CN113331804B - 血压量测模块 - Google Patents

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Abstract

一种血压量测模块,包含一基座、一阀门片、一顶盖、一微型泵、一驱动电路板及一压力传感器,阀门片设置于基座与顶盖之间,微型泵位于基座内,压力传感器设置于驱动电路板,顶盖的一进气通道与压力传感器连接一气囊,微型泵作动使气囊充气压迫使用者皮肤,压力传感器测量气囊内的压力变化,以检测使用者的血压。

Description

血压量测模块
【技术领域】
本案关于一种血压量测模块,尤指一种极薄型,用以与穿戴式电子装 置或行动装置结合的血压量测模块。
【背景技术】
近年来对于个人身体保健的意识逐渐抬头,因此衍生出希望能够常态 性的对自身的身体状况进行检测,但目前对于检测身体状况的仪器大 多为固定式,几乎都要去固定的医疗服务站或是医院,即便有家庭用 的检测仪器,但体积偏大,携带不易,于目前讲求快速的社会,已经 难以符合使用者的需求。
其中,最能反应身体状况的非血压莫属,每个人的身体中的血管就如 同道路般遍布全身,血压就如同路况般,能够了解血液的输送状态, 因此,身体若发生任何状况,血压最清楚。
有鉴于此,如何提供一种能够随时且精确测量血压的装置,并且能够 与穿戴式装置或是可携式电子装置结合,让使用者能够随时随地、迅 速地确认血压状况,实乃目前需要解决的问题。
【发明内容】
本案的主要目的是提供一种血压量测模块,用以与可携式电子装置或 是穿戴式电子装置结合,方便使用者携带,能够不受时间、地点等限 制即可完成血压量测。
本案的一广义实施态样为一种血压量测模块,包括:一基座,具有一 阀门承载区、一容置槽区、一进气孔及一穿置孔,其中该阀门承载区 及该容置槽区分别设在不同表面,以及该进气孔及该穿置孔连通该容 置槽区,而该阀门承载区上设有一第一凹置腔及一第二凹置腔,该第 一凹置腔内贯穿设置多个第一通孔连通该容置槽区,以及该第一凹置 腔中心突伸设置一第一凸出结构,而该该第二凹置腔内贯穿有至少一 第二通孔连通该容置槽区,而该容置槽区内凹设一集气腔室及一传感 器腔室,该传感器腔室邻设连通于该集气腔室一侧,并与该进气孔及 该穿置孔连通;一阀门片,设置承载于该阀门承载区之上,并设有 一阀孔,该阀孔对应到该第一凸出结构的位置;一顶盖,封盖于该阀 门承载区上,以对该阀门片及该穿置孔封盖密封,该顶该设有一进气 通道、一排气孔及一组配表面,该进气通道及该排气孔彼此隔开设置, 组配表面为对应封盖于该阀门片上,且该组配表面上凹置一进气腔室, 与该进气通道相连通,以及凹置一排气腔室,对应到该排气孔位置, 并于该排气腔室中心位置设置一第二凸出结构,且该排气孔贯通在该 第二凸出结构的中心位置,与该排气腔室相连通,促使该阀门片与该 第二凸出结构常态抵顶形成一预力作用,且封闭该排气孔,又该进气 腔室与该排气腔室之间凹设有一连通槽,以及该进气通道进气通道设置在该组配表面相对侧,并连通至该组配表面,且该进气通道具有一 连接端及一延伸端,该连接端对外连接一气囊,该延伸端则由该连接 端的另一端延伸对应到该穿置孔位置,并具有一封盖槽孔;一微型泵, 设置于该容置槽区内,而封盖该集气腔室;一驱动电路板,封盖该容 置槽区上,并提供该微型泵的驱动信号,以控制该微型泵的驱动运作; 以及一压力传感器,设置于该驱动电路板上电性连接,该压力传感器 对应到该基座的该容置槽区的该传感器腔室中,并对应穿置于该穿置 孔而套置于该顶盖的该封盖槽孔中,供与该进气通道连通,并与该气 囊相连通;其中,该微型泵受该驱动电路板控制驱动运作而形成一 气体传输,让该基座外部气体由该进气孔导入至该容置槽区内,并经 过该微型泵持续传输导入该集气腔室集中,且气体得以推动该阀门片 的该阀孔与该第一凸出结构脱离抵触,此时气体能经过该阀孔而持续 传输导入该顶盖的该进气通道中,聚集至该气囊中,使该气囊充气膨胀且压迫使用者的皮肤,通过该压力传感器检测运算量测出使用者的 血压。
【附图说明】
图1A为本案血压量测模块一较佳实施例的立体示意图。
图1B为本案血压量测模块一较佳实施例的俯视示意图。
图1C为本案血压量测模块一较佳实施例的侧面示意图。
图2A为本案血压量测模块另一较佳实施例的立体示意图。
