發(fā)電鞋的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)電鞋，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電鞋結(jié)構(gòu)復(fù)雜、發(fā)電效率低、穿起來(lái)不舒適的問(wèn)題。該發(fā)電鞋包括：設(shè)置在所述發(fā)電鞋的鞋底部位的納米摩擦發(fā)電機(jī)，用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；以及與所述納米摩擦發(fā)電機(jī)相連的蓄電裝置，用于對(duì)所述納米摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能進(jìn)行存儲(chǔ)。
【專利說(shuō)明】發(fā)電鞋【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)電鞋。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，常見(jiàn)的發(fā)電鞋大多是采用磁式發(fā)電，相當(dāng)于在鞋底安裝一個(gè)小型發(fā)電機(jī)，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、容易出現(xiàn)問(wèn)題，而且發(fā)電效率低，且鞋底發(fā)生較大變形，走路時(shí)容易產(chǎn)生不適感。
[0003]而且，平時(shí)在走路的過(guò)程中，腳掌通過(guò)鞋子對(duì)路面產(chǎn)生壓力，從而產(chǎn)生機(jī)械能。一個(gè)成年人在走路的過(guò)程中通過(guò)鞋子所產(chǎn)生的機(jī)械能是非?？捎^的(例如，可產(chǎn)生60瓦的能量)，但是，目前的發(fā)電鞋并沒(méi)有將這部分機(jī)械能利用起來(lái)，使其白白浪費(fèi)掉了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供了一種發(fā)電鞋，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電鞋結(jié)構(gòu)復(fù)雜、發(fā)電效率低、穿起來(lái)不舒適、且沒(méi)有對(duì)走路產(chǎn)生的機(jī)械能加以利用的問(wèn)題。
[0005]一種發(fā)電鞋，包括:設(shè)置在所述發(fā)電鞋的鞋底部位的納米摩擦發(fā)電機(jī)，用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；以及與所述納米摩擦發(fā)電機(jī)相連的蓄電裝置，用于對(duì)所述納米摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例中，無(wú)需設(shè)置小型發(fā)電機(jī)，只需通過(guò)納米摩擦發(fā)電機(jī)將走路時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能就可以為蓄電裝置充電，從而由蓄電裝置將納米摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能收集并存儲(chǔ)起來(lái)，因而對(duì)走路時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械能進(jìn)行了合理的利用。其中，蓄電裝置收集的電能可用于為外部電器(如隨身攜帶的手機(jī)、mp3)供電，這樣，用戶無(wú)需隨身攜帶充電器或電池，通過(guò)該發(fā)電鞋就可以將走`路過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為外部電器需要的電能，解決了用戶外出時(shí)充電的難題。該發(fā)電鞋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，且納米摩擦發(fā)電機(jī)不像常見(jiàn)的發(fā)電鞋內(nèi)部的小型發(fā)電機(jī)那樣材質(zhì)堅(jiān)硬，所以還提高了用戶的舒適度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2a示出了本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)電鞋內(nèi)部的多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)平鋪設(shè)置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2b示出了本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)電鞋內(nèi)部的多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)層疊設(shè)置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋內(nèi)部的蓄電裝置通過(guò)有線方式供電時(shí)的一種結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011]圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋內(nèi)部的蓄電裝置通過(guò)有線方式供電時(shí)的另一種結(jié)構(gòu)不意圖；
[0012]圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋內(nèi)部的蓄電裝置通過(guò)無(wú)線方式供電時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋內(nèi)部的納米摩擦發(fā)電機(jī)一種【具體實(shí)施方式】的立體示意圖；
