[发明专利]监测手指运动的电子皮肤传感器及其制作方法

权利要求书

1.一种监测手指运动的电子皮肤传感器，其特征在于，包括柔性基底(2)、可拉伸传感器(3)、可拉伸导线(4)以及封装膜；

所述柔性基底(2)与手背、各个手指各关节相匹配，所述可拉伸传感器(3)位于各个手指关节处；

所述可拉伸导线(4)分别从所述可拉伸传感器(3)的两端引出至手背中心，所述手背中心处设置有数据采集电路(5)，所述可拉伸导线(4)连接所述数据采集电路(5)；所述数据采集电路(5)把所述可拉伸传感器(3)的信号量化传输给用户终端；

所述封装膜覆盖在所述柔性基底(2)上，所述封装膜包裹所述可拉伸传感器(3)和所述可拉伸导线(4)。

2.根据权利要求1所述的监测手指运动的电子皮肤传感器，其特征在于，所述数据采集电路(5)包括柔性电路板(501)、电子元器件(502)、蓝牙通信模块(503)以及充电电池(504)；

所述充电电池(504)连接所述柔性电路板(501)、所述电子元器件(502)以及所述蓝牙通信模块(503)；所述电子元器件(502)和所述蓝牙通信模块(503)均连接所述柔性电路板(501)；所述可拉伸导线(4)连接所述柔性电路板(501)；

所述可拉伸传感器(3)产生的信号变化通过所述数据采集电路(5)转化成弯曲变化信息，所述弯曲变化信息通过所述蓝牙通信模块(503)传输给用户终端。

3.根据权利要求2所述的监测手指运动的电子皮肤传感器，其特征在于，所述柔性电路板(501)上设置有数据采集电路接口，所述可拉伸导线(4)连接所述数据采集电路接口。

4.根据权利要求1所述的监测手指运动的电子皮肤传感器，其特征在于，所述电子皮肤传感器的尺寸根据穿戴者手型的手背平面尺寸制作，所述柔性基底(2)尺寸与穿戴者的手型完全匹配。

5.根据权利要求1所述的监测手指运动的电子皮肤传感器，其特征在于，所述可拉伸传感器(3)尺寸的中心点与所述手指关节处的中心点位置重合；

手指在伸直状态或弯曲状态时，所述可拉伸传感器(3)的形变尺寸均覆盖所述手指关节处，所述可拉伸传感器(3)用于检测手指弯曲拉伸量。

6.根据权利要求1所述的监测手指运动的电子皮肤传感器，其特征在于，所述可拉伸传感器(3)采用由碳纳米管和PDMS混合组成的半导体材料制成。

7.根据权利要求6所述的监测手指运动的电子皮肤传感器，其特征在于，所述碳纳米管和所述PDMS混合比例范围为2％～20％。

8.根据权利要求1所述的监测手指运动的电子皮肤传感器，其特征在于，所述可拉伸导线(4)为铜浆或者银浆。

9.根据权利要求1所述的监测手指运动的电子皮肤传感器，其特征在于，所述可拉伸导线(4)的布局结构为S型。

10.一种基于权利要求1～9任一项所述的监测手指运动的电子皮肤传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：首先测绘穿戴者手的外围轮廓形状，包括手指关节位置；

步骤2：绘制与手型匹配的柔性基底(2)图纸，采用硅胶或者PDMS制备电子皮肤的柔性基底(2)；

步骤3：在各个手指关节处3D打印或者模板印刷可拉伸传感器(3)，在可拉伸传感器(3)的两端上制作可拉伸导线(4)；

步骤4：可拉伸导线(4)从可拉伸传感器(3)的两侧引线至手背的数据采集电路接口处，通过焊接电路引线把可拉伸导线(4)与数据采集电路(5)相连；

步骤5：采用硅胶或者PDMS覆盖上一层封装膜，封装膜包裹可拉伸传感器(3)和可拉伸导线(4)，留出导线接头。