CN117694909B - 一种穿戴式压电合一电极片及其穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种穿戴式压电合一电极片及其穿戴设备，属于肌电电极设备技术领域。包括鞋垫底板，所述鞋垫底板顶部安装有气管安装板，所述气管安装板的前端固定安装有气孔接头，所述气管安装板上等距分布安装有连接管，所述连接管上连接有压力调节组件，所述压力调节组件的一侧设置有蓄力组件，所述压力调节组件之间设置有吸附组件，所述压力调节组件的顶部设置有电极片组件。本发明通过设置有压力调节组件，使气囊上的电极片组件能够紧贴足部接触面随时进行调节，提高了穿戴人员的舒适度，能够更稳定有效地收集需要的生物电和机械能数据，同时通过按摩头对足部进行区域性按摩，能够缓解长时间穿戴产生的疲劳，活化人体血液。

Description

一种穿戴式压电合一电极片及其穿戴设备

技术领域

本发明涉及肌电电极设备技术领域，特别涉及一种穿戴式压电合一电极片及其穿戴设备。

背景技术

随着人们对自身健康的关注，实时监测设备日渐被大范围应用，通过可穿戴式设备凭借其便捷性越来越趋于流行，通过穿戴监测系统监测生物压力或生物电信号，医护人员通过相关数据对人员健康状况进行评估。

现有的可穿戴设备电极片难以同时监测生物压力与生物电信号，由于穿戴时间长，测试项目多，容易造成穿戴人员穿戴疲劳，造成足底血液不流畅，影响测试结果，其次，穿戴的电极片部分难以持续贴合人体足部，容易造成生物电和机械能数据进行收集不够准确，影响后期医护人员对人体健康进行评估。

因此，本申请提供了一种穿戴式压电合一电极片及其穿戴设备来满足需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种穿戴式压电合一电极片及其穿戴设备以解决现有的可穿戴设备电极片无法同时监测生物压力与生物电信号，由于穿戴时间长，测试项目多，容易造成穿戴人员穿戴疲劳，穿戴的电极片部分不能够持续贴合人体足部，容易造成生物电和机械能数据进行收集不够准确，影响医护人员对人体健康进行评估的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种穿戴式压电合一电极片及其穿戴设备，包括：鞋垫底板，所述鞋垫底板顶部安装有气管安装板，所述气管安装板的前端固定安装有气孔接头，所述气管安装板上等距分布安装有连接管，所述连接管上连接有压力调节组件，所述压力调节组件的一侧设置有蓄力组件，所述压力调节组件之间设置有吸附组件，所述压力调节组件的顶部设置有电极片组件，所述电极片组件通过连接导线与信息记录模块相连接，所述信息记录模块安装在所述鞋垫底板的底部，所述信息记录模块的一侧安装有电池。

优选地，所述气管安装板和连接管使用橡胶材料，所述压力调节组件垂直于气管安装板平面安装，所述吸附组件水平安装在两组压力调节组件之间。

优选地，所述压力调节组件包括气囊，所述气囊安装在所述气孔接头上，所述气囊的内部等角度分布安装有弹簧，所述气囊的外侧套设有气囊套筒。

优选地，所述气囊套筒内壁上螺旋对称设置有固定块，所述气囊套筒的底部套设有螺纹杆，所述螺纹杆固定安装在所述气管安装板上，所述气囊套筒的顶端等角度分布安装有按摩块。

优选地，所述气囊使用橡胶材料，所述弹簧紧贴气囊内壁设置，所述固定块宽度与螺纹杆的螺距相同，所述按摩块设置为圆柱形。

优选地，所述蓄力组件包括安装板，所述安装板安装在所述气囊套筒上，所述气囊套筒贯穿安装板，且气囊套筒与安装板槽孔转动连接，所述安装板的尾端转动安装有齿轮一，所述齿轮一与齿条一相互啮合，所述齿条一固定安装在所述气管安装板靠近脚后跟位置上，所述齿轮一的前端转动安装有涡卷弹簧。

