CN113543759A - 一种压力感应垫 - Google Patents

Abstract

压力感应垫包括第一部分和第二部分。第一部分可以包括夹在第一非导电层和第二非导电层之间的第一导电层。第一非导电层和第一导电层可以限定可在第一方向上延伸的可以至少部分地包围第一导电条的第一组通道。第二部分可以包括夹在第三非导电层和第四非导电层之间的第二导电层。第三非导电层和第二导电层可以限定可在第二方向上延伸的至少部分地包围第二导电条的第二组通道。第一导电条和第二导电条可以形成电容器，该电容器可以被配置为提供一个反映施加到电容器上的压力的电容。

Description

一种压力感应垫

【相关申请的交叉引用】

本申请请求于2019年2月22日提交的美国临时申请序列号62/809,158的权益，其公开内容通过引用完整并入本申请。

【技术领域】

本申请公开的各个方面总体上涉及被配置为帮助预防压力性损伤，也称为褥疮性溃疡的一种压力感应垫。

【背景技术】

压力性损伤，也称为褥疮性溃疡、压疮或褥疮，是当受试者的软组织的局部区域在骨突起和外表面之间长时间受压时形成的损伤。压力性损伤可能出现在身体的各个部位，例如肘部、膝盖、骨盆、下背部和脚踝。压力性损伤的发生是多种因素组合导致的，例如未释放的压力、摩擦、剪切力、湿度和温度。

躺在病床和其他表面上的患者经常会遭受压力性损伤。压力性损伤对不同医院科室的患者来说都是一种风险。例如，手术期间躺在手术台上的患者可能会遇到压力性损伤。躺在其他科室(如重症监护室、新生儿监护室、二级病房等)病床上的患者也容易发生压力性损伤。然而，压力性损伤不仅限于住院患者。坐在轮椅上的人容易遭受压力性损伤，尤其是骨盆、下背部和脚踝。护理和康复的宗旨是让居民也能承受压力性损伤。因此，在医院内和其他环境中，个人可能会遇到压力性损伤问题的场景相对较多。

虽然如果及早发现很容易预防或治疗，但如果压力性损伤持续存在，就会变得痛苦并且治疗既困难又昂贵。在许多情况下，即使在有医疗支持的情况下，压力性损伤也可能是致命的。据估计，美国每年有250万人遭受压力性损伤，每年导致60,000多人死亡。压力感应垫已被用于医院病床环境中，以帮助预防压力性损伤。压力感应垫使用电容或电阻传感器来跟踪施加在病床上的患者身体不同部位的压力。

【发明内容】

根据本申请公开的一个方面，提供了一种压力感应垫。压力感应垫可包括第一部分和第二部分。第一部分可以包括第一导电层和可以层压到第一导电层的第一非导电层。第二部分可以包括第二导电层和可以层压到第二导电层的第二非导电层。除了用于限定在第一方向上取向的多个导电条的多个不连续处之外，第一导电层可以是连续的。除了用于限定在第二方向上取向的多个导电条的多个不连续处之外，第二导电层可以是连续的。压力感应垫还可以包括设置在第一和第二导电层之间的绝缘层。多个第一和第二导电条可以形成具有多个电容器的导电条矩阵。多个电容器中的每个电容器都可以被配置为提供一个反映施加在多个电容器中的每个电容器上的压力的电容。

压力感应垫的压力感应垫系统可包括其上存储有电脑可读指令的非暂时性电脑可读介质，该指令被配置为由处理器执行以从多个电容器接收电容数据并基于多个电容器中的每一个的电容来确定电容，该电容反映施加在压力感应垫的多个电容器中的每个电容器上的压力。

第一部分可包括第一端和第二端。第一组多个导电条中的每个导电条可以形成为包括第一列和第二列的列。第一列可以具有第一宽度并且可以与第一端间隔开第一距离。第二列可以具有第二宽度，该第二宽度可以大于第一宽度并且可以与第一端间隔开第二距离，该第二距离可以大于第一距离。

当压力感应垫用于检测个人的压力时，压力感应垫的第一部分的放置可以朝向个人。该压力感应垫的第二端可以设置成放置在个人的头部下方。

多个列可以设置在第一列和第二列之间。第一列的宽度和第二列的宽度可以不同。设置在第一列和第二列之间的列中的每一个的宽度可以从第一端到第二端单调递增。

第一导电层的多个导电条可包括多个行，而第二导电层的至少一个导电条可包括多个列。多个行和多个列可以彼此正交设置，在其他实施例中，则是以相对于彼此不平行的取向进行设置。

