專利名稱：柔性力敏傳感墊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于承載人體的墊子，尤其涉及一種可以檢測壓力分布的柔性力敏傳感墊。
背景技術(shù)：
柔性產(chǎn)品，例如各類坐墊、床墊、靠墊，通過增設(shè)傳感器，可以獲知使用者的身體狀態(tài)，大大擴展其應(yīng)用領(lǐng)域。目前業(yè)界已開發(fā)多種用于輔助護理病人和兒童的傳感墊，但目前的傳感墊存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性能不穩(wěn)定、功能籠統(tǒng)單一等缺點，應(yīng)用范圍受限，難以大量普及
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種柔性力敏傳感墊，用于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的結(jié)構(gòu) 復(fù)雜、性能不穩(wěn)定、功能籠統(tǒng)單一的問題。為了實現(xiàn)本實用新型的目的，本實用新型提供的柔性力敏傳感墊包括墊子本體，用于承載人體；多個壓力傳感器，設(shè)于所述墊子本體，用于檢測所述墊子本體不同區(qū)域承受的壓力；信號處理裝置，與所述多個壓力傳感器連接，用于接收及處理所述多個壓力傳感器檢測的壓力信號以獲取所述墊子本體承受的壓力分布信息；信息輸出裝置，與所述信號處理裝置連接，用于輸出所述信號處理裝置獲得的壓力分布信息。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述壓力傳感器的力敏元件包括石墨烯力敏層和柔性線路板，且所述石墨烯力敏層為兩層，所述柔性線路板為兩層，所述兩層石墨烯力敏層設(shè)于所述兩層柔性線路板之間。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述石墨烯力敏層通過絲網(wǎng)印刷的方式設(shè)于所述柔性線路板上。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述墊子本體為適用于床上使用的床墊。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述信息輸出裝置包括顯示裝置，與所述信號處理裝置連接，用于以圖像或文字輸出所述墊子本體承受的壓力分布信息。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述信息輸出裝置包括聲音輸出裝置，與所述信號處理裝置連接，用于以聲音輸出所述墊子本體承受的壓力分布信肩、O根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述信息輸出裝置還包括報警裝置，與所述信號處理裝置連接，用于所述信號處理裝置判斷所述墊子本體承受的壓力分布信息達到不同的預(yù)設(shè)報警值時發(fā)出不同的報警提示。根據(jù)上述柔性力敏傳感墊的一種優(yōu)選實施方式，其中，所述床墊包括頭部區(qū)域，位于所述床墊的端部；臀部區(qū)域，位于所述床墊的中部；邊緣區(qū)域，位于所述床墊的兩側(cè)邊；所述多個壓力傳感器分別設(shè)于所述頭部區(qū)域、臀部區(qū)域和邊緣區(qū)域。[0012]本實用新型通過在墊子本體上設(shè)置壓力傳感器，并且進一步地，采用石墨烯作為壓力傳感器的力敏元件主要材料，可實時檢測人體的體位，而且結(jié)構(gòu)及應(yīng)用操作十分簡單，可以便捷、可靠的為老弱病幼使用者的護理以及其他姿勢校正、身體保健使用者提供及時的參考信息。并且多個壓力傳感器的設(shè)置，能夠更精確和詳細的反饋出傳感墊上的信息，為護理者提供了很大的方便。

圖I為本實用新型優(yōu)選實施例的床墊本體的局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型優(yōu)選實施例的電路原理框圖。附圖標記和各部件的對應(yīng)關(guān)系為I床墊本體 11頭部區(qū)域 12臀部區(qū)域 13、14邊緣區(qū)域21頭部區(qū)域壓力傳感器22臀部區(qū)域壓力傳感器23、24邊緣區(qū)域壓力傳感器 201柔性線路板 202石墨烯力敏層3信號處理裝置 4顯示裝置 5聲音報警裝置
