[發明專利]檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小的裝置及方法

有效

• 申請號: 201911421502.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111060235B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 高碩;陳君亮;石佳卉;代晏寧;徐立軍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18;G06F3/041
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所(普通合伙) 13113
• 代理人: 劉麗麗;劉蘭芳

本發明屬于力學檢測領域，涉及了一種壓阻傳感器，公開了一種檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小的裝置,它包括壓阻傳感器、電路部分；壓阻傳感器包括N*M個檢測單元，其中N≥1，M≥1，壓阻傳感器的各檢測單元包括自上而下依次設置的第一電極，壓阻薄膜和第二電極；電路部分包括多路復用器、運放負反饋電路、射極跟隨器、模數轉換電路、微控制器；本發明還公開了一種利用上述裝置檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小的方法。提供了準確的力學信息，有助于提升用戶的應用體驗，用于檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小。

技術領域

本發明屬于力學檢測領域，涉及了一種壓阻傳感器，具體涉及了一種檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小的的裝置方法。

背景技術

常規的手機觸摸屏，使用電容或電阻檢測方案，只能夠實現觸摸位置檢測，而無法實現觸摸力的檢測。蘋果公司在觸摸屏力學傳感上做出了一些嘗試，如3D touch技術，但卻只能檢測輕點，輕按（蘋果公司稱之為peek），重按（蘋果公司稱之為pop）三種程度的力，缺乏更為細致的力學檢測與力度分類方案。在醫學上，甲亢、震顫、帕金森等疾病會引起手部在靜止情況下的不自主抖動，而抖動的強度與病情的階段息息相關，因此設計一種能夠區分靜態力大小，檢測患者的手部抖動情況的裝置，對帕金森的疾病的診斷與評估非常重要。

發明內容

本發明的目的是要提供一種檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小的裝置，能夠區分靜態力大小，檢測患者的手部抖動情況；

本發明的另一個目的是要提供一種檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小的方法，采用上述的檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小的裝置來實現。

為了實現上述的目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小的裝置，它包括壓阻傳感器、電路部分；

一）壓阻傳感器

所述壓阻傳感器包括N*M個檢測單元，其中N≥1，M≥1，且N、M均為整數，所述壓阻傳感器的各檢測單元包括自上而下依次設置的第一電極，壓阻薄膜和第二電極；

二）電路部分

所述電路部分包括多路復用器、運放負反饋電路、射極跟隨器、模數轉換電路、微控制器；

所述多路復用器設有N*M個輸入端，所述N*M個檢測單元的第一電極的輸出端分別依次和多路復用器的N*M個輸入端連接；所述多路復用器的輸出端與運放負反饋電路的負輸入端連接，各檢測單元的第二電極的輸出端均與負反饋電路的正輸入端連接；所述運放負反饋電路的輸出端通過射極跟隨器與模數轉換電路的輸入端連接；模數轉換電路的輸出端與微控制器的輸入端連接；

所述微控制器的控制引腳與多路復用器的開關控制引腳相連，微控制器的DAC引腳與運放負反饋電路的正輸入端相連。

一種檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小的方法，采用上述的檢測用戶手指施加靜態力與手指抖動大小的裝置來實現，該方法按照以下步驟順序進行，

二、微控制器的控制引腳通過多路復用器的開關控制引腳向多路復用器發出命令，控制多路復用器每次只檢測一個檢測單元，并在時間τ內完成對全部檢測單元的依次檢測，然后反復在時間τ內對全部檢測單元進行檢測P次，P≥2；

三、在觸摸時各檢測單元的壓阻薄膜受到力的作用后，由于壓阻效應，壓阻薄膜的電阻發生變化，將各檢測單元壓阻薄膜變化后電阻通過多路復用器輸入到運放負反饋電路中，利用運放負反饋電路將各檢測單元變化后電阻轉化為運放輸出電壓；

四、將各檢測單元運放輸出電壓經過射極跟隨器，得到各檢測單元經運放負反饋電路后低輸出阻抗的輸出電壓，然后將其輸入模數轉換器中進行模數轉換后，傳給微控制器；