CN116540868A - 电触觉刺激装置、制备方法及应用方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电触觉刺激装置、制备方法及应用方法，包括：基底层和导电层，所述导电层设置于所述基底层之上，所述导电层包括电极，所述基底层包括蚕丝蛋白膜。通过将蚕丝蛋白膜用作电触觉刺激装置的基底层，提高了电触觉刺激装置的透气性，进而避免了使用电触觉刺激装置所产生的汗液对电极造成影响，导致电极阻抗值不稳定的技术问题，达到了提高电极阻抗稳定性的技术效果。

Description

电触觉刺激装置、制备方法及应用方法

技术领域

本申请涉及穿戴设备技术领域，特别是涉及一种电触觉刺激装置、制备方法及应用方法。

背景技术

传统的电触觉电子器件通常采用刚性基板制备，如玻璃或硅片作为衬底，并在其上涂覆导电氧化物薄膜。虽然这种器件具有出色的性能与电学稳定性，但其抗震动和抗冲击能力较弱，而且重量相对较重，不便于携带。此外，刚性基板的形状和大小限制、掌上感受不够真实、缺乏高共形性的特点也会限制其在某些场合的应用。

相关技术中，例如，公开号为CN102805900B的专利“用于产生人工电触觉的电刺激系统”，公开号为CN100551462C的专利“基于柔性基底的生物微电极阵列的制备方法”，公开号为CN107077213B的专利“用于具有同时感测和致动的触觉显示器的材料和结构”，公开了以聚酰亚胺柔性材料作为基底，氧化铟锡作为电极(ITO)并通过阵列设计和调节电信号的强度和频率来实现振动、挤压等多种电触觉的装置；并且公开号为CN105283122B的专利“可共形于表面的可安装于附肢的电子器件”，公开了一种可以与柔性表面结合以允许与一定范围的表面和表面形状电气连系的超薄柔性且可拉伸的电子器件。

虽然公开的上述材料具有一定的弹性能力以及共形能力，但是在长时间使用的情况下，阵列中电极的阻抗值会产生波动，进而会导致用户感受到的电刺激强度存在不稳定性，不利于用户使用。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电触觉刺激装置及其制备方法，其中，电触觉刺激装置的电极具有稳定的电阻值。

第一方面，本申请提供了一种电触觉刺激装置，包括：基底层和导电层，所述导电层设置于所述基底层之上，所述导电层包括电极，所述基底层包括蚕丝蛋白膜。

在其中一个实施例中，所述导电层还包括电极引线，所述电极引线与所述电极连接，电极引线呈弯曲形态。

在其中一个实施例中，还包括：绝缘层，所述绝缘层设置于所述导电层之上。

在其中一个实施例中，所述绝缘层包括蚕丝蛋白膜。

在其中一个实施例中，所述蚕丝蛋白膜中掺杂有增塑剂。

在其中一个实施例中，所述增塑剂包括：甘油。

第二方面，本申请还提供了一种电触觉刺激装置的制备方法，所述方法包括：获取第一蚕丝蛋白膜，根据所述第一蚕丝蛋白膜形成基底层；将电极设置在所述第一蚕丝蛋白膜上，形成导电层。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：在所述导电层中设置电极引线，所述电极引线与所述电极连接。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：获取第二蚕丝蛋白膜，将所述第二蚕丝蛋白膜设置在所述导电层上，形成绝缘层。

在其中一个实施例中，获取蚕丝蛋白膜，包括：将第一蚕丝蛋白溶解于第一溶解剂，得到第一蚕丝蛋白溶液，待所述第一蚕丝蛋白溶液干燥后得到第二蚕丝蛋白，其中，所述第一溶解剂含有钙离子；清洗所述第二蚕丝蛋白，待含有所述第二蚕丝蛋白的溶液干燥后得到第三蚕丝蛋白；将所述第三蚕丝蛋白溶解于第二溶解剂中，得到第二蚕丝蛋白溶液；将所述第二蚕丝蛋白溶液刮涂在载体上，形成蚕丝蛋白湿膜，待所述蚕丝蛋白湿膜干燥后得到蚕丝蛋白膜。

