[实用新型]一种柔性应变可拉伸传感器以及智能手套

说明书

本实用新型公开了一种柔性应变可拉伸传感器以及智能手套，以解决现有硬质刚性传感器制作成本过高，穿戴舒适性、贴合性较差，对人手动作阻碍性较高等问题。本实用新型中柔性应变可拉伸传感器基于碳纳米管制作而成，其具有高稳定和超灵敏的优点，智能手套采用上述柔性应变可拉伸传感器，并通过改变传感器的外部结构，增加了传感器自身的响应度，使得传感信号的特征得到了较大增强，使得手势识别更加细致和精确；另外，由传感器同一端部进行引线，避免了引线复杂问题，降低了运动过程中导线位移对传感信号造成的干扰。本实用新型还改进了导线与柔性传感器之间的刚柔互连的问题，避免了导线在手指运动中对柔性传感器上的导电敏感材料分布造成影响。

技术领域

本实用新型属于可穿戴智能柔性电子技术领域，尤其涉及一种柔性应变可拉伸传感器，以及采用所述柔性应变可拉伸传感器的柔性智能手套。

背景技术

近年来，柔性可穿戴电子蓬勃发展，预示着人机交互的新一轮革命，自然的、符合人类习惯的人机交互方式受到了人们的偏爱。智能手套作为一种直观的人机交互方式在过去的40年里一直不断地研究发展，以支持基于手和手指运动的人机交互。

但传统的智能手套设计大多笨重、复杂，集成的传感器多为硬质IMU传感器，制作成本过高，穿戴时舒适性、贴合性都很差，而且对人手动作的阻碍性较高，限制了人手本身的自由度、灵活度。因此，有必要开发具有优异机械柔性和拉伸性的柔性人机接口。

为了解决上述问题，现有技术中曾提出一些利用柔性传感器制作而成的智能手套。

专利文献1公开了一种柔性智能手套，该文献中是通过在手部关节处设置柔性应变传感器设计而成的柔性智能手套，然而该柔性智能手套在使用中存在如下问题：

专利文献1提及的柔性应变传感器为电阻式柔性应变传感器，其存在信号抖动、基线漂移、不稳定的问题，出现这个问题的原因是，柔性应变传感器的基底是软材料，软材料在拉伸过程中会存在恢复滞后性，对柔性应变传感器检测到的数值造成影响。

另外，专利文献1设计的柔性智能手套，其在每个指关节上均会设置一块柔性应变传感器，手指上方密集缠绕的导线同样会对人手动作造成较大的限制。

此外，专利文献1也没有考虑智能手套的引线问题。该文献中公开的柔性传感器需要从指套的两端引线，与指尖侧传感器相连的导线难以避免地要附着在人的手指上，并需要从指关节上延伸过去，密集缠绕的导线影响了手指的弯曲，且导线的位移也可能会对柔性应变传感信号造成干扰。出现这个问题的原因主要是传感器与导线的连接点一般都在传感器两头，那么与靠近指尖侧相连的导线会缠绕在手指周围，对手指运动造成影响。

专利文献2公开了一种可穿戴智能手套，该文献采用的柔软导线或者软排线，但都没有提到硬质导线和柔性传感器连接问题。如果柔性传感器和导线不能可靠地连接在一起，那么采集到的电信号会受到手指运动时导线和柔性传感器连接处较大的噪声影响。出现这个问题的原因是，刚柔互连处若不够稳定可靠，在整个手指运动过程中，柔软导线或排线裸露在外的铜芯都会因为运动或者摩擦产生电荷，对真实的测量值造成较大影响。

专利文献3公开了一种智能手套，该文献没有考虑智能手套采集模块的安装放置问题，而是将大多将采集模块集成在手套上面，在人手动作过程中，采集模块可能会对穿戴者造成负担，穿戴体验较差，而且采集模块和手套集成在一起显得手套较为臃肿，穿戴较为麻烦。

相关文献

专利文献1中国发明专利申请公开号：CN109901708 A，公开日期：2019.06.18；

专利文献2中国实用新型专利公告号：CN211354025U，公告日期：2020.08.28；

专利文献3中国实用新型专利公告号：CN211044187U，公告日期：2020.07.17。

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