[发明专利]一种将机械能转换为电能的多功能发电鞋

摘要

本发明提供一种将机械能转换为电能的多功能发电鞋，包括整体框架结构，和安装在该整体框架结构内的压电发电装置、电磁感应发电装置、光能发电装置、整流稳压超级电容电路、加热装置、计步器装置、自动系鞋带装置、电量显示装置、感光照明装置，各部件相互配合能够将人体耗散的机械能收集并转换成为电能。本发明提供的多功能发电鞋具有发电量大、重量轻、结构稳定、成本低。

主权项

1.一种将机械能转换为电能的多功能发电鞋，其特征在于，所述的多功能发电鞋包括整体框架结构、两个压电发电装置、两个电磁感应发电装置、光能发电装置、整流稳压超级电容电路、加热装置、计步器装置、自动系鞋带装置、电量显示装置、感光照明装置；所述的装置整体框架结构包括一个前部结构、多个中部连接板(4)、一个后部结构；前段结构包括鞋尖(1)、前部上支撑板(2)、前部下支撑板(3)、液压杆A(7)、液压杆B(8)；后端结构包括后部上支撑板(5)、后部下支撑板(6)、液压杆C(9)、液压杆D(10)；中部连接板(4)位于前部结构和后部结构之间，多个中部连接板(4)相互之间通过轴承连接后，两侧分别与前部结构和后部结构通过轴承连接，轴承两端紧固，防止轴向位移，保证前部结构、后部结构均能做同轴转动；所述的多个中部连接板(4)的个数根据实际情况确定；鞋尖(1)内部放置主充电电池、备用充电电池；前部下支撑板(3)为L型，位于前部上支撑板(2)下方，前部下支撑板(3)和前部上支撑板(2)之间形成存储仓M；前部下支撑板(3)L型侧面与鞋尖(1)大端端面接合后通过扣锁固定；前部下支撑板(3)L型侧面上方与前部上支撑板(2)首部通过轴承联系，轴承两端分别通过螺母紧固，前部上支撑板(2)和前部下支撑板(3)能够绕该轴承做定轴转动；前部上支撑板(2)和前部下支撑板(3)的尾部左右两侧面均设有固定孔，二者同侧的固定孔与竖直方向夹角A等于走路时足跟部落地时足底与水平面的夹角；液压杆A(7)两端的固定接头伸入前部上支撑板(2)和前部下支撑板(3)左侧面的固定孔固定，液压杆B(8)两端的固定接头伸入右侧面的固定孔固定，前部上支撑板(2)和前部下支撑板(3)在液压杆A(7)、液压杆B(8)往复伸缩下，绕首部轴承做角度A的定轴转动；后部下支撑板(6)结构与前部下支撑板(3)相同，后部下支撑板(6)侧面上方与后部上支撑板(5)首部通过轴承连接后，二者能够绕该首部轴承做定轴转动，且中部连接板(4)与后部上支撑板(5)首部通过轴承连接；后部下支撑板(6)与后部上支撑板(5)之间形成存储仓N；后部上支撑板(5)、后部下支撑板(6)尾部结构与前部上支撑板(2)和前部下支撑板(3)的尾部结构相同，与两个液压杆连接，后部上支撑板(5)、后部下支撑板(6)在液压杆的往复伸缩下，能够绕首部轴承做角度A的定轴转动；所述的压电发电装置固定在前部下支撑板(3)和后部下支撑板(6)上，包括压电陶瓷固定块(14)和多个压电避震头；多个压电避震头分部于整体框架结构两侧，用于避震和给主充电电池充电；每一个压电避震头由压电避震头连接头(11)、压电避震头避震结构(12)、压电避震头压电端(13)组成，三者依次通过防水防尘粘接剂粘接；其中，压电比枕头避震结构(12)上有多个螺旋弹簧固定孔，每个螺旋弹簧固定孔中安装一个弹簧，用于支撑压电避震头避震结构(12)；压电陶瓷固定块(14)用于给主充电电池充电，包括多个线圈固定槽(15)、多个压电陶瓷槽(16)和磁铁块活动孔(17)；其中，线圈固定槽(15)位于两个压电陶瓷槽(16)之间，用于放置线圈，线圈内部放置磁铁块活动孔(17)；压电陶瓷槽(16)上表面水平，下表面两端水平、中部弯曲，该结构两端用来固定陶瓷片，中部曲面能够控制压电陶瓷片的弹性形变量，防止压电陶瓷片发生永久性的功能损伤；所述的光能发电装置包括太阳能板，太阳能板覆盖于鞋面和整体框架结构的两侧，用来给主充电电池充电；所述的两个电磁感应发电装置放置于密封箱后，分别固定在前部下支撑板(3)和后部下支撑板(6)上，用于给主充电电池充电；所述的整流稳压超级电容电路包括由二极管、超级电容、三极管、稳压管、保护电阻，用于接收处理压电发电装置、电磁感应发电装置、光能发电装置产生的交流电，二极管整流处理后，输入超级电容，通过稳压管稳压、放大电路放大处理，最终变为稳定的直流电输出给主充电电池，当主充电电池电量充满后为备用充电电池充电；所述的加热装置包括通过导线连接的发热片和控制电路两部分；发热片放置于整体框架结构上表面，控制电路位于存储仓M中；假设人足部适宜温度介于X和Y之间，加热装置设定后，能够保证鞋子内部温度维持在X和Y之间，X＜Y，控制电路中的电子温控开关感受工作环境温度T的变化，产生导通或断开动作：当工作环境温度T＜Y时，电子温控开关导通，加热装置工作；当T≥Y时，电子温控开关断开，加热装置停止工作；计步器装置包括液晶屏和计步器控制装置，放置于存储仓N中，并在液晶屏表面用透明钢化玻璃板覆盖做防尘放水密封处理；自动系鞋带装置包括正反转自锁减速电机控制装置和鞋带外固定装置，鞋带外固定装置设置于鞋面开口两侧，正反转自锁减速电机控制装置布置于中部连接板(4)内部的空仓中；电量显示装置包括电量显示灯组、按键开关、电量显示装置控制电路，三者通过导线连接，放置于存储仓N中，用来测量并显示主充电电池电量；感光照明装置位于鞋尖(1)内部中，包括依次串联连接的微电子光控器、发光二极管、保护电阻、自锁开关；其中，微电子光控器的感光头设置于鞋尖(1)外侧前部尖端，用于检测外部环境亮度；当外部环境亮度低于设定值时，微电子光控器开关闭合，发光二极管接通电源开始照明；当外部环境亮度高于设定值时，微电子光控器开关断开，发光二极管与电源断开停止照明；同时，使用者也能够根据实际需求，通过照明控制电路的手动控制开关进行手动控制。