CN106602836A - 利用磁感应的自发电鞋 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用磁感应的自发电鞋，本发明的目的是提供一种自发电机制简单、大幅提高发电效率、降低生产成本、提高实用性的利用磁感应的自发电鞋，达到该目的本发明的利用磁感应的自发电鞋包括：自发电部，形成于鞋外底的鞋后跟部内部的空间部并且凭借磁感应现象生成电动势；整流电路部，把上述自发电部所生成的电动势转换成一定的恒压后输出；充电电路部，把上述整流电路部所输出的电压予以充电；其特征在于，上述自发电部包括：线轴，呈中空管形态，在上述空间部的上部面朝下方突出地形成并且在外周面缠绕线圈；及永久磁铁，在上述空间部的下部面朝上方突出地形成并且随着上述空间部的收缩及松弛而插入上述线轴的内部及从内部脱离。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用磁感应的自发电鞋，更具体地说，本发明涉及一种利用磁感应现象所生成的感应电流实现自发电的利用磁感应的自发电鞋，
背景技术
鞋用来保护并装饰人体的足部，其可以应用到广泛的用途，例如可以在地面上走路时防止被埋没或滑倒。
近来，得力于人们对健康与美容的关心、对智能技术应用的关心、鞋与IT产业的融合与健康舒适产业的兴旺，因此人们对于和鞋有关的足部健康方面也表现出极大的关心，也努力把步行时产生的运动能转换成电能。
另一方面，有鉴于步行时鞋本身会持续产生运动能，因此为了提供联系于鞋的各种电气性能而揭示了很多类型的自发电技术。
尤其是，鞋的自发电技术由于需要安装到鞋外底而天生具有基本性的尺寸问题，因此主要使用压电材料，但其耐久性较弱而需要添加金属以增强强度，材料本身的成本与生产成本较高而减弱了实用性，步行时输出电流微弱而只能应用到产生RF信号之类的微输出信号处理系统。
现有技术还揭示了在鞋外底内部安装发电机后产生能源的自发电机，但其体积大并且力量传递机制复杂，因此会发生噪音并且在可靠性方面发生问题。
先前技术文献
专利文献
(专利文献1)KR10-1234305B1
(专利文献2)KR10-1199263B1
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明旨在解决前述背景技术中发生的问题，本发明的目的是提供一种利用磁感应的自发电鞋，该鞋的自发电机制简单、大幅提高发电效率、降低生产成本、提高实用性。
本发明的目的不限于前面提到的目的，前文没有提到的其它目的可以从后述记载中得到明确阐释。
(二)技术方案
上述目的可以由本发明达到，根据本发明的实施例的利用磁感应的自发电鞋包括：自发电部，形成于鞋外底的鞋后跟部内部的空间部并且凭借磁感应现象生成电动势；整流电路部，把上述自发电部所生成的电动势转换成一定的恒压后输出；充电电路部，把上述整流电路部所输出的电压予以充电；其特征在于，上述自发电部包括：线轴(coilbobbin)，呈中空管形态，在上述空间部的上部面朝下方突出地形成并且在外周面缠绕线圈；及永久磁铁，在上述空间部的下部面朝上方突出地形成并且随着上述空间部的收缩及松弛而插入上述线轴的内部及从内部脱离。
在此，可以在上述空间部的上部面与上述线轴之间安装其极性和上述永久磁铁的极性相同的缓冲磁铁。此时，优选地，上述缓冲磁铁的高斯值相比于上述永久磁铁的高斯值较小。
而且，优选地，上述线轴的线圈在每一定区段就朝相异方向交替地缠绕。
另一方面，根据本发明的另一个实施例的利用磁感应的自发电鞋包括：自发电部，形成于鞋外底的鞋后跟部内部的空间部并且凭借磁感应现象生成电动势；整流电路部，把上述自发电部所生成的电动势转换成一定的恒压后输出；充电电路部，把上述整流电路部所输出的电压予以充电；其特征在于，上述自发电部包括：隔墙，横跨上述空间部地形成而划分出上侧的第1空间部与下侧的第2空间部；线轴，呈中空管形态，隔着上述隔墙各自朝上方及下方突出地形成并且在外周面缠绕线圈；及永久磁铁，在上述第1空间部的上部面及上述第2空间部的下部面各自朝上述隔墙方向突出地形成，随着上述空间部的收缩及松弛而插入上述线轴的内部及从内部脱离。
在此，可以在上述隔墙与上述线轴之间安装其极性和上述永久磁铁的极性相同的缓冲磁铁。此时，优选地，上述缓冲磁铁的高斯值相比于上述永久磁铁的高斯值较小。
而且，优选地，上述线轴的线圈在每一定区段就朝相异方向交替地缠绕。
(三)有益效果
根据上述实施例的本发明，不仅能够利用基于磁感应方式的结构简单的自发电机制大幅提高发电效率，还能降低生产成本并提高实用性。
附图说明
图1是示出根据本发明实施例的利用磁感应的自发电鞋的概念图。
图2是具体地示出图1所示自发电部的立体概念图。
图3是说明本发明第1实施例的自发电部的概念图。
