一種具有自供能脈搏傳感器的脈診儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，其公開了一種具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，其包括三個自供能脈搏傳感器、信號處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集卡、顯示器及殼體。每個所述自供能傳感器的兩端分別電性連接所述信號處理系統(tǒng)的兩個接口，所述數(shù)據(jù)采集卡電性連接所述信號處理系統(tǒng)及所述顯示器。所述信號處理系統(tǒng)包括電阻，所述電阻與所述自供能脈搏傳感器并聯(lián)。所述自供能脈搏傳感器集成有柔性發(fā)電機，所述柔性發(fā)電機由人體脈搏跳動所產(chǎn)生的機械能驅(qū)動并產(chǎn)生電壓信號，所述自供能脈搏傳感器、所述信號處理系統(tǒng)、所述數(shù)據(jù)采集卡及所述顯示器均設(shè)置在所述殼體上。本實用新型提供的脈診儀設(shè)計精巧，制作較為簡單，成本低廉。
【專利說明】
一種具有自供能脈搏傳感器的脈診儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型屬于醫(yī)療器械領(lǐng)域，更具體地，涉及一種具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，所述脈診儀適用于臨床檢查、生理研究等醫(yī)療領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高科技的發(fā)展，中國傳統(tǒng)中醫(yī)與高新科技的聯(lián)系越來越緊密，目前已經(jīng)出現(xiàn)了脈診儀，脈診儀實現(xiàn)了中醫(yī)脈診客觀化，且脈診儀使用方便，便于攜帶。脈診儀可以記錄下脈搏的“位、數(shù)、勢”等特征，借以協(xié)助醫(yī)生判斷臟腑的功能狀態(tài)，從而實現(xiàn)無創(chuàng)診斷，對疾病的診斷和治療有著積極的意義。目前，相關(guān)科技人員已經(jīng)研制成功多種脈診儀，如用壓阻式傳感器或者光電式傳感器的脈診儀。
[0003]這些脈診儀大都采用外部電源進行工作。眾所周知，能源是人類發(fā)展必不可缺的資源，從環(huán)境中更加有效方便的獲取能源一直是人類的追求。實際上，人類平時生活的環(huán)境甚至是人類自己就是一個有效的能源來源。相應(yīng)的，能夠?qū)h(huán)境中的機械能有效轉(zhuǎn)換成電能的柔性發(fā)電裝置已經(jīng)問世，如申請?zhí)枮?01220496905.9的專利公開的柔性發(fā)電裝置。柔性發(fā)電裝置除了具有可卷曲彎折、輕薄、便于貼合運動物體來更有效的收集能源等特點外，更重要的是適合與新型的柔性電子器件相集成，并為其提供能源。
[0004]然而，脈診儀的外部電源大都是電池，雖然目前大多電池都是可以重復使用的，但是電池的使用依然會造成一定的環(huán)境風險、能源消耗、更換費用，進而增加脈診儀的成本及重量，且使脈診儀體積較大。此外，用戶在戶外活動中使用脈診儀時，電池的電能使用完無法及時充電，不便于用戶使用。如能將柔性發(fā)電裝置與脈診儀相集成，且可利用人體產(chǎn)生的機械能驅(qū)動脈診儀工作，即可解決上述問題。相應(yīng)地，本領(lǐng)域存在著將柔性發(fā)電裝置與脈診儀相集成，利用人體自身為脈診儀提供能源的技術(shù)需求。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，其通過對產(chǎn)生電壓的功能元件的材料和工作原理、配套結(jié)構(gòu)等方面進行改進，相應(yīng)地利用人體脈搏跳動所產(chǎn)生的機械能驅(qū)動所述自供能脈搏傳感器，實現(xiàn)了所述自供能脈搏傳感器的自驅(qū)動功能，節(jié)能環(huán)保，降低了成本，提高了耐用性。同時，所述脈診儀設(shè)計精巧，制作較為簡單，成本低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，其包括三個自供能脈搏傳感器、信號處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集卡、顯示器及殼體，其特征在于:
