CN205597245U - 压力发电鞋 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种压力发电鞋，包括PVDF发电模块、PZT发电模块、能量回收装置、电能输出装置；所述PVDF发电模块、PZT发电模块与能量回收装置电连接，能量回收装置与电能输出装置电连接。所述电能输出装置为USB接口。所述能量回收装置为超级电容。通过本实用新型，提供一种压力发电鞋，通过人步行对装有PVDF发电模块和PZT发电模块的鞋底产生压力进行发电，利用能量回收装置储存电能，再经过转换电路使其换成可供手机充电的充电电能。将PVDF与PZT材料相结合，取长补短进行电能收集。将能量回收并进行转换，结构简单，易实现小型化。转换成可供手机充电的电能，该发电鞋更加的实用。
Description
技术领域
本发明是一种发电鞋，具体是利用有机压电材料PVDF和无机压电材料PZT组合形成的压力发电鞋，通过两种材料结合，利用人走路时产生的压力来发电，超级电容进行电能存储，接口电路进行能量转换，最后通过USB接口将电能输出，属于发电鞋涉及技术领域。
背景技术
传统的移动电源都是通过充电器充满电使用，在为手机充满几次电之后就需要重新充电。如果是在几天没有电源的情况下还是无法蓄电。该压力发电鞋是利用人体走路时对鞋产生的压力转换成电能，人在行走时就储存电能，想要为手机充电时将数据线连至USB接口即可，便携且更加环保。如果存储的电能耗尽，只要再次行走时就能继续蓄电。
能量回收技术是无线传感技术向微型化和实用化发展的关键技术之一。在已有的积累能量回收技术中，基于压电材料的振动能量回收技术最具发展前途，因为其具有较高的能量密度且结构简单易于系统集成。利用压电材料进行能量回收的研究主要集中在三个方面：结构和材料、接口电路和存储元件、应用。
目前已有多种压电材料应用于压电能量回收装置中，其中最常用的无机压电材料是锆钛酸铅，又称PZT，虽然它应用最为广泛，但由于PZT陶瓷易碎的特性，使得PZT压电片在压电能回收系统中的应用受限，无法承受大应变。另一种常用的有机压电材料为聚偏氟乙烯，又称PVDF，是一种压电聚合体，与PZT相比，则具有更好的柔韧性，使用寿命更长。
但据查国内外期刊数据，目前尚无利用USB接口输出电能的发电鞋，也没有可直接用作为手机充电的发电鞋。本设计将弥补这一空白。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术问题，提供一种结构合理简单、生产制造容易、使用方便的压力发电鞋。
本发明是这样实现的，一种压力发电鞋，包括鞋子，鞋子放置有鞋垫，其特征在于：还包括PVDF发电模块、PZT发电模块、能量回收装置、电能输出装置；所述PVDF发电模块设置于鞋子内鞋垫下的脚掌部分，所述PZT发电模块设置于鞋子内鞋垫下的脚跟部分，所述能量回收装置、电能输出装置均安装于鞋子的鞋底；所述PVDF发电模块、PZT发电模块与能量回收装置电连接，能量回收装置与电能输出装置电连接。
所述电能输出装置为USB接口。
所述能量回收装置为超级电容。
所述PZT发电模块为PZT压电陶瓷。
通过本发明，提供一种压力发电鞋，通过人步行对装有PVDF发电模块和PZT发电模块的鞋底产生压力进行发电，利用能量回收装置储存电能，再经过转换电路使其换成可供手机充电的充电电能。将PVDF与PZT材料相结合，取长补短进行电能收集。将能量回收并进行转换，结构简单，易实现小型化。转换成可供手机充电的电能，该发电鞋更加的实用。
