本發(fā)明涉及節(jié)能領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)電鞋,包括鞋跟和發(fā)電裝置。

背景技術(shù)：

便攜式電子設(shè)備已成為人們生活的必需品，但在其實際使用過程中，因電池的續(xù)航能力差而使其飽受詬病，而攜帶移動電池又十分不便，因此，研發(fā)一種可隨時隨地滿足便攜式電子設(shè)備的應(yīng)急供電需求的產(chǎn)品勢在必行，現(xiàn)在市面上較常見的發(fā)電鞋在一定程度上解決了這個問題。但目前大多數(shù)發(fā)電鞋采用壓電系統(tǒng)和流體系統(tǒng)發(fā)電，發(fā)電效率極低，鞋子舒適度差，并且當鞋子產(chǎn)生較大變形時，其發(fā)電的能力急劇下降，非常不實用。

竇麗華、趙勇立等在其專利《一種人體足部機械能發(fā)電裝置》(cn201410230637)中提出的利用電磁式結(jié)合流體系統(tǒng)的發(fā)電方式，該裝置在人體行走時將人體足部垂直方向的動量通過液體的流動轉(zhuǎn)變?yōu)樘刂频拇朋w活塞水平方向的動量，這種方式磁體活塞水平位移量少，效率低下。

黃淞在其專利《發(fā)電鞋》(cn102273764a)中提出一種利用人體腳部踩踏鞋跟頂面的踏板，當踏板下移時踏板下方的弧形齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，齒輪旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動發(fā)電機開始工作，該裝置的發(fā)電機被驅(qū)動時轉(zhuǎn)速低，發(fā)電量少,且該裝置的踏板結(jié)構(gòu)在復(fù)位之后會對人體足部產(chǎn)生擠壓，鞋子的舒適度差。

因此，在現(xiàn)有發(fā)電鞋的技術(shù)基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，提高發(fā)電機轉(zhuǎn)速，增加發(fā)電量，提高發(fā)電效率，提升穿鞋的舒適度，滿足各種便攜式電子設(shè)備的應(yīng)急供電需求，具有很強的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是如何提高發(fā)電機轉(zhuǎn)速，增加發(fā)電量，提高發(fā)電效率，提升穿鞋的舒適度，滿足各種便攜式電子設(shè)備的應(yīng)急供電需求。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種發(fā)電鞋，包括鞋跟和發(fā)電裝置，所述鞋跟為折疊式的結(jié)構(gòu)，里面設(shè)有所述發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置包括u形桿、軸、單向軸承、軸承座、推力軸承、隔圈、錐形齒，所述軸連接所述u形桿的兩端，其在兩端連接處安裝有所述單向軸承和所述軸承座，其中一端的所述軸承座外側(cè)還安裝有所述推力軸承和所述隔圈，所述軸的安裝有所述錐形齒。

優(yōu)選地，所述折疊式鞋跟材料為橡膠。

優(yōu)選地，所述u形桿材料為304不銹鋼。

優(yōu)選地，所述軸承座材料為鋁合金。

優(yōu)選地，所述軸承座與所述u形桿的固定方式為螺紋固定。

進一步地，所述發(fā)電裝置還包括支架座，所述支架座包括支架、支架開孔、軸承、定位孔、定位槽、發(fā)電機支架、發(fā)電機和錐形齒，所述支架左右兩側(cè)設(shè)有所述支架開孔，所述軸承放置在所述支架開孔內(nèi)，所述支架底部設(shè)有所述定位孔和所述定位槽，用于固定所述發(fā)電機支架，所述發(fā)電機安裝在所述發(fā)電機支架上，所述錐形齒安裝在所述發(fā)動機上并和所述軸的錐形齒完全嚙合。