[0007]所述自供能傳感器的兩端分別電性連接所述信號處理系統(tǒng)的兩個接口，且其集成有柔性發(fā)電機，所述柔性發(fā)電機由人體脈搏跳動所產(chǎn)生的機械能驅(qū)動并產(chǎn)生電壓信號，且所述柔性發(fā)電機包括第一組件、第二組件及第三組件，所述第一組件由第一高分子聚合物絕緣層及沉積在所述第一高分子聚合物絕緣層上的第一導電層組成，所述第一導電層的邊緣形成有第一電極;所述第二組件由高分子聚合物帶電層組成;所述第三組件由第二高分子聚合物絕緣層及沉積在所述第二高分子聚合物絕緣層上的第二導電層組成，所述第二導電層的邊緣形成有第二電極，所述第一組件、所述第二組件及所述第三組件通過封裝工藝在其外側(cè)緣相互連接，且三者相互對置；
[0008]所述數(shù)據(jù)采集卡電性連接所述信號處理系統(tǒng)及所述顯示器；
[0009]所述自供能脈搏傳感器、所述信號處理系統(tǒng)、所述數(shù)據(jù)采集卡及所述顯示器均設(shè)置在所述殼體上。
[0010]進一步的，所述信號處理系統(tǒng)還包括電阻及電壓跟隨器，所述電阻與所述自供能脈搏傳感器并聯(lián);所述電壓跟隨器連接于電路中以對所述自供能脈搏傳感器產(chǎn)生的電壓信號降噪。
[0011]進一步的，所述自供能脈搏傳感器呈片狀結(jié)構(gòu)，且其柔性可折疊。
[0012]進一步的，所述第一高分子聚合物絕緣層及所述第二高分子聚合物絕緣層是由如下材料中的一種或者幾種組合形成:聚乙烯、聚酰亞胺、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物;所述第一導電層及所述第二導電層是由如下材料中的一種或者幾種組合形成:銀、銅、鋁、碳材料、導電金屬氧化物。
[0013]進一步的，所述的高分子聚合物帶電層是由如下材料中的一種或者幾種組合形成:聚四氟乙烯、氟化乙丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯。
[0014]進一步的，所述高分子聚合物帶電層朝向所述第一組件的表面上形成有多個凸起結(jié)構(gòu)。所述凸起結(jié)構(gòu)的長、寬、高度范圍為數(shù)百至數(shù)千微米。
[0015]總體而言，通過本實用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實用新型的脈診儀，其利用人體脈搏跳動所產(chǎn)生的機械能去驅(qū)動所述自供能脈搏傳感器，實現(xiàn)了所述自供能脈搏傳感器的自驅(qū)動功能，節(jié)能環(huán)保，降低了成本，提高了耐用性。同時，所述脈診儀設(shè)計精巧，制作較為簡單，成本低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)。此外，所述自供能脈搏傳感器柔性可折疊，使得所述自供能脈搏傳感器與人體脈搏能夠更好的貼合，進而保證了自供能脈搏傳感器工作的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型較佳實施方式提供的具有自供能脈搏傳感器的脈診儀的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2是圖1中的自供能脈搏傳感器的柔性發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是圖1中的脈診儀測量的單個脈搏的信號圖。
[0019]圖4是圖1中的脈診儀測量的三個脈搏的信號圖。
[0020]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:1_自供能脈搏傳感器，2-信號處理系統(tǒng)，3-數(shù)據(jù)采集卡，4-顯示器，21-柔性發(fā)電機，211-第一導電層，212-第一高分子聚合物絕緣層，213-第一電極，214-高分子聚合物帶電層，215-第二高分子聚合物絕緣層，216-第二導電層，217-第二電極。
【具體實施方式】
[0021]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0022]請參閱圖1至圖4，本實用新型較佳實施方式提供的具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，所述脈診儀包括至少一個自供能脈搏傳感器1、信號處理系統(tǒng)2、數(shù)據(jù)采集卡3及顯示器
