能手套,当手套不接触其他物体或者不受外界应力时,记录电容式弹性应变传感器的电容值,定义为初始值;然后,手掌受到一定的参考应力,或者手指触碰到物体时,记录各电容式弹性应变传感器的电容值,定义为参考值;根据初始值和参考值得到电容值与手指弯曲角度的对应关系;
在实际使用中,将所测得的电容值与初始值、参考值进行对比,得到使用者的手部实际触碰物体与否,或者所受应力与参考应力大小的关系。
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