CN204670496U - 基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫及鞋 - Google Patents
基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫及鞋 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫及鞋，其中，基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫包括：第一基底层、杀菌层和第二基底层；其中，杀菌层设置在第一基底层和第二基底层之间；第一基底层内部设置有至少一个摩擦发电机，第一基底层朝向杀菌层的一侧表面和/或第二基底层朝向杀菌层的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源；至少一个摩擦发电机具有两个输出电极，至少一个LED光源具有两个供电输入端，两个输出电极分别与两个供电输入端连接。本实用新型的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫无需外接电源进行供电，实现了在穿戴过程中实时杀菌，并极大地节约了能源，保护了环境。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种杀菌产品，尤其涉及一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫及鞋。
背景技术
现有技术中针对鞋的杀菌产品大部分采用的是外接电源的发光装置，通过紫外光或可见光的照射，杀死鞋内的细菌，但是这类杀菌产品无法对在穿戴过程中的鞋进行杀菌，只能在未穿戴的时候将杀菌装置放入鞋中或将鞋放入杀菌鞋柜中，并通过外接电源供电才能进行杀菌或除臭处理。因此现有针对鞋的杀菌产品存在着使用不方便以及消耗电能等问题。
实用新型内容
本实用新型的发明目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫及鞋，用于解决现有技术中的针对鞋的杀菌产品需要外接电源进行供电而带来的使用不便的问题。
本实用新型提供了一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫，包括：第一基底层、杀菌层和第二基底层；其中，杀菌层设置在第一基底层和第二基底层之间；第一基底层内部设置有至少一个摩擦发电机，第一基底层朝向杀菌层的一侧表面和/或第二基底层朝向杀菌层的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源；至少一个摩擦发电机具有两个输出电极，至少一个LED光源具有两个供电输入端，两个输出电极分别与两个供电输入端连接。
进一步，摩擦发电机为三层结构、四层结构或者五层结构的摩擦发电机；其中，摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面。
进一步，构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有多个支撑凸起。
进一步，至少一个LED光源的发光面积覆盖杀菌层的面积。
进一步，杀菌层的至少一个表面涂布或浸蘸有杀菌材料；其中，杀菌材料选自纳米二氧化钛、纳米二氧化钛与纳米石墨烯复合材料、纳米石墨烯材料、纳米石墨烯/硝酸银/纳米二氧化钛复合材料、纳米石墨烯/磷酸银/纳米二氧化钛复合材料、纳米石墨烯/硝酸银/气相二氧化钛(P25)复合材料、纳米石墨烯/磷酸银/气相二氧化钛(P25)复合材料、纳米石墨烯/纳米银/纳米二氧化钛复合材料或纳米氧化锌/纳米石墨烯复合材料。
进一步，至少一个LED光源为紫外光LED光源或可见光LED光源。
进一步，基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫还包括：设置于第一基底层内部的整流电路；两个输出电极经过整流电路与两个供电输入端连接。
进一步，基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫还包括：设置于第一基底层内部的储能电路；两个输出电极经过整流电路、储能电路与两个供电输入端连接。
进一步，至少一个摩擦发电机外侧表面包裹有封装层；两个输出电极穿过封装层引出。
本实用新型还提供了一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋，包括鞋本体以及上述的鞋垫，鞋垫设置于鞋本体内部。
本实用新型还提供了一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋，包括：鞋本体以及鞋垫，鞋垫设置于鞋本体内部；鞋本体的鞋底内部设置有至少一个摩擦发电机，至少一个摩擦发电机具有两个输出电极；鞋垫包括：第一基底层、杀菌层和第二基底层；杀菌层设置在第一基底层和第二基底层之间；第一基底层朝向杀菌层的一侧表面和/或第二基底层朝向杀菌层的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源；至少一个LED光源具有两个供电输入端，至少一个摩擦发电机的两个输出电极分别与两个供电输入端连接。