在其中一个实施例中，所述第二蚕丝蛋白溶液中掺杂有增塑剂。

在其中一个实施例中，所述第一溶解剂包括含有氯化钙的甲酸溶液；所述第二溶解剂包括甲酸溶液。

在其中一个实施例中，所述第一蚕丝蛋白溶液中，蚕丝蛋白的浓度为10wt％-50wt％；所述第一溶解剂中氯化钾和甲酸的质量比为5wt％-20wt％；所述第二蚕丝蛋白溶液中，蚕丝蛋白的浓度为5wt％-25wt％。

在其中一个实施例中，获取第二蚕丝蛋白膜，将所述第二蚕丝蛋白膜设置在所述导电层上，形成绝缘层，包括：在所述导电层上刮涂所述第二蚕丝蛋白溶液之前，将遮挡物贴附在所述电极上；在刮涂的所述第二蚕丝蛋白溶液干燥以形成所述绝缘层之后，去除所述遮挡物。

第三方面，本申请还提供了一种电触觉刺激装置的应用方法，所述电触觉刺激装置包括：导电层、基底层、导线和电源，所述基底层包括蚕丝蛋白膜，所述导电层包括电极，所述导电层设置于所述基底层之上，所述导线连接所述电源和电极；所述方法包括：用户穿戴所述电触觉刺激装置后，所述电极贴附于用户皮肤；所述电极向用户皮肤传输电刺激信号，并接收所述用户皮肤反馈的生物电信号。

上述电触觉刺激装置、制备方法及使用方法，所述电触觉刺激装置包括基底层和导电层，所述导电层设置于所述基底层之上，所述导电层包括电极，所述基底层包括第一蚕丝蛋白膜；通过将蚕丝蛋白膜用作电触觉刺激装置的基底层，提高了电触觉刺激装置的透气性，进而避免了使用电触觉刺激装置所产生的汗液对电极造成影响，导致电极阻抗值不稳定的技术问题，达到了提高电极阻抗稳定性的技术效果。

附图说明

图1为一个实施例中测试蚕丝蛋白膜透气性的测试结果函数图；

图2为一个实施例中电触觉刺激装置制备方法的流程图；

图3为一个实施例中电触觉刺激装置的结构图；

图4为一个实施例中电触觉刺激装置的结构图；

图5为一个实施例中电触觉刺激装置的结构图；

图6为一个实施例中电触觉刺激装置在自拉伸形变测试中径向拉伸图像；

图7为一个实施例中制备蚕丝蛋白膜的方法流程图；

图8为一个实施例中电触觉刺激装置的制备方法流程图；

图9为一个实施例中电触觉刺激装置的制备及穿戴流程示意图；

图10为一个实施例中电触觉刺激装置的结构示意图；

图11为一个实施例中电触觉刺激装置的分层爆炸图；

图12为一个实施例中电触觉刺激装置的侧视图；

图13为一个实施例中电触觉刺激装置的侧视图；

图14为一个实施例中电触觉刺激装置的实际贴附效果图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在示出的一个实施例中，请参见公开号为CN105283122B的专利文件，提供了一种具有共形能力和弹性的可穿戴的电触觉刺激装置。例如，电触觉刺激装置包括可以与柔性表面结合以允许与一定范围的表面和表面形状电气连接的超薄柔性且可拉伸的电子器件；该电子器件包括与皮肤直接接触的柔性的或可拉伸的衬底，所述柔性的或可拉伸的衬底是塑料、弹性体、热塑物或上述这些的任意组合。

由于材料特性的制约，这类采用硅橡胶或塑料等软材料体系的电刺激器件的透气性较差，在长时间贴附使用后，会产生汗液；汗液会浸湿电极，使电极阻抗值产生波动，从而会导致电极向用户皮肤输出的电信号的刺激强度不稳定，使与电极接触的皮肤发生触觉变异。

在示出的另一实施例中，可以将测试瓶装满水，将蚕丝蛋白膜作为测试瓶的封口膜设置在测试瓶的瓶口处，统计不同时间段内测试瓶内水含量，以监测蚕丝蛋白膜对水分子的透过情况。

请参见图1，图1为本实施例示出的一种测试蚕丝蛋白膜透气性的测试结果函数图。其中，横坐标表示统计测试瓶内水含量的时间，纵坐标表示测试瓶内剩余水含量占初始水含量的百分比的比例，三角形用于表示测试出的数据位置，曲线斜率为水分子的透过率。

如图1所示，曲线的斜率基本保持不变，也就是说，蚕丝蛋白膜针对水分子透过率基本稳定，且测试瓶内的剩余水含量比例随着时间的流逝而变小，因此，蚕丝蛋白膜具有较好的透气性、生物相容性和抗汗湿性。