优选地，所述安装板垂直于气囊套筒安装，所述齿条一垂直于鞋垫底板安装，所述齿轮一和齿条一使用耐磨材料。

优选地，所述吸附组件包括齿轮二，所述齿轮二固定套设在所述气囊套筒外侧，所述齿轮二之间啮合有齿条二，所述齿条二上安装有滑槽板，所述滑槽板内设置有蜂窝活性炭。

优选地，所述齿条二位于滑槽板的底面固定安装，所述滑槽板使用塑料材料，所述滑槽板平行于鞋垫底板安装。

优选地，所述电极片组件包括机械感测层，所述机械感测层上设置有生物电极层。

本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

上述方案中，通过设置有压力调节组件，在使用中，穿戴人员将足部放在电极片组件上，受到人体足部重力的影响，气囊收缩将空气通过连接管挤出，空气从气孔接头内排出，气囊套筒受到顶部压力影响向下移动，通过固定块在螺纹杆的螺纹内滑动，气囊套筒实现旋转下移，同时按摩块跟随旋转，对人体足部进行局部按摩，在足部运动状态改变时，通过人体足部接触面压力对气囊的挤压，对应位置气囊内弹簧进行收缩和拉伸，使气囊上的电极片组件能够紧贴足部接触面随时进行调节，提高了穿戴人员的舒适度，能够更稳定有效的收集需要的生物电和机械能数据，同时通过按摩头对足部进行区域性按摩，能够缓解长时间穿戴产生的疲劳，活化人体血液。

通过设置有吸附组件，在使用中，穿戴人员将足部放在电极片组件表面上，受到人体足部重力，气囊套筒受到顶部压力影响向下旋转移动，使齿轮二跟随转动，齿轮二之间与齿条二相互啮合，使齿条二水平移动，从而使滑槽板内的蜂窝活性炭在齿条二移动过程中，通过运动中自身惯性在滑槽板内翻滚换面，每次穿戴前后，穿戴人员足部对鞋垫整体施加的压力，使活性炭块在滑槽板带动下移动吸附，且通过运动惯性时进行换面，提高活性炭的吸附效率，增加穿戴设备对脚气等异味的吸附效果。

通过设置有电极片组件，底层为超薄电极的生物电传感层，上层为带微观结构的机械压力传感层，在使用中，能够同时监测穿戴人员的生物压力或生物电信号，方便医护人员对穿戴人员的身体健康进行评估。

附图说明

并入本文中并且构成说明书的部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起进一步用来对本公开的原理进行解释，并且使相关领域技术人员能够实施和使用本公开。

图1为穿戴式压电合一电极片的穿戴设备立体结构示意图；

图2为穿戴式压电合一电极片的穿戴设备立体结构示意图；

图3为穿戴式压电合一电极片的穿戴设备立体结构仰视图；

图4为压力调节组件立体结构示意图；

图5为图1的立体放大结构A处示意图；

图6为吸附组件立体结构示意图；

图7为电极片组件的立体结构示意图。

[附图标记]

1、鞋垫底板；2、气管安装板；3、气孔接头；4、连接管；5、压力调节组件；51、气囊；52、弹簧；53、气囊套筒；54、固定块；55、螺纹杆；56、按摩块；6、蓄力组件；61、安装板；62、齿轮一；63、齿条一；64、涡卷弹簧；7、吸附组件；71、齿轮二；72、齿条二；73、滑槽板；74、蜂窝活性炭；8、电极片组件；81、机械感测层；82、生物电极层；9、连接导线；10、信息记录模块；11、电池。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、；器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种穿戴式压电合一电极片及其穿戴设备进行详细描述。同时在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施例为最佳、；优选实施例，对于一些公知技术本领域技术人员也可采用其他替代方式而进行实施；而且附图部分仅是为了更具体的描述实施例，而并不旨在对本发明进行具体的限定。

