一种模块化背负压力采集装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种模块化背负压力采集装置，属于背负携行具人机交互压力采集装置

【技术实现步骤摘要】
一种模块化背负压力采集装置


[0001]本专利技术涉及一种模块化背负压力采集装置，属于背负携行具人机交互压力采集装置
。

技术介绍

[0002]目前背包作为最有效的运输方式之一，广泛应用于各种领域中
。
随着背负重量的增加，重负载产生的接触压力会对人体背部造成一系列的健康问题，因此通过设计一套压力采集装置可以有效采集人体背部压力大小和分布从而监测和评估压力状态
。
现有的压力传感器以材质可划分为刚性和柔性传感器两类，刚性传感器很难测量背部不规则的曲面的压力
。
而柔性传感器具有柔软
、
易变形等特点，可很好的用于测量背部压力
。
目前背负压力采集装置较少，主要是以一些压力垫为主，采用的传感器主要是阵列式柔性压力传感器，这在实际采集过程中，压力垫和人体背部会产生相对滑移，而且由于压力垫较大，在采集时会出现压力垫折叠的问题导致采集到的数据有较大误差
。
此外，由于柔性传感器较软，在肩
、
腰部等弯曲程度较大的位置可能会产生因传感器弯曲太严重从而导致测量不准甚至损坏传感器的问题
。
[0003]现有背部压力采集装置大多都是穿戴式柔性外衣，通过将传感器固定在柔性外衣背部的关键位置，从而来采集背部的压力数据
。
但由于受试者不同的身高和体型，不同的人放置的传感器的位置会有变化，固定的传感器位置会导致测量出的压力大小和分布产生偏差
。
此外，针对不同的测试需求，传感器的数量也会发生变化
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种模块化背负压力采集装置，将采集装置设计成柔性穿戴外衣，传感器采用魔术贴的方式贴附于外衣的肩背腰位置，由于魔术贴的快拆特性，可以对传感器的位置做出调整
。
此外，将传感器和采集电路设计成一个模块，可以根据需求任意增加或者减少传感器的数量以应对不同的测试任务
。
[0005]本专利技术的技术解决方案是：
[0006]一种模块化背负压力采集装置，该采集装置包括外层马甲
1、
内层马甲
2、
薄膜压力传感器
3、
采集电路模块4和主控处理模块5；
[0007]所述外层马甲1是由面料和魔术贴用针线缝合在一起制成的，外层马甲1的内表面为魔术贴毛面；
[0008]所述内层马甲2是由面料和魔术贴用针线缝合在一起制成的，内层马甲2的内表面为魔术贴钩面；
[0009]内层马甲2位于外层马甲1内，通过内层马甲2内表面的魔术贴钩面与外层马甲1内表面的魔术贴毛面进行粘贴连接；
[0010]薄膜压力传感器3共有六块，均位于外层马甲1与内层马甲2之间，且分布在内层马甲2的左右两侧的肩部
、
腰部和背部，即在内层马甲2的左侧肩部分布一块，在内层马甲2的
右侧肩部分布一块，在内层马甲2的左侧腰部分布一块，在内层马甲2的右侧腰部分布一块，在内层马甲2的左侧背部分布一块，在内层马甲2的右侧背部分布一块；
[0011]所述采集电路模块4用于采集薄膜压力传感器3的电压值，并将采集到的电压值传输给主控处理模块5；采集电路模块4的数量与薄膜压力传感器3的数量相同，每个采集电路模块4用于采集一个薄膜压力传感器3的电压值；主控处理模块5带有与采集电路模块4相同数量的接口，用于接收不同采集电路模块4采集到的薄膜压力传感器3的电压值；
[0012]所述薄膜压力传感器3的上表面有8×8个阵列点，上表面的每个阵列点上都用胶粘贴一层
12mm
×
12mm
的橡胶垫，薄膜压力传感器3下表面用胶粘贴一
125mm
×
125mm
的整片橡胶垫；薄膜压力传感器3的下表面用针线缝合有魔术贴，在薄膜压力传感器安装在外层马甲1与内层马甲2之间时，薄膜压力传感器3下表面的魔术贴与内层马甲2进行粘贴连接；
[0013]所述薄膜压力传感器3的尺寸为
125mm
×
125mm
；
[0014]所述外层马甲1与内层马甲2的形状相同，外层马甲1比内层马甲2稍大一些，保证外层马甲1与内层马甲2紧紧贴合在一起；