4。所述自供能脈搏傳感器I的兩端分別電性連接所述信號處理系統(tǒng)2的兩個接口。所述數(shù)據(jù)采集卡3分別電性連接所述信號處理系統(tǒng)2及所述顯示器4。所述脈診儀通過所述自供能脈搏傳感器I貼合在人體脈搏上，所述脈搏通過按壓所述自供能脈搏傳感器I使所述自供能脈搏傳感器I產(chǎn)生電壓信號，并將所述電壓信號傳輸?shù)剿鲂盘柼幚硐到y(tǒng)2，所述電壓信號經(jīng)所述信號處理系統(tǒng)2進行穩(wěn)壓降噪處理后傳輸?shù)剿鰯?shù)據(jù)采集卡3，所述數(shù)據(jù)采集卡3將接收到的所述電壓信號傳輸?shù)剿鲲@示器4，所述顯示器4顯示出與所述電壓信號相對應(yīng)的信號圖像，如圖3及圖4所示。
[0023]本實施方式中，所述自供能脈搏傳感器I的數(shù)量為三個;可以理解，在其他實施方式中，所述自供能脈搏傳感器I的數(shù)量可以根據(jù)實際需要改變。
[0024]所述自供能脈搏傳感器I集成有柔性發(fā)電機21。所述自供能脈搏傳感器I貼合在脈搏上，所述脈搏跳動而按壓所述自供能脈搏傳感器I，所述柔性發(fā)電機21發(fā)生形變而產(chǎn)生電壓信號。本實施方式中，所述自供能脈搏傳感器I整體為柔性結(jié)構(gòu)并且可折疊，同時，所述柔性發(fā)電機21柔性可折疊實現(xiàn)整個所述自供能傳感器I的柔性化。
[0025]所述柔性發(fā)電機21呈片狀結(jié)構(gòu)，其包括第一組件、第二組件及第三組件，所述第一組件、所述第二組件及所述第三組件依次相對設(shè)置，所述第一組件與所述第二組件之間具有一定的間隙，所述第二組件設(shè)置在所述第三組件上。所述第一組件、所述第二組件及所述第三組件通過封裝工藝在其外側(cè)緣相互連接。
[0026]所述第一組件由第一高分子聚合物絕緣層212及第一導電層211組成，所述第一導電層211沉積在所述第一高分子聚合物絕緣層212遠離所述第二組件的表面上。所述第一導電層211遠離所述第一高分子聚合物絕緣層212的邊緣形成有第一電極213，所述第一電極213通過引線處理即可與外部電路相連通。
[0027]所述第二組件由高分子聚合物帶電層214組成，所述高分子聚合物帶電層214朝向所述第一組件的表面上形成有多個多個長、寬、高度范圍為數(shù)百至數(shù)千微米的凸起結(jié)構(gòu)。所述第三組件包括第二高分子聚合物絕緣層215及第二導電層216，所述第二導電層216沉積在所述第二高分子聚合物絕緣層215遠離所述高分子聚合物帶電層214的表面上。所述第二導電層216遠離所述第二高分子聚合物絕緣層215的邊緣形成有第二電極217，所述第二電極217通過引線處理即可與外部電路相連通。
[0028]本實施方式中，所述第一高分子聚合物絕緣層212及所述第二高分子聚合物絕緣層215是由如下材料中的一種或者幾種組合形成:聚乙烯、聚酰亞胺、聚丙烯，聚對苯二甲酸乙二醇酯，乙烯-醋酸乙烯共聚物。所述第一導電層211及所述第二導電層216是由如下材料中的一種或者幾種組合形成:銀、銅、鋁、碳材料、導電金屬氧化物。所述的高分子聚合物帶電層214是由如下材料中的一種或者幾種組合形成:聚四氟乙烯、氟化乙丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯。
[0029]當使用所述柔性發(fā)電機21時，通過從第一、第二電極引線并與外部電路及其功耗電子產(chǎn)品相連通，然后將所述柔性發(fā)電機21貼合在人體脈搏上，人體脈搏跳動按壓所述第一組件及所述第二組件，使第一高分子聚合物絕緣層與高分子聚合物帶電層之間的間隙發(fā)生改變，在所述柔性發(fā)電機21發(fā)生彎曲或者恢復中，電容隨著發(fā)生變化，并導致電子在電極兩端的外部電路中來回震動以形成電流。
[0030]所述信號處理系統(tǒng)2包括電阻及電壓跟隨器，所述電阻與所述自供能脈搏傳感器I并聯(lián)以起到穩(wěn)壓作用。所述電壓跟隨器連接于電路中，其用于對所述自供能傳感器I產(chǎn)生的電壓信號進行降噪處理。
[0031]所述數(shù)據(jù)采集卡3接通外部電源，其可以收集所述信號處理系統(tǒng)2發(fā)出的電壓信號并將其傳輸?shù)剿鲲@示器4上，所述顯示器4顯示出所述電壓信號對應(yīng)的信號圖像。
