【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及檢測傳感器，尤其是一種水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法及手語識別系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、手語是一種基于人類手勢和身體姿勢的非言語交流方法，在聾啞社區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用，但其抽象性和地域多樣性可能會給那些不理解它的人帶來交流障礙。目前，各種識別人類手勢的技術(shù)，包括視覺圖像處理、肌電圖和可穿戴應(yīng)變傳感器，在改善聾啞社區(qū)的交流方面發(fā)揮著重要作用。導(dǎo)電水凝膠具有軟組織狀含水結(jié)構(gòu)的特點，具有可調(diào)節(jié)柔軟度、固有可拉伸性、有趣的機電響應(yīng)性和生物相容性等優(yōu)點；廣泛用于手語信號處理。相關(guān)技術(shù)中，傳統(tǒng)塊體水凝膠在應(yīng)變傳感過程中純粹的幾何效應(yīng)工作機制和回彈性不足等固有局限性，導(dǎo)致水凝膠基的應(yīng)變傳感存在靈敏度低、檢測限不足、響應(yīng)/恢復(fù)時間長以及循環(huán)性差等不足之處。例如，傳統(tǒng)塊體水凝膠在應(yīng)變監(jiān)測中表現(xiàn)出的低靈敏度與不足的檢測限，無法有效地捕捉細微的應(yīng)變變化以及不能滿足高精度要求的應(yīng)用場景。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于至少一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。
2、為此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種高靈敏度的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法及手語識別系統(tǒng)。
3、為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本專利技術(shù)實施例的一方面，提供了一種水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，包括以下步驟：制備水凝膠纖維；將銀線作為電極綁在所述水凝膠纖維上，置于襯底上；將所述水凝膠纖維的兩端通過導(dǎo)電膏連接，以使所述水凝膠纖維形成閉環(huán)；并覆蓋封裝層；在兩個電極之間創(chuàng)建裂紋，并在裂紋處的所述水凝膠
4、在一些實施例中，本專利技術(shù)實施例的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，所述襯底包括彈性體，所述襯底通過以下步驟制備：
5、通過鹽模板法，得到所述彈性體；
6、或者，通過旋涂法，得到所述彈性體。
7、在一些實施例中，在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述襯底包括ecoflex襯底，所述ecoflex襯底通過以下步驟制備：
8、將nacl和ecoflex預(yù)聚物混合，得到nacl/ecoflex復(fù)合材料；
9、將所述nacl/ecoflex復(fù)合材料以預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速在金屬基底上涂覆，得到nacl/ecoflex復(fù)合膜；
10、對所述nacl/ecoflex復(fù)合膜浸泡、超聲、干燥處理，得到ecoflex襯底。
11、在一些實施例中，在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述制備水凝膠纖維，包括：
12、對水凝膠前驅(qū)液進行加熱處理，得到第一纖維；對所述第一纖維進行浸泡處理，得到水凝膠纖維。
13、在一些實施例中，在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述對水凝膠前驅(qū)液進行加熱處理，得到第一纖維，包括：
14、將裝有水凝膠前驅(qū)液的毛細玻璃管進行加熱處理，形成第一網(wǎng)絡(luò)，將含有第一網(wǎng)絡(luò)的纖維從所述毛細玻璃管取出，得到第一纖維；
15、所述對所述第一纖維進行浸泡處理，得到水凝膠纖維，包括：
16、將所述第一纖維在預(yù)設(shè)濃度的第一溶液中浸泡預(yù)設(shè)時長，形成第二網(wǎng)絡(luò)，得到水凝膠纖維；
17、將所述水凝膠纖維在預(yù)設(shè)質(zhì)量占比的第二溶液中浸泡預(yù)設(shè)時長，優(yōu)化所述水凝膠纖維。
18、在一些實施例中，在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述方法還包括：
19、固定長短纖維段之比，通過增加所述裂紋的長度，降低引起傳感器響應(yīng)突變的應(yīng)變閾值；
20、或者，固定所述裂紋的長度，通過增加長短纖維段之比，提升引起傳感器響應(yīng)突變的幅度和靈敏度；所述長短纖維段之比為第一段與第二段之比，所述水凝膠纖維閉環(huán)被所述電極分成所述第一段和所述第二段，所述第一段的長度大于所述第二段。
21、在一些實施例中，在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述覆蓋封裝層步驟前，所述方法還包括：
22、將ecoflex預(yù)聚物倒在所述襯底上，以固定所述水凝膠纖維。
