CN106723627A - 一种太阳能儿童鞋 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能儿童鞋，所述太阳能儿童鞋包括鞋底和鞋帮，鞋底包括前底、后底和侧壁，所述前底上设有锂电池和控制装置所述侧壁上设有隔空室，隔空室最外侧板采用透明材料制成，隔空室中间采用隔板间隔，将隔空室分为上隔空室和下隔空室；下隔空室设有LED灯带，LED灯带与锂电池连接，锂电池对LED灯带供电；上隔空室呈直角梯形，梯形斜边朝向鞋外部，直角边朝向侧壁，上隔空室中设有太阳能薄膜电池，太阳能薄膜电池通过导线与锂电池相连，本发明的有益效果是：太阳能薄膜电池与锂电池之间导线散落问题和太阳能薄膜电池更换问题，在控制上实现了太阳能儿童鞋与移动设备之间的通讯，且可实时监测人体心率、体温和体重变化。

Description

一种太阳能儿童鞋
技术领域
本发明涉及太阳能鞋技术领域，尤其涉及太阳能儿童鞋。
背景技术
现代科技的发展对新能源的需求和应用越来越广泛，因此，越来越多的太阳能产品应用到社会生产生活当中。目前市场上的鞋均为普通设计，太阳能产品目前还在研究当中，而目前所研制的太阳能鞋中的太阳能薄膜电池不易更换，同时对太阳能自动控制方面无法以移动设备进行通讯。
目前已有针对太阳能鞋进行相关研究，例如中国专利CN10158982A公开了一种带太阳能光片的写，在鞋上嵌有太阳能光片，用来吸收太阳能，包括鞋的顶部、鞋帮、左侧、右侧、后侧、底边、底边圆环、外表面中的至少两处前有太阳能光片。但该发明中的太阳能光片并不存在更换设计，因此刚太阳能光片损坏后，无法进行更换，这会造成能源浪费。中国专利CN105747356A本发明公开了一种具有多层微发电装置的智能鞋，包括太阳能发电装置、热电偶发电装置和我们首创的平面电磁感应发电装置，解决了单一发电方式供电不足的问题，高效地搜集利用能量。该智能鞋包括鞋底和鞋帮，鞋底分为前底、后底。在鞋底的前底上设置有热电偶发电装置，将热电势转化为电能；在鞋底的后底有平面电磁感应发电装置，该装置包括重力利用模块、移动模块、线圈切割模块，利用人体重力通过移动模块使平面线圈去切割磁力线，将人体重力势能转化为电能，与一般的旋转式电磁感应发电相比节约。该发明采用切割磁力线去产生电能，但这样的设计存在效率低下的问题。
在现有技术中，太阳电池板与电池之间采用导线连接，导线通常散落在鞋子内部，这样会造成安全隐患；同时对具备太阳能鞋的控制程度不高，且太阳能鞋中的供电和储能没有分开，因此造成能源浪费。
发明内容
为克服现有技术中存在的能源浪费、控制程度低和太阳能薄膜电池无法更换的问题，本发明提供了一种太阳能儿童鞋。
本发明提供了一种太阳能儿童鞋，所述太阳能儿童鞋包括鞋底和鞋帮，鞋底包括前底、后底和侧壁，其创新点在于：所述前底上设有锂电池和控制装置所述侧壁上设有隔空室，隔空室最外侧板采用透明材料制成，隔空室中间采用隔板间隔，将隔空室分为上隔空室和下隔空室；下隔空室设有LED灯带，LED灯带与锂电池连接，锂电池对LED灯带供电；上隔空室呈直角梯形，梯形斜边朝向鞋外部，直角边朝向侧壁，上隔空室中设有太阳能薄膜电池，太阳能薄膜电池通过导线与锂电池相连。
进一步的，所述上隔空室中还设有矩形板，矩形板设有凹槽，太阳能薄膜电池设于凹槽内，用于固定太阳能薄膜电池；凹槽中间设于通孔c，导线通过通孔c连接太阳能薄膜电池和锂电池；所述凹槽底部还设有U型环，U型环垂直于矩形板；矩形板与隔板之间通过导轨连接，拉动U型环将矩形板在导轨上移动。
进一步的，所述太阳能薄膜电池和锂电池之间还设有导线放置装置a；LED灯带与锂电池之间同样设有导线放置装置b；导线放置装置a和导线放置装置b构造相同且作用相同；所述导线放置a包括卷线滚筒和放置架，所述卷线滚筒套装于放置架上；卷线滚筒为圆柱体，中心轴线处设有通孔a且轴线平行于侧壁，圆柱体表面设有螺旋槽。