图4是说明本发明第2实施例的自发电部的概念图。
附图标记说明
200：自发电部 220：空间部
222：缓冲磁铁 224：线轴
226:永久磁铁 240a：第1空间部
240b：第2空间部 241：隔墙
242：缓冲磁铁 244a、244b：线轴
246a、246b：永久磁铁 400：整流电路部
600：充电电路部
具体实施方式
结合附图详细说明的后述实施例将有助于明确了解本发明的优点、特征及其实现方法。但，本发明不限于下面所揭示的实施例，本发明可以通过各种互不相同的形态实现，本实施例只是有助于本发明的完整揭示，其主要目的是向本发明所属领域中具有通常知识者完整地说明本发明的范畴。申请中使用的术语只是为了说明实施例而使用的术语，不得因此局限本发明。除非在句子中明确地提及，否则单数表现方式也包括复数的情形。
下面结合附图详细说明本发明的较佳实施例。另一方面，本发明所属领域中具有通常知识者能够轻易了解的结构、作用及效果将简化其图示及详细说明或者予以省略，下面将以有关本发明的部分为中心详细说明。
如图1所示，根据本发明实施例的利用磁感应的自发电鞋包括：自发电部200，形成于鞋外底的鞋后跟部内部的空间部并且凭借磁感应现象生成电动势；整流电路部400，把上述自发电部200所生成的电动势转换成一定的恒压后输出；充电电路部600，把上述整流电路部400所输出的电压予以充电。
在此，上述整流电路部400及上述充电电路部600的结构和该技术领域中通常使用者相同或非常相似，本领域人士可以选择性地使用各式各样的实施例，因此这里将省略其详细说明，下面则详细说明作为本发明的技术要旨的自发电部200。
<第1实施例>
如图2及图3所示，根据本发明的第1实施例的自发电部200包括：线轴224，呈中空管形态，在空间部220的上部面朝下方突出地形成并且在外周面缠绕线圈；永久磁铁226，在上述空间部220的下部面朝上方突出地形成并且随着上述空间部220的收缩及松弛而插入上述线轴224的内部及从内部脱离。
在此，上述空间部220根据步行时由脚后跟施加的外力反复进行收缩及松弛，凭借该收缩及松弛作用让永久磁铁反复进行插入线轴224内部及脱离它的动作。因此会发生反复的磁感应现象，从而在缠绕于线轴224的线圈的两端产生电动势。
如前所述的自发电部200可以在空间部220内配置多个上述线轴224与永久磁铁226而得以提高发电效率，更重要的是，由于其结构简单而得以提高生产性并降低生产成本。
另一方面，在上述空间部220的上部面与上述线轴224之间可以安装其极性和上述永久磁铁226的极性相同的缓冲磁铁222。优选地，该缓冲磁铁222由其尺寸为上述永久磁铁226尺寸的1/3以下的磁铁构成，可以通过注入成形的支持件结合并固定。因此，上述永久磁铁226插入线轴224并接近时由于上述缓冲磁铁222的逆极性而产生磁轴承效果并吸收冲击，此时发生的基于磁铁间颤抖的磁铁振动则在线圈进一步感应微电压而进一步确保电动势，从而能够提高整体发电效率。
在此，优选地，上述缓冲磁铁222的高斯值比上述永久磁铁226的高斯值低很多，这是因为，上述缓冲磁铁222的高斯值大于上述永久磁铁226的高斯值时上述永久磁铁226的游动距离变短而使得感应电流发电效率下降。
接着，上述线轴224为了让上述永久磁铁226经过线圈时发生的磁通链维持最大值而需要尽量靠近上述永久磁铁226地缠绕，优选地，为了防止线圈之间互相干涉而每一定区段就朝相异方向交替地缠绕。因此能够维持住让感应电压互不抵消地相加的方向，永久磁铁226每次经过线轴224的线圈之间的连接部时发生的感应电压的振幅大约是经过第1线圈的入口端与第3线圈的出口端时发生的感应电压的2倍左右，由于输出2周期的感应电压波形而使得整体感应电压的均方根值与输出电力密度是1线圈方式的2倍以上。
更进一步，为了在一定的空间内发生更多的磁通链变化，可以限制各线圈的长度地构成，有鉴于此，各线圈的长度为上述永久磁铁226长度的1.5倍较佳。
而且，上述永久磁铁226由钕(neodymium)磁铁构成较佳，该钕磁铁的磁能较高并且矫顽力优异而得以大幅提高基于磁感应的发电效率。如前所述的钕磁铁耐蚀性较弱，因此可以镀镍方式涂布或者按照其目的而涂布锌、氨酯、环氧等后使用。
<第2实施例>
如图4所示，根据本发明的第2实施例的自发电部包括：隔墙241，横跨空间部地形成而划分出上侧的第1空间部240a与下侧的第2空间部240b；线轴(244a、244b)，呈中空管形态，隔着上述隔墙241各自朝上方及下方突出地形成并且在外周面缠绕线圈；永久磁铁(246a、246b)，在上述第1空间部240a的上部面及上述第2空间部240b的下部面各自朝上述隔墙241方向突出地形成，随着上述空间部的收缩及松弛而插入上述线轴(244a、244b)的内部及从内部脱离。
