吉林大学苑亚洲获国家专利权
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龙图腾网获悉吉林大学申请的专利一种基于拉胀超材料的肌电监测穿戴装置及其制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN117462135B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202311531342.1,技术领域涉及:A61B5/256;该发明授权一种基于拉胀超材料的肌电监测穿戴装置及其制备方法是由苑亚洲;马愫倩;戴靖;林兆华;梁云虹;陈博雅设计研发完成,并于2023-11-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于拉胀超材料的肌电监测穿戴装置及其制备方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于拉胀超材料的肌电监测穿戴装置及其制备方法,涉及肌电信号监测领域,包括大拉胀超材料网格,其用于包裹人体被监测部位,作为主要穿戴部分;柔性银纳米线电极,其与拉胀网格接触连接包括两层,一层是PDMS薄膜,另一层为银纳米线导电层;信号采集装置,包括导线以及肌电信号采集卡,其中信号采集卡由蓝牙模块与采集卡连接后上传数据。本发明在设计的拉胀超材料的加持下,可以保证在人体大变形时在与人体表面紧密接触的同时又可以避免像普通穿戴设备在大拉伸下的过分横向收缩,来保证检测信号具有良好的稳定性和准确性,采用拉胀网格覆盖柔性银电极的检测方法,还保证了穿戴设备的透气性和舒适性。
本发明授权一种基于拉胀超材料的肌电监测穿戴装置及其制备方法在权利要求书中公布了:1.一种基于拉胀超材料的肌电监测穿戴装置的制备方法,其特征在于:所述基于拉胀超材料的肌电监测穿戴装置包括外部穿戴拉胀超材料1、银纳米线电极2、采集卡3、电源4和蓝牙模块5,外部穿戴拉胀超材料1通过银纳米线电极2与采集卡3连接,采集卡3与电源4连接,蓝牙模块5通过蓝牙信号与采集卡3无线连接,所述基于拉胀超材料的肌电监测穿戴装置在相关监测场景下,应用于人体动作的肌电信号检测; 所述方法包括以下步骤: 步骤一、超材料结构设计 通过对圆弧的参数进行设计,其中选取了圆弧的线径为0.5mm,胞元结构选取了纵向排列直径t=7mm和横向排列直径t=8mm的圆弧来进行组合设计,并且调节参数θ为180°到60°来调节拉胀网格的拉伸性能,θ为圆弧的中心角,以此组成拉胀超材料的基本胞元结构,设计提出了一种对称反手性结构的拉胀超材料单元,对称反手性结构的拉胀超材料单元根据手性结构在拉伸时发生旋转的机制,进行反对称设计,其中拉胀超材料单元在拉伸时上下两部分旋转方向相反从而导致中间向外突出,形成明显的大拉胀效果; 步骤二、样件实物制作 使用三维建模软件建立网格模型,对各参数优化完成后的三维模型使用Creo软件进行切片,采用FDM3D打印技术对样件进行打印,打印耗材为直径0.4mm的聚乳酸PLA材料,为防止打印网格在打印或取出中损坏,在设计超材料模型时,将胞元网格两边连接的长方体的高度设计为1mm,比圆弧线径0.5mm要大,以使网格结构悬空来进行支撑打印,其中支撑材料是直径为0.4mm的聚乙烯醇PVA,支撑材料溶于水,将打印模型取出后放入水中一段时间,形成单独的超材料结构; 步骤三、制作聚二甲基硅氧烷PDMS基片 a按10:1的重量比混合基材和固化剂,在烧杯中进行充分搅拌混合; b将混合好的基材进行静置处理1小时,当烧杯中的混合材料中没有气泡后,完成PDMS基材的制造; c选取边长为2cm的两块玻璃基板擦拭干净后,将配置的PDMS基材倒在玻璃基板上,使用旋涂设备进行均匀旋涂,从而形成厚度为2mm的PDMS薄膜; 步骤四、电极的集成 a将PDMS溶液旋涂在边长为2cm的玻璃片上,在50℃烘箱中放置1小时,拿出后在PDMS没有完全固化时,使用喷枪进行银纳米线的喷涂,未完全固化的PDMS粘性大,更利于银纳米线在其表面附着,以防止在进行肌电信号监测时的电极过分剥落; b喷涂完毕后再次将PDMS薄膜放入烘箱中,等待电极膜完全固化后取出,使用商业导电铜胶带在电极一端边缘处进行缠绕,商业导电布胶带连接到铜胶带表面后,使用绝缘胶带进行裸露导电胶带部分的覆盖,以防止信号干扰,商业导电布胶带以铜与镍的聚酯纤维涂布; 步骤五、监测装置集成 将制造的两个银纳米线电极的导电布胶带裸露部分使用卡扣导线与采集卡通道连接,待测肌肉部位外表擦拭干净后,将两电极顺着肌肉并排简单固定放置在人体表面,参比电极放置在不参与肌肉运动的区域,将设计的拉胀超材料覆盖在电极及测试区域,覆盖后使用尼龙扣带连接超材料网格两端进行穿戴紧固,穿戴部分集成完毕后,进行肌电信号监测。
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