基于圓環(huán)式壓力傳感器的可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于可穿戴設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)方向，具體涉及一種基 于圓環(huán)式壓力傳感器的可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著嵌入式和移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，可穿戴設(shè)備己經(jīng)逐漸進(jìn)入市場(chǎng)。一方面，可穿戴設(shè) 備由于其與用戶(hù)的身體直接接觸，比其他類(lèi)型的用戶(hù)設(shè)備（例如手持式設(shè)備）具有更為復(fù) 雜的形態(tài)，例如，佩戴在用戶(hù)的頭部，手部或者軀干部位的可穿戴設(shè)備，往往形態(tài)差異非常 大，以便于用戶(hù)的佩戴。另一方面，可穿戴設(shè)備的功能也在朝著精細(xì)化分工的方向發(fā)展，例 如，可穿戴設(shè)備能夠?qū)Σ煌膶?duì)象做記錄或感知，包括：環(huán)境的濕度、溫度、成分、質(zhì)量，以 及用戶(hù)的體溫、血壓、血氧等等。
[0003] 因此，可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)走向越來(lái)越趨于微型化，方便使用者攜帶和附著皮膚設(shè) 置，有智能化手表和智能化穿戴產(chǎn)品問(wèn)世，但功能單一不能用戶(hù)需求，所以多功能的可穿戴 設(shè)備的體積大小是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提出一種基于圓環(huán)式壓力傳感器的可穿 戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過(guò)使用圓環(huán)式壓力傳感器大大減小了監(jiān)測(cè)點(diǎn)的體積，而且監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)單 獨(dú)的，可選擇性的使用，解決了監(jiān)測(cè)點(diǎn)的體積和功能不能同時(shí)滿(mǎn)足消費(fèi)者的問(wèn)題，具有體積 小，測(cè)量精度高，功能多，而且還可以擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：一種基于圓環(huán)式壓力傳感器 的可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備，所述監(jiān)測(cè)設(shè)備包括：多個(gè)可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)佩戴在服 裝上附著于皮膚，可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)內(nèi)設(shè)有微處理器和監(jiān)測(cè)待測(cè)點(diǎn)受到的壓力大小的圓環(huán)式壓 力傳感器，圓環(huán)式壓力傳感器連接微處理器，微處理器發(fā)送無(wú)線信號(hào)，圓環(huán)式壓力傳感器包 括控制單元、與控制單元分別連接的圓環(huán)電容單元組和條狀電容單元組，所述圓環(huán)電容單 元組用于測(cè)切向力和法向力的大小，所述條狀電容單元組用于測(cè)量切向力的方向，所述條 狀電容單元組設(shè)置在圓環(huán)電容單元組外基板的四角，控制單元連接可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的微處理 器；處理器，無(wú)線連接可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)接收微處理器發(fā)送的監(jiān)測(cè)信號(hào)，處理器內(nèi)設(shè)有警報(bào)單元 和閾值單元，警報(bào)單元和閾值連接在處理器，監(jiān)測(cè)信號(hào)超過(guò)閾值單元設(shè)定的值，警報(bào)單元發(fā) 送警報(bào)信號(hào)。
[0006]上述設(shè)備中，所述圓環(huán)電容單元組包括兩對(duì)以上圓環(huán)電容單元對(duì)，所述圓環(huán)電容 單元對(duì)包括兩個(gè)圓環(huán)電容單元，所述條狀電容單元組包括X方向差動(dòng)電容單元組和Y方向 差動(dòng)電容單元組，X方向差動(dòng)電容單元組和Y方向差動(dòng)電容單元組均包括兩個(gè)以上相互形 成差動(dòng)的電容單元模塊，所述電容單元模塊是由兩個(gè)以上的條狀電容單元組成的梳齒狀結(jié) 構(gòu)，每個(gè)圓環(huán)電容單元和條狀電容單元均包括上極板的驅(qū)動(dòng)電極和下極板的感應(yīng)電極。所 述每個(gè)圓環(huán)電容單元的感應(yīng)電極和驅(qū)動(dòng)電極正對(duì)且形狀相同，所述每個(gè)條狀電容單元的驅(qū) 動(dòng)電極和感應(yīng)電極寬度相同，條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極長(zhǎng)度大于感應(yīng)電極長(zhǎng)度，條狀電容 單元的驅(qū)動(dòng)電極長(zhǎng)度兩端分別預(yù)留左差位S左和右差位S右，b0驅(qū)=b0感+S右+ 5左，其中b0 ?為條狀電容單元的驅(qū)動(dòng)電極長(zhǎng)度，為條狀電容單元的感應(yīng)電極長(zhǎng)度，所述條狀電容單 元的左差位右差位，且§&之其中d。為彈性介質(zhì)厚度，G為彈性介質(zhì)的 抗剪模量，為最大應(yīng)力值。所述兩組相互形成差動(dòng)的電容單元模塊的條狀電容單元的 驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極沿寬度方向設(shè)有初始錯(cuò)位偏移，錯(cuò)位偏移大小相同、方向相反。所述圓 環(huán)電容單元組包括n個(gè)同心圓環(huán)電容單元，其中
