CN111838864A

CN111838864A - 一种孕妇足部护理及监测智能鞋

Info

Publication number: CN111838864A
Application number: CN202010789025.XA
Authority: CN
Inventors: 刘蓉; 赵树弥
Original assignee: Hong Kong Research Institute of Textiles and Apparel Ltd
Current assignee: Hong Kong Research Institute of Textiles and Apparel Ltd
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2020-10-30

Abstract

本发明申请一种孕妇足部护理及监测智能鞋，包括鞋底、鞋中底、鞋垫、鞋帮面及设置于所述鞋底后跟处凹槽内的电路封装盒，还包括足弓压力传感器和肿胀监测传感器，所述足弓压力传感器设置于所述鞋中底的足弓位并紧贴鞋垫下方，通过导线连接至所述电路封装盒；所述肿胀监测传感器环绕设置于所述鞋帮面脚踝处，通过导线经过设置于所述鞋帮面后跟处的空腔连接至所述电路封装盒；所述鞋中底后跟处设有与所述凹槽相匹配的放置口；本发明能够对孕妇在孕期内的足部体征变化进行实时监测，为孕期足部健康监测提供了科学的监测指标；对孕期的足形、足压等体征变化进行实时分析、记录和显示，为穿着者提供健康建议，提升用户对孕期足部健康的认知。

Description

一种孕妇足部护理及监测智能鞋

技术领域

本发明属于智能穿戴设备技术领域，具体涉及一种孕妇足部护理及监测智能鞋。

背景技术

足底压力信息是分析足部形态功能健康的重要参数之一，可用于分析足形足弓状态、步态平衡、行走稳定性等，进而辅助诊断下肢及足部疾病，改善足部健康。目前市面上有各式各样的足压检测设备，但这些产品或检测系统主要针对的是功能鞋垫的开发，并非整个足护系统，尤其是关注友好人机交互界面的足部健康管理的智能化产品开发；而且现有的足压检测设备对于孕妇这一特殊人群并不能很好的反映用户的足部健康情况，目前市场上对于孕妇群体的足部健康监测方法或系统仍相对缺乏。

随着胎儿的成长，孕妇体重增加，松弛肽分泌增加，使得韧带对足部骨肌结构连接松弛，导致足弓塌陷，足压增高，足形变化，同时随着怀孕周期的增加，子宫逐渐压迫下肢静脉引起脚踝肿胀，使得足痛问题日益成为困扰孕妇足部舒适和健康的因素之一。因此开发一款适用于孕妇群体的足部监测智能鞋很有必要。