基于蚕丝蛋白具有的透气性、生物相容性和抗汗湿性，本实施例提出了一种含有蚕丝蛋白的电触觉刺激装置。请参见图2，图2为本实施例示出的一种电触觉刺激装置制备方法的流程图。

如图2所示，所述方法包括以下步骤：

S201，获取第一蚕丝蛋白膜，根据所述第一蚕丝蛋白膜形成基底层。

S202，将电极设置在所述第一蚕丝蛋白膜上，形成导电层。

其中，可以直接获取制备好的蚕丝蛋白膜作为电触觉刺激装置的基底层；导电层可以是获取到的电极，且导电层位于基底层上。

其中，电极可以是至少一个电极，电极可以是电极片，可以是电极引线，进一步地，电极也可以是含有图案的电极，对此本实施例皆不做限定。

为了保证电触觉刺激装置的可携带性和高共形性，上述单个电极图案面积可以是3mm²-5000 mm²。

请参见图3，图3为本实施例示出的一种电触觉刺激装置的结构图。

如图3所示，电触觉刺激装置100，包括：基底层200和导电层300，所述导电层设置于所述基底层之上，所述导电层包括电极301，所述基底层包括蚕丝蛋白膜。

其中，基底层用于固定电极；电极用于传输电刺激信号。

在实际应用时，用户穿戴好电触觉刺激装置后，电极与用户皮肤接触，电极向用户传输电刺激信号。

由于蚕丝蛋白膜具有透气性和抗汗湿性，因此可以避免使用过程中产生汗液，进而可以避免汗液浸湿电极，提高电极阻抗值的稳定性，进而可以保证电极上电刺激信号的稳定输出，使得与电极接触得到皮肤可以感受到稳定强度的电刺激信号。

在示出的另一个实施例中，请参见图4，图4为本实施例示出的一种电触觉刺激装置的结构图。如图4所示，还包括：总线400和电源500。总线连接电源和电极。

其中，电源可以是电刺激器。

在实际应用中，用户穿戴所述电触觉刺激装置后，电刺激器输出的恒流源可以向电极输出脉冲，以使得电极获电刺激信号；由于所述电极贴附于用户皮肤，所述电极可以向用户皮肤传输电刺激信号。

在示出的另一个实施例中，电极可以包括至少一个电极。

在实际应用中，电刺激器输出的恒流源可以输出目标脉冲，并通过多路复用模块进行通道开关切换，分别连接多个电极，获得电刺激信号。

在示出的另一个实施例中，当皮肤响应于电极输出的电刺激信号后，向电极反馈生物电信号，电极还可以接收反馈的生物电信号。

在示出的另一个实施例中，上述方法还包括：在所述导电层中设置电极引线，所述电极引线与所述电极连接。

请参见图5，图5为本实施例示出的一种电触觉刺激装置的结构图。如图5所示，所述导电层还包括电极引线302，所述电极引线与所述电极连接。

可选的，电极引线呈弯曲形态。

例如，电极引线可以是S形，可以是波浪形，可以是螺旋形，对此本实施例也不做限定。

需要注意的是，电极引线的布线位置本实施例并不作限定，例如，电极引线可以贴附在基底层上，电极引线也可以不贴附于基底层。

请参见图6，图6为本实施例示出的一种电触觉刺激装置在自拉伸形变测试中径向拉伸图像，其中，图6所示的电极引线贴敷于基底层。

如图6所示，从左往右依次是形变量为0％、23％、46％所对应的电触觉刺激装置中电极引线部分(包含电极引线对应的基底部分)的自拉伸形变结果图。通过图6所示的结果示意图可知，弯曲形态的电极引线以及作为基底的蚕丝蛋白膜都具有优秀的柔韧性与弹性力学性质，满足使用过程中的韧性需求，使得在应对例如手部这类复杂人体结构及其运动时依然能保持最大限度的肢体活动自由度。