进一步的，所述放置架由长轴和圆环组合制成，圆环将长轴分为上轴段和下轴段，下轴段的底部设于隔板上，上轴段套装卷线滚筒，上轴段长度超出卷线滚筒高度。
进一步的，所述下轴段底部与隔板之间采用铰接装置连接，所述铰接装置包括基座和转轴，所述基座为凹字型，分为底板和两侧板，所述放置架的下轴段设于底板上且位于两侧板之间，所述两侧板朝向下轴段的一面为圆弧面，与圆弧面相对的下轴段设有凹面；所述圆弧面和凹面处均采用磨砂面。
进一步的，所述太阳能儿童鞋还设有控制装置，所述控制装置包括人体检测系统、中央控制器和无线单元；所述中央控制器接收人体检测系统和无线单元信号，中央控制器与锂电池连接，且中央控制器带有特定序列号。
进一步的，所述控制装置中还包括移动终端，所述移动终端设于移动设备中，所述移动终端包括登录单元和远程预设单元，登录单元用于输入中央处理器对应序列号，所述远程预设单元通过无线单元连接检测单元，对检测单元预设人体的心率计、体重和体温的数值范围；所述移动设备通过序列号登录移动终端，将中央处理器与移动设备之间通过无线单元连接；中央处理器将接收信号上传至移动设备中，同时移动终端中对中央处理器进行预设信息。
进一步的，所述人体检测系统中包括人体监测传感器和检测单元，所述人体监测传感器包括采用心率计、体重传感器和体温传感器，用于监测人体健康；人体监测传感器与检测单元连接，检测单元将人体监测传感器中的数据与预设信息进行对比，检测单元输出信号分为1或0，1代表信号异常，0代表信号正常；控制装置中还包括报警器，报警器与检测单元连接，当信号为1则报警器不工作，信号为0则启动报警器。
进一步的，控制装置中还设有电源控制单元，电源控制单元包括储能单元、供电单元和电量检测单元，电量检测单元用于检测锂电池中剩余电量，电量检测单元连接中央控制器，中央控制器将电量信号传输给移动终端；储能单元一端连接太阳能薄膜电池，另一端连接锂电池；供电单元一端连接中央控制器，另一端连接锂电池，用于控制锂电池对中央控制器的供电状态；供电单元和储能单元内部均设有开关单元，开关单元分别连接移动设备中的移动终端和中央控制器，通过移动终端控制供电单元和储能单元的工作状态。
进一步的，所述开关单元上设有优先级，一级为移动终端，二级为中央控制器，其当一级和二级同时发送指令，开关单元优先执行一级命令。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明在结构上解决了鞋中太阳能薄膜电池与锂电池之间导线散落问题和太阳能薄膜电池更换问题，在控制上实现了太阳能儿童鞋与移动设备之间的通讯，且可实时监测人体心率、体温和体重变化；同时将太阳能鞋中的供电和储能分开，起到节约能源和避免锂电池过充的作用。
(2)本发明中矩形板设置目的，一是便于太阳能薄膜电池的固定，在行走过程中不产生晃动；二是便于将矩形板移至上隔空室外侧，方便太阳能薄膜电池的更换。
(3)本发明中导线放置装置设置目的是避免导线之间相互缠绕，使得整个线路布置合理、整齐。
(4)本发明中铰接装置的设计使得放置架和铰接装置以转轴44为中点，可以在任意角度进行固定。
(5)本发明中对开关单元设有优先级，这样设计目的是避免移动终端和中央控制器同时对开关单元控制时，出现程序混乱，同时移动终端可以单方面关闭控制装置和太阳能薄膜电池工作，保证儿童鞋在不使用过程中，浪费电能；同时将太阳能鞋中的供电和储能分开，起到节约能源和避免锂电池过充的作用。
附图说明
图1是隔空室内部构造示意图；
图2是固定太阳能薄膜电池矩形板示意图；
图3是卷线滚筒和放置架组合示意图；
图4是铰接装置示意图；
图5是控制装置连接示意图。
结合附图在其上标记：
