基于柔性传感器的柔性可穿戴器件及其组装方法和应用技术

本发明专利技术属于智能可穿戴技术领域，具体涉及基于柔性传感器的柔性可穿戴器件及其组装方法和应用。其中，基于柔性传感器的柔性可穿戴器件，包括单片机、纺织基柔性传感器和电子功能元件，纺织基柔性传感器、电子功能元件与单片机信号连接。本发明专利技术经过特殊结构的设计符合人体工程学，可通过简单的缝纫技术维持器件的可穿戴性，克服了柔性传感材料难以器件化，只能接收信号难以输出、反馈的重大问题，实时完成对人体生理信号和环境信号的监测和及时预警，实现柔性传感器材料电信号的可视化，实现人机交互。人机交互。人机交互。

【技术实现步骤摘要】
基于柔性传感器的柔性可穿戴器件及其组装方法和应用


[0001]本专利技术属于智能可穿戴
，具体涉及基于柔性传感器的柔性可穿戴器件及其组装方法和应用，实时完成对人体生理信号和环境信号的监测和及时预警。

技术介绍

[0002]传感是仿生人体感知结构的一种功能。人体皮肤能够通过与外界环境发生互动，由神经元将信号传输到大脑感知再做出反馈响应，根据不同的信号，人体能够识别并作出相应的反馈行为。为了模拟人体这种感应能力，研究人员提出将互动信号转换成电信号来感知和量化，由计算机仪器等处理并响应，形成不同传感的人机交互功能。在生活中，人们常使用智能手机和可视化触摸显示屏等，但是这些电子设备由于材料的限制，过于坚硬、笨重和不灵活，在智能可穿戴设备中不适合广泛应用。
[0003]随着纳米材料和技术的发展，柔性传感器因为其柔软性、灵敏性和耐久性受到越来越多的关注，在医疗健康、运动检测和智能可穿戴领域有着广泛的应用前景。柔性传感器结合了本征柔性、轻质、多功能、成本低等优点，能够表现出高灵敏性、可拉伸性、超共形性和大面积制造等特性。柔性传感器通常是由多个部件组成，包括活性材料、导体和柔性基板的选择或合成。碳纳米管(CNT)、石墨烯、MXenes、导电聚合物、金属和半导体纳米线已被广泛用作传感器的活性材料。聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亚胺(PI)、水凝胶、聚醚醚酮、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚酯树脂(PET)在内的各种柔性基板是柔性传感器的理想材料。在各种新型材料和结构设计下，柔性传感器的传感性能得到了极大提升。但在智能可穿戴领域中，这些柔性传感材料仍存在难以器件化，只能接收信号难以输出、反馈的重大缺陷。
[0004]纺织基柔性传感器是柔性传感器的新发展方向，首先由于其特殊的纺织结构可与服装无缝连接，实现设计
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穿着
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应用一体化；其次在纺织不同阶段能够开发不同维度结构的传感器，有一维的纤维状和纱线状传感器、二维的织物状传感器和三维的服装纺织品。在不同维度上的传感应用范围不同，与基于纤维/纱线传感器的低响应、高灵敏相比，织物/纺织品的传感器有更大的传感面积和更理想的阵列设计。更重要的是，通过将传感与纺织结合的可穿戴设备有着优秀的传感性能和舒适性，能够广泛运用在医疗监测、人机交互和早期预警等领域。
[0005]例如，公告号为CN114573987B的专利文献公开了以具备快速响应性的多孔结构静电纺丝纤维为基础，通过还原银反应在纤维丝上原位制备出银颗粒,实现导电功能和可以实时对人体生理信号和环境信号的监测，然而信号传输、人机可视化交互仍难以达到，同时也没有集成相应的器件，限制了其实际应用。