在示出的另一个实施例中，当电极引线贴敷于基底层时，请继续参见图5，如图5所述，电触觉刺激装置还包括：绝缘层600，所述绝缘层设置于所述导电层之上。

可选的，所述绝缘层包括蚕丝蛋白膜。

上述方法还包括：获取第二蚕丝蛋白膜，将所述第二蚕丝蛋白膜设置在所述导电层上，形成绝缘层。

其中，所述第二蚕丝蛋白膜也可以是直接获取制备好的蚕丝蛋白膜。

在本实施例中，绝缘层可以避免用户使用过程中触碰到电极引线，避免使用过程中误触。

由于蚕丝蛋白膜具有优秀的生物相容性，可以最大化地减少皮肤贴附带来的异物感，便于用户长时间佩戴使用。

在示出的另一个实施例中，请参见图7，图7为本实施例中制备蚕丝蛋白膜的方法流程图。如图7所示，所述方法包括如下步骤：

S701，将第一蚕丝蛋白溶解于第一溶解剂，得到第一蚕丝蛋白溶液，待所述第一蚕丝蛋白溶液干燥后得到第二蚕丝蛋白，其中，所述第一溶解剂含有钙离子。

其中，第一蚕丝蛋白为氢键断裂前的蚕丝蛋白。

第一溶解剂可以在不令蚕丝蛋白变性的情况下溶解蚕丝蛋白。

第一蚕丝蛋白溶液包括氢键断裂后的蚕丝蛋白。

其中，第一蚕丝蛋白溶液中，蚕丝蛋白的浓度可以是10wt％-50wt％。

第二蚕丝蛋白可以是氢键断裂后的蚕丝蛋白。

需要注意的是，第一蚕丝蛋白、第二蚕丝蛋白的形态可以是纤维状，可以是块体，可以是粉状等，对此本实施例不作限定。

在实际应用中，第一溶解剂可以是含有钙离子的甲酸溶液，例如含有氯化钙的甲酸溶液。第一溶解剂中氯化钙和甲酸的质量比可以是5wt％-20wt％。

可选的，第一溶解剂还可以是含有锂离子的甲酸溶液，例如含有氯化锂或溴化锂的甲酸溶液。含有钾离子和/或钙离子的无机盐可以在保证蚕丝蛋白不变性的情况下，使蚕丝蛋白发生溶胀和溶剂化作用，从而使蚕丝蛋白的氢键断裂，溶于甲酸溶液，得到第一蚕丝蛋白溶液。

在实际应用中，将第一蚕丝蛋白溶解于第一溶解剂中，磁力搅拌至蚕丝蛋白溶解，室温静置2小时，使蚕丝蛋白充分溶解。此时，第一蚕丝蛋白溶液中含有蚕丝蛋白、甲酸和无机盐。

挥发第一蚕丝蛋白溶液中的甲酸，去除部分无机盐，剩余溶液脱水干燥12小时，得到含有蚕丝蛋白和少量无机盐的第二蚕丝蛋白。

S702，清洗所述第二蚕丝蛋白，待含有所述第二蚕丝蛋白的溶液干燥后得到第三蚕丝蛋白。

由于第二蚕丝蛋白中包含有少量钙离子和/或锂离子的无机盐，因此，需要先用水浸泡或者冲洗，以去除第二蚕丝蛋白中的无机盐。第二蚕丝蛋白放置于流动水下约24小时后置于80℃热台上脱水干燥2小时，获得仅含有蚕丝蛋白的第三蚕丝蛋白。

S703，将所述第三蚕丝蛋白溶解于第二溶解剂中，得到第二蚕丝蛋白溶液。

其中，第二溶解剂用于溶解蚕丝蛋白。例如，第二溶解剂可以是甲酸溶液。

在实际应用中，将干燥后的第三蚕丝蛋白进行物理破碎，将破碎后的第三蚕丝蛋白溶于甲酸中，形成蚕丝蛋白/甲酸二元体系溶液，磁力搅拌至蚕丝蛋白充分溶解，得到第二蚕丝蛋白溶液，将第二蚕丝蛋白溶液室温静置约3小时，其中，第二蚕丝蛋白溶液中，蚕丝蛋白的浓度可以是5wt％-25wt％。

