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随着近年来人口老龄化的加剧,诸如糖尿病足等足部疾病发病率在持续增加,足底压力分布能够反映足部受伤或者病变,对足底压力进行监测,能够有效对足部疾病进行预防。织物基压力传感器因其柔软舒适、生物相容性高等特点与足用纺织制品相结合,被广泛应用于足底压力监测。其中,织物基压阻式传感器通过将压力刺激转化为电阻信号而实现,因其传感机制简单、易于构建、制造成本低等优点成为用于足底压力监测的理想选择。目前对于足底压力监测的织物基压阻式传感器的研究集中于改变压阻层及电极层材料来提升传感性能,由于压阻材料在大压力下的变形损伤导致传感器的传感耐久性和稳定性不能满足应用要求,还需从织物组织结构角度进一步优化传感器的性能。针对现在织物基压阻式压力传感器尚存在耐久性稳定性不佳等问题,本课题以织物组织结构为传感载体,基于压阻式传感原理的简支梁结构进行设计,开发了一种具有凹槽式空腔结构的足底压力监测压阻式传感阵列织物,并探讨织物传感阵列中不同纱线排列比对传感单元传感性能的影响以及传感单元分布密度,通过有限元仿真进行所设计织物传感响应机理分析,以实现在监测足底压力变化中织物压力传感器的耐久性和可重复性与全织物基结构之间的平衡。最终进行压力监测鞋垫的实际应用测试评价。具体的研究内容及结论如下:（1）基于凸条组织和织物组织结构相等工艺理论,设计一种基于压阻式传感原理的简支梁结构织物传感阵列,该结构在0～75 N/cm~2的压强范围内灵敏度可达到9.12×10-3（N/cm~2）-1,并且传感单元间呈现均匀稳定的传感性能。为了实现具有稳定传感特性的织物结构式的压力传感器,应用简支梁力学原理,提出以凸条组织结构进行设计,通过分析凸条组织的结构特点、形成机理与确定上机参数,制备了基于凸条组织的简支梁结构传感阵列织物,并评价其传感单元性能以及传感响应一致性。实验结果表明,选用横凸条结构,设计低结构相、织物紧度设计为Ej=58.07％,Ew=96.86％时,能呈现出较好的凸条结构特性。并且所制备织物传感单元在0～75 N/cm~2压强范围内灵敏度高达9.12×10-3(N/（cm~2）-1,满足人体日常足底压力监测以及糖尿病足患者足底压力异常监测范围。此外,通过机织的工艺制备的传感阵列织物上的各传感单元点均呈现均匀一致的传感性能,证明此方式可以实现传感阵列织物的一体化集成。（2）研究织物传感阵列中不同纱线排列比和分布间距,确定传感单元大小及分布密度,发现织物传感单元的纱线排列比为10:6大小和间距为6mm时传感性能最佳,并通过有限元仿真明确了传感单元的工作机理。为了得到适用于足底压力监测的织物传感阵列规格,首先通过设计正交试验进行传感性能评价,确定传感单元大小;其次设置三种不同分布间距确定传感单元分布密度;最后针对最佳传感阵列,采用有限元仿真分析验证该织物的压力传感原理。实验结果表明织物结构因素的变化会引起传感性能的变化。纱线排列比为10:6（绝缘区域面积为25 mm~2、导电区域面积为22.5mm~2）的织物传感单元传感性能最佳,其灵敏度可达到10.41×10-3（N/cm~2）-1,响应范围远满足于日常足底压力监测范围（0～150 N/cm~2）;响应时间快（加载/卸载压力为51ms/90ms）,迟滞性误差仅为2.08％,重复性测试中电阻首末输出幅值变化仅1.1％,并且具有良好的耐久性（＞300次）,满足日常足底压力监测范围要求。在原间距下（6mm）织物传感单元的分布密度最佳,其具有良好的单点压缩信号响应,其响应偏差仅为5.07％,且具有较低信号耦合效应,由此确定了最终的织物传感阵列规格。并通过仿真分析观察到在均匀分布压力作用下,传感单元空腔结构的简支梁表面对力的施加最为敏感,证明了简支梁结构织物传感阵列的压力敏感性,其围绕中心轴向分布说明了结构变化可引起传感性能变化,对压阻式传感阵列织物的设计有一定参考意义。（3）验证织物压力传感阵列应用于足底压力监测的可行性,明确了织物传感阵列在静态、动态足底压力范围下都具有良好的传感响应性能,且能够反映足底压力分布状态,验证了所制备织物传感阵列在足底压力监测应用中的可行性。为了验证织物压力传感阵列监测足底压力的可行性,制备压力监测鞋垫,监测分析人体在静态、动态足底压力下传感单元的响应情况。实验结果表明,织物传感阵列对于静态足底压力下均具有较好的灵敏性;对于动态足底压力也呈现出稳定的周期性电阻变化,被测两个单元电阻变化率分别为92％和99％,说具有良好的动态响应性,且抗干扰能力强;并且能够反映人体足部的压力分布情况,通过可视化云图观察到不同受试者足底压力的分布状态,证明所制备织物传感阵列能用于足底压力的监测,验证了所制备织物传感阵列在实际应用中的可行性。综合上述讨论分析,本课题应用简支梁力学原理,从织物组织结构角度开发了一种稳定、耐久的足底压力监测压阻式传感阵列织物,且通过全自动机织工艺和传统纺织服装加工工艺的结合实现传感阵列织物的一体化集成,为医疗保健、体育训练等足底压力监测提供了新的工具选择,所提出的设计方法及加工成形技术也可应用于开发其他需求领域的压阻式传感阵列织物。