CN113415087B - 印章式柔性传感器原位制造装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种印章式柔性传感器原位制造装置，包括：翻转式印章主体、翻转式印章活动部、翻转式印章翻转台、墨盒、对准模块和印模；翻转式印章活动部与翻转式印章主体滑动连接；翻转式印章翻转台与翻转式印章活动部枢转连接；墨盒倒装于翻转式印章主体上；对准模块与翻转式印章翻转台第一端面连接；印模与翻转式印章翻转台第二端面连接；在一般状态下，印模与墨盒相对设置；压印状态下，向下按压翻转式印章主体，翻转式印章活动部带动翻转式印章翻转台进行翻转运动。本公开实现了传感器多层结构的精确对准，将存储在墨盒中室温快速固化的多种类型油墨直接印制在皮肤表面，快速部署大面积、分布式、多区域的传感网络。

Description

印章式柔性传感器原位制造装置

技术领域

本公开涉及原位制造装置领域，尤其涉及一种用于皮肤表面多层柔性传感器快速加工和敏捷部署的印章式柔性传感器原位制造装置。

背景技术

目前，原位制造传感器主要应用领域为类皮肤柔性电子器件，通过印刷和打印的方式直接在皮肤表面原位生成柔性电子器件，能够获得更为稳定的皮肤连接，可以克服毛发的影响，实现高可靠性的测量。

但由于柔性传感器原位生长的概念提出时间较短，目前原位制造的柔性电子器件存在以下不足：其一，原位制造的位置仅限于在灵活部位(手部)局部区域。其二，只能进行单层简单少量电极或者导电结构制备。其三，需要借助复杂和昂贵的测高、反馈控制和气溶胶打印等外部设备。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种印章式柔性传感器原位制造装置，以解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种印章式柔性传感器原位制造装置，包括：

翻转式印章主体；

翻转式印章活动部，与所述翻转式印章主体滑动连接；

翻转式印章翻转台，与所述翻转式印章活动部枢转连接；

墨盒，倒装于所述翻转式印章主体上；

对准模块，与所述翻转式印章翻转台第一端面连接；

印模，与所述翻转式印章翻转台第二端面连接；

在一般状态下，所述印模与所述墨盒相对设置；压印状态下，向下按压所述翻转式印章主体，所述翻转式印章活动部带动所述翻转式印章翻转台进行翻转运动。

在本公开的一些实施例中，所述对准模块包括：

图像采集部；

ARM控制器电路，与所述图像采集部电性连接，所述ARM控制器电路获取所述图像采集部采集的图像信息，并在所述图像信息中添加对准标记，得到含对准标记的图像信息；

WiFi电路，与所述ARM控制器电路电性连接，所述WiFi电路接收所述ARM控制器电路发送的所述含对准标记的图像信息；

所述图像采集部、所述ARM控制器电路、所述WiFi电路与所述翻转式印章翻转台第一端面固定连接。

在本公开的一些实施例中，所述ARM控制器电路得到的所述含对准标记的图像信息与承印物上的对准符号对齐，进入压印状态。

在本公开的一些实施例中，所述对准模块还包括：

供电部，与所述WiFi电路电性连接。

在本公开的一些实施例中，还包括：

显示模块，与所述对准模块通讯连接，接收所述对准模块采集的图像信息并显示所述图像信息。

在本公开的一些实施例中，所述图像采集部与所述翻转式印章翻转台同轴设置。

在本公开的一些实施例中，所述WiFi电路与所述ARM控制器电路通过FPC排线及FPC接口连接；

在本公开的一些实施例中，所述ARM控制器电路与所述图像采集部通过FPC排线及FPC接口连接。

在本公开的一些实施例中，所述对准模块、所述翻转式印章翻转台和所述印模同轴设置。

在本公开的一些实施例中，所述印模的个数为多个，每个所述印模的相对位置恒定。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开印章式柔性传感器原位制造装置至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

本公开中以对准模块和显示模块作为光学辅助，实现传感器多层结构的精确对准，将存储在墨盒中室温快速固化的多种类型油墨直接印制在皮肤表面，快速部署大面积、分布式、多区域的传感网络。

附图说明

图1为本公开实施例印章式柔性传感器原位制造装置一般状态正视示意图。

图2为本公开实施例印章式柔性传感器原位制造装置一般状态侧视示意图。

图3为对准模块结构示意图。

图4为本公开实施例印章式柔性传感器原位制造装置压印状态正视示意图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1—翻转式印章主体；