S704，将所述第二蚕丝蛋白溶液刮涂在载体上，形成蚕丝蛋白湿膜，待所述蚕丝蛋白湿膜干燥后得到蚕丝蛋白膜。

在制备基底层时，载体可以是软性衬底，可选的柔性衬底的材料为PET，厚度可以是1μm至200μm，对此本实施例也不做限定。

用刮膜器将第二蚕丝蛋白膜在柔性衬底上刮涂，形成120μm的蚕丝蛋白湿膜，静置干燥1小时，待蚕丝蛋白湿膜干燥后得到作为基底层的第一蚕丝蛋白膜。

由于载体是柔性衬底，便于从柔性衬底上获取第一蚕丝蛋白膜。

在制备绝缘层时，载体可以是导电层，将第二蚕丝蛋白膜刮涂在导电层上，形成蚕丝蛋白湿膜，待蚕丝蛋白湿膜干燥后得到作为绝缘层的第二蚕丝蛋白膜。

在示出的另一种实施例中，请参见图8，图8为本实施例示出的一种电触觉刺激装置的制备方法流程图，如图8所示，所述方法包括如下步骤：

S801，将第二蚕丝蛋白溶液刮涂在柔性衬底上，形成蚕丝蛋白湿膜，待所述蚕丝蛋白湿膜干燥后得到作为基底层的第一蚕丝蛋白膜。

其中，第二蚕丝蛋白溶液的制备方法和第一蚕丝蛋白膜的制备方法本实施例不进行赘述，具体请参见图7对应的实施例。

第二蚕丝蛋白膜弹性模量大于2GPa，韧性约1-2MJ m^-3不具有可拉伸性，这种性质使薄膜更适合用于电子器件的加工。

在示出的另一个实施例中，第二蚕丝蛋白溶液中可以掺杂有塑形剂。例如，塑形剂可以是甘油，对此本实施例不作限定。甘油与蚕丝蛋白的质量比小于25wt％。

由于塑形剂的塑化作用，可以改变第一蚕丝蛋白膜的力学性质，使第一蚕丝蛋白膜具有弹性和可拉伸性质，弹性模量能够降低至约100kPa，韧性提升至约20MJ m^-3，这种力学性质能够保障丝蛋白器件在手掌的大角度、多自由度运动的场景中保持有效性。

S802，在第一蚕丝蛋白膜上丝网印刷电极和电极引线，待电极和电极引线干燥后得到电极和电极引线，形成导电层。

其中，丝网印刷时，可以将银溶液印刷在第一蚕丝蛋白膜上。丝网印刷时可以按照预设电极图案和预设电极引线形状进行印刷，对此本实施例也不做限定。

在实际应用中，设计图案并制作用于丝网印刷的菲林片，再制版做成丝网印刷版，将银含量超过75％的银浆搅拌5分钟，将搅拌过的银浆在丝网版上印刷于第一蚕丝蛋白膜上。

将制作好的电极片置于120℃热台上干燥固化1小时，形成电极和电极引线。

S803，将遮挡物贴附在电极上。

其中，遮挡物可以是热释放胶带。

在示出的另一个实施例中，电极可以包括用于连接电源的引线接口。

步骤803还可以包括：将遮挡物贴附在引线接口上。

S804，将第二蚕丝蛋白溶液刮涂在导电层上，形成蚕丝蛋白湿膜，待所述蚕丝蛋白湿膜干燥后得到作为绝缘层的第二蚕丝蛋白膜。

其中，第二蚕丝蛋白溶液的制备方法和第二蚕丝蛋白膜的制备方法本实施例不进行赘述，具体请参见图7对应的实施例。

此时，电极引线被封装在第一蚕丝蛋白膜和第二蚕丝蛋白膜之间，蚕丝蛋白膜可以隔绝空气，避免电极引线暴露在空气中被氧化，延长了电触觉刺激装置的使用寿命。

在示出的另一个实施例中，用于制作第二蚕丝蛋白膜的第二蚕丝溶液中，可以掺杂有甘油。

当第一蚕丝蛋白膜中不掺杂有甘油，而第二蚕丝蛋白膜中掺杂有甘油时，由于甘油的渗透作用，第二蚕丝蛋白膜中的甘油可以渗透至第一蚕丝蛋白膜中，使得第一蚕丝蛋白膜和第二蚕丝蛋白膜在塑形剂的作用下，都拥有良好的弹性和韧性。

S805，去除遮挡物。

在实际应用中，可以由热台加热上述装置，使贴附在电极上的热释放胶带失去粘性，剥离电极上的热释放胶带以暴露电极。

在示出的另一个实施例中，步骤805还可以包括：去除贴附在引线接口上的遮挡物。

S806，将载有基底层、导电层和绝缘层的柔性底衬，按照设计的轮廓进行模切成形。

在实际应用中，预设的形状可以根据实际需求进行设计，本实施例并不作限定。以本实施例为例，电触觉刺激装置用于向手部传递电刺激信号，因此，预设形状为手，将载有基底层、导电层和绝缘层的柔性底衬，按照设计的轮廓进行模切成手的形状。

