[实用新型]一种面向手势识别的高精度柔性电子皮肤

说明书

本实用新型属于柔性电子皮肤领域，并公开了一种面向手势识别的高精度柔性电子皮肤。柔性电子皮肤包括两块电极、引线和端口，其中：两块电极的结构相同，用于检测肌电信号；所述引线将电极采集的肌电信号传递给所述端口；端口与外界连接；电极上实体部分和孔洞部分，电极包括三层结构，从上自下依次为功能层、连接层和基底层，功能层用于感应肌电信号，连接层用于连接所示功能层和基底层，基底层作为功能层和连接层的载体。两块电极的引线部分或者全部平行排列，两根引线之间的距离不超过1mm，以此抵消两根引线产生的电势，实现对引线产生的电势的补偿。通过本实用新型，实现待测对象手势的高精度、灵活多变和高舒适性的识别。

技术领域

本实用新型属于柔性电子皮肤领域，更具体地，涉及一种面向手势识别的高精度柔性电子皮肤。

背景技术

当今世界，由于人机交互产业发展的需求，手势识别设备成为各机构研究发展的重点，同时应用于各个领域中。人体通过神经系统和骨骼肌共同作用控制肌体的运动过程并产生肌电的过程如下：中枢神经系统通过调控相应肌肉以兴奋或收缩做出相应动作，此时肌纤维上的电位会有规律的波动，产生肌电信号，和动物的机体存在着大量的体液，而体液可作为容积导体将肌肉活动所产生的生物电变化传至体表，因此，在机体任何部位安置引导电极，通过放大器都能引导到肌肉的电活动，此类电活动能够在一定程度上反应肌肉的运动状态。

目前也有其他机构开发了用于手势识别的设备。如CN201620485119.7开发出一种通过肌电传感器实现手势识别的臂环，CN201821283234.1公开了一种红外手势识别装置，通过红外光反射识别各个分解动作，最后达到手势识别的效果，CN201821214366.9提出了一种通过压力传感器实现手势识别的指套；然而这些专利提出的手势识别装置存在如下其中之一或者几个缺点：1)测量面积较小，无法测量整个手臂的肌电信号。2)体积较大，佩戴舒适度较低，用户体验不佳。3)设备较复杂，不方便携带；因此对于这些现存问题，需要开发一种新式的面向手势识别的柔性电子皮肤。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种面向手势识别的高精度柔性电子皮肤，其通过采用两块电极采集当待测对象手势发生变化时，引起的肌肉收缩产生的电势变化即肌电信号，实现待测对象手势的高精度、灵活多变和高舒适性的识别。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种面向手势识别的高精度柔性电子皮肤，该柔性电子皮肤包括两块电极、引线和端口，其中：

所述两块电极的结构相同，用于贴附待测对象表面检测肌肉收缩产生的肌电信号，所述引线设置在每块所述电极的下方，用于连接所述电极和端口，其将电极采集的肌电信号传递给所述端口，所述端口与外界的采集卡或上位机连接，用于将所述电极采集的肌电信号传递给所述采集卡或上位机；

所述电极包括实体部分和孔洞部分，该孔洞部分用于提高所述电极的延展性和与待测对象的贴合度，该电极包括三层结构，从上自下依次为功能层、连接层和基底层，所述功能层用于感应所述肌电信号，所述连接层用于连接所述功能层和基底层，所述基底层作为所述功能层和连接层的载体。

进一步优选地，所述两块电极的引线部分或者全部平行排列，两根引线之间的距离不超过1mm，以此抵消两根引线产生的电势，实现对引线产生的电势的补偿。

进一步优选地，所述孔洞部分的覆盖率小于等于66％，以此满足待测对象的拉伸率。

进一步优选地，所述柔性电子皮肤的厚度为1微米～2微米。

进一步优选地，所述功能层的厚度为100nm～300nm，所述连接层的厚度为10nm～50nm，所述基底层的厚度为1微米～1.7微米。

进一步优选地，所述功能层采用的材料为金或银等导电金属，所述连接层采用的材料为铬或钼。

进一步优选地，所述基底层采用的材料为PET或PI。