11—翻转式印章活动部；

12—翻转式印章翻转台；

2—墨盒；

3—对准模块；

301—ARM控制器电路；

302—WiFi电路；

303—图像采集部；

304—供电部；

4—印模。

具体实施方式

本公开提供了一种印章式柔性传感器原位制造装置，包括：翻转式印章主体、翻转式印章活动部、翻转式印章翻转台、墨盒、对准模块和印模；翻转式印章活动部与翻转式印章主体滑动连接；翻转式印章翻转台与翻转式印章活动部枢转连接；墨盒倒装于翻转式印章主体上；对准模块与翻转式印章翻转台第一端面连接；印模与翻转式印章翻转台第二端面连接；在一般状态下，印模与墨盒相对设置；压印状态下，向下按压翻转式印章主体，翻转式印章活动部带动翻转式印章翻转台进行翻转运动。本公开实现了传感器多层结构的精确对准，将存储在墨盒中室温快速固化的多种类型油墨直接印制在皮肤表面，快速部署大面积、分布式、多区域的传感网络。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。

在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种印章式柔性传感器原位制造装置。图1为本公开实施例印章式柔性传感器原位制造装置一般状态正视示意图。图2为本公开实施例印章式柔性传感器原位制造装置一般状态侧视示意图。图3为对准模块结构示意图。图4为本公开实施例印章式柔性传感器原位制造装置压印状态正视示意图。如图1至4所示，本公开印章式柔性传感器原位制造装置，包括：翻转式印章主体1、翻转式印章活动部11、翻转式印章翻转台12、墨盒2、对准模块3和印模4。翻转式印章活动部11与翻转式印章主体1滑动连接。翻转式印章翻转台12与翻转式印章活动部11枢转连接。墨盒2为可拆卸式倒装于翻转式印章主体1上，墨盒2中为可室温固化的绝缘、导电、功能等多种类型油墨，通过多层内嵌结构实现油墨的长时储存。对准模块3与翻转式印章翻转台12第一端面连接。印模4与翻转式印章翻转台12第二端面连接。在一般状态下，印模4与墨盒2相对设置。压印状态下，向下按压翻转式印章主体1，翻转式印章活动部11带动翻转式印章翻转台12进行翻转运动。

在一个实施例中，印章式柔性传感器原位制造装置还包括：显示模块。显示模块与对准模块3通讯连接，接收对准模块3采集的图像信息并显示图像信息。

例如，显示模块为具有WiFi通信的智能设备，如：PC或智能手机等。该显示设备连接对准模块3自建的WiFi热点后，在任何浏览器中输入192.168.1.1:8080，对准模块3采集的图像将实时在显示设备上显示。

关于对准模块3包括：图像采集部303、ARM控制器电路301、WiFi电路302和供电部304。图像采集部303、ARM控制器电路301、WiFi电路302、供电部304与翻转式印章翻转台第一端面固定连接。ARM控制器电路301与图像采集部303电性连接，ARM控制器电路301获取图像采集部303采集的图像信息，并在图像信息中添加对准标记，得到含对准标记的图像信息。其中，ARM控制器电路301得到的含对准标记的图像信息与承印物上的对准符号对齐，进入压印状态。WiFi电路302与ARM控制器电路301电性连接，WiFi电路302接收ARM控制器电路301发送的含对准标记的图像信息。

在一个具体实施例中，对准模块3采用嵌入式视觉处理模块，由ARM控制器电路301、WiFi电路302、图像采集部303选用摄像头以及供电部304选用锂电池组成，固定在翻转式印章翻转台的一面。印模4一般由微纳加工或3D打印方式制作，固定在翻转式印章翻转台的另一面。

对准模块3和显示模块之间利用WiFi通信，将对准模块3采集的图像实时的在显示模块上显示。

ARM控制器电路301主控芯片采用STM32H7系列高性能微控制器，用来读取与处理摄像头采集的图像信息，并在图像信息中加入对准标记，得到含对准标记的图像信息，通过WiFi电路302将含对准标记的图像信息发送出去。WiFi电路302采用ATWINC1500模块，通过FPC排线及FPC接口与ARM ARM控制器电路301进行连接。当发送数据时，WiFi电路302工作于服务器模式，主动建立WiFi热点。客户端设备如带有WiFi通信功能的手机或者PC等连接后将数据发送至客户端设备。摄像头采用型号为OV5640的图像采集传感器，其像素精度为500万像素。摄像头通过FPC排线及FPC接口与ARM控制器电路301进行连接。锂电池采用3.7V锂电池，为整个印章式柔性传感器原位制造装置用电设备进行供电。通过导线与WiFi电路302进行连接。整体对准模块3通过热熔胶固定在翻转式印章翻转台的一面。