如前所述的实施例的自发电部200可以凭借隔墙241以多段方式配置线轴(244a、244b)与永久磁铁(246a、246b)而得以让发电效率提高到2倍以上，还能适用于鞋跟较高的鞋等而能够多方面地应用。
在此，上述空间部根据步行时由脚后跟施加的外力而反复进行收缩及松弛，凭借该收缩及松弛作用而让永久磁铁(246a、246b)反复进行插入线轴(244a、244b)内部及脱离它的动作。因此会发生反复的磁感应现象，从而在缠绕于线轴(244a、244b)的线圈的两端产生电动势。
如前所述的自发电部200可以在空间部内以多段方式配置多个上述线轴(244a、244b)与永久磁铁(246a、246b)而得以提高发电效率，更重要的是，由于其结构简单而得以提高生产性并降低生产成本。
另一方面，在上述隔墙241与上述线轴(244a、244b)之间可以安装其极性和上述永久磁铁(246a、246b)的极性相同的缓冲磁铁242。优选地，该缓冲磁铁242由其尺寸为上述永久磁铁(246a、246b)尺寸的1/3以下的磁铁构成，可以通过注入成形的支持件结合并固定。因此，上述永久磁铁(246a、246b)插入线轴(244a、244b)并接近时由于上述缓冲磁铁242的逆极性而产生磁轴承效果并吸收冲击，此时发生的基于磁铁间颤抖的磁铁振动则在线圈进一步感应微电压而进一步确保电动势，从而能够提高整体发电效率。
在此，优选地，上述缓冲磁铁242的高斯值比上述永久磁铁(246a、246b)的高斯值低很多，这是因为，上述缓冲磁铁242的高斯值大于上述永久磁铁(246a、246b)的高斯值时上述永久磁铁(246a、246b)的游动距离变短而使得感应电流发电效率下降。
接着，上述线轴(244a、244b)为了让上述永久磁铁(246a、246b)经过线圈时发生的磁通链维持最大值而需要尽量靠近上述永久磁铁(246a、246b)地缠绕，优选地，为了防止线圈之间互相干涉而每一定区段就朝相异方向交替地缠绕。因此能够维持住让感应电压互不抵消地相加的方向，永久磁铁(246a、246b)每次经过线轴(244a、244b)的线圈之间的连接部时发生的感应电压的振幅大约是经过第1线圈的入口端与第3线圈的出口端时发生的感应电压的2倍左右，由于输出2周期的感应电压波形而使得整体感应电压的均方根值与输出电力密度是1线圈方式的2倍以上。
更进一步，为了在一定的空间内发生更多的磁通链变化，可以限制各线圈的长度地构成，有鉴于此，各线圈的长度为上述永久磁铁(246a、246b)长度的1.5倍较佳。
而且，上述永久磁铁(246a、246b)由钕磁铁构成较佳，该钕磁铁的磁能较高并且矫顽力优异而得以大幅提高基于磁感应的发电效率。如前所述的钕磁铁耐蚀性较弱，因此可以镀镍方式涂布或者按照其目的而涂布锌、氨酯、环氧等后使用。
根据前文所说明的本发明的实施例，不仅能够利用基于磁感应方式的结构简单的自发电机制大幅提高发电效率，还能降低生产成本并提高实用性。
前述内容为了更明确地说明本发明的权利要求范围而稍微广泛地详细说明了本发明的特成特征与优点。本发明所属领域中具有通常知识者当知，在没有变更本发明技术思想或必要特征的情形下可以出现其它各种具体形态的实施例。因此上述实施例在所有方面都只是例示而没有限定性。前述详细说明不能用来限定本发明，本发明的范畴应由权利要求书界定。本发明真正的权利范围应包括权利要求书及其等值概念所导出的一切修改与变形。
Claims (8)
1.一种利用磁感应的自发电鞋，包括：
自发电部，形成于鞋外底的鞋后跟部内部的空间部并且凭借磁感应现象生成电动势；
整流电路部，把所述自发电部所生成的所述电动势转换成一定的恒压后输出；
充电电路部，把所述整流电路部所输出的电压予以充电；
其特征在于，所述自发电部包括：
线轴，呈中空管形态，在所述空间部的上部面朝下方突出地形成并且在外周面缠绕线圈；以及
永久磁铁，在所述空间部的下部面朝上方突出地形成并且随着所述空间部的收缩及松弛而插入所述线轴的内部及从内部脱离。
2.根据权利要求1所述的利用磁感应的自发电鞋，其特征在于，
在所述空间部的上部面与所述线轴之间安装其极性和所述永久磁铁的极性相同的缓冲磁铁。
3.根据权利要求2所述的利用磁感应的自发电鞋，其特征在于，
所述缓冲磁铁的高斯值相比于所述永久磁铁的高斯值较小。
4.根据权利要求1所述的利用磁感应的自发电鞋，其特征在于，
所述线轴的线圈在每一定区段就朝相异方向交替地缠绕。
5.一种利用磁感应的自发电鞋，包括：
自发电部，形成于鞋外底的鞋后跟部内部的空间部并且凭借磁感应现象生成电动势；
整流电路部，把所述自发电部所生成的电动势转换成一定的恒压后输出；
充电电路部，把所述整流电路部所输出的电压予以充电，其特征在于，
所述自发电部包括：
