[实用新型]一种手指压力与姿态双模态柔性传感系统

说明书

本实用新型属于一种手指压力与姿态双模态柔性传感系统，包括检测手指压力的压力传感单元、与所述压力传感单元电连接用于检测手指姿态的惯性传感器。将压力传感单元与惯性传感器相结合，分别检测手指的压力和姿态信息，由压力和姿态信息识别手指的运动信息，具有准确度高的优点。

技术领域

本实用新型属于测量测试领域，尤其涉及一种手指压力与姿态双模态柔性传感系统。

背景技术

人手是人体最复杂、最灵巧的器官之一，在我们的日常活动中起着至关重要的作用，例如完成书写、打字、抓取物体等日常动作。手部运动学分析技术广泛应用于运动康复、运动生物力学以及人机交互等领域。其中，手部运动学主要表现两个特点：指尖压力和手指姿态。当进行抓取动作时，一个完整的手部动作不仅仅涉及到手指指尖的压力，还涉及到每个手指的运动姿态。因此，手指尖压力和手指运动姿态的双模态监测对于手部状态评估显得至关重要。此外，当抓取不同形状、不同大小或不同材质的物体时，手指指尖不同区域往往受力不同，因此需要采用阵列压力传感器来表征指尖的受力情况。另外，由于手关节的活动具有多自由度的特性，通过姿态传感器侦测手指的三维运动情况，能够更为全面地表征手部的运动。

目前，大量手部动作感知器件主要针对单一的指尖压力测量，或单一的手指手势测量。其中，主流的指尖压力测量方法通常采用单点式压力传感器来检测，但是采用这些测量方式往往无法对指尖不同区域的受力情况进行表征。对于手势测量方法，目前仅只能对手指关节的单自由度测量，无法做到多自由度同时测量。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种手指压力与姿态双模态柔性传感系统。

本实用新型的目的是这样实现的：一种手指压力与姿态双模态柔性传感系统，包括检测手指压力的压力传感单元、与所述压力传感单元电连接用于检测手指姿态的惯性传感器。

优选的，所述压力传感单元与所述惯性传感器电连接时可弯曲与所述手指适配，所述压力传感单元与所述惯性传感器分离时伸直。

优选的，所述惯性传感器设置有两个，分别为第一惯性传感器和第二惯性传感器，所述第一惯性传感器贴附在手指的中节指骨，所述第二惯性传感器贴附在手指的近节指骨处，第一惯性传感器和第二惯性传感器电连接后输出。

优选的，手指压力与姿态双模态柔性传感系统还包括有柔性电路结构，所述第一惯性传感器和第二惯性传感器设置在所述柔性电路结构上。

优选的，所述压力传感单元包括有基底层、导线层、传感层和封装层，所述导线层设置与所述基底层的一侧，将所述传感层与第一惯性传感器电连接，所述封装层覆盖在所述传感层与所述导线层的上侧，将所述传感层与所述导线层封装在基底层上。

优选的，所述导线层包括有导线、导线电连接的电极，所述电极包括有输入电极和输出电极，一导线的一端电连接所述输入电极，其另一端电连接所述第一惯性传感器的一接触电极；另一导线的一端电连接所述输出电极，其另一端电连接所述惯性传感器的另一接触电极；所述输入电极与所述输出电极之间电连接所述传感层。

优选的，所述基底层为柔性膜材料或具有延展性的弹性膜材料。

优选的，所述基底层、导线层、封装层和柔性电路结构均为蜿蜒设置。

优选的，所述封装层为具有弹性或拉伸性能的柔性材料。

优选的，所述传感层为压阻式、电容式或压电式力敏感材料。

本实用新型具有如下积极效果：将压力传感单元与惯性传感器相结合，分别检测手指的压力和姿态信息，由压力和姿态信息识别手指的运动信息，具有准确度高的优点。

附图说明

图1为本实用新型的压力传感单元与惯性传感器的整体装配体示意图；

图2为本实用新型的压力传感单元的分散显示的结构示意图；