CN219551734U - 一种布料基材的指状式柔性压力传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种布料基材的指状式柔性压力传感器，包括第一电极片、第二电极片、第一导电线组、第二导电线组、压阻片、信号采集模块。第一电极片与第二电极片相对且平行设置。压阻片位于第二电极片的背向第一电极片的面处。第一导电线组布设在第一电极片的朝向压阻片的面上。第二导电线组布设在第二电极片的朝向压阻片的面上。第二电极片上设置有若干避位通孔。第一导电线组和第二导电线组分别与压阻片之间存在间隙。第一导电线组和第二导电线组与信号采集模块电气连接。第一电极片和第二电极片由布料材质制成。电极片由布料材质，柔性度高、形变良好，可以很好与各种异形曲面贴合，能够提高压力检测精度，且透气性良好，穿戴更舒适感。

Description

一种布料基材的指状式柔性压力传感器

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，尤其涉及一种布料基材的指状式柔性压力传感器。

背景技术

柔性压力传感器作为一种新型的电子器件，它在人机交互、医疗健康、机器人触觉等应用领域具有比刚性传感器更大的优势。

然而，现有的柔性压力传感器存在以下的问题：

(1)现有的柔性压力传感器是基于塑料基材的，质地偏硬，无法适应异形曲面；塑料基材不透气，作为穿戴用品时舒适感极差；塑料基材发生柔性变形时会产生较大的噪声，影响使用体验。

(2)现有的柔性压力传感器的两个电极片上的导电线容易串线，容易造成线路故障。

(3)现有的柔性压力传感器的电极片上的导电线与压阻片接触面小，压力检测不灵敏。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请提出了一种布料基材的指状式柔性压力传感器，(1)该柔性压力传感器的电极片由布料材质制成，解决了现有的柔性压力传感器不适应异形曲面，作为穿戴用品时舒适感极差，影响体验的问题；(2)该柔性压力传感器的第二电极片上设置有矩阵分布的避位通孔使得第一导电线组的各排导电线与第二导电线组的各排导电线有序排布，解决了现有的柔性压力传感器容易串线的问题；(3)第二导电线组的每个导电线的一侧分别垂直延伸出若干个分支导电线，分支导电线提高了第二导电线组与压阻片的接触面积，解决现有的柔性压力传感器的电极片上的导电线与压阻片接触面小，压力检测不灵敏的问题。

为了实现上述目的，本申请技术方案如下：

一种布料基材的指状式柔性压力传感器，包括第一电极片、第二电极片、第一导电线组、第二导电线组、压阻片、信号采集模块。

第一电极片与第二电极片相对且平行设置。压阻片位于第二电极片的背向第一电极片的面处。第一导电线组布设在第一电极片的朝向压阻片的面上。第二导电线组布设在第二电极片的朝向压阻片的面上。第二电极片上设置有若干避位通孔；避位通孔与第一导电线组相对应。第一导电线组和第二导电线组分别与压阻片之间存在间隙，第一导电线组和第二导电线组分别用于与压阻片电气接触。第一导电线组和第二导电线组分别与信号采集模块电气连接。第一电极片和第二电极片分别由布料材质制成。

可选地，第一导电线组和第二导电线组分别包含多排导电线。第一导电线组的各排导电线相互平行。第二导电线组的各排导电线相互平行。

可选地，第一导电线组的各排导电线与第二导电线组的各排导电线相互垂直。

可选地，第二电极片上设置多个呈矩阵分布的避位通孔。第一导电线组的各排导电线透过各避位通孔，形成多个呈矩阵分布的触点，用于与压阻片接触。

可选地，第二导电线组的各导电线布设在第二电极片的各避位通孔之间的间隙处。

可选地，第二导电线组的每个导电线的一侧分别垂直延伸出若干个分支导电线。

可选地，第一导电线组的厚度大于第二电极片的厚度。

可选地，第一电极片与第二电极片分属于两片布料。第一导电线组的一端延伸至第一电极片的靠近信号采集模块的一侧，第二导电线组的一端延伸至第二电极片的靠近信号采集模块的一侧；第一导电线组的一端和第二导电线组的一端分别与信号采集模块电气连接。

可选地，第一导电线组由若干不导电纺线绑定在第一电极片上。第二导电线组由若干不导电纺线绑定在第二电极片上。

可选地，压阻片为压阻薄膜。

本申请的有益效果：

1、该柔性压力传感器的第一电极片和第二电极片分别由布料材质，柔性度高、形变良好，可以很好与各种异形曲面贴合，能够提高压力检测精度、不会产生噪声，且透气性良好，穿戴更舒适感。