需要指出的是，在说明书中提到“一个实施例”、；“实施例”、；“示例性实施例”、；“一些实施例”等指示所述的实施例可以包括特定特征、；结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、；结构或特性。另外，在结合实施例描述特定特征、；结构或特性时，结合其它实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、；结构或特性应在相关领域技术人员的知识范围内。

通常，可以至少部分从上下文中的使用来理解术语。例如，至少部分取决于上下文，本文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数意义的任何特征、；结构或特性，或者可以用于描述复数意义的特征、；结构或特性的组合。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达一组排他性的因素，而是可以替代地，至少部分地取决于上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。

可以理解的是，本公开中的“在……上”、；“在……之上”和“在……上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在……上”不仅表示“直接在”某物“上”而且还包括在某物“上”且其间有居间特征或层的含义，并且“在……之上”或“在……上方”不仅表示“在”某物“之上”或“上方”的含义，而且还可以包括其“在”某物“之上”或“上方”且其间没有居间特征或层的含义。

此外，诸如“在…之下”、；“在…下方”、；“下部”、；“在…之上”、；“上部”等空间相关术语在本文中为了描述方便可以用于描述一个元件或特征与另一个或多个元件或特征的关系，如在附图中示出的。空间相关术语旨在涵盖除了在附图所描绘的取向之外的在设备使用或操作中的不同取向。设备可以以另外的方式被定向，并且本文中使用的空间相关描述词可以类似地被相应解释。

如图1-图3所示的，本发明的实施例提供一种穿戴式压电合一电极片的穿戴设备，包括：鞋垫底板1，所述鞋垫底板1顶部安装有气管安装板2，气管安装板2的前端固定安装有气孔接头3，气管安装板2上等距分布安装有连接管4，连接管4上连接有压力调节组件5，压力调节组件5的一侧设置有蓄力组件6，压力调节组件5之间设置有吸附组件7，压力调节组件5的顶部设置有电极片组件8，电极片组件8通过连接导线9与信息记录模块10相连接，信息记录模块10安装在鞋垫底板1的底部，信息记录模块10的一侧安装有电池11，在使用中，穿戴人员将足部放在电极片组件8上，受到人体足部重力的影响，压力调节组件5向下移动，空气从气孔接头3内排出，同时蓄力组件6进行蓄力储能，吸附组件7跟随压力调节组件5在向下移动过程进行水平方向移动，吸附脚气等异味，在人体站立时，通过人体足部与电极片组件8接触时，接触面高低不同，从而使压力调节组件5下移高度不同，使人体足部能够紧贴电极片组件8，在站立或行走时，电极片组件8通过连接导线9将收集到的人体压力和生物能变化传输至信息记录模块10记录。

本实施例中，所述气管安装板2和连接管4使用橡胶材料，压力调节组件5垂直于气管安装板2平面安装，吸附组件7水平安装在两组压力调节组件5之间，通过使用橡胶材料的气管安装板2和连接管4，提高装置的便携性和装置的运行稳定性，通过将压力调节组件5垂直于气管安装板2平面安装，提高压力调节组件5的移动运行的稳定性。

如图1、图2和图4所示，所述压力调节组件5包括气囊51，气囊51安装在气孔接头3上，气囊51的内部等角度分布安装有弹簧52，气囊51的外侧套设有气囊套筒53，在使用中，穿戴人员将足部放在电极片组件8上，受到人体足部重力的影响，气囊51收缩将空气通过连接管4挤出后，多余空气从气孔接头3内排出，气囊套筒53受到顶部压力影响向下移动，蓄力组件6进行蓄力，通过固定块54在螺纹杆55的螺纹内滑动，实现旋转下移，在旋转过程中，按摩块56跟随旋转，对人体足部进行局部按摩，当足部运动状态改变时，通过人体足部接触面压力对气囊51的挤压，气囊51内弹簧52进行收缩，从而使气囊上的电极片组件8能够紧贴足部接触面，电极片组件8通过连接导线9将收集到的人体压力和生物能变化传输至信息记录模块10记录。

