DE3734023A1 - Messmatte zur erfassung von druckverteilungen - Google Patents
Messmatte zur erfassung von druckverteilungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Meßmatte zur Erfassung von
Druckverteilungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Meßmatte besteht aus einer Anordnung von streifen
förmigen Zeilen- und Spaltenleitern, wobei durch die Kreu
zungsflächen Meßkondensatoren mit kompressiblem Dielektrikum
gebildet sind, die nacheinander durch das Anlegen einer
Spannung zeilenweise aktiviert und spaltenweise ausgelesen
werden.
Es ist nach DE 25 29 475 eine Schaltungsanordnung bekannt, bei
der druckempfindliche Kondensatoren auf einer Matte aus
Naturkautschuk so gebildet sind, daß die Vor- und Rückseite
der Matte mit leitfähigen Streifen zeilen- und spaltenförmig
beklebt ist.
Ferner wird beschrieben, daß die Streifen aus metallisierter
Plastikfolie bestehen können.
Nach DE 30 25 362 werden verschiebbare Metallgitterstreifen
auf kompressible Matten aufgeklebt.
Bei den Anordnungen in den genannten Anmeldungen ist die
Flexibilität dadurch stark eingeschränkt, daß ein durchge
hender Abstand der Zeilen- und Spaltenleiter sowie der Iso
lations- und Abschirmfolien auf beiden Seiten des Dielek
trikums vorhanden ist. Dies führt beim Biegen der Meßmatten
auf der einen Seite des Dielektrikums zu einer starken
Dehnung und auf der anderen Seite zu einer Stauchung der
aufgebrachten Materialien.
Hierdurch wird das kompressible Dielektrikum zusammenge
drückt, was zu einer Verfälschung der Meßergebnisse führt.
Die verwendeten Materialien für die Ausgestaltung der Zeilen-
und Spaltenleiter sowie der Abschirmungen sind nicht
genügend elastisch, biegsam und robust um Belastungen wie
sie bei wiederholter und starker Verformungen auftreten zu
bewältigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Bau von in
hohem Maße flexiblen Meßmatten zu ermöglichen, wobei durch
das Verformen der Matten keine Verfälschungen der Meßergeb
nisse auftreten.
Es soll durch die erfindungsgemäße Anordnung ein hohes Maß
an Robustheit erreicht werden.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung, bestehen die
streifenförmigen Zeilen- und Spaltenleiter aus metallisier
tem elastischem Textilgewebe. Über den Zeilen- und Spalten
leitern sind elektrisch isolierte Abschirmfolien aus gestri
ckten Metallfäden angebracht.
Als Isolations- und Klebematerial wird Silikonkautschuk ver
wendet.
Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Explosionszeichnung einer Meßmatte mit
Zeilen- und Spaltenleitern (1, 3), Dielektrikum (2),
vergossenen Zwischenräumen (4), Isolationsschicht
(5) und Abschirmung (6).
Fig. 2 eine zusammengebaute Meßmatte.
Fig. 3 eine Meßmatte mit in den Zwischenräumen des
Dielektrikums eingeklebten Zeilen- und Spalten
leiter sowie Abschirm- und Isolationsmaterialien.
Flexible Messmatten zur Druckverteilungsmessung können in
der Ergonomie und der Medizin z.B. bei der optimalen Ge
staltung von Bürostühlen, Rollstühlen, Kfz-Sitzen etc.
Verwendung finden. Hierfür ist es in besonderem Maße notwen
dig, daß durch die Meßmatten die Meßergebnisse nicht ver
fälscht werden , und daß die Meßmatten mechanisch belastbar
sind, da z.B. bei Messungen auf Polsterungen starke Bean
spruchungen auftreten.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird ein hohes Maß an
Flexibilität der Meßmatten bei einer großen mechanischen
Robustheit erreicht.
Der Aufbau besteht wie in den Fig. 1-3 gezeigt im wesent
lichen aus zeilenförmig angeordneten leitfähigen Streifen
(1) auf die einzelne Körper (2) als Dielektrikum aufgeklebt
sind.