[0014]圖7為本發(fā)明圖6納米摩擦發(fā)電機(jī)的剖面示意圖；
[0015]圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋內(nèi)部的納米摩擦發(fā)電機(jī)另一種【具體實(shí)施方式】的立體示意圖；
[0016]圖9為本發(fā)明圖8納米摩擦發(fā)電機(jī)的剖面示意圖；
[0017]圖10為本發(fā)明生長(zhǎng)有氧化鋅納米線的硅基底示意圖；
[0018]圖11為本發(fā)明涂覆PVDF的硅基底示意圖；
[0019]圖12為本發(fā)明基底分離示意圖；
[0020]圖13為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋內(nèi)部的納米摩擦發(fā)電機(jī)又一種【具體實(shí)施方式】的立體示意圖；
[0021]圖14為本發(fā)明圖14納米摩擦發(fā)電機(jī)的剖面示意圖；
[0022]圖15為本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋內(nèi)部的納米摩擦發(fā)電機(jī)再一種【具體實(shí)施方式】的立體示意圖；
[0023]圖16為本發(fā)明圖15納米摩擦發(fā)電機(jī)的剖面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅僅限于此。
[0025]本發(fā)明提供了一種發(fā)電鞋，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)電鞋結(jié)構(gòu)復(fù)雜、發(fā)電效率低、穿起來(lái)不舒適、且沒(méi)有對(duì)走路產(chǎn)生的機(jī)械能加以利用的問(wèn)題。
[0026]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋，包括:設(shè)置在發(fā)電鞋的鞋底部位的納米摩擦發(fā)電機(jī)61，用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；以及與納米摩擦發(fā)電機(jī)61相連的蓄電裝置62，用于對(duì)納米摩擦發(fā)電機(jī)61產(chǎn)生的電能進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0027]為了便于放置納米摩擦發(fā)電機(jī)和蓄電裝置，可以在鞋底內(nèi)部設(shè)置一個(gè)或多個(gè)空腔，將納米摩擦發(fā)電機(jī)和蓄電裝置放入空腔內(nèi)。在圖1所示的發(fā)電鞋中，分別在鞋底的腳掌和腳底部位放置了兩處納米摩擦發(fā)電機(jī)，由于在走路時(shí)，腳掌和腳底部位與地面的接觸更加充分，因此，這樣的設(shè)置方式能夠提高發(fā)電效率。另外，在圖1中，將蓄電裝置設(shè)置在了鞋底的腳心部位，由于足弓的存在，導(dǎo)致腳心部位與地面之間往往會(huì)有少許空隙，因此，將蓄電裝置設(shè)置在腳心部位，可以在走路時(shí)將蓄電裝置對(duì)穿著者的影響降到最低。
[0028]圖1所示的納米摩擦發(fā)電機(jī)和蓄電裝置的位置只是示意性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以根據(jù)實(shí)際需要，將納米摩擦發(fā)電機(jī)和蓄電裝置設(shè)置在發(fā)電鞋的其他位置上。
[0029]另外，為了提高發(fā)電效率，該發(fā)電鞋中的納米摩擦發(fā)電機(jī)的數(shù)量可以為多個(gè)，多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)方式連接，以增大輸出的電流或電壓。具體地，當(dāng)納米摩擦發(fā)電機(jī)的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)可以通過(guò)平鋪方式設(shè)置，也可以通過(guò)層疊方式設(shè)置。
[0030]當(dāng)多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)平鋪方式設(shè)置時(shí)，如圖2a所示。在圖2a中，多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)中的每一個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)所占用的面積比較小，因而可以在同一水平面內(nèi)以平鋪方式設(shè)置多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)，例如，在圖2a中，在腳底部位設(shè)置了九個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)，這九個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)分為三行三列進(jìn)行設(shè)置。采用平鋪方式進(jìn)行設(shè)置時(shí)，由于多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)均位于同一水平面內(nèi)，不會(huì)顯著增加鞋底的厚度，因此，發(fā)電鞋的厚度與普通鞋相差不大，更加適合一般用戶的需求。
