CN106235506B - 一种保健鞋及脚部保健方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种保健鞋及脚部保健方法，所述保健鞋包括水腔；所述水腔内设置有一PEM膜电解电极；所述PEM膜电解电极包括依次层叠设置的第一电极、PEM膜和第二电极；所述第一电极和第二电极外表面分别贴覆有第一活性炭纤维层和第二活性炭纤维层；一控制电路控制PEM膜电解电极的电流和/或电压大小；一输气装置将PEM膜电解电极产生的氢气和氧气的混合气体或氢气和臭氧的混合气体送入鞋内空间；该保健鞋能够根据需要产生氢气溶解在汗液中对脚部皮肤起到保健作用，治愈脚部皮肤的炎症，解决脚气问题，保护脚部皮肤，改善鞋子内部环境，使用更加舒适，而且可以简便的切换功能产生臭氧对鞋内进行杀菌消毒。
Description
技术领域
本发明涉及鞋子领域，具体涉及一种保健鞋及脚部保健方法。
背景技术
鞋子是穿在脚上防止脚受到伤害的一种物品，在人类文明史前期是草鞋、布鞋，如今以皮鞋多见。皮鞋的透气性能远低于草鞋和薄布鞋，导致现在人多带有略微的脚气。
臭氧以氧原子的氧化作用破坏微生物膜的结构，以实现杀菌作用。臭氧对细菌的灭活反应总是进行的很迅速，与其它杀菌剂不同的是：臭氧能与细菌细胞壁脂类的双键反应，穿入菌体内部，作用于蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质，如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA。臭氧首先作用于细胞膜，使膜构成成份受损伤，而导致新陈代谢障碍，臭氧继续渗透穿透膜，而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细胞溶解并死亡。
经检索，公告号为CN100525665C公开了一种臭氧杀菌换气鞋，具体公开了在普通鞋体中安装臭氧发生器，并通过蜂巢式活塞式脚踏气泵压缩或放松蜂巢式活塞式脚踏气泵，完成臭氧气源供气或换气，以此杀菌的方式；该方案可以实现较好的鞋内杀菌功能，但是脚汗和臭氧会加强人体皮肤的氧化环境，使皮肤产生炎症；且该方案采用压电变压式高压发生器配合陶瓷臭氧发生片，无法产生氢气，工作不稳定，元件寿命短，有一定的危险性。
氧化自由基、细胞内钙离子超载、微血管损伤、炎症细胞的浸润及相关炎症因子的释放在黑色素的代谢过程中均发挥着重要作用。皮肤烧伤后，体内氧自由基产生和清除的动态平衡被破坏，如清除氧自由基能力降低或活性氧自由基产生过多，导致氧自由基蓄积，引发氧化应激。氢气是近年来研究比较活跃的领域，是继NO、HS和CO之后的又一具有重要生物活性的气体分子，同时目前尚未发现其有任何毒副作用，在疾病防治方面具有独特的发展空间口。很多与氧化应激有关的损伤都可以通过氢气疗法得到较好的效果，特别是对各种难以治愈的皮肤疾病是一个很好的选择。研究表明氢气能很快透过细胞膜和细胞器膜，弥散到亚细胞结构，如线粒体、细胞核等，发挥保护作用。富氢液是一种选择性的抗氧化剂，其主要作用是选择性清除自由基，减少活性氧的产生，减少氧化应激的损害。活性氧具有很强的氧化还原作用，可以和细胞的各种成分发生相互作用，引起一些膜和酶的功能改变，尤其是线粒体膜损伤，从而导致细胞损伤。其作用机制为：(1)氢气具有选择性抗氧化作用，选择性的降低羟基自由基和过氧亚硝酸阴离子浓度，但不会降低超氧阴离子自由基、过氧化氢及处于平衡状态的NO水平。减少组织细胞的脂质过氧化反应及DNA氧化，保护细胞功能；(2)抑制组织的炎症反应，从而保护和促进细胞组织的功能；(3)阻止和延缓细胞凋亡进程，加速损伤组织的修复。