由于蚕丝蛋白膜厚度较薄，且具有一定的柔韧性，便于剪裁成目标形状，具有高共形性。

在示出的另一个实施例中，上述方法还可以包括：

S807，在引线接口处覆盖异方导电薄膜(ACF)，随后将FPC软排线一端的金属面覆于异方导电薄膜(ACF)上，并与引线接口对应相连，使用热压机在引线接口处热压连接，结束后使用电子仪器检测电极至接线口的接触电阻，确保银浆的导通性。

在示出的另一个实施例中，上述方法还可以包括：

S808，在电极上粘贴对应形状的凝胶片。

在实际应用中，凝胶片可以是医用导电凝胶，上下表面均有薄膜保护，使用时需将薄膜揭去。

利用医用凝胶在防止皮肤敏感的同时，还可以加强电极对皮肤的导电能力。

在示出的另一个实施例中，上述方法还可以包括：

S809，将压敏胶距离主体约15cm处均匀喷涂后静置约20分钟，等待压敏胶成型。

其中。压敏胶的粘性随着施加压力的增加而增大，用于主体与皮肤的贴附，有利于长时间使用该电触觉刺激装置。

在示出的另一个实施例中，请参见图9，图9为本实施例示出的一种电触觉刺激装置的制备及穿戴流程示意图。

如图9所示，电触觉刺激装置的制备方法与图8所示实施例类似，本实施例不在进行赘述，请参见图9中第12个步骤，该穿戴步骤包括：

将喷涂有压敏胶的绝缘层一侧，贴敷于用户的手心侧，从而使电极与用户的手紧密接触，使用户可以清晰感受到电极输出的电刺激信号。

在示出的另一个实施例中，请参见图10，图10为本实施例示出的一种电触觉刺激装置的结构示意图。通过上述方法可以制作出如图10所示的电触觉刺激装置。如图10所示，电触觉刺激装置包括：刺激电极1、电极引线2、引线接口3、异方导电薄膜(ACF)10和FPC软排线11。

其中，异方导电薄膜(ACF)覆于引线接口上；FPC软排线一端的金属面覆于异方导电薄膜(ACF)上，并与引线接口对应相连。

可选的，电极可以包括12个圆形电极，3个椭圆形电极和1个圆角矩形电极，具体的电极个数以及电极图案可以根据实际情况进行调整，本实施例对此不进行限定。

可选的，电极引线可以是宽度为0.25mm，间隔处为0.25mm的导线。

可选的，引线接口可有20个通道，其中16个通道用于连接电极对应的电极引线，4个通道用于连接地线，且每个通道的宽度为0.25mm，间隔为0.25mm。

因此本实施例中的电触觉刺激装置厚度极薄，重量可几乎忽略不计，具有体积小、易于使用的特点。

在示出的另一个实施例中，请参见图11，图11为本实施例示出的一种电触觉刺激装置的分层爆炸图，如图11所示，所述电触觉刺激装置包括：

电极1、电极引线2、引线接口3、柔性衬底4、作为基底层的第一蚕丝蛋白膜5、作为绝缘层的第二蚕丝蛋白膜7、凝胶片9、异方导电薄膜(ACF)10和FPC软排线11。

其中，在制备工艺时，柔性衬底4用于支撑器件，第一蚕丝蛋白膜5涂于柔性衬底4上，在使用电极时揭去柔性衬底4；电极1与电极引线2和引线接口3以及第二蚕丝蛋白膜7和凝胶片9均置于第一蚕丝蛋白膜5上；电极引线2在活动区域为蛇形电路；引线接口3位于第一蚕丝蛋白膜5的掌根侧，包括20个接线口；在第一蚕丝蛋白膜5上除电极1和引线接口3外覆盖第二蚕丝蛋白膜7；异方导电薄膜(ACF)10覆于引线接口3上；FPC软排线11一端的金属面覆于异方导电薄膜(ACF)10上，并与引线接口3对应相连；凝胶片9覆于电极1上。

在示出的另一个实施例中，请参见图12和图13，图12为本实施例示出的一种电触觉刺激装置的侧视图，图13为本实施例示出的另一种电触觉刺激装置的侧视图，如图12和13所示，所述电触觉刺激装置包括：

