CN108577013A - 微电子能量鞋 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微电子能量鞋，包括鞋面和鞋底，鞋底上设有控制单元、检测模块、驱动电路、温控模块、导温模块、通风模块和参数设置模块，检测模块、通风模块和参数设置模块均与控制单元电连接，温控模块通过驱动电路与控制单元电连接，检测模块包括温度检测单元、湿度检测单元和压电陶瓷，压电陶瓷安装于鞋内与人脚后跟接触的地方，压电陶瓷与控制单元电连接，温度检测单元、湿度检测单元均安装于鞋底上，温度检测单元、湿度检测单元均与控制单元电连接。本发明结构简单，可以更为精准的控制鞋内温度，也可以根据人自身的需求设定信息来控制鞋内温度，提高了鞋的舒适度。

Description

微电子能量鞋

技术领域

本发明属于微电子技术领域，尤其是涉及一种微电子能量鞋。

背景技术

近年来，随着科技进步，微电子已经成为日常生活中很重要的一个部分。市场上也出现了各式各样的微电子能量鞋，该微电子能量鞋一般包括有鞋底、鞋垫、鞋面及放置在鞋底内的电池组件，其防寒效果明显优于传统防寒鞋，但是在实际使用过程中，温度控制的不够精确，人们需要根据自身的需求控制温度，使得微电子能量鞋还没有充分发挥其优势。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明的目的是提供一种微电子能量鞋，结构简单，可以更为精准的控制鞋内温度，也可以根据人自身的需求设定信息来控制鞋内温度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：微电子能量鞋，包括鞋面和鞋底，所述鞋底上设有控制单元、检测模块、驱动电路、温控模块、导温模块、通风模块和参数设置模块，检测模块、通风模块和参数设置模块均与控制单元电连接，温控模块通过驱动电路与控制单元电连接，检测模块包括温度检测单元、湿度检测单元和压电陶瓷，压电陶瓷安装于鞋内与人脚后跟接触的地方，压电陶瓷与控制单元电连接，温度检测单元、湿度检测单元均安装于鞋底上，温度检测单元、湿度检测单元均与控制单元电连接；

压电陶瓷用于判断鞋是否被穿上，将启动信号发送给控制单元；

温度检测单元用于检测鞋内的温度，并将采集的温度发送给控制单元；

湿度检测单元用于检测鞋内的湿度，并将采集的湿度发送给控制单元；

控制单元用于接受采集的温度和采集的湿度，控制通风模块工作以及通过驱动电路控制温控模块；

温控模块用于通过导温模块调节鞋内的温度；

通风模块用于根据控制单元的通风信息给鞋内通风；

参数设置模块用于设定预设温度和预设湿度。

进一步的，所述温控模块采用半导体制冷片，半导体制冷片冷端朝上放置在鞋底中。

进一步的，还包括散热件，半导体制冷片热端与散热件连接，散热件用于给半导体制冷片热端散热。

进一步的，所述导温模块包括与半导体制冷片冷端相贴合的导温器和循环动力器，导温器与循环动力器连接形成循环通路，循环动力器包括循环压缩器、第一逆止阀、压力液囊、第二逆止阀和多根导温管，导温器通过导温管连通压力液囊，导温管与压力液囊之间设有第一逆止阀，压力液囊和循环压缩器之间通过第二逆止阀连通，循环压缩器通过导温管与导温器连通。

进一步的，所述通风模块包括风扇、排气通道和通风孔，鞋内与人脚脚心相对应的位置设有若干通风孔，通风孔下方设有凹坑，凹坑内设有风扇，所述凹坑的侧壁上设有与外界连通的一个以上的排气通道。

进一步的，所述鞋底由上至下设有保温层、中间层和橡胶层。

进一步的，还包括电源模块，所述控制单元、检测模块、温控模块、导温模块和参数设置模块均与电源模块电连接。

进一步的，所述控制单元采用单片机及其组成电路。

本发明有益效果是：本发明中用户可以通过参数设置模块设定自己需求的预设温度；利用压电陶瓷的特性，来自动控制整个能量鞋的启动；温度检测单元实时检测鞋内温度，当鞋内温度超过或低于预设温度时，控制单元控制温控模块工作，温控模块通过导温模块对鞋内进行控温；当鞋内温度正常时，控制单元控制温控模块工作；当鞋内湿度超过或低于预设湿度时，控制单元控制通风模块工作，从而降低鞋内湿度，本发明可以使得穿着者始终处于一个舒适的环境。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明保温层的示意图；

