CN113951600B - 一种发电鞋子 - Google Patents

Abstract

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种发电鞋子，其包括鞋本体和发电本体，所述发电本体设置在所述鞋本体下端，所述发电本体包括气体压缩部、气体过度部、和能源转换部；所述气体压缩部与所述气体过度部之间通过单向气流阀连接，用于将外部气体通过气体压缩部进行压缩后通向所述气体过度部进行存储、收集和过度，所述气体过度部与所述能源转换部通过喷嘴和软接头连接，用于将气体由所述气体过度部通入到所述能源转换部，并将其转换为电能进行发电和存储。不影响穿戴的舒适性，无额外负重感的前提下，行走、运动则自动发电能有效补充智能穿戴设备。有利于节能环保，降低电能消耗，同时提升鞋类产品科技感和体验感，有利于促进科技的发展。

Description

一种发电鞋子

技术领域

本发明涉及穿戴设备领域，具体涉及一种能够利用人体在行走过程中或运动过程中产生的重力进行发电的鞋子。

背景技术

电力能源有水力、火力、风力、潮汐等多种资源型发电，这些发电的过渡开发影响自然生物链及气候变化。人每天都需要运动和行走，脚穿鞋是现代文明的基本生活需求，而人在行走中受重力影响，则可利用重力进行发电。随着科技创新发展，智能穿戴设备的普及和增多，其电能续航问题始终制约着智能穿戴行业的发展，智能穿戴设备要求人体随行的电源保障长期使用的续航能力。目前的解决方案是使用移动电源和增加电池容量的方式均不能满足。

任何电子设备都需要电能，对新型电力的研发是全球科研工作的头等大事，风能发电、水力发电、太阳能等新能源因传输导线及电能的安全性问题均无法直接用于贴身智能穿戴设备。人体的行动自由性受限于固定的能源给予。因此随身产生电能是持续并延长智能穿戴设备运行的最优方式。现有的技术存在以下缺陷：

1、设备配置的电能无可持续性

随着个人智能穿戴设备的普及对电能的需求更大，故电能是保障智能穿戴设备体验的前提条件。真正的智能穿戴是不影响生活状态和方式的，必须满足人的移动性和随意性，同时满足智能穿戴的长时间运行持续性和移动性。据统计，智能手机的平均续航能力15-20小时，重度使用4-6小时；智能眼镜的4－10小时，重度使用0.5－2小时；智能人体外骨骼的功率更大，对能源的持续性需求更高。

2、移动电源无持续性

电能的传输方式是以铜导线为主，无线传输的转换及距离在目前无技术解决。那么要解决电能的持续性，就需要在具备条件的时候进行电能补充。随着技术发展，智能穿戴设备的普及，人体对电能的需求越来越大。更需要人在行走、运动时都能产生电能。

3、鞋类产品无科技含量

鞋是人人都需要使用的穿戴用品，目前的鞋分为常用皮鞋、运动、休闲等品类繁多。但只有唯一的目的大小合适，满足使用，并无高新科学技术加持。

4、新型能源

目前所有使用的电能均是基于煤炭的热能、核能、地热、可燃冰等资源型能源，都会有枯竭的一天。而自然型能源如风力、水力、太阳能的过渡开发也会导致对自然、气候造成影响。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种发电鞋子，不影响穿戴的舒适性，无额外负重感的前提下，行走、运动则自动发电能有效补充智能穿戴设备。有利于节能环保，降低电能消耗，同时提升鞋类产品科技感和体验感，有利于促进科技的发展。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种发电鞋子，其包括鞋本体和发电本体，所述发电本体设置在所述鞋本体下端，所述发电本体包括气体压缩部、气体过度部、和能源转换部；所述气体压缩部与所述气体过度部之间通过单向气流阀连接，用于将外部气体通过气体压缩部进行压缩后通向所述气体过度部进行存储、收集和过度，所述气体过度部与所述能源转换部通过喷嘴和软接头连接，用于将气体由所述气体过度部通入到所述能源转换部，并将其转换为电能进行发电和存储。

作为优选的，所述气体压缩部包括活塞体、强力弹簧、片式弹簧阀和气体压缩缸；所述活塞体设置在所述气体压缩缸上端，所述强力弹簧套设在所述活塞体上提供给活塞体向上的弹力，所述活塞体侧面设有进气通道，所述进气通道与所述气体压缩缸连通，片式弹簧阀设置在所述进气通道与气体压缩缸的连通处，且所述片式弹簧阀位于所述气体压缩缸内，所述活塞体做上下运动。

作为优选的，所述气体过度部包括主弹性气囊和主保护仓，所述主弹性气囊位于所述主保护仓内，且所述竹弹性气囊能够在所述主保护仓内弹性运动，所述主弹性气囊通过单向气流阀连通所述气体压缩缸。