本实用新型提供的上述基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫的制作成本低，无需外接电源进行供电，在使用或穿戴鞋垫的过程中，鞋垫内的摩擦发电机将机械能转化为电能，驱动LED光源，照射杀菌层，从而实现了实时杀菌的效果。另外，将LED光源设置在鞋垫的内部，减少了LED光源发出的光对人体造成的伤害。
本实用新型还提供了基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋，无需外接电源进行供电，有效地降低了针对鞋的杀菌产品的制作成本，实现了在穿戴的过程中实时杀菌，提高了针对鞋的杀菌产品使用的便利性，并且极大地节约了能源，保护了环境。
附图说明
图1为本实用新型提供的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫实施例一的剖面结构示意图；
图2为共用一电极层的两个摩擦发电机的剖面结构示意图；
图3为本实用新型提供的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫实施例一的工作电路框图；
图4为本实用新型提供的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫实施例二的工作电路框图；
图5为本实用新型提供的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫实施例三的工作电路框图。
具体实施方式
为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。
图1为本实用新型提供的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫实施例一的剖面结构示意图，如图1所示，该基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫包括：第一基底层11、杀菌层12和第二基底层13。其中，杀菌层12设置在第一基底层11和第二基底层13之间，第一基底层11内部设置有至少一个摩擦发电机14，第一基底层11朝向杀菌层12的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源15。至少一个摩擦发电机14具有两个输出电极，至少一个LED光源15具有两个供电输入端，两个输出电极分别与两个供电输入端连接。
另外，还可以在第二基底层13朝向杀菌层12的一侧表面设置有至少一个凹槽(图中未示出)，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源(图中未示出)，也就是说，可以仅在第一基底层11朝向杀菌层12的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源15(如图1所示)；也可以仅在第二基底层13朝向杀菌层12的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源；还可以同时在第一基底层11朝向杀菌层12的一侧表面和第二基底层13朝向杀菌层12的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源，此处不做限定，本领域技术人员可以根据需要进行选择。
可选地，摩擦发电机14的数量可以为一个，也可以为多个；当为多个摩擦发电机时，多个摩擦发电机通过串联和/或并联的方式连接，使摩擦发电机具有两个输出电极，并且摩擦发电机14在第一基底层11中的设置方式可以采用层叠和/或平铺的方式进行设置，对于摩擦发电机14的数量及设置方式，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不做限定。
其中，至少一个摩擦发电机14可以为现有技术中的三层结构、四层结构或者五层结构的摩擦发电机，摩擦发电机14至少包含构成摩擦界面的两个表面。其中，构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有多个支撑凸起，该多个支撑凸起是宏观的凸起结构，其可以起到支撑摩擦发电机14内部结构的作用，使摩擦发电机14能够更好的接触分离，避免长期踩压对摩擦发电机14造成的破坏，并且增加摩擦界面之间的摩擦度，提高信号输出的灵敏性。
下面以共用一电极层的两个摩擦发电机为例，对摩擦发电机进行详细的描述。
