本實用新型涉及一種壓力分布測試傳感器，特別涉及工作座椅體壓分布測試傳感器。

背景技術(shù)：

工作座椅表面支承著工作人員的體重，其座椅表面形狀和硬度會影響工作人員臀部壓力分布的均勻性，進(jìn)而影響工作人員的舒適感，設(shè)計不良的工作座椅易產(chǎn)生疲勞，導(dǎo)致工作效率下降。為了合理地設(shè)計工作座椅，或改良、評價現(xiàn)有座椅，需要了解人體坐在座椅上的體壓分布情況，因此工作座椅體壓分布測試傳感器是十分必要的。關(guān)于工作座椅體壓分布測試傳感器，國外的測試儀器公司有一些相關(guān)產(chǎn)品，但普遍價格較高，且需要與價格昂貴的配套測試系統(tǒng)一起購入。近年來我國開始引進(jìn)壓力分布測試傳感器，其敏感元件多為電容式和電阻式，是將體壓轉(zhuǎn)換為形變，再由形變轉(zhuǎn)換為電信號輸出，國內(nèi)目前還沒有自主研發(fā)的產(chǎn)品，滿足不了市場的需求，因此，本實用新型設(shè)計了一種工作座椅體壓分布測試傳感器以滿足市場需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對上述背景技術(shù)中存在的問題，設(shè)計一種工作座椅體壓分布測試傳感器，該傳感器利用壓電陶瓷的壓電效應(yīng)將壓力轉(zhuǎn)換為電信號，座椅表面上不同部位所受的壓力不同，每個壓電陶瓷片蒸鍍的金屬層上積聚的電荷數(shù)量也不同，各路電信號通過輸出接口輸入至外接測試系統(tǒng)處理分析，可得到工作座椅上體壓分布的情況。

本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種工作座椅體壓分布測試傳感器，其組成包括可彎彈性板、柔性電路板、圓形壓電陶瓷片、可彎保護(hù)板、信號輸出插座、信號輸出插頭、保護(hù)罩，所述的工作座椅體壓分布測試傳感器，其特征在于可彎彈性板位于中層，板中開有直徑與圓形壓電陶瓷片直徑一致的通孔，以等間距矩陣狀分布，圓形壓電陶瓷片安裝在可彎彈性板的通孔中，以可彎彈性板為中心層上下兩側(cè)各對稱布置1層柔性電路板，在上下兩層柔性電路板外側(cè)，再分別布置1層可彎保護(hù)板，各層之間均用粘合劑固定成為薄墊狀，信號輸出插座位于傳感器的左右兩邊，單行布置在左邊，雙行布置在右邊，與信號輸出插頭結(jié)合可將信號輸出，所述可彎彈性板由可彎曲性、耐用性、絕緣性好，具有一定硬度和彈性，且彈性模量略小于圓形壓電陶瓷片的聚氨酯橡膠材料制作，所述的柔性電路板由標(biāo)準(zhǔn)的單面FPC柔性線路板加工制作而成，包括電極片、聚酰亞胺板和內(nèi)引線，所述的圓形壓電陶瓷片為直徑較小的圓形薄片，上下表面蒸鍍金屬層，其總厚度為可彎彈性板和2層聚酰亞胺板的厚度之和，所述的可彎保護(hù)板由可彎曲性好、強度高、變形小的順丁橡膠材料制作，所述的保護(hù)罩由透氣性較好的棉麻類布料制作，套裝在傳感器外表面。

根據(jù)上述的工作座椅體壓分布測試傳感器，其特征在于所述的柔性電路板包括電極片、聚酰亞胺板和內(nèi)引線，由標(biāo)準(zhǔn)的單面FPC柔性線路板加工制作而成，電極片直徑與圓形壓電陶瓷片一致，與內(nèi)引線連接，夾在2層聚酰亞胺板中間，以等間距呈矩陣分布排列，位置與可彎彈性板通孔一致，每層柔性電路板在靠近可彎彈性板一側(cè)去掉與圓形壓電陶瓷片及其蒸鍍金屬層直徑相同的聚酰亞胺板材料，使每個圓形壓電陶瓷片上的蒸鍍金屬層分別與柔性電路板對應(yīng)位置上的電極片緊密接觸，在靠近可彎保護(hù)板一側(cè)去掉與電極片圓心，相同直徑為2mm的聚酰亞胺板材料以便于電極片與蒸鍍金屬層的焊接。所述電極片的分布與個數(shù)按具體需要設(shè)定。

