RU2533021C2 - Method for feet vibro-massage and insole for implementing it - Google Patents
Method for feet vibro-massage and insole for implementing it Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533021C2 RU2533021C2 RU2013110573/14A RU2013110573A RU2533021C2 RU 2533021 C2 RU2533021 C2 RU 2533021C2 RU 2013110573/14 A RU2013110573/14 A RU 2013110573/14A RU 2013110573 A RU2013110573 A RU 2013110573A RU 2533021 C2 RU2533021 C2 RU 2533021C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- piezoelectric transducer
- mode
- vibration
- foot
- piezoelectric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Percussion Or Vibration Massage (AREA)
- Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Изобретение относится к области физиотерапии, в частности к способам и техническим средствам вибромассажа, и может быть использовано для вибромассажа ступней, осуществляемого с помощью пьезоэлектрических преобразователей, расположенных в стельках обуви, с учетом двигательной активности человека.The invention relates to the field of physiotherapy, in particular to methods and technical means of vibration massage, and can be used for vibration massage of the feet, carried out using piezoelectric transducers located in the insoles of shoes, taking into account the motor activity of a person.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Массаж ступней, как и массаж других частей тела человека, является весьма полезной процедурой, дающей как эффект релаксации, так и физиотерапевтический, а в ряде применений и лечебный эффекты. При этом массаж ступней, вообще говоря, не требует участия медицинского персонала, специального помещения, отвлечения человека на такую процедуру. Такой массаж может быть осуществлен, например, во время работы, когда человек сидит, причем массаж может быть осуществлен с помощью специальных средств, встроенных в обувь. Однако для осуществления массажа ступней во время обычной жизнедеятельности человека возникает задача согласования времени массажа с текущей нагрузкой на ступни, обусловленной весом человека. Так, массаж ступней, как процедуру для релаксации, нужно проводить в то время, когда нагрузка на ступни минимальная, то есть когда человек сидит или лежит.Foot massage, as well as massage of other parts of the human body, is a very useful procedure that gives both a relaxation effect and a physiotherapeutic, and in some applications therapeutic effect. At the same time, foot massage, generally speaking, does not require the participation of medical personnel, a special room, or distracting a person from such a procedure. Such a massage can be carried out, for example, during work, when a person is sitting, and massage can be carried out using special tools built into the shoes. However, for the implementation of foot massage during normal human life, the task arises of matching the massage time with the current load on the feet, due to the weight of the person. So, foot massage, as a procedure for relaxation, should be carried out at a time when the load on the feet is minimal, that is, when a person is sitting or lying down.
Известны различные способы вибромассажа ступней, осуществляемые с использованием вибрирующих элементов, расположенных в стельке обуви.There are various methods of vibration massage of the feet, carried out using vibrating elements located in the insole of the shoe.
Так, известен патент US 5913838 (публ. 22.06.1999; А61Н 1/00), в котором описано устройство для массажа ступней с помощью вибраторов, расположенных в стельке и работающих от электрического источника питания, закрепляемого на обуви и соединяемого с вибраторами с помощью проводов. Особенностью этой конструкции являются воздушные каналы, выполненные в стельке и предназначенные для воздушного охлаждения вибраторов. Устройство предусматривает выбор одного из трех уровней вибрации (низкий, средний, высокий). Включение вибраторов осуществляется вручную кнопкой, а выключение обеспечивается таймером, задающим время работы вибраторов, что накладывает определенные требования к управлению работой устройства. Так, перед включением устройства человек должен сесть или лечь, а если необходимо встать, нужно принудительно выключить устройство, иначе оно будет продолжать работать по таймеру. Все это усложняет использование данного устройства и ограничивает его применение.So, the patent US 5913838 is known (publ. 06/22/1999;
В патенте US 8322055 (публ. 04.12.2012; A61F 5/14, А61Н 1/00) описано устройство для массажа ступней с помощью вибраторов, расположенных в подошве обуви. В подошве также расположен электрический источник питания вибраторов. Управление работой вибраторов обеспечивается переключателем, расположенным на каблуке, или дистанционным устройством управления. Длительность вибромассажа, а также его интенсивность задаются вручную с помощью ручек управления выведенных на каблуке. Данное устройство обладает аналогичными, что и устройство, описанное в патенте US 5913838, ограничениями по применению.In the patent US 8322055 (publ. 04.12.2012;
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ вибромассажа ступней человека, описанный в международной заявке WO 2005094679 (публ. 13.11.2005; А61В 5/11). Данный способ обеспечивает вибромассаж ступней в определенные фазы хождения человека и используется как физиотерапевтический и лечебный метод при некоторых неврологических заболеваниях. Способ осуществляется с помощью вибратора, работа которого синхронизирована во времени с опорной фазой ходьбы. Определение начала и окончания опорной фазы обеспечивается датчиком давления, установленным в обуви в районе пятки. Описанное в WO 2005094679 решение позволяет реализовать способ вибромассажа ступней с автоматическим включением и выключением вибраторов в зависимости от нагрузки на ступню, которая определяется датчиком давления. Однако такие возможности обеспечиваются за счет усложнения устройства, предназначенного для осуществления способа, которое требует дополнительно установку датчика давления.Closest to the claimed invention is a method of vibration massage of a person’s feet, described in international application WO 2005094679 (publ. 13.11.2005; AB 5/11). This method provides vibration massage of the feet in certain phases of a person’s walking and is used as a physiotherapeutic and therapeutic method for some neurological diseases. The method is carried out using a vibrator, the operation of which is synchronized in time with the reference phase of walking. The determination of the beginning and end of the support phase is provided by a pressure sensor installed in the shoe in the area of the heel. The solution described in WO2005094679 makes it possible to implement a method of vibration massage of the feet with automatic on and off vibrators depending on the load on the foot, which is determined by the pressure sensor. However, such opportunities are provided due to the complexity of the device intended for implementing the method, which additionally requires the installation of a pressure sensor.