现有技术中不乏利用臭氧对鞋子进行杀菌的技术，但一般采用高压发生器配合陶瓷臭氧发生片，无法产生氢气；而现有技术在鞋子上使用氢气基本是将氢气作为气垫使用，没有将氢气结合汗液作为脚部的保健技术，更没有简便切换氢气保健与臭氧杀菌且将两个功能集成一体的技术。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种保健鞋及脚部保健方法，该保健鞋及脚部保健方法能够根据需要产生氢气溶解在汗液中对脚部皮肤起到保健作用，治愈脚部皮肤的炎症，解决脚气问题，保护脚部皮肤，改善鞋子内部环境，使用更加舒适，而且可以简便的切换功能产生臭氧对鞋内进行杀菌消毒。
本发明的技术方案如下：
一种保健鞋，包括水腔；所述水腔内设置有一PEM膜电解电极；所述PEM膜电解电极包括依次层叠设置的第一电极、PEM膜和第二电极；所述第一电极和第二电极外表面分别贴覆有第一活性炭纤维层和第二活性炭纤维层；一控制电路控制PEM膜电解电极的电流和/或电压大小；一输气装置将PEM膜电解电极产生的氢气和氧气的混合气体或氢气和臭氧的混合气体送入鞋内空间。
其中，所述保健鞋设置有加热鞋内空间的加热层。
其中，所述水腔底部设置有一槽；所述PEM膜电解电极设置在槽内；所述槽的宽度略大于PEM膜电解电极；所述第一电极略高于槽上沿，所述第二电极略高于槽底面；所述控制电路还控制切换第一电极和第二电极的阴阳；所述槽底面和侧壁上均贴覆有吸附臭氧的活性炭吸附层。
其中，所述输气装置为活塞式脚踏气泵；所述活塞式脚踏气泵包括气腔和滑动套设在气腔内的活塞；所述活塞上设置有回复装置，使得活塞在气腔中往复滑动；所述水腔通过第一单向阀连通气腔上部，连通部位设置有防水透气膜；所述气腔还连通鞋内空间；所述活塞或气腔壁上设置有连通外界、使外部空气单向进入气腔的第二单向阀或单向透气膜。
其中，所述保健鞋的鞋面夹层内设置有连通气腔的过气层；所述过气层设置有多个连通鞋内空间的喷气口。
其中，所述保健鞋设置有震动脚部的震动膜。
其中，所述水腔内设置有水位传感器；所述水位传感器触发一控制器控制震动膜震动。
其中，所述保健鞋还包括压电陶瓷和电池；所述压电陶瓷设置在气腔内并由活塞的往复运动驱动发电；所述压电陶瓷通过一稳流电路与电池电连接。
一种脚部保健方法，采用所述的保健鞋，包括以下步骤：
①电解制氢：调节PEM膜电解电极的电流，并控制第一电极为阴极，控制第二电极为阳极，使PEM膜电解电极电解水产生氢气和氧气，第二电极上附带产生的少量臭氧由活性炭吸附层吸附；
②进气：水腔产生的气体通过扩散或输气装置输入鞋内空间；
③氢气溶解：步骤②中进入鞋内空间的氢气溶解在鞋内的汗液中形成富氢液。
其中，在步骤③后或步骤①前还包括以下步骤：
④电解制臭氧：调节PEM膜电解电极的电流，并控制第一电极为阳极，控制第二电极为阴极，使PEM膜电解电极电解水产生氢气和臭氧，臭氧在第一电极产生，不会被吸附；
⑤臭氧杀菌：步骤④中产生的臭氧进入鞋内空间对鞋内和脚部进行杀菌消毒；
⑥加热烘干：通电加热层，加热层对鞋内空间进行加热烘干，同时使残余的臭氧分解溢散。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明能够根据需要产生氢气溶解在汗液中对脚部皮肤起到保健作用，具有选择性抗氧化、抑制组织的炎症和阻止和延缓细胞凋亡进程的作用。
2、本发明设置的PEM膜电解电极可以通过电流大小简便的切换保健和杀菌功能。
3、本发明设置的活塞可以使在走路或跑步的过程中对脚部实施保健功能，进行贴身实时的保健，无需专门耗费使用者的时间。