如图1、图2和图6所示，所述气囊套筒53内壁上螺旋对称设置有固定块54，气囊套筒53的底部套设有螺纹杆55，螺纹杆55固定安装在气管安装板2上，气囊套筒53的顶端等角度分布安装有按摩块56，当从装置上抬起脚时，气囊51内弹簧52由于不受到压力，进行回弹，回弹过程中在竖直方向拖拽气囊51，在弹簧52反复回弹逐渐消耗积蓄能量的过程中，空气通过负压从气孔接头3进入气管安装板2内，并通过相应的连接管4进入气囊51内填充，蓄力组件6释放，气囊套筒53通过蓄力组件6释放力推动，气囊套筒53通过固定块54转动回到原位。

本实施例中，所述气囊51使用橡胶材料，弹簧52紧贴气囊51内壁设置，固定块54宽度与螺纹杆55的螺距相同，按摩块56设置为圆柱形，通过使用橡胶材料的气囊51，使人体足部能够更加贴合电极片组件8，提高穿戴舒适度和数据监测的准确性，通过将固定块54宽度设置与螺纹杆55的螺距相同，提高装置触发的稳定性，通过将按摩块56设置为圆柱形，能够使按摩块56呈矩阵型与人体足部接触，提高按摩的舒适度。

如图1、图2、图5和图6所示，所述蓄力组件6包括安装板61，安装板61安装在气囊套筒53上，气囊套筒53贯穿安装板61，且气囊套筒53与安装板61槽孔转动连接，安装板61的尾端转动安装有齿轮一62，齿轮一62与齿条一63相互啮合，齿条一63固定安装在气管安装板2靠近脚后跟位置上，齿轮一62的前端转动安装有涡卷弹簧64，在使用中，穿戴人员将足部放在电极片组件8上，受到人体足部重力的影响，气囊套筒53受到顶部压力影响向下移动，从而使安装板61跟随下移，移动过程中，安装板61尾端的齿轮一62与齿条一63相互啮合，涡卷弹簧64进行蓄力，当穿戴人员将足部从装置上抬起时，涡卷弹簧64不受外力弹开，使齿轮一62反转，齿轮一62通过与齿条一63相互啮合，带动安装板61向上移动，安装板61通过接触齿轮一62端面，从而带动气囊套筒53向上旋转移动，回到原来位置。

本实施例中，所述安装板61垂直于气囊套筒53安装，齿条一63垂直于鞋垫底板1安装，齿轮一62和齿条一63使用耐磨材料，通过安装板61垂直于气囊套筒53安装，提高齿轮一62和齿条一63的啮合稳定性，防止卡塞，通过使用耐磨材料的齿轮一62和齿条一63，提高了装置的使用寿命。

如图1、图2和图6所示，所述吸附组件7包括齿轮二71，齿轮二71固定套设在气囊套筒53外侧，齿轮二71之间啮合有齿条二72，齿条二72上安装有滑槽板73，滑槽板73内设置有蜂窝活性炭74，在使用中，穿戴人员将足部放在电极片组件8上，受到人体足部重力的影响，气囊套筒53受到顶部压力影响向下旋转移动，从而使齿轮二71跟随转动，齿轮二71之间与齿条二72相互啮合，使齿条二72水平移动，从而使滑槽板73内的蜂窝活性炭74在齿条二72移动过程中，通过惯性进行换面，提高对脚气等异味的吸附效果。

本实施例中，所述齿条二72位于滑槽板73的底面固定安装，滑槽板73使用塑料材料，滑槽板73平行于鞋垫底板1安装，通过使用塑料材料的滑槽板73，防止与蜂窝活性炭74产生反应，造成装置失效的情况，通过将滑槽板73平行于鞋垫底板1安装，提高装置的运行稳定性。