[0031]當(dāng)多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)層疊方式設(shè)置時(shí)，如圖2b所示。在圖2b中，多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)中的每一個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)所占用的面積相同。并且，與圖2a中的方式相比，圖2b中的每個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)所占用的面積通常較大，且各個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)層疊設(shè)置，即不同層的納米摩擦發(fā)電機(jī)位于同一豎直方向上，但分別處于不同的水平面內(nèi)。采用層疊方式進(jìn)行設(shè)置時(shí)，由于多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)均位于同一豎直方向上，會(huì)顯著增加鞋底的厚度，因此，發(fā)電鞋的厚度與普通鞋相比通常更厚，適合于特殊用戶(例如喜歡穿厚底鞋的用戶)的需求。另外，當(dāng)多個(gè)納米摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)層疊方式設(shè)置時(shí)，為了避免各個(gè)發(fā)電機(jī)之間相互影響，還可以在兩層發(fā)電機(jī)之間設(shè)置能起到支撐作用的支撐層。
[0032]上述的納米摩擦發(fā)電機(jī)均為高功率的納米摩擦發(fā)電機(jī)，關(guān)于該高功率的納米摩擦發(fā)電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)將在后面單獨(dú)進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0033]下面先介紹一下本發(fā)明實(shí)施例中的蓄電裝置的實(shí)現(xiàn)方式。
[0034]蓄電裝置62的主要目的是為了對(duì)納米摩擦發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的電能進(jìn)行儲(chǔ)存，并在需要時(shí)提供給外部電器(例如手機(jī)、mp3等)進(jìn)行供電。為了實(shí)現(xiàn)供電的目的，蓄電裝置62除了儲(chǔ)存電能之外，還需要對(duì)納米發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換，以便適合于外部電器的需求。其中，蓄電裝置62為外部電器供電時(shí)主要可通過(guò)有線供電和無(wú)線供電這兩種方式進(jìn)行。
[0035]下面首先介紹一下有線供電的方式:
[0036]當(dāng)蓄電裝置62通過(guò)有線供電方式為外部電器供電時(shí)，蓄電裝置62的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。蓄電裝置62包括:降壓變壓器621、交直流轉(zhuǎn)換器622、儲(chǔ)能元件623以及升壓變壓器624。其中，降壓變壓器621的輸入端與納米摩擦發(fā)電機(jī)61的輸出端相連，用于對(duì)納米摩擦發(fā)電機(jī)61產(chǎn)生的電能進(jìn)行降壓處理，由于納米摩擦發(fā)電機(jī)61為高功率的納米摩擦發(fā)電機(jī)，因此，產(chǎn)生的電能的電壓通常比較高，因此，需要由降壓變壓器621進(jìn)行降壓，經(jīng)降壓變壓器621處理后的電信號(hào)依然為交流電信號(hào)。降壓變壓器621的輸出端與交直流轉(zhuǎn)換器622相連，交直流轉(zhuǎn)換器622主要用于將降壓變壓器621處理后的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，以便于儲(chǔ)能元件623存儲(chǔ)。儲(chǔ)能元件623中存儲(chǔ)的是直流電能，為了將該直流電能提供給外部電器供電，還需要由升壓變壓器624對(duì)儲(chǔ)能元件中存儲(chǔ)的電能進(jìn)行升壓處理。升壓變壓器輸出的電壓可以由外部電器的額定電壓決定。例如，通常的外部電器的額定電壓包括6V、3V等，升壓變壓器的輸出電壓也可以相應(yīng)地為6V、3V。為了能夠適應(yīng)更多類型的外部電器，該升壓變壓器可以具有多個(gè)輸出端，每個(gè)輸出端用于輸出不同的電壓，以便適應(yīng)不同用電器的需求。
[0037]上述的交直流轉(zhuǎn)換器622進(jìn)一步包括:整流電路6221、濾波電路6222以及穩(wěn)壓電路6223。其中，整流電路6221用于對(duì)降壓變壓器621輸出的交流電能進(jìn)行整流，從而把大小和方向都隨時(shí)間變化的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉较虿浑S時(shí)間變化，大小隨時(shí)間變化的單相脈動(dòng)直流電。濾波電路6222，用于將整流電路6221輸出的單相脈動(dòng)直流電中剩余的交流分量濾除，從而得到相對(duì)比較穩(wěn)定的直流電。穩(wěn)壓電路6223，用于對(duì)濾波電路6222輸出的比較穩(wěn)定的直流電進(jìn)一步進(jìn)行穩(wěn)壓處理，得到恒定的電壓信號(hào)。具體地，整流電路6221、濾波電路6222和穩(wěn)壓電路6223的具體電路器件和參數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行靈活地設(shè)計(jì)。
[0038]上述的儲(chǔ)能元件623可以靈活選用鋰電池、鎳氫電池、超級(jí)電容等元件實(shí)現(xiàn)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)儲(chǔ)能的目的即可。
