CN108835760A - 一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋 - Google Patents

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高海龙
蔡启烈
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Abstract

本发明涉及鞋子技术领域，特指一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，包括鞋体，鞋体底部设有可拆卸式中层鞋底，可拆卸式中层鞋底内部设有腔体，且腔体内设有压力发电机构、电量储存装置、集成电路板以及发热装置，压力发电机构电联接于电量储存装置，电量储存装置电联接于集成电路板，集成电路板电联接于发热装置，发热装置与可拆卸式中层鞋底的上表面对应设置。本发明采用这样的结构设置，通过将脚踩踏的重力势能转换为发热片的热能，使得鞋子能够自主发热且智能保温，其设计巧妙，适用性强，用于节能保温，使人们冬天穿上觉得更舒适。

Description

一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋
技术领域
本发明涉及鞋子技术领域，特指一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，人们对于生活质量的要求也越来越高。目前，我国冬季的气温越来越低，“低温记录”被频繁刷新，因此能够有效保温的鞋子在这样的冬天显得尤为重要。人的脚部对温度比较敏感，如果受凉会导致身体抵抗力减弱，容易引起胃痛、腹痛、腰痛以及静脉曲张等疾病，因此脚部的保温十分重要，因为脚掌有丰富的血管和神经，加之脚部表面脂肪层薄，容易受到寒冷侵扰，所以对脚部的保温一直是保温技术的难题。
因此，研制出一款能够自主发热智能保温的鞋子来解决脚部保暖问题是相当重要的。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，通过将脚踩踏的重力势能转换为发热片的热能，使得鞋子能够自主发热且智能保温，其设计巧妙，适用性强，用于节能保温，使人们冬天穿上觉得更舒适。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，包括鞋体，鞋体底部设有可拆卸式中层鞋底，可拆卸式中层鞋底内部设有腔体，且腔体内设有压力发电机构、电量储存装置、集成电路板以及发热装置，压力发电机构电联接于电量储存装置，电量储存装置电联接于集成电路板，集成电路板电联接于发热装置，发热装置与可拆卸式中层鞋底的上表面对应设置。
进一步而言，所述压力发电机构包括踩压片、传动壳体、复位弹簧、螺纹丝杆、圆锥齿轮一、圆锥齿轮二以及发电机组件，压片与传动壳体的一端固定连接，传动壳体的另一端套于螺纹丝杆的上部，螺纹丝杆的下部固定连接于圆锥齿轮一，圆锥齿轮二的一端与圆锥齿轮一啮合连接，圆锥齿轮二的另一端连接于发电机组件，复位弹簧套于传动壳体的外部。
进一步而言，所述传动壳体采用空心圆柱体结构设置，传动壳体的内壁上设有内螺纹，螺纹丝杆的上部设有与内螺纹配合设置的外螺纹。
进一步而言，所述复位弹簧的顶部固定于踩压片的底部上，螺纹丝杆的外部设有与复位弹簧对应设置的限位板。
进一步而言，所述发电机组件包括电机壳体，电机壳体内设有线圈、磁铁以及整流器，圆锥齿轮二通过发电传动轴连接于电机壳体内的磁铁，磁铁套于线圈的外层，线圈电联接于整流器，整流器电联接于电量储存装置。
进一步而言，所述电量储存装置包括蓄电池，蓄电池电联接于集成电路板。
进一步而言，所述集成电路板上设有stm芯片、继电器以及温度传感器，温度传感器电联接于stm芯片，stm芯片电联接于继电器，继电器电联接于发热装置。
进一步而言，所述发热装置包括电热片，电热片设于可拆卸式中层鞋底的上表面下方。
进一步而言，所述可拆卸式中层鞋底采用碳纤维材料制成。
本发明有益效果：
1.本发明通过踩压可拆卸式中层鞋底，使得压力发电机构的踩压片带动传动壳体向下移动，传动壳体内设有内螺纹，螺纹丝杆的上部设有与内螺纹配合设置的外螺纹，从而传动壳体向下移动迫使螺纹丝杆旋转，并带动圆锥齿轮旋转，圆锥齿轮再带动磁铁绕线圈旋转，线圈切割磁感线产生电流，当踩压力消失时，压力发电机构的传动壳体在复位弹簧的作用下弹回复位，迫使螺纹丝杆反向旋转，使得磁铁绕线圈反向旋转，由此可以产生交流电，再通过整流器将交流电整流为直流电，通过蓄电池储存；