Технической задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание способа вибромассажа ступней человека, обеспечивающего автоматическое включение/выключение вибраторов в зависимости от изменения вида двигательной активности человека, например при смене сидячего или стоячего положения на ходьбу, и позволяющего упростить технические средства, предназначенные для осуществления способа.The technical problem to which the present invention is directed is the creation of a method of vibration massage of a person’s feet, which automatically turns on / off vibrators depending on a change in the type of a person’s physical activity, for example, when changing a sitting or standing position to walking, and allowing to simplify the technical means intended for the implementation of the method.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Одним объектом настоящего изобретения является способ вибромассажа ступней человека, который характеризуется тем, что вибромассаж осуществляют с помощью пьезоэлектрического преобразователя, установленного в стельке обуви, надетой на ноги. Пьезоэлектрический преобразователь попеременно включают в режим вибрации путем подачи на него переменного электрического сигнала возбуждения и в режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь, при этом переключение пьезоэлектрического преобразователя из режима генерирования электрического сигнала в режим вибрации осуществляют при условии, когда величина упомянутого электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь, не превышает заданного значения.One object of the present invention is a method of vibration massage of a person’s feet, which is characterized in that the vibration massage is carried out using a piezoelectric transducer installed in a shoe insole worn on the feet. The piezoelectric transducer is alternately switched into vibration mode by applying an alternating electric excitation signal to it and into the electric signal generation mode caused by foot pressure on the piezoelectric transducer, wherein the piezoelectric transducer is switched from the electric signal generation mode to vibration mode provided that the value of the said electric the signal caused by foot pressure on the piezoelectric transducer is not exceeded It sets the set value.
Применение в качестве массирующего средства (вибратора) пьезоэлектрического преобразователя, установленного в стельке, позволяет, используя присущие таким устройствам прямой и обратный пьезоэлектрический эффекты, обойтись без дополнительных датчиков давления, регистрирующих нагрузку на ступню и управляющих включением/выключением вибратора.The use of a piezoelectric transducer installed in the insole as a massing means (vibrator) allows, using the direct and inverse piezoelectric effects inherent in such devices, to do without additional pressure sensors that record the load on the foot and control the on / off of the vibrator.
В данном случае обратный пьезоэлектрический эффект (генерирование механических колебаний при подаче на электроды пьезоэлектрического преобразователя переменного напряжения) используется для вибромассажа, а прямой пьезоэлектрический эффект (генерирование электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь) используется для определения вида (характера) двигательной активности человека и переключения пьезоэлектрического преобразователя из режима вибрации в режим генерирования электрического сигнала и наоборот. Для этого пьезоэлектрический преобразователь попеременно включают в режим вибрации путем подачи на него переменного электрического сигнала возбуждения или в режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь. При этом для переключения пьезоэлектрического преобразователя из режима генерирования электрического сигнала в режим вибрации установлено условие - величина электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь, не должна превышать заданного значения, что автоматически предотвращает включение вибромассажа, когда человек, например, идет или бежит. В то же время, когда человек находится в покое (стоит, сидит, лежит) и реакция пьезоэлектрического преобразователя на давление ступни существенно уменьшается, пьезоэлектрический преобразователь автоматически переключается в режим вибрации, обеспечивая вибромассаж ступни.In this case, the inverse piezoelectric effect (generating mechanical vibrations when a piezoelectric transducer of alternating voltage is applied to the electrodes) is used for vibration massage, and the direct piezoelectric effect (generating an electric signal caused by the pressure of the foot on the piezoelectric transducer) is used to determine the type (character) of a person’s motor activity and switching the piezoelectric transducer from vibration mode to electric generation mode signal and vice versa. To this end, the piezoelectric transducer is alternately switched into vibration mode by applying an alternating electrical excitation signal to it or into the generation mode of the electric signal caused by the pressure of the foot on the piezoelectric transducer. At the same time, to switch the piezoelectric transducer from the electric signal generation mode to vibration mode, the condition was established that the value of the electric signal caused by the foot pressure on the piezoelectric transducer should not exceed the set value, which automatically prevents the vibration massage from turning on when a person, for example, walks or runs. At the same time, when a person is at rest (standing, sitting, lying) and the response of the piezoelectric transducer to foot pressure is significantly reduced, the piezoelectric transducer automatically switches to vibration mode, providing vibration massage of the foot.
