微电流多功能自主足疗鞋

黑龙江八一农垦大学第一届创意大赛

“微电流多功能自主足疗鞋”

设计说明书

作品类别：产品研发

学院名称：工程学院

参赛人员：

指导教师：

2016年 9 月 30日

微电流多功能自主足疗鞋

1.创意简介

本创意名为微电流多功能自主足疗鞋，是根据物理电学自主发电的原理发明的一种有益于人类健康的创意。一款具有自主发电、自主按摩脚部、自主发热的装置。该创意是平时通过人们脚步的运动产生电流存储在微型电池里面，待到需要用的时候打开开关即可使用。该发电装置安装在脚跟的位置，由脚部的上下移动发电。待到人们休息脚部疲劳的时候开启自主按摩模式，由隐藏在鞋垫里的电极释放微电流刺激脚部各个穴道以达到减缓疲劳促进健康。另外，在冬天在外行走或者坐在办公室的时候，人们的脚常常冻得发麻。而本创意另一个功能就是在鞋里面铺上发热鞋垫，由自主发电产生的电流转换成热能，温暖脚部，是整个冬天不再寒冷。

2.创意背景

创意来源于生活。当今社会发展迅速，人们的生活压力越来越大，整天忙碌在各种各样工作或者社交场合之中时候；当人们在节假日外出旅游正在忙于爬山涉水的时候；人们身体往往会不堪重负，浑身疲惫，尤其是人们的会脚酸软无力，停下稍事休息的那一刻动都不想动一下。而在这个时候，做一下足疗放松身体无疑是一种绝佳的选择。足疗对人们的身体有绝佳的好处，脚是人类的第二心脏，进行足部按摩，可使足部的血液循环顺畅，促进全身血液循环，加速机体新陈代谢、补充营养，使您的机体健康、正常地运转。并且可以调节神经，足部分布着非常丰富的神经组织，通过有效刺激足底反射区，可使相应组织器官的功能得到调节，使正常的更强壮，不正常的得以改善和恢复。而且可以达到疏通经络缓解疲劳的作用。但是当人们忙于工作无暇去专门的足疗店做足疗时，微电流多功能自主足疗鞋便应运而生了。这种微电流多功能自主足疗鞋有效地解决了人们在紧张的忙碌工作中放松双脚的难题。当人们在来回走动的时候它会自动发电储存电能。在脚部疲劳酸软稍事休息的时候，只要轻触鞋底的开关，藏在鞋垫中的电极立刻会释放出储存在电池中的微电流，刺激脚底的各个穴道，以达到按摩放松双脚的效果。试想一下，当忙碌一天工作完成满身疲累的时候，在你休息的时候有一个脚底自动按摩器在给脚底按摩放松双脚，是一件多么令人开心的事。

3. 功能原理介绍

（1）脚底按摩功能

脚底按摩是我们微电流自主足疗鞋的主要功能，这种装置主要分为两部分，一部分是自动发电存储系统，一部分是微电流刺激按摩系统，通过一个连接装置链接。第二部分是可拆卸的，微电流刺激按摩系统在必要的时候可以拆卸，安装其他功能的装置。

首先我们在鞋跟处安装了自主发电装置，这种自主发电装置与手摇式发电系统类似。其结构原理图如图所示。摇动装置使它的磁铁上下移动，通过线圈即产生电能，再经D1-D4整流，C1贮能向电池CR2032充电通过开关控制使发白光二极管发光而实现自发电的功能。为了使自主发电装置发完电以后能够安全储存

起来，我们暂时采用CR2032锂电池。待到人们休息想要用其按摩脚部的时候，锂电池立刻释放出毫安级微电流，再通过必要的装置控制微电流，使微电流按照一定的规律流到隐藏在鞋垫中的电极有顺序的按摩脚部。这种鞋垫表面看起来和市场上卖的鞋垫大致相同，其内部由电极和线路构成，电极按照足底按摩的穴位排列，使其电极能够准确地分布在脚底的各个穴位的位置。脚底穴位分布图如下图所示：

