[发明专利]一种用于预防糖尿病足的可穿戴设备

说明书

一种用于预防糖尿病足的可穿戴设备，包括第一薄膜和设置在第一薄膜下的间隔结构，第一薄膜为具有压电特性的薄膜，第一薄膜的上表面和下表面分别设有上电极和下电极，第一薄膜受到外部压力作用时弯曲，响应于外力在不同区域对应地产生电脉冲信号，用以测量压力分布，间隔结构上分布有多个凹洞，其中第一薄膜的上表面和下表面通过上电极和下电极施加电势差之后产生压电逆效应，由压电逆效应带来的作用力通过间隔结构对第一薄膜产生一个预应力，由此增大第一薄膜在受到外部压力时所生成的触觉反馈。本发明结构简单，易于加工，方便测量，有助于糖尿病人及时调整脚步的应力分布，减少应力集中。

技术领域

本发明涉及可穿戴设备，特别是涉及一种用于预防糖尿病足的可穿戴设备。

背景技术

基于PVDF薄膜的可穿戴设备，不仅可以将外部压力转换为电信号，又能在存在电势差的前提下产生作用力，可应用于糖尿病足的预防与评估。

糖尿病患者感知触觉和疼痛的能力低于正常人，由于缺乏正常的神经保护机制，不能灵敏的感觉到外部对皮肤的刺激，因此皮肤容易破裂和感染。当脚受到高强度的重复机械应力时，特别是在行走和跑动时，患者更容易患糖尿病足。目前，主流的糖尿病足预防设备是结合安装在鞋子里的压力传感器和戴在手上的智能手表，分别实现监测足部的压力分布和实时反馈，这需要复杂的系统集成。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于预防糖尿病足的可穿戴设备,能够简单和有效地实现压力分布测量和自动触觉反馈。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于预防糖尿病足的可穿戴设备，所述可穿戴设备使用时安放在用户的脚底，所述可穿戴设备包括第一薄膜和设置在所述第一薄膜下的间隔结构，所述第一薄膜为具有压电特性的薄膜，所述第一薄膜的上表面和下表面分别设有上电极和下电极，所述第一薄膜受到外部压力作用时弯曲，响应于外力在不同区域对应地产生电脉冲信号，用以测量压力分布，所述间隔结构上分布有多个凹洞，其中所述第一薄膜的所述上表面和所述下表面通过所述上电极和下电极施加电势差之后产生压电逆效应，由压电逆效应带来的作用力通过所述间隔结构对所述第一薄膜产生一个预应力，由此增大所述第一薄膜在受到外部压力时所生成的触觉反馈。

进一步地：

所述可穿戴设备包括设置在所述间隔结构下的第二薄膜，所述第二薄膜的上表面设有电极，所述第一薄膜的下电极和所述第二薄膜的电极分别接在电源的正负极，所述间隔结构将所述第一薄膜的下电极和所述第二薄膜的电极隔开，所述凹洞贯穿所述间隔结构，并经设置仅当所述第一薄膜受到外部压力大于设定阈值时才能使所述第一薄膜的下电极通过所述第一薄膜的弯曲而触碰到所述第二薄膜的所述电极，通过压电逆效应生成力的反馈。

所述第一薄膜和所述第二薄膜分别粘接在所述间隔结构的上、下表面。

所述第一薄膜为聚偏氟乙烯薄膜。

所述第二薄膜为聚对苯二甲酸类薄膜。

所述间隔结构为分布有多个方形网孔的网格阵列结构。

所述上电极和所述下电极为镀层。

所述第二薄膜的电极为镀层。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供的预防糖尿病足的可穿戴设备,能够简单和有效地实现压力分布测量和自动触觉反馈。通过间隔结构施加薄膜预应力，增大了薄膜在压电逆效应作用下的反馈力。而且，通过间隔结构减少外界了压力对薄膜的作用力，间接提升了薄膜的压力测量量程。

本发明的优点还有：

1、结构简单，成本低；

2、可依据结构本身提供力反馈，不需要多余的信号处理模块；