[發明專利]一種織物基底的電刺激陣列裝置及其制備方法

在審

• 申請號: 202310414558.3
• 申請日: 2023-04-18
• 公開（公告）號: CN116585611A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 晉建秀;劉迎春;舒琳;徐向民
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61N1/04
• 分類號: A61N1/04;A61N1/36;H05K1/02;H05K3/12
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 林梅繁

本發明涉及可穿戴設備技術領域，為一種織物基底的電刺激陣列裝置及其制備方法。陣列裝置包括織物基底層、改性層、印制電路層和絕緣層；改性層覆蓋于織物基底的一面，印制電路層設置于改性層上，絕緣層覆蓋在印制電路層上；印制電路層包括電極點、導線及輸入/輸出接口，電極點呈陣列狀分布，形成電極陣列；絕緣層只覆蓋在印制電路層的導線部分，電極陣列和輸入/輸出接口部分鏤空。本發明提供的織物基底電刺激陣列通過將基底柔性化，刺激電極陣列化，能夠實現對受試者機體的精確刺激，空間分辨率高，工藝簡單，可大面積制備，輕便透氣，與皮膚的貼附性好。

技術領域

本發明涉及可穿戴設備技術領域，尤其涉及一種織物基底的電刺激陣列裝置及其制備方法。

背景技術

電刺激技術可以應用在探索功能性電刺激(FES)、電刺激觸覺、人機交互等領域，通過多通道以及不同強度、頻率、波形等參數的電刺激信號對被試機體進行電流刺激，以實現對截癱、偏癱患者肌肉和關節的運動康復，在虛擬現實場景里對觸覺的模擬以及機械手抓握力覺向人體的反饋交互。

目前電觸覺研究中使用的刺激電極基本是表面式單電極。非植入式表面電極可以極大地避免生物不兼容性，提升使用過程中的安全性和便捷性。但在電刺激實驗過程中，表面式單電極容易因為受試者的動作姿勢改變產生與目標刺激點的相對移動。

隨著柔性材料和智能可穿戴設備的發展，體表電刺激電極陣列對貼附性和舒適性的要求越來越高，電刺激電極的基底選擇開始從剛性基底轉向柔性基底。目前，雖然聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亞胺(PI)等柔性高分子材料在一定程度上解決了剛性基底電極陣列可彎折性差、佩戴不舒適的缺點，但是柔性基底的楊氏模量仍然無法實現對指尖等曲度大的身體部位的全角度包覆；同時由于常用作基底的高分子薄膜透氣性差，長時間接觸皮膚會造成局部皮膚組織異樣，同時透氣性差的材料會使皮膚呼吸產生的汗液影響電刺激效果。

發明內容

為了解決現有技術存在的問題，本發明提供一種織物基底的電刺激陣列裝置及其制備方法，具有工藝簡單，可大面積制備，電極分布密度高，佩戴舒適性好，生物相容等優點。

本發明裝置所采用的技術方案為：一種織物基底的電刺激陣列裝置，包括織物基底層、改性層、印制電路層和絕緣層；織物基底用于貼合人體皮膚的目標工作面，改性層覆蓋于織物基底的一面，印制電路層設置于改性層上，絕緣層覆蓋在印制電路層上；

印制電路層包括電極點、導線及輸入/輸出接口，印制電路層的電極點呈陣列狀分布，形成電極陣列，電極點與導線均有多個且一一對應連接，每個電極點均通過相應的導線引出并與對應的輸入/輸出接口連接；

絕緣層只覆蓋在印制電路層的導線部分，電極陣列和輸入/輸出接口部分鏤空。

本發明方法所采用的技術方案為：一種織物基底的電刺激陣列裝置的制備方法，包括步驟：

選定織物作為基底材料，將用于改善基底缺陷的改性膠水均勻地涂覆在基底材料上，干燥后在基底上形成改性物質層，制得改性后的織物基底；

設計絲印網板圖案，將電極陣列、導線及輸入/輸出接口印刷在改性后的織物基底上，在織物基底上形成包含若干電極陣列點的電刺激陣列、導線以及輸入/輸出接口，干燥后得到印制電路層；

將絕緣油墨覆蓋在印制電路層的導線部分，獲得絕緣層。

與現有技術相比，本發明取得的技術效果包括：

1、本發明提供的織物基底電刺激陣列通過將基底柔性化，刺激電極陣列化，能夠實現對受試者機體的精確刺激，空間分辨率高，工藝簡單，可大面積制備，輕便透氣，與皮膚的貼附性好。