绝缘层可由泡沫材料形成。

除了第三组多个不连续处之外，第一非导电层可以是连续的。第三组多个不连续处可以对应于第一组多个不连续处。

第一导电层可以设置在第一非导电层和绝缘层之间。

除了第四组多个不连续处之外，第二非导电层可以是连续的。第四组多个不连续处可对应于第三组多个不连续处。

第二导电层可以设置在第二非导电层和绝缘层之间。

根据本申请的另一方面，提供了一种压力感应垫。压力感应垫可以包括第一部分和第二部分。第一部分可以包括夹在第一非导电层和非导电层之间的第一导电层。第一非导电层和第一导电层可以限定可在第一方向上延伸的可以至少部分地包围第一导电条的第一组通道。第二部分可以包括夹在第三非导电层和第四非导电层之间的第二导电层。第三非导电层和第二导电层可以限定可在第二方向上延伸的至少部分地包围第二导电条的第二组通道。压力感应垫可以包括绝缘层，该绝缘层可以设置在第一部分和第二部分之间。第一导电条和第二导电条可以形成电容器，该电容器可以被配置为提供一个反映施加到电容器上的压力的电容。

第一组通道可以至少部分地包围第三导电条，第二组通道可以至少部分地包围第四导电条。第三导电条和第四导电条可以形成第二电容器，该第二电容器可以被配置为提供反映施加到第二电容器上的压力的电容。第一部分可以包括第一组导电引线。

第一部分可以包括第二组导电引线。第一导电条可以设置在第一部分的左侧区域中，第三导电条可以设置在第一部分的右侧区域中。

第一组导电引线可以设置在第一部分的第一侧，并且至少第二组导电引线的一部分可以设置在第一部分的第二侧，该第二侧可以与第一侧对向设置。

第一组导电引线可以由可基本上在第二方向上延伸并且可以由第一非导电层和第一导电层进行限定的第三组通道形成。

第一组导电引线可以由可在第一方向上延伸并且可以由第一非导电层和第一导电层进行限定的第四组通道形成。

第一组导电引线可以设置在压力感应垫的连接区域中，该连接区域可以包括外围区域和中间区域。第一组导电引线可以包括第一导电引线和第二导电引线。第一导电引线可以具有第一长度并且可以设置在外围区域中。第二导电引线可以具有第二长度，该第二长度可以大于第一长度并且可以设置在中间区域中。

第一组导电引线可以包括设置在第一导电引线和第二导电引线之间的多个导电引线。设置在第一导电引线和第二导电引线之间的每个导电引线的长度可以从外围区域到中间区域单调递减。

第二组导电引线可以包括第一段、第二段和第三段。第一段可以设置在第一部分的第二侧上。第二段可以从第一组导电引线在第一方向上延伸。第三段可以从第二段延伸。

第一段可以与第二段基本正交。

第一组导电引线的至少一个导电引线可以具有第一宽度，并且第一导电条可以具有可大于第一宽度的第二宽度。

第一导电层可以具有第一表面积，第一非导电层可以具有第二表面积，并且第二非导电层可以具有第三表面积。第一表面积可以大于第二和第三表面积。

第一部分可以具有第一厚度，并且第一组通道可以具有可小于第一厚度的第一深度。

第一非导电层和第二非导电层可以层压到导电层。

第一导电层可以由铜形成。

第一导电层可以具有至少0.10欧姆的表面电阻率。

根据本申请公开的另一方面，提供了一种制作压力感应垫的方法。该方法可以包括提供一个包括第一非导电层、第二非导电层和夹在它们之间的第一导电层的第一层压板；提供一个包括第三非导电层、第四非导电层和夹在它们之间的第二导电层的第二层压板；去除第一层压板的某些部分以限定第一组多个通道，从而形成在第一方向上延伸的第一组多个导电条；去除第二层压板的某些部分以限定第二组多个通道，从而形成在第二方向上延伸的第二组多个导电条；将第一层压层附接到绝缘层的第一侧；并将第二层压层附接到绝缘层的第二侧。

去除步骤可均包括蚀刻第一层压层和第二层压层。举一个例子，蚀刻可以通过应用激光以熔化第一和第二层压层的部分。

【附图说明】

图1是根据至少一个实施例的压力感应垫的主要部件和相关部件的示意图。

图2是根据至少一个实施例的个人护理环境的示意图。

图3A和3B描绘了压力感应垫的多个实施例的局部分解透视图。

图4、4A和4B分别描绘了根据至少一个实施例的导电层的俯视图和详细视图。

图5和5A分别描绘了根据至少一个实施例的导电层的俯视图和详细视图。

图6描绘了根据至少一个实施例的导电层的分解图。

图7、7A、7B和7C描绘了根据至少一个实施例的压力感应垫的局部撕开视图、横截面视图和详细视图。

图8描绘了示例性连接器的透视图。

图9描绘了另一个连接器的透视图。

【具体实施方式】

根据需要，本申请公开了本发明的详细实施例；然而，应当理解，本申请所公开的实施例仅仅是本发明的示例，还可以包括各种其它的和替代形式的实施方法。数字不一定成比例；某些特征可能会被夸大或最小化以显示特定组件的细节。因此，本申请公开的具体结构和功能细节不应被解释为本申请的限制，而应仅作为教导本领域技术人员以各种方式应用本发明的代表性基础实施方法。

除非上下文另有明确说明，在说明书和权利要求书中使用的单数形式“一个”、“一组”和“该”包括复数形式。例如，以单数形式提及一个组件旨在包括多个组件。

术语“基本上”或“大约”可在本申请中用于描述公开或要求保护的实施例。术语“基本上”或“大约”可以修改本申请中公开或要求保护的值或相对特性。在这种情况下，“基本上”或“大约”可能表示它修改的值或相对特性在值或相对特征的±0％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％或10％以内。