[0039]為了使蓄電裝置62中存儲(chǔ)的電能能夠方便地提供給外部電器，該蓄電裝置62還可以進(jìn)一步設(shè)置一個(gè)充電接口 625，如圖4所示。該充電接口 625的一端與升壓變壓器624的輸出端相連，另一端用于連接外部電器并為外部電器供電。其中，充電接口 625可以是各種數(shù)字接口，例如，可以為普通USB接口、miniUSB接口等，只要能夠?qū)崿F(xiàn)通信目的即可。另夕卜，充電接口 625的數(shù)量也可以是多個(gè)，多個(gè)充電接口 625的類型可以相同也可以不同，以方便用戶的使用。
[0040]其中，充電接口 625可以是凹陷的插孔，通過(guò)數(shù)據(jù)線將充電接口 625與外部電器相連接，這時(shí)，蓄電裝置62可以固定在發(fā)電鞋內(nèi)部，然后將該充電接口 625設(shè)置在用戶可以接觸到的位置上，這樣，用戶無(wú)需取下蓄電裝置62，直接通過(guò)數(shù)據(jù)線就可以完成對(duì)外部電器的充電。為了避免暴露的插孔受到粉塵等異物的污染，還可以進(jìn)一步在插孔外部設(shè)置防護(hù)套。
[0041]充電接口 625也可以是凸起的插頭(類似優(yōu)盤插頭)，這時(shí)，可以將蓄電裝置62設(shè)計(jì)為可拆卸的。需要充電時(shí)，將蓄電裝置62從發(fā)電鞋上取下，并通過(guò)充電接口 625為外部電器充電。
[0042]下面再介紹一下無(wú)線供電的方式:
[0043]當(dāng)蓄電裝置62通過(guò)無(wú)線供電方式為外部電器供電時(shí)，蓄電裝置62的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。蓄電裝置62包括:無(wú)線發(fā)射器81和無(wú)線接收存儲(chǔ)器82。其中，無(wú)線發(fā)射器81設(shè)置在發(fā)電鞋內(nèi)部，與納米摩擦發(fā)電機(jī)61相連，用于將納米摩擦發(fā)電機(jī)61產(chǎn)生的電能通過(guò)無(wú)線方式傳輸給無(wú)線接收存儲(chǔ)器82。無(wú)線接收存儲(chǔ)器82獨(dú)立于發(fā)電鞋，可由用戶隨身攜帶，用于接收并存儲(chǔ)無(wú)線發(fā)射器81傳輸?shù)碾娔堋?br> [0044]其中，無(wú)線發(fā)射器81包括:調(diào)制器811、放大電路812、升壓變壓器813以及發(fā)射線圈(或發(fā)射天線)814。調(diào)制器811與納米摩擦發(fā)電機(jī)61的輸出端相連，用于對(duì)納米摩擦發(fā)電機(jī)61輸出的交流信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，為了傳輸更遠(yuǎn)的距離，可以選取頻率較高的信號(hào)作為載波信號(hào)，通過(guò)載波信號(hào)對(duì)納米摩擦發(fā)電機(jī)61輸出的交流信號(hào)(即基帶信號(hào))進(jìn)行調(diào)制后，得到高頻的已調(diào)信號(hào)。然后，放大電路812對(duì)調(diào)制器811輸出的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行初級(jí)放大，并傳送給升壓變壓器813，由升壓變壓器813對(duì)放大電路812輸出的電信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的放大，即升壓(例如可升至幾千伏)。最后，由發(fā)射線圈(或發(fā)射天線)814將升壓后的電信號(hào)發(fā)射給無(wú)線接收存儲(chǔ)器82。
[0045]無(wú)線接收存儲(chǔ)器82包括:接收線圈(或接收天線)821、降壓變壓器822、解調(diào)器823、交直流轉(zhuǎn)換器824、儲(chǔ)能元件825以及升壓變壓器826。接收線圈(或接收天線)821用于接收來(lái)自發(fā)射線圈(或發(fā)射天線)814的電信號(hào)。降壓變壓器822對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行降壓處理，其中，由于調(diào)制器811輸出的已調(diào)信號(hào)經(jīng)過(guò)了放大器812以及升壓變壓器813的二級(jí)放大過(guò)程，因此，降壓變壓器822的主要作用在于將接收到的電信號(hào)恢復(fù)到放大前的已調(diào)信號(hào)的幅度。然后，由解調(diào)器823對(duì)降壓變壓器822輸出的已調(diào)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，得到原始的基帶信號(hào)，該基帶信號(hào)為交流信號(hào)。交直流轉(zhuǎn)換器824用于將交流的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流的電信號(hào)，并傳送給儲(chǔ)能元件825存儲(chǔ)。為了將儲(chǔ)能元件825中存儲(chǔ)的直流電能提供給外部電器供電，還需要由升壓變壓器826對(duì)儲(chǔ)能元件825中存儲(chǔ)的電能進(jìn)行升壓處理。升壓變壓器826輸出的電壓可以由外部電器的額定電壓決定。例如，通常的外部電器的額定電壓包括6V、3V等，升壓變壓器的輸出電壓也可以相應(yīng)地為6V、3V。為了能夠適應(yīng)更多類型的外部電器，該升壓變壓器可以具有多個(gè)輸出端，每個(gè)輸出端用于輸出不同的電壓，以便適應(yīng)不同用電器的需求。
[0046]上述的交直流轉(zhuǎn)換器824的具體結(jié)構(gòu)可參照有線供電方式中的結(jié)構(gòu)，例如包括整流電路、濾波電路以及穩(wěn)壓電路，此處不再贅述。上述的儲(chǔ)能元件825可以靈活選用鋰電池、鎳氫電池、超級(jí)電容等元件實(shí)現(xiàn)，只要能夠?qū)崿F(xiàn)儲(chǔ)能的目的即可。