2.stm芯片可以根据温度传感器反馈信息控制继电器的开断，从而决定蓄电池是否给电热片供电；
3.可拆卸式中层鞋底采用碳纤维材料制成，用于承受踩踏压力，同时可以增加踩踏时的弹性与舒适度；
4.通过将脚踩踏的重力势能转换为发热片的热能，使得鞋子能够自主发热且智能保温，其设计巧妙，适用性强，用于节能保温，使人们冬天穿上觉得更舒适。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是可拆卸式中层鞋底内部结构示意图；
图3是压力发电机构结构示意图；
图4是发电机组件结构示意图。
1.压力发电机构；2.踩压片；3.传动壳体；4.复位弹簧；5.螺纹丝杆；6.圆锥齿轮一；7.圆锥齿轮二；8.发电传动轴；9.线圈；10.磁铁；11.整流器；12.蓄电池；13.stm芯片；14.继电器；15.温度传感器；16.电热片；17.可拆卸式中层鞋底；18.电机壳体；20.鞋体；30.内螺纹；40.限位板；50.外螺纹。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
如图1所示，本发明所述一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，包括鞋体20，鞋体20底部设有可拆卸式中层鞋底17，可拆卸式中层鞋底17内部设有腔体，且腔体内设有压力发电机构1、电量储存装置、集成电路板以及发热装置，压力发电机构1电联接于电量储存装置，电量储存装置电联接于集成电路板，集成电路板电联接于发热装置，发热装置与可拆卸式中层鞋底17的上表面对应设置。以上所述构成本发明基本结构。
本发明采用这样的结构设置，其工作原理：通过踩踏可拆卸式中层鞋底17的重力势能通过压力发电机构1转换成电能，再通过电量储存装置将电量进行储存，同时储存的电量可通过集成电路板使发热片产生热能，使得鞋子能够自主发热且智能保温，其设计巧妙，适用性强，用于节能保温，使人们冬天穿上觉得更舒适。
如图2至图4所示，所述压力发电机构1包括踩压片2、传动壳体3、复位弹簧4、螺纹丝杆5、圆锥齿轮一6、圆锥齿轮二7以及发电机组件，压片2与传动壳体3的一端固定连接，传动壳体3的另一端套于螺纹丝杆5的上部，螺纹丝杆5的下部固定连接于圆锥齿轮一6，圆锥齿轮二7的一端与圆锥齿轮一6啮合连接，圆锥齿轮二7的另一端连接于发电机组件，复位弹簧4套于传动壳体3的外部。采用这样的结构设置，其工作原理：通过踩压可拆卸式中层鞋底17，使得压力发电机构1的踩压片2带动传动壳体3向下移动，传动壳体向下移动带动螺纹丝杆旋转，并带动圆锥齿轮旋转，圆锥齿轮再带动发电机组件发电工作。实际应用中，踩压片2位于可拆卸式中层鞋底17的脚后跟位置。
更具体而言，所述传动壳体3采用空心圆柱体结构设置，传动壳体3的内壁上设有内螺纹30，螺纹丝杆5的上部设有与内螺纹30配合设置的外螺纹50。采用这样的结构设置，传动壳体3的内螺纹30与螺纹丝杆5的外螺纹50的配合使用，可使传动壳体3向下移动时实现迫使螺纹丝杆5旋转的作用。
更具体而言，所述复位弹簧4的顶部固定于踩压片2的底部上，螺纹丝杆5的外部设有与复位弹簧4对应设置的限位板40。采用这样的结构设置，在踩压力消失时，压力发电机构1的传动壳体3在复位弹簧4的作用下弹回复位，迫使螺纹丝杆5反向旋转，使得磁铁10绕线圈9反向旋转，可以产生交流电。实际应用中，限位板40的作用在于起到当传动壳体3向下移动时起到对复位弹簧4的限位。
更具体而言，所述发电机组件包括电机壳体18，电机壳体18内设有线圈9、磁铁10以及整流器11，圆锥齿轮二7通过发电传动轴8连接于电机壳体18内的磁铁10，磁铁10套于线圈9的外层，线圈9电联接于整流器11，整流器11电联接于电量储存装置。采用这样的结构设置，当圆锥齿轮二7通过发电传动轴8带动磁铁10绕线圈9旋转，线圈9切割磁感线产生电流，再通过整流器11将交流电整流为直流电，通过蓄电池10储存。
