识别弯曲动作的传感器、智能穿戴设备、模具及制备方法技术

技术编号：40271878 阅读：8 留言：0更新日期：2024-02-02 22:58

本发明专利技术公开了识别弯曲动作的传感器、智能穿戴设备、模具及制备方法，属于穿戴设备技术领域。该用于识别弯曲动作的传感器，为柱面结构，柱面结构的面为网状，由一金属丝沿柱面编织而成，金属丝的一端作为输入端，另一端作为输出端；柱面结构的输入端和输出端接入电路；以使当柱面结构的两端弯曲时，输入端和输出端之间的金属丝电阻发生变化，获得由电阻变化引起输入端和输出端的电势差变化，电势差变化用于判断柱面结构的弯曲程度；本用于识别弯曲动作的传感器赋予刚性金属丝较大的延展性和弹性，使用金属丝编织成柱面结构的传感器，成本低廉，稳定性、耐久性好，灵敏度高，编制结构赋予了金属丝较强的柔性可弯曲性，能够更加全面地感知弯曲动作。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及穿戴设备，具体涉及识别弯曲动作的传感器、智能穿戴设备、模具及制备方法。

技术介绍

1、随着科学技术的发展，可穿戴电子设备在医疗健康、机器人技术、人机交互和人工智能等领域颇具应用前景。数据手套作为穿戴设备的，为虚拟现实系统提供了全新的交互手段。传统的智能穿戴设备，如手套，较多使用应变传感器来感知手部运动信号。并且导电聚合物材料以及碳基材料等由于其非凡的拉伸性，一直是集成到智能穿戴设备和智能服装等可穿戴设备中的首选。

2、然而，用上述材料制备传感器时，成本高昂，结构复杂并且工艺繁琐，虽然涂层和浸渍等方法可以制备导电纱线，但随着使用时间的增加，导电涂层容易逐渐脱落，导致传感器性能下降。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了克服现有技术中的问题，提供识别弯曲动作的传感器、智能穿戴设备、模具及制备方法，避免了现有传感器表面涂抹涂层，由于涂层易脱落而引起传感器性能下降的问题。

2、本专利技术目的之一是提供一种用于识别弯曲动作的传感器，为柱面结构，所述柱面结构的面为网状，由一金属丝沿柱面编织而成，所述金属丝的一端作为输入端，另一端作为输出端；所述柱面结构的输入端和输出端接入电路；以使当柱面结构的两端弯曲时，输入端和输出端之间的金属丝电阻发生变化，获得由电阻变化引起输入端和输出端的电势差变化，所述电势差变化用于判断柱面结构的弯曲程度。

3、较佳地，以柱面结构上的任意一点为起点，沿该柱面的周向绕设多个相互错位的环，所述多个环覆盖所述柱面。

4、较佳地，所述金属丝的材料为不锈钢软丝、铜丝或银丝中的一种。

5、本专利技术目的之二是提供一种用于动作识别的智能穿戴设备，包括所述的用于识别弯曲动作的传感器。

6、本专利技术目的之三是提供一种模具，用于制作所述的弯曲动作识别的传感器，包括柱体，所述柱体的外表面沿周向排列多列可拆卸的凸起结构，凸起结构用于在金属丝编织过程中限位金属丝。

7、本专利技术目的之四是提供一种用于弯曲动作识别的传感器的制备方法，包括以下步骤：

8、s100、采用所述的模具；

9、s200、选用一金属丝，将金属丝绕设在各凸起结构，使得金属丝编织成柱面结构；

10、s300、柱面结构的输入端和输出端接入电路。

11、较佳地，所述的用于弯曲动作识别的传感器的制备方法，所述s100中的柱体外表面沿周向排列多个插孔，所述凸起结构分别插设在各插孔内。

12、较佳地，所述的用于弯曲动作识别的传感器的制备方法，步骤s100中，多个凸起结构均匀排列成三排，每排凸起结构的数量相同，每排对应位置上的一个凸起结构共同构成一竖列，沿柱体长度方向对每一排的凸起结构依次标记为x、y和z，对每一列的凸起结构依次标记为1、2、3、......、n-2、n-1和n，排向标记和列向标记能够在柱体上组合成多个坐标点。

