[发明专利]集成可贴附柔性拉伸传感器和惯性传感单元的可穿戴式手语识别系统与方法

权利要求书

1.一种集成可贴附柔性拉伸传感器和惯性传感单元的可穿戴式手语识别系统，其特征在于，包括：

柔性拉伸传感器，贴附于人体每个手指的关节位置的，用于监测手指的弯曲运动；

惯性传感单元，贴附于手背位置，用于监测手在空间中的运动；

柔性采集电路，采集每个柔性拉伸传感器以及惯性传感单元的数据；

手语识别系统，被设置成接收从所述柔性采集电路传输的传感数据，并据此判断手是否处于活动状态，以及在活动状态下，基于预先训练的第一识别模型识别输出手语动作。

2.根据权利要求1所述的集成可贴附柔性拉伸传感器和惯性传感单元的可穿戴式手语识别系统，其特征在于，所述柔性拉伸传感器为电阻型的柔性拉伸传感器，由第一基底层、第二基底层以及位于第一基底层、第二基底层之间的敏感材料层与可拉伸导线层构成，所述可拉伸导线层与敏感材料层电气连接。

3.根据权利要求2所述的集成可贴附柔性拉伸传感器和惯性传感单元的可穿戴式手语识别系统，其特征在于，所述敏感材料层为导电炭黑层。

4.根据权利要求2所述的集成可贴附柔性拉伸传感器和惯性传感单元的可穿戴式手语识别系统，其特征在于，所述可拉伸导线层为Ecoflex材料与银纳米片以一定比例混合而制成的预定形状的导电聚合物。

5.根据权利要求4所述的集成可贴附柔性拉伸传感器和惯性传感单元的可穿戴式手语识别系统，其特征在于，所述导电聚合物中的银纳米片的质量比为68％±1％。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的集成可贴附柔性拉伸传感器和惯性传感单元的可穿戴式手语识别系统，其特征在于，所述柔性拉伸传感器被设置成按照以下方式制成：

步骤1、取一定厚度的亚克力板材，依照传感器形状将其切割成一定尺寸的基片；

步骤2、取50微米厚度的PI膜，切割出敏感材料层和可拉伸导线层的图案作为掩模版，并且切割成一定的尺寸；

步骤3、将基片置于匀胶机上，均匀地在基片上倾倒配置好的Ecoflex胶，并进行甩匀；

步骤4、将匀胶后的基片置于热板上，加热固化1小时，制备出第一基底层；

步骤5、将敏感材料层的掩模版与基片对准，使敏感材料层的PI膜贴附在固化的Ecoflex胶表面对应位置；

步骤6、将一定量的导电炭黑滚涂在被掩模版暴露出来的对应于敏感材料层位置的Ecoflex胶表面，反复多次，涂抹均匀；然后剥离敏感材料层的掩模版，基于Ecoflex胶和导电炭黑之间的作用力，导电炭黑则以所需的图案留在Ecoflex胶表面；

步骤7、将可拉伸导线层的掩模版与基片对准，使可拉伸导线层的PI膜贴附在固化的Ecoflex胶表面对应位置；

步骤8、将Ecoflex材料与银纳米片混合而成的导电聚合物均匀涂抹在掩模版表面，确保可拉伸导线层对应的图案区域没有漏洞；

步骤9、剥离可拉伸导线层的掩模版，导电聚合物以所需要的图案保留；

步骤10、取导电纺织线，并使用少量的导电聚合物将导电纺织线分别黏在每个可拉伸导线层的端部；

步骤11、将制备好第一基底层、敏感材料层和可拉伸导电层基片放在匀胶机上，再次均匀地布上第二层Ecoflex胶，封装器件；

步骤12、将基片置于热板上，加热固化1小时，制备出第二基底层，完成传感器制备。

7.根据权利要求6所述的集成可贴附柔性拉伸传感器和惯性传感单元的可穿戴式手语识别系统，其特征在于，所述Ecoflex材料与银纳米片混合而成的导电聚合物，被设置成按照以下方式制备：

将一定量的银纳米片、50ml乙醇、2ml去离子水混合磁力搅拌均匀，获得第一混合液；

将一定量的0.01mol/L的碘化钾溶液滴入上述第一混合液中，继续搅拌，获得第二混合液；

将第二混合液真空抽滤，完成固液分离，并干燥；

将干燥后的银纳米片粉末在强光下暴露，以分解其中的碘化银；

将处理后的银纳米片粉末按照预设的质量比与Ecoflex材料混合，完成导电聚合物的制备。