[0047]上述的無(wú)線接收存儲(chǔ)器82可以與外部電器連接，以便為外部電器充電。為了使無(wú)線接收存儲(chǔ)器82中存儲(chǔ)的電能能夠方便地提供給外部電器，該無(wú)線接收存儲(chǔ)器82還可以進(jìn)一步設(shè)置一個(gè)充電接口(圖中未示出)。該充電接口的一端與升壓變壓器826的輸出端相連，另一端用于連接外部電器并為外部電器供電。其中，充電接口可以是各種數(shù)字接口，例如，可以為普通USB接口、miniUSB接口等，只要能夠?qū)崿F(xiàn)通信目的即可。另外，充電接口的數(shù)量也可以是多個(gè)，多個(gè)充電接口的類型可以相同也可以不同，以方便用戶的使用。其中，充電接口可以是凹陷的插孔，通過(guò)數(shù)據(jù)線將充電接口與外部電器相連接；或者，充電接口也可以是凸起的插頭(類似優(yōu)盤插頭)，直接通過(guò)充電接口進(jìn)行充電。
[0048]當(dāng)蓄電裝置62采用無(wú)線供電方式時(shí)，無(wú)線發(fā)射器81能夠?qū)⒓{米摩擦發(fā)電機(jī)61產(chǎn)生的電能發(fā)射給無(wú)線接收存儲(chǔ)器82，由無(wú)線接收存儲(chǔ)器82通過(guò)充電接口為外部電器供電。采用無(wú)線通信的方式，由于不需要數(shù)據(jù)線的連接，也不需要將蓄電裝置62取下來(lái)進(jìn)行充電，所以，用戶可以在走路的同時(shí)，利用隨身攜帶的無(wú)線接收存儲(chǔ)器為身邊的電器(例如手機(jī)、mp3等)充電，這樣，步行、充電兩不誤，為用戶提供了很大的方便。
[0049]另外，還可以在蓄電裝置62內(nèi)部設(shè)計(jì)一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，用以控制電能的發(fā)射。例如，該開(kāi)關(guān)電路可以設(shè)計(jì)在無(wú)線發(fā)射器的內(nèi)部，這樣，當(dāng)用戶不需要充電，也不需要對(duì)納米摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，可以關(guān)閉無(wú)線發(fā)射器的開(kāi)關(guān)，這時(shí)，無(wú)線發(fā)射器停止向無(wú)線接收存儲(chǔ)器發(fā)射電信號(hào)，以避免電磁輻射對(duì)人體的影響?；蛘撸撻_(kāi)關(guān)電路也可以設(shè)計(jì)在無(wú)線接收存儲(chǔ)器的內(nèi)部，這樣，當(dāng)用戶不需要充電，也不需要對(duì)納米摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，可以關(guān)閉無(wú)線接收存儲(chǔ)器的開(kāi)關(guān)，這時(shí)，無(wú)線接收存儲(chǔ)器停止接收電信號(hào)?？蛇x地，無(wú)線接收存儲(chǔ)器的內(nèi)部開(kāi)關(guān)電路可以設(shè)置在接收線圈(或接收天線)821、降壓變壓器822之間。由于無(wú)線接收存儲(chǔ)器可隨身攜帶，因此，將開(kāi)關(guān)電路設(shè)置在無(wú)線接收存儲(chǔ)器上更便于用戶的操作。
[0050]上面描述的蓄電裝置62的兩種供電方式(有線供電方式和無(wú)線供電方式)僅為示意性的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其他的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)蓄電裝置收集電能并進(jìn)行供電的目的。另外，蓄電裝置62內(nèi)部的結(jié)構(gòu)也可以根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，例如，當(dāng)納米摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓較低時(shí)，也可以省去降壓變壓器。
[0051]通過(guò)上面描述的幾種方式，就可以通過(guò)蓄電裝置62實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電器的自給供電。上述的幾種方式各有優(yōu)勢(shì)，例如，有線供電方式中的電量傳輸比較穩(wěn)定，不會(huì)受到外界環(huán)境的影響；無(wú)線供電方式的傳輸方式非常靈活，不受空間限制，也無(wú)需數(shù)據(jù)線的纏繞，可以實(shí)現(xiàn)邊走路邊充電的效果。
[0052]在本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋中，納米摩擦發(fā)電機(jī)是最核心的部件，正是由于本實(shí)施例中的納米摩擦發(fā)電機(jī)采用了高功率的納米摩擦發(fā)電機(jī)，才得以實(shí)現(xiàn)對(duì)外部電器的供電。
[0053]下面詳細(xì)介紹一下本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋中的納米摩擦發(fā)電機(jī)的具體結(jié)構(gòu)。