当两个摩擦发电机共用一电极层时，如图2所示，摩擦发电机包括依次层叠设置的第一电极层21、第一高分子聚合物层22、第二高分子聚合物层23、第二电极层24、第三高分子聚合物层25、第四高分子聚合物层26和第三电极层27，这两个摩擦发电机共用第二电极层24。其中，第一高分子聚合物层22与第二高分子聚合物层23之间、第三高分子聚合物层25与第四高分子聚合物层26之间形成摩擦界面。第一电极层21和第三电极层27相连作为该摩擦发电机结构的一个输出电极，第二电极层24作为该摩擦发电机结构的另一个输出电极。
为了支撑摩擦发电机的内部结构，使摩擦发电机能够更好的接触分离，避免长期踩压对摩擦发电机造成的破坏，并且增加摩擦界面之间的摩擦度，提高信号输出的灵敏性，可以在第一高分子聚合物层22与第二高分子聚合物层23相对的两个表面中的至少一个表面上设置有多个支撑凸起，和/或第三高分子聚合物层25与第四高分子聚合物层26相对的两个表面中的至少一个表面上设置有多个支撑凸起。支撑凸起为宏观的凸起结构，其形状可以为圆柱体、圆锥体或圆柱上表面为球面的复合柱状体结构，并且支撑凸起优选按照阵列方式排布，对于支撑凸起的形状及排布方式，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不做限定。具体地，如图2所示，第二高分子聚合物层23在与第一高分子聚合物层22相对的表面上设置有多个支撑凸起28，第三高分子聚合物层25在与第四高分子聚合物层26相对的表面上设置有多个支撑凸起29。
另外，至少一个摩擦发电机的外侧表面还可以包裹有封装层，如图2所示的封装层20，此时摩擦发电机的两个输出电极需要穿过封装层20引出。封装层20不仅起到保护摩擦发电机内部结构的作用，还同时起到防尘、防潮、防腐蚀的作用。
可选地，至少一个LED光源15的数量可以为一个，也可以为多个；当为多个LED光源时，多个LED光源通过串联和/或并联的方式连接，使LED光源具有两个供电输入端，对于LED光源15的数量，本领域技术人员可以根据需要进行选择，此处不做限定。
如图1所示，在实施例一中，第一基底层11朝向杀菌层12的一侧表面设置有多个凹槽，每个凹槽用于容纳一个LED光源15。作为另一种可选的实施方式，每个凹槽还可容纳多个LED光源15(图中未示出)，当每个凹槽容纳多个LED光源15时，多个LED光源15可以按照排列顺序设置在凹槽的底面和侧壁上。并且为了实现对鞋垫全面有效地杀菌，LED光源15的发光面积要覆盖杀菌层12的面积。
进一步地，LED光源15可以为紫外光LED光源或可见光LED光源；另外，LED光源15可以为直插式LED光源或贴片式LED光源，但考虑到鞋垫的厚度限制，优选地，LED光源15为贴片式LED光源。
第一基底层11、杀菌层12和第二基底层13的材料为现有技术中的鞋垫的材料，其中，杀菌层12的至少一个表面涂布或浸蘸有杀菌材料，杀菌材料可以选自纳米二氧化钛、纳米二氧化钛与纳米石墨烯复合材料、纳米石墨烯材料、纳米石墨烯/硝酸银/纳米二氧化钛复合材料、纳米石墨烯/磷酸银/纳米二氧化钛复合材料、纳米石墨烯/硝酸银/气相二氧化钛(P25)复合材料、纳米石墨烯/磷酸银/气相二氧化钛(P25)复合材料、纳米石墨烯/纳米银/纳米二氧化钛复合材料或纳米氧化锌/纳米石墨烯复合材料。本领域技术人员还可以根据需要选择其它的杀菌材料，此处不做限定。
图3为本实用新型提供的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫实施例一的工作电路框图，如图3所示，至少一个摩擦发电机14的两个输出电极直接分别与至少一个LED光源15的两个供电输入端连接。在使用或穿戴本实用新型提供的鞋垫时，人体行走或跑步过程中使鞋垫内的摩擦发电机14因摩擦作用感应出电荷，摩擦发电机14直接连接LED光源15，并为LED光源15提供电能，驱动LED光源15发出照射光。
本实用新型提供的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫的杀菌作用主要体现在两个方面：一方面，LED光源发出照射光，该照射光可以为可见光或紫外光，当照射光照射在鞋垫上时，照射光本身具有破坏细菌病毒中的脱氧核糖酸(DNA)或核糖核酸(RNA)的分子结构，造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果；另一方面，照射光的作用施加在杀菌层的杀菌材料上，由于杀菌材料为纳米杀菌材料，纳米杀菌材料具有较大的比表面积和合适的带隙，通过光降解分解有机物、分解细菌、快速除湿，实现杀菌、除臭的作用。
图4为本实用新型提供的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫实施例二的工作电路框图，如图4所示，实施例二与实施例一的区别在于：基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫还包括：设置于第一基底层内部的整流电路36。至少一个摩擦发电机34的两个输出电极经过整流电路36与至少一个LED光源35的两个供电输入端连接，即至少一个摩擦发电机34的两个输出电极分别与整流电路36的两个输入端连接，整流电路36的两个输出端分别与至少一个LED光源35的两个供电输入端连接。此时，将摩擦发电机34的输出经整流电路36整流后再为LED光源35提供电能，驱动LED光源35，照射在杀菌层上的杀菌材料，通过光降解分解有机物、分解细菌、快速除湿，实现杀菌、除臭的作用。与实施例一相比，实施例二为LED光源35提供了更加稳定的电能。
