一种柔性织物传感器和睡姿识别系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种柔性织物传感器和睡姿识别系统，第一电极层，包括若干第一电极，所述第一电极沿所述横向方向排列成行；第二电极层，包括若干第二电极，所述第二电极沿所述横向方向排列成行，同一行的所述第二电极电性连接；所述第一电极和所述第二电极一一对应设置并且在结构上相互匹配，且所述第一电极和所述第二电极的投影不相交；每一个所述第一电极和对应的所述第二电极形成一压力检测点。该柔性织物传感器，有效避免敏感材料在长期使用中出现拉扯现象导致的压力点检测不准确，提高柔性织物传感器的检测准确性。可广泛应用于智能床垫、汽车座椅压力采集系统、儿童座椅采集系统等等，并且使用寿命长。并且使用寿命长。并且使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性织物传感器和睡姿识别系统


[0001]本技术涉及人体健康检测
，尤其涉及一种柔性织物传感器和睡姿识别系统。

技术介绍

[0002]对于电阻式传感纺织品而言，当施加外力时，纱线内部电阻改变或纱线间接触电阻改变，均可引起测量电阻变化。接触电阻是指两个物理接触的导电体之间的电阻。根据Holm理论，对于两个接触体，接触电阻可表示为公式1。
[0003][0004]式中：R
k
表示两个接触物体的接触电阻；ρ和H分别表示物体的电阻率和硬度(假设两个物体的材料相同)；n表示接触区域中的接触点的数量(在宏观尺度中，接触表面实际上由许多单独的接触点组成)；F表示施加的接触力；ε表示常量参数。
[0005]接触电阻与接触力F和接触数n呈反比。随着接触数n和接触力F的增加，接触电阻将相应地减小。
[0006]人的一天有大约三分之一的时间是处于睡眠状态的，目前市面上有大量的睡眠监测装置，用于检测人体的睡眠状态，需要用户去在清醒状态下去查看当前的睡眠状态，并且无法在用户睡眠状态下提供干预。
[0007]接触电阻是纺织应变传感器的关键机制，因此，如何通过纺织材料和结构来构造接触点是纺织传感器设计的关键。导电纺织品接触电阻的变化可在纤维、纱线及织物层面发生。
[0008]在纤维尺度上，导电纤维表面可由物理或化学处理，如等离子体和液氮处理，得到随机或规则分布的裂缝，在纤维延伸和恢复周期中通过打开和关闭裂缝构建接触点的变化，从而改变纤维电阻。此外，也可通过化学方法将导电粒子附着在纤维表面或将导电粒子加入纤维内部成为纤维复合物，在纤维拉伸恢复过程中，导电粒子之间的接触变化同样引起测量电阻的变化。接触点数量和纤维应变之间的关系将决定传感器的灵敏度，而该应变传感器的可重复性将由纤维的恢复能力决定。
[0009]目前织物传感器采用上中下三层的三明治结构形式，如图1
‑
2所示，1a 为第一导电层，2a为第二导电层，第一导电层和第二导电层之间的中间层为敏感材料层3a，形成等效电阻4a；敏感材料层3a大多采样平纹组织，斜纹组织，缎纹组织等结构组成。目前“三明治”结构使用在纺织物的传感器上对工艺要求比较高，需要上层电极和下层电极没有多余的纤维“毛羽”，敏感材料在长期使用中出现拉扯现象会出现缝隙，从而上下层纤维“毛羽”会穿透缝隙造成漏电影响测量结果的准确性。并且，第一导电层在第一方向排列感应纱线形成，第二导电层在与第一方向垂直的第二方向排列导电纱线形成，经纬交错的感应结构，当有人或者物体压到传感器表面，由于导电纱线以及敏感材料层的线具有延展性，长期拉伸导
致疲劳，无法完全回弹，感应结构发生变化，如图3
‑
4所示的变化，此时就会造成接触面积变小，导致测量数据变小。第一导电电极1a中的导电“毛羽”会通过图4中受到拉扯后接触面积发生变化，产生的缝隙5a，纤维“毛羽”接触到第二导电电极2a产生漏电，造成该点压力数据异常。