4、本发明设置的第一活性炭纤维层和第二活性炭纤维层可以吸收储存水分，保障电解过程的连贯性，防止在走路和跑步过程中水腔内的水流波动影响电解效果。
5、本发明设置加热层可以在臭氧杀菌后或出汗后使水分快速烘干，改善鞋内环境，提高穿戴舒适度，还可以及时分解臭氧，使其快速溢散，还能在天气寒冷的情况下提高鞋内温度，防止冻疮。
6、本发明设置有震动膜和水位传感器，能在水腔内缺水的情况下及时提示，还可以对脚底进行按摩，放松脚部。
7、本发明设置有压电陶瓷，能利用走动或跑步过程中产生的能量发电，所发的电可以储存供电解使用，还可以通过外部接口对电子设备如手机充电。
8、本发明设置有槽和活性炭吸附层，可以通过简单的电极反转，控制产生臭氧的位置，从而在保健功能不需臭氧时，吸收可能产生的少量臭氧。
附图说明
图1为本发明保健鞋的结构示意图；
图2为本发明保健鞋的内面示意图；
图3为本发明保健鞋的外部示意图；
图4为本发明保健鞋的PEM膜电解电极结构示意图。
附图标记说明：
1-水腔、11-第一单向阀、12-PEM膜电解电极、121-第一活性炭纤维层、122-第一电极、123-PEM膜、124-第二电极、125-第二活性炭纤维层、13-水位传感器、14-进水口、15-槽、16-活性炭吸附层、2-气腔、21-活塞、211-第二单向阀、3-过气层、31-喷气口、4-压电陶瓷、5-电池、6-加热层、7-震动膜、81-臭氧开关、82-加热开关、83-按摩开关。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
参见图1至图4，一种保健鞋，包括水腔1，水腔1可以设置在鞋底内，鞋跟内或鞋面外；优选的，保健鞋的鞋底分为上层鞋底和下层鞋底，水腔1设置在上层鞋底与下层鞋底形成的空腔内；所述水腔1底部设置有一槽15；一PEM膜电解电极12设置在槽15内；所述槽15的宽度略大于PEM膜电解电极12；所述槽15底面和侧壁上均贴覆有吸附臭氧的活性炭吸附层16；所述PEM膜电解电极12包括依次层叠设置的第一活性炭纤维层121、第一电极122、PEM膜123、第二电极124和第二活性炭纤维层125；所述第一电极122略高于槽15上沿，所述第二电极124略高于槽15底面；所述控制电路还控制切换第一电极122和第二电极124的阴阳；第一活性炭纤维层121和第二活性炭纤维层125可以吸收储存水分，保障电解过程的连贯性，防止在走路和跑步过程中水腔1内的水流波动影响电解效果；一控制电路控制PEM膜电解电极12的电流大小；PEM膜电解时，当电极单位面积内电子大于一定数值时，电解产生氢气和氧气，其中阳极上的氧气被转化成臭氧，而臭氧具有较强的杀菌功能；当电极单位面积电子小于一定数值时，电解产生氢气和氧气（以及极少数的臭氧，不足以产生杀菌功能），但阳极上的氧气不会被转化，氧气并没有杀菌功能，氢气溶解在汗液中形成富氢液具有还原功能，因此可以通过调节电流的大小来实现杀菌功能与保健功能的简便切换；此外，鞋底侧边上设置有连通水腔1的可开闭的进水口14，方便向水腔1内注水和换水。