優(yōu)選地，所述支架的材料為硬塑料或輕質(zhì)合金。

優(yōu)選地，所述發(fā)電機為內(nèi)置齒輪箱的航模舵機。

優(yōu)選地，所述發(fā)電機支架通過所述定位孔和所述定位槽固定在所述支架上的方式為螺紋固定。

進一步地，所述軸穿過所述單向軸承的同時又穿過所述支架左右內(nèi)側(cè)的所述軸承。

本發(fā)明機械能發(fā)電原理如下：

當人行走或奔跑時，所述折疊式鞋跟與地面接觸并被擠壓，其內(nèi)部的所述發(fā)電模塊中的u形桿在所述折疊式鞋跟被擠壓的同時做圓周運動。當所述折疊式鞋跟達到形變最大處即鞋跟有離開地面趨勢時，所述u形桿也從初始位置旋轉(zhuǎn)到達終點位置，這個過程中所述軸承座和所述單向軸承也帶動所述軸和其上的錐齒輪一同旋轉(zhuǎn)，由于所述軸的錐齒輪和所述發(fā)電機的錐齒輪是互相嚙合的，因此所述發(fā)電機上的錐齒輪帶動所述發(fā)電機的旋子旋轉(zhuǎn)發(fā)電。從所述折疊式鞋跟有離開地面的趨勢至完全離開地面這段時間內(nèi)，所述折疊式鞋跟的彈性材料特性使其自動復(fù)位，而所述單向軸承具有在一個方向上鎖死而在另一個方向上自由運動的特性，因此所述u形桿、所述軸承座和所述單向軸承也隨所述折疊式鞋跟的自動復(fù)位而復(fù)位。在復(fù)位的過程中，所述發(fā)電機的旋子保持靜止，為下一次發(fā)電做準備。所述發(fā)電機產(chǎn)生的電能經(jīng)過電能處理模塊處理后可儲存在充電電池內(nèi)。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案可取得以下有益效果：

1、采用u形桿的結(jié)構(gòu)和折疊式鞋跟增加了人體足部運動時鞋跟處的變形量，增加可吸收的機械能，同時采用舵機做為發(fā)電機，利用其內(nèi)置的齒輪箱可以提高發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，增加發(fā)電量，發(fā)電效率高。

2、利用單向軸承的工作特性，有效減少機械能的損失，當腳跟落地時，u形桿和錐形齒轉(zhuǎn)動從而驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，但當腳跟抬起時，由于單項軸承阻力的大大減小使u形桿在其自身的重力和折疊式鞋跟恢復(fù)力的作用下實現(xiàn)自動復(fù)位。由于鞋底面為一整體，所有模塊均安裝在鞋跟內(nèi)，因此在人體行走的過程中并不會對足部造成不適感。

3、結(jié)構(gòu)簡單，所用零部件均易取得且組裝簡單，提高了裝置的實用性。

附圖說明

圖1是發(fā)電鞋的整體示意圖；

圖2是折疊式鞋跟示意圖；

圖3是發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是發(fā)電裝置的局部剖視圖；

圖5是支架整體示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步的說明，但不是對本發(fā)明的限定。

圖1圖2為發(fā)電鞋的整體示意圖和折疊式鞋跟示意圖，折疊式鞋跟由具有彈性形變能力的材料制成。

圖3至圖5為發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)示意圖、局部剖視圖及支架整體示意圖，所述發(fā)電裝置2包括u形桿201、軸202、單向軸承203、204、軸承座205、206、推力軸承207、隔圈208、錐形齒209，所述軸202連接所述u形桿201的兩端，其在兩端連接處安裝有所述單向軸承203、204和所述軸承座205、206，其中一端的所述軸承座206外側(cè)還安裝有所述推力軸承207和所述隔圈208，所述軸202安裝有所述錐形齒209。

