[发明专利]力敏电阻器

说明书

提供了一种力敏电阻器(10)，其包括：由第一材料构成的柔性底层(8)，所述柔性底层包括附接至所述柔性底层(8)的第一导电元件；附接至所述柔性底层(8)的间隔器环(18)，所述间隔器环(18)围绕所述第一导电元件并且远离所述柔性底层(8)延伸；以及由第二材料构成的柔性顶部传感器层(19)，所述柔性顶部传感器层横跨所述间隔器环(18)附接并包括面对所述第一导电元件的第二导电元件。所述柔性顶部传感器层(19)能相对于所述柔性底层(8)移动以改变所述力敏电阻器(10)的电阻。所述第一材料的杨氏模量小于所述第二材料的杨氏模量。所述柔性底层(8)延伸越过所述间隔器环(18)。

技术领域

本发明涉及一种用于可伸展材料的力敏电阻器。

背景技术

传统上，力敏电阻器设置有形成在第一基板上的下传导构件以及形成在第二基板上的上传导构件。间隔器元件被安装在第一基板和第二基板之间。随着传导构件朝向和远离彼此移动，力敏电阻器的阻力被改变。以这种方式，施加到电阻器的力可以通过阻力的变化来确定。需要基板相对较硬且抗伸展，否则来自力敏电阻器的数据将被破坏。

这是特别相关的，因为力敏电阻器常常用在接收显著的力和变形的环境中。特别是，力敏电阻器用在所谓的“智能”服装中。其包括用于鞋的鞋底或内底，用以生成关于用户步态、压力分布和/或内旋的数据。

利用本发明的导电油墨，已经能够将电路直接印刷到材料上。可以将导电构件之一直接印刷到要检测力的表面上。然而，随着材料伸展和弯曲，数据将变得不可用。因此，需要研发一种允许将力敏电阻器直接施加到柔性而可伸展的表面的系统。

发明内容

提供了一种根据本发明的力敏电阻器。该力敏电阻器包括：由第一材料构成的柔性底层，所述柔性底层包括附接至所述柔性底层的第一导电元件；附接至所述柔性底层的间隔器环，所述间隔器环围绕所述第一导电元件并且远离所述柔性底层延伸；以及由第二材料构成的柔性顶部传感器层，所述柔性顶部传感器层横跨所述间隔器环附接并包括面对所述第一导电元件的第二导电元件，所述柔性顶部传感器层能相对于所述柔性底层移动以改变所述力敏电阻器的电阻，其特征在于，所述第一材料的杨氏模量小于所述第二材料的杨氏模量。所述柔性底层延伸越过所述间隔器环。

这样局部地限制了下层在第一导电元件周围的区域中的弯曲量。以这种方式，可以从设置在柔性而可伸展的层上的力敏电阻器获得准确数据。间隔器环局部地在较大的柔性底层中恢复变形，以帮助减少因柔性底层的弯曲引起的信号失真。

优选地，所述第一导电元件由印刷到所述柔性底层上的导电油墨形成。导电油墨可以容易地施加到柔性层上。

所述力敏电阻器的所述柔性底层可以是饰面。饰面自然会随着穿戴者而弯曲。本发明的力敏电阻减少了由这种变形引起的信号失真。

所述饰面进一步包括形成在阵列中的一个或更多个附加力敏电阻器。附加力敏电阻器的阵列可以允许生成复杂的力轮廓。

每个力敏电阻器的所述柔性底层可以是所述饰面的一个连续层的一部分。这是一种很好的方法，通过将力敏电阻器直接应用到饰面的其中一层来将力敏电阻器分布在整个饰面上。

每个力敏电阻器的所述柔性底层可被布置成在使用中接触穿戴者。然后，间隔器环用于限制接触穿戴者的层的变形，这有助于确保准确的信号。

所述饰面可以是鞋底或内底。来自鞋底或内底的力读数可能会引起很大兴趣。特别是，跑步者可能对这些读数感兴趣。

附图说明

现在将仅通过举例的方式参考附图详细描述本发明，在图中：

图1是包括根据本发明的多个力敏电阻器的鞋中底的俯视示意图；

图2是根据本发明的力敏电阻器的部分平面、部分立体的分解示意图；

图3是图2的力敏电阻器的侧视截面图；