[发明专利]一种基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器

说明书

技术领域

本发明属于穿戴式足底压力测试技术领域，涉及一种基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器。

背景技术

众所周知，可穿戴设备被业内喻为继智能手机和平板电脑之后新的产业增长点。现在市面上比较有代表性的智能穿戴产品有智能手环、智能手表和智能眼镜。这些可穿戴设备使用在人体的上半身，为了完善智能穿戴设备的使用范围，智能鞋是有效的补充。同时，穿戴式足底压力测试技术是近年来迅速发展的新型医疗监测技术，其突破了以往医疗机构监测诊断的空间范围限制，能够方便地实现对人体足底动态压力的日常监测，可为人体足部医疗保健、运动姿态矫正及科学制鞋提供依据。

传统的动态足底压力采集所采用的传感器有电阻式、电容式及压电式等类型。电阻式传感器输出的电阻信号应转换为电压信号，并经放大后才能使用，对数据采集设备的参数匹配要求较高；电容式传感器设计方法难度较大，电容信号标定及电路均较为复杂；压电式传感器，由于输出的是电压信号，其在电路设计及信号采集上相对简单，因而压电传感器应用较为广泛。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器,该传感器具有独特的热电效应和压电效应，信号易识别、制作成本低、容易加工和处理、重量轻、柔性好。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器,包括第一层保护层、第二层保护层、双面胶、聚脂薄膜、传感单元、PET（聚对苯二甲酸乙二酯）膜及输出端，所述的第一层保护层、第二层保护层、双面胶及聚脂薄膜从上至下依次设置，且均为鞋垫形状，在第一层保护层与第二层保护层之间设置有若干个传感单元，每个传感单元均由PVDF（聚偏氟乙烯）薄膜及设置在PVDF（聚偏氟乙烯）薄膜的上、下表面的银涂层制成，每个传感单元均通过银涂层与输出端相连，PET（聚对苯二甲酸乙二酯）膜为局部加强膜，设置于第二层保护层的下表面、与输出端相对应。

所述的输出端分为两种，一种为插拔式输出端，另一种为铆接式输出端。

所述的传感单元的数量为八个，其中五个设置在与脚掌对应的位置，一个设置在与脚心对应的位置，两个设置在与脚后跟对应的位置。

所述的第一、第二层保护层及聚脂薄膜的厚度均为2mm。

所述的PET（聚对苯二甲酸乙二酯）膜的厚度为500μm。

所述的传感单元的厚度为28μm或50μm。

所述的第一、第二层保护层的材质为PET（聚对苯二甲酸乙二酯）。

所述的压力传感器可集成于鞋垫，或集成在鞋底的上部，成为鞋的一部分。

所述的鞋底由硅橡胶制成，在鞋底的顶部设置有若干个均匀分布的凸起，凸起为两种不同的硬度，且两种不同的硬度的凸起交错排列。

本发明的有益效果：

本发明可广泛应用于穿戴式足底压力测试产品中，突破了以往医疗机构监测诊断的空间范围限制，能够方便地实现对动态人体足底压力的日常监测，可为人体足部医疗保健、运动姿态矫正及科学制鞋提供有效的理论依据。

附图说明

图1为本发明的基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器的结构示意图；

图2为本发明的基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器的局部剖视图；

图3为本发明的插拔式输出端的结构示意图；

图4为本发明的铆接式输出端的结构示意图；

图5为本发明的基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器集成于鞋垫的结构示意图；

图6为本发明的基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器受纵向力的工作原理图；

图7为本发明的基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器集成在鞋底的结构示意图；

图8为本发明的基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器受横向力的工作原理图；

图中，1—第一层保护层，2—第一银涂层，3—PVDF（聚偏氟乙烯）薄膜，4—第二银涂层，5—第二层保护层，6—双面胶，7—聚脂薄膜，8—PET（聚对苯二甲酸乙二酯）膜，9—输出端，10—基于PVDF的鞋内置动态足底压力传感器，11—鞋垫，12—鞋底。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。