1-上隔空室，2-矩形板，21-凹槽，22-通孔c，23-U型环，3-隔板，4-卷线滚筒，41-基座，42-长轴，43-圆环，44-转轴，5-LED灯带，6-下隔空室，7-中央控制器，8-无线单元，9-电源控制单元，91-储能单元，92-供电单元，93-电量检测单元，10-移动终端，101-登录单元，102-远程预设单元，11-人体检测系统，110-人体监测传感器，111-心率计，112-体重传感器，113-体温传感器，12-检测单元。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施方式中披露了一种太阳能儿童鞋，在结构上解决了鞋中太阳能薄膜电池与锂电池之间导线散落问题和太阳能薄膜电池更换问题，在控制上实现了太阳能儿童鞋与移动设备之间的通讯，且可实时监测人体心率、体温和体重变化。
本实施方式中披露了一种太阳能儿童鞋包括鞋底和鞋帮，鞋底包括前底、后底和侧壁，所述前底上设有锂电池，所述侧壁上设有隔空室，隔空室最外侧板采用透明材料制成，且最外侧板可脱离隔空室，保证太阳光的射入和对内部设备进行更换；如图1所示，隔空室中间采用隔板3间隔，将隔空室分为上隔空室1和下隔空室6；下隔空室6设有LED灯带5，LED灯带5与锂电池连接，锂电池对LED灯带5供电；上隔空室1呈直角梯形，梯形斜边朝向鞋外部，直角边朝向侧壁，上隔空室1中设有太阳能薄膜电池，太阳能薄膜电池通过导线与锂电池相连，太阳能薄膜电池将光能转换为电能，将其存储于锂电池中。所述上隔空室1中还设有矩形板2，如图2所示，矩形板2设有凹槽21，太阳能薄膜电池设于凹槽21内，用于固定太阳能薄膜电池；凹槽21中间设于通孔c22，导线通过通孔c22连接太阳能薄膜电池和锂电池；所述凹槽21底部还设有U型环23，U型环23垂直于矩形板2；矩形板2与隔板3之间通过导轨连接，通过U型环23可将矩形板2在导轨上移动。由此可知该矩形板2的目的，一是便于太阳能薄膜电池的固定，在行走过程中不产生晃动；二是便于将矩形板2移至上隔空室1外侧，方便太阳能薄膜电池的更换。所述太阳能薄膜电池和锂电池之间还设有导线放置装置a；LED灯带5与锂电池之间同样设有导线放置装置b；导线放置装置a和导线放置装置b构造相同且作用相同，是将多余导线缠绕再卷线滚筒4上，避免导线之间相互缠绕，使得整个线路布置合理、整齐。由于导线放置装置a和导线放置装置b的构造相同，因此本实施方式中仅针对导线放置装置a进行说明。如图3所示，所述导线放置a包括卷线滚筒4和放置架，所述卷线滚筒4套装于放置架上；卷线滚筒4为圆柱体，中心轴线处设有通孔a且轴线平行于侧壁，圆柱体表面设有螺旋槽，表面螺旋槽用于绕制导线，螺旋槽宽度为导线直径的1.5-2.5倍，螺旋槽的深度大于导线直径，本实施方式中螺旋槽深度设为导线直径的3倍，这样设定螺旋槽尺寸目的是避免在绕制导线时避免导线从螺旋槽中滑出，造成绕线混乱；所述放置架由长轴42和圆环43组合制成，圆环43将长轴42分为上轴段和下轴段，下轴段的底部设于隔板3上，上轴段套装卷线滚筒4，上轴段长度超出卷线滚筒4高度，超出段长度为螺旋槽宽度的0.5倍；所述卷线滚筒4与上隔空室1顶部存在间隔，间隔宽度小于导线的直径，这样设计目的是使得导线在卷线滚筒4上卷绕时，始终处于卷线滚筒4段，不会从间隔处滑出，避免做无用功。所述长轴42直径与卷线滚筒4的通孔a直径一致，圆环43的外径大于卷轴滚轴直径，这样将设计目的是使得卷线滚筒4固定在放置架上，在儿童行走过程中不会产生晃动。在卷线滚筒4使用过程中，若出现损坏，则需更换卷线滚筒4，因此需要将放置架设计为可活动装置，本实施放置中在所述下轴段底部与隔板3之间采用铰接装置连接，所述铰接装置包括基座41和转轴44，所述基座41为凹字型，分为底板和两侧板，所述放置架的下轴段设于底板上且位于两侧板之间，所述两侧板朝向下轴段的一面为圆弧面，与圆弧面相对的下轴段设有凹面；所述圆弧面和凹面处采用磨砂面，增大两者之间的摩擦；所述下轴段凹面和两侧板圆弧面通过转轴44贯穿连接，这样设计的铰接装置可以在卷线滚筒4损坏时，将放置架沿转轴44旋转角度，使得卷线滚筒4轴线朝向太阳能薄膜电池，此时更对卷线滚筒4进行更换；铰接装置的设计使得放置架和铰接装置以转轴44为中点，可以在任意角度进行固定。