優(yōu)選地，所述折疊式鞋跟1材料為橡膠。

優(yōu)選地，所述u形桿201材料為304不銹鋼。

優(yōu)選地，所述軸承座205、206材料為鋁合金。

優(yōu)選地，所述軸承座205、206與所述u形桿201的固定方式為螺紋固定。

進一步地，所述發(fā)電裝置2還包括支架座，所述支架座包括支架210，支架開孔211、212，軸承213、214，定位孔215、216、217、218，定位槽219、220，發(fā)電機支架221，發(fā)電機222和錐形齒223，所述支架210左右兩側(cè)設(shè)有所述支架開孔211、212，所述軸承213、214放置在所述支架開孔211、212內(nèi)，所述支架210底部設(shè)有所述定位孔215、216、217、218和所述定位槽219、220，用于固定所述發(fā)電機支架221，所述發(fā)電機222安裝在所述發(fā)電機支架221上，所述錐形齒223安裝在所述發(fā)動機222上并和所述軸202的錐形齒209完全嚙合。

優(yōu)選地，所述支架210的材料為硬塑料或輕質(zhì)合金。

優(yōu)選地，所述發(fā)電機222為內(nèi)置齒輪箱的航模舵機。

優(yōu)選地，所述發(fā)電機支架221通過所述定位孔215、216、217、218和所述定位槽219、220固定在所述支架210上的方式為螺紋固定。

進一步地，所述軸202穿過所述單向軸承203、204的同時又穿過所述支架210左右內(nèi)側(cè)的所述軸承213、214。

本發(fā)明機械能發(fā)電原理如下：

當人行走或奔跑時，所述折疊式鞋跟1與地面接觸并被擠壓，嵌入其內(nèi)部的所述發(fā)電模塊2中的u形桿在所述折疊式鞋跟1被擠壓的同時做圓周運動。當所述折疊式鞋跟1達到形變最大處即鞋跟有離開地面趨勢時，所述u形桿也從初始位置旋轉(zhuǎn)到達終點位置，這個過程中所述軸承座205、206和所述單向軸承203、204也帶動所述軸202和其上的錐齒輪209一同旋轉(zhuǎn)，由于所述軸202的錐齒輪209和所述發(fā)電機222的錐齒輪223是互相嚙合的，因此所述發(fā)電機222上的錐齒輪223又帶動所述發(fā)電機222的旋子旋轉(zhuǎn)發(fā)電。從所述折疊式鞋跟1有離開地面的趨勢至完全離開地面這段時間內(nèi)，所述折疊式鞋跟1的彈性材料特性使其自動復(fù)位，而所述單向軸承203、204具有在一個方向上鎖死而在另一個方向上自由運動的特性，因此所述u形桿201、所述軸承座205、206和所述單向軸承203、204也隨折疊式鞋跟1的自動復(fù)位而復(fù)位。在復(fù)位的過程中，所述發(fā)電機222的旋子保持靜止，為下一次發(fā)電做準備。所述發(fā)電機222產(chǎn)生的電能經(jīng)過電能處理模塊處理后可儲存在充電電池內(nèi)。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案可取得以下有益效果：

1、采用u形桿的結(jié)構(gòu)和折疊式鞋跟增加了人體足部運動時鞋跟處的變形量，增加可吸收的機械能，同時采用舵機做為發(fā)電機，利用其內(nèi)置的齒輪箱可以大大提高發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，增加發(fā)電量，發(fā)電效率高。

2、利用單向軸承的工作特性，當腳跟落地時，u形桿和錐形齒轉(zhuǎn)動從而驅(qū)動發(fā)電機轉(zhuǎn)動，但當腳跟抬起時，由于單項軸承阻力的大大減小使u形桿在其自身的重力和折疊式鞋跟恢復(fù)力的作用下實現(xiàn)自動復(fù)位。由于鞋底面為一整體，所有模塊均安裝在鞋跟內(nèi)，因此在人體行走的過程中并不會對足部造成不適感。

3、結(jié)構(gòu)簡單，所用零部件均易取得且組裝簡單，提高了裝置的實用性。

以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作出了詳細說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下,對這些實施方式進行各種變化、修改、替換和變型仍落入在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。