本申请公开的各个方面总体上涉及被配置为帮助防止压力性损伤的电容性压力感应垫。已经提出过其他电容性压力感应垫。在之前的一个实施方式中，压力垫的组成是由绝缘体隔开并由编织带连接以形成多个电容器的针织导电织物矩阵。针织导电织物矩阵是通过与纺织品制造相关的标准工艺生产的。这些针织导电织物压力感应垫的材料和制造工艺可能是昂贵的，因此需要多次重复使用它们以实现其经济上的可行性。重复使用压力感应垫可能需要在每次使用后对压力感应垫进行清洁和消毒，并且可能造成在不同患者交替使用期间因未充分清洁或消毒压力感应垫而带来的卫生问题。此外，这些针织导电织物压力感应垫需要针对不同的操作环境进行专门设计和制造，例如：重症监护室、手术室、疗养院、轮椅。因此，在某些情况下，这些压力感应垫不提供模块化解决方案。

由针织织物组成的压力感应垫可能需要单独校准以确保准确性和精确度。针织织物包括弹性相对较好和可变形的导电纱线。可用的压力感应垫在使用前已经过校准。在校准过程中，针对一个或多个已知压力，测量矩阵中每个传感器的电容。每个传感器的已知压力和测得的电容之间的函数关系用于校准每个传感器。针织织物的几何公差可能具有相对较大的范围，例如0.5毫米至1.5毫米，从而增加了电容测量的可变性。

本申请公开的电容性压力感应垫可以由间隔开的层压导电片形成。与针织织物矩阵相比，层压导电片的几何公差可以具有相对较小的范围，例如，0.5微米至2微米。因为与由针织织物构成的压力感应垫相比，层压导电片具有更窄的公差带，所以相对于由针织织物构成的压力感应垫，可以简化校准过程。在某些情况下，使用层压导电片无需在使用每个压力感应垫之前校准每个压力感应垫。举一个例子，对预定数量的压力感应垫的统计分析可用于确定校准由层压导电片构成的压力感应垫所需的频率。减少校准过程的频率和次数可以提高制造效率并且可以降低成本。

本申请公开的电容性压力感应垫中的一个或多个可以包括相对无弹性的材料，例如层压导电片，与已知的由针织织物组成的压力感应垫相比，层压导电片可以减轻片材的两个或多个层和两个或多个传感器之间的相对运动。随着时间的推移，针织物可能会开始伸长，这种伸长会降低压力感应垫垫的使用寿命。通过避免这种潜在问题，本申请公开的压力感应垫的相对无弹性的材料的使用寿命可以持续更长时间。

可用的压力感应垫通常会插入电源并连接到电脑或控制器以收集测量数据。本申请公开的电容性压力感应垫中的一个或多个可以被配置用于无线电力和通信。本申请公开的电容性压力感应垫能够与无线网络通信并由可充电电池供电。本申请公开的电容性压力感应垫可以被配置为在手术室中一次性使用。本申请公开的压力感应垫可以适用于模块化制造方法，其中可以将层压片材从相同的原材料切割成不同尺寸，使得层压导电片材可以应用于许多不同的用例和场景。本发明实施例公开的压力感应垫，针对目前提出的压力感应垫的一个或多个技术缺陷，提供了一种或多种技术解决方案。

大体上参考附图，提供了压力感应垫100。压力感应垫100可以包括第一部分102和第二部分104。绝缘层126可以设置在第一部分102和第二部分104之间。如图6所示，第一部分102可以包括可以夹在第一非导电层108和第二非导电层110之间的第一导电层106。第一非导电层108和第一导电层106可以限定第一组通道112。第一组通道112可以至少部分地包围第一导电条114。如图6所示，第二部分104可以包括可夹在第三非导电层118和第四非导电层120之间的第二导电层116。第二导电层116和第三非导电层118可以限定在第二方向上延伸的可至少部分地包围第二导电条124的第二组通道122。除了通道112、122之外，第一导电层106和第二导电层116可以分别是连续的。第一导电条114和第二导电条124可以形成电容器矩阵(例如，电容器128可以被配置为测量一个反映施加到电容器128上的压力的电容)。

第一组通道112可以至少部分地包围第三导电条130，而第二组通道122可以至少部分地包围第四导电条132。第三导电条130和第四导电条132可以形成另一个电容器128。举一个例子，如图6中的第一导电层106所示，第一导电条114可以设置在第一部分102的左侧区域内，而第三导电条130可以设置在第一部分的右侧区域内。

第一部分102可以包括第一组导电引线134和第二组导电引线138。第一组导电引线134包括第一导电部分140，而第二组导电引线138包括第一导电部分136。驱动器20(如图1所示)被配置为通过第一和第二组导电引线134和138向电容器128提供电压。处理器50(如图1所示)可以被配置为测量电容器128两端的电势，计算每个电容器128的阻抗值，并将数据存储在数据存储单元60中。

