[发明专利]一种鞋跟嵌入式能量收集器

说明书

本发明公开了一种鞋跟嵌入式能量收集器，包括底板、踏板、线圈和磁铁盒壳体，踏板的底面固设有至少三个弹簧，弹簧的顶端与踏板固连，弹簧的底端与底板固连，线圈嵌设在底板的顶面，磁铁盒壳体中固设有N极磁铁、S极磁铁和悬臂梁，悬臂梁伸出磁铁盒壳体的一端与底板固连，磁铁盒壳体位于线圈上方；磁铁盒壳体一侧固设有一凸块，凸块与悬臂梁伸出磁铁盒壳体的一端位于磁铁盒壳体同一侧且凸块远离悬臂梁，踏板的底端固设有一位于凸块正上方的压块，压块的底面为斜面，压块的底面靠近磁铁盒壳体的一端高于压块的底面的另一端。本发明的鞋跟嵌入式能量收集器的结构简单、体积小，能够满足可穿戴电子设备的用电需求。

技术领域

本发明涉及可穿戴发电装置技术领域，特别是涉及一种鞋跟嵌入式能量收集器。

背景技术

近年来，可穿戴电子设备发展迅速，其在医疗、军事和物联网等领域的应用越来越广泛。然而，这些设备大多采用电化学电池供电，几乎没有自我充电的能力，且电化学电池寿命有限等缺点极大地限制了这些设备的使用时长。因此，迫切需要提供一种可实时为可穿戴装置供能的装置来延长可穿戴电子设备的寿命。

目前环境中可利用的能量有光能、热能、机械能和化学能等，将这些不同形式的能源转化为电能待利用已经越来越成为国内外众多学者研究的热点。其中，人们对机械能的转化技术已经越来越趋于成熟，许多地区已经建立了水力、风力发电站并已经实现了并网发电，然而，这类能源与气候和地理位置等息息相关，因此只能存在于特定的季节或地区，并不能用于为可穿戴电子设备提供电能。人体运动时的动能是一种具有位移小，能量大等特点的连续机械能，利用人体运动时的能量来为可穿戴设备实时供能在发展可穿戴自供能电子设备方面具有广阔的前景。在人体运动能量收集原理方面，主要有压电式、电磁式、摩擦电式、静电式四种类型。其中电磁式振动能量收集器因其具有能量转换效率高、寿命长、功率大、不需要智能材料等优势得到较为广泛的关注。

目前，现有的可为可穿戴式智能电子设备提供电能的能量收集装置正面临的主要问题有：一是体积质量大且结构复杂，严重限制了人体正常的活动，二是能量转换效率低，不足以满足可穿戴电子设备的用电需求。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术存在的问题，提供一种结构简单、体积小的鞋跟嵌入式能量收集器。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种鞋跟嵌入式能量收集器，包括底板、踏板、线圈和磁铁盒壳体，所述踏板的底面固设有至少三个弹簧，所述弹簧的顶端与所述踏板固连，所述弹簧的底端与所述底板固连，所述线圈嵌设在所述底板的顶面，所述磁铁盒壳体中固设有N极磁铁、S极磁铁和悬臂梁，所述悬臂梁伸出所述磁铁盒壳体的一端与所述底板固连，所述磁铁盒壳体位于所述线圈上方；所述磁铁盒壳体一侧固设有一凸块，所述凸块与所述悬臂梁伸出所述磁铁盒壳体的一端位于所述磁铁盒壳体同一侧且所述凸块远离所述悬臂梁，所述踏板的底端固设有一位于所述凸块正上方的压块，所述压块的底面为斜面，所述压块的底面靠近所述磁铁盒壳体的一端高于所述压块的底面的另一端。

优选的，所述N极磁铁和所述S极磁铁均为两个，两个所述N极磁铁和两个所述S极磁铁呈方形阵列排布，任意一个所述N极磁铁与任意一个所述S极磁铁相邻。

优选的，所述凸块的底面设置有一凹槽，所述凹槽中设置有一滚珠。

优选的，所述底板对应所述悬臂梁设置有一卡槽，所述悬臂梁伸出所述磁铁盒壳体的一端具有向下的延伸部，所述延伸部与所述卡槽过盈配合。

优选的，所述底板对应所述线圈设置有一放置槽，所述线圈固设在所述放置槽中。

优选的，所述底板上还固设有一附加永磁铁，所述附加永磁铁与所述磁铁盒壳体之间具有间隔，所述附加永磁铁靠近所述悬臂梁的另一端，所述附加永磁铁和所述压块分别位于所述悬臂梁的两侧；当所述磁铁盒壳体与所述附加永磁铁之间的间隔最小时，所述附加永磁铁与所述磁铁盒壳体中最靠近所述附加永磁铁的磁铁互相排斥。