CN105011462A - 一种自发热鞋 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是自发热鞋，包括鞋底、鞋面和鞋帮，所述鞋底设有空腔，空腔内有发电装置、蓄电装置、控制装置、发热装置、温度计和显示屏；所述发电装置包括两端都连接有横向液管的密封电解池，电解池中间密封有石墨烯水凝胶薄膜，石墨烯水凝胶薄膜的两边装载有相同电解质溶液，两根电极分别插于两侧的电解质溶液中，所述两根液管部分也装载有上述电解质溶液，所述石墨烯水凝胶薄膜为层状结构；随穿着者行走，电解质溶液在石墨烯水凝胶薄膜两侧来回流动产生电流。本结构可先将机械能转换为电能再进一步转化为热能，使鞋子变得温暖，有效解决了冬季脚冷的难题。

Description

一种自发热鞋

技术领域

    本发明涉及鞋类，尤其涉及的是一种能将机械能转换为热能的自发热鞋。

背景技术

在冬季寒冷的天气中，人们可通过不断增加衣物来进行保暖，而脚部保暖却不能不断外穿鞋子而且每双鞋子的保暖效果有限，因此冬天里给脚部加温加热是大多数人的愿望。

中国专利（公开号CN201352983）公开了一种鞋子，皮革鞋面内侧设有内里，所述皮革鞋面与内里之间设置有包头，所述内包头与所述皮革鞋面之间设置有发热片，该发热片通过电线连接设置于皮革鞋面外层的电池兜内的电池。电热鞋能够有效防止脚指冻伤，而电池置于皮革鞋面外层虽然能够快速更换电池，但是其电池容易掉落，直接与外部环境接触还容易造成漏电等危险。

中国专利（公开号CN203575729U、公告日2014.05.07）公开了一种行走鞋，在鞋底内部的空腔中包括有发电机，该发电机由线圈、永磁体和永磁体运动轨迹固定棒构成，所述永磁体套住永磁体运动轨迹固定板，线圈的中心通孔套住永磁体；所述永磁体在行走动能驱动作用下在永磁体运动轨迹固定棒上滑动，静置的线圈相对于运动的永磁体相对运动时切割磁感应线，产生磁通量的变化，形成电流，其中永磁体做的是垂直水平面的上下运动。永磁体具有一定的重力，永磁体在行走动能驱动作用下在永磁体运动轨迹固定棒上下滑动，滑动幅度一般较小甚至不滑动，容易造成发电机不能正常发电。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种结构简单、能够将机械能转化为电能再转为热能的自发热鞋。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种自发热鞋，包括鞋底、鞋面和鞋帮，所述鞋底设有空腔，空腔内包括有发电装置、蓄电装置、控制装置、发热装置、温度计和显示屏；所述发电装置包括两端都连接有横向液管的密封电解池，电解池中间密封有石墨烯水凝胶薄膜，石墨烯水凝胶薄膜的两边装载有相同电解质溶液，两根电极分别插于两侧的电解质溶液中，所述两根液管部分也装载有上述电解质溶液，所述石墨烯水凝胶薄膜为层状结构；随穿着者行走，电解质溶液在石墨烯水凝胶薄膜两侧来回流动产生电流。

优选的，电解池位于足弓，其中一根液管位于前掌部，另一根液管后跟部，所述鞋底位于前掌和后跟的底面具有弹性。

优选的，所述发电装置与蓄电装置之间连接有整流电路和放大电路。优选的，所述温度计为电子温度计。

优选的，所述加热装置为PTC加热片。

优选的，所述鞋底具有耐磨、绝缘和防水性能。

中国专利（公布号CN104241517，公布日2014.12.24）公开了一种利用具有层状结构的石墨烯水凝胶薄膜进行机械能转换成电能的方法，即利用石墨烯薄片堆叠层产生的层状结构，构成纳米尺度的流体通道，在机械压力驱动下，电解质溶液流过具有层状结构的石墨烯水凝胶薄膜中流体通道，外电路有电流流过，从而实现将流体机械能转换成为电能。

本发明的发电装置就是采用上述原理进行发电，穿着者在行走过程中鞋子的前后部必然进行上下摆动，在重力的作用电解质溶液将沿液管前后流动，再加上鞋的前掌或后跟着地会挤压相应液管，将进一步加强电解质溶液流动的速率，电解质不断在在石墨烯水凝胶薄膜两侧来回反复流动会产生电流，实现将机械能转换为电能，该结构具有小型、发电可靠性高、转换效率高等特点，可以实现不间断地为发热装置提供所需电源，发热装置发热使鞋子变得温暖，实现将动能最终转换为热能，解决了冬季脚冷的难题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构原理图；