[0032]所述脈診儀還包括殼體，所述自供能傳感器1、所述信號處理系統(tǒng)2、所述數(shù)據(jù)采集卡3及所述顯示器4均設(shè)置在所述殼體上，所述殼體為所述自供能傳感器1、所述信號處理系統(tǒng)2、所述數(shù)據(jù)采集卡3及所述顯示器4提供支撐及保護作用。
[0033]采用本實用新型的脈診儀，其利用人體脈搏跳動所產(chǎn)生的機械能去驅(qū)動所述自供能脈搏傳感器，實現(xiàn)了所述自供能脈搏傳感器的自驅(qū)動功能，節(jié)能環(huán)保，降低了成本，提高了耐用性。同時，所述脈診儀設(shè)計精巧，制作較為簡單，成本低廉，適合大規(guī)模生產(chǎn)。此外，所述自供能脈搏傳感器柔性可折疊，使得所述自供能脈搏傳感器與人體脈搏更好的貼合，進而保證了自供能脈搏傳感器工作的穩(wěn)定性。
[0034]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，其包括三個自供能脈搏傳感器、信號處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集卡、顯示器及殼體，其特征在于: 所述自供能傳感器的兩端分別電性連接所述信號處理系統(tǒng)的兩個接口，且其集成有柔性發(fā)電機，所述柔性發(fā)電機由人體脈搏跳動所產(chǎn)生的機械能驅(qū)動并產(chǎn)生電壓信號，且所述柔性發(fā)電機包括第一組件、第二組件及第三組件，所述第一組件由第一高分子聚合物絕緣層及沉積在所述第一高分子聚合物絕緣層上的第一導電層組成，所述第一導電層的邊緣形成有第一電極;所述第二組件由高分子聚合物帶電層組成;所述第三組件由第二高分子聚合物絕緣層及沉積在所述第二高分子聚合物絕緣層上的第二導電層組成，所述第二導電層的邊緣形成有第二電極，所述第一組件、所述第二組件及所述第三組件通過封裝工藝在其外側(cè)緣相互連接，且三者相互對置； 所述數(shù)據(jù)采集卡電性連接所述信號處理系統(tǒng)及所述顯示器； 所述自供能脈搏傳感器、所述信號處理系統(tǒng)、所述數(shù)據(jù)采集卡及所述顯示器均設(shè)置在所述殼體上。2.如權(quán)利要求1所述的具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，其特征在于:所述信號處理系統(tǒng)還包括電阻及電壓跟隨器，所述電阻與所述自供能脈搏傳感器并聯(lián);所述電壓跟隨器連接于電路中以對所述自供能脈搏傳感器產(chǎn)生的電壓信號降噪。3.如權(quán)利要求1所述的具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，其特征在于:所述自供能脈搏傳感器呈片狀結(jié)構(gòu)，且其柔性可折疊。4.如權(quán)利要求1所述的具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，其特征在于:所述第一高分子聚合物絕緣層及所述第二高分子聚合物絕緣層是由如下材料中的一種形成:聚乙烯、聚酰亞胺、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物;所述第一導電層及所述第二導電層是由如下材料中的一種形成:銀、銅、鋁、碳材料、導電金屬氧化物。5.如權(quán)利要求1所述的具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，其特征在于:所述高分子聚合物帶電層是由如下材料中的一種形成:聚四氟乙烯、氟化乙丙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯。6.如權(quán)利要求1所述的具有自供能脈搏傳感器的脈診儀，其特征在于:所述高分子聚合物帶電層朝向所述第一組件的表面上形成有多個凸起結(jié)構(gòu)，所述凸起結(jié)構(gòu)的長、寬、高度范圍為數(shù)百至數(shù)千微米。
【文檔編號】H02N1/00GK205658893SQ201620327868
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】周軍, 蔣胡林, 吳楠, 李文博, 鐘俊文
【申請人】華中科技大學