Учитывая физиологические особенности проведения вибромассажа ступней, частоту переменного сигнала возбуждения пьезоэлектрического преобразователя в режиме вибрации выбирают в диапазоне от 1 Гц до 10 Гц.Given the physiological characteristics of the vibration massage of the feet, the frequency of the variable excitation signal of the piezoelectric transducer in vibration mode is selected in the range from 1 Hz to 10 Hz.
Учитывая двигательную активность человека, переключение пьезоэлектрического преобразователя из режима вибрации в режим генерирования электрического сигнала может быть осуществлено через интервал времени от 5 секунд до 1 минуты после переключения пьезоэлектрического преобразователя из режима генерирования электрического сигнала в режим вибрации. То есть после того, как был включен режим вибрации, через указанное время пьезоэлектрический преобразователь переключают в режим генерирования электрического сигнала, по величине которого оценивают возможность возврата в режим вибрации. Так происходит периодически до тех пор, пока генерируемый пьезоэлектрическим преобразователем электрический сигнал не достигнет или не превысит установленного значения. После этого пьезоэлектрический преобразователь остается включенным в таком режиме до тех пор, пока величина генерируемого пьезоэлектрическим преобразователем электрического сигнала вновь не опустится до и не станет ниже установленного значения.Considering a person’s motor activity, switching the piezoelectric transducer from vibration mode to electric signal generation mode can be carried out in a time interval from 5 seconds to 1 minute after switching the piezoelectric transducer from electric signal generation mode to vibration mode. That is, after the vibration mode has been switched on, after a specified time, the piezoelectric transducer is switched to the electric signal generation mode, the magnitude of which assesses the possibility of returning to the vibration mode. This happens periodically until the electrical signal generated by the piezoelectric transducer reaches or exceeds the set value. After that, the piezoelectric transducer remains switched on in this mode until the value of the electric signal generated by the piezoelectric transducer again drops to and does not fall below the set value.
Дополнительно способ может включать вибромассаж дополнительными пьезоэлектрическими преобразователями, также установленными в стельке и переключаемыми в режим вибрации вместе с основным пьезоэлектрическим преобразователем.Additionally, the method may include vibration massage with additional piezoelectric transducers, also installed in the insole and switched to vibration mode together with the main piezoelectric transducer.
Кроме того, по меньшей мере один из дополнительных пьезоэлектрических преобразователей может также переключаться в режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни на него. При этом электрический сигнал, генерируемый таким дополнительным пьезоэлектрическим преобразователем, может быть дополнительно использован для упомянутого определения условия переключения пьезоэлектрических преобразователей в режим вибрации.In addition, at least one of the additional piezoelectric transducers can also switch to the mode of generating an electrical signal caused by the pressure of the foot on it. In this case, the electric signal generated by such an additional piezoelectric transducer can be additionally used to determine the conditions for switching the piezoelectric transducers into vibration mode.
В частности, для повышения надежности распознавания вида двигательной активности человека по значению электрических сигналов, генерируемых пьезоэлектрическими преобразователями, последние целесообразно располагать по так называемой траектории силы реакции опоры при ходьбе.In particular, to increase the reliability of recognizing the type of motor activity of a person by the value of the electrical signals generated by piezoelectric transducers, it is advisable to arrange the latter along the so-called trajectory of the reaction force of the support when walking.
