[发明专利]一种多功能鞋垫及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种鞋垫，特别涉及是一种多功能的发电鞋垫，尤其适用于给小型电子设备充电。

背景技术

鞋是人们生活不可或缺的，主要用途是用于行走。随着人们生活水平的提高，各式各样的鞋被设计出来，如气垫鞋，防滑鞋。

目前生活中很少有一种可以蓄电的鞋子，或鞋垫。特别是在野外活动等一些特殊的场合，人们往往会发现无法及时给手机等一些小型用电器进行有效的充电；由此专利号为：“CN200520073075.9”的中国专利公开了“带发电装置的鞋垫”，该专利旨在通过以下方式实现发电：人行走过程中通过脚后跟踏动鞋垫内的压板，压板带动跷板下旋，使跷板轴上的齿轮与传动机构中的输入端的齿轮啮合，带动斜角齿轮组转动，再通过变速齿轮组提速最后带动微型发电机发电，实现机械能到电能的转化。

上述专利结构存在的问题是：采用多个齿轮组传动，结构比较复杂，成本较高；再者，传动机构布置在壳体内，而压板布置在壳体外，两者分开布置，占据鞋垫面积较大，不利于批量化生产及模块化生产装配；最主要的是，压板复位时，存在机械能消失的空当，为了解决这个问题，该专利在微型发电机的转轴上设置惯性罗盘，在压板复位一段时间内不存在机械能的情况下，使微型发电机由于惯性罗盘的旋转作用依旧保持发电状态，但是根据能量守恒定律，这种做法存在问题以及可靠性存在质疑，在压板下压时一部分做功是给了惯性罗盘，要使惯性罗盘也同步转起来，因此消耗了一部分本可以转换为电能的动能，而在压板上升时又依靠惯性罗盘事先储备的能量给发电机转轴做功，这就基本等同于还是完全依靠压板下压时的动力给发电机转轴做功，仍然是存在机械能消失空当发电机无法获取能量的时间差；并且这种结构成本较高，不易维修更换，斜角齿轮逆向旋转时必然会给发电机的转速造成影响，因为必然会给发电机转轴逆向转动的趋势，以削弱发电能力。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种结构简单、高效实用的多功能鞋垫及其工作方法，此鞋垫将人行走时的动能转化为电能，再将电能储存起来，可用作手机、MP3等电子设备的备用电源；最重要的是，本发明省去了多个齿轮的变速结构与传动结构，将压板与传动机构集成在一个外壳内，不仅利于减少体积，还利于模块化生产与批量装配；同时采用两个棘齿条在压板下压或上升复位时分别与棘轮啮合，从而使得在人行走时，始终对棘轮做功使其保持同一个方向旋转，进而促使微型发电机发电，保持较高的功率输出，也就一直保持较高的发电能力。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多功能鞋垫，包括鞋垫本体，在鞋垫本体内设有用于将人行走时的动能转换为电能的发电装置，所述的发电装置包括外壳，在外壳内设有压力传动机构、齿条传动机构与微型发电机；所述的压力传动机构包括设置在外壳上端的压板以及外壳内的复位弹簧，压板的一端与外壳铰接，压板的另一端朝下设有压力传动齿条，复位弹簧设置在压板的另一端并与压板抵接；所述的齿条传动机构包括棘轮、棘齿板、齿轮传动齿条以及同轴设置且在周向方向保持相对固定的小齿轮与大齿轮，所述的小齿轮与压力传动齿条啮合，所述的齿轮传动齿条与棘齿板转动连接且两者均平躺设置在外壳底部，所述的齿轮传动齿条与大齿轮啮合，所述的棘齿板包括棘齿板本体及沿棘齿板本体两侧向外延伸的棘齿条，两个棘齿条相对的一侧设有与棘轮配合的棘齿，所述的棘轮设置在两个棘齿条之间，棘齿板在齿轮传动齿条前后移动的带动下使得两个棘齿条分别与棘轮啮合，且两个棘齿条上棘齿的设置使得两个棘齿条分别与棘轮啮合时均使棘轮保持同一方向转动，所述的棘轮与微型发电机的电机轴相连，微型发电机连接有导线接口。

为了减少体积，作为优选，所述的微型发电机为盘式永磁体发电机。

作为优选，所述的棘轮与微型发电机的电机轴通过单向轴承相连。这样可以确保电机轴单向旋转。

作为优选，在鞋垫本体内设有至少一层碳纤维远红外发热膜，所述的碳纤维远红外发热膜连接微型发电机的导线接口。这样使得此鞋垫具有发热功能，在寒冷的冬季使脚更加温暖。

作为优选，所述的导线接口上设有微型开关。这样可以对碳纤维远红外发热膜的发热功能进行开关控制。

为了方便对电能进行存储，作为优选，所述的导线接口连接有至少一个储能模块，所述的储能模块是由聚合物锂离子电池和电能收集转换模块构成。

作为优选，外壳上设有对压板进行限位锁定的锁止开关。当不想使用发电功能时，可通过锁止开关关闭压板。