CN108066895A - 一种石墨烯理疗组件及理疗能量舱 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种石墨烯理疗组件及理疗能量舱，利用石墨烯受热发出远红外线的原理，并结合石墨烯的性质特点，通过通电使其自加热，能够较为可靠的发出远红外线对人体进行理疗，对人体健康具有一定的有益效果；同时，本发明实施例提供的理疗能量舱，可使石墨烯理疗组件大范围的覆盖人体表面面积，使理疗的范围更加大，对提升理疗效果和效率具有良好的实用性；利用可调整位置或可拆卸的平板电脑，以应用程序的形式控制该理疗能量舱，使用较为简便。

Description

一种石墨烯理疗组件及理疗能量舱

技术领域

本发明是关于一种石墨烯技术领域，特别涉及一种石墨烯理疗组件及理疗能量舱。

背景技术

人体是一个天然的红外线辐射源，其辐射频带很宽，活体皮肤的发射率为98％，其中3～50微米波段的远红外线的辐射约占人体辐射量的46％。人体同时又是良好的远红外线吸收体，其吸收波段以3～15微米为主，刚好处在远红外线的作用波段。

人体远红外线的吸收机制是通过人体组织的细胞分子中的碳-碳键，碳-氢键，氧-氢键等的伸缩振动，其谐振波大部分在3～15微米，和远红外线的波长和振幅相同，引起共振共鸣。

石墨烯(Graphene)是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。

石墨烯加热发射的8～15微米远红外线，能有激活身体细胞核酸蛋白质等生物分子等功能，起到改善血液循环、改善关节疼痛、调节自律神经、提高免疫功能、消炎功能、增强生物体的新陈代谢以及护肤美容、改善体内微循环的作用。

因此，可利用石墨烯制造可发射远红外光的用于理疗的设备。

发明内容

基于石墨烯受热发射远红外线的原理，本发明公开了一种石墨烯理疗组件及理疗能量舱，利用铝板加强理疗效果和辅助石墨烯膜片进行散热，通过石墨烯理疗组件的结构设计，可贴合人体表面轮廓，提升理疗效果；同时还公开了一种理疗能量舱，可大面积的立体的对人体进行远红外线理疗，对增强理疗效果和理疗效率具有一定的有益效果；利用可调整位置或可拆卸的平板电脑，以应用程序的形式控制该理疗能量舱，使用较为简便。

相应的，本发明提供的石墨烯理疗组件，所述石墨烯理疗组件包括一个以上的石墨烯理疗模块，所述石墨烯理疗模块包括石墨烯膜片和用于传导所述石墨烯膜片热量的基板，所述石墨烯膜片固定在所述基板上。

优选的实施方式，所述石墨烯膜片包括PET塑料载体、石墨烯导电层和用于所述石墨烯导电层通电的导电银浆电极；所述石墨烯导电层设置在所述PET塑料载体上，所述导电银浆电极固定在所述PET塑料载体上并与所述石墨烯导电层连接。

优选的实施方式，所述基板为金属基板或者陶瓷基板。

优选的实施方式，所述基板为铝板。

优选的实施方式，所述石墨烯理疗模块还包括用于所述石墨烯膜片导热或隔热的背板，所述石墨烯膜片位于基板和背板之间。

优选的实施方式，所述基板上设有通孔。

相应的，本发明还提供了一种石墨烯理疗能量舱，所述石墨烯理疗能量舱包括舱体和舱罩；所述舱罩一端基于一转轴铰接在所述舱体上，所述舱罩另一端可绕所述转轴实现闭合所述舱体和打开所述舱体动作；