进一步优选的，太阳能儿童鞋中的控制装置主要用于检测人体健康和安全，实现了太阳能儿童鞋与移动设备之间的通讯，且可实时监测人体心率、体温和体重变化。如图5所示，所述控制装置包括人体检测系统11、中央控制器7和无线单元8；所述中央控制器7接收人体检测系统11和无线单元8信号，中央控制器7与锂电池连接，中央控制器7带有特定序列号，因此每双儿童鞋具有对应的序列号；控制装置中还包括移动终端10，所述移动终端10设于移动设备中，所述移动终端10包括登录单元101和远程预设单元102，登录单元101用于输入中央处理器对应序列号，所述远程预设单元102通过无线单元8连接检测单元12，对检测单元12预设人体的心率计111、体重和体温的数值范围；所述移动设备通过序列号登录移动终端10，将中央处理器与移动设备之间通过无线单元8连接；中央处理器将接收信号上传至移动设备中，同时移动终端10中可对中央处理器进行预设信息。所述人体检测系统11中包括人体监测传感器110和检测单元12，所述人体监测传感器110包括采用心率计111、体重传感器112和体温传感器113，用于监测人体健康；人体监测传感器110与检测单元12连接，检测单元12将人体监测传感器110中的数据与预设信息进行对比，检测单元12输出信号分为1或0，1代表信号异常，0代表信号正常。控制装置中还包括报警器，报警器与检测单元12连接，当信号为1则报警器不工作，信号为0则启动报警器。
作为进一步优选的，控制装置中还设有电源控制单元9，电源控制单元9包括储能单元91、供电单元92和电量检测单元93，电量检测单元93用于检测锂电池中剩余电量，电量检测单元93连接中央控制器7，中央控制器7将电量信号传输给移动终端10；储能单元91一端连接太阳能薄膜电池，另一端连接锂电池，用于控制锂电池的储能工作，将太阳能薄膜电池转换电量储存于锂电池中；供电单元92一端连接中央控制器7，另一端连接锂电池，用于控制锂电池对中央控制器7的供电状态；供电单元92和储能单元91内部均设有开关单元，开关单元分别连接移动设备中的移动终端10和中央控制器7，通过移动终端10控制供电单元92和储能单元91的工作状态；开关单元上设有优先级，一级为移动终端10，二级为中央控制器7，其中一级和二级同时发送指令，开关单元优先执行一级命令。所述电量检测单元93中设定电量临界值为10％，当锂电池中电量低于电量临界值，中央控制器7开启储能单元91工作，此时将太阳能薄膜电池转换电能储存在锂电池中，当锂电池中电量充满，则中央控制器7关闭储能单元91，防止锂电池产生过充现象；此时供电单元92始终处于启动状态。而当儿童鞋不需要使用时，由移动终端10同时关闭储能单元91和供电单元92。这样设计目的是避免移动终端10和中央控制器7同时对开关单元控制时，出现程序混乱，同时移动终端10可以单方面关闭控制装置和太阳能薄膜电池工作，保证儿童鞋在不使用过程中，浪费电能。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能儿童鞋，所述太阳能儿童鞋包括鞋底和鞋帮，鞋底包括前底、后底和侧壁，其特征在于：前底上设有锂电池；侧壁上设有隔空室，隔空室最外侧板采用透明材料制成，隔空室中间采用隔板(3)间隔，将隔空室分为上隔空室(1)和下隔空室(6)；下隔空室(6)设有LED灯带(5)，LED灯带(5)与锂电池连接，锂电池对LED灯带(5)供电；上隔空室(1)呈直角梯形，梯形斜边朝向鞋外部，直角边朝向侧壁，上隔空室(1)中设有太阳能薄膜电池，太阳能薄膜电池通过导线与锂电池相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能儿童鞋，其特征在于：所述上隔空室(1)中还设有矩形板(2)，矩形板(2)设有凹槽(21)，太阳能薄膜电池设于凹槽(21)内，用于固定太阳能薄膜电池；凹槽(21)中间设于通孔c(22)，导线通过通孔c(22)连接太阳能薄膜电池和锂电池；所述凹槽(21)底部还设有U型环(23)，U型环(23)垂直于矩形板(2)；矩形板(2)与隔板(3)之间通过导轨连接，拉动U型环(23)将矩形板(2)在导轨上移动。
