[发明专利]基于三维压力检测的可穿戴健康监测设备

说明书

技术领域

本发明属于可穿戴设备技术领域，涉及自动监测技术方向，具体涉及一种基于三维压力检测的可穿戴健康监测设备。

背景技术

随着嵌入式和移动技术的发展，可穿戴设备己经逐渐进入市场。一方面，可穿戴设备由于其与用户的身体直接接触，比其他类型的用户设备(例如手持式设备)具有更为复杂的形态，例如，佩戴在用户的头部，手部或者躯干部位的可穿戴设备，往往形态差异非常大，以便于用户的佩戴。另一方面，可穿戴设备的功能也在朝着精细化分工的方向发展，例如，可穿戴设备能够对不同的对象做记录或感知，包括:环境的湿度、温度、成分、质量，以及用户的体温、血压、血氧等等。

因此，可穿戴设备的设计走向越来越趋于微型化，方便使用者携带和附着皮肤设置，有智能化手表和智能化穿戴产品问世，但功能单一不能用户需求，所以多功能的可穿戴设备的体积大小是一个亟待解决的问题。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明提出一种基于三维压力检测的可穿戴健康监测设备，通过使用三维压力传感器大大减小了监测点的体积，而且监测点时单独的，可选择性的使用，解决了监测点的体积和功能不能同时满足消费者的问题，具有体积小，测量精度高，功能多，而且还可以扩展的优点。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于三维压力检测的可穿戴健康监测设备，所述监测设备包括：多个可移动监测点，可移动监测点佩戴在服装上附着于皮肤，可移动监测点内设有微处理器和监测待测点受到的压力大小的三维压力传感器，三维压力传感器连接微处理器，微处理器发送无线信号，三维压力传感器是接触式平行板三维力传感器，传感器包括控制单元、与控制单元分别连接的X方向电容单元组和Y方向电容单元组，所述X方向电容单元组和Y方向电容单元组均包括电容单元模块，所述电容单元模块采用由两个以上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极，所述电容单元模块包括由两个以上宽度a₀长度b₀的条状电容单元组成的第一条状电容单元组和两个以上宽度ka₀长度b₀的条状电容单元组成的第二条状电容单元组；处理器，无线连接可移动监测点接收微处理器发送的监测信号，处理器内设有警报单元和阈值单元，警报单元和阈值连接在处理器，监测信号超过阈值单元设定的值，警报单元发送警报信号。

上述设备中，所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长度大于感应电极长度，驱动电极长度两端分别预留左差位δ_左和右差位δ_右，b_0驱＝b_0感+δ_右+δ_左，其中，b_0驱为条状电容单元的驱动电极长度，b_0感为条状电容单元的感应电极长度；所述差位δ_左＝δ_右，且其中d₀为条状电容单元介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，τ_max为最大应力值。所述梳齿状结构包括20个以上条状电容单元、与条状电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间距a_δ，所述平行板面积S＝M(a₀+2a_δ+ka₀)b₀/2，其中，M为条状电容单元数量，b₀为条状电容单元的长度，a₀条状电容单元的宽度。所述第一条状电容单元组和第二条状电容单元组的条状电容单元引线通过并联方式或者独立连接到控制单元。所述条状电容单元的宽度其中，d₀为介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述第一条状电容单元组和第二条状电容单元组与控制单元之间分别设有中间变换器，中间变换器用于设置电压对电容或频率对电容的传输系数。

所述可移动监测点中还设有接收天线和触发单元，接收天线连接在微处理器上，可移动监测点通过接收天线充电，触发单元连接微处理器，触发单元控制可移动监测点的工作状态。所述处理器中还包括发射天线和电源，电源和发射天线连接处理器，处理器经过发射天线进行无线充放电。所述处理器中还包括选择开关，处理器中的选择开关是对应于每个可移动监测点设置的，选择开关无线控制可移动监测点的工作状态。所述处理器中的警报单元中设有语音电路和远程信号电路，处理器通过警报单元的远程信号电路群发信息给穿戴监测设备的监护人。