当所述舱罩闭合所述舱体时，所述舱罩与所述舱体之间形成一理疗舱；所述理疗舱内设置有一组以上的以上所述的任意一种石墨烯理疗组件。

所述一组以上的石墨烯理疗组件设置于所述舱体内壁上和/或所述舱罩内壁上。

所述舱罩长度小于所述舱体长度；所述舱罩呈关闭状态时，在远离所述转轴的一端，所述舱罩与所述舱体之间设置有用于容纳人体颈部的缺口。

所述石墨烯理疗能量舱还包括平板电脑，所述平板电脑固定在所述舱罩头部，所述平板电脑的显示屏朝向所述舱体方向。

本发明公开的石墨烯理疗组件及理疗能量舱，基于石墨烯受热发射远红外线的原理进行设计，利用铝板加强理疗效果和辅助石墨烯膜片进行散热，通过石墨烯理疗组件的结构设计，可贴合人体表面轮廓，提升理疗效果；同时还公开了一种理疗能量舱，可大面积的立体的对人体进行远红外线理疗，对增强理疗效果和理疗效率具有一定的有益效果；利用可调整位置或可拆卸的平板电脑，以应用程序的形式控制该理疗能量舱，使用较为简便

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1示出了本发明实施例的石墨烯理疗组件结构示意图；

图2示出了本发明实施例的石墨烯理疗模块的三维示意图；

图3示出了本发明实施例的理疗能量舱打开状态时的结构示意图；

图4示出了本发明实施例的理疗能量舱关闭状态时的结构示意图；

图5示出了平板电脑基于卡扣方式固定时的局部放大剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例的石墨烯理疗组件的俯视图，图2示出了本发明实施例的石墨烯理疗组件的三维结构示意图。本发明实施例提供了一种石墨烯理疗组件100，由于该石墨烯理疗组件100包括一个或多个的石墨烯理疗模块101，所述石墨烯理疗模块101包括基板2和石墨烯膜片3，所述石墨烯膜片3固定在基板2上。

需要说明的是，各个石墨烯理疗模块101之间是相对独立的，每一个石墨烯理疗模块101独立产生作用；多个石墨烯理疗模块101的设置有利于加大石墨烯理疗组件在人体上的理疗面积；具体实施中，各个石墨烯理疗模块101之间的连接方式为柔性连接，相互之间的相对位置可发生改变。具体实施中，可将石墨烯理疗模块101分别安装至高弹性尼龙，或耐热软胶片等片状柔性载体102上，在石墨烯理疗组件100贴合至人体时，多个石墨烯理疗模块之间可以发生小距离的位移和小角度的偏转，以贴合人体外形轮廓，使人体感觉更为舒适。

本发明实施例的石墨烯膜片3整体为膜片结构，包括PET塑料载体301、石墨烯导电层302和导电银浆电极303。在实际生产中石墨烯导电层302由分子层面的石墨烯组成，石墨烯结构为正六边形，为了表达更加清晰，在图2的石墨烯膜片结构中，用网格线表示石墨烯导电层302。本发明实施例应用到的石墨烯导电层为十分易损坏的结构，为了增强其抗变形性能，需要载体进行支撑，因此，本发明实施例选用PET塑料载体302为石墨烯导电层302的安装载体，在PET塑料制成的PET塑料载体301上，覆盖有一层石墨烯导电层302。具体实施中，为了不影响石墨烯导电层302的效果，PET塑料载体301也是薄片结构，为了保护PET塑料载体301，因此本发明实施例将石墨烯膜片3设置在基板2上。为了对石墨烯导电层302通电，使其自加热并发出远红外线，本发明实施例在PET塑料载体301上设置有导电银浆电极303。

银浆为制作银浆电极的浆料，它由银或其化合物、助熔剂、粘合剂和稀释剂配制而成；银浆制成的银浆电极主要用于低温常温固化，具有固化温度低，粘接强度极高、电性能稳定、适合丝网印刷等特点。

导电银浆电极303固定在PET塑料载体302上，并通过导线外接至电源；具体实施中，可在一块石墨烯膜片3的两侧，分别设置两条相互平行、电极相反的导电银浆电极303；亦可将导电银浆电极303设置成网格状，使石墨烯导电层302的各点电压保持相同，其上各个位置的远红外线发射强度接近。需要说明的是，导电银浆电极301和石墨烯导电层302为电连接关系，石墨烯导电层302各路石墨烯电路之间，可采用串联的连接方式，也可以采用并联的连接方式；当采用串联方式时，各点发热较为平均，但容易发生断路使电路失效；当采用并联方式时，每条石墨烯电路之间互不干扰，电路故障对石墨烯膜片整体功能影响较少。

