一种保健鞋垫及保健鞋.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201720578404.8 (22)申请日 2017.05.23 (73)专利权人 潍坊歌尔电子有限公司 地址 261031 山东省潍坊市高新技术产业 开发区东方路268号 (72)发明人 张东昆 (74)专利代理机构 青岛联智专利商标事务所有 限公司 37101 代理人 邵新华 (51)Int.Cl. A43B 7/00(2006.01) A43B 17/00(2006.01) A61N 1/20(2006.01) (54)实用新型名称 一种保健鞋垫及保健鞋 (57)摘要 本。

2、实用新型公开了一种保健鞋垫及保健鞋， 包括鞋垫本体、 安装在鞋垫本体的底部且位于脚 后跟位置处的绝缘外壳、 安装在鞋垫本体的上表 面且用于输出脉冲电流的成对电极以及安装在 所述绝缘外壳内的电路板和电池； 其中， 所述电 路板通过导线连接所述电极， 用于控制所述电极 输出所述脉冲电流； 所述电池连接所述电路板， 为所述电路板供电。 本实用新型将人们平时穿着 的鞋设计成具有保健功能的保健鞋， 通过布设在 鞋垫上的电极释放脉冲电流， 刺激人体脚底的神 经、 穴位和肌肉， 从而可以达到改善人体机能的 保健效果， 并且解决了现有保健类电子产品不便 于携带的问题， 使人们可以在其任何空闲的时间 方便地使用。

3、， 而且不占用任何空间， 隐蔽性好。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 206714217 U 2017.12.08 CN 206714217 U 1.一种保健鞋垫， 其特征在于， 包括： 鞋垫本体； 绝缘外壳， 其安装在鞋垫本体的底部， 且位于脚后跟的位置处； 成对电极， 其安装在鞋垫本体的上表面， 用于输出脉冲电流； 电路板， 其安装在所述绝缘外壳内， 并通过导线连接所述电极， 用于控制所述电极输出 所述脉冲电流； 电池， 其安装在所述绝缘外壳内， 连接所述电路板， 为所述电路板供电。 2.根据权利要求1所述的保健鞋垫， 其特征在于， 在所述电路板上布设有： 控制器； 无线通信模。

4、块， 其以无线通信的方式接收用户的操作指令， 并传输至所述控制器； 直流升压电路， 其连接所述电池， 用于对电池电压进行升压变换， 并输出驱动电压； 变压器， 其初级线圈连接驱动电路， 所述驱动电路接收控制器输出的控制信号， 控制变 压器的初级线圈与所述驱动电压连通或切断， 所述变压器的次级线圈连接所述成对电极。 3.根据权利要求2所述的保健鞋垫， 其特征在于， 在所述电路板上还布设有： 数字电位器， 其连接所述控制器， 根据控制器输出的阻值调节信号， 改变其自身的电阻 值； 所述直流升压电路连接所述数字电位器， 根据数字电位器的电阻值变化， 调节所述直流 升压电路输出的驱动电压的幅值。 4.。

5、根据权利要求3所述的保健鞋垫， 其特征在于， 在所述直流升压电路中设置有一直流 升压芯片， 所述直流升压芯片的输入端接收所述电池电压， 输出端连接所述驱动电路， 输出 所述驱动电压； 所述数字电位器连接在所述直流升压芯片的输出端与反馈端之间， 对所述 驱动电压进行分压后， 生成直流分压输出至所述反馈端。 5.根据权利要求2所述的保健鞋垫， 其特征在于， 所述驱动电路为H桥驱动电路， 包括四 个MOS管， 所述变压器的初级线圈的其中一端通过第一MOS管连通所述驱动电压， 并通过第 二MOS管接地； 所述变压器的初级线圈的另外一端通过第三MOS管连通所述驱动电压， 并通 过第四MOS管接地； 所述。

