一種兩用自發電電暖鞋的製作方法

2023-11-04 19:49:52 1

專利名稱：一種兩用自發電電暖鞋的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種兩用自發電電暖鞋，將人體重力做功轉換為電能，既可對鞋 內供暖，又可對外充電。
背景技術：
現有技術中的電暖鞋或者稱為電熱鞋其供電方式主要有以下幾種1、導線連接供 電；2、外露導體接觸點供電；3、內置電池供電；4、內置發電機供電。導線連接供電會把使用 者限制在一個很小的範圍內，活動不便。外露導體接觸點供電對接觸點的接觸要求鞋的放 置位置較為嚴格，且導體接觸點還會有氧化、磨損等不能保證電能有效的傳輸，甚者造成觸 電或短路的危險。對於內置電池供電，受電池電量的限制，頻繁更換電池會使成本很高，且 廢棄電池處理容易造成環境汙染。對於現有的內置發電機供電所用發電機多為機械傳動， 噪音大、笨重、只能在較平的路上才能更好的工作、不能承受衝擊力等等。對於現有專利電暖鞋中的發熱材料，多為金屬電熱絲通電發熱，金屬電熱絲按一 定規則布置在鞋底，但這種布置會由於腳的搓動而使其移位、變形或斷裂，甚至會使使用者 有觸電危險。

實用新型內容本實用新型公開了一種兩用自發電電暖鞋，目的在於克服現有的電暖鞋，都是利 用外接電能供電，消耗能源，存在安全隱患，導線連接活動範圍受限，內置電池成本高且汙 染環境，以及利用機械傳動發電造成的噪音大、笨重等弊端。本實用新型將人體行走運動時 的重力做功轉換為電能，用於對鞋內供暖或對外充電，不但穿著此鞋有明顯的減震功能、舒 適，而且結構簡單，使用方便，綠色環保。一種兩用自發電電暖鞋，包括鞋面、鞋底、鞋墊、發電模塊、整流濾波模塊、蓄電器、 充電插座、轉換開關、溫控開關及指示燈，其特徵在於A)所述鞋墊內夾有一層電熱膜，電熱膜通過導線依次與溫控開關及蓄電器串聯連 接，溫控開關的觸點在電熱膜上；B)所述的發電模塊，包括兩部分，一部分是放置在鞋底夾層內前腳掌部位的壓電 晶體，另一部分由鞋底夾層後腳跟處連接的有單向進氣、單向出氣的單向彈性氣囊，此氣囊 通過風管與位於鞋後幫上的風葉輪連接，風葉輪與小型發電機連接；C)壓電晶體與小型發電機電路並聯連接整流濾波模塊，整流濾波模塊中整流二極 管B的陽極與發電模塊的正極連接，發電模塊的負極經開關與濾波電容A的一端連接，濾波 電容A的另一端與整流二極體B的陰極連接，蓄電池的負極與發電模塊的負極經過帶有開 關的導線連接，進而發電模塊發出的電轉換為直流電後通入蓄電器儲存備用；整流濾波模 塊和蓄電器都固定在鞋底夾層的中部；D)所述鞋底的中部外邊緣處還設有對外充電接口和轉換開關，轉換開關三個接線 柱分別與蓄電池的正極、對外充電接口和電熱膜連接，對外充電接口並聯在蓄電池的正負極，通過轉換開關控制與蓄電器連接的對外充電接口和電熱膜。所述電熱膜是由纖維織物浸塗發熱材料製成，其厚度為0. 5 2mm。所述發電電暖鞋底邊緣處開孔，孔內設置有指示燈，指示燈與蓄電器並聯連接，用 以指示蓄電器的電量。所述的單向彈性氣囊內置彈簧或相斥磁鐵對，以增加氣囊的回彈性。本實用新型發電模塊採用氣囊風力發電裝置和壓電晶體共同發電，其中兩發電電 路並聯，保證了充分利用人體重力做功，並轉換為電能。一方面壓電晶體在受外力作用時發 生變型能夠產生電壓，在人體前腳掌落地時，人體重力作用在壓電晶體上使之產生微弱變 形，壓電晶體的電極b產生瞬間高壓，當前腳掌離地時作用在壓電晶體上的力消失，變形恢 復，進而會在另一端電極c上產生瞬間高壓，壓電晶體發電；另一方面行走時通過對單向彈 性氣囊的壓縮，將氣體增壓吹向風葉輪，進行風力發電。