CN201226304Y - 两层结构压力式纺织基柔性开关 - Google Patents
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Abstract
两层结构压力式纺织基柔性开关，包括上导电织物层和下导电织物层，所述上、下导电织物层由导电的金属丝和非导电纱线交织而成，所述上、下两导电织物层相互固定连接，且其中至少一个导电织物层的非导电纱线的直径比导电金属丝的直径至少大于约0.1mm，浮长线小于2mm。本实用新型的优点是：一导电织物层的较大直径的非导电纱线与另一导电织物层直接接触，较短的浮长线使上、下两个导电织物层中导电金属丝保持分离，只有在施加压力时才接触，因此柔性开关的可靠性得到了保证。同时，两层结构减少了织物厚度，较大程度地保留了织物的特性，简化了制作过程，降低了制作成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于可穿戴纺织品的电子技术领域，尤其涉及一种具有两层结构的压力式纺织基柔性开关。
背景技术
20世纪80年代，随着“可穿戴电子技术”的发展，愈来愈多的电子产品被嵌入到服装中，柔性开关是绝大多数纺织电子产品中必不可少的部分。
两导电织物层压力式纺织基柔性开关：嵌入纺织品中的两导电材料在压力的作用下，使接触电阻发生变化而起开关作用。只要足够大的压力施加于两导电材料上，所述两导电材料之间的接触电阻就会变得足够小，导通电路。一旦压力消除，两导电材料间的接触电阻就会变得足够大，使电路断开。然而，柔性开关由于要同时兼顾“保证操控功能的可靠性”和“具有纺织品的轻、柔和透气等特性”，寻找理想的结构以获得合适的纺织基柔性开关依然是近年来的可穿戴电子技术领域研发的课题之一。
现有的纺织基柔性开关的结构有两种：
(1)三层(或三层以上)压力式纺织基柔性开关，如世界专利WP98/33193、WP03050832和WP0188935所描述的，上下两个导电织物层中间置有一个带孔的绝缘层。常态时，由于中间层的隔绝作用，上、下两个导电织物层保持分离，电路不导通；当对其施加压力时，上、下两个导电层通过孔隙接触，电路导通。但是采用三个(或三个以上)织物层，将会增加开关的厚度，同时在使用时还必须时刻保证各个织物层之间的相对位置不发生变化；
(2)单层压力式纺织基柔性开关，如美国专利(USP2003119391)所描述的，两束处于交织状态的导电纱线通过不同的组织结构产生气体空隙，在正常情况下分离，施加压力时，则产生接触导通。但是由于交织点处的纱线通常呈扁平状(长丝纱更是如此)，且该处纱线因交织所形成的屈曲包围，使经纬纱间存在着较大的接触面积。即使在未施加任何按键压力的常态时，初始接触电阻也很小，导致施加压力后的工作接触电阻无法有效提高，影响了开关操控性能的提高。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有两层结构的压力式纺织基柔性开关，在保证操控功能可靠性同时，减少织物厚度，赋予纺织基柔性开关纺织品特有的，如：柔韧性、舒适性、透气性、轻薄性等性能。
为达到上述目的，采用的技术方案是：两层结构压力式纺织基柔性开关，包括上导电织物层和下导电织物层，其特征在于：所述上导电织物层和下导电织物层由导电金属丝和非导电纱线交织而成，所述上、下两导电织物层相互固定连接，且其中至少一个导电织物层的非导电纱线的直径比导电金属丝的直径至少大于约0.1mm，浮长线小于2mm。所述浮长线较短的导电织物层所采用的织物组织结构可以是平纹、简单斜纹、变化平纹等形式。所述上导电织物层和下导电织物层可采用相同或不同的织物组织结构。固定连接点为粘合连接或缝合连接固定。
因为导电织物层包含的非导电纱线的直径比导电金属丝的直径至少大于约0.1mm，所以当两导电织物层固定在一起时，直接接触的是较大直径的非导电纱线。常态下，因为中间非导电纱线的隔绝作用，较短的浮长线使上、下两个导电织物层中的导电金属丝，保持分离，起到切断电路的作用。导电织物层感受到施加的压力时导电金属丝相接导通，起到导通电路的作用。
本实用新型的积极效果是：当上、下两个导电织物层固定在一起时，较大直径的非导电纱线与另一导电织物层直接接触，再加上较短的浮长线使上、下两个导电织物层中的导电金属丝可以保持分离。上、下两层导电织物中的导电金属丝只有在施加压力时才可以接触，因此柔性开关的可靠性得到了保证。同时，两层结构的压力式纺织基柔性开关简化了制作过程，降低了制作成本，减少了织物厚度，较大程度地保留了织物的特性，如：柔韧性、舒适性、透气性、轻薄性等。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是一种导电织物层结构示意图。
