CN111934482A - 一种足底压力能量收集装置 - Google Patents

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王泽浩
李瑞堃
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Abstract

本发明公开了一种足底压力能量收集装置，包括本体，本体包括承压部以及连接承压部的传动组件，传动组件配置有充电组件，充电组件连接电池，本体配置有装置外壳，承压部包括一端伸出于装置外壳的承压器，装置外壳对应承压器的另一端设置有复位磁铁，以便使所述承压器复位，承压器的侧壁对应传动组件配置有固定齿条，脚跟压力给承压器提供动力，以便使传动组件带动充电组件给电池充电。本发明一种足底压力能量收集装置，实现了将步行时脚跟产生的动能转化为电能的能量收集，其结构简单，使用方便，具有一定的实用性。

Description

一种足底压力能量收集装置
技术领域
本发明属于能量收集设备技术领域，具体涉及一种足底压力能量收集装置。
背景技术
在现有能量收集领域存在针对不同领域的能量收集装置，目的是为了将机械或者自然运动时产生的能量收集并储存，这样可以有效提高能量的利用率，且减少因制造能量而产生的污染等；
针对能量的手机和利用，例如人体运动时足底产生的机械能，人在步行时产生的足底能量被证实是人在运动时局部产生能量较多的区域，因此，通过设计结构将人体足部的能量进行转化收集是一个值得研究的方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种足底压力能量收集装置，解决了目前在人行走过程中的能量利用缺失的问题。
本发明所采用的技术方案是，
一种足底压力能量收集装置，包括本体，本体包括承压部以及连接承压部的传动组件，传动组件配置有充电组件，充电组件连接电池，本体配置有装置外壳，承压部包括一端伸出于装置外壳的承压器，装置外壳对应承压器的另一端设置有复位磁铁，以便使所述承压器复位，承压器的侧壁对应传动组件配置有固定齿条，脚跟压力给承压器提供动力，以便使传动组件带动充电组件给电池充电。
还包括外壳，装置外壳固定设置于外壳内，承压器的至少一部分伸出于外壳，以便脚跟压力给承压器提供动力。
传动组件包括第一固定轴，第一固定轴沿周向对应固定齿条设置有第一啮合轮，第一啮合轮同轴心对应充电组件设置有传动齿轮。
充电组件包括第二固定轴，第二固定轴沿周向对应传动组件设置有第二啮合轮，第二啮合轮配置有转子，转子对应配置有定子，定子通过漆包线连接电源，转子和定子配合用于给电池充电。
转子包括同轴心设置于第二固定轴的传动棘爪和棘轮转子，棘轮转子内设置有环形磁铁且在远离传动棘爪的一端向定子方向开口；
定子包括对应转子固定设置的金属导体和双层环状金属切片，双层环状金属切片形成有延伸端，延伸端均向转子开口，其中靠近转子的延伸端设置于环形磁铁与棘轮转子内壁的空隙处，漆包线缠绕于金属导体。
外壳设置为鞋底状，装置外壳设置于外壳的鞋后跟位置。
承压器在靠近复位磁铁的一端相对复位磁铁设置有同极磁铁。
本发明的有益效果为：本发明一种足底压力能量收集装置，通过将装置安装于如鞋底的脚跟处，用以磁感应发电，最终通过漆包线将感应电流输入给纽扣电池进行充电，通过对提高人体产生能量的利用率的研究，实现将步行时脚跟产生的动能转化为电能的能量收集过程，其结构简单，使用方便，具有一定的实用性。
附图说明
图1是本发明一种足底压力能量收集装置的结构示意图；
图2是本发明一种足底压力能量收集装置中内部结构的示意图；
图3是本发明一种足底压力能量收集装置中定子的结构的爆炸图；
图4是本发明一种足底压力能量收集装置中作为一种实施例的外壳结构示意图。
图中，1.托壳，2.装置外壳，3.复位磁体，4.承压器，5.固定齿条，6.传动齿轮，7.第一固定轴，8.第二固定轴，9.传动棘爪，10.棘轮转子，11.环形磁铁，12.定子，13.漆包线，14.电池，15.环状金属切片，16.金属导体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明一种足底压力能量收集装置，包括本体，本体包括承压部以及连接承压部的传动组件，传动组件配置有充电组件，充电组件连接电池14，本体配置有装置外壳2，承压部包括一端伸出于装置外壳2的承压器4，装置外壳2对应承压器4的另一端设置有复位磁铁3，以便使承压器4复位，承压器4的侧壁对应传动组件配置有固定齿条5，脚跟压力给承压器4提供动力，以便使传动组件带动充电组件给电池14充电。