Другим объектом настоящего изобретения является стелька, предназначенная для осуществления способа вибромассажа ступней человека в соответствии с настоящим изобретением. Стелька содержит, по меньшей мере, один пьезоэлектрический преобразователь, выполненный с возможностью работы в режиме генерирования механических колебаний, обеспечивающих вибромассаж ступней человека при подаче на пьезоэлектрический преобразователь переменного электрического сигнала возбуждения, и в режиме генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь.Another object of the present invention is an insole designed to implement the method of vibration massage of the human feet in accordance with the present invention. The insole contains at least one piezoelectric transducer configured to operate in a mode of generating mechanical vibrations providing vibration massage of a person’s feet when an alternating electrical excitation signal is applied to the piezoelectric transducer, and in a mode of generating an electric signal caused by pressure of the foot on the piezoelectric transducer.
Устройство управления переключением пьезоэлектрического преобразователя, включая сравнение величины электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь, с заданным значением, может быть расположено в стельке, каблуке или в другом месте обуви.The control device for switching the piezoelectric transducer, including comparing the magnitude of the electrical signal caused by the pressure of the foot on the piezoelectric transducer, with a predetermined value, can be located in the insole, heel or in another place of the shoe.
Кроме того, стелька может быть дополнительно снабжена, по меньшей мере, аналого-цифровым преобразователем и приемо-передающим устройством, обеспечивающими преобразование электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь, в цифровую форму и передачу его во внешнее вычислительное устройство, через которое осуществляется управление пьезоэлектрическим преобразователем.In addition, the insole can be additionally equipped with at least an analog-to-digital converter and a transceiver that convert the electrical signal caused by the pressure of the foot on the piezoelectric transducer into digital form and transmit it to an external computing device through which control piezoelectric transducer.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Изобретение поясняется следующими графическими материалами.The invention is illustrated by the following graphic materials.
На Фиг.1 схематично показана примерная конструкция стельки с установленными в ней пьезоэлектрическими преобразователями, предназначенная для осуществления настоящего способа. Показаны обе - правая и левая стельки и размещение пьезоэлектрических преобразователей относительно траектории силы реакции опоры при ходьбе.Figure 1 schematically shows an exemplary design of the insole with installed piezoelectric transducers, designed to implement the present method. Shown are both the right and left insoles and the placement of the piezoelectric transducers relative to the trajectory of the support reaction force when walking.
На Фиг.2 приведены примерные временные диаграммы, иллюстрирующие процесс осуществления способа вибромассажа ступней человека в соответствии с настоящим изобретением.Figure 2 shows exemplary timing diagrams illustrating the process of implementing the method of vibration massage of the human feet in accordance with the present invention.
На Фиг.3 представлен пример выполнения устройства, предназначенного для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением.Figure 3 presents an example implementation of a device intended for implementing the method in accordance with the present invention.
На Фиг.4 приведен пример блок-схемы алгоритма работы устройства, представленного на Фиг.3.Figure 4 shows an example of a flowchart of the algorithm of the device shown in Figure 3.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Каждая из стелек 1 в примере, показанном на Фиг.1, включает первый пьезоэлектрический преобразователь 2, расположенный в районе пятки, второй пьезоэлектрический преобразователь 3, расположенный в носочной части ступни, и третий пьезоэлектрический преобразователь 4, расположенный между первым 2 и вторым 3 пьезоэлектрическими преобразователями по траектории 5 силы реакции опоры при ходьбе. Все пьезоэлектрические преобразователи 2-4 выполнены с возможностью работы в режиме вибрации - генерирования механических колебаний, обеспечивающих вибромассаж ступни человека при подаче на них переменного электрического сигнала возбуждения. По меньшей мере один из пьезоэлектрических преобразователей 2-4, например пьезоэлектрический преобразователь 2, выполнен с возможностью переключения в режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением на него ступни человека.Each of the
Все пьезоэлектрические преобразователи 2-4 подсоединены к устройству управления (на Фиг.1 не показан), расположенному, например, также в стельке 1. Устройство управления, пример выполнения которого будет описан ниже, обеспечивает переключение пьезоэлектрических преобразователей 2-4 из режима вибрации в режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни. Устройство управления может включать усилители мощности, к выходам которых в режиме вибрации подключены пьезоэлектрические преобразователи 2-4, на которые таким образом подается переменный электрический сигнал возбуждения, а также аналого-цифровой преобразователь, вход которого в режиме генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни, подсоединен к пьезоэлектрическому преобразователю 2. Устройство управления может быть расположено вне стелек обуви, для того, чтобы пользователю было проще управлять процессом вибромассажа (включать и выключать устройство, задавать частоту сигнала возбуждения, амплитуду, длительность и другие параметры массажа).All piezoelectric transducers 2-4 are connected to a control device (not shown in FIG. 1) located, for example, also in the
Ниже описан пример осуществления способа вибромассажа ступней человека в соответствии с настоящим изобретением для случая, когда человек вначале идет, а затем стоит или сидит. Пример проиллюстрирован временными диаграммами, представленными на Фиг.2.The following describes an example implementation of the method of vibration massage of a person’s feet in accordance with the present invention for the case when a person first walks and then stands or sits. An example is illustrated by the timing diagrams presented in FIG. 2.