作为优选的，所述气体过度部还包括高压保护仓和高压弹性气囊，所述高压保护仓设置在所述主保护仓上端且与所述主保护仓连通，所述高压弹性气囊位于所述高压保护仓内，且所述高压弹性气囊与所述主弹性气囊连通。

作为优选的，所述能源转换部包括气动泵、电机固定架、永磁发电机、传动轴和发电保护腔；所述固定架将所述永磁发电机固定在所述发电保护腔内，所述永磁发电机下端连接传动轴，所述传动轴下端连接气动泵，所述气动泵通过喷嘴和软接头连通主弹性气囊，所述发电保护腔设有与气动泵排气口连通的排气孔。

作为优选的，所述永磁发电机连接有电能输出线，所述电能输出线穿过所述发电保护腔侧面与外部用电设备连接。

作为优选的，所述所述鞋本体上设有磁吸自动接头，所述电能输出导线与所述磁吸自动接头连接。

本发明的有益效果是：本发明提供一种发电鞋子，不影响穿戴的舒适性，无额外负重感的前提下，行走、运动则自动发电能有效补充智能穿戴设备。有利于节能环保，降低电能消耗，同时提升鞋类产品科技感和体验感，有利于促进科技的发展，同时具备缓冲作用，提升鞋子穿戴的舒适性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的单向气流阀的安装结构示意图。

图3为本发明的气流走向示意图。

图4为本发明的整体结构示意图。

其中，活塞体1、进气通道2、强力弹簧3、片式弹簧阀5、单向气流阀6、主弹性气囊7、主保护仓8、高压保护仓9、高压弹性气囊10、喷嘴11、软接头12、气动泵13、排气孔14、电流输出线15、固定架16、永磁发电机17、传动轴18、发电保护腔19、鞋本体20、电能输出导线21、磁吸自动接头22、发电本体23。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1至图4所示，本实施例公开了提供一种发电鞋子，其包括鞋本体20和发电本体23，所述发电本体23设置在所述鞋本体20下端，所述发电本体23包括气体压缩部、气体过度部、和能源转换部；所述气体压缩部与所述气体过度部之间通过单向气流阀6连接，用于将外部气体通过气体压缩部进行压缩后通向所述气体过度部进行存储、收集和过度，所述气体过度部与所述能源转换部通过喷嘴11和软接头12连接，用于将气体由所述气体过度部通入到所述能源转换部，并将其转换为电能进行发电和存储。

在本实施例中，发电本体23位于鞋本体20下端，且与鞋本体20固定或可拆卸连接，具体的，气体压缩部可位于脚后跟部位或者脚前掌部位。或者只设置在脚后跟处或脚前掌处。

作为优选的，所述气体压缩部包括活塞体1、强力弹簧3、片式弹簧阀5和气体压缩缸；所述活塞体1设置在所述气体压缩缸上端，所述强力弹簧3套设在所述活塞体1上提供给活塞体1向上的弹力，所述活塞体1侧面设有进气通道2，所述进气通道2与所述气体压缩缸连通，片式弹簧阀5设置在所述进气通道2与气体压缩缸的连通处，且所述片式弹簧阀5位于所述气体压缩缸内，所述活塞体1做上下运动。

作为优选的，所述气体过度部包括主弹性气囊7和主保护仓8，所述主弹性气囊7位于所述主保护仓8内，且所述竹弹性气囊能够在所述主保护仓8内弹性运动，所述主弹性气囊7通过单向气流阀6连通所述气体压缩缸。

作为优选的，所述气体过度部还包括高压保护仓9和高压弹性气囊10，所述高压保护仓9设置在所述主保护仓8上端且与所述主保护仓8连通，所述高压弹性气囊10位于所述高压保护仓9内，且所述高压弹性气囊10与所述主弹性气囊7连通。

所述高压保护仓9和高压弹性气囊10能够对主保护气囊起到一定程度的缓冲和保护作用。做为穿戴产品，符合人体工程学及穿戴的舒适性是产品的生命线。通过精密计算，主弹性气囊7与高压弹性气囊10弹力相差2倍，主弹性气囊7主要为人在行走时工作；高压弹性气囊10弹性低，适用于人在奔跑时工作。弹性气囊有效缓减行走或奔跑时踏地瞬间的冲击。当气体压缩缸把气体传给主弹性气囊7时，因为弹性较好，主弹性气囊7开始膨胀，并因有弹性的收缩压力迫使气体经喷嘴11传给气动泵13，从而保证连续性把气体传给气动泵13后，转化为旋转动力转动发电机转子，产生电能。