2、矩阵分布的避位通孔一方面可以使得第一导电线组的各排导电线能够与压阻片接触，另一方面可使得第一导电线组的各排导电线与第二导电线组的各排导电线有序排布，避免串线。

3、第二导电线组的每个导电线的一侧分别垂直延伸出若干个分支导电线，分支导电线提高了第二导电线组与压阻片的接触面积，提高了压力检测的灵敏度。

附图说明

图1为本申请的布料基材的指状式柔性压力传感器的平面结构示意图。

图2为本申请的布料基材的指状式柔性压力传感器的剖面结构示意图。

图3为本申请中第一电极片和第二电极片的平面结构示意图。

图4为本申请中第一电极片和第二电极片的装配结构示意图。

其中，图1至图4的附图标记为：第一电极片1、第二电极片2、第一导电线组3、第二导电线组4、压阻片5、信号采集模块6；避位通孔21；分支导电线41。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本申请。

如图1和图2所示，一种布料基材的指状式柔性压力传感器，包括第一电极片1、第二电极片2、第一导电线组3、第二导电线组4、压阻片5、信号采集模块6。

第一电极片1与第二电极片2相对且平行设置。压阻片5位于第二电极片2的背向第一电极片1的面处。第一导电线组3布设在第一电极片1的朝向压阻片5的面上。第二导电线组4布设在第二电极片2的朝向压阻片5的面上。第二电极片2上设置有若干避位通孔21；避位通孔21与第一导电线组3相对应。第一导电线组3和第二导电线组4分别与压阻片5之间存在间隙，第一导电线组3和第二导电线组4分别用于与压阻片5电气接触。第一导电线组3和第二导电线组4分别与信号采集模块6电气连接。第一电极片1和第二电极片2分别由布料材质制成。

工作原理：压阻片5具有导电性，当受到垂直方向压力的时候，压阻片5发生弹性形变，由于被压缩之后垂直方向的厚度减小，水平方向的长度和宽度不变，这样压阻片5在垂直方向的电阻也减小。第一导电线组3和第二导电线组4分别连接信号采集模块6的正极和负极。按压第一电极片1，第一导电线组3和第二导电线组4分别与压阻片5电气接触，形成通路，压阻片5受力电阻发生相应的变化，信号采集模块6对压阻片5的阻值进行测定，最终得到相应的压力值。布料由纤维交替地连续编织而成，具有良好的柔性和透气性，可以是不导电的纯布料或者不导电的覆膜布料。

本申请中，第一电极片1和第二电极片2分别由布料材质，柔性度高、形变良好，可以很好与各种异形曲面贴合，能够提高压力检测精度、不会产生噪声，且透气性良好，穿戴更舒适感。

可选地，如图3或图4所示，第一导电线组3和第二导电线组4分别包含多排导电线。每个导电线组上的各排导线之间无交点。第一导电线组3的各排导电线相互平行。同理，第二导电线组4的各排导电线相互平行。

第一电极片1和第二电极片2的面上分别布设有多排相互平行的导电线，防止导电线之间串线，相互导通。第一导电线组3或第二导电线组4的各排导电线除了相互平行布置以外，也可以是无交点的斜线或者曲线。

可选地，如图3或图4所示，第一导电线组3的各排导电线与第二导电线组4的各排导电线相互垂直。

第一电极片1上的各导电线和第二电极片2的各导电线在俯视投影上相互垂直，成正交式排布，这样在受压力的情况下，与压阻片5接触更灵敏，提高检测灵敏度。

可选地，如图3所示，第二电极片2上设置多个呈矩阵分布的避位通孔21。第一导电线组3的各排导电线透过各避位通孔21，形成多个呈矩阵分布的触点，用于与压阻片5接触。

具体地，第二导电线组4的各导电线布设在第二电极片2的各避位通孔21之间的间隙处。

矩阵分布的避位通孔21一方面可以使得第一导电线组3的各排导电线能够与压阻片5接触，另一方面可使得第一导电线组3的各排导电线与第二导电线组4的各排导电线有序排布，避免串线。

可选地，第二导电线组4的每个导电线的一侧分别垂直延伸出若干个分支导电线41。分支导电线41提高了第二导电线组4与压阻片5的接触面积，提高了压力检测的灵敏度。

可选地，如图2所示，第一导电线组3的厚度大于第二电极片2的厚度。这样，按压第一电极片1时，第一导电线组3更容易透过避位通孔21，与压阻片5接触的更严实，提高压力检测的可靠性。