为了避免高温对人体造成伤害，需要对石墨烯导电层进行辅助散热，因此，本发明实施例将石墨烯膜片3固定在基板2上，以更好的固定石墨烯膜片2和辅助石墨烯膜片2散热。

本发明实施例的基板2主要有两方面的作用，一方面用于对石墨烯膜片膜电路元件以及外贴切元件形成支撑，一方面用于辅助石墨烯膜片3的散热，以免石墨烯在高温下气化和人体在高温中受伤，具体实施中，可选用金属基板或陶瓷基板，而金属基板常用的类型为铝基板。

铝基板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，一般单面板由三层结构所组成，分别是铜箔加工制成的电路层、绝缘层和金属基层，具体实施中也可设计为双面板，结构依次为为电路层、绝缘层、铝基、绝缘层、电路层。功率器件表面贴装在电路层，器件运行时所产生的热量通过绝缘层快速传导到金属基层，然后由金属基层将热量传递出去，从而实现对器件的散热。采用铝作为材料一方面是考虑到铝材质对远红外线的吸收率较低，不会阻挡远红外线的传播；另一方面，铝的散热导热性能较佳，可辅助石墨烯导电层快速散热。在辅助石墨烯膜片散热的同时，基板温度上升，当基板贴合人体时，人体感觉更为舒适。

陶瓷基板是指铜箔在高温下直接键合到氧化铝或氮化铝陶瓷基片表面上的特殊工艺板。所制成的超薄复合基板具有优良电绝缘性能，高导热特性，优异的软钎焊性和高的附着强度，并可像PCB板一样能刻蚀出各种图形，具有优良的电学性能和稳定的化学性质。

需要说明的是，目前该石墨烯膜片主要为平面结构，可进行小曲率的弯曲；因此基板2的形状应与石墨烯膜片相贴合，避免出现尖角和大曲率的弯曲，造成石墨烯膜片的损坏。

进一步的，可在基板2上开设通孔，一方面可以增强散热效果，另一方面可以使部分远红外线通过通孔直接照射至人体上，增强理疗效果，与此同时，该基板还具有一定的透气性。

由于基板2是用于贴合人体表面皮肤的，为了使石墨烯膜片3的热量充分传递至基板2上，可在石墨烯膜片3的背面，即远离基板2的一面上设置一块背板4，背板4可选用隔热的材料制成，此时，绝大部分热量需通过基板2进行传递，基板2传导的热量更高；同时，考虑到石墨烯模块需要安装至理疗能量舱的舱体或舱罩内壁，当背板4使用隔热材料制成时，还可以防止热量传递至理疗能量舱上，避免理疗能量舱的内部零部件因高温产生损坏。

具体实施中，如需进一步增强石墨烯膜片3的散热效果，背板4可选用导热性较强的材料制成，如铝、铝合金。

一个石墨烯理疗组件中的石墨烯理疗模块的数量，需要根据单个石墨烯理疗组件覆盖面积大小和单个石墨烯理疗模块的面积大小进行设计。由于石墨烯理疗模块的基板和石墨烯膜片结构的限制，与人体接触表面为小曲率的曲面或平面，如果一个石墨烯理疗组件的面积较大，石墨烯理疗模块数量较少，石墨烯理疗模块数量不能较好的贴合人体轮廓；因此，增加单个石墨烯理疗组件中石墨烯理疗模块的数量，有利于充分贴合人体轮廓，增加理疗时的舒适性。

相应的，图3示出了本发明实施例的理疗能量舱打开状态时的结构示意图；图4示出了本发明实施例的理疗能量舱关闭状态时的结构示意图，该石墨烯理疗能量舱主要包括底部的舱体200和顶部的舱罩201，舱罩201一端基于一转轴202铰接在所述舱体200上，舱罩201可沿该转轴202进行转动，实现闭合和打开的动作。

舱体200为顶面敞开的盒状结构，当舱罩201绕转轴202向舱体200运动并盖在舱体200上时，舱罩201和舱体200之间形成一用于理疗治疗的理疗舱。在理疗舱内，安装有本发明实施例所述的石墨烯理疗组件；具体实施中，该石墨烯理疗组件可以安装在舱体200内壁上，和/或安装于舱罩201的内壁上；具体使用时，人体躺进舱体200上，当舱罩201闭合时，位于舱罩201内壁上的石墨烯理疗组件贴合在人体表面轮廓上。

