[发明专利]用于运动检测的电子外神经系统及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于运动检测的电子外神经系统及其制备方法，用于运动检测的电子外神经系统，包括：基底层；导电层，基于预先制备的液态金属导电油墨印刷在基底层上；塑封膜，设置于导电层上且覆盖导电层。本发明通过在基底层上印刷有功能化的液态金属柔性功能导电层，以便于及时、准确地人体关节肌肉等表皮处检测物理及电生理信号的变化，进而便于提高运动学相关检测和分析的稳定性和准确性，提供更加舒适和灵活的运动检测手段，突破时间和空间的限制，给居民和运动员以及检测人员带来精确、实时、舒适、轻便的运动监测健康体验。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种用于运动检测的电子外神经系统及其制备方法。

背景技术

随着运动检测的需求越来越大，从医疗康复训练到科幻动作电影的特效制作，从运动损伤检测到虚拟现实的娱乐。运动检测涵盖人体关节运动的角度和速度的标定，可通过多种方式和手段实现，包括光学摄像头对人体各个关节和部位进行捕捉，惯性测量单元通过内置的加速度计对运动角度进行计算，以及柔性电子领域通过关节运动变形带来的应变检测等，运动检测设备也逐渐从笨重、繁杂、固定、昂贵，逐渐向柔性、便捷的方向发展。

目前，主流的运动检测手段主要通过光学动作捕捉设备，其主要通过设置在固定场地中的数个摄像头，对场地中央的运动采集对象进行标定。另外，运动检测手段还通过可穿戴的运动检测传感器进行检测，其主要采用加速度计的测量原理，如惯性测量单元，可穿戴在测试对象的身上，一定程度上不受场地限制。

然而，光学动作捕捉设备系统要求采集对象需要在身上相应部位贴上很多采光标志物，采集对象的运动范围受限，穿戴不舒适，且设备昂贵、调试复杂，后期处理耗时长，存在受限于场地的需求等缺点；另外，不受场地限制的可穿戴设备如惯性测量单元等通过加速度测量的陀螺仪电子设备，受加速度原理采集信号的限制，数据在测量过程中会逐渐漂移，越来越不稳定，且与皮肤的共形性差，舒适度低，尤其适用不了长时间以及剧烈运动。

发明内容

本发明提供一种用于运动检测的电子外神经系统及其制备方法，用以解决现有技术中由于采集数据不稳定以致检测结果较差的缺陷，实现精确、实时、舒适、轻便的运动监测健康。

本发明提供一种用于运动检测的电子外神经系统，包括：基底层；导电层，基于预先制备的液态金属导电油墨印刷在所述基底层上；塑封膜，设置于所述导电层上且覆盖所述导电层。

根据本发明提供的一种用于运动检测的电子外神经系统，所述导电层包括电子外神经运动感知神经元和电子外神经纤维束，其中：所述电子外神经运动感知神经元分布于所述基底层上；所述电子外神经纤维束，设置于所述基底层上，且连接分布于所述基底层上的电子外神经运动感知神经元。

根据本发明提供的一种用于运动检测的电子外神经系统，所述基底层的两侧分别设有离型层，且所述导电层设置于所述基底层剥离所述离型层的一侧。

根据本发明提供的一种用于运动检测的电子外神经系统，所述液态金属包括镓基液态金属合金；所述高分子溶液包括聚乙烯吡咯烷酮和正癸醇的高分子溶液、正己醇中的至少一种；所述塑封膜包括热塑性热熔胶膜、热塑性弹性体膜中的至少一种。

本发明还提供一种用于运动检测的电子外神经系统的制备方法，包括：提供基底层；将预先制备的液态金属导电油墨印刷在所述基底层上，形成导电层；利用热压将热塑性热熔胶膜覆盖在所述导电层上，形成塑封膜。

根据本发明提供的一种用于运动检测的电子外神经系统的制备方法，所述将预先制备的液态金属导电油墨印刷在所述基底层上，形成导电层，包括：将预先配置的液态金属与高分子溶液按预设比例混合，并基于间歇超声的方式，得到液态金属导电油墨；基于预设图案，制备丝网印版；基于丝网印刷方式，将所述液态金属导电油墨通过所述丝网印版印刷至所述基底层，形成导电层。