[發明專利]一種多參數測量的智能手套

在審

• 申請號: 202011035483.0
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112230763A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 趙立波;羅運運;夏勇;羅國希;李字平;李支康;張乾坤;林啟敬;楊萍;蔣莊德
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G01D21/02
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

一種多參數測量的智能手套，包括手套本體，手套本體的正面手掌部分及手指各指節中心位置分布有陣列式的柔性壓力傳感器，手套本體的正面手指部分布置有多個柔性溫度傳感器，手套本體的手指側面布置有多個柔性應變傳感器，手套本體的背面布置有MEMS慣性傳感器、信號處理單元、藍牙傳輸單元；所有傳感器的信號輸出連接到信號處理單元，信號處理單元實現對手部的手掌壓力、手指彎曲狀態、手掌溫度分布、手部的移動加速度、手部的速度、手部移動的角速度等參數的處理；信號處理單元完成參數處理后通過藍牙單元將數據傳輸到外部接收設備，實現對穿戴手套者手部多參數狀態的監測，本發明能夠進行多物理量的測量，可應用于工業生產、醫療健康等領域。

技術領域

本發明涉及智能手套技術領域，具體涉及一種多參數測量的智能手套。

背景技術

隨著可穿戴設備的發展，柔性傳感器被廣泛的應用于各種人工智能、醫療健康、工業生產等領域，而人工智能以及工業生產等領域的發展也需要人們獲取更多的外界參數，如工業生產時工人操作過程中施加的壓力、接觸物體表面的溫度、操作運動軌跡等重要的參數。

MEMS傳感器雖然不具備柔性傳感器可變形的特點，但是具有體積小、價格便宜、精度高等特點，將MEMS傳感器布置在手套合適的位置就能避免MEMS傳感器硬質的缺點。

現有的智能手套大多只能進行單物理量的測量，而能夠實現多參數測量的智能手套不具備透氣性、傳感器尺寸大導致穿戴舒適性差、笨重等缺點。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供了一種多參數測量的智能手套，能夠進行多物理量的測量，可應用于工業生產、醫療健康、虛擬現實等領域。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種多參數測量的智能手套，包括手套本體7，手套本體7的正面手掌部分及手指各指節中心位置分布有陣列式的柔性壓力傳感器1，手套本體7的正面手指部分布置有多個柔性溫度傳感器3，手套本體7的手指側面布置有多個柔性應變傳感器2，手套本體7的背面布置有MEMS慣性傳感器4、信號處理單元5、藍牙傳輸單元6；柔性壓力傳感器1、柔性應變傳感器2、柔性溫度傳感器3、MEMS慣性傳感器4的信號輸出連接到信號處理單元5，信號處理單元5實現對手部的手掌壓力、手指彎曲狀態、手掌溫度分布、手部的移動加速度、手部的速度、手部的移動的角速度的參數的收集；信號處理單元5完成參數收集后通過藍牙單元6將數據傳輸到外部接收設備，實現對穿戴手套者手部多參數狀態的監測。

所述的手套本體7由紡線針織制備而成。

所述的柔性壓力傳感器1可為柔性壓阻式壓力傳感器、柔性壓電式壓力傳感器或柔性電容式壓力傳感器；柔性壓力傳感器1采用靜電紡絲工藝制備的纖維薄膜結構，能夠滿足在手套上的安裝需求；當采用柔性壓電式傳感器時，將有機壓電材料聚偏氟乙烯(PVDF)或其共聚物溶解于有機溶劑中，通過靜電紡絲工藝制備壓電式纖維薄膜，柔性壓電式傳感器電極采用導電金屬線或者導電紡線制備，柔性壓電傳感器整體具有好的柔性和透氣性；

當柔性壓力傳感器1采用旋涂、印刷工藝制備的薄膜時，通過在薄膜表面打通孔的方式，使得薄膜具有好的透氣性。

所述的柔性壓力傳感器1的具體布置方式為：拇指布置兩個柔性壓力傳感器1，其余四根手指分別布置有三個柔性壓力傳感器1，手掌布置n×n柔性壓力傳感器1陣列，n大于2，手掌的柔性壓力傳感器陣列根據壓力測量分辨率的需求進行擴展或縮減，柔性壓力傳感器1具有和針織材料類似的多孔隙結構。

所述的柔性應變傳感器2采用基于壓阻式原理復合彈性材料制備，通過測量手指彎曲時拉伸應變引起傳感器電阻值的變化來實現手指彎曲的測量；具體布置方式為：柔性應變傳感器2分布在手指關節側面位置，與柔性壓力傳感器1不重疊，拇指在指節關節處布置有一個柔性應變傳感器2，其余四個手指分別在手指的關節活動處布置有兩個柔性應變傳感器2。