具体实施中，舱罩201的驱动方式有手动、半自动和全自动三种方式；其中：

手动方式是指在转轴202处设置有一定的阻尼，阻碍舱罩201在自重下向舱体200运动；在舱罩201外周一侧上，设置有用于带动舱罩201运动的把手204；通过人手动驱动把手204，克服转轴202上的阻尼，带动舱罩201绕转轴202运动；

半自动方式是指在转轴202处设置有一定的阻尼，阻碍舱罩201在自重下向舱体200运动；在舱罩201外周一侧上，设置有用于带动舱罩201运动的把手204；此外，转轴202处还设置有一压力传感器和辅助驱动电机；当人驱动把手204时，转轴202上的压力传感器感应到转轴202受力的方向，驱动电机向该受力的方向转动，以减轻人手动驱动把手204所需的力；当压力传感器感应到相反方向的力时，驱动电机停止运动；

全自动方式是指转轴202与一主动驱动电机连接，转轴202的转动和停止受主动驱动电机控制；在舱体200一侧外，安装有一个用于控制主动驱动电机的控制器；通过该控制器控制主动驱动电机的转动速度、转向等参数，使舱罩201可绕转轴202运动。

本发明实施例所采用的为手动方式，把手204设置在舱罩201远离转轴202的一侧面上，阻尼由两根伸缩阻尼杆203提供；具体实施中，两根伸缩阻尼杆203的阻尼应大于舱罩201自重的1.1倍，保证舱罩201在自重压力条件下不会绕转轴202运动；同时，两根伸缩阻尼杆203的阻尼应小于舱罩201自重的1.3倍，以减轻人手动操作舱罩201运动时所需的力，减轻操作的重量负担。

由于人体头部不适合长时间进行红外线理疗和受热，因此，具体设计中，舱罩201的长度应小于舱体200的长度。当舱罩201闭合时，远离转轴202一端的舱罩201和舱体200之间形成一个用于容纳人体颈部的缺口；当舱罩201闭合时，舱罩201远离转轴202一端的端部刚好卡在人体颈部，进一步的，在舱体200和舱罩201的缺口位置上设置有软垫，增加其舒适性。

考虑到石墨烯理疗模块与人体接触的材质为基板，为了增加理疗时人体的舒适性，可在石墨烯理疗组件的基板与人体接触的表面上设置一层护垫；护垫材质可以为海绵、耐高温软胶等具有导热功能的柔软材料。

在舱罩201的缺口位置外侧，安装有一平板电脑205，该平板电脑205的屏幕朝向舱体，所述平板电脑205基于无线连接方式控制所述理疗能量舱；具体实施中，平板电脑205通过无线连接方式，控制理疗能量舱内的电子设备，如温度控制器、湿度控制器等。

为了便于用户使用，平板电脑205的固定方式具有多种，以下就平板电脑205不同的固定方式进行介绍。

平板电脑205与舱罩之间基于磁吸进行固定。具体实施中，所述舱罩在缺口外侧设置有用于固定所述平板电脑205的磁吸式底座206；所述平板电脑205背面使用具有磁吸性的材料制成，如铁素体不锈钢、马氏体不锈钢等材质；所述平板电脑205基于背面的磁吸性材料吸附固定在所述磁吸式底座上。

平板电脑205与舱罩之间还可以基于金属定型软管进行连接。金属定型软管又称为鹅颈管、蛇形管、万向管，并依据使用行业不通定性软管还赋予很多别称。金属定型软管是由金属弹簧钢线和镀锌铁线或者其他金属线材旋绕包覆而成的复合型金属管，中空外有螺旋纹，管孔内可以穿过一定大小的电线，可以在立体空间中任意弯曲成一定形状并能保持其形状的软管，弯曲时长度和大小基本稳定，弯曲后软管本身具有一定的支撑力可以支撑起一定重量的物件，支撑力在一定范围内是可控的。在本发明实施例中，平板电脑205与舱罩之间基于金属定型软管进行连接，可实现平板电脑205任意高度和角度位置的调整，便于用户使用。