[0054]本發(fā)明實(shí)施例提供的發(fā)電鞋中的納米摩擦發(fā)電機(jī)是一種高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)，當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層向下彎曲時(shí)，摩擦發(fā)電機(jī)中的摩擦電極層與高分子聚合物層表面相互摩擦產(chǎn)生靜電荷，靜電荷的產(chǎn)生會(huì)使第一電極和摩擦電極層之間的電容發(fā)生改變，從而導(dǎo)致第一電極和摩擦電極層之間出現(xiàn)電勢(shì)差。由于第一電極層和摩擦電極層之間電勢(shì)差的存在，自由電子將通過(guò)外電路由電勢(shì)低的一側(cè)流向電勢(shì)高的一側(cè)，從而在外電路中形成電流。當(dāng)該摩擦發(fā)電機(jī)的各層恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)時(shí)，這時(shí)形成在第一電極層和摩擦電極層之間的內(nèi)電勢(shì)消失，此時(shí)已平衡的第一電極層和摩擦電極層之間將再次產(chǎn)生反向的電勢(shì)差，則自由電子通過(guò)外電路形成反向電流。通過(guò)反復(fù)摩擦和恢復(fù)，就可以在外電路中形成周期性的交流電信號(hào)。
[0055]本發(fā)明的發(fā)電鞋中的納米摩擦發(fā)電機(jī)采用具有多個(gè)納米孔的高分子聚合物層與摩擦電極層進(jìn)行摩擦，由于設(shè)置的納米孔使得高分子聚合物層表面粗糙度增加，增加了摩擦電量；另外，每一個(gè)納米孔相當(dāng)于一個(gè)微型電容，能夠起到存儲(chǔ)電荷的作用，避免了摩擦電在瞬間釋放，從而增加了第一電極層和摩擦電極層之間的電勢(shì)差，電壓和電流輸出高，實(shí)現(xiàn)了摩擦發(fā)電機(jī)的高能量輸出。
[0056]如圖6和7所示，本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】的高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層1，高分子聚合物層2，以及摩擦電極層3 ;高分子聚合物層2的相對(duì)摩擦電極層3的面上設(shè)有多個(gè)納米孔4 ;其中，摩擦電極層3包括摩擦薄膜層31和第二電極層32，所述摩擦薄膜層31相對(duì)高分子聚合物層2設(shè)置。所述高分子聚合物絕緣層2與摩擦薄膜層31的相對(duì)表面接觸摩擦，并在第一電極層I和第二電極層32處感應(yīng)出電荷；所述第一電極層I和第二電極層32為摩擦發(fā)電機(jī)的電壓和電流輸出電極，即摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端。
[0057]第一電極層I和第二電極層32對(duì)所用材料沒(méi)有特殊規(guī)定，能夠形成導(dǎo)電層的材料都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鎢合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金。本發(fā)明優(yōu)選的第一電極層I和第二電極層32材料是銅或鋁，厚度為0.05-0.2mm。
[0058]在本實(shí)施方式中，高分子聚合物層2所用材料是聚偏氟乙烯(PVDF)，其厚度為0.5-1.2mm (優(yōu)選1mm)，且其相對(duì)摩擦電極層3的面上設(shè)有多個(gè)納米孔4。每個(gè)納米孔4的尺寸，即寬度和深度，可以根據(jù)應(yīng)用的需要進(jìn)行選擇，優(yōu)選的納米孔4的尺寸為:寬度為IO-1OOnm以及深度為4_50 μ m。這些多個(gè)納米孔4可以均勻也可以不均勻的分布在摩擦電極層3的面上，優(yōu)選納米孔4均勻的分布在摩擦電極層3的面上，納米孔4的數(shù)量可以根據(jù)需要的輸出電流值和電壓值進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選的這些多個(gè)納米孔4是孔間距為2-30 μ m的均勻分布，更優(yōu)選的平均孔間距為9 μ m的均勻分布。
[0059]摩擦薄膜層31所用材料可以是纖維薄膜(紙)或聚氯乙烯(PVC)等，厚度為0.2-1.5_。摩擦薄膜層31所用材料優(yōu)選銅版紙或牛皮紙等，市售的各種規(guī)格的銅版紙或牛皮紙均可應(yīng)用于本發(fā)明，更優(yōu)選的是規(guī)格100-250g/m2的銅版紙和規(guī)格80?120g/m2的牛皮紙。采用纖維薄膜(紙)作為摩擦薄膜層31，使得整個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的成本得到了極大的降低。
[0060] 根據(jù)發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，要提高納米摩擦發(fā)電機(jī)的能量輸出，相互接觸的摩擦層的兩種材料的配對(duì)是一種非常重要的影響因素。例如，紙與聚偏氟乙烯薄膜(PVDF)摩擦?xí)r，輸出的功率和電壓高。
[0061 ] 如圖8和9所示，本發(fā)明另一種【具體實(shí)施方式】的高功率納米摩擦發(fā)電機(jī),包括依次層疊設(shè)置的第一電極層1，高分子聚合物層2，以及摩擦電極層3 ;高分子聚合物層2的相對(duì)摩擦電極層3的面上設(shè)有多個(gè)納米孔4。所述高分子聚合物絕緣層2與摩擦電極層3的相對(duì)表面接觸摩擦，并在第一電極層I和摩擦電極層3處感應(yīng)出電荷；所述第一電極層I和摩擦電極層3為摩擦發(fā)電機(jī)的電壓和電流輸出電極。
[0062]第一電極層I對(duì)所用材料沒(méi)有特殊規(guī)定，能夠形成導(dǎo)電層的材料都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，例如是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、鈮合金或鉭合金。本發(fā)明優(yōu)選的第一電極層I材料是銅或鋁，厚度為0.05-0.2mm。