本发明一种足底压力能量收集装置通过足底和装置的相互作用，承压器4随足底运动而运动，脚跟着地时承压器4下降，脚跟抬起时承压器4通过固定在底部永磁体与装置外壳永磁体产生同极相斥作用，实现承压器4复位，通过循环的步行运动，使装置周期性工作产生此感应电流并最终储存在电池14中，电池14为纽扣电池，方便取放，实现将足底产生的动能转化为电能并储存的目的。
具体地，如图2所示，所述承压器4在装置外壳2内部固定槽中受压力上下运动，利用复位磁铁3同极相斥，使承压器4实现往复运动，承压器4边缘设有固定齿条5，固定齿条5随承压器4运动而运动，固定齿条5与同轴心固定于第一固定轴7的传动齿轮6相啮合，传动齿轮6随之运动，同样地，传动齿轮6运动带动同轴心安装于第二固定轴8的传动棘爪9运动，传动棘爪9将同轴心安装的棘轮转子10转动，棘轮转子10内部顶面固定设有环形磁铁11，棘轮转子10转动与同轴心安装的定子12相对运动，产生磁感应效应，漆包线13缠绕于定子12上，并将感应电流充入纽扣电池14中，实现将人体步行时足底脚跟部产生的动能转化为电能的过程，完成对人体所消耗能量的转化与收集。
本发明一种足底压力能量收集装置通过模块化设计，使装置便于携带，作用于足底脚根部，通过承压器4被脚跟压力驱动，齿轮又驱动棘爪与棘轮配合，使转子磁铁随棘轮转动与定子12产生磁感应效应，脚跟产生的压力越大，其转子角速度也越大，产生的电能也越大，通过运动时动能较大的脚跟为作用部分，发电结构简单，
进一步地，还包括外壳1，装置外壳2固定设置于外壳1内，承压器4的至少一部分伸出于外壳1，以便脚跟压力给承压器4提供动力。
进一步地，传动组件包括第一固定轴7，第一固定轴7沿周向对应固定齿条5设置有第一啮合轮17，第一啮合轮17同轴心对应充电组件设置有传动齿轮6。
进一步地，充电组件包括第二固定轴8，第二固定轴8沿周向对应传动组件设置有第二啮合轮18，第二啮合轮18配置有转子，转子对应配置有定子12，定子12通过漆包线13连接电源14，转子和定子12配合用于给电池14充电。
进一步地，转子包括同轴心设置于第二固定轴8的传动棘爪9和棘轮转子10，棘轮转子10内设置有环形磁铁11且在远离传动棘爪9的一端向定子12方向开口；
定子12包括对应转子固定设置的金属导体16和双层环状金属切片15，双层环状金属切片15均形成有延伸端，延伸端均向转子开口，其中靠近转子的延伸端设置于环形磁铁11与棘轮转子10内壁的空隙处，漆包线13缠绕于金属导体16。
如图3所示本发明一种足底压力能量收集装置，定子12包括双层环状金属切片15和金属导体16，金属导体16同轴心固定于定子12中间，设有缠绕线圈空隙，双层环状金属切片15同轴心固定于棘轮转子10空间内部，并延伸至环形磁铁11与棘轮转子10内壁的空隙处，漆包线13缠绕于金属导体16。
当棘轮转子10转动时，环形磁铁11与环状金属切片15相对运动，使环状金属切片15切割环形磁铁11的磁感线，并产生感应电动势，漆包线13将感应电流输入给充电纽扣电池14，完成脚跟压力对装置的驱动。
如图4所示，作为一种实施例，进一步地，外壳1设置为鞋底状，装置外壳2设置于外壳1的鞋后跟位置。
进一步地，承压器4在靠近复位磁铁3的一端相对复位磁铁3设置有同极磁铁。
本发明一种足底压力能量收集装置的具体工作过程为：托壳1作用于人足底脚跟部，形状贴合一般用鞋形状，装置外壳2置于托壳1内部，表面与托壳1平齐，作为内部结构载体，承压器4与足跟直接接触，作为装置接受足跟压力的驱动装置，固定齿条5随承压器4运动而运动，传动齿轮6与固定齿条5啮合，固定齿条5运动时传动齿轮6随之转动，传动棘爪9与传动齿轮6啮合，同样地，当传动齿轮6转动时传动棘爪9随传动齿轮6转动，棘轮转子10同轴心置于传动棘爪9下层并与传动棘爪9配合转动，环形磁铁11内置于棘轮转子10顶部，边缘与棘轮转子10的内壁留有空隙，当环形磁铁11随棘轮转子10转动时，与环状金属切片15产生磁感应电流，漆包线13缠绕于金属导体16表面，并与充电纽扣电池连接，实现将产生的电能储存的功能，至此，本发明一种足底压力能量收集装置的工作完成。
本发明一种足底压力能量收集装置，实现将步行时脚跟产生的动能转化为电能的能量收集过程，其结构简单，转化效率较高，适合推广使用。