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細說明。圖I和圖2示意性的示出了本實用新型優(yōu)選實施例的床墊本體結(jié)構(gòu)和電路原理，如圖所示，本實用新型優(yōu)選實施例包括床墊本體I、多個壓力傳感器21-24、信號處理裝置
3、顯示裝置4和聲音報警裝置5。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本實用新型并不局限于床墊，也可以應(yīng)用于電腦椅靠墊、汽車坐墊等以檢測使用者的姿勢并提示用戶保持正確坐姿。在圖I中,床墊本體I用于承載人體。多個壓力傳感器21-24設(shè)于床墊本體I中，用于實時檢測使用者躺、臥、坐于其上時，床墊本體I不同區(qū)域承受的壓力，并將所檢測的壓力轉(zhuǎn)換為電信號，輸送至信號處理裝置3。信號處理裝置3與多個壓力傳感器21-24、顯示裝置4、聲音報警裝置5連接，用于接收及處理多個壓力傳感器21-24輸出的壓力信號以獲取床墊本體I承受的壓力分布信息，也即，使用者在床墊本體I上的體位姿勢、活動信息。信號處理裝置3為具有信息處理能力的裝置，包括，但不限于，單片機、數(shù)字信號處理器(DSP)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或者其他集成電路，例如專用集成電路(ASIC)。本優(yōu)選實施例的信息輸出裝置包括顯示裝置4、聲音報警裝置5，二者用于輸出信號處理裝置3獲得的壓力分布信息。為了準確的檢測使用者在床墊本體I上的信息，同時減少壓力傳感器的數(shù)量和信號處理裝置3的運算復(fù)雜度，本優(yōu)選實施例的床墊本體I設(shè)定四個特定區(qū)域，如位于床墊本體I端部的頭部區(qū)域11、位于床墊本體I中部的臀部區(qū)域12、位于床墊本體I的兩側(cè)邊的邊緣區(qū)域13和14。相應(yīng)地，頭部區(qū)域壓力傳感器21設(shè)于頭部區(qū)域11，臀部區(qū)域壓力傳感器22設(shè)于臀部區(qū)域12，邊緣區(qū)域壓力傳感器23和24分別設(shè)于邊緣區(qū)域13和14。在其他實施例中，當然還可以增設(shè)腿部區(qū)域傳感器、背部區(qū)域傳感器等，如果為了僅僅檢測使用者是否存在掉下床墊本體I的風(fēng)險，以及使用者是躺在邊緣區(qū)域13和14還是坐在邊緣區(qū)域13和14，可以僅設(shè)置邊緣區(qū)域傳感器23、24。[0025]在本優(yōu)選實施例中，如圖I所示，壓力傳感器21-24的力敏元件嵌入床墊本體I中，包括兩層柔性線路板201和設(shè)于二者之間的兩層石墨烯力敏層202，石墨烯力敏層202通過絲網(wǎng)印刷的方式設(shè)于柔性線路板201上，其具有結(jié)構(gòu)簡單、表面相對平滑、靈敏度高、質(zhì)輕等優(yōu)點。石墨烯的電阻率比銅或銀更低，為目前已知電阻率最小的材料，該性質(zhì)非常適合于傳感器的制作。在本優(yōu)選實施例中，信息輸出裝置包括顯示裝置4和聲音報警裝置5，顯示裝置4以圖像或文字形式輸出床墊本體I承受的壓力分布信息，例如信號處理裝置3可以根據(jù)壓力傳感器21-24采集的壓力信號，使顯示裝置4直觀顯示使用者在床墊本體I上的圖像，或者以文字方式顯示使用者在床墊本體I上的坐標信息，當然，顯示裝置3還可以顯示報警信息，例如警告使用者的頭部已經(jīng)吊墜在床墊本體I外側(cè)，或者警告使用者的身軀僅位于邊緣區(qū)域13或14，有墜床風(fēng)險。顯示裝置4可以為，但不限于，IXD、LED、CRT或數(shù)碼管等顯示器件。在其他實施例中，也可以通過音頻輸出裝置播報使用者在床墊本體I上的位置信息，也即播報床墊本體I承受的壓力分布信息?！0027]為了將使用者的危險體位信息更為明顯的告知監(jiān)護人，本優(yōu)選實施例的信息輸出裝置包括聲音報警裝置5，在信號處理裝置3判斷床墊本體I承受的壓力分布信息達到不同的預(yù)設(shè)報警值時，聲音報警裝置5發(fā)出不同的報警提示。例如當信號處理裝置3判斷使用者的身軀大多位于邊緣區(qū)域13或14，使用者有墜床風(fēng)險，聲音報警裝置5便發(fā)出較為緩和的報警聲；當多個壓力傳感器21-24均不能檢測到壓力時，表明使用者已經(jīng)很可能從床墊本體I墜落，這時聲音報警裝置發(fā)出急促的報警聲。聲音報警裝置5可以為蜂鳴器等音頻輸出裝置。本優(yōu)選實施例的分片式力敏區(qū)域能夠更加精確的讓監(jiān)護人了解被監(jiān)護人在床墊本體I上的活動信息，再結(jié)合輕緩或緊急的報警聲，可以給監(jiān)護人的工作帶來方便。