发明内容

基于此，本发明旨在提出一种孕妇足部护理及监测智能鞋及其制备方法，能适应孕期足形变化，对孕期足部体征变化进行实时监测，以克服上述现有技术的缺陷。

本发明一种孕妇足部护理及监测智能鞋，包括：

鞋底、鞋中底、鞋垫、鞋帮面及设置于鞋底后跟处凹槽内的电路封装盒；

还包括足弓压力传感器和肿胀监测传感器；

足弓压力传感器设置于鞋中底的足弓位并紧贴鞋垫下方，通过导线连接至电路封装盒，用于监测足弓压力变化；

肿胀监测传感器环绕设置于鞋帮面脚踝处，通过导线经过设置于鞋帮面后跟处的空腔连接至电路封装盒，用于监测脚踝肿胀程度；

鞋中底后跟处设有与凹槽相匹配的放置口；

电路封装盒内封装有电池模块、蓝牙通信模块、信号采集芯片、信号处理芯片及电池管理芯片。

进一步地，上述智能鞋还包括设置于鞋中底上方的阵列压力传感器，通过导线连接至电路封装盒，用于监测足底压力变化。

进一步地，电路封装盒朝脚趾方向设有一通孔用于连接足弓压力传感器的导线通过，朝后跟方向设有一通孔用于连接肿胀监测传感器的导线通过。

进一步地，电路封装盒朝足内侧还设有一通孔用于连接阵列压力传感器的导线通过。

进一步地，足弓压力传感器为柔性薄片压力传感器。

进一步地，肿胀监测传感器为导电织物伸缩传感器。

进一步地，信号处理芯片选用STM32L152芯片。

第二方面，本发明还提供上述智能鞋的制备方法，包括：

S1.在鞋帮面后跟处固设与肿胀监测传感器连接的金属扣件和供导线通过的空腔；

S2.缝合或粘合鞋帮面与鞋中底得到半成品；

S3.将步骤S2的半成品与鞋底热压粘合形成一体，其中鞋底后跟设有的凹槽嵌入有电路封装盒；

S4.足弓压力传感器固定于鞋中底与鞋垫之间，通过导线经鞋中底上表面连接至电路封装盒；

S5.在鞋帮面脚踝处设置肿胀监测传感器，连接其与电路封装盒的导线穿过空腔延伸至鞋帮面后跟上边沿与金属扣件相连接。

进一步地，步骤S2还包括：

依次缝合鞋帮面、鞋垫与鞋中底得到半成品。

进一步地，步骤S2还包括：

缝合或粘合鞋帮面与鞋中底，在鞋中底上方放置鞋垫得到半成品。

进一步地，上述制备方法还包括：

在鞋中底与鞋垫之间固定阵列压力传感器。

从以上技术方案看出，本发明具有如下有益效果：

本发明一种孕妇足部护理及监测智能鞋，通过足弓压力传感器和肿胀监测传感器对孕妇在孕期内的足部体征变化进行实时监测，为孕期足部健康监测提供了科学的监测指标；本发明采用柔性材料和可伸缩材料的力学传感器，具有良好的弹性和贴合度，不影响孕妇穿着的灵活性和舒适性；对孕期的足形、足压等体征变化进行实时分析、记录和显示，为穿着者提供健康建议，提升用户对孕期足部健康的认知。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1本发明一种孕妇足部护理及监测智能鞋结构图

图2本发明一种孕妇足部护理及监测智能鞋的阵列传感器示意图

图3本发明一种孕妇足部护理及监测智能鞋处理芯片工作原理图

图中：1.鞋底；10.凹槽；11.通孔；12.空腔；13.放置口；14.金属扣件；2.鞋中底；3.电路封装盒；31.底盒；32.盖板；33.电路板；34.充放电电池；35.蓝牙通信模块；36.信号采集芯片；37.信号处理芯片；38.电池管理芯片；4.鞋垫；5.鞋帮面；6.足弓压力传感器；7.肿胀监测传感器；8.导线；9.数据接收及显示模块；91.智能鞋足护程序；92.蓝牙通信；15.智能鞋；16.阵列压力传感器；17.阵列压力传感器导线；18.压力测量单元。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例提供一种孕妇足部护理及监测智能鞋，包括鞋底1、鞋中底2、电路封装盒3、鞋垫4、鞋帮面5，电路封装盒3放置在鞋底1后跟处设置的凹槽10内，对应地鞋中底2后跟处设有与凹槽10相匹配的放置口13以配合电路封装盒3的放置；

本实施例的智能鞋还包括足弓压力传感器6和肿胀监测传感器7；

足弓压力传感器6设置于鞋中底2的足弓位并紧贴鞋垫4下方，通过导线8连接至电路封装盒3，用于监测足弓压力变化；

肿胀监测传感器7环绕设置于鞋帮面5脚踝处，用于监测脚踝肿胀程度，通过导线8经过设置于鞋帮面5后跟处的空腔12连接至电路封装盒3，具体为传感器与金属扣件14相连，导线通过空腔12延伸至鞋帮面5的上边沿连接至金属扣件14。

电路封装盒3由底盒31和盖板32组成，集成了多个芯片的电路板33和充放电电池34放置于电路封装盒3内，其中电路板33上集成有蓝牙通信模块35、信号采集芯片36、信号处理芯片37和电池管理芯片38；为了接线方便，电路封装盒3朝脚趾方向设有通孔11用于连接足弓压力传感器6的导线通过，朝后跟方向同样设有通孔11用于连接肿胀监测传感器7的导线通过。

电路板33实时采集来自足弓压力传感器6和肿胀监测传感器7的足部压力和肿胀数据通过蓝牙通信模块35发送至具备蓝牙通信功能的外部的数据接收及显示模块9，该模块内置的智能鞋足护程序91通过蓝牙通信92对接收到的数据进一步处理并显示足部力学及形态变化信息。

进一步的实施例中，上述智能鞋还可以包括阵列压力传感器16，放置在鞋中底2与鞋垫4之间，通过导线17与电路封装盒3连接，电路封装盒3朝足内侧设有通孔11供导线17通过；如图2所示，阵列压力传感器16是由多个压力测量单元18组成的与鞋垫4尺寸相匹配的传感器阵列，用于监测整个足底的压力变化。

为了不影响穿着的舒适性，足弓压力传感器6采用柔性薄片压力传感器，测量范围20-100kg；肿胀监测传感器7采用导电织物伸缩传感器，圆周肿胀测量范围0-100mm，具备良好的弹性。

数据接收及显示模块9可以是移动设备例如手机或电脑，应当理解的是，只要是支持运行对应的智能鞋足护程序91的设备均可作为数据接收及显示模块，本发明并不对此作具体的限定。

进一步的实施例中，可以选用STM32系列的单片机作为处理芯片37，具体选用STM32L152的芯片作为控制器。如图3所示，电源上电后电压转换器分别转换不同的电压供给电路板33上的各个模块，晶振为芯片提供时钟，存储器保存运行代码，下载口用于电路板代码下载及调试，内存是运行时装载程序，I/O接口控制三极管，串口与蓝牙模块相连进行数据传输；足弓压力和肿胀数据分别经过足弓压力传感器6和肿胀监测传感器7进入系统的模数转化器，把模拟量转化成数字量，实现数据测量，并通过蓝牙通信发送至外部安装有智能鞋足护程序91的智能手机，用以分析和显示。