После задания параметров массажа вначале пьезоэлектрический преобразователь 2 включается в режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни. На Фиг.2(а) показана диаграмма М переключения режимов работы пьезоэлектрического преобразователя 2, где временной интервал TG соответствует режиму генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни, а временной интервал TV - режиму вибрации.After setting the massage parameters, the
Поскольку в рассматриваемом примере в это время человек идет, то на пьезоэлектрический преобразователь 2 оказывается периодически давление ступни. Этот факт проиллюстрирован Фиг.2(b), на которой показана примерная форма сигнала Н, генерируемого пьезоэлектрическим преобразователем 2. Сигнал Н имеет характерные выбросы, соответствующие моменту нажатия ступни на пьезоэлектрический преобразователь 2 и моменту снятия нагрузки (сигнал обратной полярности). Для удобства последующей оценки величины сигнала Н, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь 2, выполняют детектирование сигнала Н (сигнал Н' на Фиг.2(с)) и последующее его интегрирование (сигнал Р на Фиг.2(d)). В итоге значение сигнала Р соответствует некоторому усредненному значению давления ступни на пьезоэлектрический преобразователь 2 во время хождения человека. Аналогичные сигналы можно получить и в случае, когда человек бежит. В любом случае значение сигнала Р превышает заданное (пороговое) значение P0 (см. Фиг.2(d)), поэтому пьезоэлектрический преобразователь 2 остается в прежнем режиме и не переключается в режим вибрации.Since in this example a person is walking at this time, the foot pressure is periodically applied to the
Далее в рассматриваемом примере к моменту времени t1 человек останавливается и остается стоять или садится. В этом случае характер сигнала Н меняется - частота и амплитуда выбросов резко уменьшаются, соответственно, уменьшается значение сигнала Р, которое в итоге становится меньше заданного значения P0. Это обстоятельство служит сигналом для переключения в момент времени t1 пьезоэлектрического преобразователя 2 в режим вибрации. На Фиг.2(е) представлена временная диаграмма, соответствующая электрическому сигналу возбуждения V, подаваемому на пьезоэлектрический преобразователь 2. С этого момента начинается вибромассаж ступни пьезоэлектрическим преобразователем 2, а также другими пьезоэлектрическими преобразователями 3 и 4 в случае их использования. Вибромассаж может осуществляться с частотой FV в диапазоне от 1 Гц до 10 Гц.Further, in this example, at time t 1, the person stops and remains standing or sits down. In this case, the nature of the signal H changes - the frequency and amplitude of the emissions decrease sharply, respectively, decreases the value of the signal P, which ultimately becomes less than the specified value P 0 . This circumstance serves as a signal for switching at time t 1 the piezoelectric transducer 2 in vibration mode. Figure 2 (e) presents a timing diagram corresponding to the electrical excitation signal V supplied to the
Как было описано в разделе "Раскрытие изобретения", пьезоэлектрический преобразователь попеременно переключают из одного режима в другой. Соответственно, пьезоэлектрический преобразователь 2 работает в режиме вибрации заданный интервал времени TV до момента времени t2, после чего переключается в режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни. Длительность TV может составлять от 5 секунд до 1 минуты и зависит, в частности, от двигательной активности человека.As described in the Disclosure of the Invention section, the piezoelectric transducer is alternately switched from one mode to another. Accordingly, the
Начиная с момента времени t2 и до момента времени t3 в течение интервала времени TG пьезоэлектрический преобразователь 2 работает в режиме генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни, при этом выполняются описанные преобразования сигнала Н (см. Фиг.2(b) - Фиг.2(d)). Поскольку в данном примере к моменту времени t3 человек продолжает стоять или сидеть, то и значение сигнала Р не превышает заданного значения P0, что является условием переключения пьезоэлектрического преобразователя 2 в режим вибрации. Длительность TG составляет порядка 5-10 сек и определяется временем, достаточным для идентификации изменения состояния человека - не начал ли он ходить или бежать.From time t 2 to time t 3 during the time interval T G, the piezoelectric transducer 2 operates in the mode of generating an electrical signal caused by foot pressure, and the described signal transformations H are performed (see FIG. 2 (b) - FIG. .2 (d)). Since in this example, at time t 3, the person continues to stand or sit, the signal value P does not exceed the set value P 0 , which is a condition for the
