TWI569742B - 壓電刺激元件、具有該壓電刺激元件之壓電刺激器、鞋墊 - Google Patents

Description

壓電刺激元件、具有該壓電刺激元件之壓電刺激器、鞋墊

本發明係關於一種刺激器及物理刺激方法，尤指運用壓電刺激元件於壓電效應時產生的振動提供刺激之壓電刺激器及其物理刺激方法，並可將該壓電刺激器應用於鞋墊。

刺激器常見於物理治療領域，大多以非侵入性之電刺激、熱刺激或磁刺激的方式提供使用者特定部位的刺激。

目前關於刺激器的前案例如有中華民國專利公告號I322697「刺激器及刺激系統」，其主要包括：一主體、一電刺激單元、一熱刺激單元、一磁刺激單元及一微處理器，其中，該電刺激單元係設置於該主體之一表面。該熱刺激單元係鄰近於該表面用以產生熱能，其中該熱刺激單元包括一螺旋形電阻絲，由該表面之外圍朝向中心的方向延伸。該磁刺激單元係設置於該主體內。該微處理器係設置於該主體內，用以選擇性地啟動該電刺激單元、該熱刺激單元、該磁刺激單元或上述刺激單元的組合。

惟目前刺激器的刺激方式仍侷限於電刺激、熱刺激或磁刺激，可滿足的需求有限。另一方面，電刺激方式(特別是表皮式電刺激)並不容易準確地刺激特定部位，且需使用較大功率的電力方能提供足夠的刺激，產品使用上較為不便、受限。

爰此，為提供有別於過去刺激器的刺激方式，且能準確地針對特定部位刺激，本發明人致力於研究，提出一種壓電刺激器，包含：一殼體，界定有一容置空間，該殼體上設有一開孔，該開孔連通該容置空間。一壓電元件，裝入該殼體的容置空間，該壓電元件設有突出的一刺激部，該刺激部對應該殼體的開孔，以在提供該壓電元件一電壓時，該壓電元件將因為壓電效應而變形，使該刺激部產生對應該開孔的一位移量。

進一步，該刺激部有一尖端。該尖端最小徑寬係介於0.01mm±0.005mm之間。

進一步，該壓電元件係為一壓電薄膜。

進一步，該壓電薄膜的一基面上結合有一塊體，在該塊體上設有前述刺激部。

進一步，該殼體包含一承載部及一側壁環設於該承載部上，以由該承載部與該側壁界定前述容置空間，以及連通前述容置空間之一開口。

進一步，該殼體的側壁於對應該開口處結合一限位件，使該壓電元件限制於該承載部與該限位件之間。

進一步，該殼體上設置有一蓋體，以對應遮蓋該開口。

進一步，該殼體設有一通口，該通口連通該容置空間，以供該壓電元件的一電連接線穿出該殼體。

更包括一控制器連接該壓電元件的電連接線，以藉由該控制器提供該電壓，並藉由調整該電壓控制該壓電元件的振動頻率、振動時間、振動幅度之任一或組合。

本發明亦為一種鞋墊，係使用前述之壓電刺激器，該鞋墊包含：該鞋墊包含：至少一前述壓電刺激器；一鞋墊本體，設置前述至少一前述壓電刺激器。

進一步，該鞋墊本體包含一第一墊體及一第二墊體，該第一墊體供前述壓電刺激器設置，該第二墊體疊於該第一墊體，該第二墊體上設有複數開放口，前述開放口係對應前述壓電刺激器的殼體。

本發明也是一種物理刺激方法，包含下列步驟：A.使一壓電刺激器接觸一待刺激部位，該壓電刺激器有一壓電元件及一刺激部設置在該壓電元件上；B.提供該壓電元件一電壓，使該壓電元件因為壓電效應而變形，而使該刺激部刺激該待刺激部位。