压力感应垫可包括第一侧142、与第一侧142相对的第二侧144、第一端146和第二端148。第一端146和第二端148可以在第一侧和第二侧142、144之间延伸。第一组导电引线134可以设置在第一部分102的第一侧142上。第二组导电引线138的至少一部分可以设置在第一部分102的第二侧144上。第一组导电引线134可以由第三组通道150形成，该第三组通道150由第一导电层106和可以在一个平行于第一侧142，或第二侧144，或平行于两者的方向上延伸的第一非导电层108或第二非导电层110中的至少一个进行限定。第一组导电引线134可由第四组通道152形成，该第四组通道152可在平行于第一端146、或第二端148，或平行于两者的方向上延伸。

如图4A所示，压力感应垫100可以包括连接区域154，该连接区域154可以被配置为与连接器(未图示)接合或连接。连接区域154可以包括外围区域154a和中间区域154b。第一组导电引线136可以包括设置在外围区域154a中的第一导电引线156和可以设置在中间区域154b中的第二导电引线158。第一导电引线156可以比第二导电引线158短。多个导电引线可以设置在第一导电引线156和第二导电引线158之间。这些额外的导电引线中的每一个的长度可以从外围区域154a到中间区域154b单调递减。

如图4B所示，第二组导电引线134可以包括可设置在第一部分102的第一侧142上的第一段134a、第二段134b和第二段134c。第二段134b可以在第一方向上从第一段134a延伸到第三段134c。第三段138c可以在第二组导电引线140和第二段134b之间延伸。举一个例子，第一段134a的位置可以与第二段134b基本正交。导电引线134、138或第一导电部分136、140或两者各自的宽度可大于导电条114、124、130、132中的一个或多个的宽度。

在一个或多个实施例中，第一导电层106的导电条114、130可以由列形成，而第二导电层116的导电条124、132可以由行形成。设置在导电条114、130之间的每一列或导电条的宽度或距离可以不同。举一个例子，设置在导电条114、130之间的每一列或导电条的宽度可以在第一端146和第二端148之间单调递增。当压力感应垫100用于检测由个人施加的压力时，第一部分102的放置可以朝向使用者。举一个例子，第二端148可以放置在个人的头部区域下方或头部和颈部区域下方。因为个人的头部和颈部区域可以相对比使用者身体的其余部分更多地移动，例如向上倾斜、左右滑动或滚动，所以设置在第二端148附近的较大的导电条可以比设置在第一端146附近的较小的导电条提供更好的解决方案。

现在参考图1的框图，该图显示了压力传感系统10的一个实施例。系统10可以包括至少一个压力感应垫100，该压力感应垫100包括多个传感器，例如电容器128、驱动器20、可以连接到电源11的控制单元40、处理器50、数据存储单元60和显示单元70。可以通过连接到墙上插座的电源线或通过电池电源供电，可以选择可充电电池。电池支持还允许移动床而无需关闭系统10。作为安全措施和用于合规性跟踪，可能需要通过关机防护装置22进行护理人员验证以确认控制单元40的电源关闭，例如输入护理人员的员工识别号。虽然图1中标识的系统是电容传感器系统，但在其他实施例中，可以利用其他方法，例如电阻或压阻系统。

电容器128可以布置在压力感应垫100上的不同位置。在一个示例中，电容器128可以布置在跨越压力感应垫100表面的二维网格中。驱动器20可以被配置为向压力感应垫100中的电容器128提供电压，并且处理器50可以测量电容器128两端的电势，计算每个电容器128的阻抗值，并将数据存储在数据存储单元中60。存储的数据可以被进一步处理、分析并显示在显示单元70上，例如电脑屏幕、笔记本电脑、PDA(个人数字助理)、平板设备、移动电话屏幕、打印的纸张或集成显示屏。尽管在图1的框图中作为单独的块呈现，但是可以选择将系统10集成到独立系统中。

现在参考图2，个人护理环境400可以包括与公共远程控制中心500通信的多个子系统400a到400h。个人护理环境400可以是在医院、疗养院、家庭护理或康复护理环境中。如果个人护理环境400是医院，则公共远程控制中心500可以是护理站。如图1所示，子系统400a-400h中的每一个都包括床。子系统400a到400h可以被配置为与公共远程控制中心500通信，例如在护理站。这种通信可以通过连接到护士呼叫系统的线路，或者通过无线通信(例如，蓝牙、ZIGBEE、Wi-Fi、蜂窝等)提供给护理站。或者，子系统400a-400h的位置可以彼此远离地，例如每个都在单独的家中，并且远程控制中心500可以是有人值守的观察站。

图3A显示了压力感应垫100的一部分的透视图。第一部分102位于第二部分104和绝缘层126上方。举一个例子，第一部分102、第二部分104和绝缘层126可以是细长的和矩形的形状。第一部分102可以包括可以至少部分地包围第一导电条114的第一组通道112。第二部分104可以包括可以至少部分地包围第二导电条124的第二组通道122。第一导电条114可以在第一方向上延伸，例如一侧到另一侧，而第二导电条124可以在第二方向上延伸，例如一端到另一端。在第一部分104和第二部分104之间延伸的虚线可以代表电容器128。虽然显示的是一个电容器128，但是在第一部分102中的导电条和第二部分104中的导电条之间的每个交叉点处形成了多个电容器。