Далее процесс повторяется: после заданного интервала времени TV в момент времени t4 пьезоэлектрический преобразователь 2 снова переключается в режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни. Если результаты оценки величины сигнала Р показывают, что человек остается в покое (то есть Р≤P0), то снова включается режим вибрации пьезоэлектрического преобразователя 2, а если фиксируется его движение (то есть Р>P0), то режим вибрации не включается до тех пор, пока человек вновь не окажется в покое.Then the process is repeated: after a predetermined time interval T V at time t 4, the piezoelectric transducer 2 again switches to the mode of generating an electrical signal caused by foot pressure. If the results of the evaluation of the signal value P show that the person remains at rest (that is, P≤P 0 ), then the vibration mode of the
На Фиг.3 представлен пример выполнения устройства 10, предназначенного для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 10 включает микроконтроллер 11, усилитель мощности 12 сигнала возбуждения пьезоэлектрического преобразователя 2, последовательно соединенные усилитель 13, детектор 14 и фильтр нижних частот 15, а также коммутатор 16 для переключения режимов работы пьезоэлектрического преобразователя 2.Figure 3 presents an example implementation of a device 10 intended for implementing the method in accordance with the present invention. The device 10 includes a microcontroller 11, a power amplifier 12 of the excitation signal of the
Коммутатор 16 может находиться в двух положениях. В режиме вибрации коммутатор 16 соединяет выход усилителя мощности 12 с одной из обкладок 6 пьезоэлектрического преобразователя 2, другая обкладка 7 которого соединена с общей шиной. В режиме генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь 2, коммутатор 16 соединяет вход усилителя 13 с обкладкой 6 пьезоэлектрического преобразователя 2. Управление переключением коммутатора 16 осуществляется микроконтроллером 11 с порта L2 ввода-вывода, к которому подключен управляющий вход коммутатора 16. Управляющий сигнал с порта L2 соответствует сигналу М на Фиг.2(а).The switch 16 may be in two positions. In vibration mode, the switch 16 connects the output of the power amplifier 12 with one of the plates 6 of the
Вход усилителя мощности 12 подключен к порту L1 ввода-вывода микроконтроллера 11, формирующего на выходе этого порта сигнал возбуждения пьезоэлектрического преобразователя 2. С выхода усилителя мощности 12 в режиме вибрации сигнал через коммутатор 16 поступает на обкладку 6 пьезоэлектрического преобразователя 2, возбуждая в нем механические колебания. Этот сигнал соответствует сигналу V на Фиг.2(е).The input of the power amplifier 12 is connected to the input / output port L1 of the microcontroller 11, which generates the excitation signal of the
В режиме генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни, сигнал с пьезоэлектрического преобразователя 2 через коммутатор 16 поступает на вход усилителя 13 и после усиления подвергается преобразованию, как это было рассмотрено выше. Вначале усиленный сигнал (соответствует сигналу Н на Фиг.2(b)) подвергается детектированию детектором 14 (соответствует сигналу Н' на Фиг.2(с)) и далее - интегрированию фильтром нижних частот 15 (соответствует сигналу Р на Фиг.2(d)). Преобразованный таким образом сигнал поступает на вход АЦП (обозначенный AD) микроконтроллера 11, в котором после аналого-цифрового преобразования выполняется операция сравнения величины этого сигнала с заданным значением (соответствует значению P0 на Фиг.2(d)).In the mode of generating an electrical signal caused by the pressure of the foot, the signal from the
Включение устройства 10 и задание режимов его работы осуществляется дистанционно, например с мобильного телефона, в котором установлена соответствующая программа. Для этого микроконтроллер 11 имеет встроенное приемо-передающее устройство и к соответствующему его выходу G подключена антенна 17. Соединение и обмен данными между мобильным телефоном и микроконтроллером 11 осуществляется по протоколу Bluetooth 4.0.The device 10 is turned on and its operation modes are set remotely, for example, from a mobile phone in which the corresponding program is installed. For this, the microcontroller 11 has a built-in transceiver and an antenna 17 is connected to its corresponding output G. The connection and data exchange between the mobile phone and the microcontroller 11 is carried out using the Bluetooth 4.0 protocol.
Устройство 10 работает в соответствии с описанным выше способом вибромассажа ступней человека. Упрощенная блок-схема алгоритма работы устройства 10 представлена на Фиг.4. Вначале пользователь задает параметры массажа (блок 31):The device 10 operates in accordance with the above method of vibration massage of a person’s feet. A simplified block diagram of the algorithm of the device 10 is presented in Fig.4. First, the user sets the massage parameters (block 31):
общее время массажа - TW;total massage time - T W ;
длительность периода вибрации - TV;the duration of the vibration period is T V ;
частота вибрации - FV;vibration frequency - F V ;
амплитуда вибрации - AV.vibration amplitude - A V.