Claims (7)

1.一种足底压力能量收集装置，其特征在于，包括本体，所述本体包括承压部以及连接承压部的传动组件，所述传动组件配置有充电组件，所述充电组件连接电池(14)，所述本体配置有装置外壳(2)，所述承压部包括一端伸出于装置外壳(2)的承压器(4)，所述装置外壳(2)对应承压器(4)的另一端设置有复位磁铁(3)，以便使所述承压器(4)复位，所述承压器(4)的侧壁对应传动组件配置有固定齿条(5)，脚跟压力给承压器(4)提供动力，以便使传动组件带动充电组件给电池(14)充电。
2.根据权利要求1所述的一种足底压力能量收集装置，其特征在于，还包括外壳(1)，所述装置外壳(2)固定设置于外壳(1)内，所述承压器(4)的至少一部分伸出于外壳(1)，以便脚跟压力给承压器(4)提供动力。
3.根据权利要求1所述的一种足底压力能量收集装置，其特征在于，所述传动组件包括第一固定轴(7)，所述第一固定轴(7)沿周向对应固定齿条(5)设置有第一啮合轮(17)，所述第一啮合轮(17)同轴心对应充电组件设置有传动齿轮(6)。
4.根据权利要求1所述的一种足底压力能量收集装置，其特征在于，所述充电组件包括第二固定轴(8)，所述第二固定轴(8)沿周向对应传动组件设置有第二啮合轮(18)，所述第二啮合轮(18)配置有转子，所述转子对应配置有定子(12)，所述定子(12)通过漆包线(13)连接电源(14)，所述转子和定子(12)配合用于给电池(14)充电。
5.根据权利要求4所述的一种足底压力能量收集装置，其特征在于，所述转子包括同轴心设置于第二固定轴(8)的传动棘爪(9)和棘轮转子(10)，所述棘轮转子(10)内设置有环形磁铁(11)且在远离传动棘爪(9)的一端向定子(12)方向开口；
所述定子(12)包括对应转子固定设置的金属导体(16)和双层环状金属切片(15)，所述双层环状金属切片(15)均形成有延伸端，所述延伸端均向转子开口，其中靠近转子的延伸端设置于环形磁铁(11)与棘轮转子(10)内壁的空隙处，漆包线(13)缠绕于金属导体(16)。
6.根据权利要求2所述的一种足底压力能量收集装置，其特征在于，所述外壳(1)设置为鞋底状，所述装置外壳(2)设置于外壳(1)的鞋后跟位置。
7.根据权利要求1所述的一种足底压力能量收集装置，其特征在于，所述承压器(4)在靠近复位磁铁(3)的一端相对复位磁铁(3)设置有同极磁铁。
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