技术实现思路

[0006]基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本专利技术的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本专利技术的目的之一是提供满足前述需求之一或多
个的一种。
[0007]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]基于柔性传感器的柔性可穿戴器件，包括单片机、纺织基柔性传感器和电子功能元件，纺织基柔性传感器、电子功能元件与单片机信号连接。
[0009]作为优选方案，所述纺织基柔性传感器的基底为一维纤维状、一维纱线状、二维织物状或三维服装纺织品。
[0010]作为优选方案，所述纺织基柔性传感器的导电功能材料为聚吡咯、聚苯胺、碳黑、碳纳米管、石墨烯、MXene、金银纳米线、金属氧化物中的一种或多种。
[0011]作为优选方案，所述电子功能元件为显示器。
[0012]作为优选方案，所述电子功能元件为蜂鸣器。
[0013]作为优选方案，所述电子功能元件为指示灯。
[0014]作为优选方案，所述电子功能元件为蓝牙模块。
[0015]作为优选方案，柔性可穿戴器件，还包括电源，用于供电。
[0016]本专利技术还提供如上任一项方案所述的柔性可穿戴器件的组装方法，采用粘贴或缝纫将柔性可穿戴器件组装至目标载体。
[0017]本专利技术还提供如上任一项方案所述的柔性可穿戴器件的应用，用于人体应变、温度、环境污染监测。
[0018]本专利技术与现有技术相比，有益效果是：
[0019](1)本专利技术的柔性可穿戴器件克服了柔性传感材料难以器件化的难题，实现柔性传感器材料电信号的可视化，实现人机交互。
[0020](2)本专利技术的柔性可穿戴器件克服了柔性传感材料难以器件化的难题只能接收信号难以输出、反馈的重大问题，
[0021](3)本专利技术的柔性可穿戴器件实现对人体应变、温度、环境有害气体等多种监测。
[0022](4)本专利技术的柔性可穿戴器件可更换不同终端实现不同预警方式。
[0023](5)本专利技术的柔性可穿戴器件设计符合人体工程学，可通过缝纫技术维持可穿戴性，满足轻便、灵活的要求，可满足日常生活的适用范围。
[0024](6)本专利技术的柔性可穿戴器件适用一维纤维状和纱线状材料、二维织物状材料和三维服装纺织品等柔性传感材料，对材料的适用范围广。
[0025](7)本专利技术的柔性可穿戴器件组装方法简单，采用的原料价格低廉，可大规模生产应用。
附图说明
[0026]图1为基于柔性传感器的柔性可穿戴器件的信息流的流程图；
[0027]图2为俯卧撑实时监控预警；
[0028]图3为坐姿颈椎实时监测预警；
[0029]图4为坐姿腰椎实时监测预警；
[0030]图5为一体化温度综合监测系统级框图；
[0031]图6为可穿戴式温度监测系统组装在织物过程；
[0032]图7为利用智能手机在不同地点进行远程气体监测及无线气体传感器装置的组成
和结构示意图；
[0033]其中，1
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传感器，2
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单片机，3
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诊断器，4
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蜂鸣器，5
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指示灯，6
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蓝牙模块，7
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柔性传感材料，8
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单片机，9
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蓝牙模块，10
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复位模块，11
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蜂鸣器，12
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显示屏，13
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指示灯，14
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电源，15
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显示屏，16
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蓝牙模块，17
‑
运算放大器，18
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导电纱线，19
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调节器，20
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指示灯，21
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单片机，22
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蜂鸣器，23
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电源。
具体实施方式
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于柔性传感器的柔性可穿戴器件，其特征在于，包括单片机、纺织基柔性传感器和电子功能元件，纺织基柔性传感器、电子功能元件与单片机信号连接。2.根据权利要求1所述的柔性可穿戴器件，其特征在于，所述纺织基柔性传感器的基底为一维纤维状、一维纱线状、二维织物状或三维服装纺织品。3.根据权利要求2所述的柔性可穿戴器件，其特征在于，所述纺织基柔性传感器的导电功能材料为聚吡咯、聚苯胺、碳黑、碳纳米管、石墨烯、MXene、金银纳米线、金属氧化物中的一种或多种。4.根据权利要求1
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3任一项所述的柔性可穿戴器件，其特征在于，所述电子功能元件为显示器。5.根据权利要求1
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3任一项所述的柔性可穿戴器件，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：余厚咏，李升鸿，董延娟，葛丹，苗舟羽，谢瑶，龚瑞芯，徐德文，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：