力反馈电子服装中柔性传感器及其交互技术的研究进展
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柔性应变织物传感器研究进展王双;刘玮;刘晓霞【摘要】Sensor is the essential part for smart textiles.With the excellent property of flexibility,flexible smart sensor can make the smart clothing maintain its comfortability.Especially,the flexible fabric stain sensor can fully realize the seamless integration with the clothing,which makes it has significant potential in smart textiles.Different methods to prepare the flexible fabric strain sensors and their sensing properties are introduced.%传感器是智能纺织品的重要组成部分.柔性智能传感器具有柔韧性好,可自由弯曲的特性,可使服装在获得智能化的同时保持其原有的舒适性能.以织物为基础的柔性应变传感器能够最大限度地实现与服装的无缝整合,在智能纺织品领域具有很高的应用价值.主要介绍了柔性应变织物传感器的不同制备方法及其应变传感特性.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2017(036)012【总页数】4页(P1-3,9)【关键词】传感器;柔性;应变;织物【作者】王双;刘玮;刘晓霞【作者单位】上海工程技术大学服装学院,上海201620;上海工程技术大学服装学院,上海201620;上海工程技术大学服装学院,上海201620【正文语种】中文【中图分类】TP212.6应变传感器是测量物体受力变形所产生应变的一类传感器[1]。
新型柔性压力传感器的研究与应用随着科技的发展,传感器技术已经成为了智能化生产和生活的重要支撑。
其中,压力传感器,特别是柔性压力传感器的应用越来越广泛。
本文将深入探讨新型柔性压力传感器的研究与应用,包括其原理、结构、制作工艺以及应用前景等方面。
一、柔性压力传感器的原理压力传感器是一种将物理信号转化成电子信号的测量设备。
柔性压力传感器使用导电聚合物、碳纳米管、过渡金属等材料制成,将物理量转化为电信号。
通常是通过改变电阻值的大小来从而表现出来。
对于柔性压力传感器来说,其原理是利用导电聚合物或者碳纳米管的压阻效应,当受到外力的作用,导电聚合物或碳纳米管被压缩,电阻发生变化,从而产生输出电信号。
二、柔性压力传感器的结构柔性压力传感器的结构与一般的传感器相比略有不同。
它采用的是柔性基材,外形更薄、更轻、更柔软、更易于弯曲和裁剪。
因此,它具有更好的柔韧性、形变性和可植入性。
柔性压力传感器的结构分为两部分:感测层和电极层。
它们采用不同的材料组成,感测层采用导电聚合物或碳纳米管等材料,并和弹性基材制成一体,能够快速地感知到外部压力变化;电极层则是在感测层两侧加上电极,将电信号输出。
三、柔性压力传感器的制作工艺柔性压力传感器的制作工艺主要包括以下几个步骤:1、选择基材:通常采用聚合物材料,包括聚酯、聚醚等,具有更优的柔性与机械强度。
2、涂覆导电聚合物:制备好的聚合物需要进行涂布,此时溶液中含有导电聚合物,可以与基材牢固粘接。
3、加工感测层:感测层是传感器的核心部件,它需要按照设计图纸进行剪裁与加工,可以使用电脑控制的激光或者水刀进行加工。
4、加工电极层:电极层的加工同样需要进行加工,使用屏幕印刷加工技术进行印刷。
5、组装:将感测层和电极层进行组装,通电测试后可以拓扑成型。
