[发明专利]多用途惯性发电方法与发电鞋、发电装置及风力发电机

说明书

  

技术领域

本发明涉及一种多用途惯性发电方法与发电鞋、手摇发电装置及风力发电机，尤其是一种由微小动力输入就可以产生惯性发电的方法和实现该方法制造的发电鞋、发电装置及风力发电机。 

  

背景技术

  随着人们生活质量的提高，电器和电子产品走入人们的生活，几乎所有日常生活都离不来电能的支持，但我们都知道，我们日常使用的电能主要来自其他形式能量的转换，水力发电、火力发电、原子能发电…等，这些现有发电技术都多是不可再生能源，而且对环境污染大。就以手机为例，根据中国工信部统计，截至2013年3月底，中国共有11.46亿手机用户，假设其手机电池容量按照1000mAh计算，换算成电能，充满1000mAh的电池，根据手机充电器的输入、输出电压及电流等参数，大概算出平均是充一块电池用0.005度电左右，全国11.46亿手机用户以每两天手机充一次电计算，全国加起来单给手机充电一项，每天用掉的就有2865000度电，一年就是1045725000度电，如果都用煤来发电，按照国家电力监管委员会2007年的通报，平均每发一度电的用煤量是334克煤，一年用煤是349272150千克，烧一千克煤的二氧化碳排放量是2.5千克左右，那一年就是873180375千克的二氧化碳排放，一年算下来单单是手机充电一项国家就要消耗3.4927215亿千克煤和8.73180375亿千克的二氧化碳排放，这还不算笔记本电脑或相机等其他数码产品的用电。然而虽然手机、相机、平板电脑等，电池容量目前都较大，但是人们旅游、出行，到达一个地方，常常首先面临的问题还是电量不足，随身携带的备用电池往往也起不到多大作用。还有在野外旅游、科考人员、野战军人士兵等，以及一些自然灾害（水灾、地震等）发生地，最需要的就是和外界保持通信畅通，这个时候因为没有电而无法和外界取得联系也是时有发生的，直接导致后果是十分严重的。 

目前现有的发电产品，有发电鞋、手摇发电装置及风力发电机，发电鞋以原理大致分为：齿轮带动发电，压电陶瓷（晶体）发电，磁力发电等几个方面，其原理和结构大同小异。例如申请（专利）号为: CN201110261288.4的专利，是由齿条、齿轮连接，脚往下踩，带动齿条下降，齿条啮合齿轮正向转动发电，齿条上升复位时又带动齿轮反向转动，这种方法对齿轮的磨损很大，不利于长久使用。还有就是以压电陶瓷（晶体）发电的专利，例如申请（专利）号为CN201020628380.0的专利，几乎所有的压电材料的发电鞋也都有一个共同缺点就是压电材料发电的稳定性较差。压电材料发电的特性是指某些介质在力的作用下，产生形变，引起介质表面带电。就拿我们身边常见的压电产品，一次性打火机的压电效果为例，根据《百度百科》里对“压电效应”描述中，研究人员对压电产品一次电打火机的压电瞬间电压进行的测量显示，其脉冲的电压幅值在3000V以上，该脉冲持续时间约为0.01s。如此高的电压和如此短的持续时间是无法被转化利用的，虽然一般的压电产品瞬间电压没有这么高，但发电特点基本类同。由于压电材料的不稳定性，无法保证有恒定的电输出，所以其并不完全适合作发电鞋。还有申请（专利）号为: CN200820140033.6  ，CN200810171678.0  这几项以磁力发电的专利中，设计操作较为复杂，其发电方式是由内部设置一个磁球或磁滚柱，通过走路时的晃动发电，在正常行走时只会产生极少量的惯性使其滚动，虽然具备发电能力，但动力输入不足，发电效率较低，而且其内部的磁球或磁滚柱滚动容易引起脚部不适。 

还有一个多数产品都存在的缺点就是所有的产品大都是在鞋子的后半部分设置发电装置，利用走路时脚后部分产生的压力进行发电，但所有人都忽视了鞋子的前半部分，人走路都是脚后半部分和前半部分先后着地，如不加以利用鞋子前半部分产生的能量，将造成很大的资源浪浪费。并且在发电鞋方面，所有的发电鞋都功能较少，并不具备保暖和换气功能，有换气功能的也多是在鞋底内设置一个电热丝发热保暖，但一般鞋内设置发热丝寿命不长，且长时间使用电热丝容易引起安全隐患，