图2B为本案血压量测模块另一较佳实施例的俯视示意图。
图2C为本案血压量测模块另一较佳实施例的侧面示意图。
图3A为图1A的血压量测模块分解示意图。
图3B为图1A的案血压量测模块其另一角度分解示意图。
图4为本案血压量测模块压力传感器设置于驱动电路板示意图。
图5为本案血压量测模块阀门片设置于基座示意图。
图6A为本案气体检测模块的微型泵分解示意图。
图6B为本案气体检测模块的微型泵另一角度的分解示意图。
图7A为本案气体检测模块的微型泵的剖面示意图。
图7B为本案气体检测模块另一实施例微型泵的剖面示意图。
图7C至图7E为微型泵的作动示意图。
图8A为微机电泵的剖面示意图。
图8B为微机电泵的分解示意图。
图9A至图9C为微机电泵的作动示意图。
图10为图1B中AA剖面线的剖面示意图。
图11为图2B中CC剖面线的剖面示意图。
图12为图1B中BB剖面线所视得血压量测模块的剖面及进气操作示意图。
图13为图1B中BB剖面线所视得血压量测模块的剖面及排气操作示意图。
图14为血压量测模块连接外部装置示意图。
【具体实施方式】
体现本案特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。 应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化,其皆不脱离本 案的范围,且其中的说明及图示在本质上当作说明之用,而非用以限 制本案。
请参阅图1A至图3B所示,本案提供一种血压量测模块,包含一基 座1、一阀门片2、一顶盖3、一微型泵4、一驱动电路板5及一压力 传感器6。其中,基座1为一框槽体,包含有一阀门承载区11、一容 置槽区12、一进气孔13、一穿置孔14,阀门承载区11设置在基座1 的第一表面1a上,容置槽区12设置在基座1的第二表面1b上,第 一表面1a与第二表面1b分别为相对的二表面,进气孔13及穿置孔 14分别自第一表面1a贯穿至第二表面1b且连通于容置槽区12,又 阀门承载区11上具有一第一凹置腔11a、多个第一通孔11b、一第一 凸出结构11c及多个凸柱11d,第一凹置腔11a自阀门承载区11凹陷 形成,且第一凸出结构11c于第一凹置腔11a的中心突伸设置,而多 个第一通孔11b围绕第一凸出结构11c且贯穿至容置槽区12,凸柱 11d则是分别邻设于阀门承载区11的角落,本实施例为设置4个凸柱 11d,分别邻设于阀门承载区11的4个角落,此外,阀门承载区11 上更包含一第二凹置腔11e,第二凹置腔11e与第一凹置腔11a间隔 设置,且第二凹置腔11e贯穿至少一第二通孔11f;而容置槽区12包 含有一集气腔室12a及一传感器腔室12b,集气腔室12a与多个第一 通孔11b、一第二通孔11f相连通,第二通孔11f可增加集气腔室12a 与阀门承载区11的通道,以加速集气腔室12a内的气体至阀门承载 区11的速度,而传感器腔室12b邻设连通于集气腔室12a一侧,并 与进气孔13及穿置孔14连通。
请参阅图5所示,阀门片2承载设置于阀门承载区11上,阀门片2 具有一阀孔21及多个定位孔22,阀孔21与阀门承载区11的第一凸 出结构11c垂直对应,多个定位孔22则分别与凸柱11d对应套设而 定位阀门片2承载于阀门承载区11上。
上述的顶盖3封盖于阀门承载区11上,以对阀门片2及穿置孔14封 盖密封。又如图10及图11所示,顶盖3具有一进气通道31、一排气 孔32、及一组配表面33。其中,进气通道31与排气孔32间隔设置, 组配表面33为对应封盖于阀门片2上,且组配表面33上凹置一进气腔室34,与进气通道31相连通,以及组配表面33上凹置一排气腔室 35,对应到排气孔32位置,并于排气腔室35中心位置设置一第二凸 出结构35a,且排气孔32贯通在第二凸出结构35a的中心位置,与排 气腔室35相连通,又进气腔室34与排气腔室35之间凹设有一连通 槽36,使进气腔室34与排气腔室35彼此可相连通。此外,如图3B、 图10及图11所示,组配表面33上分别对应到阀门承载区11的多个 凸柱11d位置也设置组配表面定位孔37相互组配。