После этого устройство 10 включается в работу на время TW (блок 32). По умолчанию при включении устройства 10 микроконтроллер 11 устанавливает режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь 2, и выполняется процедура регистрации этого сигнала и определение значения сигнала Р, поступающего на вход АЦП микроконтроллера 11 (блок 33).After that, the device 10 is included in the operation at the time T W (block 32). By default, when the device 10 is turned on, the microcontroller 11 sets the mode for generating an electrical signal caused by foot pressure on the
Затем выполняется процедура сравнения значения сигнала Р с заданным значением P0 (блок 34). В случае если Р≤P0, микроконтроллер 11 устанавливает режим вибрации. При этом с выхода усилителя мощности 12 через переключатель 16 на пьезоэлектрический преобразователь 2 поступает электрический сигнал заданной частоты FV, вызывающий вибрацию пьезоэлектрического преобразователя 2, обеспечивающую вибромассаж ступни (блок 35).Then, the procedure of comparing the value of the signal P with the set value P 0 is performed (block 34). If P≤P 0 , the microcontroller 11 sets the vibration mode. In this case, the output of the power amplifier 12 through the switch 16 to the
Режим вибрации включается на заданное время TV, после чего микроконтроллер 11 снова устанавливает режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь 2, и повторяется процедура регистрации этого сигнала, определение значения сигнала Р и его сравнения с заданным значением P0. Если значение сигнала Р не превышает P0, то снова включается режим вибрации продолжительностью TV.The vibration mode is switched on for a predetermined time T V , after which the microcontroller 11 again sets the generation mode of the electrical signal caused by the pressure of the foot on the
И так повторяется до тех пор, пока значение сигнала Р не превысит P0. В этом случае режим вибрации не включается, а микроконтроллер 11 устанавливает режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь 2, контролируя значение сигнала Р до тех пор, пока оно вновь не уменьшится до установленного значения P0. Описанные процедуры выполняются в течение заданного пользователем общего времени массажа TW.And so it is repeated until the value of the signal P exceeds P 0 . In this case, the vibration mode is not turned on, and the microcontroller 11 sets the generation mode of the electrical signal caused by the pressure of the foot on the
Устройство 10 (Фиг.3), равно как и его части, может быть размещено в стельке 1 вместе с пьезоэлектрическим преобразователем 2 и другими пьезоэлектрическими преобразователями 3, 4 в случае их использования. Электропитание устройства 10 обеспечивается батареей 18, в качестве которой может быть использован перезаряжаемый аккумулятор. Дополнительно устройство 10 может включать цепь подзарядки аккумулятора 18 во время хождения человека. Такая цепь подзарядки включает диод 19, накопительный конденсатор 20 и тиристор 21, управляющий вход которого подключен к порту L3 ввода-вывода микроконтроллера 11. На время подзарядки микроконтроллер 11 устанавливает режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни на пьезоэлектрический преобразователь 2, и сигнал с пьезоэлектрического преобразователя 2 через диод 19 подзаряжает конденсатор 20. В этом режиме микроконтроллер 11 открывает тиристор 21, подсоединяя тем самым заряженный конденсатор 20 к аккумулятору 18. Таким образом во время ходьбы или бега человека, в обуви которого размещена стелька с пьезоэлектрическим преобразователем 2 и устройством 10, происходит подзарядка аккумулятора 18.The device 10 (Figure 3), as well as its parts, can be placed in the
Как было указано выше, при осуществлении способа для оценки характера двигательной активности человека можно использовать сигналы не только с одного, но и с нескольких пьезоэлектрических преобразователей одной стельки, переключая их в режим генерирования электрического сигнала, вызванного давлением ступни. Для этой цели также можно использовать сигналы с пьезоэлектрических преобразователей обеих стелек. Кроме того, для разных пьезоэлектрических преобразователей можно задавать различные режимы вибрации, например, включая их поочередно, с разной частотой, разной амплитудой.As mentioned above, when implementing the method for assessing the nature of the motor activity of a person, it is possible to use signals not only from one, but also from several piezoelectric transducers of the same insole, switching them to the mode of generating an electrical signal caused by foot pressure. Signals from the piezoelectric transducers of both insoles can also be used for this purpose. In addition, for different piezoelectric transducers, you can set different vibration modes, for example, including them alternately, with different frequencies, different amplitudes.