举一个例子，绝缘层126可以由非导电材料形成。换句话说，绝缘层126的材料可能不允许诸如电流之类的电荷流过或穿过绝缘层126。非导电材料可以是由热塑性聚氨酯(TPU)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、泡沫或其他合适材料制成的膜。

第一部分102和第二部分104均可以通过粘合剂机械地附接到绝缘层126。举一个例子，双面胶带(DST)可以沿着绝缘层126或第一部分102、第二部分104或同时沿两者铺设。然后可以将绝缘层126放置在第一和第二部分102、104上，反之亦然。

图3B显示了根据一个或多个实施例的压力感应垫100。举一个例子，压力感应垫100可以包括一个或多个覆盖层160，覆盖层160可以直接固定到第一部分102或第二部分104，或同时固定到两者。覆盖层160可以通过诸如双面胶带(DST)的粘合剂、诸如可以作为喷雾或许多珠子使用的胶水的液体粘合剂固定到第一和第二部分102、104。粘合剂可以应用到覆盖层160的外部或第一和第二部分102、104或它们的内部。

覆盖层160可以由织物或聚合材料形成。举一个例子，覆盖层160的材料可以由防水材料形成，该防水材料被配置为防止液体通过覆盖层160渗透到第一和第二部分102、104。如果水或其他液体渗透到覆盖层160，液体可能导致电容器128中的一个或多个短路。举一个例子，覆盖层160可由聚四氟乙烯(PTFE)或膨体聚四氟乙烯构成。当烧伤患者使用压力感应垫100或在手术室环境中使用时，来自患者身体或其他地方的液体可能沉积在覆盖层160上时，防水覆盖层160可能是有用的。

再举一个例子，一个或多个覆盖层160可以延长压力感应垫100的使用寿命。

图4显示了第一导电层106的俯视图。第一导电层106可用于限定可包围第一导电条114及第三导电条130的第一组通道112。第一组通道112由设置在导电条130、114的任一侧和端部的黑线描绘。第一导电条114可以具有宽度W1并且第三导电条130可以具有可大于第一宽度的宽度W3。设置在第一导电条114和第三导电条130之间的导电条中的至少一个可以具有宽度W2。第二宽度W2可以小于第三宽度W3并且大于第一宽度W1。第一导电条114可以与第一端146间隔第一距离L1，设置在第一和第三导电条114、130之间的一个导电条可以间隔第二距离L2，并且第二导电条124可与第一端146间隔第三距离L3。第三距离L3和第二距离L2可以各自大于第一距离L1。

第一导电层106可以包括右侧区域A1和左侧区域A2，如图4左右两侧的虚线所示。如上所述，左侧区域A2可以包括比右侧区域A1内的导电条更宽的导电条。因此，左侧区域A2的位置可以在使用者头部或颈部区域下方。

图4A显示了第一部分102的连接区域154的详细视图。连接区域154包括第一导电部分136、140。第一导电部分136、140可以包括外围部分154a和设置在它们之间的中间部分154b。第一导电引线156可以设置在外围部分154a附近并且第二导电引线158可以设置在中间部分154b附近。第一导电部分140的导电引线156、158和多个其他导电引线被描绘为垂直布置并设置在第四组通道152的通道之间的白线，和描绘为与垂直白线相邻的黑线。第一导电部分140可由第六组通道168形成，该第六组通道168被描绘为设置在包围第一导电部分140的虚线内的垂直黑线。

第五组通道166和第二组导电引线138可以在第一导电部分136和多个导电条之间延伸。举例来说，第五组通道166的最外面的通道可以延伸到距离连接区域154最远的导电条。而第五组通道166的最里面的通道可以延伸到位于第一部分102的中间部分处的导电条，例如线W2上的导电条。

第一组导电引线134的第三段134c可以在第一组导电引线134的第一导电部分140和第二段134b之间延伸。由黑线表示的通道和第三段134c的导电引线134可以相对于导电引线134的第二段134b的通道呈正交定位。举一个例子，位于压力感应垫100的外围附近的第一段134c的通道和导电引线134可以具有与位置更靠近导电条的第一段134c的导电引线134的通道相同的长度。

第一组导电引线134的第三段134c的最外面的通道和导电引线可以延伸到朝向第一部分102的中间部分设置的导电条，例如线W2右侧的导电条。并且第一组导电引线134的第三段134c的最里面的通道和导电引线可以延伸到位置最靠近第一端146的导电条，例如第一导电条114。

图4B显示了第一组导电引线134的详细视图部分。第一导电引线的第一段134a可沿第一侧142与导电条延伸且可布置在第一侧142与导电条之间。第二段134b可以在第三段134c和第一段134a之间延伸。

图5显示了第二部分104的俯视图。第二部分可以包括右侧区域A3和左侧区域A4。右侧区域A3可以布置在第一部分102的右侧区域A1的下方或上方，并且左侧区域A4可以布置在左侧区域A1的下方或上方。