3.根据权利要求1所述的太阳能儿童鞋，其特征在于：所述太阳能薄膜电池和锂电池之间还设有导线放置装置a；LED灯带(5)与锂电池之间同样设有导线放置装置b；导线放置装置a和导线放置装置b构造相同且作用相同；所述导线放置a包括卷线滚筒(4)和放置架，所述卷线滚筒(4)套装于放置架上；卷线滚筒(4)为圆柱体，中心轴线处设有通孔a且轴线平行于侧壁，圆柱体表面设有螺旋槽。
4.根据权利要求3所述的太阳能儿童鞋，其特征在于：所述放置架由长轴(42)和圆环(43)组合制成，圆环(43)将长轴(42)分为上轴段和下轴段，下轴段的底部设于隔板(3)上，上轴段套装卷线滚筒(4)，上轴段长度超出卷线滚筒(4)高度。
5.根据权利要求3所述的太阳能儿童鞋，其特征在于：所述下轴段底部与隔板(3)之间采用铰接装置连接，所述铰接装置包括基座(41)和转轴(44)，所述基座(41)为凹字型，分为底板和两侧板，所述放置架的下轴段设于底板上且位于两侧板之间，所述两侧板朝向下轴段的一面为圆弧面，与圆弧面相对的下轴段设有凹面；所述圆弧面和凹面均采用磨砂面。
6.根据权利要求1所述的太阳能儿童鞋，其特征在于：所述太阳能儿童鞋还设有控制装置，所述控制装置包括人体检测系统(11)、中央控制器(7)和无线单元(8)；所述中央控制器(7)接收人体检测系统(11)和无线单元(8)信号，中央控制器(7)与锂电池连接，且中央控制器(7)带有特定序列号。
7.根据权利要求6所述的太阳能儿童鞋，其特征在于：控制装置中还包括移动终端(10)，所述移动终端(10)设于移动设备中，所述移动终端(10)包括登录单元(101)和远程预设单元(102)，登录单元(101)用于输入中央控制器对应序列号，所述远程预设单元(102)通过无线单元(8)连接检测单元(12)，对检测单元(12)预设人体的心率计(111)、体重和体温的数值范围；所述移动设备通过序列号登录移动终端(10)，将中央处理器与移动设备之间通过无线单元(8)连接；中央处理器将接收信号上传至移动设备中，同时移动终端(10)中对中央处理器进行预设信息。
8.根据权利要求6所述的太阳能儿童鞋，其特征在于：所述人体检测系统(11)中包括人体监测传感器(110)和检测单元(12)，所述人体监测传感器(110)包括采用心率计(111)、体重传感器(112)和体温传感器(113)，用于监测人体健康；人体监测传感器(110)与检测单元(12)连接，检测单元(12)将人体监测传感器(110)中的数据与预设信息进行对比，检测单元(12)输出信号分为1或0，1代表信号异常，0代表信号正常；控制装置中还包括报警器，报警器与检测单元(12)连接，当信号为1则报警器不工作，信号为0则启动报警器。
9.根据权利要求6所述的太阳能儿童鞋，其特征在于：控制装置中还设有电源控制单元(9)，电源控制单元(9)包括储能单元(91)、供电单元(92)和电量检测单元(93)，电量检测单元(93)用于检测锂电池中剩余电量，电量检测单元(93)连接中央控制器(7)，中央控制器(7)将电量信号传输给移动终端(10)；储能单元(91)一端连接太阳能薄膜电池，另一端连接锂电池；供电单元(92)一端连接中央控制器(7)，另一端连接锂电池，用于控制锂电池对中央控制器(7)的供电状态；供电单元(92)和储能单元(91)内部均设有开关单元，开关单元分别连接移动设备中的移动终端(10)和中央控制器(7)，通过移动终端(10)控制供电单元(92)和储能单元(91)的工作状态。
10.根据权利要求9所述的太阳能儿童鞋，其特征在于：所述开关单元上设有优先级，一级为移动终端(10)，二级为中央控制器(7)，其当一级和二级同时发送指令，开关单元优先执行一级命令。
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