图5为本实用新型提供的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫实施例三的工作电路框图，如图5所示，实施例三与实施例二的区别在于：基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫还包括：设置于第一基底层内部的储能电路47。至少一个摩擦发电机44的两个输出电极经过整流电路46、储能电路47与至少一个LED光源45的两个供电输入端连接，即至少一个摩擦发电机44的两个输出电极分别与整流电路46的两个输入端连接，整流电路46的两个输出端分别与储能电路47的两个输入端连接，储能电路47的两个输出端分别与至少一个LED光源45的两个供电输入端连接。储能电路47用于储存经整流电路46整流后的电能。这样不仅可以在使用或穿戴本实用新型提供的鞋垫时对鞋垫进行杀菌，还可以通过储能电路47在没使用鞋垫时也为鞋垫进行杀菌，从而延长了杀菌时间，提高了杀菌效果。
本实用新型还提供了一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋，包括鞋本体以及上述的鞋垫，鞋垫设置于鞋本体内部。
本实用新型还提供了一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋，该基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋与本实用新型提供的前一个基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋的区别在于：没有将至少一个摩擦发电机设置在鞋垫内部，而是将至少一个摩擦发电机设置在鞋本体的鞋底内部。其他设置均与前一个基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋的设置相同。具体地，该基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋包括：鞋本体以及鞋垫。鞋垫设置于鞋本体内部，鞋本体的鞋底内部设置有至少一个摩擦发电机，至少一个摩擦发电机具有两个输出电极。鞋垫包括：第一基底层、杀菌层和第二基底层。杀菌层设置在第一基底层和第二基底层之间，第一基底层朝向杀菌层的一侧表面和/或第二基底层朝向杀菌层的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源；至少一个LED光源具有两个供电输入端，至少一个摩擦发电机的两个输出电极分别与两个供电输入端连接。另外，至少一个摩擦发电机的外侧表面还可以包裹有封装层，此时至少一个摩擦发电机的两个输出电极需要穿过封装层引出。
其中，摩擦发电机的结构与实施例一中的摩擦发电机的结构相似，此处不再赘述。杀菌层的至少一个表面涂布或浸蘸有杀菌材料，杀菌材料与实施例一中的杀菌材料相同，此处不再赘述。
本实施例中，第一基底层朝向杀菌层的一侧表面和/或第二基底层朝向杀菌层的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳多个LED光源，并且为了实现对鞋垫全面有效地杀菌，多个LED光源的发光面积要覆盖杀菌层的面积。LED光源可以为紫外光LED光源或可见光LED光源，另外LED光源可以为直插式LED光源或贴片式LED光源，但考虑到鞋垫的厚度限制，优选地，LED光源为贴片式LED光源。
可选地，基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋还包括：设置于第一基底层内部的整流电路，至少一个摩擦发电机的两个输出电极经过整流电路与至少一个LED光源的两个供电输入端连接，即摩擦发电机的两个输出电极分别与整流电路的两个输入端连接，整流电路的两个输出端分别与LED光源的两个供电输入端连接。其工作原理与实施例二的工作原理相同，此处不再赘述。
可选地，基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋还包括：设置于第一基底层内部的储能电路，至少一个摩擦发电机的两个输出电极经过整流电路、储能电路与至少一个LED光源的两个供电输入端连接，即摩擦发电机的两个输出电极分别与整流电路的两个输入端连接，整流电路的两个输出端分别与储能电路的两个输入端连接，储能电路的两个输出端分别与LED光源的两个供电输入端连接。其工作原理与实施例三的工作原理相同，此处不再赘述。