其中，aT為平行板的長(zhǎng)度，r 0為圓環(huán)電容單元圓環(huán)的寬度，a5 0相鄰兩圓環(huán)電容單元之間的電極間距。所述圓環(huán)電容單 元組和條狀電容單元組的驅(qū)動(dòng)電極通過(guò)一個(gè)引出線與控制單元連接，所述圓環(huán)電容單元組 的每個(gè)圓環(huán)電容單元的感應(yīng)電極單獨(dú)引線與控制單元連接，所述X方向差動(dòng)電容單元組和 Y方向差動(dòng)電容單元組的電容單元模塊感應(yīng)電極分別通過(guò)一根引出線與控制單元連接。所 述可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中還設(shè)有接收天線和觸發(fā)單元，接收天線連接在微處理器上，可移動(dòng)監(jiān)測(cè) 點(diǎn)通過(guò)接收天線充電，觸發(fā)單元連接微處理器，觸發(fā)單元控制可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的工作狀態(tài)。所 述可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中還設(shè)有接收天線和觸發(fā)單元，接收天線連接在微處理器上，可移動(dòng)監(jiān)測(cè) 點(diǎn)通過(guò)接收天線充電，觸發(fā)單元連接微處理器，觸發(fā)單元控制可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的工作狀態(tài)。所 述處理器中還包括發(fā)射天線和電源，電源和發(fā)射天線連接處理器，處理器經(jīng)過(guò)發(fā)射天線進(jìn) 行無(wú)線充放電。所述處理器中還包括選擇開(kāi)關(guān)，處理器中的選擇開(kāi)關(guān)是對(duì)應(yīng)于每個(gè)可移動(dòng) 監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置的，選擇開(kāi)關(guān)無(wú)線控制可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的工作狀態(tài)。所述處理器中的警報(bào)單元中 設(shè)有語(yǔ)音電路和遠(yuǎn)程信號(hào)電路，處理器通過(guò)警報(bào)單元的遠(yuǎn)程信號(hào)電路群發(fā)信息給穿戴監(jiān)測(cè) 設(shè)備的監(jiān)護(hù)人。
[0007] 本實(shí)用新型有益效果是：本實(shí)用新型中提供可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)佩戴在服裝上監(jiān)測(cè)待 測(cè)點(diǎn)的受力情況，根據(jù)需要可以增加其他傳感器元件擴(kuò)展監(jiān)測(cè)點(diǎn)的功能，同時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中使 用的是圓環(huán)式壓力傳感器，并且通過(guò)差動(dòng)等方法有效解決三維力相互影響，從而使法向與 切向轉(zhuǎn)換都達(dá)到較高的線性、精度與靈敏度。同時(shí)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中設(shè)有天線進(jìn)行無(wú)線充電，方便了 充電的過(guò)程，處理器給監(jiān)測(cè)點(diǎn)提供電能的同時(shí)也可以自身進(jìn)行無(wú)線充放電。此外，當(dāng)佩戴者 出現(xiàn)意外或者主動(dòng)想要發(fā)出警報(bào)信號(hào)的時(shí)候，可以群發(fā)信息給監(jiān)護(hù)人，也可以取消信息的 發(fā)送，避免了錯(cuò)誤情況導(dǎo)致的人心焦急。
【附圖說(shuō)明】
[0008] 下面對(duì)本說(shuō)明書(shū)附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明：
[0009] 圖1是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的工作結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的同心圓環(huán)偏移錯(cuò)位面積分析圖。
[0011] 圖3是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的為外同心圓環(huán)錯(cuò)位對(duì)外徑圓分析圖。
[0012] 圖4是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的平行板電容的平面設(shè)計(jì)圖。