（2）发热鞋垫

发热鞋垫是我们微电流自主足疗按摩鞋的的一个附属功能。当寒冷的冬天来的时候，我们可以足疗鞋垫去掉，换成发热鞋垫，通过电流转换装置把电流转化成适合鞋垫发热大小，使双脚始终能够保持在温暖的环境下。

发热鞋垫中，线芯用玻璃纤维或涤纶丝编成，上面缠绕着柔韧可挠的电热合金丝（或箔带），外面包覆一层尼龙感热层或特种塑料感热层，再将一种铜合金信号线绕在感热层外，最外面涂覆一层耐热树脂。当发热鞋垫上任一点处的温度超过预定值时，该处相应的电热丝上的感热层即由绝缘体变为良导体，使控制电路接通，发热鞋垫断电，达到控温和安全防护的目的。为了防止鞋垫温度过高发生危险，我们的自主发电系统提供的电压将被控制在一定的范围之内。

4.安全性考虑

在脚底按摩或者发热过程中，有可能会因为电流过大或者短路等引起鞋垫起火等危险因素，需要安装一些控制电流的大小的装置，限制电流的输出，使其温度达不到一定的高度，从而解决起火的危险。另外我们需要经过不断的试验，测试电压的大小，调整装置，让电池的最大电压达不到超出危险点的大小。

5.市场现状调查

在生活中有许多也有许多脚底按摩鞋，但是大多以拖鞋为主。这种按摩鞋脚底有许多凸出的按摩键，材质以皮料、塑料、布料为主，通过来回走动使按摩键刺激穴位来达到按摩的效果。虽然，按摩鞋可以随时随地为我们提供足底刺激(称不上按摩)，极其方便，但不是所有的人都适合同时效果也不算太好。

因为这种按摩鞋有一定的缺陷限制。一般来说，体重较重的人不宜穿按摩鞋，因为在自身重量的作用下，极易引起足底软组织劳损;更不宜长时间穿着按摩鞋，因按摩鞋鞋面高低不平，会使足底原本受力面改变，易致足弓变形。有些人就是因为长时间穿按摩鞋，加上体重偏重，使足底软组织持续受到重量的机械挤压而受损。引起足跟痛的。所以这种缺陷还是比较明显的。

在市场中有发热鞋垫的存在，这些鞋垫也是使用一些发电原理通过电阻丝发热来提供热量。但这些鞋垫大多存在发热量小，发热慢，效率低的缺陷，同时最关键的是它们仅仅是一个独立的鞋垫，实现充好电再工作，这样就造成了鞋垫不能持久工作的缺陷。再者安全不能保证，这些鞋垫是一个独立的存在，安全保护措施不够到位，电热丝很容易发生温度过高最后导致烫伤或者是导致安全隐患。

普通自发热鞋垫

6.创意缺陷

(1).装置大小问题

由于鞋子大小的限制，空间有限，产品发电系统需要利用鞋跟那一部分，而鞋跟那一部分可利用的空间实在有限，所以限制了发电系统的大小，发电系统太小会导致电池充电慢等一系列问题。

（2）.鞋子质量

我们需要在鞋跟处掏空一大部分来安装发电系统及其他系统，因此鞋子的抗压能力以及耐久能力便出现了挑战，人们在行走的过程中极有可能会因为鞋子的质量问题而产生不舒服的感觉。

（3）.装置耐久性

人们在长期行走过程中双脚可能会出脚汗，又或者在奔跑或者在蹦跳过程中装置受力猛然增大，那么这就对装置的抗潮抗压能力提出了新的挑战。

7.发展前景分析

21世纪，社会发展迅速，城市变化日新月异，人们的生活质量也是越来越高，因此在当下社会健康也是人们越来越重视的一个问题。这也是现如今养生的节目特别流行的一个原因。但是在很多情况下人们忙碌的很难停下脚步去享受这些东西，因此需要一些简单方便快捷的产品去替代那些生活方式。在做足疗方面，

微电流多功能自主足疗鞋便是一个很好的替代方式。当人们疲惫的身体得以稍事休息的时候，微电流多功能自主足疗鞋便能够适时地为人们做足疗，减轻人们的疲劳程度，促进血液循环。微电流多功能自主足疗鞋在当今的社会大有可为！