图中：1—上导电织物层；2—固定连接点；3—下导电织物层；4—纬线；5—导电金属丝；6—经线；7—浮长线。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型作进一步说明。
由图1所示可见，两层结构压力式纺织基柔性开关，包括上导电织物层1和下导电织物层3，所述上、下两导电织物层1和3通过固定连接点2相互固定连接。图2为一种导电织物层结构示意图，所述上导电织物层1和下导电织物层3由导电的金属丝5和非导电纱线/长丝经线6和纬线4纺织交织而成，且其中至少一个导电织物层的非导电纱线/长丝的直径比导电金属丝5的直径至少大于约0.1mm，浮长线7小于2mm。
浮长线较短的导电织物层1或3所采用的织物组织结构可以是平纹、简单斜纹、变化平纹。
所述上、下两导电织物层1和3相互固定连接点2，是粘合连接固定，或线连接固定。
所述上导电织物层1和下导电织物层3可采用相同或不同的织物组织结构。
实施例1
至少一个导电织物层1或3采用平纹组织，浮长线7较短，小于2mm。
至少一个导电织物层1或3的非导电纱线选用300dtex/250f聚酯纤维长丝，导电金属丝5选用超细铜丝(21μm×100f)。经线6全部选用300dtex/250f聚酯纤维长丝，纬向：纬线4选用42S棉纱，导电金属丝5选用超细铜丝(21μm×100f)。根据公式D＝Kd Tex0.5(其中Kd＝0.0404[聚酯纤维长丝])计算，300dtex/250f聚酯纤维长丝的直径为0.22mm，比超细铜丝(21μm/100f)的直径大0.1mm左右。根据Tex＝K/S和D＝Kd Tex0.5(其中K＝583.1[纯棉]，S＝42，Kd＝0.037[纯棉])，42s棉纱的直径为0.14mm。
实施例2：
至少一个导电织物层1或3采用变化平纹，2/2方平组织，浮长线7较短，小于2mm。
至少一个导电织物层1或3的非导电纱线选用32s/2棉纱，导电金属丝5选用连续的不锈钢复丝(13μm×90f)。纬向：纬线4选用32s/2棉纱，导电金属丝5选用连续的不锈钢复丝(13μm×90f)，经线6全部选用32s/2棉纱。根据公式Tex＝K/S，D＝Kd Tex0.5(其中K＝583.1[纯棉]，S＝16，Kd＝0.037[纯棉])计算，32s/2棉纱的直径为0.22mm，比连续不锈钢复丝(13μm×90f)的直径大0.1mm左右。
Claims (4)
1.两层结构压力式纺织基柔性开关，包括上导电织物层〔1〕和下导电织物层〔3〕，其特征在于：所述上导电织物层〔1〕和下导电织物层〔3〕由导电金属丝〔5〕和非导电纱线/长丝纺织交织而成，所述上、下两导电织物层〔1〕和〔3〕通过连接点〔2〕相互固定连接，且其中至少一个导电织物层的非导电纱线/长丝的直径比导电金属丝〔5〕的直径至少大于0.1mm，浮长线〔7〕小于2mm。
2.根据权利要求1所述两层结构压力式纺织基柔性开关，其特征在于：浮长线〔7〕较短的导电织物层〔1〕或〔3〕所采用的织物组织结构可以是平纹、简单斜纹、变化平纹。
3.根据权利要求1所述两层结构压力式纺织基柔性开关，其特征在于：所述上导电织物层〔1〕和下导电织物层〔3〕可采用相同或不同的织物组织结构。
4.根据权利要求1所述两层结构压力式纺织基柔性开关，其特征在于：所述固定连接点〔2〕，是用粘合剂粘合连接固定，或用缝合固定。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN102002791A (zh) * | 2010-11-29 | 2011-04-06 | 武汉纺织大学 | 一种感触电子织物 |
| CN103907405A (zh) * | 2011-07-28 | 2014-07-02 | 原子能及能源替代委员会 | 用于在织物中组装微电子芯片器件的方法、芯片器件和加入卷边的芯片器件的织物 |
| CN110440958A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-12 | 江南大学 | 一种基于经编间隔织物的电容式压力传感器 |
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