23、另一方面，本專利技術(shù)實施例提出了一種手語識別系統(tǒng)，包括：
24、硬件模塊、軟件模塊和可穿戴模塊；所述可穿戴模塊與所述硬件模塊相連，所述硬件模塊與所述軟件模塊相連；
25、所述可穿戴模塊包括：通過上述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法得到的傳感器；所述傳感器用于：置于待識別目標(biāo)手指的指關(guān)節(jié)處，采集與所述目標(biāo)手指的手語相關(guān)的第一信號；所述硬件模塊用于處理所述第一信號；所述軟件模塊用于根據(jù)所述第一信號確定對手語含義的預(yù)測結(jié)果。
26、在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述硬件模塊包括：
27、數(shù)字合成器、電壓跟隨器；所述數(shù)字合成器生成的第二信號通過所述電壓跟隨器施加到所述傳感器；
28、跨阻放大器、微處理器、無線通信單元；所述第一信號經(jīng)過所述跨阻放大器傳至所述微處理器；所述微處理器對所述第一信號進行處理后通過無線通信單元傳至軟件模塊。
29、在本專利技術(shù)的一個實施例中，所述軟件模塊包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元，所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元用于：獲取第一信號樣本；將所述第一信號樣本輸入所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元進行預(yù)測，得到樣本預(yù)測結(jié)果；根據(jù)所述樣本預(yù)測結(jié)果與樣本真實結(jié)果之間的關(guān)系，更新所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元的參數(shù)，得到訓(xùn)練好的所述神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元，并通過所述訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單元進行手語識別。
30、本申請實施例至少包括以下有益效果：制備水凝膠纖維；將銀線作為電極綁在所述水凝膠纖維上，置于襯底上；將所述水凝膠纖維的兩端通過導(dǎo)電膏連接，以使所述水凝膠纖維形成閉環(huán)；并覆蓋封裝層；在兩個電極之間創(chuàng)建裂紋，并在裂紋處的所述水凝膠纖維斷面上涂導(dǎo)電膏，得到水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器。本申請實施例通過在水凝膠纖維中創(chuàng)建裂紋，改變導(dǎo)電路徑，提升傳感器的性能，有利于提升靈敏度，降低響應(yīng)/恢復(fù)時間；進而提高手語識別精度。
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1.一種水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，所述襯底包括彈性體，所述襯底通過以下步驟制備：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，所述襯底包括Ecoflex襯底，所述Ecoflex襯底通過以下步驟制備：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備水凝膠纖維，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，所述對水凝膠前驅(qū)液進行加熱處理，得到第一纖維，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，所述方法還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，覆蓋封裝層步驟前，所述方法還包括：
8.一種手語識別系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的手語識別系統(tǒng)，其特征在于，所述硬件模塊包括：
10.根據(jù)權(quán)
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，所述襯底包括彈性體，所述襯底通過以下步驟制備：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，所述襯底包括ecoflex襯底，所述ecoflex襯底通過以下步驟制備：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，所述制備水凝膠纖維，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水凝膠纖維裂紋應(yīng)變傳感器的制備方法，其特征在于，所述對水凝膠前驅(qū)液進行加熱處理，得到第一纖維，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水凝膠纖維裂...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳進，姚帝杰，王浩，
申請(專利權(quán))人：中山大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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