發電充電電動鞋的製作方法
2023-07-26 22:50:06 1
專利名稱：發電充電電動鞋的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發電充電電動鞋，特別是基於速行鞋的發電充電電動鞋。
現有的發電鞋沒有鞋輪和自行驅動機構，採用重力發電方式，對運動位移的利用不夠充分，忽略了對人體運動慣性的利用；現有的電動鞋需要外部充電，必須定時充電，不利於長距離遠行；中國專利ZL 97237565.1和中國專利申請00112611.3披露的快速行走鞋具有自行驅動機構，能夠快速行走，本發明基於快速行走鞋(簡稱速行鞋)提出了發電充電電動鞋。
本發明的目的是提供一種基於速行鞋的發電充電電動鞋，能在需要時發電和充電，能將所存儲的電能用於電動驅動人體快速行走，也能將所存儲的電能用於用電裝置，能夠按用戶需要控制這些功能。
本發明的目的是這樣實現的根據速行鞋的結構特點設計機電接口，按照發電-充電-電動-用電的各種要求設置電氣裝置。本發明所述的基於速行鞋的發電充電電動鞋兩腳各穿一隻，包括鞋架、鞋輪、自行驅動機構，在本發明的技術方案中，還包括機電接口、發電-電動機、充電-用電裝置和控制裝置，其中，發電-電動機設置在鞋架上；機電接口與發電-電動機的轉子組配並與運動部件或地面組配，在控制裝置的控制下可以通過運動部件或地面獲取機械動能從而帶動發電-電動機進行發電或將發電-電動機輸出的機械轉動傳遞給運動部件或地面從而驅動人體快速行走；充電裝置可以設置在鞋架上或設置在人體腰部腿部；用電裝置根據用戶需求設置，在控制裝置的控制下使用電能。
本發明所述發電-電動機設置在鞋架上，發電和電動裝置可以採用一隻發電機和一隻電動機也可以採用發電-電動兩用電機，出於可靠性的考慮，應當採用一隻發電機和一隻電動機，優選為直流發電機和直流電動機，功率為200W。
本發明所述發電充電電動鞋中的機電接口與發電-電動機的轉子組配並與運動部件或地面組配，該機電接口與運動部件或地面組配的形式可以是固定的或活動的。活動組配方式能夠用機械動作使機電接口與運動部件或地面接觸或脫離，脫離後對原速行鞋的速行能力影響很小，這種機電接口的形式可以由一個套在發電-電動機的轉子上的定摩擦輪和一個始終與之摩擦的動摩擦輪組成，動摩擦輪的軸可以繞定摩擦輪轉動，從而與運動部件或地面接觸或脫離，該運動部件應當是鞋輪或輪軸；固定組配方式使機電接口與運動部件或地面始終接觸，對本發明所述速行鞋的速行能力有一定影響，不需發電或電動時發電-電動機的轉子始終轉動，對發電-電動機的壽命有一定影響，但固定組配的機械結構簡單，並且能夠用電氣控制裝置使發電、電動、速行功能進行方便的轉換，這時機電接口的形式是傳動帶，分別套在鞋輪的輪軸上和發電-電動機的轉子上。出於方便性的考慮，優先採用固定組配。
本發明所述充電裝置可以設置在鞋架上或設置在人體腰部腿部，充電裝置應當採用電池並進行適當的分組，設置在鞋架上的電池組的重量應當小於500克。本發明所述用電裝置根據用戶需求設置，應當包括夜行燈、喇叭、電暖鞋墊、涼爽風扇等用電器。
本發明所述控制裝置包括控制電路板、控制開關組、電線、插座。其中控制電路板是核心，它被放置在固定在鞋架上的電控盒內，它通過電線、插座與其他部件連接，控制電路板上有整流濾波電路、穩壓電路、恆流充電電路和分壓電路；控制開關組可以放置在手持式開關盒或卡夾式開關盒(可夾掛在腰帶上)中，它包括速行-發充電-電動三檔轉換開關以及夜行燈開關、喇叭開關、電暖鞋墊開關、涼爽風扇開關等用電開關，控制開關組的容器上應當有一電壓指示器指示電池組的供電能力。控制裝置的優選形式中有一自動切換電路，在速行或電動狀態下當電池組的供電能力下降30％時自動切換到發充電狀態。控制裝置的更優選形式能夠在速行或發充電或電動三種使用狀態下通過電動機反向制動獲得剎車制動力，需要增加制動開關和制動電路。控制裝置的最優選形式能夠在電動狀態下進行電動機調速和反向制動，需要增加調速開關和調速電路。