根據(jù)上述的工作座椅體壓分布測試傳感器，其特征在于所述信號輸出插座包括針腳、單側(cè)針腳固定板和插座護(hù)口，所述的單側(cè)針腳固定板里側(cè)固定針腳，外側(cè)與插座護(hù)口內(nèi)壁固定，單側(cè)針腳固定板分為上下兩塊，在插座護(hù)口內(nèi)對稱布置，所述的針腳與用于連接柔性電路板中電極片的內(nèi)引線焊接，所述的插座護(hù)口為方框形，里端通過粘合劑與傳感器左、右側(cè)邊固接，所述信號輸出插頭包括外引線、針腳、雙側(cè)針腳固定板和插頭護(hù)口，所述的雙側(cè)針腳固定板兩側(cè)均固定針腳，雙側(cè)針腳固定板位于信號輸出插頭的中間，與插頭護(hù)口固接，信號輸出插頭插入信號輸出插座內(nèi)時，信號輸出插頭內(nèi)的針腳分別與信號輸出插座內(nèi)的上側(cè)和下側(cè)的針腳接觸。

至此構(gòu)成工作座椅體壓分布測試傳感器。

本實用新型的有益效果

1.所述的工作座椅體壓分布測試傳感器，采用壓電陶瓷作為敏感元件，可直接將人體對座椅表面的壓力轉(zhuǎn)換為電信號，矩陣中每個圓形壓電陶瓷片上所產(chǎn)生的電信號值的大小即可反映出該點所受壓力值的大小，矩陣上所有點的壓力值即構(gòu)成人坐在工作座椅上的體壓分布，轉(zhuǎn)換方法簡便，制造工藝簡單，成本低。

2.所述的工作座椅體壓分布測試傳感器，其圓形壓電陶瓷片可以做的很小，柔性電路板中的引線可以做的很細(xì)，因此可以得到分布密度較大的體壓分布曲線。

3.所述的工作座椅體壓分布測試傳感器，其圓形壓電陶瓷片可以選用不同電特性參數(shù)值的壓電陶瓷材料制作，且可以做的很薄，因此具有測試頻率范圍寬，測量精度高的特點。

4.所述的工作座椅體壓分布測試傳感器，其可彎彈性板由可彎曲性、耐用性、絕緣性好，具有一定硬度和彈性，且彈性模量略小于圓形壓電陶瓷片的聚氨酯橡膠材料制作；可彎保護(hù)板由可彎曲性好、強度高、變形小的順丁橡膠材料制作；柔性電路板選用柔性好、強度高的標(biāo)準(zhǔn)單層FPC柔性線路板加工制作，各層通過粘合劑牢牢地粘合成薄墊狀，整體結(jié)實可靠，因此，傳感器具有較強的實用性和可靠性。

附圖說明

圖1是本實用新型整體布局圖。

圖2是引線布置與接口連接圖。

圖3是分層構(gòu)造圖。

圖中標(biāo)號說明：1.可彎彈性板，2.蒸鍍金屬層，3.電極片，4.圓形壓電陶瓷片，5.聚酰亞胺板，6.可彎保護(hù)板，7.信號輸出插座，8.信號輸出插頭，9.內(nèi)引線，10.外引線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型實施方案進(jìn)行詳細(xì)描述。

實施例1：

一種工作座椅體壓分布測試傳感器，其組成包括可彎彈性板1、柔性電路板、圓形壓電陶瓷片4、可彎保護(hù)板6、信號輸出插座7、信號輸出插頭8、保護(hù)罩，所述的工作座椅體壓分布測試傳感器，其特征在于可彎彈性板1位于中層，板中開有直徑與圓形壓電陶瓷片4直徑一致的通孔，以等間距矩陣狀分布，圓形壓電陶瓷片4安裝在可彎彈性板1的通孔中，以可彎彈性板1為中心層上下兩側(cè)各對稱布置1層柔性電路板，在上下兩層柔性電路板外側(cè)，再分別布置1層可彎保護(hù)板6，各層之間均用粘合劑固定成為薄墊狀，信號輸出插座7位于傳感器的左右兩邊，單行布置在左邊，雙行布置在右邊，與信號輸出插頭8結(jié)合可將信號輸出，所述可彎彈性板1由可彎曲性、耐用性、絕緣性好，具有一定硬度和彈性，且彈性模量略小于圓形壓電陶瓷片4的聚氨酯橡膠材料制作，所述的柔性電路板由標(biāo)準(zhǔn)的單面FPC柔性線路板加工制作而成，包括電極片3、聚酰亞胺板5和內(nèi)引線9，所述的圓形壓電陶瓷片4為直徑較小的圓形薄片，上下表面蒸鍍金屬層2，其總厚度為可彎彈性板1和2層聚酰亞胺板5的厚度之和，所述的可彎保護(hù)板6由可彎曲性好、強度高、變形小的順丁橡膠材料制作，所述的保護(hù)罩由透氣性較好的棉麻類布料制作，套裝在傳感器外表面。