[0015]所述采集电路模块4采用分时复用的方式，按行扫描的方式采集薄膜压力传感器3上每个阵列点的压力值，采集到的压力值通过
CAN
总线的方式将数据传输到主控处理模块5；
[0016]所述主控处理模块
(5)
用于将每一路采集电路模块
(4)
采集到的电压值转换为压力值，并将压力数据按顺序保存到
SD
卡中
。
[0017]所述采集电路模块4的外表面均包裹着防水与防静电的塑料布
。
[0018]有益效果
[0019](1)
本专利技术的薄膜压力传感器上表面的每个阵列点上都粘贴一层橡胶垫，这样可以保证单点的压力感知区域受力均匀，薄膜压力传感器下表面贴一整片橡胶垫，这样既不影响传感器的柔性，同时也保证压力集中时传感器不会过度弯折；
[0020](2)
本专利技术的薄膜压力传感器下面的橡胶垫用针线缝合了一层尼龙魔术贴勾面，这样柔性传感器可以粘贴在内层马甲的任意位置，从而调整传感器的位置；
[0021](3)
本专利技术的每一片薄膜压力传感器连接到一个压力采集模块，主控处理模块上预留了足够多的接口，每一个压力采集模块通过排线就可以连接到主控处理板上，从而可以根据需求增加或者减少模块的数量；
[0022](4)
本专利技术的采集电路模块的外表面均包裹着防水与防静电的塑料布，这样保证采集电路模块不会因为衣服产生静电或者因为人体出汗造成电路损坏；
[0023](5)
本专利技术的装置做成马甲状，可以方便穿戴，提高效率，传感器和采集电路模块化设计，可以根据需求和任务的不同任意增加和减少传感器的数量，同时魔术贴的设计可以让传感器任意布置在背部的各个位置来适配不同人的身高与体型；在柔性传感器的两面增加橡胶垫可以有效防止柔性传感器因为过度弯曲从而导致压力值出现较大偏差
。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的压力采集装置的结构示意图；
[0025]图2为薄膜压力传感器的结构示意图；
[0026]图3为薄膜压力传感器在内层马甲上的分布示意图
。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0028]如图1所示，一种模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种模块化背负压力采集装置，其特征在于：该采集装置包括外层马甲
(1)、
内层马甲
(2)、
若干个薄膜压力传感器
(3)、
若干个采集电路模块
(4)
和主控处理模块
(5)
；所述外层马甲
(1)
是由面料和魔术贴用针线缝合在一起制成的，外层马甲
(1)
的内表面为魔术贴毛面；所述内层马甲
(2)
是由面料和魔术贴用针线缝合在一起制成的，内层马甲
(2)
的内表面为魔术贴钩面；内层马甲
(2)
位于外层马甲
(1)
内，通过内层马甲
(2)
内表面的魔术贴钩面与外层马甲
(1)
内表面的魔术贴毛面进行粘贴连接；薄膜压力传感器位于外层马甲
(1)
与内层马甲
(2)
之间；所述采集电路模块
(4)
用于采集薄膜压力传感器
(3)
的电压值，并将采集到的电压值传输给主控处理模块
(5)
；每个采集电路模块
(4)
用于采集一个薄膜压力传感器
(3)
的电压值；主控处理模块
(5)
带有与采集电路模块
(4)
相同数量的接口，每个接口用于接收一路采集电路模块
(4)
采集到的薄膜压力传感器
(3)
的电压值；所述主控处理模块
(5)
用于将每一路采集电路模块
(4)
采集到的电压值转换为压力值
。2.
根据权利要求1所述的一种模块化背负压力采集装置，其特征在于：所述薄膜压力传感器
(3)
共有六块，均位于外层马甲
(1)
与内层马甲
(2)
之间，且分布在内层马甲
(2)
的左右两侧的肩部
、
腰部和背部，即在内层马甲
(2)
的左侧肩部分布一块，在内层马甲
(2)
的右侧肩部分布一块，在内层马甲<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚丽，宋遒志，武德浩，贾国权，吉远哲，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：