以智能手机为例，智能鞋足护程序91根据接收到的足部体征变化数据对孕期足形变化、足弓压力变化、身高体重指数BMI等进行定性定量分析，并以包括但不仅限于表格、曲线等形式显示在手机界面上供穿着者参考，该程序还能根据所收集的数据对穿着者提供足部健康管理建议，利于穿着者了解自身足部健康状态，并及时做出调整，从而预防足弓塌陷、足压增高，缓解足部疼痛。

下面介绍的实施例旨在说明上述智能鞋的制备方法，包括：

制备鞋帮面和鞋垫，可采用机织、针织或其余非织造方法进行制备，制备得到的鞋帮面应具有良好的横纵向弹性以适应孕妇足形随体重及荷尔蒙变化而产生的体积及形态变化；

在鞋帮面后跟处固设与肿胀监测传感器连接的金属扣件和供导线通过的空腔；

缝合或粘合鞋帮面与鞋中底得到半成品；

鞋垫的放置方式可以为先与鞋帮面缝合或粘合，再与鞋中底缝合/粘合，也可以是只缝合/粘合鞋帮面与鞋中底，鞋垫独立插入鞋内置于鞋中底之上；

将上述半成品与鞋底热压粘合形成一体，并在鞋底后跟设置的凹槽嵌入电路封装盒；

将足弓压力传感器固定于鞋中底与鞋垫之间，通过导线经鞋中底上表面连接至电路封装盒；

在鞋帮面脚踝处设置肿胀监测传感器，连接其与电路封装盒的导线穿过空腔延伸至鞋帮面后跟上边沿与金属扣件相连接。

当智能鞋还包括阵列压力传感器时，还需在鞋中底与鞋垫之间固定阵列压力传感器，并将其通过导线经鞋中底上表面连接至电路封装盒。

鞋底材料主要使用到的是制鞋的通用材料，例如橡胶、聚氨酯(PU)、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、塑性聚氨酯弹性体(TPU)、热塑性橡胶(TPR)、聚氯乙烯(PVC)等；

鞋帮面、鞋中底及鞋垫用到的材料为由聚酯、聚酰胺、氨纶及其混合材料制成的机织、针织或其余非织造材料。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种孕妇足部护理及监测智能鞋，包括鞋底、鞋中底、鞋垫、鞋帮面及设置于所述鞋底后跟处凹槽内的电路封装盒，其特征在于，

还包括足弓压力传感器和肿胀监测传感器；

所述足弓压力传感器设置于所述鞋中底的足弓位并紧贴鞋垫下方，通过导线连接至所述电路封装盒，用于监测足弓压力变化；

所述肿胀监测传感器环绕设置于所述鞋帮面脚踝处，通过导线经过设置于所述鞋帮面后跟处的空腔连接至所述电路封装盒，用于监测脚踝肿胀程度；

所述鞋中底后跟处设有与所述凹槽相匹配的放置口；

所述电路封装盒内封装有电池模块、蓝牙通信模块、信号采集芯片、信号处理芯片及电池管理芯片。

2.根据权利要求1所述的孕妇足部护理及监测智能鞋，其特征在于，所述智能鞋还包括设置于所述鞋中底上方的阵列压力传感器，通过导线连接至所述电路封装盒，用于监测足底压力变化。

3.根据权利要求1所述的孕妇足部护理及监测智能鞋，其特征在于，所述电路封装盒朝脚趾方向设有一通孔供连接所述足弓压力传感器的导线通过，朝后跟方向设有一通孔供连接所述肿胀监测传感器的导线通过。

4.根据权利要求2所述的孕妇足部护理及监测智能鞋，其特征在于，所述电路封装盒朝足内侧还设有一通孔供连接所述阵列压力传感器的导线通过。

5.根据权利要求1所述的孕妇足部护理及监测智能鞋，其特征在于，所述足弓压力传感器为柔性薄片压力传感器。

6.根据权利要求1所述的孕妇足部护理及监测智能鞋，其特征在于，所述肿胀监测传感器为导电织物伸缩传感器。

7.根据权利要求1所述的孕妇足部护理及监测智能鞋，其特征在于，所述信号处理芯片选用STM32L152芯片。

8.一种权利要求1-7任一项所述的孕妇足部护理及监测智能鞋的制备方法，其特征在于，包括：

S2.缝合或粘合鞋帮面与鞋中底得到半成品；

9.根据权利要求8所述的孕妇足部护理及监测智能鞋的制备方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

依次缝合所述鞋帮面、鞋垫与鞋中底得到半成品。

10.根据权利要求8所述的孕妇足部护理及监测智能鞋的制备方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

缝合或粘合所述鞋帮面与鞋中底，在所述鞋中底上方放置鞋垫得到半成品。