[发明专利]一种集成式智能腰带及其制备方法

说明书

本发明涉及一种集成式智能腰带及其制备方法，智能腰带包括腰带本体以及分别内置于腰带本体腹部、背部以及左右两侧的多维柔性传感器，用以分别将受到的压力、拉力以及摩擦力信号转换为电学信号，以便对佩戴者的腰围、生命体征、体动以及身体摩擦信号进行监测。与现有技术相比，本发明具有增强信号检测、集成式、多功能性、成本低、重量轻、自供能等优点。

技术领域

本发明涉及传感技术领域，尤其是涉及一种集成式智能腰带及其制备方法。

背景技术

大健康产业的迅速发展正在转变医疗产业的发展模式，即从现有的单一救治模式转变为“防-治-养”一体化防治模式，通过对生命实施全程的监护，达到个体健康的目的。大健康产业的根本是预防各类疾病或者规避慢性病的发生，这就对各类智能健康监测产品提出了迫切的需求。目前，智能可穿戴设备的出现使实时健康监测成为可能性，可穿戴设备能接收到的生物信号主要包括锻炼、睡眠以及饮食等数据，同时还能监测运动距离、卡路里、脂肪等，并同步更新到手机上，通过佩戴于用户的不同身体部位，可穿戴设备的主流产品形态主要包括智能手环、智能手表、智能眼镜等。

此外，除了以上这些主流的形态，智能腰带的研究设计一直是热点，三星自家创意实验室C-Lab曾推出一款智能腰带，通过在腰带中内置磁性传感器以及计步器，可以实现腰围、运动量和食物摄取量的监测，同时还能将所有的信息整合到一起，分析用户的健康问题。但是，目前的智能可穿戴健康监测产品大都需要定期充电以满足内置传感器的功能需求，并且它们的主要面向人群集中于年轻人，功能普遍过于单一，无法监测包括呼吸、脉搏等在内的关键生命体征信号，而这些信号对康复病人、慢性病患者以及老年人的疾病诊断及护理具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种集成式智能腰带及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种集成式智能腰带，包括腰带本体以及分别内置于腰带本体腹部、背部以及左右两侧的多维柔性传感器，用以分别将受到的压力、拉力以及摩擦力信号转换为电学信号，以便对佩戴者的腰围、生命体征、体动以及身体摩擦信号进行监测。

所述的多维柔性传感器由多维柔性压电传感膜通过疏水聚合物进行原位封装后成型。

所述的多维柔性压电传感膜为具有周期性孔洞微结构的压电驻极体薄膜，并且在压电驻极体薄膜上下表面形成由孔洞微结构构成的条状微突起，用以增强感知佩戴者对腰带本体的压力、拉力以及摩擦力。

所述的多维柔性压电传感膜分别依次由屏蔽电极层、第一热塑性驻极体聚合物层、第二热塑性驻极体聚合物层以及信号电极层构成，所述的屏蔽电极层通过屏蔽电极引线接地，所述的信号电极层通过信号电极引线将电学信号引出。

所述的第一热塑性驻极体聚合物层与第二热塑性驻极体聚合物层之间依次周期性等间距地设置孔洞微结构，并且在孔洞微结构中注有空间电荷。

所述的孔洞微结构在横截面上的形状包括圆弧形和折线形。

所述的屏蔽电极层的面积略大于信号电极层的面积，用以屏蔽外界噪声信号。

所述的多维柔性传感器具体包括内置于腹部的多维柔性传感器、内置于腰围右侧的多维柔性传感器、内置于背部的多维柔性传感器以及内置于腰围左侧的多维柔性传感器。

所述的内置于腹部的多维柔性传感器用以监测呼吸、心率、心音以及肺音，所述的内置于背部的多维柔性传感器用以监测体动以及人体摩擦信号，所述的内置于腰围右侧的多维柔性传感器和内置于腰围左侧的多维柔性传感器呈长条形，用以监测佩戴者腰围的变化。

一种集成式智能腰带的制备方法，包括以下步骤：

1)将热塑性驻极体聚合物材料通过流延、压印、浇注、粘合工艺制成具有压缩和拉伸特性的有序微结构多孔薄膜，并且薄膜表面具有突起微结构；