TWI556755B

TWI556755B - Footwear magnetic induction warning device and method

Info

Publication number: TWI556755B
Application number: TW104125183A
Authority: TW
Inventors: Chung Jen Guo
Original assignee: Univ Kun Shan
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2016-11-11
Also published as: TW201705874A

Description

鞋類磁感應發電警示裝置及方法

本發明係為一種鞋類磁感應發電警示裝置及方法，特別是指於自行車踏板裝設磁性模組，於鞋體裝設感應線圈，藉由踏板轉動位移磁性模組使磁極經過鞋體之感應線圈以產生感應電流，而具有發電功能，使鞋體之發光元件發出警示光源。

中華民國發明公開第201038220號「具發電功能之鞋子」，該發明包含一鞋子本體、一踏板本體以及固定安裝於該踏板本體內部的一發電器，其中，該鞋子本體包含一鞋底以及一固定設於該鞋底內部之充電裝置；該踏板本體局部嵌設於該鞋底，其為具有一個彎折的可撓曲剛性片體，其包含一固定片、一體連結於該固定片並與該固定片夾一銳角的一觸動片，該觸動片局部突出於該鞋底且可對該鞋底相對移動；該發電器包含一電磁感應發電模組以及一排齒，該電磁感應發電模組與該充電裝置電性連接，其包含一固定設有齒輪的轉軸，該排齒與該轉軸之齒輪嚙合且固定結合於該觸動片。

上述前案雖亦可藉由電磁感應發電模組產生發電功能，但於鞋底內部裝設踏板及電磁感應發電模組等裝置將會造成鞋子本體變重，恐增加使用者行走之負擔。

爰此為解決上述前案之缺失，本發明提出一種鞋類磁感應發電警示裝置，配合一自行車的至少一踏板使用，包含：一磁性模組，設置於該踏板，該磁性模組係產生一磁場；一鞋體，其係踩踏於該踏板上，該鞋體設有一發電模組及一發光元件，該發光元件電連接該發電模組，該發電模組包括一感應線圈，藉由踩踏該踏板產生轉動位移，使該感應線圈通過該磁場以產生一感應電流。

其中，該發電模組進一步包括一蓄電單元及一整流器，該整流器將該感應電流整流為直流電，再儲存到該蓄電單元，以供該發光元件發出該警示光源。

其中，該蓄電單元係為一超級電容。

其中，該磁性模組係設置於該踏板之一軸心上，該軸心係相對於該踏板轉動，該磁性模組包括複數磁鐵，前述複數磁鐵依磁性間隔地環繞該軸心排列。

本發明再提供一種鞋類磁感應發電警示方法，包含下列步驟：A.於一自行車的至少一踏板上裝設一磁性模組，該磁性模組係產生一磁場；B.於一鞋體上裝設一感應線圈；C.藉由該鞋體踩踏該踏板產生轉動位移，使該感應線圈通過該磁場，藉以產生一感應電流。

進一步，包含有一步驟D，利用該感應電流，使該鞋體之一發光元件發出警示光源。

根據上述技術特徵可達成以下功效：

1.藉由裝設磁性模組於自行車的踏板上，並於鞋體裝設感應線圈及發光元件，透過踩踏踏板之轉動位移使鞋體之感應線圈通過磁性模組之磁場而產生感應電流，藉由機械能轉換為電能儲存使用，節省電池汰換及購買之成本，使用上更為環保減碳。

2.藉由整流器將感應電流整流為直流電，再儲存到蓄電單元以供鞋體之發光元件穩定地發出警示光源，以供在視線不佳的夜間保護自行車騎士之安全。

3.於鞋體裝設感應線圈、發光元件、整流器及蓄電單元，概為體積小、重量輕之元件，故不會造成使用者行走或踩踏腳踏車太多負擔。

(1)‧‧‧踏板

(11)‧‧‧軸心

(2)‧‧‧磁性模組

(21)‧‧‧磁鐵

(21A)‧‧‧其中一磁鐵

(22)‧‧‧磁場

(3)‧‧‧鞋體

(311)‧‧‧感應線圈

(312)‧‧‧蓄電單元

(313)‧‧‧整流器

(32)‧‧‧發光元件

(A)‧‧‧自行車

[第一圖]係為本發明實施例之踏板示意圖。

[第二圖]係為本發明實施例之踏板剖視圖。

[第三圖]係為本發明實施例之鞋體示意圖。

[第四圖]係為本發明實施例之使用示意圖。

[第五圖]係為本發明實施例之感應線圈通過磁場示意圖。

[第六圖]係為本發明實施例之軸心相對於踏板轉動示意圖。

綜合上述技術特徵，本發明之鞋類磁感應發電警示裝置及方法的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。