6、四个MOS管的栅极接收所述控制器输出的所述控制信号。 6.根据权利要求5所述的保健鞋垫， 其特征在于， 所述第二MOS管和第四MOS管通过限流 电阻接地。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的保健鞋垫， 其特征在于， 所述导线为柔性电路板， 布设在鞋垫的底部或者内置于鞋垫中。 8.根据权利要求1至6中任一项所述的保健鞋垫， 其特征在于， 所述成对电极包括多对， 布设在鞋垫本体的上表面的不同位置， 且不同的成对电极对应人体脚底面上的不同穴位。 9.根据权利要求2至6中任一项所述的保健鞋垫， 其特征在于， 在所述电路板上还布设 有： 六轴传感器， 其集成有加速度计和陀螺仪， 连接所述控制器， 用于。

7、检测人体姿态。 10.一种保健鞋， 包括鞋本体和内置于鞋本体中的鞋垫， 其特征在于， 所述鞋垫为如权 利要求1至9中任一项所述的保健鞋垫， 所述绝缘外壳安装在鞋本体的鞋后跟中。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 206714217 U 2 一种保健鞋垫及保健鞋 技术领域 0001 本实用新型涉及一种人脚穿的鞋， 具体地说， 是涉及一种具有保健功能的鞋垫和 鞋。 背景技术 0002 随着人们生活水平的不断提高， 人们对身体保健的意识逐渐加强， 特别是中老年 人， 家中往往都购置有功能多样的保健类电子产品， 例如按摩椅、 足底按摩器等。 现有的这 些保健类电子产品， 虽然能够起到不同的保健。

8、作用， 但是大都不方便携带， 只能在固定的场 所使用， 例如用户家中、 办公室或者理疗中心等， 因此， 使用场景非常受限。 0003 而对于经常出差在外的人群而言， 这类人群往往需要各地奔波， 身体极易出现疲 惫状态， 需要及时地加以缓解。 而对于这类人群， 缓解其疲劳的最佳时间通常是在其奔波的 路途中， 如果能够充分利用这段时间对身体实施保健措施， 无疑可以放松身体， 尽快恢复精 神。 但是， 现有的保健类电子产品， 由于受其自身体积或者使用方式等条件的限制， 很难在 各种场合方便地使用， 因此， 无法满足这类人群的使用需求。 发明内容 0004 本实用新型的目的在于提供一种可以对人体脚底上。

9、的穴位进行脉冲电流刺激的 保健鞋垫和保健鞋， 解决了现有保健类电子产品不便于携带的问题。 0005 为解决上述技术问题， 本实用新型采用以下技术方案予以实现： 0006 本实用新型在一个方面， 提出了一种保健鞋垫， 包括鞋垫本体、 安装在鞋垫本体的 底部且位于脚后跟位置处的绝缘外壳、 安装在鞋垫本体的上表面且用于输出脉冲电流的成 对电极以及安装在所述绝缘外壳内的电路板和电池； 其中， 所述电路板通过导线连接所述 电极， 用于控制所述电极输出所述脉冲电流； 所述电池连接所述电路板， 为所述电路板供 电。 0007 为了方便地对通过所述电极输出的脉冲电流的频率和强度实现调节， 本实用新型 在所述电。

10、路板上布设有控制器、 无线通信模块、 直流升压电路和变压器； 所述无线通信模块 以无线通信的方式接收用户的操作指令， 并传输至所述控制器； 所述直流升压电路连接所 述电池， 用于对电池电压进行升压变换， 并输出驱动电压； 所述变压器的初级线圈连接驱动 电路， 所述驱动电路接收控制器输出的控制信号， 控制变压器的初级线圈与所述驱动电压 连通或切断， 所述变压器的次级线圈连接所述成对电极， 通过控制驱动电路改变所述变压 器的初级线圈与驱动电压的通断时序， 以调节成对电极输出的脉冲电流的频率和强度。 0008 为了对直流升压电路输出的驱动电压的幅值实现调节， 本实用新型在所述电路板 上还布设有数字电。

11、位器， 其连接所述控制器， 根据控制器输出的阻值调节信号， 改变其自身 的电阻值； 所述直流升压电路连接所述数字电位器， 根据数字电位器的电阻值变化， 调节所 述直流升压电路输出的驱动电压的幅值。 0009 优选的， 在所述直流升压电路中设置有一直流升压芯片， 所述直流升压芯片的输 说 明 书 1/5 页 3 CN 206714217 U 3 入端接收所述电池电压， 输出端连接所述驱动电路， 输出所述驱动电压； 所述数字电位器连 接在所述直流升压芯片的输出端与反馈端之间， 对所述驱动电压进行分压后， 生成直流分 压输出至所述反馈端， 以对直流升压电路输出的驱动电压的幅值实现调节。 0010 作。

12、为所述驱动电路的一种优选电路设计方案， 本实用新型优选将所述驱动电路设 计成H桥驱动电路， 包括四个MOS管， 所述变压器的初级线圈的其中一端通过第一MOS管连通 所述驱动电压， 并通过第二MOS管接地； 所述变压器的初级线圈的另外一端通过第三MOS管 连通所述驱动电压， 并通过第四MOS管接地； 所述四个MOS管的栅极接收所述控制器输出的 所述控制信号， 以改变所述四个MOS管的通断状态。 0011 进一步的， 所述第二MOS管和第四MOS管可以通过限流电阻接地。 0012 优选的， 所述导线优选采用柔性电路板， 布设在鞋垫的底部或者内置于鞋垫中， 以 提高鞋垫穿着上的舒适性。 0013 为。

13、了能够对人体脚底面上的不同穴位进行电流刺激， 以提升保健效果， 本实用新 型优选在鞋垫本体的上表面的不同位置布设多对所述的成对电极， 且不同的成对电极对应 人体脚底面上的不同穴位， 多对电极对应多个穴位， 以对人体的多个穴位同时实施电流刺 激。 0014 优选的， 在所述电路板上还布设有六轴传感器， 其集成有加速度计和陀螺仪， 连接 所述控制器， 用于检测人体姿态， 以完成计步等功能。 0015 本实用新型在另一方面， 提出了一种保健鞋， 包括鞋本体和保健鞋垫， 所述保健鞋 垫包括鞋垫本体、 安装在鞋垫本体的底部且位于脚后跟位置处的绝缘外壳、 安装在鞋垫本 体的上表面且用于输出脉冲电流的成对电。

14、极以及安装在所述绝缘外壳内的电路板和电池； 其中， 所述电路板通过导线连接所述电极， 用于控制所述电极输出所述脉冲电流； 所述电池 连接所述电路板， 为所述电路板供电； 所述绝缘外壳安装在鞋本体的鞋后跟中。 0016 与现有技术相比， 本实用新型的优点和积极效果是： 本实用新型将人们平时穿着 的鞋设计成具有保健功能的保健鞋， 通过布设在鞋垫上的电极释放脉冲电流， 刺激人体脚 底的穴位， 以达到改善人体机能的保健效果。 本实用新型将保健类电子产品设计成可穿戴 的产品形态， 不仅解决了现有保健类电子产品不便于携带的问题， 使人们可以在其任何空 闲的时间方便地使用， 而且不占用任何空间， 隐蔽性好，。

15、 不会对使用者的日常工作、 学习和 生活产生影响。 0017 结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后， 本实用新型的其他特点和优点 将变得更加清楚。 附图说明 0018 图1是本实用新型所提出的保健鞋垫的一种实施例的整体结构示意图； 0019 图2是图1所示的保健鞋垫的纵向剖视图； 0020 图3是电路板上的控制电路的一种实施例的电路原理框图； 0021 图4是图3中的直流升压电路的一种实施例的电路原理图； 0022 图5是图3中的驱动电路的一种实施例的电路原理图。 具体实施方式 说 明 书 2/5 页 4 CN 206714217 U 4 0023 下面结合附图对本实用新型的具体实施方式。

16、作进一步详细地说明。 0024 本实施例为了解决现有保健类电子产品外出携带不便的问题， 提出了一种对人们 外出时穿着的鞋进行改进， 使其具有保健功能的设计思想， 不仅方便了人们的出行， 而且可 以随时随地启动保健功能， 满足了不同人群的使用需求。 0025 由于人体构造特殊， 所有器官都有神经延接至足部， 因此在人体的足部分布有非 常丰富的神经和穴道。 当人体的内部器官或者腺体出现异常时， 其足部的特定区域就会有 结晶沉积而形成痛点。 当对足部的痛点进行刺激时， 会加快排除沉积在组织周围的毒素和 废物， 进而达到治疗的效果。 此外， 由于人体内部除了含有大量的水分以外， 还有很多能导 电的电解。

17、质和非导电的电解质， 因此人的机体实际上是一个既有电阻又有电容性质的复杂 导体， 这是电疗的物质基础。 电能作用于人体引起体内的理化反应， 并通过神经-体液作用， 影响组织和器官的功能， 达到消除病因、 调节功能、 提高代谢、 增强免疫、 促进病损组织修复 和再生的目的。 因此， 在中医临床领域， 经常会使用低频脉冲电流直接刺激人体穴位的方 式， 来达到治疗某些疾病， 改善人体机能的保健效果。 0026 基于以上保健方法， 本实施例设计了一种可以释放脉冲电流的保健鞋垫， 如图1、 图2所示， 包括鞋垫本体1、 绝缘外壳2、 电路板3、 电池4、 导线5、 电极6等主要组成部分。 其中， 绝缘外。

18、壳2优选采用PC等具有一定硬度的绝缘材料制成， 固定在鞋垫本体1的底面且位于脚 后跟的位置处， 如图1所示的位置， 以便于在将所述保健鞋垫放入到鞋体中时， 所述绝缘外 壳2可以直接插入到鞋后跟中， 避免影响人脚穿着的舒适度。 将所述电路板3和电池4安装在 所述绝缘外壳2所围成的内部腔室中， 优选电路板3在上， 电池4在下， 如图2所示的位置关 系， 利用绝缘外壳2对电路板3和电池4起到支撑和保护作用。 利用导线5连接电路板3和电极 6， 所述导线5优选采用柔性电路板FPC， 可以布设在鞋垫本体1的底面， 也可以内置于鞋垫本 体1中， 以提高人脚踩压的舒适性。 将电极6从鞋垫本体1的上表面引出，。

19、 用于与人体脚底的 表面皮肤相接触， 以输出脉冲电流， 对人体脚底的神经、 穴位和肌肉进行刺激， 达到放松人 体肌肉、 改善睡眠质量、 加快新陈代谢的功效。 0027 在本实施例中， 所述电极6成对出现， 可以是一对电极6 （如图1所示） ， 也可以是多 对电极。 当仅布设一对电极6时， 优选将该对电极6布设在鞋垫本体1的上表面且对应脚掌的 位置处， 对分布在脚掌处的神经、 穴位或者肌肉进行脉冲电流刺激。 当然， 也可以根据实际 使用需要， 将该对电极6布设在鞋垫本体1的上表面的其他位置， 用于对脚底其他部位的神 经、 穴位和肌肉进行脉冲电流刺激， 以达到不同的保健效果。 0028 对于在鞋垫。

20、本体1的上表面布设有多对电极6的情况， 可以根据脚底穴位的分布情 况确定每一对电极6的布设位置， 即， 不同的电极6对应不同的穴位， 通过对脚底的不同部位 同时实施脉冲电流刺激， 以提升保健功效。 0029 为了能够通过电极6输出特定频率、 特定幅值的低频脉冲电流， 本实施例在所述电 路板3上布设有如图3所示的控制电路， 包括控制器、 无线通信模块、 数字电位器、 直流升压 电路、 驱动电路、 变压器等主要组成部件。 其中， 控制器作为整个电路的控制核心， 优选采用 MCU等具有数据处理能力的小型化集成芯片， 连接所述的无线通信模块、 数字电位器和驱动 电路。 所述无线通信模块用于以无线通信的。

21、方式接收用户的操作指令 （例如， 用户通过手机 等终端发送的脉冲电流的频率、 电流强度等配置信息） ， 并转换成数字信号， 传送至所述控 制器， 以响应用户操作。 在本实施例中， 所述无线通信模块优选采用蓝牙模块， 通过UART总 说 明 书 3/5 页 5 CN 206714217 U 5 线连接所述的控制器。 由于UART数据无主从之分， 因此， 可以保证控制器与蓝牙模块之间及 时的信息传递。 所述直流升压电路连接电池4， 用于对电池4的电池电压进行升压变换， 进而 输出驱动电压VM， 经由驱动电路传输至变压器的初级线圈。 所述驱动电路可以在控制器输 出的控制信号 （例如， PWM信号） 。

22、的作用下， 调节变压器的初级线圈与驱动电压VM的通断时 序， 进而改变通过变压器的次级线圈输出的脉冲电流的频率和强度。 具体来讲， 若控制器输 出的PWM信号的频率越高， 脉冲电流的频率越高； PWM信号的占空比越大， 脉冲电流的强度 （幅值） 越大。 将所述变压器的次级线圈的两端分别与每一对电极6一一对应连接， 进而通过 每一对电极6输出用户设定的特定频率和特定幅值的脉冲电流， 以刺激用户脚底的神经、 穴 位和肌肉， 达到保健效果。 0030 对于所述数字电位器来说， 可以利用其电阻值的变化调节通过直流升压电路输出 的驱动电压VM的幅值， 以更好地满足脉冲电流在电流强度方面更加宽泛的调节要求。

23、。 0031 作为本实施例的一种优选电路设计， 所述数字电位器可以通过I2C总线连接所述 的控制器， 接收控制器输出的阻值调节信号， 以相应地改变其自身的电阻值， 满足对直流升 压电路输出电压的调节要求。 0032 本实施例的直流升压电路可以采用一颗直流升压芯片U1 （例如， LM2577S芯片等） 配合简单的外围电路设计而成， 如图4所示。 将所述直流升压芯片U1的输入端VIN连接至电 池4的正极， 输出端SW连接驱动电路， 输出驱动电压VM， 并通过数字电位器接地。 将数字电位 器的中间抽头连接至直流升压芯片U1的反馈端FB， 通过改变数字电位器的有效电阻的电阻 值， 以改变反馈端FB的分。

24、压值， 进而实现对直流升压芯片U1输出电压的调节。 0033 将直流升压芯片U1输出的驱动电压VM传输至驱动电路， 通过驱动电路控制变压器 生成所需频率和幅度的脉冲电流。 在本实施例中， 所述驱动电路优选采用H桥驱动电路， 如 图5所示， 包括四个MOS管Q1-Q4。 将所述变压器的初级线圈T1的一端OUT1通过第一MOS管Q1 连通驱动电压VM， 并通过第二MOS管Q2接地或者进一步通过限流电阻R1接地； 将所述变压器 的初级线圈T1的另一端OUT2通过第三MOS管Q3连通驱动电压VM， 并通过第四MOS管Q4接地或 者进一步通过限流电阻R1接地； 四个MOS管Q1-Q4的栅极连通控制器， 。

25、接收控制器输出的PWM 信号。 控制器根据用于设定的脉冲频率和电流强度等配置信息， 调节其输出的PWM信号的频 率和占空比， 进而控制MOS管Q1-Q4的通断时序， 并由此对流过变压器的初级线圈T1的电流 方向以及初级线圈T1与驱动电压VM的通断状态实现控制。 0034 具体来讲， 以选用四个N沟道MOS管Q1-Q4为例进行说明。 将变压器的初级线圈T1的 一端OUT1分别与第一MOS管Q1的源极和第二MOS管Q2的漏极相连接， 并将第一MOS管Q1的漏 极连接至驱动电压VM， 第二MOS管Q2的源极通过限流电阻R1接地。 将变压器的初级线圈T1的 另一端OUT2分别与第三MOS管Q3的源极和。

26、第四MOS管Q4的漏极相连接， 并将第三MOS管Q3的 漏极连接至驱动电压VM， 第四MOS管Q4的源极通过限流电阻R1接地。 控制器可以输出四路 PWM信号， 一一对应地传输至四个N沟道MOS管Q1-Q4的栅极， 对四个N沟道MOS管Q1-Q4的开关 时序进行独立控制。 当然， 也可以通过控制器输出两路PWM信号PWM1、 PWM2， 一路传输至第一 MOS管Q1和第四MOS管Q4的栅极， 控制第一MOS管Q1和第四MOS管Q4同步通断； 另一路传输至 第二MOS管Q2和第三MOS管Q3的栅极， 控制第二MOS管Q2和第三MOS管Q3同步通断。 当控制器 控制第一MOS管Q1和第四MOS管Q。

27、4导通， 第二MOS管Q2和第三MOS管Q3截止时， 电流从变压器 的初级线圈T1的OUT1端流向OUT2端； 反之， 当控制器控制第一MOS管Q1和第四MOS管Q4截止， 说 明 书 4/5 页 6 CN 206714217 U 6 第二MOS管Q2和第三MOS管Q3导通时， 电流从变压器的初级线圈T1的OUT2端流向OUT1端。 调 节PWM信号PWM1或PWM2的频率和占空比， 以改变通过变压器的次级线圈输出的脉冲电流的 频率和强度。 0035 本实施例在所述电路板3上还可以设置集成有加速度计和螺旋仪的六轴传感器， 通过SPI接口连接控制器， 通过检测鞋体的加速度和角度变化， 以识别人体。

28、姿态， 实现计步 等功能。 0036 利用电池4为电路板3上的用电负载供电， 例如为控制器、 直流升压电路和六轴传 感器等提供其工作电源， 以满足控制电路的用电需求。 0037 将本实施例的保健鞋垫装入鞋本体中， 并将绝缘外壳2插入到鞋后跟中， 进而组装 成保健鞋。 当使用者穿上本实施例的保健鞋后， 无论何时想进行足底刺激放松， 都可以通过 操作其手机APP向无线通信模块发送操作指令 （例如， 控制保健鞋的保健功能开启或关闭、 调节脉冲电流的频率和强度等指令） ， 控制保健鞋垫输出特定频率和特性强度的低频脉冲 电流， 以对使用者的脚底神经、 穴位和肌肉进行刺激。 同时， 控制器也可以将保健鞋的。

29、工作 状态、 计步数据、 电池电量等信息通过无线通信模块上传至用户手机， 以供使用者查阅。 0038 当然， 本实施例的保健鞋也可以支持无手机控制方式， 即， 使用者可以按照预定好 的动作指令移动脚， 通过六轴传感器将检测到的脚部动作通过SPI接口传送至控制器， 进而 识别出用户指令， 完成相应控制， 由此可以大大提高用户使用的便捷性。 0039 本实施例的保健鞋由于其可穿戴性， 改变了传统健康医疗类器材携带不便的现 状， 是真正的可穿戴式保健类电子产品， 并且操作、 控制、 使用简便， 支持手机APP操作， 更可 通过预设的动作指令来对保健鞋实现控制， 使用起来更加简单、 方便。 此外， 本。

30、实施例的保 健鞋隐蔽性好， 可在更广泛的场景下使用， 不管是出差在外的商务人士， 还是普通的职场白 领， 都可以随时随地的使用其进行健康保健。 0040 应当指出的是， 上述说明并非是对本实用新型的限制， 本实用新型也并不仅限于 上述举例， 本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、 改型、 添 加或替换， 也应属于本实用新型的保护范围。 说 明 书 5/5 页 7 CN 206714217 U 7 图1 说 明 书 附 图 1/4 页 8 CN 206714217 U 8 图2 图3 说 明 书 附 图 2/4 页 9 CN 206714217 U 9 图4 说 明 书 附 图 3/4 页 10 CN 206714217 U 10 图5 说 明 书 附 图 4/4 页 11 CN 206714217 U 11 。