13、较佳地，所述的用于弯曲动作识别的传感器的制备方法，步骤s200中，将金属丝的一端固定在(x，n-1)处的凸起结构上，另一端依次绕过(y，n-3)、(z，n-1)和(y，1)处的凸起结构上，接着继续依次绕过(x，n-2)、(y，n-4)、(z，n-2)和(y，n)处的凸起结构上，以此类推，直到所有的坐标点上的凸起结构均绕设有金属丝，取下柱体和多个凸起结构后，得到用于弯曲动作识别的传感器。

14、本专利技术目的之五是提供一种用于动作识别的智能穿戴设备的制备方法，包含所述的弯曲动作识别的传感器的制备方法。

15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本用于识别弯曲动作的传感器，在使用过程中，通过使传感器(柱面结构)弯曲，柱面结构的轴线进而具有一定的弧度，弯曲后的传感器的截面大小发生变化，进而电阻发生变化，电阻变化后，通过获得由电阻变化引起输入端和输出端的电势差变化，电势差变化用于判断柱面结构的弯曲程度，本用于识别弯曲动作的传感器能够赋予刚性金属丝较大的延展性和弹性，使用金属丝编织成柱面结构的传感器，成本低廉，稳定性、耐久性好，灵敏度高，编制结构赋予了金属丝较强的柔性可弯曲性，能够更加全面地感知弯曲动作，避免了现有传感器表面涂抹涂层，由于涂层易脱落而引起传感器性能下降的问题。

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【技术保护点】

1.用于识别弯曲动作的传感器，其特征在于，为柱面结构(11)，所述柱面结构(11)的面为网状，由一金属丝沿柱面编织而成，所述金属丝的一端作为输入端，另一端作为输出端；

2.如权利要求1所述的用于弯曲动作识别的传感器，其特征在于，以柱面结构(11)上的任意一点为起点，沿该柱面的周向绕设多个相互错位的环，所述多个环覆盖所述柱面。

3.如权利要求1所述的用于弯曲动作识别的传感器，其特征在于，所述金属丝的材料为不锈钢软丝、铜丝或银丝中的一种。

4.用于动作识别的智能穿戴设备，其特征在于，包括权利要求1-3任意一项所述的用于识别弯曲动作的传感器。

5.模具，其特征在于，用于制作权利要求1-3所述的弯曲动作识别的传感器，包括柱体，所述柱体的外表面沿周向排列多列可拆卸的凸起结构，凸起结构用于在金属丝编织过程中限位金属丝。

6.用于弯曲动作识别的传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的用于弯曲动作识别的传感器的制备方法，其特征在于，所述S100中的柱体外表面沿周向排列多个插孔，所述凸起结构分别插设在各插孔内。

8.如权利要求6所述的用于弯曲动作识别的传感器的制备方法，其特征在于，步骤S100中，多个凸起结构均匀排列成三排，每排凸起结构的数量相同，每排对应位置上的一个凸起结构共同构成一竖列，沿柱体长度方向对每一排的凸起结构依次标记为x、y和z，对每一列的凸起结构依次标记为1、2、3、......、n-2、n-1和n，排向标记和列向标记能够在柱体上组合成多个坐标点。

9.如权利要求6所述的用于弯曲动作识别的传感器的制备方法，其特征在于，步骤S200中，将金属丝的一端固定在(x，n-1)处的凸起结构上，另一端依次绕过(y，n-3)、(z，n-1)和(y，1)处的凸起结构上，接着继续依次绕过(x，n-2)、(y，n-4)、(z，n-2)和(y，n)处的凸起结构上，以此类推，直到所有的坐标点上的凸起结构均绕设有金属丝，取下柱体和多个凸起结构后，得到用于弯曲动作识别的传感器。

10.用于动作识别的智能穿戴设备的制备方法，其特征在于，包含权利要求5-9任意一项权利要求所述的弯曲动作识别的传感器的制备方法。

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【技术特征摘要】

3.如权利要求1所述的用于弯曲动作识别的传感器，其特征在于，所述金属丝的材料为不锈钢软丝、铜丝或银丝中的一种。

4.用于动作识别的智能穿戴设备，其特征在于，包括权利要求1-3任意一项所述的用于识别弯曲动作的传感器。

6.用于弯曲动作识别的传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的用于弯曲动作识别的传感器的制备方法，其特征在于，所述s100中的柱体外表面沿周向排列多个插孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：余灵婕，董晗睿，支超，刘哲，郭浩，董子靖，孙艳丽，吴倩，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人