[发明专利]一种基于导电硅胶的防水肌电信号传感器

说明书

本发明属于肌电信号采集技术领域，更具体地，涉及一种基于导电硅胶的防水肌电信号传感器。本发明提出了一种基于导电硅胶的防水肌电信号传感器，通过选取导电硅胶作为电极材质，可以更好的贴合皮肤，易于获得精确的肌电信号。由于硅胶良好的密封性和防水性，基于导电硅胶的防水肌电信号传感器可以在潮湿甚至水域环境中采集肌电信号。

技术领域

本发明属于肌电信号采集技术领域，更具体地，涉及一种基于导电硅胶的防水肌电信号传感器。

背景技术

肌电信号(EMG)是众多肌纤维中运动单元动作电位(MUAP)在时间和空间上的叠加。表面肌电信号(sEMG)是浅层肌肉EMG和神经干上电活动在皮肤表面的综合效应，能在一定程度上反映神经肌肉的活动；相对于针电极EMG，sEMG在测量上具有非侵入性、无创伤、操作简单等优点。

肌电信号可以体现肌肉的运动，通过肌电信号，可以判断肌肉收缩程度、进行动作识别和控制机械臂等。因此，准确稳定的采集肌电信号是一个重要的问题。

目前主要有两种肌电信号采集方式：侵入式、非侵入式。侵入式是指侵入式电极直接插入需要检测的肌肉采集肌电信号。非侵入式是指通过贴片电极在肌肉表面采集肌电信号。侵入式可以获得更准确的肌电信号，信号质量高，但对人体有伤害，不宜日常使用。而非侵入式仅在肌肉表面通过贴片电极采集肌电信号，操作简单，并可长时间采集肌电信号。因此实验和日常生活通常采用非侵入式采集肌电信号。

非侵入式电极采集肌电信号一般使用Ag/AgCl电极，该电极为一次性使用，简单方便，但是使用过程中易脱落，不能防水。因此，非侵入式电极更好与肌肉贴合，不易脱落，在潮湿甚至水域环境中使用，是本发明亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于导电硅胶的防水肌电信号传感器，通过选取硅胶作为电极材质，可以更好的贴合皮肤，易于获得高质量的表面肌电信号，由于硅胶良好的密封性和防水性，导电硅胶电极可以在潮湿甚至水域环境中采集肌电信号。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于导电硅胶的防水肌电信号传感器，通过贴附在皮肤表面采集肌电信号，所述肌电信号传感器包括导电硅胶电极、信号处理单元和硅胶固定带，所述导电硅胶电极贴合在皮肤上，导电硅胶电极的输出端与信号处理单元的输入端电性连接，所述信号处理单元用于处理导电硅胶电极采集的肌电信号，硅胶固定带用于将导电硅胶电极固定在皮肤上；所述导电硅胶电极包括导电硅胶，导电硅胶与皮肤接触，且导电硅胶与信号处理单元电性连接，所述导电硅胶至少一层，导电硅胶的成分包括有机硅胶和碳粉，碳粉比例为1％-10％。碳粉比例决定了采集信号的质量，根据导电硅胶电极采集的表面肌电信号质量，选择最优的含碳比例。

本技术方案进一步的优化，所述导电硅胶有2层，两层导电硅胶碳粉比例不同，每一层碳粉比例均为1％-10％。根据导电硅胶电极采集的表面肌电信号质量，选择最优的含碳比例组合。

本技术方案进一步的优化，所述导电硅胶电极包括导电硅胶、导电层和防水绝缘层，导电层设置于导电硅胶和防水绝缘层之间。防水绝缘层的作用主要是避免误触影响肌电信号采集。

本技术方案更进一步的优化，导电硅胶电极还包括金属线和电极固定端，所述金属线连接导电硅胶和电极固定端，电极固定端固定在防水绝缘层上，所述电极固定端与信号处理单元电性连接。所述金属线的中间部分设置导电硅胶和导电层之间，金属线两端穿过导电层和防水绝缘层，所述金属线的两端固定在电极固定端上，并在固定部位采用防水材料封装。金属线两端都穿过导电层和防水绝缘层可以更牢固，不然容易脱落。

本技术方案更进一步的优化，所述防水材料为硅胶。

本技术方案进一步的优化，所述导电硅胶由两层以上构成，每层导电硅胶的含碳比例不同。