本發明請先參閱第一圖至第四圖所示，本發明之較佳實施例，為一種鞋類磁感應發電警示裝置，配合一自行車(A)的二踏板(1)使用，包含：

一磁性模組(2)，設置於該踏板(1)之一軸心(11)上，該軸心(11)係相對於該踏板(1)轉動，該踏板(1)與該軸心(11)間設有具複數滾珠之一軸承，該軸承用以輔助該軸心(11)於該踏板(1)內相對轉動(此為習知技術，遂未於圖式中表現)，該磁性模組(2)包括複數磁鐵(21)，前述複數磁鐵(21)依磁性間隔地環繞該軸心(11)排列，該磁性模組(2)係產生一磁場(22)。

一鞋體(3)，其係踩踏於該踏板(1)上，該鞋體(3)設有一發電模組(31)及一發光元件(32)，該發光元件(32)電連接該發電模組(31)，該發電模組(31)包括一感應線圈(311)、一蓄電單元(312)及一整流器(313)，該蓄電單元(312)係為一超級電容。

請再搭配參閱第四圖及第五圖所示，為使該自行車(A)前進，須透過二鞋體(3)各自交互踩踏該自行車(A)之二踏板(1)，使該踏板(1)產生轉動位移(兩側作動方式相同，故於本圖式中以一側表示)。

該鞋體(3)之感應線圈(311)因而通過該等磁鐵(21)之磁場(22)，切割前述複數磁鐵(21)之磁力線，且由於該軸心(11)相對於該踏板(1)轉動以使該自行車(A)前進，故該等磁鐵(21)之磁力線數目於該感應線圈(311)內發生變化且該等該等磁鐵(21)與該感應線圈(311)相對運動，藉以產生一感應電流。須特別說明的是，本發明利用電磁感應原理發電，係為習知技術，遂不再贅述。

該整流器(313)將該感應電流整流為直流電，再儲存到該蓄電單元(312)，以供該發光元件(32)穩定地發出一警示光源，以在視線不佳的夜間保護自行車騎士之安全。

請再搭配參閱第六圖所示，係為本發明實施例之軸心相對於踏板轉動示意(兩側作動方式相同，故於本圖式中以一側表示)，以進一步說明該等磁鐵(21)與該踏板(1)及該鞋體(3)之感應線圈(311)的相對關係。

以前述複數磁鐵(21)的其中一磁鐵(21A)為例，該其中一磁鐵(21A)隨該軸心(11)相對於該踏板(1)轉動，該踏板(1)係供該使用者以該鞋體(3)踩踏，產生轉動位移帶動該自行車(A)前進，於本實施例中，該磁鐵(21A)之初始位置為相對距離該鞋體(3)較近處，使該發電模組(31)之感應線圈(311)於此通過該磁場(22)，切割前述該磁鐵(21A)之磁力線。

該使用者藉由該鞋體(3)踩踏該踏板(1)往該自行車(A)前進之方向踩踏，使該軸心(11)帶動該磁鐵(21A)旋轉，而使該磁鐵(21A)之磁場(22)遠離該感應線圈(311)，該踏板(1)經踩踏一周後，該磁鐵(21A)回到初始位置使該感應線圈(311)再次通過該磁場(22)，故該磁鐵(21A) 與該感應線圈(311)之間於踩踏過程中有相對運動，且該感應線圈(311)內之磁力線數目發生變化，藉以產生該感應電流。

由上述其中一磁鐵(21A)可知，前述複數磁鐵(21)隨該軸心(11)相對於該踏板(1)轉動，該踏板(1)經踩踏一周後，前述複數磁鐵(21)將反覆通過/遠離該磁場(22)，故該等磁鐵(21)與該感應線圈(311)之間於踩踏過程中一一發生相對運動，使該感應線圈(311)內之磁力線數目不斷發生變化，藉以持續產生該感應電流，以供該發光元件(32)穩定地發出該警示光源。

本發明亦提供一種鞋類磁感應發電警示方法，包含下列步驟：

A.於該自行車(A)的至少一踏板(1)上裝設一磁性模組(2)，該磁性模組(2)係產生一磁場(22)。

B.於該鞋體(3)上裝設該感應線圈(311)。

C.藉由該鞋體(3)踩踏該踏板(1)產生轉動位移，使該感應線圈(311)通過該磁場(22)，藉以產生一感應電流。

D.利用該感應電流，使該鞋體(3)之發光元件(32)發出警示光源。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。