本發明具有下列功效：

1.本發明的壓電刺激器係透過壓電元件的位移作動，刺激待刺激部位，藉此提供有別於一般刺激器的刺激方式，以滿足不同的醫療、復健或運動訓練的使用需求。

2.本發明的壓電刺激器，由於是利用壓電元件因為壓電效應而變形的原理，控制刺激部之尖端作動，因此可更準確地刺激待刺激部位。

3.本發明的壓電刺激器由於是利用尖端刺激的方式，因此只需相對較低的電壓便可使壓電元件產生足夠的振動。

(10)(10A)(10B)(10C)(10D)(100A)(100B)(100C)‧‧‧壓電刺激器

(101)‧‧‧黏膠

(1)(1B)(1C)‧‧‧殼體

(11)‧‧‧容置空間

(12)‧‧‧開孔

(13)‧‧‧承載部

(14)(14B)‧‧‧側壁

(141B)‧‧‧內周緣

(15)(15B)‧‧‧開口

(16)‧‧‧通口

(17B)‧‧‧限位件

(18C)‧‧‧蓋體

(2)(2B)(2C)‧‧‧壓電元件

(201)‧‧‧電連接線

(21)‧‧‧基面

(22)‧‧‧塊體

(23)‧‧‧刺激部

(231)‧‧‧尖端

(3)‧‧‧鞋墊本體

(3A)‧‧‧第一墊體

(3B1)(3B2)‧‧‧第二墊體

(31)‧‧‧開放口

(4)‧‧‧控制器

(A)‧‧‧腳底

[第一圖]係為本發明實施例之立體示意圖。

[第二圖]係為本發明實施例之立體分解示意圖。

[第三圖]係為本發明實施例之局部剖視示意圖。

[第四圖]係為本發明實施例之局部剖視示意暨作動示意圖。

[第五圖]係為本發明實施例應用於鞋墊之立體示意圖。

[第六圖]係為本發明實施例應用於鞋墊之立體分解示意圖。

[第七圖]係為本發明實施例應用於鞋墊之使用狀態示意圖。

[第八圖]係為本發明實施例應用於鞋墊暨使用狀態之局部剖視示意圖。

[第九圖]係為本發明另一實施例暨使用狀態示意圖。

[第十圖]係為本發明再一實施例之立體分解示意圖。

[第十一圖]係為本發明再一實施例之剖視示意圖。

[第十二圖]係為本發明又一實施例之立體分解示意圖。

[第十三圖]係為本發明又一實施例之剖視示意圖。

綜合上述技術特徵，本發明壓電刺激元件、具有該壓電刺激元件之壓電刺激器、鞋墊及其物理刺激方法的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

先請參閱第一圖及第二圖，係揭示本發明實施例之壓電刺激器(10)，包含：一殼體(1)以及一壓電元件(2)，其中：

該殼體(1)界定有一容置空間(11)，該殼體(1)上設有一開孔(12)，該開孔(12)連通該容置空間(11)。詳細而言，該殼體(1)包含一承載部(13)及一側壁(14)環設於該承載部(13)上，以由該承載部(13)與該側壁(14)共同界定前述容置空間(11)，以及連通前述容置空間(11)之一開口(15)。另該殼體(1)在該側壁(14)處開設有一通口(16)，該通口(16)連通該容置空間(11)。

該壓電元件(2)例如但不限於壓電陶瓷製成之一壓電薄膜，該壓電元件(2)裝入該殼體(1)的容置空間(11)，該壓電元件(2)的一電連接線(201)並經由該通口(16)穿出該殼體(1)。該壓電元件(2)的一基面(21)上結合有一塊體(22)，並在該塊體(22)設有突出的一刺激部(23)，該刺激部(23)有一尖端(231)，該尖端(231)係對應該殼體(1)的開孔(12)。詳細而言，該刺激部(23)的尖端(231)最小徑寬係介於0.01mm±0.005mm之間，以藉由小面積提供較大的壓力刺激。

續請參閱第三圖及第四圖，藉此，當提供該壓電元件(2)一電壓時，該壓電元件(2)將因為壓電效應(或稱逆壓電效應)而產生變形，並往復振動，使該刺激部(23)產生對應該開孔(12)的一位移量〔如伸入該開孔(12)或是伸出該開孔(12)〕，以刺激一待刺激部位(例如腳底、膝蓋等)。

使用之情況，續請參閱第五圖及第六圖，係例示前述壓電刺激器應用於鞋墊的使用情況，係將若干壓電刺激器(10A)(10B)(10C)(10D)設置於一鞋墊本體(3)上，該鞋墊本體(3)包含一第一墊體(3A)及複數第二墊體(3B1)(3B2)，其中一壓電刺激器(10A)設置於靠近該第一墊體(3A)的一端，其他壓電刺激器(10B)(10C)(10D)設置於靠近該第一墊體(3A)的另一端。

前述第二墊體(3B1)(3B2)疊於該第一墊體(3A)，以遮蓋前述壓電刺激器(10A)(10B)(10C)(10D)的電連接線(201)。該第二墊體(3B1)(3B2)上設有複數開放口(31)，前述開放口(31)係對應前述壓電刺激器(10)的殼體(1)。並將前述壓電元件(2)的電連接線(201)電連接於一控制器(4)，該控制器(4)用於提供一電壓源，並藉由調整該電壓源控制該壓電元件(2)的振動頻率、振動時間、振動幅度之任一或組合。

續請參閱第七圖，使用時，先讓使用者的腳底(A)踩於前述鞋墊本體(3)上，而使得使用者的腳底(A)接觸前述壓電刺激器(10A)(10C)(10D)。續請併閱第八圖，接著透過該控制器(4)提供該壓電刺激器(10)之壓電元件(2)一電壓，使該壓電元件(2)因為壓電效應(或稱逆壓電效應)而變形，而使該壓電元件(2)的刺激部(23)之尖端(231)刺激該腳底(A)的特定部位。在使用過程中，並可利用該控制器(4)調整輸出的電壓，以控制該壓電元件(2)產生不同的振動頻率、振動時間、振動幅度。藉由上述原理，以提供有別於一般刺激器的刺激方式，而得以滿足不同的醫療、復健或運動訓練的使用需求。另一方面，利用尖端刺激的方式，將可更準確地刺激待刺激部位。

但要特別說明的是，上述實施例是將該控制器(4)設置於該壓電刺激器(10A)(10B)(10C)(10D)外部，但並不以此為限，亦可將部份控制所需的元件微型化而一同裝入該壓電刺激器之殼體(1)的容置空間(11)中，而經由無線控制該壓電元件(2)的作動亦可。

另如第九圖所示，係本發明之另一實施例圖，係示意一壓電刺激器(100A)可應用於貼片式的使用型態，該壓電刺激器(100A)係設有一黏膠(101)，以方便使用者貼設於需求的部位(例如頭部、腿部等)。

另如第十圖及第十一圖所示，係本發明之再一實施例圖，係示意一壓電刺激器(100B)中該殼體(1B)的側壁(14B)於對應該開口(15B)處結合一限位件(17B)。該限位件(17B)例如但不限於一C型環，藉由該C型環的張力即可定位於該殼體(1B)之側壁(14B)的一內周緣(141B)，使一壓電元件(2B)限位於該殼體(1B)與該限位件(17B)之間。

另如第十二圖及第十三圖所示，係本發明之又一實施例圖，係示意一壓電刺激器(100C)中殼體(1C)結合一蓋體(18C)，該蓋體(18C)用以對應遮蓋該開口(15C)，使一壓電元件(2C)限位於該殼體(1C)與該蓋體(18C)之間，且可避免外部雜物進入該殼體(1C)的容置空間(11C)。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

(10)‧‧‧壓電刺激器

(1)‧‧‧殼體

(12)‧‧‧開孔

(2)‧‧‧壓電元件

(201)‧‧‧電連接線

(22)‧‧‧塊體

(23)‧‧‧刺激部

(231)‧‧‧尖端

Claims (12)

1. 一種壓電刺激器，包含：一殼體，界定有一容置空間，該殼體上設有一開孔，該開孔連通該容置空間；一壓電元件，裝入該殼體的容置空間，該壓電元件設有突出的一刺激部，該刺激部對應該殼體的開孔，以在提供該壓電元件一電壓時，該壓電元件將因為壓電效應而變形，使該刺激部產生對應該開孔的一位移量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之壓電刺激器，其中，該刺激部有一尖端。
3. 如申請專利範圍第2項所述之壓電刺激器，其中，該尖端最小徑寬係介於0.01mm±0.005mm之間。
4. 如申請專利範圍第1項所述之壓電刺激器，其中，該壓電元件係為一壓電薄膜。
5. 如申請專利範圍第4項所述之壓電刺激器，其中，該壓電薄膜的一基面上結合有一塊體，在該塊體上設有前述刺激部。
6. 如申請專利範圍第1項所述之壓電刺激器，其中，該殼體包含一承載部及一側壁環設於該承載部上，以由該承載部與該側壁界定前述容置空間，以及連通前述容置空間之一開口。
7. 如申請專利範圍第6項所述之壓電刺激器，其中，該殼體的側壁於對應該開口處結合一限位件，使該壓電元件限制於該承載部與該限位件之間。
8. 如申請專利範圍第6項所述之壓電刺激器，該殼體上設置有一蓋體，以對應遮蓋該開口。
9. 如申請專利範圍第1項所述之壓電刺激器，其中，該殼體設有一通口，該通口連通該容置空間，以供該壓電元件的一電連接線穿出該殼體。
10. 如申請專利範圍第9項所述之壓電刺激器，更包括一控制器連接該壓電元件的電連接線，以藉由該控制器提供該電壓，並藉由調整該電壓控制該壓電元件的振動頻率、振動時間、振動幅度之任一或組合。
11. 一種鞋墊，係使用如申請專利範圍第1項至第10項任一項所述之壓電刺激器，該鞋墊包含：至少一前述壓電刺激器；一鞋墊本體，設置前述至少一前述壓電刺激器。
12. 如申請專利範圍第11項所述之鞋墊，其中，該鞋墊本體包含一第一墊體及一第二墊體，該第一墊體供前述壓電刺激器設置，該第二墊體疊於該第一墊體，該第二墊體上設有複數開放口，前述開放口係對應前述壓電刺激器的殼體。