可选地，如图3，参见图1所示，第一电极片1与第二电极片2分属于两片布料。信号采集模块6位于第一电极片1和第二电极片2的一侧。第一导电线组3的一端延伸至第一电极片1的靠近信号采集模块6的一侧，第二导电线组4的一端延伸至第二电极片2的靠近信号采集模块6的一侧；第一导电线组3的一端和第二导电线组4的一端分别与信号采集模块6电气连接。

第一电极片1与第二电极片2分属于两片布料，布线容易，避免第一导电线组3和第二导电线组4之间串线。

可选地，第一导电线组3由若干不导电纺线绑定在第一电极片1上。同理，第二导电线组4由若干不导电纺线绑定在第二电极片2上。

具体地，第一导电线组3和第二导电线组4通过平绣、绗缝或者盘绣等方式固定在布料上，可以起到固定作用，且防止导电线路松脱导致串线，相互导通。

可选地，压阻片5为压阻薄膜，由具有一定导电性的塑料基材制成。

可选地，第一电极片1与第二电极片2之间以及第二电极片2与压阻片5之间，通过在边沿处采用缝合、胶接、粘接或者铆接等方式进行固定连接。

以上所述的仅是本申请的可选实施方式，本申请不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本申请的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种布料基材的指状式柔性压力传感器，其特征在于：包括第一电极片(1)、第二电极片(2)、第一导电线组(3)、第二导电线组(4)、压阻片(5)、信号采集模块(6)；

第一电极片(1)与第二电极片(2)相对且平行设置；

压阻片(5)位于第二电极片(2)的背向第一电极片(1)的面处；

第一导电线组(3)布设在第一电极片(1)的朝向压阻片(5)的面上；

第二导电线组(4)布设在第二电极片(2)的朝向压阻片(5)的面上；

第二电极片(2)上设置有若干避位通孔(21)；避位通孔(21)与第一导电线组(3)相对应；

第一导电线组(3)和第二导电线组(4)分别与压阻片(5)之间存在间隙，第一导电线组(3)和第二导电线组(4)分别用于与压阻片(5)电气接触；

第一导电线组(3)和第二导电线组(4)分别与信号采集模块(6)电气连接；

第一电极片(1)和第二电极片(2)分别由布料材质制成。

2.根据权利要求1所述的布料基材的指状式柔性压力传感器，其特征在于：

第一导电线组(3)和第二导电线组(4)分别包含多排导电线；

第一导电线组(3)的各排导电线相互平行；

第二导电线组(4)的各排导电线相互平行。

3.根据权利要求2所述的布料基材的指状式柔性压力传感器，其特征在于：

第一导电线组(3)的各排导电线与第二导电线组(4)的各排导电线相互垂直。

4.根据权利要求2所述的布料基材的指状式柔性压力传感器，其特征在于：

第二电极片(2)上设置多个呈矩阵分布的避位通孔(21)；

第一导电线组(3)的各排导电线透过各避位通孔(21)，形成多个呈矩阵分布的触点，用于与压阻片(5)接触。

5.根据权利要求4所述的布料基材的指状式柔性压力传感器，其特征在于：

第二导电线组(4)的各导电线布设在第二电极片(2)的各避位通孔(21)之间的间隙处。

6.根据权利要求2所述的布料基材的指状式柔性压力传感器，其特征在于：

第二导电线组(4)的每个导电线的一侧分别垂直延伸出若干个分支导电线(41)。

7.根据权利要求1所述的布料基材的指状式柔性压力传感器，其特征在于：

第一导电线组(3)的厚度大于第二电极片(2)的厚度。

8.根据权利要求1所述的布料基材的指状式柔性压力传感器，其特征在于：

第一电极片(1)与第二电极片(2)分属于两片布料；

第一导电线组(3)的一端延伸至第一电极片(1)的靠近信号采集模块(6)的一侧，第二导电线组(4)的一端延伸至第二电极片(2)的靠近信号采集模块(6)的一侧；第一导电线组(3)的一端和第二导电线组(4)的一端分别与信号采集模块(6)电气连接。

9.根据权利要求1所述的布料基材的指状式柔性压力传感器，其特征在于：

第一导电线组(3)由若干不导电纺线绑定在第一电极片(1)上；

第二导电线组(4)由若干纺线不导电绑定在第二电极片(2)上。

10.根据权利要求1所述的布料基材的指状式柔性压力传感器，其特征在于：

压阻片(5)为压阻薄膜。