[0013] 圖5是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的驅(qū)動(dòng)電極的結(jié)構(gòu)圖。
[0014] 圖6是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的平板電容板的直角坐標(biāo)系。
[0015]圖7是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的兩組圓環(huán)電容組結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖8是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的差動(dòng)條狀電容單元的初始錯(cuò)位圖。
[0017]圖9是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的差動(dòng)條狀電容單元受力后偏移圖。
[0018]圖10是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的單元電容對(duì)的信號(hào)差動(dòng)示意圖。
[0019] 圖11是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的平行板電容器剖面結(jié)構(gòu)。
[0020] 圖12是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的工作框圖。
[0021] 圖13是本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】的處理器的工作框圖。
[0022] 圖中1為上PCB基板，2為下PCB基板，3為驅(qū)動(dòng)電極銅箱，4為感應(yīng)電極銅箱，5為 壓力傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各 構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工 藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的發(fā)明 構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0024] 本實(shí)用新型提供一種基于圓環(huán)式壓力傳感器的可穿戴健康監(jiān)測(cè)設(shè)備，其工作示意 圖如圖1所示，本實(shí)用新型中使用圓環(huán)式壓力傳感器組成監(jiān)測(cè)設(shè)備從而大大減小監(jiān)測(cè)設(shè)備 的體積，通過(guò)無(wú)線供電，減小了監(jiān)測(cè)點(diǎn)的體積，儲(chǔ)能單元和電源的設(shè)定在一定程度上增大了 監(jiān)測(cè)設(shè)備的體積。而且可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)通過(guò)無(wú)線充電和處理器進(jìn)行連接、數(shù)據(jù)傳遞，避免了數(shù) 據(jù)線的繁瑣和使用限制，同時(shí)處理器也可以連接到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，放大數(shù) 據(jù)，在處理器小小屏幕上查看數(shù)據(jù)很是勞累。
[0025] 可穿戴的健康監(jiān)測(cè)設(shè)備包括多個(gè)可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)和處理器，可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)是一個(gè)個(gè) 單獨(dú)的監(jiān)測(cè)點(diǎn)，可卡合服裝中附著在皮膚上，然后無(wú)線連接處理器?？梢苿?dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)單獨(dú)存在 工作無(wú)線連接處理器，可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)可拆卸的貼附在服裝內(nèi)，而且監(jiān)測(cè)點(diǎn)體積小，厚度薄， 不會(huì)造成不適感，使用方便便利，而且可拆卸更換安裝位置，同時(shí)也可以自由選擇可監(jiān)測(cè)點(diǎn) 的使用數(shù)量。
[0026] 可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的外形是暗扣形狀，體積小，主要功能是監(jiān)測(cè)待監(jiān)測(cè)點(diǎn)的受力大小， 從而保護(hù)帶監(jiān)測(cè)點(diǎn)，老人或傷者穿戴時(shí)，從而時(shí)刻監(jiān)測(cè)待測(cè)點(diǎn)的受力大小，記錄待測(cè)點(diǎn)日常 情況，從而保護(hù)使用者注意身體?？梢苿?dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)包括采集信號(hào)的監(jiān)測(cè)元件和外殼，監(jiān)測(cè)元件 安裝在外殼內(nèi)，外殼保護(hù)監(jiān)測(cè)元件的同時(shí)還可以拆卸地卡合貼附安裝于服裝上，監(jiān)測(cè)元件 的一面附著于皮膚，另一面隱藏在外殼內(nèi)。
[0027]可移動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)內(nèi)的監(jiān)