Настоящее изобретение не ограничивается описанными примерами. Для специалиста ясно, что вибромассаж может осуществляться не только когда человек стоит или сидит, но и в моменты, когда он двигается. Такой режим возможен и может применяться в лечебных целях.The present invention is not limited to the described examples. It is clear for a specialist that vibration massage can be carried out not only when a person is standing or sitting, but also in moments when he is moving. This mode is possible and can be used for medicinal purposes.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110573/14A RU2533021C2 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Method for feet vibro-massage and insole for implementing it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110573/14A RU2533021C2 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Method for feet vibro-massage and insole for implementing it |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013110573A RU2013110573A (en) | 2014-09-10 |
| RU2533021C2 true RU2533021C2 (en) | 2014-11-20 |
Family
ID=51539961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013110573/14A RU2533021C2 (en) | 2013-03-05 | 2013-03-05 | Method for feet vibro-massage and insole for implementing it |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2533021C2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116269341A (en) * | 2023-02-02 | 2023-06-23 | 中电安世(成都)科技有限公司 | Information processing method, terminal and self-generating labor insurance shoes |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1463295A1 (en) * | 1984-12-30 | 1989-03-07 | Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова | Vibrostimulating footgear |
| RU2170567C1 (en) * | 1999-12-02 | 2001-07-20 | Педдер Валерий Викторович | Device for applying pulsating vibromassage treatment |
| RU2236264C1 (en) * | 2003-06-02 | 2004-09-20 | Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей | Method for forming vertical position in patients suffering from spinal cord conductivity disorders |
| US20040204663A1 (en) * | 2001-10-09 | 2004-10-14 | Mcleod Kenneth J | Non-invasive method and apparatus for treating orthostatic hypotension |
-
2013
- 2013-03-05 RU RU2013110573/14A patent/RU2533021C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1463295A1 (en) * | 1984-12-30 | 1989-03-07 | Институт Машиноведения Им.А.А.Благонравова | Vibrostimulating footgear |
| RU2170567C1 (en) * | 1999-12-02 | 2001-07-20 | Педдер Валерий Викторович | Device for applying pulsating vibromassage treatment |
| US20040204663A1 (en) * | 2001-10-09 | 2004-10-14 | Mcleod Kenneth J | Non-invasive method and apparatus for treating orthostatic hypotension |
| RU2236264C1 (en) * | 2003-06-02 | 2004-09-20 | Новокузнецкий государственный институт усовершенствования врачей | Method for forming vertical position in patients suffering from spinal cord conductivity disorders |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013110573A (en) | 2014-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8308665B2 (en) | Method and apparatus for improving human balance and gait and preventing foot injury | |
| US7648441B2 (en) | Self-contained real-time gait therapy device | |
| US9757302B2 (en) | Foot compression and electrical stimulation system | |
| US20120259255A1 (en) | Non-invasive, vibrotactile medical device to restore normal gait for patients suffering from peripheral neuropathy | |
| KR20150122235A (en) | Method for determining an individual's weight and insole for implementation thereof | |
| US20140094873A1 (en) | Footwear product for functional electrical stimulation | |
| US10674781B2 (en) | Device for avoiding excessive burdens on the human foot while walking and operating method therefor | |
| EP3756638A1 (en) | Mobility aid | |
| EP3113735A1 (en) | Stimulation system, device, and method for use thereof | |
| JP6733555B2 (en) | Electrotherapy device, system and program | |
| KR20210113246A (en) | Power Control for Implantable Devices Powered Using Ultrasound | |
| RU2533021C2 (en) | Method for feet vibro-massage and insole for implementing it | |
| KR20180052490A (en) | Portable skin and obesity care apparatus based on hifu energy | |
| GB2538445A (en) | System for aiding a user to move | |
| Winfree et al. | An untethered shoe with vibratory feedback for improving gait of Parkinson's patients: the PDShoe | |
| WO2018168605A1 (en) | Information processing device, electrotherapy apparatus, system and program | |
| KR101164779B1 (en) | Medical electrode Pad and Walking aid equipment using the same | |
| EP3981328A1 (en) | Apparatus and method for training and assisting gait of a person | |
| JP6988252B2 (en) | Low frequency treatment device | |
| KR102313079B1 (en) | Sole acupressure apparatus based on communication device control | |
| EP3453318A1 (en) | An apparatus and method for use in determining sensitivity to an applied stimulus | |
| US20230059663A1 (en) | Wearable ultrasonic therapeutic device controlled by mobile electronic device | |
| KR101683038B1 (en) | Oriental Medical Treatment System Based on Mobile Phone | |
| KR100788864B1 (en) | Low frequency control apparatus which attaches in the shoes type | |
| KR102430159B1 (en) | Adaptive Sole Electrical Stimulation Device and Method Using Thereof |