本发明涉及人体信号监测，尤其涉及用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置。
背景技术：
1、人的自然运动过程会产生大量的人体信号，通过传感设备对这些信号进行实时监测以获得人体的生理健康状况具有重要的研究价值和实际意义。压力传感器可将人体运动所产生的机械信号转化为电信号，从而对各类人体信号进行监测，如手臂或手指的弯折、喉咙的震动、脉搏的跳动等。压力传感设备根据其信号转换原理可分为电容式传感设备、电阻式传感设备和压电式传感设备。
2、电容式压力传感设备的工作原理是平行板电容器的工作原理：电介质两端电容与极板的距离有关，在人体机械信号的变化下，极板的相对位置与作用的强度成正比变化，使得传感器的电容也随之发生改变，所以通过对传感器的电容变化进行测量，可以反过来测量人体机械信号的强度。目前已有的电容式压力传感器表现出较高的灵敏度，因此其常用于人体微弱信号如脉搏传感器中。中国专利cn 115477275 a公开了一种脉搏传感器、介质层模板及其制备方法及介质层制备方法；中国专利cn 110346079 a公开了一种基于预拉伸方法的电容型柔性压力传感器及其制备方法和应用。
3、然而，上述专利虽然考虑到了人体传感设备所需的柔性，但其仅可对脉搏信号进行监测，由于未做可穿戴设计，没有考虑其他人体信号的长期采集。更重要的是，人体中的多数信号都很微弱，其信号非常容易在采集过程中收到外界的电磁干扰，如何在保证微弱信号高灵敏度采集的过程中尽可能减小电磁干扰具有重要的意义。因此，开发出一种基于电容型传感器的抗干扰的可长期穿戴的柔性人体信号传感装置十分有必要。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，一方面其具有可长期穿戴、感知穿戴松紧程度的特点，同时可对多种人体信号进行收集，另一方面，本发明装置通过增大介电层的介电常数提高了压力传感器主体的初始电容，以减小装置内部的电磁干扰；通过创新的屏蔽层设计，保证人体信号的采集不受外界的电磁干扰，并且通过在柔性基底上的图案化电极实现柔性亲肤、高灵敏度、高线性度的实时体温监测传感。此外，本发明首次采用了凸起的柔性传导基底的设计，保证了微弱人体信号如脉搏的准确探测，保证了装置的灵敏度。
2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，包括从下到上依次设置的下屏蔽层、下聚酰亚胺软层、弹性支撑层、上聚酰亚胺软层、上屏蔽层和生物保护层；
4、所述生物保护层的上表面设有柔性传导基底和柔性体温传感电极；
5、所述弹性支撑层设有开口，其内容纳有压力传感器主体；所述压力传感器主体包括介电层和设于介电层上下侧的导电膜，所述导电膜和柔性传导基底一一对应设有若干，且形成阵列；
6、所述柔性传导基底为凸起的高分子弹性体直接接触人体皮肤，并通过阵列打孔直接粘附于介电层上侧的导电膜上；
7、所述上聚酰亚胺软层和下聚酰亚胺软层均打印埋藏式电路，上聚酰亚胺软层上设有若干导电焊盘，分别对应压力传感器主体的每一个阵列点；
8、所述柔性体温传感电极与上聚酰亚胺软层的导电焊盘相连，粘附于上聚酰亚胺软层；
9、所述上屏蔽层和下屏蔽层分别对应上聚酰亚胺软层和下聚酰亚胺软层设置，上屏蔽层设于上聚酰亚胺软层的上表面，下屏蔽层设于下聚酰亚胺软层的下表面。
10、所述介电层的制备是通过将聚二甲基硅氧烷(pdms)和碳纳米管(cnts)混合研磨，于负压抽出混合物的气泡后平铺在玻璃板上制备薄膜，最后干燥固化。
11、所述导电膜采用柔性嵌段共聚物/银纳米线制备。
12、所述导电膜由热塑性聚氨酯(tpu)的n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)的n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液和银纳米线分散液混合烘干而成，或由水性聚氨酯(wpu)和银纳米线分散液混合烘干而成。
13、所述导电膜的厚度<50μm。
14、所述柔性传导基底的高度<5mm。
15、所述佩戴装置整体的长度为30～500mm，宽度为20～50mm，高度为3～10mm。
16、所述柔性体温传感电极通过将天然高分子材料和柔性嵌段共聚物混合后，倾倒于培养皿中，固化成薄膜，随后覆盖掩膜板通过pvd在薄膜表面形成图案化的铂电极。
17、所述柔性体温传感电极采用图案化的螺旋形铂电极。
18、所述屏蔽层采用导电碳布。
19、相对于现有技术，本发明技术方案取得的有益效果是：
20、1、本发明装置不仅具有较高的灵敏度和抗电磁干扰能力，能准确测得具有完整波形的人体脉搏信号，而且具有可穿戴和高生物相容性的特点，因此能对人体脉搏进行长期监测，不会引起人体皮肤反应。
21、2、本发明装置能对人体呼吸信号和声带信号进行监测和识别，而且具有可穿戴和高生物相容性的特点，因此能对人体喉部运动进行长期监测，不会引起人体皮肤反应。
22、3、所述压力传感器主体采用阵列电容式传感器，可实时反应传感装置佩戴的松紧情况，并多方位多通路地收集人体信号。
23、4、本发明柔性体温传感电采用螺旋形的图案化电极，具有柔性亲肤、高灵敏度、高线性度的特点。
24、5、本发明所述屏蔽层分别从上方和下方包裹住上、下聚酰亚胺软层，用于抵抗外界电磁干扰。
25、6、本发明所述聚酰亚胺软层打孔后，使柔性传导基底能直接粘附在介电层上侧的导电膜上，使压力传感器主体的每一个阵列点均为独立的采集点不受周围的影响，从而传递人体皮肤不同位置的机械信号。
1.用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，其特征在于：包括从下到上依次设置的下屏蔽层、下聚酰亚胺软层、弹性支撑层、上聚酰亚胺软层、上屏蔽层和生物保护层；
2.如权利要求1所述的用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，其特征在于：所述介电层的制备是通过将聚二甲基硅氧烷(pdms)和碳纳米管(cnts)混合研磨，于负压抽出混合物的气泡后平铺在玻璃板上制备薄膜，最后干燥固化。
3.如权利要求1所述的用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，其特征在于：所述导电膜采用柔性嵌段共聚物/银纳米线制备。
4.如权利要求3所述的用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，其特征在于：所述导电膜由热塑性聚氨酯(tpu)的n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(sbs)的n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液和银纳米线分散液混合烘干而成，或由水性聚氨酯(wpu)和银纳米线分散液混合烘干而成。
5.如权利要求1所述的用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，其特征在于：所述导电膜的厚度<50μm。
6.如权利要求1所述的用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，其特征在于：所述柔性传导基底的高度<5mm。
7.如权利要求1所述的用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，其特征在于：所述佩戴装置整体的长度为30～500mm，宽度为20～50mm，高度为3～10mm。
8.如权利要求1所述的用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，其特征在于：所述柔性体温传感电极通过将天然高分子材料和柔性嵌段共聚物混合后，倾倒于培养皿中，固化成薄膜，随后覆盖掩膜板通过pvd在薄膜表面形成图案化的铂电极。
9.如权利要求8所述的用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，其特征在于：所述柔性体温传感电极采用图案化的螺旋形铂电极。
10.如权利要求1所述的用于人体信号监测的可穿戴多阵列式多通道电容型柔性传感手腕佩戴装置，其特征在于：所述上屏蔽层和下屏蔽层采用导电碳布。