电极1、引线接口3、柔性衬底4、第一蚕丝蛋白膜5、热释放胶带6、第二蚕丝蛋白膜7、粘附层8、凝胶片9、异方导电薄膜(ACF)10和FPC软排线11。

其中，热释放胶带6用于暴露电极点位和引线接口，在刮涂第二蚕丝蛋白膜7后揭去热释放胶带6。

在示出的另一个实施例中，请参见图14，图14为本实施例示出的一种电触觉刺激装置的实际贴附效果图。

如图14所示，在穿戴有电触觉刺激装置的手进行伸展活动时，器件未见任何断裂、卷曲、脱落等情况，手部也无任何皮肤过敏反应。可见本发明在应对手部这类复杂人体结构及其运动时依然能保持完好的器件共形度。

由于采用的材料为天然丝素蛋白材料，具有高生物相容性与可降解性，可长时间、大面积与人体表面皮肤接触无刺激性，不会引起任何皮肤过敏反应。

在示出的另一种实施例中，基于上述电触觉刺激装置具有体积小、轻便、高共形性、高生物相容性、舒适性、延展性等的特点，可以实现电触觉刺激装置在多领域中实现交互应用。

例如，虚拟现实、增强现实、娱乐教育、康复医疗、体育训练、认知治疗、遥操控技术中的交互应用，对此，本实施例也不做限定。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种电触觉刺激装置，其特征在于，包括：基底层和导电层，所述导电层设置于所述基底层之上，所述导电层包括电极，所述基底层包括蚕丝蛋白膜。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述导电层还包括电极引线，所述电极引线与所述电极连接，电极引线呈弯曲形态。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：绝缘层，所述绝缘层设置于所述导电层之上。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述绝缘层包括蚕丝蛋白膜。

5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于，所述蚕丝蛋白膜中掺杂有增塑剂。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述增塑剂包括：甘油。

7.一种电触觉刺激装置的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

获取第一蚕丝蛋白膜，根据所述第一蚕丝蛋白膜形成基底层；

将电极设置在所述第一蚕丝蛋白膜上，形成导电层。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述导电层中设置电极引线，所述电极引线与所述电极连接。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取第二蚕丝蛋白膜，将所述第二蚕丝蛋白膜设置在所述导电层上，形成绝缘层。

10.根据权利要求7或9所述的方法，其特征在于，获取蚕丝蛋白膜，包括：

将第一蚕丝蛋白溶解于第一溶解剂，得到第一蚕丝蛋白溶液，待所述第一蚕丝蛋白溶液干燥后得到第二蚕丝蛋白，其中，所述第一溶解剂含有钙离子；

清洗所述第二蚕丝蛋白，待含有所述第二蚕丝蛋白的溶液干燥后得到第三蚕丝蛋白；

将所述第三蚕丝蛋白溶解于第二溶解剂中，得到第二蚕丝蛋白溶液；

将所述第二蚕丝蛋白溶液刮涂在载体上，形成蚕丝蛋白湿膜，待所述蚕丝蛋白湿膜干燥后得到蚕丝蛋白膜。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二蚕丝蛋白溶液中掺杂有增塑剂。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一溶解剂包括含有氯化钙的甲酸溶液；所述第二溶解剂包括甲酸溶液。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一蚕丝蛋白溶液中，蚕丝蛋白的浓度为10wt％-50wt％；

所述第一溶解剂中氯化钙和甲酸的质量比为5wt％-20wt％；

所述第二蚕丝蛋白溶液中，蚕丝蛋白的浓度为5wt％-25wt％。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，获取第二蚕丝蛋白膜，将所述第二蚕丝蛋白膜设置在所述导电层上，形成绝缘层，包括：

在所述导电层上刮涂所述第二蚕丝蛋白溶液之前，将遮挡物贴附在所述电极上；

在刮涂的所述第二蚕丝蛋白溶液干燥以形成所述绝缘层之后，去除所述遮挡物。

15.一种电触觉刺激装置的应用方法，其特征在于，所述电触觉刺激装置包括：导电层、基底层、总线和电源，所述基底层包括蚕丝蛋白膜，所述导电层包括电极，所述导电层设置于所述基底层之上，所述总线连接所述电源和电极；

所述方法包括：

用户穿戴所述电触觉刺激装置后，所述电极贴附于用户皮肤；

所述电极向用户皮肤传输电刺激信号，并接收所述用户皮肤反馈的生物电信号。