DE3734023C2 - - Google Patents

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 A1 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 A1 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.

Aus DE 34 11 528 A1 ist eine Anordnung zur Messung von Kraftverteilungen bekannt, bei der das gesamte Dielektrikum aus einer Struktur einzelner elastischer Abstützkörper besteht.

Nach DE 24 48 398 B2 ist eine kapazitive Wägematte bekannt, deren Dielektrikum aus einzelnen Vorsprüngen besteht.

Diese Druckschriften betreffen jedoch nicht die anmeldungsgemäßen Merkmale.

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 gestrick­ ten 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, insbesondere zur Messung auf gekrümmten Oberflächen, mit einer Matrix aus kapazitiven Druck- bzw. Kraftsensoren, welche aus den Kreuzungsflächen von zeilen- und spaltenförmig verlaufenden, elektrisch leitfähigen Streifen mit dazwischenliegendem kompressiblen Dielektrikum bestimmter Dicke gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das flächige Ausmaß des kompressiblen Dielektrikums im wesentlichen jeweils den Kreuzungsflächen der Zeilen- und Spaltenleiter entspricht (2), und daß die aus den Kreuzungsflächen und dem Dielektrikum gebildeten Sensoren so beabstandet sind, daß sich bei einem Biegen der Meßmatte die aufgebrachten Zeilen- und Spaltenleiter mit Isolations- und Abschirmmaterialien (3, 5, 6) in die Sensorzwischenräume (4) 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 Isolationsschicht (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.