再请参阅图1A至图3B所示,上述顶盖3的进气通道31设置在组配 表面33相对侧,而可自相对侧贯通通孔连通至组配表面33,进气通 道31具有一连接端31a及一延伸端31b,连接端31a可对外连接一气 囊(未图式),连接端31a可以采如图1A所示的直向垂直对外连接一 气囊,或者连接端31a可以采如图2A所示的横向水平对外连接一气 囊,而连接端31a另一端直接连通进气腔室34,而如图10及图11 所示,延伸端31b则由连接端31a的另一端延伸对应到穿置孔14位 置,并具有一封盖槽孔31c。
再请参阅图12所示,阀门片2承载于阀门承载区11上,并夹置于基 座1与顶盖3之间而定位不偏移,此时,排气孔32位于第二凸出结 构35a的中心位置,第二凸出结构35a将顶抵阀门片2并封闭排气孔 32,于常态下形成一预力作用。
再请参阅图1A至图3B所示以及图10、图11所示,上述的微型泵4 设置于容置槽区12内而封盖集气腔室12a;上述的驱动电路板5封盖 于容置槽区12上,并提供微型泵4的驱动信号,亦即微型泵4的两 导电接脚4A、4B搭接在驱动电路板5的端子焊部5a、5b上形成电性连接而提供驱动信号,进而控制微型泵4的驱动运作;又,上述的 压力传感器6设置于驱动电路板5上电性连接,并在顶部具有一检测 端6a,当驱动电路板5封盖于容置槽区12上时,压力传感器6对应 到容置槽区12的传感器腔室12b,并使检测端6a对应穿置于基座1 的穿置孔14中,促使检测端6a套置于顶盖3的封盖槽孔31c中而与 进气通道31连通,且检测端6a上可套置一密封件6b,供以检测端 6a穿置于基座1的穿置孔14中并置入进气通道31中,得以防止进 气通道31的气体泄露,如此进气通道31的连接端31a对外连接一气 囊,压力传感器6的检测端6a即可检测气囊内的气体压力状态。如 此,由一基座1、一阀门片2、一顶盖3、一微型泵4、一驱动电路板5及一压力传感器6所构成血压量测模块可连接一气囊,其中微型泵 4受该驱动电路板5控制驱动运作,形成一气体传输,让基座1外部 气体由进气孔13导入至容置槽区12内,并经过微型泵4持续传输导 入至集气腔室12a中,且气体得以推动阀门片2的阀孔21与第一凸 出结构11c脱离抵触,此时气体并能经过阀孔21而持续导入顶盖3的进气通道31中,聚集至气囊中,使气囊充气膨胀且压迫使用者的 皮肤,通过压力传感器6检测气囊内的气体压力状态,进而运算检测 量测出使用者的血压。
由上述说明可知,本案血压量测模块连接一气囊即可使气囊充气膨胀 且压迫使用者的皮肤,通过压力传感器6检测气囊内的气体压力状态, 进而运算检测量测出使用者的血压。进一步说明血压量测模块的微型 泵相关构件细部特征结构及作动方式,如下。
请参阅图6A及图6B,微型泵4包含有包括一进气板41、一共振片 42、一压电致动器43、一第一绝缘片44、一导电片45及第二绝缘片 46等结构,其中压电致动器43对应于共振片42而设置,并使进气板 41、共振片42、压电致动器43、第一绝缘片44、导电片45及第二绝缘片46等依序堆叠设置,且导电片45具有一导电接脚4A向外凸伸 外露,压电致动器43具有一导电接脚4B向外凸伸外露,导电接脚 4A、4B分别搭接在驱动电路板5的端子焊部5a、5b上形成电性连接 而提供驱动信号(如图4所示),进而控制微型泵4的驱动运作。
上述的进气板41具有至少一通气孔411、至少一汇流排槽412及一汇 流腔室413,于本实施例中,通气孔411的数量以4个为较佳,但不 以此为限。通气孔411是贯穿进气板41,用以供气体顺应大气压力的 作用而自通气孔411流入微型泵4内。进气板41上具有至少一汇流 排槽412,其数量与位置与进气板41另一表面的通气孔411对应设置, 本实施例的通气孔411其数量为4个,与其对应的汇流排槽412其数 量亦为4个;汇流腔室413位于进气板41的中心处,前述的4个汇 流排槽412的一端连通于对应的通气孔411,其另一端则连通于进气 板41的中心处的汇流腔室413,借此可将自通气孔411进入汇流排槽412的气体引导并汇流集中至汇流腔室413。于本实施例中,进气板 41具有一体成型的通气孔411、汇流排槽412及汇流腔室413。
于一些实施例中,进气板41的材质可为不锈钢材质所构成,但不以 此为限。于另一些实施例中,汇流腔室413的深度与汇流排槽412的 深度相同,但不以此为限。
上述的共振片42是由一可挠性材质所构成,但不以此为限,且于共 振片42上具有一中空孔421,是对应于进气板41的汇流腔室413而 设置,供气体通过。于另一些实施例中,共振片42是可由一铜材质 所构成,但不以此为限。
