[实用新型]一种基于压电膜供能的发电鞋

说明书

技术领域

本实用新型涉及压力发电技术领域，更确切地说，涉及一种基于压电膜供能的发电鞋。

背景技术

压电材料是指材料受到压力作用时会在材料两端面间出现电压的晶体材料。基于压电材料能够在受到外力作用时产生电压的特性，本专利把压电材料应用到鞋子的构造之中。当人运动时会不断地给鞋子提供压力，在压电材料的作用下，这部分压力会转换成电压和电荷，通过合适的电路装置能够把这部分能量储存起来并且加以利用。

压电材料可以分为无机压电材料和有机压电材料，常用的无机压电材料有锆钛酸铅(PZT)和钛酸钡(BT)等压电陶瓷和石英等压电晶体，有机压电材料有聚偏氟乙烯(PVDF)。目前国内大多数压力发电鞋的专利都是在压电陶瓷和压电晶体的基础上完成的。

PVDF压电膜以其密度较小，成品一般轻且薄，与PZT相比，冲击强度更高、柔顺性更好成为压电材料的较好选择，避免了多数压电鞋体积较大且重的问题。另外，目前多数压电鞋设计了LED灯照明或者USB接口供能，既不方便，也不美观。

2012年诺基亚发布的Lumia 920内置无线充电，这种基于电磁感应技术发展起来的无线充电技术使得用户只需要将手机放置在无线充电器的托盘上就能为手机充电，但是体积稍大。2013年硅展发布了iNPOFi智能无辐射无线充电技术，开发出的无线充电器与手机相当，电磁辐射为零，电能效率转换达94.7％，但是目前传输距离小于1厘米。目前这两类无线充电设备在各大商城均有售卖。Ossia开发的Cota的远距离无线充电电路充电半径可达9米，这项技术以Wi-Fi、蓝牙相同的频谱进行传输，可为多设备无线充电，但是还没有商业化。Energous公司早年提出的WattUp无线充电技术，能够使智能手机和其他小型电子设备在距离无线发射机4.6米外的地方远距离充电，2016年5月底，Energous一款功率只有300mW的产品WattUp Mini，终于获得FCC核准。所以，具有远距离、小体积、高传输效率的无线充电技术是未来发展的方向。

发明内容

发明目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于压电膜发电，用无线充电器实现短距离充电的鞋子。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种基于压电膜供能的发电鞋，包括鞋底、PVDF压电部分、鞋垫、无线充电部分、电能储存装置、缓冲弹性体、引线、开关；所述压电部分、无线充电部分以及电能储存装置位于鞋底和鞋垫之间；所述PVDF压电部分周围填充缓冲弹性体，上面较薄，下面较厚，且位于脚掌位置；所述缓冲弹性体上面设置鞋垫，下面设置鞋底；所述PVDF压电部分与电能储存装置之间设有引线；所述电能储存装置和无线充电部分直接相连，位于脚跟位置。

本实用新型中，所述PVDF压电部分主要由PVDF压电膜、电极以及绝缘保护层组成；所述PVDF压电膜的上下两面分别镀有两个电极；所述两个电极被绝缘保护层包裹且分别通过引线与电能储存装置连接；

本实用新型中，所述无线充电部分与开关连接，开关位于鞋底内侧面，外面以特殊材料如防水材料覆盖；

本实用新型提出在鞋底中加入无线充电器来实现短距离的无线充电功能。

本实用新型中，所述无线充电部分采用无线充电区域半径为2米以上的电路。

有益效果：

1、本实用新型压电部分采用PVDF压电膜，密度小，成品一般轻且薄，冲击强度高、柔顺性好，制备的鞋子轻、耐磨而且舒适。

2、本实用新型提出在鞋底中加入无线充电器来实现短距离的无线充电功能。

3、本实用新型设计新颖，功能独特，让鞋子穿起来轻巧、耐磨、舒适，同时使人运动时产生的机械能转换为电能，实现了能量的循环利用；另外，只要人在运动，无线充电部分可以实现在任何时间、任何地点持续不断的为自身携带的手机等设备进行充电，方便、实用而且美观。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1是本实用新型的鞋体示意图

图2是本实用新型的鞋底设计图

图3是本实用新型的鞋底截面图

图4是本实用新型的PVDF压电膜等效电路图

图5是本实用新型的能量流图

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作详细说明。

如图1所示，本实用新型的鞋体示意图，该装置包括鞋底1、压电部分2、鞋垫3、无线充电部分4、电能储存装置5。