本優(yōu)選實施例的床墊本體I可以為一個，也可以為多個，例如在醫(yī)院中，由同一信號處理裝置3采用集中控制的控制方式，處理來自多個床墊本體I中的多個壓力傳感器21-24的壓力信號，并使顯示裝置4分別顯示每一個床墊本體I的壓力分布信息。本實用新型通過提供一種柔性力敏傳感墊，可以實時檢測使用者的體位信息，簡單、方便、可靠地為使用者或監(jiān)護人提供護理、保健輔助信息。進一步地，本實用新型通過新型半導(dǎo)體材料石墨烯作為力敏元件，分片式分布在傳感墊上，采用絲網(wǎng)印刷的工藝制成，使本實用新型的測量精度更為可靠穩(wěn)定。墊子本體可以為一個，也可以多個并聯(lián)同時工作，便于醫(yī)院、養(yǎng)老院等機構(gòu)降低使用成本。力敏區(qū)域分片式的分布能夠更準確的反映被監(jiān)護人在的活動情況，為醫(yī)院或家庭中對老人幼兒或病患的護理工作提供方便。綜上分析，可知本實用新型及其優(yōu)選實施方式具有結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、功能全面、應(yīng)用范圍廣、操作簡單等優(yōu)點。由技術(shù)常識可知，本實用新型可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本實用新型范圍內(nèi)或在等同于本實用新型的范圍內(nèi)的改變均被本實用新型包含。
權(quán)利要求1.一種柔性力敏傳感墊，其特征在于，包括 墊子本體，用于承載人體； 多個壓力傳感器，設(shè)于所述墊子本體，用于檢測所述墊子本體不同區(qū)域承受的壓力；信號處理裝置，與所述多個壓力傳感器連接，用于接收及處理所述多個壓力傳感器檢測的壓力信號以獲取所述墊子本體承受的壓力分布信息； 信息輸出裝置，與所述信號處理裝置連接，用于輸出所述信號處理裝置獲得的壓力分布信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述壓力傳感器的力敏元件包括石墨烯力敏層和柔性線路板，且所述石墨烯力敏層為兩層，所述柔性線路板為兩層，所述兩層石墨烯力敏層設(shè)于所述兩層柔性線路板之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述石墨烯力敏層通過絲網(wǎng)印刷的方式設(shè)于所述柔性線路板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述墊子本體為適用于床上使用的床墊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述信息輸出裝置包括 顯示裝置，與所述信號處理裝置連接，用于以圖像或文字輸出所述墊子本體承受的壓力分布信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述信息輸出裝置包括 聲音輸出裝置，與所述信號處理裝置連接，用于以聲音輸出所述墊子本體承受的壓力分布信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述信息輸出裝置還包括 報警裝置，與所述信號處理裝置連接，用于所述信號處理裝置判斷所述墊子本體承受的壓力分布信息達到不同的預(yù)設(shè)報警值時發(fā)出不同的報警提示。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性力敏傳感墊，其特征在于，所述床墊包括 頭部區(qū)域，位于所述床墊的端部； 臀部區(qū)域，位于所述床墊的中部； 邊緣區(qū)域，位于所述床墊的兩側(cè)邊； 所述多個壓力傳感器分別設(shè)于所述頭部區(qū)域、臀部區(qū)域和邊緣區(qū)域。
專利摘要本實用新型提供一種柔性力敏傳感墊，其包括墊子本體，用于承載人體；多個壓力傳感器，設(shè)于所述墊子本體，用于檢測所述墊子本體不同區(qū)域承受的壓力；信號處理裝置，與所述多個壓力傳感器連接，用于接收及處理所述多個壓力傳感器檢測的壓力信號以獲取所述墊子本體承受的壓力分布信息；信息輸出裝置，與所述信號處理裝置連接，用于輸出所述信號處理裝置獲得的壓力分布信息。本實用新型結(jié)構(gòu)及應(yīng)用操作十分簡單，可以便捷、可靠的為老弱病幼使用者的護理以及其他姿勢校正、身體保健使用者提供及時的參考信息。
文檔編號A61B5/103GK202490128SQ201220117710
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者李建軍, 王慰, 鐘樂 申請人:李建軍, 王慰, 鐘樂