根據本發明所述的發電充電電動鞋如果轉換開關處於「發充電」狀態，則輪軸轉動通過機電接口(傳動帶)帶動發電-電動機的轉子轉動，發電機輸出電能，電能經電線和轉換開關送到電路板的整流濾波電路和穩壓電路，通過電路板的恆流充電電路向電池組供電，通過分壓電路和用電開關向用電器組供電，這時成為「速行發電充電鞋」；如果轉換開關處於「速行」位置，則發電機空載運行，用電組的電能由電池組提供，這時成為「速行用電鞋」，當採用優化控制裝置形式時，若用電組的電能下降30％時自動切換到「發充電」狀態，當採用更優選形式的控制裝置時，通過按動制動開關能夠使電動機反轉獲得剎車制動力；如果轉換開關處於「電動」位置，則電池組通過電路板和轉換開關向電動機供電，電動機的轉子轉動通過機電接口(傳動帶)驅動人體快速行走，同時電池組經過電路板和用電開關向用電器組供電，這時速行鞋成為「電動用電鞋」，當採用優化控制裝置形式時，若用電組的電能下降30％時自動切換到「發充電」狀態，當採用最優化控制裝置形式時，能夠通過調速開關進行電動機調速。轉換開關能夠控制速行-發充電-電動三種使用狀態的轉換。
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細說明。
圖1是本實例的結構布置2是本實例的電氣連接圖本實例所述的基於速行鞋的發電充電電動鞋兩腳各穿一隻，包括鞋架[1]、鞋輪[2][3]、自行驅動機構，還包括傳動帶[4][5]、發電機[6]、電動機[7]、充電電池組[8][9]、用電器組和控制裝置。
本實例所述發電機[6]、電動機[7]設置在鞋架[1]上，為直流發電機和直流電動機，功率為200W，額定電壓為36V，額定轉速為每分鐘900轉，額定行走時速15公裡；傳動帶分別套在鞋輪[2]的輪軸[15]上和發電-電動機的轉子上。
本實例所述充電電池組[8]放置在固定於鞋架上的電池盒中，為1安時高能固體蓄電池，充電電池組[9]放置在卡夾式電池盒中，該電池盒可夾掛在腰帶上，其上有一組充電插孔和一組用電插座，充電電池組[9]由多個1安時高能固體蓄電池並聯組成。
本實例所述用電器組根據用戶需求設置，包括夜行燈[10]、閃爍燈[11]、喇叭[12]、電暖鞋墊[13]、涼爽風扇[14]等用電器。
本實例所述控制裝置包括控制電路板[20]、控制開關組[21]、電線[22]、插座[23]。其中控制電路板是核心，它被放置在固定在鞋架上的電控盒內，它通過電線、插座與其他部件連接，控制電路板上有整流濾波電路[201]、穩壓電路[202]、恆流充電電路[203]、分壓電路[204]、自動切換電路[205]、電動機反向制動電路[206]、電動機調速電路[207]；控制開關組可以放置在卡夾式開關盒(可夾掛在腰帶上)中，它包括速行-發充電-電動三檔轉換開關[208]、制動開關[209]、調速開關[210]以及夜行燈開關[211]、閃爍燈[212]、喇叭開關[213]、電暖鞋墊開關[214]、涼爽風扇開關[215]等用電開關，開關盒上有一電壓指示器[216]指示電池組的供電能力。
根據本實例所述的發電充電電動鞋如果轉換開關[208]處於「發充電」狀態，則輪軸[15]轉動通過傳動帶[4]帶動發電機轉子轉動，發電機[6]輸出電能，電能經電線和轉換開關送到電路板的整流濾波電路和穩壓電路，通過電路板的恆流充電電路向電池組供電，通過分壓電路和用電開關向用電器組供電，這時成為「速行發電充電鞋」；如果轉換開關處於「速行」位置，則發電機空載運行，用電組的電能由電池組提供，這時成為「速行用電鞋」，若用電組的電能下降30％時自動切換到「發充電」狀態，通過按動制動開關能夠使電動機反轉獲得剎車制動力；如果轉換開關處於「電動」位置，則電池組通過電路板和轉換開關向電動機[7]供電，電動機的轉子轉動通過傳動帶[5]驅動人體快速行走，同時電池組經過電路板和用電開關向用電器組供電，這時速行鞋成為「電動用電鞋」，若用電組的電能下降30％時自動切換到「發充電」狀態，通過調速開關能夠進行電動機調速。
本實例所述的基於速行鞋的發電充電電動鞋自動化程度較高，實施時要注意以下問題1、可靠性，發電機、電動機、特別是控制電路的可靠性。
2、輕便性，在保證可靠性的前提下應當將發電機和電動機集成為發電電動兩用電機，同時將大部分電池放置在卡夾式電池盒中，鞋架上的電池組重量控制在500克以內。
3、維護和更換，電氣元件特別是蓄電池的維護和更換應當比較方便。