上述的压电致动器43是由一悬浮板431、一外框432、至少一支架433 以及一压电元件434所共同组装而成,并具有一导电接脚4b;悬浮板 431为一正方形型态,并可弯曲振动,外框432环绕悬浮板431设置, 至少一支架433连接于悬浮板431与外框432之间,提供弹性支撑的 效果,压电元件434亦为正方形型态,贴附于悬浮板431的一表面, 用以施加电压产生形变以驱动悬浮板431弯曲振动,且压电元件434 的边长小于或等于悬浮板431的边长;其中,悬浮板431、外框432 及支架433之间具有多个空隙435,空隙435供气体通过;此外,压 电致动器43更包含一凸部436,凸部436设置于悬浮板431的另一表 面,并与压电元件434相对设置于悬浮板431的两表面。
如图7A所示,进气板41、共振片42、压电致动器43、第一绝缘片 44、导电片45、第二绝缘片46依序推叠设置,压电致动器43的悬浮 板431其厚度小于外框432的厚度,当共振片42堆叠于压电致动器 43时,压电致动器43的悬浮板431、外框432与共振片42之间可形 成一腔室空间47。
请再参阅图7B,图7B为微型泵4的另一实施例,其元件与前一实施 例(图7A)相同,故不加以赘述,其差异在于,于未作动时,其压电致 动器43的悬浮板431以冲压方式以远离共振片42的方向延伸,并未 与外框432位于同一水平,其延伸距离可由支架433所调整,且支架 433与悬浮板431之间呈现非平行,使得压电致动器43呈凸出状。
为了了解上述微型泵4提供气体传输的输出作动方式,请继续参阅图 7C至图7E所示,请先参阅图7C,压电致动器43的压电元件434被 施加驱动电压后产生形变带动悬浮板431向上位移,此时腔室空间47 的容积提升,于腔室空间47内形成了负压,便汲取汇流腔室413内 的气体进入腔室空间47内,同时共振片42受到共振原理的影响被同 步向上带动,连带增加了汇流腔室413的容积,且因汇流腔室413内 的气体进入腔室空间47的关系,造成汇流腔室413内同样为负压状 态,进而通过通气孔411及汇流排槽412来吸取气体进入汇流腔室413 内。请再参阅图7D,压电元件434带动悬浮板431向下位移,压缩 腔室空间47,同样的,共振片42被悬浮板431因共振而向下位移, 同步推挤腔室空间47内的气体往下通过空隙435向上输送,将气体 由微型泵4排出。最后请参阅图7E,当悬浮板431回复原位时,共 振片42仍因惯性而向下位移,此时的共振片42将使压缩腔室空间47 内的气体向空隙435移动,并且提升汇流腔室413内的容积,让气体 能够持续地通过通气孔411、汇流排槽412来汇聚于汇流腔室413内, 通过不断地重复上述图7C至图7E所示的微型泵提供气体传输作动步骤,使微型泵能够使气体连续自通气孔411进入进气板41及共振片 42所构成流道产生压力梯度,再由空隙435向上输送,使气体高速流 动,达到微型泵4传输气体的效果。
本案的微型泵4的另一实施例可为一微机电泵4a,请参阅图8A及图 8B,微机电泵4a包含有一第一基板41a、一第一氧化层42a、一第二 基板43a以及一压电组件44a。本实施例的微机电泵4a是通过半导体 制程中的磊晶、沉积、光刻及蚀刻等制程一体成型制出,理应无法拆 解,为了详述其内部结构,特以第8B图所示的分解图详述之。
上述的第一基板41a为一硅芯片(Si wafer),其厚度介于150至400微 米(μm)之间,第一基板41a具有多个流入孔411a、一基板第一表面 412a最后如一基板第二表面413a,于本实施例中,该多个流入孔411a 的数量为4个,但不以此为限,且每个流入孔411a皆由基板第二表 面413a贯穿至基板第一表面412a,而流入孔411a为了提升流入效果, 将流入孔411a自基板第二表面413a至基板第一表面412a呈现渐缩 的锥形。
上述的第一氧化层42a为一二氧化硅(SiO2)薄膜,其厚度介于10至 20微米(μm)之间,第一氧化层42a叠设于第一基板41a的基板第一 表面412a上,第一氧化层42a具有多个汇流通道421a以及一汇流腔 室422a,汇流通道421a与第一基板41a的流入孔411a其数量及位置 相互对应。于本实施例中,汇流通道421a的数量同样为4个,4个汇 流通道421a的一端分别连通至第一基板41a的4个流入孔411a,而 4个汇流通道421a的另一端则连通于汇流腔室422a,让气体分别由 流入孔411a进入之后,通过其对应相连的汇流通道421a后汇聚至汇流腔室422a内。