图3为本发明通风模块的示意图。

其中，1、鞋面，2、鞋底，3、控制单元，4、参数设置模块，5、压电陶瓷，6、温度检测单元，7、湿度检测单元，8、温控模块，9、散热件，10、导温器，11、导温管，12、循环压缩器，13、第一逆止阀，14、压力液囊，15、第二逆止阀，16、风扇，17、排气通道，18、通风孔。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1-2所示，一种微电子能量鞋，包括鞋面1和鞋底2，鞋底2上设有控制单元3、检测模块、驱动电路、温控模块8、导温模块、通风模块和参数设置模块4，参数设置模块4、检测模块和通风模块均与控制单元3电连接，温控模块8通过驱动电路与控制单元3电连接，检测模块包括温度检测单元6、湿度检测单元7和压电陶瓷5，压电陶瓷5安装于鞋内与人脚后跟接触的地方，压电陶瓷5与控制单元3电连接，温度检测单元6、湿度检测单元7均安装于鞋底2上，温度检测单元6、湿度检测单元7均与控制单元3电连接；

压电陶瓷5用于判断鞋是否被穿上，感受到人脚对其的冲击力后，通过将动能转换为电能，将启动信号发送给控制单元3；

温度检测单元6用于实时检测鞋内的温度，并将采集的温度发送给控制单元3；

湿度检测单元7用于实时检测鞋内的湿度，并将采集的湿度发送给控制单元3；

控制单元3用于接收采集的温度和采集的湿度、控制通风模块工作以及通过驱动电路控制温控模块8；

温控模块8用于通过导温模块调节鞋内的温度；

通风模块用于根据控制单元3的通风信息给鞋内通风；

参数设置模块4用于设定预设温度和预设湿度；

其中，预设温度包括第一预设温度和第二预设温度；超过第一预设温度温控模块8制冷；低于第二预设温度温控模块8加热；第一预设温度的值大于第二预设温度的值；大于或等于第二预设温度且小于或等于第一预设温度时温控模块8不工作；第一预设温度和第二预设温度由人根据自身情况设置。

温控模块8采用半导体制冷片，半导体制冷片冷端朝上放置在鞋底2中。当采集的温度比第一预设温度高时，控制单元3通过驱动电路控制半导体制冷片进行制冷，且当采集的温度降低至小于或等于第一预设温度时，半导体制冷片停止工作；当采集的温度比第二预设温度低时，控制单元3通过驱动电路自动翻转半导体制冷片两端电压，控制半导体制冷片开始加热，且当采集的温度升高至大于或等于第二预设温度时，半导体制冷片停止工作，因此使用一个半导体制冷片就可以代替分立的加热和制冷系统。

半导体制冷片热端与散热件9连接，散热件9用于给半导体制冷片热端散热。

导温模块包括与半导体制冷片冷端相贴合的导温器10和循环动力器，导温器10与循环动力器连接形成循环通路为鞋底2降温或加热，导温器10内流体通过循环动力器提供流回导温器10再次降温或加热。

循环动力器包括循环压缩器12、第一逆止阀13、压力液囊14、第二逆止阀15和多根导温管11，导温器10内部的流体通过导温管11连通压力液囊14，导温管11与压力液囊14之间设有第一逆止阀13，压力液囊14和循环压缩器12之间通过第二逆止阀15连通，循环压缩器12通过导温管11与导温器10连通。导温管11沿鞋底2内表面布设，压力液囊14置于鞋体鞋跟处的非承压腔内，压力气囊8位于鞋体的承压腔内，非承压腔位于承压腔上部。

当人走路时挤压循环压缩器12，为导温器10循环提供动力，压力液囊14用于维持循环所需的流体进出口压差。

其中，循环压缩器12可以是波纹管或弹簧液囊等形式，其内部空间在承压时可被压缩，不承压时自动恢复，利用人体行走时的周期性压力为流体提供循环动力。

其中，压力液囊14是具有一定弹性的液囊，可以在循环压缩器12压缩时容纳流回循环动力器的流体，并在循环压缩器12内压力降低后将流体压入循环压缩器12。

如图1-3所示，通风模块包括风扇16、排气通道17和通风孔18，鞋内与人体脚心相对应的位置设有若干均匀分布的通风孔18，通风孔18正下方设有凹坑，凹坑内设有风扇16，控制单元3与风扇16电连接控制风扇16的开启，为保证风扇16能顺利、高效的排出鞋内潮热空气，凹坑的侧壁上设有与外界连通的一个以上的排气通道17，风扇16旋转并带动鞋内空气从通风孔18经凹坑到排气通道17排出鞋外，从而完成快速降温和排汗功能，使鞋内保持干爽和凉意。