一输气装置通过踩踏和提脚动作将PEM膜电解电极12产生的氢气和氧气的混合气体或氢气和臭氧的混合气体送入鞋内空间；所述输气装置为压力驱动的气囊式脚踏气泵(未示出)或活塞式脚踏气泵；所述活塞式脚踏气泵包括气腔2和滑动套设在气腔2内的活塞21；所述气腔2上部通过第一单向阀11连通水腔1，第一单向阀11允许电解产生的气体从水腔1内流入气腔2内，同时阻止气腔2的气体回流到水腔1内；连通部位设置有防水透气膜，防止水腔1中的水流入气腔2内；所述气腔2还连通鞋内空间，具体的，所述保健鞋的鞋面夹层内设置有连通气腔2的过气层3；所述过气层3设置有多个连通鞋内空间的喷气口31，使气体在鞋内空间的分布更均匀，鞋子穿戴更舒适；所述活塞21通过一回复装置与气腔2的上内壁连接，通过踩踏动作和回复装置在气腔2中往复滑动；优选的，所述活塞21为工字形，底部为适合人体行走的弧形；走路时，活塞21向上移动，压缩气腔2使气腔2内的气体进入鞋内空间对脚部进行作用；活塞21上设置有第二单向阀211或单向透气膜，在压缩空气时可防止气体散发到空气中，回弹时能够吸收空气中的气体进入气腔2。
进一步的，所述保健鞋内的鞋底上方设置有加热层6，可以在臭氧杀菌后或出汗后使水分快速烘干，改善鞋内环境，提高穿戴舒适度，还可以及时分解臭氧，使其快速溢散，还能在天气寒冷的情况下提高鞋内温度，防止冻疮。
进一步的，所述保健鞋内还设置有震动膜7；所述水腔1内设置有水位传感器13；所述水位传感器13触发一控制器控制震动膜7震动；水位传感器13能在水腔内缺水的情况下及时提示，本实施例中，控制器通过MC指令，在一段时间内接收不到水位传感器13感应有水的信号的情况下才控制震动膜7震动；震动膜7还可以对脚底进行按摩，放松脚部。
进一步的，所述保健鞋还包括压电陶瓷4和电池5，本实施例中，电池5设置在鞋底内；所述压电陶瓷4设置在气腔2内并由活塞21的往复运动驱动发电；所述压电陶瓷4与电池5通过稳流电路电连接，能利用走动或跑步过程中产生的能量发电，所发的电可以储存供电解使用，还可以通过外部接口对电子设备如手机充电；此外，电池5还为震动膜7、加热层6以及PEM膜电解电极12供电。
进一步的，在所述保健鞋外侧鞋面上还设置有臭氧开关81、加热开关82和按摩开关83，分别控制PEM膜电解电极12的制臭氧功能、加热层6的烘干加热功能以及震动膜7的震动功能的开启和关闭。
进一步的，一种脚部保健方法，采用所述的保健鞋，所述脚部保健方法的步骤如下：
①电解制氢：调节PEM膜电解电极12的电流，并控制第一电极122为阴极，控制第二电极124为阳极，使PEM膜电解电极12电解水产生氢气和氧气，第二电极124上附带产生的少量臭氧由活性炭吸附层16吸附；
②进气：水腔1产生的气体通过扩散或输气装置输入鞋内空间；在本实施例中，行走或跑步，脚部落地，活塞21受底面挤压上移，将气腔2中的气体通过过气层3从喷气口31中吹出，与脚部均匀接触；脚部抬起，活塞21在回复装置的作用下下移回复，气腔2中的气压较小，步骤①中产生的氢气和氧气从水腔1中进入气腔2，并在脚部落地时再次压入鞋内空间；
③氢气溶解：通过步骤②进入鞋内空间的氢气溶解在脚部产生并附着的汗液中形成富氢液，并作用脚部皮肤。
进一步的，一种鞋子杀菌方法，采用所述的保健鞋，所述鞋子杀菌方法的步骤如下：
①电解制臭氧：调节PEM膜电解电极12的电流，并控制第一电极122为阳极，控制第二电极124为阴极，使PEM膜电解电极12电解水产生氢气和臭氧，臭氧在第一电极122产生，不会被吸附；
②进气：水腔1产生的气体通过扩散或输气装置输入鞋内空间；在本实施例中，行走或跑步，脚部落地，活塞21受底面挤压上移，将气腔2中的气体通过过气层3从喷气口31中吹出，与脚部均匀接触；脚部抬起，活塞21在回复装置的作用下下移回复，气腔2中的气压较小，步骤①中产生的氢气和臭氧从水腔1中进入气腔2，并在脚部落地时再次压入鞋内空间；
③臭氧杀菌：通过步骤②进入鞋内空间的臭氧对鞋内和脚部进行杀菌消毒；