上述的第二氧化层432a为一氧化硅层其厚度介于0.5至2微米(μm) 之间,形成于硅芯片层431a上,呈中空环状,并与硅芯片层431a定 义一振动腔室4321a。硅材层433a呈圆形,位于第二氧化层432a且 结合至第一氧化层42a,硅材层433a为二氧化硅(SiO2)薄膜,厚度介 于2至5微米(μm)之间,具有一穿孔4331a、一振动部4332a、一固 定部4333a、一第三表面4334a及一第四表面4335a。穿孔4331a形成 于硅材层433a的中心,振动部4332a位于穿孔4331a的周边区域, 且垂直对应于振动腔室4321a,固定部4333a则为硅材层433a的周缘 区域,由固定部4333a固定于第二氧化层432a,第三表面4334a与第 二氧化层432a接合,第四表面4335a与第一氧化层42a接合;压电 组件44a叠设于硅芯片层431a的致动部4311a。
上述的压电组件44a包含有下电极层441a、压电层442a、绝缘层443a 及上电极层444a,下电极层441a叠置于硅芯片层431a的致动部4311a, 而压电层442a叠置于下电极层441a,两者通过其接触的区域做电性 连接,此外,压电层442a的宽度小于下电极层441a的宽度,使得压 电层442a无法完全遮蔽住下电极层441a,在于压电层442a的部分区 域以及下电极层441a未被压电层442a所遮蔽的区域上叠置绝缘层 443a,最后在于绝缘层443a以及未被绝缘层443a遮蔽的压电层442a 的区域上叠置上电极层444a,让上电极层444a得以与压电层442a接 触来电性连接,同时利用绝缘层443a阻隔于上电极层444a及下电极 层441a之间,避免两者直接接触造成短路。
请参考图9A至图9C,图9A至图9C为微机电泵4a其作动示意图。 请先参考图9A,当压电组件44a的下电极层441a及上电极层444a 接收驱动电路板5所传递的驱动电压及驱动信号(未图示)后,将其传 导至压电层442a,压电层442a接受驱动电压及驱动信号后,因逆压 电效应的影响开始产生形变,会带动硅芯片层431a的致动部4311a 开始位移,当压电组件44a带动致动部4311a向上位移拉开与第二氧 化层432a之间的距离,此时,第二氧化层432a的振动腔室4321a的 容积将提升,让振动腔室4321a内形成负压,用于将第一氧化层42a 的汇流腔室422a内的气体通过穿孔4331a吸入其中。请继续参阅图 9B,当致动部4311a受到压电组件44a的牵引向上位移时,硅材层433a 的振动部4332a会因共振原理的影响向上位移,当振动部4332a向上 位移时,会压缩振动腔室4321a的空间并且推动振动腔室4321a内的 气体往硅芯片层431a的流体通道4314a移动,让气体能够通过流体 通道4314a向上排出,在振动部4332a向上位移来压缩振动腔室4321a 的同时,汇流腔室422a的容积因振动部4332a位移而提升,其内部 形成负压,将吸取微机电泵4a外的气体由流入孔411a进入其中。最 后如图9C所示,压电组件44a带动硅芯片层431a的致动部4311a向 下位移时,将振动腔室4321a的气体往流体通道4314a推动,并将气 体排出,而硅材层433a的振动部4332a亦受致动部4311a的带动向 下位移,同步压缩汇流腔室422a的气体通过穿孔4331a向振动腔室 4321a移动,后续再将压电组件44a带动致动部4311a向上位移时, 其振动腔室4321a的容积会大幅提升,进而有较高的汲取力将气体吸 入振动腔室4321a,再重复以上的动作,以至于通过压电组件44a持 续带动致动部4311a上下位移且来连动振动部4332a上下位移,通过 改变微机电泵4a的内部压力,使其不断地汲取及排出气体,借此以 完成微机电泵4a的动作。