第二部分104可以包括可包围第二部分104的导电条的第二组通道122。每个导电条可以在最靠近第二端148设置的通道和第三组导电引线170之间延伸。位于最靠近第二侧144的导电条，例如第二导电条124，可以具有长度L4，并且位于最靠近第一侧142的导电条可以具有长度L5，该长度L5可以大于长度L4。

图5A显示了沿图5中的线5A截取的详细视图。第二部分104可以包括连接器区域172，该连接器区域172可以包括第三组导电引线174。第三组174的每个导电引线可以由第七组通道176形成。第三组导电引线174可以包括第三导电引线178和第四导电引线180。在一个或多个实施例中，第三导电引线178可以连接到第二导电条124，第四导电引线180可以连接到靠近第一侧142设置的导电条。第四导电引线180的长度可以小于第三导电引线178的长度。

第三组导电引线170可以由第八组通道182形成并且可以包括第一导电引线184和第二导电引线186。第一导电引线184可以连接到第三导电引线178并且第二导电引线186可以连接到第四导电引线180。第一导电引线184、第二导电引线186和设置在它们之间的导电引线可以各自包括端部，该端部的位置可以与第三导电引线178、第四导电引线180或两者同时基本正交。

在一个或多个实施例中，第一部分102中的每一个的导电引线134、138和导电引线136、140的宽度可以小于第二部分104的导电引线170和导电引线174的宽度。

在压力感应垫100的操作期间，电压可以通过导电引线136、140、174施加到导电引线134、138、170和导电条112、122、130、132。通过施加的电压，可以在第一部分102和第二部分104之间形成电容器128。可以由处理器50通过一个或多个导电条112、122、130、132到相邻的导电引线134、138、170和导电引线136、140、174进行电容器128中的每一个的电容测量。

图6显示了在形成(例如，蚀刻)通道之前第一部分102或第二部分104的分解图。位于导电层106、116上方的非导电层108、118可以分层并粘附到导电层106、116的顶表面，并且非导电层110、120可以分层并粘附到导电层106的底表面。非导电层108、110、118、120可以通过施加热、压力、焊接、粘合剂或其一些组合永久地组装到导电层106、116。

在一个或多个实施例中，非导电层108、110、118、120可以比导电层106、116小。换句话说，非导电层108、110、118、120的表面积可以小于导电层106、116的表面积。因为非导电层108、110、118、120的表面积小于导电层106、116的表面积，所以可以暴露导电层106、116的一部分。暴露的部分可以被称为第一部分102中的第一裸杆162(图4)和第二部分104中的第二裸杆164(图5)。第一裸杆162和第二裸杆可用于测试第一部分102和第二部分104的一种或多种电气特性。

举一个例子，电气测量装置可接合一或多个裸杆162、164以测量导电层106、116的电阻、电导率或其他电气特性。裸杆162、164可以分别位于第一和第二部分102、104的外围附近。将裸杆162、164放置在外围附近可以提供测量点而无需从导电层106、116拆卸非导电层108、110、118、120。

图7显示了压力感应垫100的局部透视图。为了更好地描绘压力感应垫的各个层，将压力感应垫100的一角呈扇形展开以显示压力感应垫100的至少一些层。

图7A为压力感应垫100沿图7中7A线的局部剖视图，图7B为压力感应垫100沿图7中7B线的局部剖视图。图7A和图7B均被放大以更好地说明压力感应垫的各个层。如图所示，覆盖层160可以各自形成垫子的顶面和底面。如前所述，覆盖层160可能不用于压力感应垫100的所有配置。覆盖层160可以分别沿着第一非导电层108和第四非导电层120放置。

第一导电层106和第二导电层116均可以至少部分地由导电金属或合金材料形成。举一个例子，导电层106、116均可以由层压铜材料形成，例如层压150微米铜。层压铜材料的厚度可以在25微米到75微米之间。举一个例子，表1提供了150微米铜层压材料的材料特性。在一个或多个实施例中，导电层106、116均可以由银、铝或其他合适的导电材料形成或包括这些导电材料。

第一和第二非导电层108、110可以层压到第一导电层106，第三和第四非导电层118、120可以层压到第二导电层116。举一个例子，导电层106，116可以由非导电膜涂覆。再举一个例子，非导电层108、110、118、120可以各自由塑料或聚合材料制成，例如热塑性聚氨酯(TPU)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，或其某种组合。非导电层108、110、118、120中的一个或多个可以具有大约为铜材料厚度一半的厚度。例如，铜材料可以具有49微米的厚度，而非导电层108、110、118、120的厚度可以具有23微米的厚度。

可以增加非导电层108、110、118、120的厚度以提供许多优点。举一个例子，增加非导电层108、110、118、120的厚度可以防止导电层106、116撕裂或开裂，以增加压力感应垫100的耐用性和使用寿命。再举一个例子，具有在上述范围内的厚度的非导电层108、110、118、120可以防止或减少与当使用者沿着压力感应垫移动时移动的铜材料相关联的噪声。很像包装在金属箔中的一袋薯片或其他食物，没有非导电层的导电层106、116往往会在使用者在压力感应垫上移动时产生噪音。这种噪音可能会使患者或靠近压力感应垫的其他人感到厌烦。非导电层108、110、118、120中的一个或多个可以减轻这种噪声。