實施例2：

所述的柔性電路板包括電極片3、聚酰亞胺板5和內(nèi)引線9，由標(biāo)準(zhǔn)的單面FPC柔性線路板加工制作而成，電極片3直徑與圓形壓電陶瓷片4一致，與內(nèi)引線9連接，夾在2層聚酰亞胺板5中間，以等間距呈矩陣分布排列，位置與可彎彈性板1通孔一致，每層柔性電路板在靠近可彎彈性板1一側(cè)去掉與圓形壓電陶瓷片4及其蒸鍍金屬層2直徑相同的聚酰亞胺板5材料，使每個圓形壓電陶瓷片4上的蒸鍍金屬層2分別與柔性電路板對應(yīng)位置上的電極片3緊密接觸，在靠近可彎保護(hù)板6一側(cè)去掉與電極片3圓心相同，直徑為2mm的聚酰亞胺板5材料以便于電極片3與蒸鍍金屬層2的焊接。所述電極片3的分布與個數(shù)按具體需要設(shè)定。當(dāng)人的體重通過臀部施加在薄墊狀傳感器上時，由于可彎彈性板1的彈性模量略比圓形壓電陶瓷片4小，所以可彎彈性板1形變略大，不會影響圓形壓電陶瓷片4的受力及其形變，且能固定圓形壓電陶瓷片4的橫向位置不變，因此每個圓形壓電陶瓷片4上所產(chǎn)生的電信號值的大小可反映出該處所受壓力值的大小，柔性電路板具有很好的可彎性，其內(nèi)引線9可在柔性電路板彎曲形變的情況下將產(chǎn)生的信號傳至兩側(cè)的信號輸出插座7。

實施例3：

所述信號輸出插座7包括針腳、單側(cè)針腳固定板和插座護(hù)口，所述的單側(cè)針腳固定板里側(cè)固定針腳，外側(cè)與插座護(hù)口內(nèi)壁固定，單側(cè)針腳固定板分為上下兩塊，在插座護(hù)口內(nèi)對稱布置，所述的針腳與用于連接柔性電路板中電極片3的內(nèi)引線9焊接，所述的插座護(hù)口為方框形，里端通過粘合劑與傳感器左、右側(cè)邊固接，所述信號輸出插頭8包括外引線10、針腳、雙側(cè)針腳固定板和插頭護(hù)口，所述的雙側(cè)針腳固定板兩側(cè)均固定針腳，雙側(cè)針腳固定板位于信號輸出插頭8的中間，與插頭護(hù)口固接，信號輸出插頭8插入信號輸出插座7內(nèi)時，信號輸出插頭8內(nèi)的針腳分別與信號輸出插座7內(nèi)的上側(cè)和下側(cè)的針腳接觸。使用時，信號輸出插頭8插入信號輸出插座7，人的體壓使傳感器內(nèi)圓形壓電陶瓷片4上的蒸鍍金屬層2產(chǎn)生不同數(shù)量的電荷，經(jīng)內(nèi)引線9傳至信號輸出插座7中的針腳，將信號輸出插頭8與信號輸出插座7插接，使內(nèi)部的針腳對應(yīng)接觸，通過外引線10即可將信號傳遞至外接測試系統(tǒng)，實現(xiàn)信號輸出。

實施例4：

所述的工作座椅體壓分布測試傳感器，由于其厚度很薄，可以很好的貼合在座椅表面，受壓時可與原座椅表面形狀的變化一致，使最終測得的體壓分布更接近真實的分布狀況。使用時，將薄墊狀傳感器放置在測試座椅表面，被測試人員坐在薄墊狀傳感器上，臀部與薄墊狀傳感器接觸并向下施壓，壓力通過保護(hù)罩、可彎保護(hù)板6、柔性電路板中的聚酰亞胺板5、電極片3和蒸鍍金屬層2，作用在圓形壓電陶瓷片4上，由于人的臀部在座椅表面的不同部位產(chǎn)生不同的壓力，致使每個圓形壓電陶瓷片4上產(chǎn)生的電荷數(shù)量也不同，通過柔性電路板中的電極片3和內(nèi)引線9將各路電信號引至信號輸出插座7。信號輸出插頭8與信號輸出插座7的插接，通過外引線10將電信號傳遞至外接測試系統(tǒng)，即可完成體壓分布測試。對于處于振動狀態(tài)下的座椅表面，如拖拉機和汽車座椅，由于發(fā)動機及路面情況等因素，在行進(jìn)過程中，會產(chǎn)生不同頻率的振動，圓形壓電陶瓷片4可以選用不同電特性參數(shù)值的壓電陶瓷材料制作，根據(jù)不同的需求，可實現(xiàn)不同頻率的振動信號測試。

以上對本實用新型的描述是說明性的，而非限制性的，本專業(yè)技術(shù)人員理解，在權(quán)利要求限定的精神與范圍之內(nèi)可對其進(jìn)行許多修改、變化或等效，但是它們都將落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。