再请参阅图12所示,微型泵4开始作动,气体得由图1A所示的进气 孔13进入后而导入容置槽区12中,并由微型泵4的通气孔411开始 进入,并将气体持续导送至集气腔室12a,气体同时由第一通孔11b 进入第一凹置腔11a,以及由第二通孔11f进入第二凹置腔11e,而进 入第一凹置腔11a与第二凹置腔11e的气体会将阀门片2向上推动, 并使其向顶盖3靠近,此时阀门片2受到气体由第二通孔11f进入第 二凹置腔11e所产生推力而顶抵于排气腔室35的第二凸出结构35a 上,如此封闭排气孔32,同时因阀门片2脱离第一凹置腔11a的第一 凸出结构11c,通过第二凹置腔11e、第一凹置腔11a的气体得以通 过阀孔21进入进气腔室34中,进而导入进气通道31中而汇聚至气 囊内,开始对气囊充气使其膨胀,完成血压量测模块的集气作业。如 此,血压量测模块应用到一穿戴式装置(例如穿戴手表)上,血压量测 模块的集气作业,促使气囊能够紧贴于使用者的穿戴皮肤上进行测量, 通过压力传感器6检测气囊内压力变化,进行检测运算完成血压测量 的动作。
如图13所示,血压测量完毕后,微型泵4停止运作,因气囊内的气 压高于进气腔室34的气压,气体开始自气囊内部通过进气通道31而 导送至进气腔室34,此时,导入气体推动阀门片2向下移动,进而使 阀孔21被第一凸出结构11c封闭,进气腔室34内气体得以通过连通 槽36而流动至排气腔室35中,此时排气腔室35导入气体将阀门片2 向下推动,如此阀门片2脱离第二凸出结构35a的抵触,并被推移靠 近掉入第二凹置腔11e内,促使排气腔室35与排气孔32连通,导入 排气腔室35的气体即可由排气孔32排出,释放气囊内气体,完成血 压量测模块的快速泄压作业。
由上述说明可知,本案的血压量测模块为组装到一穿戴式装置(例如 穿戴手表)上实施应用,在设计上会考量整体结构的尺寸,因此本案 的血压量测模块由一基座1、一阀门片2、一顶盖3、一微型泵4、一 驱动电路板5及一压力传感器6所构成,特别采用薄型化的压电式微 型泵4搭配压力传感器6组构在可应用在小型化的基座1上搭配阀门 片2及顶盖3的微型化整体结构设计,组装一气囊实施应用到一穿戴 式装置(例如穿戴手表)上,进行血压量测可完成快速集气及卸压作业, 参阅图1A至图3B所示,所以本案的血压量测模块整体结构的尺寸 如下:血压量测模块的长度L介于20mm至30mm之间,宽度W介 于10mm至16mm之间,高度H介于5mm至10mm之间,依本案图 1A至图1C所示进气通道31的连接端31a采用直向垂直型态,其血 压量测模块最佳尺寸为长度L为25mm,宽度W为14mm,高度H 为9mm,而依本案图2A至图2C所示进气通道31的连接端31a采用 横向水平型态,其血压量测模块最佳尺寸为长度L为27mm,宽度W 为14mm,高度H为6.5mm,以最佳化实施应于穿戴式装置(例如穿 戴手表)上。
如图14所示,血压量测模块可更包含一微处理器7及一通讯器8,设 置于该驱动电路板5上,该微处理器7用以接收该压力传感器6所量 测信号予以运算转换成一信息数据,并将该数据数据经过该通讯器通 讯传输至一外部装置9予以储存处理应用,其中该通讯传输为一有线 传输及一无线传输的至少其中之一,外部装置为一云端系统、一可携 式装置、一电脑系统等至少其中之一。
综上所述,本案所提供的血压量测模块座经由基座、阀门片及顶盖的 设置,能够达到对气囊快速排气与快速进气的效果,并且通过微型泵 大幅缩小泵的体积,使血压量测模块能够设置于智慧型手表等穿戴式 装置上,极具产业利用性及进步性。
【符号说明】
1:基座
1a:第一表面
1b:第二表面
11:阀门承载区
11a:第一凹置腔
11b:第一通孔
11c:第一凸出结构
11d:凸柱
11e:第二凹置腔
11f:第二通孔
12:容置槽区
12a:集气腔室
12b:传感器腔室
13:进气孔
14:穿置孔
2:阀门片
21:阀孔
22:定位孔
3:顶盖
31:进气通道
31a:连接端
31b:延伸端
31c:封盖槽孔
32:排气孔
33:组配表面
34:进气腔室
35:排气腔室
35a:第二凸出结构
36:连通槽
37:组配表面定位孔
4:微型泵
4A、4B:导电接脚
41:进气板
411:通气孔
412:汇流排槽
413:汇流腔室
42:共振片
421:中空孔
422:可动部
423:固定部
43:压电致动器
431:悬浮板
432:外框
433:支架
434:压电元件
435:空隙
436:凸部
44:第一绝缘片
45:导电片
46:第二绝缘片
47:腔室空间
4a:微机电泵
41a:第一基板
