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柔性薄膜压力传感器应用场景
柔性压力传感器是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性、甚至可自由弯曲甚至折叠,而且结构形式灵活多样,可根据测量条件的要求任意布置,也可适应复杂的非平整的表面,能够非常方便地对复杂被测量进行检测,这些特点极大地扩展了柔性压力传感器的应用领域,从而被广泛应用在消费电子、汽车行业、医疗领域、智能家居、机器触觉、人机交互等领域。

消费电子领域

最近几年,蓝牙耳机越来越多的出现在人们的视线里,这是得益于TWS技术的发展,TWS技术运用到了蓝牙耳机领域,也催生了一个新的产品-TWS蓝牙耳机。我司自主研发的柔性薄膜压力传感器SPF01凭借柔性、耐弯折,高灵敏度,低功耗等功能,被批量应用在TWS耳机内:直接将压力传感器贴于TWS耳机侧边框内部,当用户按压时即可将压力传递至传感器,从而完成暂停、播放、下一曲等操作。也可以应用于手机侧边触控:将感压膜贴合至屏幕背部,当用户进行触摸操作,面板所产生的微形变将传递至感压膜,产生信号变化,即可识别用户的触摸操作类型。

汽车行业

汽车工业零部件接触表面不规则,表面形状和接触压合形状复杂,接触部件之间缝隙小,弯曲面多。而柔性压力传感器的柔韧性,可适应非平整表面,可弯折,超薄的特点可应用在汽车设计中用于检验设计是否合理(包括座椅与人体之间,雨刮与挡风玻璃之间,车顶天线基座与车顶之间,脚踩刹车等)。同样,也用于检测部门检测车辆是否满足出厂标准。除此之外,传感器也可集中于汽车座椅内,当感受到驾乘人员坐稳后,提醒顾客系好安全带。在电动汽车应用中,我司自主研发的柔性薄膜压力传感器SPF02可贴合于汽车锂电池表面,用来检测汽车锂电池使用过程中的安全,防止电池过充实现提前预警。

医疗领域

目前可以检测心率和呼吸速度的可穿戴医疗用品,主要依赖传统的微芯技术。新一代柔性压力传感器的出现,或许将打破这一局面。这种新型传感器,可以监测人体的生理和运动信号:柔性传感器贴敷在人体不同位置(喉咙、胸部、手腕、手指、手臂、脊柱、脚),并监测相应的生理信号和运动信号:手腕脉搏、讲话、咳嗽、吞咽和呼吸、手指弯曲不同角度,颈、胸、腰椎脊柱姿势和行走状态。基于这些研究可应用于脉搏及心率的实时监测,可通过将传感器集成于手环或设备中,感知微小压力信号或触觉信号,实现脉搏的抓取及心率的检测;应用于足压监测,可将阵列多传感器置于柔性鞋垫内,用于计步及实时监测足底压力,用于跑步姿势矫正。也可以监测年长病患的走路模式,判断多发性硬化症的迹象。这个市场在未来的发展也被业内广泛看好。
智能家居领域

目前柔性压力传感器在智能家居应用最多的是智能床垫,作为大面积使用的传感器,将床垫从头到脚分解成数段,用压力传感器同时检测不同区段的压力值,收集用户睡姿及心率信息,科学监测用户睡眠情况。各大商场、影院随处可见的按摩椅中也有柔性压力传感器的应用,将传感器集成于按摩椅内部,当有人坐在上面时,按摩椅会感受到压力信号,提醒顾客如何操作使用。

机器触觉

使用柔性材料制作的薄膜压力传感器,可集成于机械手表面,让机器能产生触觉,并能移动和伸缩。这种嵌入可伸缩“皮肤”的“软机器人”,它们将会帮助未来的机器人获得拥有“触觉”的“皮肤”,并能利用到医疗领域,可专门为截肢患者设计,将传感器集成于假肢表面,通过电脉冲信号让残障人士重获触觉。

人机交互

柔性可穿戴的电子设备可以满足人们日益追求更方便、更丰富多彩的生活的需求。在人机交互的系统中,人是整个系统中最重要的部分。而满足客户服务的应用需求,提升用户体验是人机交互技术的核心理念。然而,传统的笨重和刚性电子设备,很大程度上影响了用户的舒适度,要克服这些缺点,必须开发具有优异柔韧性和良好延展性的柔性传感器,柔性、可伸缩的传感器可以附着在如人体和机器人皮肤等弯曲和动态的表面上,持续实时监测生理和环境指标,柔性传感器的感知过程是人机界面的基础,舒适先进的可穿戴传感器也在很大程度上决定了交互的准确性和交互过程的用户体验,从而创造更全面和迷人的应用设计。比如,利用柔性传感器获取足底压力信息,然后采用基于数据驱动的方法进行足迹跟踪而开发设计的一款步态交互游戏,通过下肢操作进行游戏互动,系统能较好地实现用户下肢交互的游戏同步,提升了玩家游戏过程中的体验感。

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