Die Kantenlänge der Körper (2) sollte etwas breiter sein als
die Zeilen- bzw. Spaltenleiter, um eine sichere Isolierung
von den Zeilen zu den Spaltenleitern zu gewährleisten.
Zur Verwendung als leitfähige Streifen haben sich
metallisierte elastische Textilgewebe als äußerst flexibel
und belastbar erwiesen.
In einer besonderen Ausführungsform können die Körper (2)
aus Gruppen von einzelnen Abstützkörpern z.B. in Pyramiden
form bestehen. Besonders stabile Verklebungen können
erreicht werden, wenn diese Gruppen von Abstützkörpern aus
Silikonkautschuk gegossen sind, und die metallisierten
Textilgewebestreifen mit Silikonkautschuk getränkt werden.
Um eine ebene Fläche der Unterseite der Meßmatte zu er
zielen, werden die Zwischenräume (4) der Streifen (1) mit
Silikonkautschuk ausgegossen.
Die Isolierschicht (5) kann aus einem dünnen Silikon
kautschukfilm bestehen wobei sich ein zusätzliches dünnes
elastisches Textilgewebe bewährt hat.
Auf diese Isolationsschichten (5) muß zur Abschirmung von
elektrischen Störeinflüssen, beidseitig eine elektrisch leit
fähige Schicht (6) aufgebracht werden. Es besteht hier die
Möglichkeit metallisiertes Textilgewebe, Leitlack oder eine
Aufmetallisierung einzusetzen.
Als besonders geeignet hinsichtlich der Dehnbarkeit, der
Biegeeigenschaften und einer geringen Dicke haben sich hier
bei aus Metallfäden gestrickte Matten erwiesen. Die Maschen
müssen locker gestrickt sein um eine leichte Dehnung zu er
ermöglichen.
In den Fig. 2+3 sind zwei Möglichkeiten der Verklebung der
zeilen- und spaltenförmigen Streifen sowie der Isolations-
und Abschirmmaterialien mit dem Dielektrikum angegeben.
Werden die Materialien vorzugsweise der Oberseite des Di
elektrikums, in die Hohlräume des Dielektrikums eingeklebt,
so wird hierdurch die Beweglichkeit der Meßmatte erhöht.
Gleichzeitig ergeben sich definierte Krafteinleitungsflächen.
Claims (5)
1. Meßmatte zur Erfassung von Druckverteilungen, insbeson
dere zur Messung auf gekrümmten Oberflächen, mit einer Ma
trix aus kapazitiven Druck- bzw.Kraftsensoren, welche aus
den Kreuzungsflächen von zeilen- und spaltenförmig verlau
fenden elektrisch leitfähigen Streifen gebildet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dielektrikum aus einzelnen, kompressiblen, flachen
Körpern (3) besteht, deren Ausmaße im wesentlichen den
Kreuzungsflächen der Zeilen- und Spaltenleiter (1) entspre
chen, und daß die Körper so beabstandet sind, daß sich bei
einem Biegen der Matte die auf dem Dielektrikum aufgebrach
ten Zeilen- oder Spaltenleiter mit Isolations- und Abschirm
materialien in die Zwischenräume einwölben können.
2. Meßmatte nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die streifenförmigen Zeilen- und Spaltenleiter (1) aus
metallisiertem Textilgewebe bestehen.
3. Meßmatte nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß über den Zeilen- und Spaltenleitern (1) durch eine Iso
lationsschicht (4) getrennt aus Metallfäden gestrickte
Matten (5) angeordnet sind.
4. Meßmatte nach den Ansprüchen 1 bis 3
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeilen oder Spaltenleiter (1, 3) in die Zwischenräume
der Körper des Dielektrikums eingeklebt sind.
5. Meßmatte nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolations- und Klebeschichten aus Silikonkautschuk
gebildet sind.
Priority Applications (1)
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