411a:流入孔
412a:基板第一表面
413a:基板第二表面
42a:第一氧化层
421a:汇流通道
422a:汇流腔室
43a:第二基板
431a:硅芯片层
4311a:致动部
4312a:外周部
4313a:连接部
4314a:流体通道
432a:第二氧化层
4321a:振动腔室
433a:硅材层
4331a:穿孔
4332a:振动部
4333a:固定部
4334a:第三表面
4335a:第四表面
44a:压电组件
441a:下电极层
442a:压电层
443a:绝缘层
444a:上电极层
5:驱动电路板
5a、5b:端子焊部
6:压力传感器
6a:检测端
6b:密封件
7:微处理器
8:通讯器
9:外部装置

Claims (18)

1.一种血压量测模块,其特征在于,包括:
一基座,具有一阀门承载区、一容置槽区、一进气孔及一穿置孔,其中该阀门承载区及该容置槽区分别设在不同表面,以及该进气孔及该穿置孔连通该容置槽区,而该阀门承载区上设有一第一凹置腔及一第二凹置腔,该第一凹置腔内贯穿设置多个第一通孔连通该容置槽区,以及该第一凹置腔中心突伸设置一第一凸出结构,而该第二凹置腔内贯穿有至少一第二通孔连通该容置槽区,而该容置槽区内凹设一集气腔室及一传感器腔室,该传感器腔室邻设连通于该集气腔室一侧,并与该进气孔及该穿置孔连通;
一阀门片,设置承载于该阀门承载区之上,并设有一阀孔,该阀孔对应到该第一凸出结构的位置;
一顶盖,封盖于该阀门承载区上,以对该阀门片及该穿置孔封盖密封,该顶盖设有一进气通道、一排气孔及一组配表面,该进气通道及该排气孔彼此隔开设置,组配表面为对应封盖于该阀门片上,且该组配表面上凹置一进气腔室,与该进气通道相连通,以及凹置一排气腔室,对应到该排气孔位置,并于该排气腔室中心位置设置一第二凸出结构,且该排气孔贯通在该第二凸出结构的中心位置,与该排气腔室相连通,促使该阀门片与该第二凸出结构常态抵顶形成一预力作用,且封闭该排气孔,又该进气腔室与该排气腔室之间凹设有一连通槽,以及该进气通道设置在该组配表面相对侧,并连通至该组配表面,且该进气通道具有一连接端及一延伸端,该连接端对外连接一气囊,该延伸端则由该连接端的另一端延伸对应到该穿置孔位置,并具有一封盖槽孔;
一微型泵,设置于该容置槽区内,而封盖该集气腔室;
一驱动电路板,封盖该容置槽区上,并提供该微型泵的驱动信号,以控制该微型泵的驱动运作;以及
一压力传感器,设置于该驱动电路板上电性连接,该压力传感器对应到该基座的该容置槽区的该传感器腔室中,并对应穿置于该穿置孔而套置于该顶盖的该封盖槽孔中,供与该进气通道连通,并与该气囊相连通;
其中,该微型泵受该驱动电路板控制驱动运作而形成一气体传输,让该基座外部气体由该进气孔导入至该容置槽区内,并经过该微型泵持续传输导入该集气腔室集中,且气体得以推动该阀门片的该阀孔与该第一凸出结构脱离抵触,此时气体能经过该阀孔而持续传输导入该顶盖的该进气通道中,聚集至该气囊中,使该气囊充气膨胀且压迫使用者的皮肤,通过该压力传感器检测运算量测出使用者的血压。
2.如权利要求1所述的血压量测模块,其特征在于,该基座的该阀门承载区上更包含有多个凸柱,而该阀门片对应多个该凸柱位置各设有一定位孔,供以对应套置于该阀门承载区的多个该凸柱上,让该阀门片承载于该阀门承载区之上定位不偏移,确保该阀孔对应到该第一凸出结构的位置。
3.如权利要求2所述的血压量测模块,其特征在于,该顶盖的该组配表面上更对应多个该凸柱位置各设有一该组配表面定位孔,供以对应套置于该阀门承载区的多个该凸柱上,让该阀门片承夹置于该基座与该顶盖之间定位不偏移。
4.如权利要求1所述的血压量测模块,其特征在于,该顶盖的该进气通道的该连接端为直向垂直对外连接该气囊。
5.如权利要求1所述的血压量测模块,其特征在于,该顶盖的该进气通道的该连接端为横向水平对外连接该气囊。
6.如权利要求1所述的血压量测模块,其特征在于,该微型泵停止驱动运作时,该气囊内聚集气体的气体压力大于该集气腔室集中的气体压力,该气囊内聚集气体得由该进气通道导出,并推动该阀门片的该阀孔与该第一凸出结构保持抵触,封闭该阀孔,而气体经过该连通槽而导入至该排气腔室,同时导入气体推动该阀门片与该第二凸出结构脱离抵触,打开该排气孔,促使该气囊内聚集气体由该排气孔排出于该顶盖外,完成该气囊的快速泄压作业。