绝缘层126可以夹在第一部分102和第二部分104之间，并且可以具有比第一或第二部分102、104的厚度成指数倍大的厚度。举一个例子，绝缘层126可具有范围在1.0毫米至7毫米之间的厚度。

通道112、122中的每一个可以具有范围在0.05毫米和5毫米之间的宽度。随着通道宽度的增加，像素的尺寸可能会增加。在一个或多个实施例中，通道112、122可以延伸穿过每个部分102、104的非导电层108、110、118、120中的至少一个并且穿过导电层106、116。在一个或多个实施例中，限定通道112的表面可以沿着绝缘层126放置，而不是与最上面的覆盖层160层压。这样的位置可以在压力感应垫100的最外面的部分和导电层106之间提供防水性或至少提供防水的屏障。

虽然图7A和7B的截面图仅显示了形成第三导电条130的第一组通道112和形成第四导电条132的第二组通道122，但图示的配置同样适用于形成信号检测引线、信号接收引线和其他导电条组合的其他通道。

通道112、122可以通过激光蚀刻过程形成。该过程可以包括沿着工作表面提供和延伸层压导电材料。层压导电材料可以预先切割成预定的尺寸和形状，或者层压材料也可以是层压导电材料的线圈的一部分。层压导电材料可以通过沿工作表面设置的多个真空装置固定或保持在适当位置。抽吸装置可被配置为施加预定的真空压力，使得层压导电材料跨工作表面保持相对平坦。然后，可以应用一个或多个激光以去除或蚀刻层压导电材料以形成通道。再举一个例子，其中一个激光可以从线圈切割层压导电材料的部分或将材料的外围部分切割成所需的长度和宽度。

通道的宽度、长度、位置和深度可以通过坐标测量机或其他合适的测量装置测量。再举一个例子，可以测量跨部分102、104之一的多个部分或整个测试样品的电阻。被测试样品的测量得到的电阻可以与具有已知电阻的主样品进行比较。电阻测量装置可以附接到导电层106、116的未被非导电层108、110、118、120覆盖或层压的部分。

举一个例子，激光可以是光纤激光器系统、CO₂激光器系统或其他合适的激光器系统。激光束可以以多个速度在两个或更多个已知参考坐标之间移动穿过层压导电材料。当激光束接近需要改变方向的预定位置时，可以降低激光的速度。然而，随着激光速度的降低，可能需要进行许多调整，包括但不限于激光的功率或焦点。

图7C显示了压力感应垫的一部分的详细视图。顶部覆盖层和底部覆盖层160显示为远离第一部分102和第二部分104卷曲。第一部分102和第二部分104均显示为远离绝缘层126卷曲。为清楚起见，非导电层108、110、118、120未显示为远离导电层106、116卷曲。

图8显示了示例性连接器的透视图。举一个例子，连接器可以是扁平柔性连接器202。连接器202可以包括外壳204和可以固定到第一和第二部分102、104的信号接收引线的多个连接器引线。

图9显示了另一个示例性连接器的透视图。举一个例子，连接器可以是柔性印刷电路连接器220。连接器220可以包括可设置在基板222上的多个引线224。引线可以包括多个连接点226，这些连接点可以固定到第一和第二部分102、104的信号接收引线。

连接器202、220可以各自设有通信设备，例如可以连接并配置为将数据传送到远程控制中心500(图2)的发射器。这种通信可以通过布线或替代地通过无线通信(例如，蓝牙、ZIGBEE、Wi-Fi、蜂窝等)提供。

尽管上面描述了示例性实施例，但这些实施例并不旨在描述本发明的所有可能形式。相反，说明书中使用的词语是描述性的而非限制性的词语，并且应当理解成，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种改变。此外，可以组合各种实施例的特征以形成本发明的更多实施例。

Claims (30)

1.一种压力感应垫，包括：

第一部分，该部分包括与第一非导电层接触的第一导电层，其中，除了用于限定在第一方向上取向的第一组多个导电条的第一组多个不连续处之外，所述第一导电层是连续的；

第二部分，该部分包括层压到第二非导电层的第二导电层，其中，除了用于限定在第二方向上取向的第二组多个导电条的第二组多个不连续处之外，第二导电层是连续的；和

设置在第一部分和第二部分之间的绝缘层，其中第一组多个导电条和第二组多个导电条形成具有多个电容器的导电条矩阵，其中所述多个电容器中的每个电容器都被配置为提供一个反映施加在多个电容器中的每个电容器上的压力的电容。

2.如权利要求1所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一部分包括第一端和第二端，第一组多个导电条中的每个导电条可以形成为包括第一列和第二列的列，所述第一列具有第一宽度并且与所述第一端间隔开第一距离，并且所述第二列具有大于所述第一宽度的第二宽度并且与所述第一端间隔开大于所述第一距离的第二距离。

3.如权利要求2所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一列和所述第二列之间设置有多个列，所述第一列和所述第二列之间各列的宽度不同。