[0063]在本實(shí)施方式中，高分子聚合物層2所用材料是聚偏氟乙烯(PVDF)，其厚度為0.5-1.2mm(優(yōu)選1.0mm)，且其相對(duì)摩擦電極層3的面上設(shè)有多個(gè)納米孔4。其中，每個(gè)納米孔4的尺寸，即寬度和深度，可以根據(jù)應(yīng)用的需要進(jìn)行選擇，優(yōu)選的納米孔4的尺寸為:寬度為IO-1OOnm以及深度為4-50 μ m。這些多個(gè)納米孔4可以均勻也可以不均勻的分布在摩擦電極層3的面上，優(yōu)選納米孔4均勻的分布在摩擦電極層3的面上，納米孔4的數(shù)量可以根據(jù)需要的輸出電流值和電壓值進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選的這些多個(gè)納米孔4是孔間距為2-30 μ m的均勻分布，更優(yōu)選的平均孔間距為9 μ m的均勻分布。
[0064]根據(jù)發(fā)明人的研究發(fā)現(xiàn)，金屬與高分子聚合物摩擦，金屬更易失去電子，因此采用金屬電極與高分子聚合物摩擦也能提高能量輸出。因此，優(yōu)選的摩擦電極層3所用材料是金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或釩；合金是鋁合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金,更優(yōu)選的摩擦電極層3材料是銅或鋁，厚度為0.05-0.2mm。
[0065]下面詳細(xì)說(shuō)明上述高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法。該方法包括如下步驟:
[0066]( I)制備具有納米線的基底
[0067]在基底的一個(gè)表面上垂直生長(zhǎng)氧化鋅納米線，得到具有納米線的基底。
[0068]本發(fā)明可以使用的基底可以是硅基底，鍍金或鍍鉻的玻璃基底等。
[0069]本發(fā)明采用常規(guī)水熱法生長(zhǎng)氧化鋅納米線陣列，例如采用環(huán)六亞甲基四胺(HMTA)和硝酸鋅六水合物(ZnN03.6 (H20))的混合物作為培養(yǎng)液，在適當(dāng)?shù)臏囟壤?0_95°C下，在硅基底上生長(zhǎng)氧化鋅納米線陣列。具體的，在一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，采用常規(guī)噴射濺鍍?cè)诠杌椎囊粋€(gè)面上生成一個(gè)厚度30-50nm的氧化鋅種子層。采用0.lmol/L濃度的由等摩爾的環(huán)六亞甲基四胺(HMTA)和硝酸鋅六水合物(ZnN03.6 (H20))組成的培養(yǎng)液，將硅基底的生成有氧化鋅種子層的面朝下，放在培養(yǎng)液頂部，在85°C下在機(jī)械對(duì)流加熱爐(型號(hào):Yama to DKN400，加利福尼亞，圣克拉拉)中生長(zhǎng)，用去離子水沖洗生長(zhǎng)有氧化鋅納米線的硅基底并在空氣中干燥，得到氧化鋅納米線陣列。本發(fā)明對(duì)氧化鋅納米線的斷面形狀沒(méi)有特殊要求，規(guī)則矩形、六邊形、圓形或正方形等均可以應(yīng)用于本發(fā)明。如圖10所示，是生長(zhǎng)有圓形斷面的氧化鋅納米線的硅基底的示意圖。應(yīng)當(dāng)理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易根據(jù)需要的氧化鋅納米線的寬度，深度以及間距，調(diào)整納米氧化鋅線的生長(zhǎng)工藝條件，例如培養(yǎng)液濃度，生長(zhǎng)溫度和時(shí)間，使得所得氧化鋅納米線陣列優(yōu)選的均勻分布，且滿足使用要求，例如延長(zhǎng)生長(zhǎng)時(shí)間改變氧化鋅納米線的寬度和長(zhǎng)度。
[0070](2)制備具有納米孔的高分子聚合物薄膜
[0071]將聚合物材料的溶液涂覆于生長(zhǎng)有氧化鋅納米線的基底上，固化成高分子聚合物膜，然后分離基底，去除氧化鋅納米線，得到具有納米孔的高分子聚合物薄膜。
[0072]本發(fā)明所述固化是指:將聚合物材料溶液中的溶劑揮發(fā)掉，形成聚合物薄膜。常規(guī)干燥，加熱蒸發(fā)(例如水浴加熱)的方法均可以應(yīng)用于本發(fā)明。
[0073]具體的，將PVDF用二甲基甲酰胺(DMF)溶解PVDF，然后超聲處理，直至PVDF全部溶解；將上述配好的PVDF溶液通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂覆均勻地直接涂覆在步驟(I)制備的硅基底表面，涂覆完畢后真空干燥。圖11所示是涂覆有聚合物材料的硅基底(生長(zhǎng)有氧化鋅納米線)示意圖。
[0074]干燥后，將硅基底移除，圖12所示是基底分離示意圖。然后采用酸蝕刻法將氧化鋅納米線酸蝕掉，具體的，采用稀鹽酸、稀硫酸或稀硝酸等常規(guī)無(wú)機(jī)酸，將氧化鋅納米線腐蝕掉，得到具有多個(gè)納米孔的高分子聚合物薄膜。
[0075]( 3 )制成納米摩擦發(fā)電機(jī)
[0076]將步驟(2)所得的具有納米孔的高分子聚合物薄膜作為高分子聚合物層，依次層疊設(shè)置第一電極層1，高分子聚合物層2，以及摩擦電極層3，得到納米摩擦發(fā)電機(jī)。將該摩擦發(fā)電機(jī)的邊緣用普通膠布密封。
[0077]可以采用常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)在高分子聚合物層2上設(shè)置第一電極層1，例如在高分子聚合物層2上粘貼第一電極層1，或者通過(guò)化學(xué)沉積或物理沉積的方法(例如射頻濺鍍，蒸鍍等方法)在高分子聚合物層2上沉積第一電極層I。
[0078]當(dāng)摩擦電極層3包括層疊設(shè)置的摩擦薄膜層31和第二電極層32時(shí)，在摩擦薄膜層31上設(shè)置第二電極層32的方法也可以是粘貼，化學(xué)沉積或物理沉積等方法。