本发明通过人体步行时对鞋底产生的压力，将其转换成电能存储在鞋底的能量回收装置(压力装置)中。将PZT发电模块（例如可以为PZT压电陶瓷）通过保护装置安装在鞋底中后跟处，匀速行走时对PZT发电模块产生激励使其输出电压，再通过整流电路将其存储在超级电容中，经过DC-DC转换器转换成可供手机充电的稳定电流，再通过USB接口使其能够直接为手机充电，类似一个环保的移动电源。其中，保护装置是用来保护PZT压电陶瓷不被压坏，采用两片较硬的海绵包裹住，这样一来既能够使PZT压电陶瓷均匀受力，也可以保护PZT压电陶瓷不易被损坏。
PZT压电陶瓷成本低，体积小，但是比较脆，不过放置在鞋跟部分亦不容易损坏。利用超级电容蓄电，结构简单，做好防水措施（这里的防水措施，例如用橡胶包裹的方式进行防水），可以长期使用，如果能够生产成为特定的登山鞋，对于野外活动是非常有利的。加上现在人们用的都是智能手机，出游时用来查看地图时容易没电，这样一款发电鞋是非常有前景的。
附图说明
图1是本发明压力发电鞋的结构图。
其中：1PVDF发电模块、2 PZT发电模块、3能量回收装置、4电能输出装置、5鞋子、6鞋垫。
具体实施方式
一种压力发电鞋，包括鞋子5，鞋子放置有鞋垫6，还包括PVDF发电模块1、PZT发电模块2、能量回收装置3、电能输出装置4；将PVDF发电模块1安装设置于鞋子5内鞋垫6下的脚掌部分，将PZT发电模块2安装设置于鞋子5内鞋垫6下脚跟部分，将能量回收装置3、电能输出装置4均安装于鞋子5的鞋底；其中，PVDF发电模块1、PZT发电模块2与能量回收装置3电连接，能量回收装置3与电能输出装置4电连接。
进一步的，电能输出装置4为USB接口，能量回收装置3为超级电容。
参见附图1，将PVDF发电模块1放置于鞋子1的鞋垫6下的脚掌部分，PZT发电模块2（PZT压电陶瓷）置于鞋垫6下脚跟部位。鞋子5鞋底内部安装能量回收装置3（超级电容），当人匀速步行时PVDF发电模块1、PZT发电模块2中的压电材料振动发电，能量回收装置3进行能量回收和转化，将转换后的电能通过电能输出装置4输出，这里的电能输出装置可以使USB接口。
本发明是一种利用有机压电材料PVDF和无机压电材料PZT组合形成的压力发电鞋，通过两种材料结合，利用人走路时产生的压力来发电，超级电容进行电能存储，接口电路进行能量转换，最后通过USB接口将电能输出。将PVDF发电模块放置于鞋垫下的脚掌部分，PZT压电陶瓷置于鞋垫脚跟部位。鞋底内部安装能量回收装置(储能模块)，当人匀速步行时压电材料振动发电，储能模块进行能量回收和转化，将转换后的电能通过USB接口输出。
Claims (4)
1. 一种压力发电鞋，包括鞋子（5），鞋子（5）内放置有鞋垫（6），其特征在于：还包括PVDF发电模块（1）、PZT发电模块（2）、能量回收装置（3）、电能输出装置（4）；所述PVDF发电模块（1）设置于鞋子（5）内鞋垫（6）下的脚掌部分，所述PZT发电模块（2）设置于鞋子（5）内鞋垫（6）下的脚跟部分，所述能量回收装置（3）、电能输出装置（4）均安装于鞋子（5）的鞋底；所述PVDF发电模块（1）、PZT发电模块（2）与能量回收装置（3）电连接，能量回收装置（3）与电能输出装置（4）电连接。
2. 根据权利要求1所述的压力发电鞋，其特征在于：所述电能输出装置（4）为USB接口。
3. 根据权利要求1所述的压力发电鞋，其特征在于：所述能量回收装置（3）为超级电容。
4. 根据权利要求1所述的压力发电鞋，其特征在于：所述PZT发电模块（2）为PZT压电陶瓷。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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