SIGNAL QUALITY
肌电信号采集
完成握拳肌电信号采集，并使用 MATLAB 进行陷波、滤波和信噪比计算。
37.65dB
信噪比
信噪比
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BIOMIMETICS · FLEXIBLE ELECTRODE
仿生柔性单向导流控湿肌电电极
面向智能假肢应用的柔性肌电传感电极设计
- 项目角色
- 项目负责人
- 设计任务
- 兼顾肌电采集与潮湿环境适应
- 项目产出
- 样件 · 表征 · 测试 · 两项专利
BACKGROUND · REQUIREMENT
先解决潮湿环境，再谈稳定采集。
假肢接受腔内的汗液堆积会同时影响肌电信号采集与长期佩戴舒适性，因此电极不仅要“导电”，还必须能够适应潮湿环境。
01柔软贴合02单向导湿03可靠采集
01 · DESIGN REASONING
从仿生原理到可制备方案
借鉴植物叶脉毛细压力梯度，将皮肤侧汗液向外传输；再通过样件试制，逐步修正材料组合与电极层制备方式。
设计转译
把“叶脉导流”转化为三层孔径梯度。
皮肤侧使用相对大孔径结构，向外逐级减小孔径，以形成由内向外的导湿路径。
01
初始方案三层均采用静电纺丝 PAN 体系构建孔径梯度。
02
试制发现受材料与工艺限制，仅依靠三层 PAN 未达到预期效果。
03
方案修正内层改用大孔径疏水 PP 无纺布，运输层与外层保留梯度静电纺丝，并将银纳米线喷涂于皮肤侧。
02 · CORE SOLUTION
三层梯度基底，构成完整柔性电极
三层孔径梯度基底与银纳米线电极层共同构成成品，使水分向外迁移与肌电信号采集在同一柔性结构中实现。
- 01内层大孔径疏水 PP 无纺布，为水分由内向外迁移提供起始通道。
- 02运输层β-环糊精/PAN 静电纺丝层，连接内外层导湿路径。
- 03外层较小孔径静电纺丝层，延续毛细压力梯度。
- 04电极层位于皮肤与内层之间，负责肌电信号采集。
- 05皮肤结构示意中的佩戴界面与肌电信号来源。
03 · FABRICATION
让结构从图纸变成样品
围绕梯度基底和导电界面完成材料配制、静电纺丝、银纳米线喷涂与样品成型。
04 · STRUCTURE EVIDENCE
结构表征
完成柔性肌电电极样品制备，并通过显微观察验证多层纤维结构。
05 · PERFORMANCE VALIDATION
用两组实验回答“是否有效”
肌电测试验证信号采集质量；水蒸气透过率测试验证透湿水平和正反方向差异。
点击放大点击放大MOISTURE MANAGEMENT
单向导湿与透湿性能
在相同条件下比较实验组、反放组、纯 PP、旋涂膜基底和商用电极，连续记录 60 小时质量变化。
5035.048g/m²·24h
平均水蒸气透过率
平均水蒸气透过率
约为商用电极的 3 倍；正放与反放结果差异明显，支持单向导流判断。
06 · ROLE & OUTCOME
从研究任务到可核验成果
作为项目负责人推进方案迭代与项目交付；以下为项目形成的团队成果，不将团队工作虚构为个人独立完成。
01
实体成果成品与样件、最终结构设计图、四层体视显微图。
02
验证成果肌电信号采集、水蒸气透过率与单向导流对照测试。
03
知识产权发明专利与实用新型专利各一项。
04
项目文档研究报告与结题报告各一份。