當不需要發電時，只需在風葉輪與 風管連接處的孔內插入一根銷子，微型發電機便定位不再發電。指示燈與蓄電池並聯可用 來指示蓄電器電量。轉換開關的作用是切換蓄電器對內部電熱膜供電還是對外充電或者停止供電。使 用供暖時，打開轉換開關接通電熱膜一路電路，蓄電池開始往電熱膜供電，電熱膜發熱升 溫，溫控開關一觸點感應鞋內溫度，當溫度上升至合適的值時，此電路斷開。由於鞋墊的保 溫隔熱效果會使鞋內溫度保持一段時間。需要對外充電時，把轉換開關調到對外供電插口， 即可對小型用電器如手機、MP3等充電。本實用新型由於採用先進的電熱膜，升溫過程平穩，打開開關幾分鐘內可使鞋內 溫度上升到合適的值，溫控開關又可控制鞋的恆溫取暖。本實用新型充分利用人體行走運動時的重力做功轉換為電能，用於對鞋內供暖或 對外充電，無需外部電源，結構簡單，使用方便，綠色環保，具有明顯的減震功能且舒適安全。

圖1為本實用新型兩用自發電電暖鞋側視圖；圖2為兩用自發電電暖鞋單向彈性氣囊吹風力發電機原理圖；圖3為本實用新型兩用自發電電暖鞋仰視圖；圖4為本實用新型兩用自發電電暖鞋電路示意圖。1、鞋面，2、鞋底，3、鞋墊，4、電熱膜，5、蓄電器，6、溫控開關，7、壓電晶體，8、單向彈 性氣囊，9、風葉輪，10、小型發電機，11、整流濾波模塊，12、對外充電接口，13、轉換開關，14、 指示燈。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型加以詳細說明。一種兩用自發電電暖鞋，如圖1、圖3所示，包括鞋面1、鞋底2、鞋墊3、發電模塊、 整流濾波模塊11、蓄電器5、對外充電接口 12、轉換開關13、溫控開關6及指示燈14，所述鞋 墊3內夾有一層電熱膜4，電熱膜4通過導線依次與溫控開關6及蓄電器5串聯連接；所述 的發電模塊，包括兩部分，一部分是放置在鞋底夾層內前腳掌部位的壓電晶體7，另一部分由鞋底夾層後腳跟處連接的單向進氣、單向出氣的單向彈性氣囊8，氣囊吹風力發電機原理 如圖2所示，單向彈性氣囊8通過風管與位於鞋後幫上的風葉輪9連接，風葉輪9與小型發 電機10連接；壓電晶體7的發電電路與小型發電機發電電路並聯連接整流濾波模塊11，如 圖4所示，其中，整流濾波模塊11中整流二極體B的陽極與發電模塊的正極連接，發電模塊 的負極經開關與濾波電容A的一端連接，濾波電容A的另一端與整流二極體B的陰極連接， 蓄電池的負極與發電模塊的負極經過帶有開關的導線連接，進而發電模塊發出的電轉換為 直流電後通入蓄電器5儲存備用；整流濾波模塊11和蓄電器5都固定在鞋底夾層的中部； 所述鞋底的中部外邊緣處還設有對外充電接口 12和轉換開關13，轉換開關13三個接線柱 分別與蓄電池的正極、對外充電接口 12和電熱膜4連接，對外充電接口 12並聯在蓄電池的 正負極，這樣來通過轉換開關控制與蓄電器5連接的對外充電接口 12和電熱膜4。所述電 熱膜4是由纖維織物浸塗發熱材料製成，其厚度為0.5 2mm。所述發電電暖鞋底邊緣處開 孔，孔內設置有指示燈14，指示燈14與蓄電器5並聯連接，用以指示蓄電器5的電量。所述 的單向彈性氣囊8內置彈簧或相斥磁鐵對，以增加氣囊的回彈性。同時在電熱膜4與蓄電 器5負極之間設有溫控開關6，溫控開關6的觸點在電熱膜4上，可以感知鞋內溫度，達到近 似恆溫取暖。穿上兩用自發電電暖鞋，在人體行走前腳掌落地時，人體重力作用於布置在前腳 掌的壓電晶體7上使之產生微弱變形，壓電晶體7的電極b產生瞬間高壓；當前腳掌離地時 作用在壓電晶體上的力消失，變形恢復，進而會在另一端電極c上產生瞬間高壓。