[发明专利]一种用于测量人体关节角度的柔性电容式传感器

权利要求书

1.一种用于测量人体关节角度的柔性电容式传感器，该传感器包括柔性基体(3)和平行极板(4)，其特征在于，

所述柔性基体(3)采用柔性的非导电材料制成，所述平行极板(4)呈液态，相对平行设置在所述柔性基体中形成柔性电容，该平行极板的一端与外接测试电路连接，所述传感器贴附于待测关节处时，待测关节运动时拉伸所述柔性基体，从而拉伸所述平行极板改变该平行极板的长度、宽度及极板间的间距，以此改变所述平行极板之间的电容，外接测试电路通过监测该电容变化量计算获得待测关节运动时的角度变化，从而实现人体关节角度的测量。

2.如权利要求1所述的一种用于测量人体关节角度的柔性电容式传感器，其特征在于，所述柔性基体(3)的原材料优选采用铂催化有机硅。

3.如权利要求1或2所述的一种用于测量人体关节角度的柔性电容式传感器，其特征在于，所述平行极板(4)优选采用液态金属-镓铟共晶。

4.如权利要求1-3任一项所述的一种用于测量人体关节角度的柔性电容式传感器，其特征在于，所述相对平行设置的平行极板(4)之间的距离优选为：0.5mm～2.5mm。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种用于测量人体关节角度的柔性电容式传感器，其特征在于，所述平行极板(4)的一端连接有金属片(5)，该金属片上连接有引线，用于连接所述外界测试电路。

6.如权利要求1-5任一项所述的柔性电容式传感器的制备方法，其特征在于，所述传感器的两端设置有固定端(2)，用于将所述传感器贴附在待测关节处。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的用于测量人体关节角度的柔性电容式传感器的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)将所述传感器划分为中间部分和两端的固定端，中间部分分为三层：基层，中间层和上层，所述基层中间设置有第一凹槽，所述中间层覆盖在所述基层上，且其中间与所述第一凹槽相对应的位置设置有第二凹槽，所述上层设置在所述中间层上；

(b)选取所述柔性基体的原材料并将其配置成混合溶液，将该混合溶液倒在模具中，固化后获得所述基层；将成形所述基层的模具开模，在所述基层的第一凹槽的一端布置导线，选取用于成形所述平行极板的液态金属，将所述液态金属喷在所述基层的第一凹槽中，固化后获得带有平行极板的基层；

(c)将步骤(b)中获得的带有平行极板的基层保留在模具中，再次合模，将所述混合溶液浇注进该合模后的模具中，固化后获得所述中间层；在该中间层的第二凹槽中布置导线，并将所述液态金属喷在所述第二凹槽中，在所述基层上形成带有另外一块平行极板的中间层；

(d)将步骤(c)获得的包括基层和中间层的结构保留在模具中，再次合模，将所述混合溶液浇注进该合模后的模具中，固化后在所述中间层上形成上层，由此完成所述中间部分的加工；

(e)将步骤(d)中获得的中间部分置于成形所述固定端的模具中，选取端部的原材料进行浇注，固化后获得所需的传感器。