7.如权利要求1所述的血压量测模块,其特征在于,该驱动电路板上更封装设至一微处理器及一通讯器,该微处理器用以接收该压力传感器所量测信号予以运算转换成一信息数据,并将该信息数据经过该通讯器通讯传输至一外部装置予以储存、处理及应用。
8.如权利要求7所述的血压量测模块,其特征在于,该通讯传输为一有线传输及一无线传输的至少其中之一。
9.如权利要求7所述的血压量测模块,其特征在于,该外部装置为一云端系统、一可携式装置、一电脑系统等至少其中之一。
10.如权利要求1所述的血压量测模块,其特征在于,该微型泵包含有:
一进气板,具有至少一通气孔、对应该通气孔位置的至少一汇流排槽以及一汇流腔室,该通气孔用以导入气体,该汇流排槽用以引导自该通气孔导入的气体至该汇流腔室;
一共振片,具有一中空孔,该中空孔对应该汇流腔室的位置,且周围为一可动部;以及
一压电致动器,与该共振片在位置上相对应设置;
其中,该进气板、该共振片以及该压电致动器是依序堆叠设置,且该共振片与该压电致动器之间形成一腔室空间,用以使该压电致动器受驱动时,使气体由该进气板的该通气孔导入,经该汇流排槽汇集至该汇流腔室,再通过该共振片的该中空孔,使得该压电致动器与该共振片的该可动部产生共振以传输气体。
11.如权利要求10所述的血压量测模块,其特征在于,该压电致动器包括:
一悬浮板,具有一正方形型态,并且可弯曲振动;
一外框,环绕设置于该悬浮板之外侧;
至少一支架,连接于该悬浮板与该外框之间,以提供弹性支撑;以及
一压电元件,具有一边长,该边长小于或等于该悬浮板的一边长,且该压电元件贴附于该悬浮板的一表面上,用以接受电压以驱动该悬浮板弯曲振动。
12.如权利要求10所述的血压量测模块,其特征在于,该压电致动器包含有:
一悬浮板,具有一正方形型态,并且可弯曲振动;
一外框,环绕设置于该悬浮板之外侧;
至少一支架,连接于该悬浮板与该外框之间,以提供弹性支撑该悬浮板,并使该悬浮板之一表面与该外框之一表面形成为非共平面结构,且使该悬浮板之一表面与该共振片保持一腔室空间;以及
一压电元件,具有一边长,该边长小于或等于该悬浮板之一悬浮板边长,且该压电元件贴附于该悬浮板之一表面上,用以施加电压以驱动该悬浮板弯曲振动。
13.如权利要求10所述的血压量测模块,其特征在于,该微型泵进一步包括一第一绝缘片、一导电片以及一第二绝缘片,其中该进气板、该共振片、该压电致动器、该第一绝缘片、该导电片及该第二绝缘片是依序堆叠设置。
14.如权利要求1所述的血压量测模块,其特征在于,该微型泵为一微机电泵,包含有:
一第一基板,具有多个流入孔,该多个流入孔呈锥形;
一第一氧化层,叠设该第一基板,该第一氧化层具有多个汇流通道以及一汇流腔室,该多个汇流通道连通于该汇流腔室及该多个流入孔之间;
一第二基板,结合至该第一基板,包含:
一硅芯片层,具有:
一致动部,呈圆形;
一外周部,呈中空环状,环绕于该致动部的外围;
多个连接部,分别连接于该致动部与该外周部之间;以及
多个流体通道,环绕于该致动部的外围,且分别位于该多个连接部之间;
一第二氧化层,形成于该硅芯片层上,呈中空环状,并与该硅芯片层定义一振动腔室;以及
一硅材层,呈圆形,位于该第二氧化层且结合至该第一氧化层,具有:
一穿孔,形成于该硅材层的中心;
一振动部,位于该穿孔的周边区域;
一固定部,位于该硅材层的周缘区域;以及
一压电组件,呈圆形,叠设于该硅芯片层的该致动部。
15.如权利要求14所述的血压量测模块,其特征在于,该压电组件包含有:
一下电极层;
一压电层,叠置于该下电极层;
一绝缘层,铺设于该压电层的部分表面及该下电极层的部分表面;以及
一上电极层,叠置于该绝缘层及该压电层未设有该绝缘层的其余表面,用以与该压电层电性连接。
16.如权利要求1所述的血压量测模块,其特征在于,该血压量测模块的整体结构长度为介于20mm至30mm之间,宽度为介于10mm至16mm之间,高度为介于5mm至10mm之间。
17.如权利要求16所述的血压量测模块,中该血压量测模块的整体结构长度为25mm,宽度为14mm,高度为9mm为最佳。
18.如权利要求16所述的血压量测模块,中该血压量测模块的整体结构长度为27mm,宽度为14mm,高度为6.5mm为最佳。
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