[發(fā)明專利]一種具有壓力、溫度調(diào)節(jié)及生物電信號(hào)輸出的人體模擬裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110675015.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN113433299A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉皓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津智柔科技有限公司
• 主分類號(hào): G01N33/36
• 分類號(hào): G01N33/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具有壓力、溫度調(diào)節(jié)及生物電信號(hào)輸出的人體模擬裝置，其特征在于，包括仿真人體、人體生物電模擬器、人體皮膚模擬器、生物電信號(hào)模擬發(fā)生器、控制模塊、電化學(xué)測(cè)試儀、頂部容器、全塑流量計(jì)、全塑微型水泵、底部容器、加熱器、參考電極、溫度傳感器、壓力調(diào)節(jié)杯和數(shù)據(jù)分析模塊，所述的人體生物電模擬器放置在所述的仿真人體的前胸部位，其入水口通過所述的全塑流量計(jì)與頂部容器相連，其出水口與水壓調(diào)節(jié)杯相連，所述的頂部容器和底部容器分別放置在仿真人體的肩部和腰部，所述的全塑微型水泵放置在仿真人體的背部中間位置，在所述的頂部容器和底部容器中均放置有溫度傳感器，所述頂部容器內(nèi)放置有加熱器，所述的控制模塊能采集溫度、壓力、生物電和流量計(jì)流量信號(hào)，并控制加熱器加熱維持循環(huán)系統(tǒng)的溫度恒定。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有壓力、溫度調(diào)節(jié)及生物電信號(hào)輸出的人體模擬裝置，其特征在于，所述的仿真人體采用3D打印或者鑄造的方式成型，其內(nèi)部為空腔，有對(duì)外的液體循環(huán)接口和電器接口，其材料可以是塑料和金屬。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有壓力、溫度調(diào)節(jié)及生物電信號(hào)輸出的人體模擬裝置，其特征在于，所述的人體生物電模擬器包括夾持面板、夾持底板、桶體、模擬人體皮膚膜和參考電極，所述夾持面板和夾持底板采用聚四氟乙烯棒、聚乙烯或聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物材料，其表面有孔陣列，所述的模擬皮膚膜由夾持面板和夾持底板夾持，所述的桶體能夠嵌入夾持底板的孔洞，并將模擬皮膚膜支撐，讓其與夾持面板的外表面在一個(gè)平面上，所述的出水口和進(jìn)水口依次相連，總進(jìn)水口與所述的全塑微型水泵相連，總的出水口與水壓調(diào)節(jié)杯相連，所述桶體能夠裝液態(tài)和固態(tài)電解質(zhì)，所述電極孔配置銀/氯化銀標(biāo)準(zhǔn)電極，并且與所述的生物電信號(hào)模擬發(fā)生器相連。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有壓力、溫度調(diào)節(jié)及生物電信號(hào)輸出的人體模擬裝置，其特征在于，所述的人體生物電模擬器的桶體采用了聚四氟乙烯棒、聚乙烯或聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物制備，所述的桶體的長度在30mm到150mm之間，所述桶體的直徑在60mm到100mm之間，所述桶體的孔的直徑為40mm到80mm之間，所述桶體開口端的外部被部分切掉，形成一個(gè)梯度，在所述桶體的開口端的頂部和梯形平面中間分別開一個(gè)直徑為0.5mm到2mm之間的凹槽，所述的凹槽深度為直徑的0.6到0.8倍，所述桶體閉合端開有一個(gè)直徑在3mm到10mm的小孔。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有壓力、溫度調(diào)節(jié)及生物電信號(hào)輸出的人體模擬裝置，其特征在于，所述的人體皮膚模擬器放置在仿真人體的腿部，所述的人體皮膚模擬器包括模擬皮膚層、柔性溫度傳感器、表面陣列電極和底電極，所述的柔性溫度傳感器為溫敏金屬或合金材料通過光刻和濺射技術(shù)在基底材料上形成微型圈狀結(jié)構(gòu)，材料可以是鎳、銅、鉑、碳和金屬合金材料，所述的柔性溫度傳感器的線圈直徑為5mm到50mm線圈的線寬為50μm到1000μm，所述的柔性溫度傳感器采用螺旋結(jié)構(gòu)，所述的柔性溫度傳感器具有自加熱功能，能夠模擬皮膚感知外界物體的涼暖感，恒流源1mA-100mA電流流過溫度螺旋線圈，通過測(cè)量線圈兩端的電壓變化，感知其電阻的變化，恒流源可以根據(jù)測(cè)量涼暖感的需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，恒流源和電壓采集線路采用四線制方式。

6.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求4所述的一種具有壓力、溫度調(diào)節(jié)及生物電信號(hào)輸出的人體模擬裝置，其特征在于，所述的壓阻傳感材料采用碳納米管、石墨烯、金屬納米線一種或多種納米導(dǎo)電材料摻雜的多孔聚氨酯薄或聚二甲基硅氧烷(PDMS)或脂肪族芳香族無規(guī)共聚酯(Ecoflex)膜材料，摻雜高聚物薄膜是多孔薄膜及表面規(guī)整微納米結(jié)構(gòu)薄膜，摻雜高聚物薄膜也可以是采用原位聚合法與多孔陽極氧化鋁膜制備而成的規(guī)整納米陣列聚吡咯、聚噻吩或聚苯胺薄膜，所述的表面陣列電極為織物電極或薄膜電極表面印有叉指電極，所述的和底電極由底電極和面電極組成。