本实用新型提供的上述基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫的制作成本低，质量轻，无需外接电源进行供电，使用方便，在使用或穿戴本实用新型提供的鞋垫的过程中，鞋垫内的摩擦发电机将机械能转化为电能，驱动LED光源，照射杀菌层，从而实现了实时杀菌的效果。另外，将LED光源设置在鞋垫的内部，减少了LED光源的发光对人体造成的伤害。
本实用新型还提供了基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋，无需外接电源进行供电，有效地降低了针对鞋的杀菌产品的制作成本，实现了在穿戴的过程中实时杀菌，提高了杀菌鞋使用的便利性，并且极大地节约了能源，保护了环境。
最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。
Claims (11)
1.一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫，其特征在于，包括：第一基底层、杀菌层和第二基底层；其中，
所述杀菌层设置在所述第一基底层和所述第二基底层之间；
所述第一基底层内部设置有至少一个摩擦发电机，所述第一基底层朝向所述杀菌层的一侧表面和/或所述第二基底层朝向所述杀菌层的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源；
所述至少一个摩擦发电机具有两个输出电极，所述至少一个LED光源具有两个供电输入端，所述两个输出电极分别与所述两个供电输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫，其特征在于，所述摩擦发电机为三层结构、四层结构或者五层结构的摩擦发电机；其中，
所述摩擦发电机至少包含构成摩擦界面的两个表面。
3.根据权利要求2所述的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫，其特征在于，所述构成摩擦界面的两个表面中的至少一个表面上设置有多个支撑凸起。
4.根据权利要求1所述的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫，其特征在于，所述至少一个LED光源的发光面积覆盖所述杀菌层的面积。
5.根据权利要求1所述的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫，其特征在于，所述杀菌层的至少一个表面涂布或浸蘸有杀菌材料；其中，
所述杀菌材料选自纳米二氧化钛、纳米二氧化钛与纳米石墨烯复合材料、纳米石墨烯材料、纳米石墨烯/硝酸银/纳米二氧化钛复合材料、纳米石墨烯/磷酸银/纳米二氧化钛复合材料、纳米石墨烯/硝酸银/气相二氧化钛复合材料、纳米石墨烯/磷酸银/气相二氧化钛复合材料、纳米石墨烯/纳米银/纳米二氧化钛复合材料或纳米氧化锌/纳米石墨烯复合材料。
6.根据权利要求1所述的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫，其特征在于，所述至少一个LED光源为紫外光LED光源或可见光LED光源。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫，其特征在于，还包括：设置于所述第一基底层内部的整流电路；
所述两个输出电极经过所述整流电路与所述两个供电输入端连接。
8.根据权利要求7所述的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫，其特征在于，还包括：设置于所述第一基底层内部的储能电路；
所述两个输出电极经过所述整流电路、所述储能电路与所述两个供电输入端连接。
9.根据权利要求1所述的基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋垫，其特征在于，所述至少一个摩擦发电机外侧表面包裹有封装层；
所述两个输出电极穿过所述封装层引出。
10.一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋，其特征在于，包括鞋本体以及权利要求1-9任一项所述的鞋垫，所述鞋垫设置于所述鞋本体内部。
11.一种基于摩擦发电机的自供电杀菌鞋，其特征在于，包括：鞋本体以及鞋垫，所述鞋垫设置于所述鞋本体内部；
所述鞋本体的鞋底内部设置有至少一个摩擦发电机，所述至少一个摩擦发电机具有两个输出电极；
所述鞋垫包括：第一基底层、杀菌层和第二基底层；所述杀菌层设置在所述第一基底层和所述第二基底层之间；所述第一基底层朝向所述杀菌层的一侧表面和/或所述第二基底层朝向所述杀菌层的一侧表面设置有至少一个凹槽，每个凹槽用于容纳至少一个LED光源；所述至少一个LED光源具有两个供电输入端，所述两个输出电极分别与所述两个供电输入端连接。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |