[发明专利]一种可穿戴全息传送系统

说明书

本发明克服传统心率传感器特别是石墨烯心率传感系统的缺陷，提供了一种具有量程范围大，灵敏度高的石墨烯心率传感系统的可穿戴全息传送系统，用于将用户的心率数据反馈给VR环境，以便于在VR环境中更真切地增强用户体验。传感器具有灵活性高，制作工艺简单，生产规模大，成本低等优点。本文提出的石墨烯心率传感器具有出色的灵敏度和较大的工作范围，在较低压和较高压范围内都能有良好的线性度。

技术领域

本发明属于虚拟现实领域，具体涉及一种可穿戴全息传送系统。

背景技术

柔性力学器件近些年来受到了学术界和产业界的广泛关注。相比传统硬质基底器件，柔性力学器件在不牺牲性能的基础上，大大提升了器件的可变形性，从而使其能够适应更为复杂的应用场景，尤其适合可穿戴应用。石墨烯，是从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。它是人们发现的第一种由单层原子构成的材料。石墨烯虽然很薄，但却是非常强韧的材料，同时，它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。石墨烯材料自2004年被发现以来，得益于其独特的电学、力学等特性，被广泛应用于柔性力学器件中，石墨烯力学器件具有很高的灵敏度。然而，现有石墨烯力学传感器存在制备工艺复杂、重复性与一致性较差、良品率低等缺点与问题。传统的压力传感器不能同时实现高灵敏度和大的工作范围，导致其在的应用有限。迫切需要开发新型的压力传感器，在灵敏度和工作范围两方面同时取得突破。

目前已有多种采用石墨烯的压力传感器，2012年，A.D.Smith等人完整提出了悬浮石墨烯压力传感器的结构，如图1所示，而该压力传感器中，由于二氧化硅与碳化硅基底的性质远不如石墨烯的内在性质，这对传感器的结构与功能会产生局限性。且受薄膜厚度影响，其通常为单层石墨烯厚度的几千倍，传感器灵敏度也受影响，低压领域不适用。

O.K.Kwon等人提出了改进型悬浮石墨烯压力传感器，如图所示，这种压力传感器增加了一个带有圆柱形支腿的顶板，通过支腿传递作用在石墨烯薄膜上的压力将迅速变大。这种改进型的压力传感器可用于低压检测环境，灵敏度极高，且低压范围线性度很好，但其缺点是高压范围线性度较差，并且结构尺寸大于一般悬浮石墨烯压力传感器。

J.Ma等人研究了一种光纤石墨烯压力传感器，其是通过熔融石英毛细管到单模光纤的末端，在内部施加气压后毛细管逐渐变细，然后熔融毛细管形成气腔。石墨烯薄膜覆盖在圆柱形空腔上，不但可以检测外部压力变化，而且可以对空腔起到密封作用。这种压力传感器结构紧凑，机械强度良好。但缺点是工作压力较低，压力灵敏度不高，密封空腔内气体会有轻微泄漏。

发明内容

鉴于以上分析，本发明的主要目的在于提供一种具有量程范围大，灵敏度高的石墨烯心率传感系统的可穿戴全息传送系统，用于将用户的心率数据反馈给VR环境，以便于在VR环境中更真切地增强用户体验。传感器具有灵活性高，制作工艺简单，生产规模大，成本低等优点。本文提出的石墨烯心率传感器具有出色的灵敏度和较大的工作范围，在较低压和较高压范围内都能有良好的线性度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种可穿戴的全息传送系统，包括石墨烯心率传感系统，其中该传感系统包括多层结构，由上至下依次是基板层、压敏材料层、基底层。

进一步地，在所述基板层和压敏材料层中还设置有第一压感电极层，在所述压敏材料层和基底层中还设置有第二压感电极层。

进一步地，所述压敏材料层由石墨烯制成。

进一步地，所述压感电极层为金属氧化物导电层。

进一步地，所述基板层和基底层为弹性孔状织物层。