四、柔性压力传感器的应用前景1、医疗健康领域:柔性压力传感器可以制备成各种形态,可植入人体体内对人体压力、张力、温度等进行实时监测,可以帮助医生更好地监测疾病状况,提高治疗效果。
柔性传感器技术的研究与应用随着传感技术的快速发展,人们对于传感器的需求也不断增加。
然而,传统的硬性传感器存在很多限制,例如无法适应曲面变化、难以精确测量等问题,因此柔性传感器技术逐渐受到重视。
本文将着重介绍柔性传感器技术的研究进展及其在各领域中的应用。
一、柔性传感器技术的研究进展柔性传感器技术的主要优势在于其极强的柔性和可塑性,在不同曲率下仍可保持稳定和精度,从而使得柔性传感器的应用范围非常广泛。
这项技术还有一个重要的好处,就是在成本上相对较低,因此有利于大规模应用。
近年来,随着纳米技术的发展,柔性传感器的灵敏度和响应速度得到了极大的提升。
同时,柔性传感器也被广泛应用于人机交互、科学研究、智能制造等领域。
例如,在人机交互中,柔性传感器可以被用来检测肌肉活动,从而实现身体姿势的控制;在智能制造中,柔性传感器可以被用来检测工件的形状、位置、形变等,从而实现自动化生产。
二、柔性传感器技术在医疗领域的应用在医疗领域,柔性传感器技术的应用十分广泛。
例如,在可穿戴医疗设备领域,柔性传感器可以被用来监测患者的生命体征,例如心率、呼吸等等。
另外,柔性传感器也可以被用来检测患者的肌肉电位,从而为治疗带来更准确的数据。
此外,柔性传感器还可以被用来实现康复医疗。
例如,在运动康复中,柔性传感器可以被贴在患者的身上,监测患者的运动状态,从而判断患者是否在正确的姿势下进行康复运动,以及运动的幅度是否正确。
这对于保证康复疗效具有非常重要的意义。
三、柔性传感器技术在机器人领域的应用在机器人领域,柔性传感器也有非常重要的应用。
例如,在智能制造中,柔性传感器可以被用来检测工件的形状、位置、形变等等,从而为机器人提供更加准确的控制数据。
同时,在工业机器人操作中,柔性传感器也可以被用来检测机器人手臂的力度,从而实现更加精准的操作。
另外,在军事领域中,柔性传感器也可以被用来实现人机混合作战的控制。
例如,在爆炸物拆除中,柔性传感器可以被用来监测作战人员的上肢肌肉电位,从而实现远程操作机器人,从而使得作战人员的生命安全得到更好的保障。
柔性传感器的研究及其应用随着人们对健康、医疗、机器人等领域需求的不断增加,传感器也越来越广泛地应用于各种场合。
传统的硬性传感器由于刚性和精度问题,往往难以满足柔性物体的需求。
为解决这一问题,柔性传感器应运而生。
柔性传感器是指可弯曲、拉伸和扭转的柔性材料制成的传感器。
这种传感器的结构灵活,具有较高的韧性和耐磨性,能够适应一定范围内的形变和变形。
而且,柔性传感器可以在测量过程中贴合物体表面,避免空气隙间的测量错误,这使其具有广泛的应用前景。
目前,柔性传感器的研究和应用正在不断扩展。
其中,广泛应用于人体的生物监测领域,如测量血压、心电图、脑电波等指标。
同时,它还被用于机器人的柔软接触和手势识别以及安全领域的对物品的接触和变形的检测。
以下介绍柔性传感器在各个领域的应用。
在医疗领域,柔性传感器可用于生态电学测量以及医疗设备的设计。
通过采用柔性材料制成的传感器,可以有效减少磨损和刺激,提高用户的舒适和安全性。
此外,柔性传感器还可以实现高清晰度的身体成像,从而更好地发现疾病和炎症。
在机器人领域,柔性传感器可以改善机器人的柔软接触能力,实现更适应性的操作。
采用柔性传感器的机器人能够准确地感测到柔软载荷并适应重载荷的变化。
这使得机器人在完成复杂任务时表现更出色。
在安全领域,柔性传感器可用于监测变形和起伏的微型结构。
例如,可基于柔性传感器制造变形检测器,用于检测多个行星着陆器的安全。
此外,在建筑结构和桥梁方面也可以使用柔性传感器,以检测因水管、峡谷和地震等原因引起的微小变形。
随着技术的日益成熟和发展,未来柔性传感器的应用前景会变得更加广泛。
想象一下智能服装、卫生巾、智能鞋等各种应用中的柔性传感器的应用。
传感器的适应性和灵活性,已成为开发更多个性化和高性能应用的必备工具。
总之,柔性传感器的研究和应用已经成为科技领域发展的一个重要趋势。