如图7所示，所述电极片组件8包括机械感测层81，机械感测层81上设置有生物电极层82。

本发明提供的技术方案，通过设置有压力调节组件，在使用中，穿戴人员将足部放在电极片组件上，受到人体足部重力的影响，气囊收缩将空气通过连接管挤出，空气从气孔接头内排出，气囊套筒受到顶部压力影响向下移动，通过固定块在螺纹杆的螺纹内滑动，气囊套筒实现旋转下移，同时按摩块跟随旋转，对人体足部进行局部按摩，在足部运动状态改变时，通过人体足部接触面压力对气囊的挤压，对应位置气囊内弹簧进行收缩和拉伸，使气囊上的电极片组件能够紧贴足部接触面随时进行调节，提高了穿戴人员的舒适度，能够更稳定有效地收集需要的生物电和机械能数据，同时通过按摩头对足部进行区域性按摩，能够缓解长时间穿戴产生的疲劳，活化人体血液。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、；修改、；等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对本发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、；过程、；流程、；元件和电路等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读取存储介质中，如：ROM/RAM、；磁碟、；光盘等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种穿戴式压电合一电极片的穿戴设备，其特征在于，包括鞋垫底板，所述鞋垫底板顶部安装有气管安装板，所述气管安装板的前端固定安装有气孔接头，所述气管安装板上等距分布安装有连接管，所述连接管上连接有压力调节组件；

所述压力调节组件的一侧设置有蓄力组件，所述压力调节组件之间设置有吸附组件，所述压力调节组件的顶部设置有电极片组件，所述电极片组件通过连接导线与信息记录模块相连接，所述信息记录模块安装在所述鞋垫底板的底部，所述信息记录模块的一侧安装有电池；

所述压力调节组件包括气囊，所述气囊安装在所述气孔接头上，所述气囊的内部等角度分布安装有弹簧，所述气囊的外侧套设有气囊套筒；

所述气囊套筒内壁上螺旋对称设置有固定块，所述气囊套筒的底部套设有螺纹杆，所述螺纹杆固定安装在所述气管安装板上，所述气囊套筒的顶端等角度分布安装有按摩块；

所述蓄力组件包括安装板，所述安装板安装在所述气囊套筒上，所述气囊套筒贯穿安装板，且气囊套筒与安装板槽孔转动连接，所述安装板的尾端转动安装有齿轮一，所述齿轮一与齿条一相互啮合，所述齿条一固定安装在所述气管安装板靠近脚后跟位置上，所述齿轮一的前端转动安装有涡卷弹簧；

所述吸附组件包括齿轮二，所述齿轮二固定套设在所述气囊套筒外侧，所述齿轮二之间啮合有齿条二，所述齿条二上安装有滑槽板，所述滑槽板内设置有蜂窝活性炭。

2.根据权利要求1所述的穿戴式压电合一电极片的穿戴设备，其特征在于，所述气管安装板和连接管使用橡胶材料，所述压力调节组件垂直于气管安装板平面安装，所述吸附组件水平安装在两组压力调节组件之间。

3.根据权利要求1所述的穿戴式压电合一电极片的穿戴设备，其特征在于，所述气囊使用橡胶材料，所述弹簧紧贴气囊内壁设置，所述固定块宽度与螺纹杆的螺距相同，所述按摩块设置为圆柱形。

4.根据权利要求1所述的穿戴式压电合一电极片的穿戴设备，其特征在于，所述安装板垂直于气囊套筒安装，所述齿条一垂直于鞋垫底板安装，所述齿轮一和齿条一使用耐磨材料。

5.根据权利要求1所述的穿戴式压电合一电极片的穿戴设备，其特征在于，所述齿条二位于滑槽板的底面固定安装，所述滑槽板使用塑料材料，所述滑槽板平行于鞋垫底板安装。

6.一种穿戴式压电合一电极片，使用权利要求1-5任意一项所述的穿戴式压电合一电极片的穿戴设备进行安装，其特征在于，所述电极片组件包括机械感测层，所述机械感测层上设置有生物电极层。