布置在鞋底夾層後腳跟處的單向彈性氣囊8，行走時會對其壓縮，將內部氣體增 壓，通過單向出氣口吹向風葉輪9，進而帶動小型發電機10發電。當腳後跟抬起時，由於單 向彈性氣囊8內設置的彈簧或相對磁鐵對的作用，可使其有一個很好的回彈力，進而從單 向進氣口吸入氣囊空氣，由於此吸氣口連通鞋內部，因此又可達到抽出鞋內溼空氣，保持鞋 內乾燥的作用。在不需要發電時，在風葉輪9處的孔內插入一根銷子，使小型發電機10定 位不再發電。壓電晶體7和小型發電機10發的電，並聯通入整流濾波模塊11，轉換為直流電後 進入蓄電器5備用。蓄電器5通過轉換開關連有對外充電接口 12和電熱膜4，同時由指示燈14來指示 蓄電器5的電量。需要供暖時，打開轉換開關13接通電熱膜4 一路電路，電熱膜4通電後 發熱升溫，同時在電熱膜4與蓄電器5之間設有溫控開關6，其在電熱膜4上的觸點可以感 知鞋內溫度，當溫度上升到合適的值時，開關會自動斷開。由於鞋墊的保溫隔熱效果會使鞋 內溫度保持一段時間。在需要對外充電時，把轉換開關13調到對外充電接口 12，即可對小 型用電器如手機、MP3等充電。
權利要求一種兩用自發電電暖鞋，包括鞋面、鞋底、鞋墊、發電模塊、整流濾波模塊、蓄電器、對外充電接口、轉換開關、溫控開關及指示燈，其特徵在於A)所述鞋墊內夾有一層電熱膜，電熱膜通過導線依次與溫控開關及蓄電器串聯連接；B)所述的發電模塊，包括兩部分，一部分是放置在鞋底夾層內前腳掌部位的壓電晶體，另一部分由鞋底夾層後腳跟處連接的有單向進氣、單向出氣的單向彈性氣囊，通過風管與位於鞋後幫上的風葉輪連接，風葉輪與小型發電機連接；C)壓電晶體電路與小型發電機電路並聯連接整流濾波模塊，整流濾波模塊中整流二極體B的陽極與發電模塊的正極連接，發電模塊的負極經開關與濾波電容A的一端連接，濾波電容A的另一端與整流二極體B的陰極連接，蓄電池的負極與發電模塊的負極經過帶有開關的導線連接，進而發電模塊發出的電轉換為直流電後通入蓄電器儲存備用；整流濾波模塊和蓄電器都固定在鞋底夾層的中部；D)所述鞋底的中部外邊緣處還設有對外充電接口和轉換開關，轉換開關三個接線柱分別與蓄電池的正極、對外充電接口和電熱膜連接，對外充電接口並聯在蓄電池的正負極，通過轉換開關控制與蓄電器連接的對外充電接口和電熱膜。
2.根據權利要求1所述的一種兩用自發電電暖鞋，其特徵在於所述電熱膜是由纖維 織物浸塗發熱材料製成，其厚度為0. 5 2mm。
3.根據權利要求1所述的一種兩用自發電電暖鞋，其特徵在於所述發電電暖鞋底邊 緣處開孔，孔內設置有指示燈，指示燈與蓄電器並聯連接。
4.根據權利要求1所述的一種兩用自發電電暖鞋，其特徵在於所述的單向彈性氣囊 內置彈簧或相斥磁鐵對。
專利摘要一種兩用自發電電暖鞋，鞋墊內設一層電熱膜，電熱膜通過導線依次與溫控開關及蓄電器串聯連接；發電模塊，包括兩部分，一部分是放置在鞋底夾層內前腳掌部位的壓電晶體，另一部分由鞋底夾層後腳跟處連接的有單向進氣、單向出氣的單向彈性氣囊，通過風管與位於鞋後幫上的風葉輪連接，風葉輪與小型發電機連接；壓電晶體電路與小型發電機電路並聯連接整流濾波模塊，整流濾波模塊和蓄電器都固定在鞋底夾層的中部；鞋底中部外邊緣處還設有對外充電接口和轉換開關，用於控制與蓄電器連接的對外充電接口和電熱膜。本實用新型充分利用人體行走運動時的重力做功對鞋內供暖或對外充電，結構簡單，綠色環保，安全舒適。
文檔編號H02J7/00GK201683127SQ201020148149
公開日2010年12月29日 申請日期2010年4月1日 優先權日2010年4月1日
發明者崔曉鈺, 廉東方, 翁維康 申請人:翁維康;廉東方;崔曉鈺