[發明專利]基于石墨烯柔性傳感器的人體生理信息數據背心及制作方法

在審

• 申請號: 201711243653.2
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107951473A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 魏大鵬;郭云飛;孫泰;楊俊;于樂泳;胡云;史浩飛;杜春雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/0402;A61B5/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于大數據健康監控中的可穿戴式設備領域，涉及一種基于石墨烯柔性傳感器的人體生理信息數據背心及制作方法。

背景技術

雖然近年來我國的人民生活水平得到了較大提升，但是在中國的人口中，缺乏基本的自我保健意識、缺乏基本的醫療知識的人口比例依然較高。一些慢性病(如：糖尿病，肝炎，風濕和半身不遂等)和突發疾病(如：卒中，急性腎功能衰竭，腦中風等)的發生依然嚴重地影響著我國人民的生活質量和國家勞動力供應的穩定性；這也極大的消耗國家寶貴的醫療資源和醫療保險基金的使用。

伴隨著大數據和物聯網技術的迅猛發展，通過智能傳感器把用戶的生命體征數據進行長期的采集與監控，這將為根據用戶的數據判定用戶的健康情況提供了可能。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于石墨烯柔性傳感器的人體生理信息數據背心及制作方法，解決了傳統數據背心不易佩戴，使用舒適度差的問題；也解決了用戶長時間佩戴和使用數據背心所帶來的皮膚瘙癢甚至潰爛的問題，提供了一種體積小巧，易于排除用戶的汗液，皮膚舒適感高，抑制細菌生長，不易老化的新型生理信息數據背心。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

基于石墨烯柔性傳感器的人體生理信息數據背心，包含背心主體，還包含主機、體溫傳感器、心電傳感器和心率、呼吸傳感器，所述主機設置在所述背心主體上；

所述體溫傳感器設置在所述背心主體的腋下位置；

所述心電傳感器設置在所述背心主體胸前；

所述心率、呼吸傳感器設置于所述背心主體的胸口位置；

所述體溫傳感器、心電傳感器和心率、呼吸傳感器均連接至所述主機；

所述主機用于給所述體溫傳感器、心電傳感器和心率、呼吸傳感器提供電源以及將體溫傳感器、心電傳感器和心率、呼吸傳感器采集的數據進行處理后與終端進行無線通訊。

進一步，所述背心主體由彈性布料縫制。

進一步，所述心率、呼吸傳感器為石墨烯應力應變傳感器。

進一步，所述心電傳感器數量為6，所述心電傳感器由碳復合材料柔性電極和固定在織物中的金屬電極片構成，所述碳復合材料柔性電極是由石墨烯，碳黑，固化劑與PDMS組成。

進一步，所述體溫傳感器、心電傳感器和心率、呼吸傳感器與主機之間的連接電路通過布料纖維固定在所述背心主體上。

進一步，所述主機包含電源、分析處理電路和通訊模塊Ⅰ，所述分析處理模塊用于處理來自所述體溫傳感器、心電傳感器和心率、呼吸傳感器的數據信息，將數據信息傳輸至所述通訊模塊，所述通訊模塊將數據信息無線傳輸至終端。

進一步，所述終端包含移動控制端、分析控制APP和通訊模塊Ⅱ，所述通訊模塊Ⅱ接收來自所述通訊模塊Ⅰ的數據信息，并將數據信息傳輸至所述移動控制端，所述移動控制端將數據信息進行整理并將數據信息傳輸至所述分析控制APP，所述分析控制APP結合所接收到的數據信息，對用戶的健康狀態進行評估。

基于石墨烯柔性傳感器的人體生理信息數據背心的制作方法，包含如下步驟：

S1：根據傳感器的采集位置將信號傳輸線固定在數據背心布料中；

S2：將金屬電極放置在預置的位置上；

S3：將石墨烯和碳黑進行配比，然后溶解到PDMS中，最后在溶液中添加固化劑制成液態漿料；

S4：把液態漿料使用刮漿板均勻印刷在以銅片電極為中心的背心主體面料內外兩側；

S5：對液態漿料進行加熱，使得液態漿料固化成型；

S6：取下印刷制具，并檢查銅片和碳復合柔性材料是否固定在背心主體上。

進一步，步驟S3中，石墨烯和碳黑的比例為2:1，溶解到PDMS中的石墨烯和碳黑的比例為3％～5％，添加固化劑的比例為10：1。

進一步，步驟S5中，對液態漿料加熱溫度為80℃。

本發明的有益效果在于：本發明的基于碳復合材料印刷傳感器的人體生理信息數據背心的有益效果在于：在居家環境或者辦公環境下，用戶長時間使用和佩戴不易出現皮膚過敏，化膿和感染的情況，具有良好的皮膚觸感，能夠較好的抑制細菌生長，不易老化，便于維護等優點，適用于在復雜環境下長時間佩戴。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明：

圖1是本發明數據背心的系統框圖；

圖2是本發明數據背心的系統設計示意圖；

圖3是本發明數據背心的石墨烯溫度傳感器示意圖；