[发明专利]一种自供电的人体坐姿监测靠垫

说明书

本发明公开了一种自供电的人体坐姿监测靠垫，其包括：主体部分，传感部分，其中主体部分包括靠垫基底、阶梯状凹槽、电源模块、信号处理模块、通信模块，传感部分包括支撑底座、柔性电极层、下部摩擦层、折纸结构层、上部摩擦层、导电线，下部摩擦层由下部摩擦层基底和棱台状凸起组成，采用一体化成型工艺。本发明提供一种基于摩擦纳米发电机原理的自供电的人体坐姿监测靠垫，通过上部摩擦层与下部摩擦层间的接触和挤压，产生电信号，其不需要外部电源对传感模块供电，具有结构简单性、使用安全性以及环境友好性。

技术领域

本发明属于摩擦纳米发电技术领域，特别涉及一种自供电的人体坐姿监测靠垫。

背景技术

随着生活和工作方式的转变，人们每天都会保持长时间的坐姿，久坐问题日益突出。伴随着坐的时间变长，人们往往会倾向于选择更为“舒服”的不良坐姿，如前倾、半躺、翘腿等，这些不良坐姿会减少肌肉和韧带的发力，使骨头和关节承受更大的力，关节和骨头长期处于高压状态，会导致颈椎病、腰间盘突出、体态形变、视力减退、超重肥胖等严重的危害。因此，需要对人体的坐姿进行检测，并对不良坐姿进行反馈提醒。

面对较长的坐姿时间，人们往往会选择靠垫、坐垫等辅助措施来保证坐姿的舒适性。因此，靠垫对人们坐姿的正确性、舒适性极为重要，同时也是加设坐姿监测传感器的最佳物体。现有的具有坐姿监测功能的靠垫，其传感器模块通常需要电源进行供电，这使得靠垫体积增大、结构复杂且不利于安全性和环保性，同时充电或更换电源的操作也导致使用过程变得繁琐。

发明内容

本发明提供一种自供电的人体坐姿监测靠垫，可在使用过程中对人体坐姿状态进行监测，并且在传感器运行过程中可自行供电，靠垫的传感器模块可根据人体形态的不同，进行自适应变形。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种自供电的人体坐姿监测靠垫，包括：

主体部分，其包括由弹性材料制作而成的靠垫基底、基底表面分布的阶梯状凹槽结构、信号处理模块、电源模块、通信模块，其中靠垫基底由具有多孔结构的弹性材料制成，基底表面为符合人体工程学模型的马鞍状结构，所述阶梯状凹槽结构均匀分布于基底表面；

传感部分，其包括支撑底座、导电线、柔性电极层、下部摩擦层、折纸结构层、上部摩擦层，所述下部摩擦层包括下部摩擦层基底、棱台状凸起结构，其中棱台状凸起结构均匀分布于下部摩擦层基底上表面，所述上部摩擦层通过折纸结构层与下部摩擦层连接，形成闭合空间，所述柔性电极层位于下部摩擦层下部，所述导电线连接柔性电极层与外部电路；

进一步地，所述主体结构靠垫基底由具有多孔结构的弹性材料制成。

进一步地，所述传感部分支撑底座具有阶梯状结构，由硅胶制成。

进一步地，所述传感部分柔性电极层为石墨烯柔性电极。

进一步地，所述传感部分下部摩擦层基底、棱台状凸起结构均由硅胶制成，采用一体化浇铸成型工艺。

进一步地，所述传感部分折纸结构层采用聚四氟乙烯PTFE制成、上部摩擦层由尼龙材料制成，两部分采用胶水粘接。

进一步地，所述传感部分导电线为导电银线，其连接柔性电极层与外部电路。

进一步地，所述主体结构阶梯状凹槽与传感部分支撑底座具有配合关系。

进一步地，所述传感部分通过导电线与主体结构信号处理模块相连，信号处理模块与电源模块和通信模块相连。