技术实现思路

[0010]基于现有技术中的问题，本技术提供一种柔性织物传感器和睡姿识别系统，旨在解决现有技术中柔性织物传感器容易出现蠕变等技术问题。
[0011]一种柔性织物传感器，包括：
[0012]第一电极层，包括若干第一电极，所述第一电极沿所述横向方向排列成行；
[0013]第二电极层，包括若干第二电极，所述第二电极沿所述横向方向排列成行，同一行的所述第二电极电性连接；
[0014]所述第一电极和所述第二电极一一对应设置并且在结构上相互匹配，且所述第一电极和所述第二电极的投影不相交；
[0015]每一个所述第一电极和对应的所述第二电极形成一压力检测点；
[0016]所述第一电极和所述第二电极均由导电线构成。
[0017]进一步的，所述第一电极布设于第一基布上，所述第二电极布设于第二基布上；
[0018]一压敏材料层粘贴于所述第一基布和所述第二基布之间。
[0019]进一步的，所述第一电极和所述第二电极均布设在同一基布上；
[0020]一压敏材料层粘贴于所述基布上。
[0021]进一步的，所述第一电极布设于一基布上；
[0022]一压敏材料层粘贴于所述第一电极上；
[0023]所述第二电极布设在所述压敏材料层上。
[0024]进一步的，所述第一电极和所述第二电极均为回字形，通过将所述导电线连续向内弯折地缝制在对应的所述基布上以形成相应的所述第一电极和所述第二电极。
[0025]进一步的，所述第一电极和所述第二电极均为波浪形。
[0026]进一步的，所述第一压力传感器带包括由至少两行所述第一电极和所述第二电极形成的矩阵式的所述压力检测点；
[0027]所述第二压力传感器带包括由至少两行所述第一电极和所述第二电极形成的矩阵式的所述压力检测点。
[0028]进一步的，所述导电线为导电纱线或者裸露的金属线。
[0029]一种睡姿识别系统，其特征在于，使用前述的柔性织物传感器分别制作形成第一压力传感器带和所述第二压力传感器带；
[0030]所述第一压力传感器带沿横向方向设置于床上并位于人体的大腿区域；
[0031]所述第二压力传感器带沿所述横向方向设置于床上并位于人体的臀部区域；
[0032]压力数据采集装置，分别连接所述第一压力传感器带和所述第二压力传感器带；
[0033]睡姿识别装置，连接所述压力数据采集装置；
[0034]其中，所述横向方向是指与床头与床尾延伸形成的纵向方向垂直的方向。
[0035]进一步的，所述第二压力传感器带的所述压力检测点的投影面积大于所述第一压
力传感器带的所述压力检测点的投影面积。
[0036]本技术的有益技术效果在于：提供一种柔性织物传感器，有效避免敏感材料在长期使用中出现拉扯现象导致的压力点检测不准确，提高柔性织物传感器的检测准确性，制作简单，成本低，使用时间长。
附图说明
[0037]图1为现有技术织物传感器三明治结构的平面示意图；
[0038]图2为现有技术织物传感器三明治结构的侧面示意图；
[0039]图3为现有技术织物传感器使用时正常的三明治结构侧示意图；
[0040]图4为现有技术织物传感器使用后变形的三明治结构侧示意图；
[0041]图5为本专利技术一种人体睡姿识别的压力传感系统的模块示意图；
[0042]图6为本专利技术一种人体睡姿识别的压力传感系统的结构示意图；
[0043]图7为本专利技术一种人体睡姿识别的压力传感系统的一种优选实时方式的电极结构示意图；
[0044]图8为本专利技术一种人体睡姿识别的压力传感系统的另一种优选实时方式的电极结构示意图；
[0045]图9为本专利技术一种人体睡姿识别的压力传感系统的人体放置位置的平面示意图；
[0046]图10为本专利技术一种人体睡姿识别的压力传感系统适用电动床示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性织物传感器，其特征在于，包括：第一电极层，包括若干第一电极，所述第一电极沿横向方向排列成行；第二电极层，包括若干第二电极，所述第二电极沿所述横向方向排列成行，同一行的所述第二电极电性连接；所述第一电极和所述第二电极一一对应设置并且在结构上相互匹配，且所述第一电极和所述第二电极的投影不相交；每一个所述第一电极和对应的所述第二电极形成一压力检测点；所述第一电极和所述第二电极均由导电线构成。2.如权利要求1所述的柔性织物传感器，其特征在于，所述第一电极布设于第一基布上，所述第二电极布设于第二基布上；一压敏材料层粘贴于所述第一基布和所述第二基布之间。3.如权利要求1所述的柔性织物传感器，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均布设在同一基布上；一压敏材料层粘贴于所述基布上。4.如权利要求1所述的柔性织物传感器，其特征在于，所述第一电极布设于一基布上；一压敏材料层粘贴于所述第一电极上；所述第二电极布设在所述压敏材料层上。5.如权利要求2或3所述的柔性织物传感器，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均为回字形，通过将所述导电线连续向内弯折地缝制在对应的所述基布上以形成相应的所述第一电极和所述第二电极。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：周潇，
申请(专利权)人：尧乐网络科技上海有限公司，
类型：新型
国别省市：