[发明专利]一种利用人体行走自发电装置及无线定位器

说明书

本发明公开了一种利用人体行走自发电装置及无线定位器，在人行走的过程中，利用人脚跟部分自然踩踏进行电能的收集与存储，人体不需要主动进行做功发电，避免了人体主动做功时的能量消耗；踩踏传动模块将脚跟向下的位移转为传动轴的低速转动，然后利用减速机将这部分低速转动进行放大变成高速转动，使用高速转动带动发电机发电；无线定位器，基于利用人体行走自发电装置，采集运动传感器数据，判断当前人体是否在行走，如果当前人体没有行走，位置不会发送变化，则将所有设备进入低功耗模式，减少电能消耗；当人体行走时，采集能量信息，当能量充足时，获取定位信息并发出，根据人体的运动情况管理电能的消耗，有助于减少不必要的能量消耗。

技术领域

本发明涉及一种利用人体行走自发电装置及无线定位器，属于无线定位器技术领域。

背景技术

随着低功耗穿戴式定位设备的迅猛发展以及监护人为了保证孩子与老人的安全经常有需要知道孩子和老人位置信息等需求，穿戴式定位设备逐渐发展起来，市场出现了如定位手表，定位手环等一系列无线定位产品。这些大多数需要定期更换电池，或者定期给设备充电，对产品的使用造成了一定量的不便。

目前存在的自发电无线定位器中，利用人体行走的进行发电进行定位是比较常见的一种。如CN201910313227.4公开了一种自充电的可检测及预测身体健康状况和定位及报警功能的智能鞋。该智能鞋采用电磁式发电，定子以及上下两端内嵌的环绕铁芯的线圈，发电装置上下对称两端同时发电，即定子上下两端有两个转子共用一个定子，并且转子采用非平衡转子。使用者脚部运动时产生的动能，会使两端的转子运动，经过转子与定子的耦合磁场，从而使两端的线圈切割磁感线，将转子的旋转动能转化为线圈中电能并输出。定位部分采用GPS和BDS双模定位，全天候作业。但这种自发电定位鞋的发电的功率很低并且能量消耗很大，不利于长期使用。该自发电定位鞋使用非平衡转子，人体行走一步，转子旋转一圈。根据电磁感应定律，导体切割磁感线产生的感应电动势和导体运动的速度有关，切割磁感线的速度越快，导体产生的电压越块。当磁场中的导体产生电流时会产生安培力，电流越大，安培力越大，所以不平衡转子旋转时会产生安培力阻碍转子转动，而且转子转动全靠转子的惯性产生，所以没有外力维持转子转动，所以转子转动速度变慢，产生的电动势降低，阻碍发电。而且GPS和BDS双模定位全天候作业，电能消耗大，当物体没有运动时也在传输数据，非常浪费能量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用人体行走自发电装置及无线定位器，可以高效的将人体行走时脚跟部分缓冲做功转换为电能。

一种利用人体行走自发电装置，包括踩踏传动装置、减速机以及发电机；

所述踩踏传动装置包括踩踏块(1)、限位框(2)、第一磁铁(3)、第二磁铁(4)和Z型传动轴(6)；

所述限位框(2)为一端开口的长方体框；踩踏块(1)放入限位框(2)中；踩踏块(1)底部固连第一磁铁(3)，限位框(2)底部固连第二磁铁(4)；其中第一磁铁(3)和第二磁铁(4)的相同磁极相对；

踩踏块(1)的一个侧面上开有一个具有设定宽度的踩踏块凹槽(5)；在与踩踏块凹槽(5)相对的位置，限位框(2)上开有一个宽度相当的传动轴活动凹槽(7)；

Z型传动轴(6)的一端放入踩踏块凹槽(5)中，并可在该踩踏块凹槽(5)沿宽度方向移动；

Z型传动轴(6)的另一端与减速机(8)的输出口相连；减速机(8)的输入口与发电机(9)的转子相连。

进一步的，还包括AC-DC转换电路；AC-DC转换电路将发电机(9)输入的交流电转换为直流电，送入储能模块存储。

较佳的，所述踩踏块(1)与限位框(2)均使用硬塑料制作。

较佳的，所述自发电装置置于鞋底的脚跟部位。

一种基于人体行走自发电装置的无线定位器，包括供电单元和定位通信单元；