自供能足部运动监测系统

本发明属于智慧医疗，涉及一种自供能足部运动监测系统。

背景技术：

1、可穿戴电子系统在疾病预防和健康监测等领域展现出潜在的应用价值。对足底压力和步态的监测在对足部、下肢和腰部疾病的诊断、预防和姿势矫正，以及老人、残障人士长期看护照顾等方面具有重要价值。

2、现有技术中通常使用无外接器件的足部运动监测系统采集足底压力和对步态进行监测，但是现有的足部运动监测系统所使用的信号采集单元由于柔性差，稳定性差等使得采集数据不精确、不稳定，无法对足部疾病做出精确的诊断和预防；且由于足部运动监测系统需要长时间工作采集数据，其能耗较高，现有技术中的足部运动监测系统使用电池进行供电，存在断电导致信号采集中断的问题，采集数据不连续，导致无法对足部、下肢和腰部疾病做出精确诊断和预防，以及老人、残障人士等特殊人群的长期看护照顾。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，提供一种自供能足部运动监测系统，以解决现有监测系统存在的采集数据不精确、不稳定、不连续导致无法对足部、下肢和腰部疾病的诊断、预防和姿势矫正，以及老人、残障人士长期看护照顾的技术问题。

2、本发明提供了一种自供能足部运动监测系统，包括自供能单元和与自供能单元连接的一体式柔性应变传感鞋垫及监测单元；

3、所述自供能单元用于将光能转换为电能，并为所述一体式柔性应变传感鞋垫和所述监测单元持续供电；

4、所述一体式柔性应变传感鞋垫与所述监测单元连接，用于采集足部运动过程中的受力信号并发送至所述监测单元；

5、所述监测单元用于将所述将足部运动过程中的受力信号转换为数字信号并显示。

6、优选地，所述自供能单元包括多个阵列排布的柔性太阳能电池。使用柔性太阳能电池使得其可贴附于鞋体表面。

7、示例性地，柔性钙钛矿太阳能电池由层叠结构的ito-pen、二氧化锡、钙钛矿、spiro-ometad、三氧化钼、银等构成。

8、优选地，所述自供能单元还包括充电电池；

9、所述充电电池与每个所述柔性太阳能电池连接；

10、所述充电电池还与所述一体式柔性应变传感鞋垫和所述监测单元连接。

11、优选地，所述自供能单元还包括第一线性稳压器和第二线性稳压器；

12、所述第一线性稳压器设置于所述柔性太阳能电池和所述充电电池之间，用于将电压稳定在预设第一电压幅值；其中第一电压幅值优选为4.2v；

13、所述第二线性稳压器设置于所述充电电池与所述一体式柔性应变传感鞋垫之间，用于将电压稳定在预设第二电压幅值，其中第二电压幅值优选为3.3v。

14、优选地，所述监测单元包括监测模块和与所述监测模块无线连接的移动终端。

15、优选地，所述一体式柔性应变传感鞋垫包括柔性基体和嵌入至所述柔性基体内，并与所述柔性基体一体连接的多个柔性传感器。

16、优选地，所述多个柔性传感器阵列式嵌入至所述柔性基体内。

17、优选地，所述柔性传感器是以方糖为牺牲骨架制备的泡沫状电阻性应变传感器。

18、优选地，所述柔性传感器的数量为2-50个。

19、优选地，所述柔性基体和所述柔性传感器的材质均包括pdms原液和固化剂。

20、本发明的自供能足部运动监测系统，相较于现有技术，具有如下有益效果：

21、本发明使用自供能单元，将外界的光能转换为电能，从而为一体式柔性应变传感鞋垫及监测单元持续供电，降低断电导致的信号采集中断的几率；同时，本发明使用一体式柔性应变传感鞋垫采集足部运动过程中的信号，由于其为柔性结构，故与足部贴合程度高，采集的信号更为精确，且其为一体式结构，稳定性更好。一体式柔性应变传感鞋垫和自供能单元相互配合，相辅相成，使得本发明的自供能足部运动监测系统采集的足部运动过程中的信号精确、连续、稳定高，可以对足部疾病做出精确的诊断和预防。

技术特征：

1.一种自供能足部运动监测系统，其特征在于，包括自供能单元和与自供能单元连接的一体式柔性应变传感鞋垫及监测单元；

2.根据权利要求1所述的自供能足部运动监测系统，其特征在于，所述自供能单元包括多个阵列排布的柔性太阳能电池。

3.根据权利要求2所述的自供能足部运动监测系统，其特征在于，所述自供能单元还包括充电电池；

4.根据权利要求3所述的自供能足部运动监测系统，其特征在于，所述自供能单元还包括第一线性稳压器和第二线性稳压器；

5.根据权利要求1所述的自供能足部运动监测系统，其特征在于，所述监测单元包括监测模块和与所述监测模块无线连接的移动终端。

6.根据权利要求1-5任一项所述的自供能足部运动监测系统，其特征在于，所述一体式柔性应变传感鞋垫包括柔性基体和嵌入至所述柔性基体内，并与所述柔性基体一体连接的多个柔性传感器。

7.根据权利要求6所述的自供能足部运动监测系统，其特征在于，所述多个柔性传感器阵列式嵌入至所述柔性基体内。

8.根据权利要求6所述的自供能足部运动监测系统，其特征在于，所述柔性传感器是以方糖为牺牲骨架制备的泡沫状电阻性应变传感器。

9.根据权利要求6所述的自供能足部运动监测系统，其特征在于，所述柔性传感器的数量为2-50个。

技术总结
本发明属于智慧医疗技术领域，具体公开了一种自供能足部运动监测系统，包括自供能单元和与自供能单元连接的一体式柔性应变传感鞋垫及监测单元；自供能单元用于将光能转换为电能，并为一体式柔性应变传感鞋垫和监测单元持续供电；一体式柔性应变传感鞋垫与监测单元连接，用于采集足部运动过程中的受力信号并发送至监测单元；监测单元用于将足部运动过程中的受力信号转换为数字信号并显示。本发明的系统可以降低断电导致的信号采集中断的概率；同时，本发明使用一体式柔性应变传感鞋垫采集足部运动过程中的受力信号，由于其为柔性结构，故与足部贴合程度高，采集的信号更为精确，且其为一体式结构，稳定性更好。

技术研发人员：兰伟,王齐,胡锦坤,关辉,雷沛明
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6