控制单元3采用单片机及其组成电路。

控制单元3、检测模块、温控模块8、导温模块和参数设置模块4均与电源模块电连接。

鞋底2由上至下设有保温层、中间层和橡胶层，导温管11设于保温层内，通风孔18贯穿保温层，风扇16设置于中间层。

具体实施中，在人穿上鞋以后，压电陶瓷5感受到人脚对其的冲击力，压电陶瓷5将动能转换为电能，提供一个启动信号给控制单元3；控制单元3接收到启动信息后控制温度检测单元6开始工作；温度检测单元6实时检测鞋内的温度并将采集的温度实时发送给控制单元3；控制单元3用于将采集的温度和参数设置模块4设定的第一预设温度、第二预设温度进行比较，并根据比较结果通过驱动电路对温控模块8进行控制，温控模块8通过导温模块调节鞋内的温度，以达到自动实时精准控制鞋内温度的目的，给人带来更舒适的穿着感受。

当采集的温度超过第一预设温度时，控制单元3通过驱动电路控制温控模块8进行制冷，当采集的温度降低至小于或等于第一预设温度，控制单元3通过驱动电路控制温控模块8停止工作；当采集的温度低于第二预设温度时，控制单元3通过驱动电路控制温控模块8进行加热，当采集的温度升高至大于或等于第二预设温度，控制单元3通过驱动电路控制温控模块8停止工作。

控制单元3接收到启动信息后控制湿度检测单元7开始工作，湿度检测单元7实时检测鞋内的湿度并将采集的湿度实时发送给控制单元3；控制单元3用于将采集的湿度和参数设置模块4设定的预设湿度进行比较，并根据比较结果自动控制通风模块进行通风，以达到自动实时精准控制鞋内湿度的目的，减轻人脚发热或出汗带来的不适。当采集的湿度超过预设湿度时，控制单元3控制通风模块进行通风，当采集的湿度降低至小于或等于预设湿度，控制单元3控制通风模块停止工作。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.微电子能量鞋，包括鞋面(1)和鞋底(2)，其特征在于：所述鞋底(2)上设有控制单元(3)、检测模块、驱动电路、温控模块(8)、导温模块、通风模块和参数设置模块(4)，检测模块、通风模块和参数设置模块(4)均与控制单元(3)电连接，温控模块(8)通过驱动电路与控制单元(3)电连接，检测模块包括温度检测单元(6)、湿度检测单元(7)和压电陶瓷(5)，压电陶瓷(5)安装于鞋内与人脚后跟接触的地方，压电陶瓷(5)与控制单元(3)电连接，温度检测单元(6)、湿度检测单元(7)均安装于鞋底(2)上，温度检测单元(6)、湿度检测单元(7)均与控制单元(3)电连接；

压电陶瓷(5)用于判断鞋是否被穿上，将启动信号发送给控制单元(3)；

温度检测单元(6)用于检测鞋内的温度，并将采集的温度发送给控制单元(3)；

湿度检测单元(7)用于检测鞋内的湿度，并将采集的湿度发送给控制单元(3)；

控制单元(3)用于接受采集的温度和采集的湿度，控制通风模块工作以及通过驱动电路控制温控模块(8)；

温控模块(8)用于通过导温模块调节鞋内的温度；

通风模块用于根据控制单元(3)的通风信息给鞋内通风；

参数设置模块(4)用于设定预设温度和预设湿度。

2.根据权利要求1所述的微电子能量鞋，其特征在于：所述温控模块(8)采用半导体制冷片，半导体制冷片冷端朝上放置在鞋底(2)中。

3.根据权利要求2所述的微电子能量鞋，其特征在于：还包括散热件(9)，半导体制冷片热端与散热件(9)连接，散热件(9)用于给半导体制冷片热端散热。

4.根据权利要求3所述的微电子能量鞋，其特征在于：所述导温模块包括与半导体制冷片冷端相贴合的导温器(10)和循环动力器，导温器(10)与循环动力器连接形成循环通路，循环动力器包括循环压缩器(12)、第一逆止阀(13)、压力液囊(14)、第二逆止阀(15)和多根导温管(11)，导温器(10)通过导温管(11)连通压力液囊(14)，导温管(11)与压力液囊(14)之间设有第一逆止阀(13)，压力液囊(14)和循环压缩器(12)之间通过第二逆止阀(15)连通，循环压缩器(12)通过导温管(11)与导温器(10)连通。

5.根据权利要求1所述的微电子能量鞋，其特征在于：所述通风模块包括风扇(16)、排气通道(17)和通风孔(18)，鞋内与人脚脚心相对应的位置设有若干通风孔(18)，通风孔(18)下方设有凹坑，凹坑内设有风扇(16)，凹坑的侧壁上设有与外界连通的一个以上的排气通道(17)。

6.根据权利要求1所述的微电子能量鞋，其特征在于：所述鞋底(2)由上至下设有保温层、中间层和橡胶层。

7.根据权利要求1所述的微电子能量鞋，其特征在于：还包括电源模块，所述控制单元(3)、检测模块、温控模块(8)、导温模块和参数设置模块(4)均与电源模块电连接。

8.根据权利要求1所述的微电子能量鞋，其特征在于：所述控制单元(3)采用单片机及其组成电路。