CN104799482A - 一种基于重力发电的多功能鞋 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于重力发电的多功能鞋，包括鞋底、鞋面、鞋垫、主发电装置和稳压整流装置，主发电装置设置在鞋底夹层的脚跟位置，主发电装置包括内磁铁和环形的外磁铁，内磁铁和外磁铁之间安设有主电磁线圈，主电磁线圈的上部与鞋垫相连，主电磁线圈的下部与鞋底之间留有间隙，内磁铁、外磁铁和主电磁线圈同心设置，主电磁线圈通过电路与稳压整流装置连接形成回路；内磁铁和外磁铁的下部设置有压电陶瓷片，压电陶瓷片通过电路与稳压整流装置连接形成回路。本发明实用的压电陶瓷片发电电压高，电流小；切割磁感线发电电压小，电流大，首次将压电陶瓷发电原理与切割磁感线发电原理联合使用，综合两者的优点，又提高了能量转化效率和能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及发电技术领域，具体涉及一种基于重力发电的多功能鞋。
背景技术
寒从脚下起，暖脚保太平，脚部一旦受凉，原来潜伏在鼻咽部或新近侵入的病毒、病菌，就会乘虚而入，大量繁殖孳生，尤其是在秋冬季节，人体抵抗力低，抗病能力降低，脚部受凉时极易引起感冒、腹痛、胃痛、腹泻、气管炎及妇女痛经等多种疾病。
另外，现在的手机也越来越智能化，相应的耗电量也急剧上升，对于大多数人手机每天最少要充电2-3次，这样对于一般手机每天耗电6-9W，那么100个人就要耗电1度，也就是340克左右的煤炭，虽然这个就目前来说是个小数据，但是据中国工信部统计数据目前使用智能手机的用户在11.46亿左右，那么全国每天用在手机充电的煤炭最少要3.90吨；而且人们出行时不能随时给手机充电，沟通带来了不便。因此，开发一种可供电，又能起保温作用的多功能鞋显得很有必要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种既能对多种电子设备充电、又能起到保温照明作用的基于重力发电的多功能鞋。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于重力发电的多功能鞋，包括鞋底、鞋面、鞋垫、主发电装置和稳压整流装置，主发电装置设置在鞋底夹层的脚跟位置，主发电装置包括内磁铁和环形的外磁铁，内磁铁和外磁铁之间安设有主电磁线圈，主电磁线圈的上部与鞋垫相连，主电磁线圈的下部与鞋底之间留有间隙，内磁铁、外磁铁和主电磁线圈同心设置，主电磁线圈通过电路与稳压整流装置连接形成回路；内磁铁和外磁铁的下方设置有压电陶瓷片，压电陶瓷片通过电路与稳压整流装置连接形成回路。
按上述方案，在鞋底夹层的脚掌位置设置有副发电装置，所述副发电装置包括若干条形的副电磁线圈，副电磁线圈的两侧分别设置有条形的副磁铁，副磁铁的上端与鞋垫相连，副磁铁的下端与鞋底之间留有间隙，副电磁线圈通过电路与稳压整流装置连接形成回路。
按上述方案，所述副发电装置还包括气垫，气垫设置在鞋底夹层的脚掌中部，气垫的上部与鞋垫相连，气垫的下部与鞋底相连。
按上述方案，所述多功能鞋还包括蓄能装置，蓄能装置通过电路与稳压整流装置连接。
按上述方案，所述鞋垫由保温导电材料制成，鞋垫通过电路与蓄能装置连接。
按上述方案，鞋面安设有LED灯，LED灯通过电路与蓄能装置连接。
按上述方案，鞋面上设置有USB接口，USB接口通过电路与蓄能装置连接。
按上述方案，所述蓄能装置为锂离子电池。
本发明的有益效果是：1)压电陶瓷片发电电压高，电流小；切割磁感线发电电压小，电流大，首次将压电陶瓷发电原理与切割磁感线发电原理联合使用，综合两者的优点，又提高了能量转化效率和能量密度；2)本发明在人脚踩地、抬脚时都能发电，且鞋底夹层的脚掌位置的副发电装置使发电量提高了25％左右；3)气垫有效缓解了因条形磁铁上下移动给人带来的不舒适感；4)将发电、照明、供暖、蓄电等功能集成化，解决户外工作人员脚冷、缺电地区需照明以及移动设备的电力不足的问题，充分满足了人们需求。
附图说明
图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。
图2为本实施例主发电装置的结构示意图。
图3为图2中A-A处剖视图。
图4为本实施例副发电装置的结构示意图。
图5为图4中B-B处剖视图。
图6为本发明的流程图。
其中：1、鞋底；2、鞋面；3、鞋垫；4主发电装置；5、稳压整流装置；6、蓄能装置；7、主电磁线圈；8、内磁铁；9、外磁铁；10、压电陶瓷片；11、副电磁线圈；12、副磁铁；13、气垫；14、USB接口；15、LED灯；16、副发电装置。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地说明。
如图1-4所示的一种基于重力发电的多功能鞋，包括鞋底1、鞋面2、鞋垫3、主发电装置4和稳压整流装置5，主发电装置4设置在鞋底1夹层的脚跟位置，主发电装置4包括内磁铁8和环形的外磁铁9，内磁铁8和外磁铁9之间安设有主电磁线圈7，主电磁线圈7的上部与鞋垫3相连，主电磁线圈7的下部与鞋底1之间留有间隙，内磁铁8、外磁铁9和主电磁线圈7同心设置，主电磁线圈7通过电路与稳压整流装置5连接形成回路；内磁铁8和外磁铁9的下方设置有压电陶瓷片10，压电陶瓷片10通过电路与稳压整流装置5连接形成回路。
优选地，在鞋底1夹层的脚掌位置设置有副发电装置16，所述副发电装置16包括若干条形的副电磁线圈11，副电磁线圈11的两侧分别设置有条形的副磁铁12，副磁铁12的上端与鞋垫3相连，副磁铁12的下端与鞋底1之间留有间隙；副电磁线圈11通过电路与稳压整流装置5连接形成回路。
优选地，副发电装置16还包括气垫13，气垫13设置在鞋底1夹层的脚掌中部，气垫13的上部与鞋垫3相连，气垫13的下部与鞋底1相连(气垫13由橡胶材料制成，缓冲了由于副发电装置16引起的脚掌部位的不适，也防止了受力较大时，副电磁线圈11被压坏)。
优选地，多功能鞋还包括蓄能装置6，蓄能装置6通过电路与稳压整流装置5连接，蓄能装置6将稳压整流装置5输出的电力储存备用。
优选地，鞋垫3由保温导电材料制成，鞋垫3通过电路与蓄能装置6连接，当人体脚部温度低时，可以打开加热开关，对鞋垫3进行加热。
优选地，鞋面2安设有LED灯15，LED灯15通过电路与蓄能装置6连接。
优选地，鞋面2上设置有USB接口14，USB接口14通过电路与蓄能装置6连接。
优选地，蓄能装置6为锂离子电池。
其中，内磁铁8、外磁铁9以及副磁铁12均为铁铷硼磁铁。
本发明采用了切割磁感线发电原理和压电效应发电原理，电磁感应原理是磁通量变化产生感应电动势，在闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流；压电效应是指压电陶瓷受力发生形变而产生瞬间高压。
本发明的具体工作过程是：人体正常走路脚掌落地时，副发电装置16的副电磁线圈11受力向下移动，切割磁感线，回路中的副电磁线圈11中产生不稳定的电流，电流通过电路输送至稳压整流装置5；接着，脚跟落地，主发电装置4发电，主电磁线圈7受力向下移动，切割磁感线，回路中的主电磁线圈中产生不稳定的电流，通过电路输入稳压整流装置5，同时，压电陶瓷片10受到主电磁线圈7的冲力发生形变，产生瞬间高压，并通过电路输入到稳压整流装置5；稳压整流装置5输出稳定的电力，并通过导线输送到蓄能装置中进而通过转化开关进行电力分配，如脚冷时进行供电加热鞋垫、供电照明或者储存在蓄能装置6中备用。
Claims (8)
1.一种基于重力发电的多功能鞋，包括鞋底、鞋面、鞋垫、主发电装置和稳压整流装置，主发电装置设置在鞋底夹层的脚跟位置，其特征在于，主发电装置包括内磁铁和环形的外磁铁，内磁铁和外磁铁之间安设有主电磁线圈，主电磁线圈的上部与鞋垫相连，主电磁线圈的下部与鞋底之间留有间隙，内磁铁、外磁铁和主电磁线圈同心设置，主电磁线圈通过电路与稳压整流装置连接形成回路；内磁铁和外磁铁的下部设置有压电陶瓷片，压电陶瓷片通过电路与稳压整流装置连接形成回路。
2.如权利要求1所述的一种基于重力发电的多功能鞋，其特征在于，在鞋底夹层的脚掌位置设置有副发电装置，所述副发电装置包括若干条形的副电磁线圈，副电磁线圈的两侧分别设置有条形的副磁铁，副磁铁的上端与鞋垫相连，副磁铁的下端与鞋底之间留有间隙，副电磁线圈通过电路与稳压整流装置连接形成回路。
3.如权利要求2所述的一种基于重力发电的多功能鞋，其特征在于，所述副发电装置还包括气垫，气垫设置在鞋底夹层的脚掌中部，气垫的上部与鞋垫相连，气垫的下部与鞋底相连。
4.如权利要求1所述的一种基于重力发电的多功能鞋，其特征在于，还包括蓄能装置，蓄能装置通过电路与稳压整流装置连接。
5.如权利要求4所述的一种基于重力发电的多功能鞋，其特征在于，所述鞋垫由保温导电材料制成，鞋垫通过电路与蓄能装置连接。
6.如权利要求4所述的一种基于重力发电的多功能鞋，其特征在于，鞋面安设有LED灯，LED灯通过电路与蓄能装置连接。
7.如权利要求4所述的一种基于重力发电的多功能鞋，其特征在于，鞋面上设置有USB接口，USB接口通过电路与蓄能装置连接。
8.如权利要求4所述的一种基于重力发电的多功能鞋，其特征在于，所述蓄能装置为锂离子电池。
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