④加热烘干：通电加热层6，加热层6对鞋内空间进行加热烘干，同时使残余的臭氧分解溢散；此步骤中，可以脱掉鞋子，也可仍旧穿着。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种保健鞋，其特征在于：包括水腔(1)；所述水腔(1)内设置有一PEM膜电解电极(12)；所述PEM膜电解电极(12)包括依次层叠设置的第一电极(122)、PEM膜(123)和第二电极(124)；所述第一电极(122)和第二电极(124)外表面分别贴覆有第一活性炭纤维层(121)和第二活性炭纤维层(125)；一控制电路控制PEM膜电解电极(12)的电流和/或电压大小；一输气装置将PEM膜电解电极(12)产生的氢气和氧气的混合气体或氢气和臭氧的混合气体送入鞋内空间；所述保健鞋设置有加热鞋内空间的加热层(6)；所述水腔(1)底部设置有一槽(15)；所述PEM膜电解电极(12)设置在槽(15)内；所述槽(15)的宽度略大于PEM膜电解电极(12)；所述第一电极(122)略高于槽(15)上沿，所述第二电极(124)略高于槽(15)底面；所述控制电路还控制切换第一电极(122)和第二电极(124)的阴阳；所述槽(15)底面和侧壁上均贴覆有吸附臭氧的活性炭吸附层(16)。
2.如权利要求1所述的一种保健鞋，其特征在于：所述输气装置为活塞式脚踏气泵；所述活塞式脚踏气泵包括气腔(2)和滑动套设在气腔(2)内的活塞(21)；所述活塞(21)上设置有回复装置，使得活塞(21)在气腔(2)中往复滑动；所述水腔(1)通过第一单向阀(11)连通气腔(2)上部，连通部位设置有防水透气膜；所述气腔(2)还连通鞋内空间；所述活塞(21)或气腔(2)壁上设置有连通外界、使外部空气单向进入气腔(2)的第二单向阀(211)或单向透气膜。
3.如权利要求2所述的一种保健鞋，其特征在于：所述保健鞋的鞋面夹层内设置有连通气腔(2)的过气层(3)；所述过气层(3)设置有多个连通鞋内空间的喷气口(31)。
4.如权利要求3所述的一种保健鞋，其特征在于：所述保健鞋设置有震动脚部的震动膜(7)。
5.如权利要求4所述的一种保健鞋，其特征在于：所述水腔(1)内设置有水位传感器(13)；所述水位传感器(13)触发一控制器控制震动膜(7)震动。
6.如权利要求5所述的一种保健鞋，其特征在于：所述保健鞋还包括压电陶瓷(4)和电池(5)；所述压电陶瓷(4)设置在气腔(2)内并由活塞(21)的往复运动驱动发电；所述压电陶瓷(4)通过一稳流电路与电池(5)电连接。
7.一种脚部保健方法，采用如权利要求1所述的保健鞋，其特征在于：包括以下步骤：
①电解制氢：调节PEM膜电解电极(12)的电流，并控制第一电极(122)为阴极，控制第二电极(124)为阳极，使PEM膜电解电极(12)电解水产生氢气和氧气，第二电极(124)上附带产生的少量臭氧由活性炭吸附层(16)吸附；
②进气：水腔(1)产生的气体通过扩散或输气装置输入鞋内空间；
③氢气溶解：步骤②中进入鞋内空间的氢气溶解在鞋内的汗液中形成富氢液。
8.一种如权利要求7所述的脚部保健方法，其特征在于：在步骤③后或步骤①前还包括以下步骤：
④电解制臭氧：调节PEM膜电解电极(12)的电流，并控制第一电极(122)为阳极，控制第二电极(124)为阴极，使PEM膜电解电极(12)电解水产生氢气和臭氧，臭氧在第一电极(122)产生，不会被吸附；
⑤臭氧杀菌：步骤④中产生的臭氧进入鞋内空间对鞋内和脚部进行杀菌消毒；
⑥加热烘干：通电加热层(6)，加热层(6)对鞋内空间进行加热烘干，同时使残余的臭氧分解溢散。
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