[发明专利]用于纺织品表面的大面积可伸展压力传感器

说明书

技术领域

本专利申请的目的在于一种记录用于纺织品表面的大面积可伸展压力传感器，其中，大面积将被理解为具有比1mm²更大的面积的任何表面。显著地，由于所有材料和纺织品支撑件的机械特性，由于其导电墨和可伸展压阻（压敏电阻）以及沉积（deposition）系统的使用，本发明的压力传感器对象包括诸如揉性的多个机械特性，包括所述传感器表面的总褶皱、可伸展性和弹性。甚至在揉性和可伸展性的状态下，该压力传感器仍保持其功能，一旦所接收的外部变形结束，由于支撑件的弹性特性，使得压力传感器能够恢复其形状。

更具体地，该大面积压力传感器具有为导电墨或膏的多条迹线，在其上印刷压阻墨或膏的多个探测点，使得这些探测点量度施加到它们上的压力或法向力，并且通过上述迹线将其发送到控制系统。从而，控制系统可以将所探测的压力发送到图形呈现装置，其能够执行对沿着该压力传感器的表面产生的压力的直观呈现，该图形呈现称为压力图。

背景技术

当前，已知纺织品支撑件上的压力传感器，由集成到导电层中的底基织物层构成，其通常由丝线、塑料薄膜或施加的其他导电材料（诸如，膏或墨）构成，但是在任何情况下它们都不可伸展。另外，为了这些导电材料的正常运行，它们必须由具有绝缘特性的封装层覆盖，该封装层依次由上覆织物层覆盖。

一方面，特别是现在，通过在具有导电特性的聚合物树脂中散布导电粒子获得导电墨，这已是公知的。另外，该结构提供具有膏状质地的墨，即，用作假塑性流体，以通过任何已知印刷方法印刷。

另一方面，由已经过外部压力的可变电阻材料构成的压阻材料也已是公知的，但是申请人未发现有以感应点的形式印刷在导电墨上的这些压阻材料在墨或膏中的使用，其形成柔软的、有弹性的和可伸展的压力传感器的一部分。

当前，这些传感器中的很多都是电容类型的，并且从而具有用于探测压力的电容元件。该类型的技术解决方案具有消耗大量电的缺陷并且具有低空间分辨率，即，元件的尺寸比电阻型传感器大很多。由于该结构，很多传感器都要求信号转换器，以获得可以由控制系统处理的电测量。

从而，获得不能指示所接收的压力的幅度的压力传感器，即，它们仅探测在特定点中的一个点处是否存在压力。另外，由于其多层结构，导致这些传感器非常厚、不柔软，并且在任何情况下它们都不可伸展。

最后，申请人不知道存在在纺织品上应用的柔软和可伸展的大面积压力传感器，其甚至在其揉性和可伸展性的状态下运行。

发明内容

本发明的用于纺织品表面对象的大面积可伸展压力传感器解决了上述缺点，还提供其他附加优点，其从以下说明将变得明显。

用于纺织品表面的该大面积可伸展压力传感器包括：支撑件或衬底，通过任何已知印刷技术在其上印刷了可以发送印刷电信号的导电墨或膏的。更特别地，压力传感器的特征在于，所述支撑件是柔软的、可伸展的和有弹性的，并且在所述支撑件上印刷可伸展和有弹性的导电墨或膏的多条主迹线；在所述多条主迹线上，印刷用作压力感应点的多个压阻膏或墨沉积物，并且这些沉积物中的每个都连接至也被印刷在所述支撑件上的可伸展和有弹性的导电墨或膏的副迹线，使所有迹线，主或副迹线，均连接到控制系统，而不相互交叉。

上述压阻墨当表面经受压力时，能够改变其电阻，并且归功于迹线，主和副迹线，由于衬底和两种墨的机械特征，使得甚至当整个压力传感器都在经受弯曲或伸展时，也可以由分析所接收的数据的控制系统探测到压阻墨的该电阻改变。更特别地，这主要由于支撑件的机械特征以及通过导电粒子在本质导电树脂聚合物中的散布形成导电墨的事实，使得当迹线印刷时，导电粒子散布到所述聚合材料上，产生可以发送电的电触点的网络，这是因为甚至当材料经受伸展时，它们也具有允许电流在导电粒子的散布之间流动的足够导电性。

另外，因为压力传感器支撑件由柔软的、可伸展的和有弹性的纺织品类型材料制成，并且因为迹线（主或副）也由可伸展和有弹性的导电墨制成，在经受可能由伸展或折叠该支撑件的人执行的任何外部机械力之后，在不被破坏的情况下其可以恢复其原始尺寸和形状。

可选地，每个压阻墨沉积物都可以通过与压阻墨沉积物相同形式的导电墨沉积物覆盖，其与副迹线接触，并且其可以是通过任何已知传统印刷技术沉积的导电墨。