未来,柔性传感器的研究还将向更加先进的方向发展。
预计未来将使用更智能的传感器来实现更高的性能水平。
2024年柔性传感器市场分析现状引言柔性传感器是一种新型的传感器技术,其具有柔性、薄型和轻量化等特点,因此在各个领域具有广泛的应用前景。
本文将对柔性传感器市场的现状进行分析,包括市场规模、市场发展趋势、应用领域等方面,并进一步探讨柔性传感器市场的发展前景。
市场规模目前,柔性传感器市场规模庞大且不断扩大。
根据市场研究公司对柔性传感器市场的调研数据显示,全球柔性传感器市场在过去几年中每年都保持着两位数的增长。
据预测,到2025年,全球柔性传感器市场规模将达到数十亿美元。
市场发展趋势1. IoT和智能穿戴设备的快速发展随着物联网(IoT)技术的快速发展,智能穿戴设备的普及,对柔性传感器的需求也越来越高。
柔性传感器可以与智能设备结合,帮助收集和分析各种人体指标数据,如心率、血压、体温等,为用户提供更加精准的健康管理和监测。
因此,柔性传感器在智能穿戴设备市场中有着广阔的发展空间。
2. 汽车电子设备的智能化和自动化随着汽车电子设备的智能化和自动化水平的提高,对柔性传感器的需求也在不断增加。
柔性传感器可以用于汽车座椅、方向盘、安全气囊等部件中,实现对车内环境、乘客状态等信息的实时监测和反馈。
因此,在汽车电子设备市场中,柔性传感器有着广阔的应用前景。
3. 医疗健康设备的迅速发展医疗健康设备是柔性传感器的另一个重要应用领域。
柔性传感器可以应用于生化传感、体外监测、手术辅助等方面,可以实现对人体健康状况的实时监测和数据采集。
随着人们对健康管理的日益重视,医疗健康设备市场的规模不断扩大,为柔性传感器提供了广阔的发展空间。
应用领域1. 体感交互柔性传感器在体感交互领域有着广泛的应用。
通过与人体接触,柔性传感器可以实时感知和记录人体的姿势、动作、力度等信息,为虚拟现实、增强现实等交互方式提供更加精确和自然的输入。
目前,柔性传感器在游戏、体育训练、人机交互等领域已经得到了广泛的应用。
2. 智能电子皮肤柔性传感器作为智能电子皮肤的关键组成部分,可以实现对物体的触摸、压力、温度等信息进行感知和反馈。
柔性传感器的研究和应用第一章:介绍柔性传感器是一种使用弹性材料制作的传感器,由于其柔性、轻便、可重复性和高灵敏度等优点,已被广泛应用于医疗、健康管理、机器人技术等领域。
本文旨在详细介绍柔性传感器的研究和应用。
第二章:柔性传感器的研究柔性传感器的研究主要包括以下几个方面。
2.1 柔性传感器的材料弹性材料是制作柔性传感器的基本材料,根据应用的不同需要选择不同的材料。
目前最常用的材料有聚合物、橡胶和液体合金等。
这些材料不仅具有优异的柔性,而且具有良好的导电、记忆形状和自愈合等特性。
2.2 柔性传感器的制作工艺柔性传感器的制作工艺与传统传感器有很大的不同。
通常采用印刷电路板(PCB)技术、微加工技术和纳米技术等来制作柔性传感器。
这些制造工艺的应用,可以实现高分辨率、高精度、轻便、低成本,通过技术手段改善传感器的性能,提高传感器的可靠性和寿命。
2.3 柔性传感器的灵敏度传感器的灵敏度是评价柔性传感器的一个重要指标。
柔性传感器具有高灵敏度,可以对极小的形变、压力、温度等量进行检测和监测。
为了提高传感器的灵敏度,应关注传感器的材料和制作工艺。
2.4 柔性传感器的稳定性传感器的稳定性是评价柔性传感器的另一个重要指标。
柔性传感器应具有良好的稳定性,能够长时间保持其非常规形状和功能,保证其在多种条件下的可靠性和精度。
为了提高传感器的稳定性,应关注传感器的材料和制作工艺。
第三章:柔性传感器的应用柔性传感器的应用广泛,以下是几个主要应用领域的介绍。
3.1 医疗健康管理柔性传感器在医疗健康管理方面有广泛应用。
例如,可穿戴柔性传感器可以用来监测血压、心率、体温、呼吸、睡眠质量等健康信息,帮助人们实时了解自己的身体状况,并能及时预测相关疾病的发生和进展。
3.2 机器人技术柔性传感器在机器人技术方面也有应用。
例如,柔性传感器可以用来控制机器人的动作,并能够让机器人适应不同的环境,以便更好地执行任务。
3.3 汽车工业柔性传感器在汽车工业方面也有应用。
智能服装的传感器技术研究在当今科技飞速发展的时代,智能服装作为一种融合了时尚与科技的创新产物,正逐渐走进人们的生活。
而在智能服装中,传感器技术无疑是关键的核心要素之一,它赋予了服装感知、监测和交互的能力,为人们带来了全新的穿着体验和应用价值。
智能服装中的传感器技术种类繁多,根据其功能和工作原理的不同,可以大致分为物理传感器、化学传感器和生物传感器等几大类。
物理传感器在智能服装中应用广泛。
例如,压力传感器能够感知人体与服装之间的压力分布,这对于运动监测和康复治疗具有重要意义。
在运动员的训练中,通过嵌入服装中的压力传感器,可以精确地测量身体不同部位在运动过程中所承受的压力,从而帮助教练和运动员优化训练方案,预防运动损伤。
同样,在医疗康复领域,对于患有肢体功能障碍的患者,压力传感器可以监测其康复训练过程中的动作准确性和力度,为医生提供客观的数据支持,以调整治疗方案。
加速度传感器也是常见的一种物理传感器。
它能够测量人体的运动加速度和方向,从而实现对人体活动的监测和分析。
在健身追踪领域,加速度传感器可以准确地记录用户的运动步数、跑步距离、运动速度等信息,为用户提供全面的运动数据。
此外,在老年人的健康监护中,加速度传感器可以实时监测老人的跌倒情况,一旦发生跌倒,能够及时向监护人发送警报,保障老人的生命安全。
位置传感器在智能服装中的应用也不容小觑。
它可以通过全球定位系统(GPS)或其他定位技术,获取穿着者的位置信息。
这对于户外运动爱好者、儿童和特殊职业人群(如快递员、巡警等)具有很大的实用价值。
例如,儿童穿着带有位置传感器的智能服装,家长可以通过手机应用实时了解孩子的行踪,确保孩子的安全。
化学传感器在智能服装中的应用主要集中在环境监测和健康检测方面。
气体传感器可以检测周围环境中的有害气体,如一氧化碳、甲醛等,并及时向用户发出警报。
这对于在污染环境中工作的人员或居住在空气质量较差地区的居民来说,是一种有效的防护手段。
柔性传感器的研究和应用柔性传感器的研究主要集中在材料、结构设计和传感机制等方面。
在材料方面,研究人员采用了许多柔性材料,如弹性体、导电聚合物、纳米材料等,以实现传感器的柔性和可变形性。
在结构设计方面,研究人员通过优化传感器的结构,实现了高灵敏度、高稳定性和高可靠性。
在传感机制方面,研究人员致力于开发新的物理和化学传感机制,以提高传感器的灵敏度和选择性。
柔性传感器的应用非常广泛,涉及到许多领域。
在医疗健康方面,柔性传感器可以应用于生物医学监测和康复治疗等。
例如,可以将柔性传感器用于监测心率、呼吸和血压等生命体征指标,实现可穿戴医疗设备。
在机器人领域,柔性传感器可以用于机器人的触觉和运动控制。
例如,可以将柔性传感器嵌入机器人的手爪或手臂,实现对物体的灵敏抓取和操作。
在电子皮肤领域,柔性传感器可以用于智能电子产品的人机交互界面。
例如,可以将柔性传感器应用于触摸屏、虚拟现实设备等,提供更自然和直观的交互方式。
柔性传感器还有许多实际的应用案例。
例如,在智能交通系统中,柔性传感器可以用于车辆的碰撞检测和驾驶行为监测等。
在智能家居领域,柔性传感器可以用于安防监控和智能家电控制等。
在体育训练中,柔性传感器可以用于测量运动员的运动姿势和肌肉力量,提供更精准的训练数据和反馈。
在环境监测方面,柔性传感器可以用于检测大气污染、水质污染和土壤湿度等。
此外,柔性传感器还可以应用于电子皮肤、柔性电子和可穿戴设备等领域。
总之,柔性传感器具有广阔的研究前景和应用潜力。
随着材料科学、纳米技术和传感技术的不断发展,柔性传感器将在更多领域发挥作用,为人类的生活带来更多便利和创新。
新型柔性传感器技术的研究与应用随着科技的发展,传感器技术在各个领域得到了广泛应用,在医疗、环保、军事等方面都起到了至关重要的作用。
然而传统的硬性传感器在面对柔性物体时会受到限制,因此柔性传感器技术应运而生。
新型柔性传感器技术的研究与应用是当前科技领域的热点之一,本文将从以下四个方面探讨新型柔性传感器技术。
一、新型柔性传感器技术的发展历程早期的柔性传感器技术主要采用导电纤维等材料,受制于材料的特性和工艺的精度,其精度和可靠性受到较大的挑战。
随着先进材料制备技术的发展,研究人员开始利用碳纳米管、纳米线、金属纳米线等新型材料,在材料厚度、导电性、机械强度等方面取得了长足进展。
同时,基于先进的3D打印技术和微纳制造技术,柔性传感器制备的工艺也得到了不断的优化,制备的传感器具有更高的灵敏度和更高的可靠性。
二、新型柔性传感器的应用领域新型柔性传感器具有多种优点,不仅能够适应复杂的曲线和形状,而且能够实现智能化、医学化和环保化应用需求。
因此,它在医疗、人机交互、虚拟现实、机器人等领域得到了广泛的应用。
例如,在医学领域,柔性传感器可以制造出与人体曲面匹配的医疗器械,如可弯曲的内窥镜、便携式心电图监测器等。
在虚拟现实领域,柔性传感器可以用于感测用户动作,改善交互体验。
此外,在智能机器人领域,柔性传感器可以应用于机械臂、触觉传感器等多种场景。
三、新型柔性传感器的工作原理新型柔性传感器除了要具备适应性,还要判断和量化接触力等物理量,因此其工作原理也极具复杂性。
一般来说,新型柔性传感器的工作原理可分为电阻感应、电容感应、电磁感应、压阻感应、红外线感应等多种类型,各种类型的传感器适合不同的物理量感测。
在特定的应用场景中,研究人员需要根据研究对象的特征、运动方式等因素来选择合适的传感器类型。
四、新型柔性传感器在工程应用中的挑战和前景新型柔性传感器虽然具有巨大优势,但其目前仍存在不少挑战。
首先,其信号稳定性和可靠性仍不够理想。
服装学报Journal of Clothing ResearchVol. 4 No. 4Aug. 2019第4卷第4期2019年8月力反馈电子服装中柔性传感器及其交互技术的研究进展董 科,张 玲,范佳璇,李梦婕,梅 琳,肖学良**收稿日期:2018 -19-21;修订日期:2019 -05 -20。
基金项目:江南大学大学生创新训练项目((065210232184080,1066010242150460/022)。
作者简介:董科(1996—),男,硕士研究生。
*通信作者:肖学良((984—),男,副教授,硕士生导师。
主要研究方向为智能纤维材料及其复合结构。
Email :siao_xueliang@jianggan. ePu. co(江南大学纺织服装学院,江苏无锡019190)摘要:模拟现实中的感官是人机交互技术的关键,力反馈交互技术是实现虚拟现实中模拟力觉的重要因素,它能真实再现虚拟世界中事物的质量、惯量、硬度等物理信息。
总结常用于力反馈技 术中的柔性传感器,以及基于力反馈技术的虚拟现实可穿戴电子服装设备的发展与研究现状,归 纳几种力反馈结构的原理并分析比较其特点及主要应用领域。
简述力反馈技术的前景,并总结出 力反馈设备未来发展的高精度、多模态、多点交互的趋势,结合可穿戴电子服装的应用特点,对力 反馈技术提出微型化、柔软化、真实化的建议。
关键词:可穿戴电子服装;力反馈技术;虚拟现实;人机交互;柔性传感器中图分类号:TS941.7;TP212 文献标志码:A 文章编号:2096 -1928(2019)04 -0293 -08Research Progress of Flexible Sensor and Its Interaction Technologyin Foret FeeXbrck Electronit ClotiingDONG Ka , ZHANG Ling , FAN Jiaxura ,LI Meagjia , MEI Lin , XIAO Xreliang(School of Textilo and Clothing,Jiangnan University, Wuxi 214122, China)Abstract : Sexson simulatiou in reality is the key to human-computxc interaction technology , and force feedback interaction technology is an importani factoc te realize the simulanou of force perceptioo in virtrni reality. A can truly reproUrce physicalinformanou such no the q uality,and harbaeso of thingo in the virtunl worlO. The paper summarizes the beveloumexf and research status of flexible seasoro commonly used in force feeabach techeolous and virtunl reanth wearable electro uioclothing 6X1^1116x 1 based on force feeabach 1x 0-0100,, summarizes the prigciplo of seveml force feeabach structures, and analyzes and compares theiz characteristics and main appOcatiou fielOs. Ie this 181X0, the prospect of force feePbach tech- eoloyy is briePo bescribeP , and the bevelopmext treed of high-crecisiou , multi-moUe and muOi-point interaction for the future of force feePbach equipmext is summarizeP. CombineP with the appOcatiou charactePstics of wearable electrouioclothing , this paper puts foavara some suuyestious on miniaturization - softness and anthexticith of force feePbach techgoloyz-Key words :wearable electronio clothingjforce feePbach techgoloyz'Virtual realitz ?man-machige interaction ,06X1^0 sepsoa虚拟现实技术是指通过计算机模拟虚拟世界, 并使用交互式设备通过直观感知(如听觉、视觉、触 觉、力觉等)使人们沉浸在虚拟世界中的技术。
力觉技术是目前虚拟现实交互技术中的一大难点,而 力反馈技术是实现模拟力觉的决定性因素。
不同力反馈系统的结构原理不同,力反馈系统根据原理 可分为仿生机械手反馈、磁流变液力反馈、气动力反馈、电磁铁力反馈和外骨骼力反馈。
文中分析了不同力反馈系统的原理,并总结了目前力反馈技术在可穿戴电子服装上的研究现状、应用及发展前-294-服装学报第4卷,旨在为可穿戴电子服装力反馈技术的研究提供新。
1力反馈结构的常用柔性传感器在智能中,如外界的力为电并将其及和是力反馈结构中传感用的性传感器是指性材料的传感器,具有良的性,结构,能等柔性材料的。
因此,柔性传感器通常用设备中力反馈结构的和传输。
性传感机制,主要为以下5种:压阻式传感器、压电式传感器、电容式传感、光纤式传感器、电感式传感器。
1.1压阻式传感器式传感器通过外力作用在弹性传感,使传感器的电生,进而电•出的电,间接感知力的。
的式传感器是导体材料硅和,导电弹性复合材料(如的复合导电纤维、的复合导电纤维等)制成。
式传感器的电与外界施加力的平方根成正比,因此纺织复合材料的式传感软、分辨率高、信号读出机制和设备简单、易与结合等优点,是力反馈结构常用的传感器。
图1为针性传感器。
Philips实验室发明了一种通过针织的方法将碳纤维与弹性纤维编织而的柔性传感器⑴(见图1(a))。
的长度会随着受力的而,其等效电阻也会随着的伸长率而。
运用针织技术中的“添纱结构”,将导电纤维和跟踪材料平行排列,在同一个成圈,中成圈,形成相互连接的传感器并电信号(见图1(b))oDE ROSSI D等⑵发明了一感器中聚毗咯部分与莱卡布相结合的式传感器。
当在此感施加压力时,莱卡布的尺寸也会随之,并且材料导电横截面积的增加,传感器的电阻也会降低。
但随着实验的不断深入,发现此类型传感器存在,如长、反度差、制作工艺困难、布面僵硬等。
导电材料是目前极具潜力的柔性传感器感应材料。
冯建超等⑶在叉指电极的陶瓷衬底用纳米/硅橡胶复合材料进行导电的式传感器。
测试表明:这 感器在0.1-100kHz下呈正,且该传感复性能,但随着率的增加会电极度,使传感器的降低。
(b)针织传感器及导电追踪器图1针织柔性传感器Fig.1Knitted flexible sensorPARK J等⑷研方向力传感能力的伸电。
互列用力方向敏感的柔性传感器中,两个形图案的CNT(carbon nanotube,碳纳米管)复合薄膜在图案一侧连接,形成互锁的几何形状,具体如图2所示。
在受、、等机力,这力感度的能力,并且列的几何结构,它在施加力方向表现:度的形,因能机。
结构的为1ms,恢复为10ms,是一度并且伸的式感。
图2联锁微圆阵列的柔性压力传感器Fig.1Flexiblx pressore sexsor with ibterlrcked micro-circlx arroy1.1压电式传感器受外力用,电材料的结构生形变而产生电偶极距,使压电材料两端形成电势差,第4期董科,等:力反馈电子服装中柔性传感器及其交互技术的研究进展-295-连接外界电能产生电。
压电式传感器是电材料的电效应的传感器。
为电的,一些新的压电材料面世,J现中的脆性陶瓷和石英,其中聚C聚物P(VDF-TrFE)、(PZT)和(ZnO)等。
聚偏二-三聚性P(VDF-TrFE)具有良的化学惰性,且加工工艺简单、压电大,已为目前倍受瞩目的新型压电材料。
SHIRIAOV A V等⑸使用压电聚偏氟乙烯(PVDF)作为传感,制备了一种面积为25mm2的柔性压电式传感器,能在-44~125弋之间正常使用,其检测范围为9~2000kPa,响应延迟时间为1mo。
这种压力传感方式简单,且低。
DREAN已等[0]:PVDF导电材料集成的外面料和之,电的电大器和相结果表明,这是线性的,可用在,能够检测施加在的压力。
LIA J等⑺开发了一套将纺织材料与压电材料相融合的,加速度、垂直加速度和压电数的。
实时反馈并运动人群的定性。
电式传感器、印刷电、等电入1中,并通过电指定位置,从而识别、运动的人群。
PERSANO L等⑻使用聚-共三氟乙,通过静电纺丝法立三维结构的纤维阵列。
这种材料的压电特性,能感4Pa的压力,灵敏度高,可应用于对敏感度要的微型传感器,如碰撞等。
1.4电容式传感器性电感器一般性材料为电极性材料为间隔层,相当力的变化为电容的一。
这性电感器与纺结合智能纺织品,度高、空辨率高等特点,且兼具纺软、可伸缩等特性。
SERGIA M等⑼设计了一种可集成到服装中的电容式力传感器。
将导电丝矩阵(经纬导电纱形成的16x19电容矩阵)覆盖在弹性,当对基体施加压力时,中夹的受到挤压而形,导致两侧导电纱矩阵之间的距离发生,从而使电容也发生。
外接电感器的电情况扫描并绘,并得力情况。
在中夹弹性塑料,导致传感器的度降低,并且三明治结构使'传感器的柔韧性降低,织物的舒适性也受到一定影响。
MEYER J等[19]在文献[9]模型的基础上进行了优化。
优的力传感器结构如图2所示。
图3中,,感为0~10N/cm0,平均误差4%,中人体的压力。
例如,感器中间存在0mm厚间隔,并将其作为介质层,此时,对传感器施加力前的电容为3.5pF(无载荷)漩加压力后的电容为5.8pF (压力5N/cm2)。
但由于传感器的感知带与人体皮之间在相对移动时存在摩擦力,导致肌肉向前臂得的压力分布不均匀。