更具体而言，所述电量储存装置包括蓄电池12，蓄电池12电联接于集成电路板，集成电路板上设有stm芯片13、继电器14以及温度传感器15，温度传感器15电联接于stm芯片13，stm芯片13电联接于继电器14，继电器14电联接于发热装置。采用这样的结构设置，stm芯片13可以根据温度传感器15反馈信息控制继电器14的开断，从而决定蓄电池10是否给电热片16供电。实际应用中，温度传感器15主要用于采集鞋体20内的温度，并将温度信息反馈给stm芯片13，蓄电池12主要用于储存电量以及为集成电路板和电热片16提供电源。实际应用中，stm芯片13可通过编程实现根据温度传感器15反馈的温度信息控制继电器14的开断。
更具体而言，所述发热装置包括电热片16，电热片16设于可拆卸式中层鞋底17的上表面下方。采用这样的结构设置，当电热片16产生热量后，可将热量传递至可拆卸式中层鞋底17的上表面，即鞋体20内部，从而实现节能保温，使人们冬天穿上觉得更舒适。
更具体而言，所述可拆卸式中层鞋底采用碳纤维材料制成。采用这样的结构设置，用于承受踩踏压力，同时可以增加踩踏时的弹性与舒适度。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，包括鞋体(20)，其特征在于：所述鞋体(20)底部设有可拆卸式中层鞋底(17)，所述可拆卸式中层鞋底(17)内部设有腔体，且腔体内设有压力发电机构(1)、电量储存装置、集成电路板以及发热装置，所述压力发电机构(1)电联接于电量储存装置，所述电量储存装置电联接于集成电路板，所述集成电路板电联接于发热装置，所述发热装置与可拆卸式中层鞋底(17)的上表面对应设置。
2.根据权利要求1所述一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，其特征在于：所述压力发电机构(1)包括踩压片(2)、传动壳体(3)、复位弹簧(4)、螺纹丝杆(5)、圆锥齿轮一(6)、圆锥齿轮二(7)以及发电机组件，所述压片(2)与传动壳体(3)的一端固定连接，所述传动壳体(3)的另一端套于螺纹丝杆(5)的上部，所述螺纹丝杆(5)的下部固定连接于圆锥齿轮一(6)，所述圆锥齿轮二(7)的一端与圆锥齿轮一(6)啮合连接，所述圆锥齿轮二(7)的另一端连接于发电机组件，所述复位弹簧(4)套于传动壳体(3)的外部。
3.根据权利要求2所述一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，其特征在于：所述传动壳体(3)采用空心圆柱体结构设置，所述传动壳体(3)的内壁上设有内螺纹(30)，所述螺纹丝杆(5)的上部设有与内螺纹(30)配合设置的外螺纹(50)。
4.根据权利要求2所述一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，其特征在于：所述复位弹簧(4)的顶部固定于踩压片(2)的底部上，所述螺纹丝杆(5)的外部设有与复位弹簧(4)对应设置的限位板(40)。
5.根据权利要求2所述一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，其特征在于：所述发电机组件包括电机壳体(18)，所述电机壳体(18)内设有线圈(9)、磁铁(10)以及整流器(11)，所述圆锥齿轮二(7)通过发电传动轴(8)连接于电机壳体(18)内的磁铁(10)，所述磁铁(10)套于线圈(9)的外层，所述线圈(9)电联接于整流器(11)，所述整流器(11)电联接于电量储存装置。
6.根据权利要求5所述一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，其特征在于：所述电量储存装置包括蓄电池(12)，所述蓄电池(12)电联接于集成电路板。
7.根据权利要求6所述一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，其特征在于：所述集成电路板上设有stm芯片(13)、继电器(14)以及温度传感器(15)，所述温度传感器(15)电联接于stm芯片(13)，所述stm芯片(13)电联接于继电器(14)，所述继电器(14)电联接于发热装置。
8.根据权利要求7所述一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，其特征在于：所述发热装置包括电热片(16)，所述电热片(16)设于可拆卸式中层鞋底(17)的上表面下方。
9.根据权利要求1所述一种基于圆锥齿轮的压电式发电保温鞋，其特征在于：所述可拆卸式中层鞋底采用碳纤维材料制成。
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