4、防水，鞋架底部必須有底板，鞋架側面應當有檔板，電路板盒體應當密封。
5、美觀，鞋上部件通過電線與手持或腰間部件連接，需要通過腿部，應當注意美觀，可以用夾子夾在褲腿上。
本發明所述的基於速行鞋的發電充電電動鞋提供了速行-發充電-電動-用電多種功能的集成，進行高效人體發電及用電，具有以下特點1、用戶可在適當的時候選擇適當的功能。如，在坡地行走時可採用下坡發電上坡電動的方法提高快速行走能力；在行走輕鬆時發電行走困難時電動。
2、在非行走狀態時使前輪懸空，這時仍然可以踩動速行鞋的壓板進行發充電和用電。
3、用電靈活可擴充，用電器通過電路板盒體和電池組盒體上的用電插座可連接24V/12V/5V直流。除夜行燈、喇叭、閃爍燈、電暖鞋墊、涼爽風扇等用電器外，手機、呼機、筆記本電腦等也可以通過卡掛在腰間的電池組盒體上的用電插座獲得電源，或將其內置電池放入電池組盒體中進行充電。這種可以擴充的用電方式解決了隨身電器的供電問題，對於促進新型隨身電器的開發有推動作用，如耗能較大的空調衣、防衛報警器等。
4、拓展速行鞋的交通功能，電動、夜行燈、喇叭能夠拓展速行鞋在坡地、夜間、擁擠路面的交通能力，閃爍燈可以使速行鞋外觀更具生命力。[完]
權利要求
1.本發明所述的基於速行鞋的發電充電電動鞋兩腳各穿一隻，包括鞋架、鞋輪、自行驅動機構，其特徵在於還包括機電接口、發電-電動機、充電-用電裝置和控制裝置，其中，發電-電動機設置在鞋架上；機電接口與發電-電動機的轉子組配並與運動部件或地面組配，在控制裝置的控制下可以通過運動部件或地面獲取機械動能從而帶動發電-電動機進行發電或將發電-電動機輸出的機械轉動傳遞給運動部件或地面從而驅動人體快速行走；充電裝置可以設置在鞋架上或設置在人體腰部腿部；用電裝置根據用戶需求設置，在控制裝置的控制下使用電能。
2.根據權利要求1所述的速行鞋，其特徵在於機電接口的形式是傳動帶[4][5]，分別套在鞋輪[2]的輪軸[15]上和發電-電動機[6][7]的轉子上。
3.根據權利要求1所述的速行鞋，其特徵在於機電接口由一個套在發電-電動機的轉子上的定摩擦輪和一個始終與之摩擦的動摩擦輪組成，動摩擦輪的軸可以繞定摩擦輪轉動，從而與運動部件或地面接觸或脫離，該運動部件是鞋輪[2]或輪軸[15]。
4.根據權利要求1所述的速行鞋，其特徵在於發電-電動機的形式為一隻發電機[6]和一隻電動機[7]。
5.根據權利要求1所述的速行鞋，其特徵在於發電-電動機的形式為一隻發電-電動兩用電機。
6.根據權利要求1所述的速行鞋，其特徵在於控制裝置包括控制電路板[20]、控制開關組[21]、電線[22]、插座[23]，控制電路板被放置在固定在鞋架上的電控盒內，它通過電線、插座與其他部件連接；控制開關組放置在可夾掛在腰帶上的卡夾式開關盒中。
7.根據權利要求6所述的速行鞋，其特徵在於控制電路板上有一自動切換電路[205]，在速行或電動狀態下當電池組的供電能力下降30％時自動切換到發充電狀態；控制電路板上有一制動電路[206]，控制開關組有一制動開關[209]；控制電路板上有一調速電路[207]，控制開關組有一調速開關[210]。
8.根據權利要求1所述的速行鞋，其特徵在於充電裝置的一組充電電池[8]放置在固定於鞋架[1]上的電池盒中；充電裝置的另一組充電電池[9]放置在卡夾式電池盒中，該電池盒可夾掛在腰帶上，其上有一組充電插孔和一組用電插座。
9.根據權利要求1所述的速行鞋，其特徵在於用電裝置包括夜行燈[10]、閃爍燈[11]、喇叭[12]、電暖鞋墊[13]、涼爽風扇[14]。
全文摘要
本發明涉及一種基於速行鞋的發電充電電動鞋,包括鞋架、鞋輪、自行驅動機構以及機電接口、發電－電動機、充電－用電裝置和控制裝置,其中,發電－電動機設置在鞋架上,機電接口與發電－電動機的轉子組配並與運動部件或地面組配；充電裝置可以設置在鞋架上或設置在人體腰部腿部；用電裝置根據用戶需求設置,在控制裝置的控制下使用電能,包括夜行燈、閃爍燈、喇叭、電暖鞋墊、涼爽風扇等；控制裝置包括控制電路板、控制開關組、電線、插座。
文檔編號A43B5/00GK1422575SQ01129110
公開日2003年6月11日 申請日期2001年11月26日 優先權日2001年11月26日
發明者秦勤 申請人:秦勤