隔墙，横跨上述空间部地形成而划分出上侧的第1空间部与下侧的第2空间部；
线轴，呈中空管形态，隔着所述隔墙各自朝上方及下方突出地形成并且在外周面缠绕线圈；以及
永久磁铁，在所述第1空间部的上部面及所述第2空间部的下部面各自朝所述隔墙方向突出地形成，随着所述空间部的收缩及松弛而插入所述线轴的内部及从内部脱离。
6.根据权利要求5所述的利用磁感应的自发电鞋，其特征在于，
在所述隔墙与所述线轴之间安装了其极性和所述永久磁铁的极性相同的缓冲磁铁。
7.根据权利要求6所述的利用磁感应的自发电鞋，其特征在于，
所述缓冲磁铁的高斯值相比于所述永久磁铁的高斯值较小。
8.根据权利要求5所述的利用磁感应的自发电鞋，其特征在于，
所述线轴的线圈在每一定区段就朝相异方向交替地缠绕。
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| CN (1) | CN106602836A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108354259A (zh) * | 2018-01-21 | 2018-08-03 | 周小英 | 具有自发电功能的鞋 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020033705A (ko) * | 2002-04-04 | 2002-05-07 | 전경호 | 충전용 자가 발전 구조를 갖는 신발 |
| DE102004043002A1 (de) * | 2004-09-02 | 2006-03-09 | Biotronik Vi Patent Ag | Elektromedizinisches Implantat und Energiequelle |
| CN200990900Y (zh) * | 2006-12-16 | 2007-12-19 | 许小飞 | 自动发电保暖鞋 |
| CN201341497Y (zh) * | 2008-12-19 | 2009-11-11 | 大连工业大学 | 自发电采暖鞋 |
| CN102447374A (zh) * | 2010-08-10 | 2012-05-09 | 曾胜克 | 发电装置 |
| CN203492869U (zh) * | 2013-06-07 | 2014-03-26 | 上海电机学院 | 电磁发电鞋底 |
| CN203747618U (zh) * | 2013-12-26 | 2014-07-30 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电磁式振动发电电池 |
-
2015
- 2015-10-15 CN CN201510666971.4A patent/CN106602836A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020033705A (ko) * | 2002-04-04 | 2002-05-07 | 전경호 | 충전용 자가 발전 구조를 갖는 신발 |
| DE102004043002A1 (de) * | 2004-09-02 | 2006-03-09 | Biotronik Vi Patent Ag | Elektromedizinisches Implantat und Energiequelle |
| CN200990900Y (zh) * | 2006-12-16 | 2007-12-19 | 许小飞 | 自动发电保暖鞋 |
| CN201341497Y (zh) * | 2008-12-19 | 2009-11-11 | 大连工业大学 | 自发电采暖鞋 |
| CN102447374A (zh) * | 2010-08-10 | 2012-05-09 | 曾胜克 | 发电装置 |
| CN203492869U (zh) * | 2013-06-07 | 2014-03-26 | 上海电机学院 | 电磁发电鞋底 |
| CN203747618U (zh) * | 2013-12-26 | 2014-07-30 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电磁式振动发电电池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108354259A (zh) * | 2018-01-21 | 2018-08-03 | 周小英 | 具有自发电功能的鞋 |
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