（11、鞋底；12、鞋帮；13、鞋面；14、空腔；2、发电装置；21、石墨烯凝胶薄膜；22、电解质溶液；23、液管；24、电极；3、整流电路；4、放大电路；5、蓄电装置；6、控制装置；7、发热装置；8、显示屏；9、温度计；）。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例来进一步说明本发明。

如图1-2所示，一种多功能定位鞋，包括鞋底11、鞋面13和鞋帮12，在鞋底11内设有一个空腔14，在空腔14内安装有发电装置2、蓄电装置5、控制装置6、发热装置7、显示屏8和温度计9。

本结构中发电装置2是由两端带有横向液管23的电解池构成，横向是指鞋子贴近地面时液管23与地平线平行或几乎平行，并且与脚部走向一致，所述液管23远离电解池的端部是密封的，所述电解池除具有两个与液管23相连的端口外其他位置都是密封的；在电解池中间固定有石墨烯水凝胶薄膜21（层状结构），在石墨烯水凝胶薄膜21两侧装载有电解质溶液22，同理在两根液管23也要装载些许电解质溶液22（可溶性无机盐溶液），但电解质溶液22不能够装满液管23必须留有一定的流动空间，保证电解质溶液22能够在一定范围内流动。穿着者在行走过程中鞋子的前后部必然进行上下摆动，在重力的作用电解质溶液22将沿液管23前后流动，再加上鞋底的前掌或后跟着地挤压相应液管23，将进一步加强电解质溶液22流动的速率，电解质溶液22不断在石墨烯水凝胶薄膜21两侧来回反复流动会产生电流，实现将机械能转换为电能。该发电装置2具有小型、轻便、转化可靠性高、转换效率高等特点。为更好保护发电装置2，鞋底11要具有防水、绝缘和耐磨功能，电解池最好位于足弓部（与地面接触较少），鞋底11位于前掌和后跟的部位要具有弹性，使碰地时，鞋底11内凹形成对液管23的挤压，为加强流动效果液管3的端部可相对于其他部位更大，液管23的抗扰性要好。发电装置2的两个电极24是插于电解池两端电解质溶液22。

如图2所示，所述发电装置2要经过整流电路3的整流和放大电路4的放大并稳压后再存储于蓄电装置5。蓄电装置5发出的电流须经控制装置6进行调整稳流等再传输供给至发热装置7和温度计9，而温度计9测试的温度信号将会回馈给控制装置6并通过显示屏8显示，可讲显示屏8排布于后侧边的鞋帮12。本结构中控制装置6使用82C51芯片。发热装置7为PTC加热片，具有恒温发热特性，不受环境温度影响，热效率高特别适用于暖手器、电热板等。温度计9采用为电子温度计，以热敏电阻传感器作为感测温度变化的主要元器件，热敏电阻具有体积小、灵敏度高、反应速度快等，避免温度过高反而造成不舒适感，影响穿着者的体验感。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，不能限定本发明实施的范围，凡是依本发明申请专利范围所作的均等变化与装饰，皆应仍属于本发明涵盖的范围内。

Claims (6)

1. 一种自发热鞋，包括鞋底、鞋面和鞋帮，所述鞋底设有空腔，空腔内包括有发电装置、蓄电装置、控制装置、发热装置、温度计和显示屏；其特征在于：所述发电装置包括两端都连接有横向液管的密封电解池，电解池中间密封有石墨烯水凝胶薄膜，石墨烯水凝胶薄膜的两边装载有相同电解质溶液，两根电极分别插于两侧的电解质溶液中，所述两根液管部分也装载有上述电解质溶液，所述石墨烯水凝胶薄膜为层状结构；随穿着者行走，电解质溶液在石墨烯水凝胶薄膜两侧来回流动产生电流。

2.根据权利要求1所述自发热鞋，其特征在于：电解池位于足弓，其中一根液管位于前掌部，另一根液管后跟部，所述鞋底位于前掌和后跟的底面具有弹性。

3.根据权利要求1所述自发热鞋，其特征在于：所述发电装置与蓄电装置之间连接有整流电路和放大电路。

4.根据权利要求1所述自发热鞋，其特征在于：所述温度计为电子温度计。

5.根据权利要求1所述自发热鞋，其特征在于：所述加热装置为PTC加热片。

6.根据权利要求1所述自发热鞋，其特征在于：所述鞋底具有耐磨、绝缘和防水性能。