图5示出了平板电脑基于卡扣方式固定时的理疗能量舱示意图。平板电脑205与舱罩之间基于卡扣和卡槽配合。具体实施中，可在所述平板电脑205背面安装有截面形状为工字型的凸起的卡扣207；所述舱罩201在缺口位置外侧设置有用于配合所述卡扣207的截面形状为工字型的卡槽；所述平板电脑205基于所述卡扣固定在所述卡槽内。需要说明的是，固定后的平板电脑205所在平面与水平面应具有一定夹角，与人体躺下后的视线垂直，使用户的体验更加良好。

进一步的，为了理疗能量舱的使用者可以有效的实现平板电脑的控制，在平板电脑上，还可以设置眼球追踪模块，利用眼球及瞳孔的动作进行平板电脑的控制；目前平板电脑业内有很多成熟的眼球追踪模块，如TOBII眼动仪。

实际使用中，用户可以取下平板电脑或调整平板电脑在理疗能量舱上的位置，在理疗能量舱外使用该平板电脑对理疗能量舱进行操作，也可以在进行理疗时使用该平板电脑对理疗能量舱进行操作；理疗能量舱的控制程序以应用程序的形式安装在平板电脑上，当操作完毕后，用户还可以利用平板电脑进行其他活动，具有良好的实用性。

本发明提供的石墨烯理疗组件，利用石墨烯受热发出远红外线的原理，并结合石墨烯的性质特点，通过通电使其自加热，能够较为可靠的发出远红外线对人体进行理疗，对人体健康具有一定的有益效果；同时，本发明实施例提供的理疗能量舱，可使石墨烯理疗组件大范围的覆盖人体表面面积，使理疗的范围更加大，对提升理疗效果和效率具有一定的实用性。

以上对本发明实施例所提供的石墨烯理疗组件和石墨烯理疗能量舱进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种石墨烯理疗组件，其特征在于，所述石墨烯理疗组件包括一个以上的石墨烯理疗模块，所述石墨烯理疗模块包括石墨烯膜片和用于传导所述石墨烯膜片热量的基板，所述石墨烯膜片固定在所述基板上。

2.如权利要求1所述的石墨烯理疗组件，其特征在于，所述石墨烯膜片包括PET塑料载体、石墨烯导电层和用于所述石墨烯导电层通电的导电银浆电极；所述石墨烯导电层设置在所述PET塑料载体上，所述导电银浆电极固定在所述PET塑料载体上并与所述石墨烯导电层连接。

3.如权利要求1所述的石墨烯理疗组件，其特征在于，所述基板为金属基板或者陶瓷基板。

4.如权利要求3所述的石墨烯理疗组件，其特征在于，所述基板为铝板。

5.如权利要求1所述的石墨烯理疗组件，其特征在于，所述石墨烯理疗模块还包括用于所述石墨烯膜片导热或隔热的背板，所述石墨烯膜片位于基板和背板之间。

6.如权利要求1所述的石墨烯理疗组件，所述基板上设有通孔。

7.一种石墨烯理疗能量舱，其特征在于，所述石墨烯理疗能量舱包括舱体和舱罩；所述舱罩一端基于一转轴铰接在所述舱体上，所述舱罩另一端可绕所述转轴实现闭合所述舱体和打开所述舱体动作；

当所述舱罩闭合所述舱体时，所述舱罩与所述舱体之间形成一理疗舱；所述理疗舱内设置有一组以上权利要求1至6任意一项所述的石墨烯理疗组件。

8.如权利要求7所述的石墨烯理疗能量舱，其特征在于，所述一组以上的石墨烯理疗组件设置于所述舱体内壁上和/或所述舱罩内壁上。

9.如权利要求7所述的石墨烯理疗能量舱，其特征在于，所述舱罩长度小于所述舱体长度；所述舱罩呈关闭状态时，在远离所述转轴的一端，所述舱罩与所述舱体之间设置有用于容纳人体颈部的缺口。

10.如权利要求7至9任意一项所述的石墨烯理疗能量舱，其特征在于，所述石墨烯理疗能量舱还包括平板电脑，所述平板电脑固定在所述舱罩头部，所述平板电脑的显示屏朝向所述舱体方向。