气囊(包括主弹性气囊7和高压弹性气囊10)设计有极限保护仓(即主保护仓8)，极限保护仓是为保证气囊最大膨胀空间时不爆炸，人每行走一步需时间为0.5s，人的单腿间距时间为1s。一分钟约为120步，每走一步压缩一次的气体容积与排放量(排放口径*1s)比例为1:3,故随着步行时间越长，气囊逐渐接近极限保护仓容积，并得到安全保护。

作为优选的，所述能源转换部包括气动泵13、电机固定架16、永磁发电机17、传动轴18和发电保护腔19；所述固定架16将所述永磁发电机17固定在所述发电保护腔19内，所述永磁发电机17下端连接传动轴18，所述传动轴18下端连接气动泵13，所述气动泵13通过喷嘴11和软接头12连通主弹性气囊7，所述发电保护腔19设有与气动泵13排气口连通的排气孔14，电机具有电流输出线15。

作为优选的，所述永磁发电机17连接有电能输出线，所述电能输出线穿过所述发电保护腔19侧面与外部用电设备连接。

作为优选的，所述所述鞋本体20上设有磁吸自动接头22，所述电能输出导线21与所述磁吸自动接头22连接。

在本实施例中，人体重力发电鞋是利用人在行走时，每次落脚所得到的重力传递给活塞体1向下运动迫使吸入的空气经单向气流阀6后，把气体传输给主弹性气囊7。主弹性气囊7具有收缩性，则给脚在落地瞬间可缓冲，能完全效解决脚在落地时的无缓冲的不适感。主弹性气囊7进行存储、增压后，由主弹性气囊7的自身收缩压力将空气经喷嘴11射出，气体带动气动泵13旋转，带动发电机传动轴18运行产生电流，输出给电源管理芯片。

实施例在于把人体重力通过单向阀进行空气压缩，后传给主弹性气囊7，主弹性气囊7进行空气收集并存压，由喷嘴11向气泵传递令气泵旋转，气泵带动发电机转子旋转产生电流，发电机输出直流电12V安全电压。

通过人在行走的过程中，脚是否踏地，鞋跟部承受的重力差来进行吸入气体后，单向释放给气动泵13产生动力，再利用旋转动力进行发电。是收集人在活动的时候重力，有助于提升人的运动。

发电鞋子做为智能穿戴时代里日常生活中重要的辅助功能，在人的行走后产生的电能，把电能输出进行存储，这样更有效合理的利用。发电鞋子所发电能经导线引出，通过磁吸接头与其它部件相连，形成可为穿戴设备提供电能的基础。是促进智能穿戴产业化发展的强劲动力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种发电鞋子，其包括鞋本体和发电本体，所述发电本体设置在所述鞋本体下端，其特征在于，所述发电本体包括气体压缩部、气体过度部、和能源转换部；所述气体压缩部与所述气体过度部之间通过单向气流阀连接，用于将外部气体通过气体压缩部进行压缩后通向所述气体过度部进行存储、收集和过度，所述气体过度部与所述能源转换部通过喷嘴和软接头连接，用于将气体由所述气体过度部通入到所述能源转换部，并将其转换为电能进行发电和存储；

所述气体过度部包括主弹性气囊和主保护仓，所述主弹性气囊位于所述主保护仓内，且所述主弹性气囊能够在所述主保护仓内弹性运动，所述主弹性气囊通过单向气流阀连通气体压缩缸；

所述气体过度部还包括高压保护仓和高压弹性气囊，所述高压保护仓设置在所述主保护仓上端且与所述主保护仓连通，所述高压弹性气囊位于所述高压保护仓内，且所述高压弹性气囊与所述主弹性气囊连通；

所述能源转换部包括气动泵、电机固定架、永磁发电机、传动轴和发电保护腔；所述固定架将所述永磁发电机固定在所述发电保护腔内，所述永磁发电机下端连接传动轴，所述传动轴下端连接气动泵，所述气动泵通过喷嘴和软接头连通主弹性气囊，所述发电保护腔设有与气动泵排气口连通的排气孔。

2.根据权利要求1所述的一种发电鞋子，其特征在于，所述气体压缩部包括活塞体、强力弹簧、片式弹簧阀和气体压缩缸；所述活塞体设置在所述气体压缩缸上端，所述强力弹簧套设在所述活塞体上提供给活塞体向上的弹力，所述活塞体侧面设有进气通道，所述进气通道与所述气体压缩缸连通，片式弹簧阀设置在所述进气通道与气体压缩缸的连通处，且所述片式弹簧阀位于所述气体压缩缸内，所述活塞体做上下运动。

3.根据权利要求2所述的一种发电鞋子，其特征在于，所述永磁发电机连接有电能输出线，所述电能输出线穿过所述发电保护腔侧面与外部用电设备连接。

4.根据权利要求3所述的一种发电鞋子，其特征在于，所述鞋本体上设有磁吸自动接头，所述电能输出导线与所述磁吸自动接头连接。

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