4.如权利要求3所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一列与所述第二列之间的各列的宽度从第一端向第二端单调递增。

5.如权利要求2所述的压力感应垫，其特征在于，当所述压力感应垫用于检测个人的压力时，所述第一部分朝向所述个人。

6.如权利要求5所述的压力感应垫，其特征在于，当所述压力感应垫用于检测个人的压力时，所述压力感应垫的第二端设置成放置在所述个人的头部下方。

7.如权利要求1所述的压力感应垫，其特征在于，所述第二方向与所述第一方向基本正交。

8.如权利要求1所述的压力感应垫，其特征在于，除了第三组多个不连续处之外，所述第一非导电层是连续的，其中所述第三组多个不连续处对应所述第一组多个不连续处。

9.如权利要求8所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一导电层设置在所述第一非导电层与所述绝缘层之间。

10.如权利要求8所述的压力感应垫，其特征在于，除了第四组多个不连续处之外，所述第二非导电层是连续的，其中所述第四组多个不连续处对应所述第三组多个不连续处。

11.如权利要求10所述的压力感应垫，其特征在于，所述第二导电层设置在所述第二非导电层与所述绝缘层之间。

12.一种压力感应贴，包括：

第一部分，该部分包括夹在第一非导电层和第二非导电层之间的第一导电层，其中第一非导电层和第一导电层限定在第一方向上延伸的至少部分地包围第一导电条的第一组通道；

第二部分，该部分包括夹在第三非导电层和第四非导电层之间的第二导电层，其中第三非导电层和第二导电层限定在第二方向延伸的至少部分地包围第二导电条的第二组通道；和

设置在第一部分和第二部分之间的绝缘层，其中第一导电条和第二导电条形成电容器，该电容器被配置为提供一个反映施加在电容器上的压力的电容。

13.如权利要求12所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一组通道至少部分地包围第三导电条，所述第二组通道至少部分地包围第四导电条，其中所述第三导电条和所述第四导电条形成第二电容器，该第二电容器被配置为提供一个反映施加在第二电容器上的压力的电容，所述第一部分包括第一组导电引线。

14.如权利要求13所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一部分包括第二组导电引线，所述第一导电条设置在所述第一部分的左侧区域，所述第三导电条设置在所述第一部分的右侧区域。

15.如权利要求14所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一组导电引线设置在第一部分的第一侧，并且至少第二组导电引线的一部分设置在第一部分的第二侧，所述第二侧与第一侧对向设置。

16.如权利要求15所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一组导电引线由基本沿所述第二方向延伸并由所述第一非导电层和所述第一导电层限定的第三组通道形成。

17.如权利要求16所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一组导电引线由沿所述第一方向延伸并由所述第一非导电层和所述第一导电层限定的第四组通道形成。

18.如权利要求17所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一组导电引线设置在包括外围区域和中间区域的所述压力感应垫的连接区域中，其中所述第一组导电引线包括第一导电引线和第二导电引线，其中所述第一导电引线具有第一长度并设置在外围区域，而所述第二导线具有第二长度，大于所述第一长度并设置在中间区域。

19.如权利要求18所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一组导电引线包括多条设置在所述第一导电引线和所述第二导电引线之间的导电引线，其中，设置在所述第一导电引线与所述第二导电引线之间的各导电引线的长度由外围区域向中间区域单调递减。

20.如权利要求19所述的压力感应垫，其特征在于，所述第二组导电引线包括第一段、第二段和第三段，其中所述第一段设置在第一部分的第二侧，所述第二段自第一组信号检测引线沿第一方向延伸，而所述第三段自第二段延伸。

21.如权利要求20所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一段与所述第二段基本正交。

22.如权利要求20所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一组导电引线中的至少一个导电引线具有所述第一宽度并且所述第一导电条具有大于所述第一宽度的所述第二宽度。

23.如权利要求12所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一导电层具有第一表面积，所述第一非导电层具有第二表面积，并且所述第二非导电层具有第三表面积，其中所述第一表面积大于所述第二和第三表面积。

24.如权利要求12所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一部分具有第一厚度，其中所述第一组通道具有小于所述第一厚度的第一深度。

25.如权利要求12所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一非导电层和第二非导电层均层压到所述导电层。

26.如权利要求12所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一导电层由铜形成。

27.如权利要求26所述的压力感应垫，其特征在于，所述第一导电层具有至少0.10欧姆的表面电阻率。

28.一种压力感应垫的制作方法，该方法包括：

提供一个包括第一非导电层、第二非导电层和夹在它们之间的第一导电层的第一层压板；

提供一个包括第三非导电层、第四非导电层和夹在它们之间的第二导电层的第二层压板；

去除第一层压板的某些部分以限定第一组多个通道，从而形成在第一方向上延伸的第一组多个导电条；

去除第二层压板的某些部分以限定第二组多个通道，从而形成在第二方向上延伸的第二组多个导电条；

将第一层压层附接到绝缘层的第一侧；以及

将第二层压层附接到绝缘层的第二侧。

29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，每个去除步骤包括蚀刻第一和第二层压层。

30.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述去除步骤每个包括应用激光以熔化所述第一和第二层压层的所述部分。

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