印模4一般由微纳加工或3D打印方式制作，多层传感器的每层图形分别制作为一个印模4，印模4通过榫卯结构固定在翻转式印章翻转台的另一面，多个印模4更换时的相对位置恒定。

在一个具体实施例中，在印章式柔性传感器原位制造装置中更换好墨盒2以及所需的印模4，选择显示设备，如PC或智能手机等。

打开对准模块3的开关，此时会产生一个名为OPENMV_AP的WiFi热点，用准备好的显示模块连接此WiFi，连接成功后，在浏览器中搜索192.168.1.1:8080，即可看到对准模块3实时传出的图像。一般状态下翻转式印章翻转台一侧的印模4在上方与墨盒2紧密接触，翻转式印章翻转台另一侧的对准模块3在下方，此时摄像头模块可以查看并对准传感器要印刷的位置。

借助显示模块，通过不断调整印章式柔性传感器原位制造装置位置将对准模块3获取的含对准标记的图像信息与承印物上的对准符号对齐，通过对齐预先印制在承印物上的对准图案实现多层薄膜之间的精确对准。

当对齐之后，向下按压印章活动部分，此时活动部分带动翻转式印章翻转台发生反转，在翻转式印章翻转台上方的印模4转变为翻转式印章翻转台下方，并将印模4图案的油墨印制在承印物上，而按压前翻转式印章翻转台下方的对准模块3转变为翻转式印章翻转台上方，这样既保证了对准位置不发生任何改变，又保证了对准模块3与印模4之间没有任何相互影响。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开印章式柔性传感器原位制造装置有了清楚的认识。

综上所述，本公开提供一种印章式柔性传感器原位制造装置，实现了传感器多层结构的精确对准，将存储在墨盒中室温快速固化的多种类型油墨直接印制在皮肤表面，快速部署大面积、分布式、多区域的传感网络。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种印章式柔性传感器原位制造装置，包括：

翻转式印章主体；

翻转式印章活动部，与所述翻转式印章主体滑动连接；

翻转式印章翻转台，与所述翻转式印章活动部枢转连接；

墨盒，倒装于所述翻转式印章主体上，所述墨盒包括多种油墨，所述油墨具有绝缘性或导电性，所述油墨被配置为印制在皮肤表面并部署传感网络；

对准模块，与所述翻转式印章翻转台第一端面连接；

多个印模，与所述翻转式印章翻转台第二端面连接，每个所述印模的相对位置恒定；

在一般状态下，所述印模与所述墨盒相对设置；压印状态下，向下按压所述翻转式印章主体，所述翻转式印章活动部带动所述翻转式印章翻转台进行翻转运动；

其中，所述对准模块包括：

图像采集部；

ARM控制器电路，与所述图像采集部电性连接，所述ARM控制器电路获取所述图像采集部采集的图像信息，并在所述图像信息中添加对准标记，得到含对准标记的图像信息；

WiFi电路，与所述ARM控制器电路电性连接，所述WiFi电路接收所述ARM控制器电路发送的所述含对准标记的图像信息；

所述图像采集部、所述ARM控制器电路、所述WiFi电路与所述翻转式印章翻转台第一端面固定连接，其中，所述ARM控制器电路得到的所述含对准标记的图像信息与承印物上的对准符号对齐，进入压印状态。

2.根据权利要求1所述的印章式柔性传感器原位制造装置，其中，所述对准模块还包括：

供电部，与所述WiFi电路电性连接。

3.根据权利要求1所述的印章式柔性传感器原位制造装置，其中，还包括：

显示模块，与所述对准模块通讯连接，接收所述对准模块采集的图像信息并显示所述图像信息。

4.根据权利要求1所述的印章式柔性传感器原位制造装置，其中，所述图像采集部与所述翻转式印章翻转台同轴设置。

5.根据权利要求1所述的印章式柔性传感器原位制造装置，其中，所述WiFi电路与所述ARM控制器电路通过FPC排线及FPC接口连接。

6.根据权利要求1所述的印章式柔性传感器原位制造装置，其中，所述ARM控制器电路与所述图像采集部通过FPC排线及FPC接口连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的印章式柔性传感器原位制造装置，其中，所述对准模块、所述翻转式印章翻转台和所述印模同轴设置。

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