[0079]根據(jù)納米摩擦發(fā)電機(jī)的工作原理，在發(fā)電機(jī)工作的過(guò)程中，兩個(gè)摩擦面需要不斷的接觸摩擦和分離，而一直處于接觸狀態(tài)或者分離狀態(tài)時(shí)，發(fā)電機(jī)則不能具有很好的輸出性能。因此，為了能夠制作出性能優(yōu)異的發(fā)電機(jī)，發(fā)明人對(duì)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。如圖13和14所示的拱形的高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)，包括依次層疊設(shè)置的第一電極層1，高分子聚合物層2，以及摩擦電極層3 ;高分子聚合物層2的相對(duì)摩擦電極層的面上設(shè)有多個(gè)納米孔4 ;摩擦電極層3包括摩擦薄膜層31和第二電極層32，所述摩擦薄膜層31相對(duì)高分子聚合物層2設(shè)置。其中，所述摩擦電極層3作為一個(gè)整體相對(duì)高分子聚合物層2向外拱起形成凸面，并在摩擦電極層3與高分子聚合物層2之間形成間隙，使兩個(gè)摩擦面在不受力的情況下能夠自動(dòng)彈起。除摩擦電極層3形成凸面外，圖13和14所示的高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)的各層結(jié)構(gòu)與圖6所示的高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)相同，因此第一電極層I，高分子聚合物層2，摩擦電極層3以及納米孔4各層的適用選擇可以參考上文，這里不再贅述。
[0080]如圖15和16所示的拱形結(jié)構(gòu)高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)，其包括依次層疊設(shè)置的第一電極層1，高分子聚合物層2，以及摩擦電極層3 ;高分子聚合物層2的相對(duì)摩擦電極層的面上設(shè)有多個(gè)納米孔4。其中，所述摩擦電極層3相對(duì)高分子聚合物層2向外拱起形成凸面，并在摩擦電極層3與高分子聚合物層2之間形成間隙，使兩個(gè)摩擦面在不受力的情況下能夠自動(dòng)彈起。圖15和16所示的高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)的各層結(jié)構(gòu)與圖8所示的高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)相同，因此第一電極層I，高分子聚合物層2，摩擦電極層3以及納米孔4各層的適用選擇可以參考上文，這里不再贅述。
[0081]雖然上文僅示例性描述了摩擦電極層3向外拱起的拱形的高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)，應(yīng)當(dāng)理解的是，基于本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)很容易實(shí)現(xiàn)高分子聚合物層2相對(duì)摩擦電極層3向外拱起形成凸面，并在摩擦電極層3與高分子聚合物層2之間形成間隙，使兩個(gè)摩擦面在不受力的情況下能夠自動(dòng)彈起。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍是摩擦電極層和高分子聚合物層中的至少一個(gè)向外拱起形成凸面，使得摩擦電極層與高分子聚合物層之間形成間隙。在一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，依照高分子聚合物層2與摩擦電極層3的長(zhǎng)度比為21:20或20:21，得到了拱形的高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)。
[0082]下面詳細(xì)說(shuō)明拱形結(jié)構(gòu)高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法，步驟(I)制備具有納米線的基底與步驟制備具有納米孔的高分子聚合物薄膜(2)與上文所述相同，這里不再贅述，下面僅詳細(xì)說(shuō)明步驟(3):
[0083]a.將第一電極層I設(shè)置到高分子聚合物層2上，形成第一電極層1_高分子聚合物
層2的層疊體。
[0084]b.將摩擦電極層3放置到步驟a所得層疊體的高分子聚合物層2上，并且將所述層疊體與摩擦電極層3的一端固定。
[0085]具體的，例如所述層疊體與摩擦電極層3是矩形時(shí)，采用膠布粘貼或者熱封的方法將層疊體與摩擦電極層3的短邊端中的其中一個(gè)固定。
[0086]c.將摩擦電極層3拱起，然后將層疊體與摩擦電極層3的固定端的相對(duì)端進(jìn)行固定。
[0087]具體的，例如所述層疊體與摩擦電極層3是矩形時(shí)，將層疊體與摩擦電極層3的另一個(gè)短邊端固定。
[0088]下面通過(guò)具體的實(shí)施例來(lái)闡述本發(fā)明提供的發(fā)電鞋中的納米摩擦發(fā)電機(jī)的方法的實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求范圍的限制。
[0089]實(shí)施例1
[0090]如圖6和7所示，本實(shí)施例高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)尺寸為4.5cm (長(zhǎng)度)X 1.2cm(寬度)，其包括依次層疊設(shè)置的第一電極層I (0.1mm厚的鋁層)，高分子聚合物層2 (Imm厚的聚偏氟乙烯)，以及摩擦電極層3。摩擦電極層3包括摩擦薄膜層31 (1.0mm厚的銅版紙(規(guī)格200g/m2))和第二電極層32 (0.1mm厚的銅層)，所述摩擦薄膜層31相對(duì)高分子聚合物層2設(shè)置。高分子聚合物層2的相對(duì)摩擦電極層3的面上設(shè)有多個(gè)納米孔4 (寬度約為60nm,深度約為8μηι,以及孔間距平均為9μπι)。所述第一電極層I和第二電極層32為摩擦發(fā)電機(jī)的電壓和電流輸出電極。
[0091]下面詳細(xì)說(shuō)明該高功率納米摩擦發(fā)電機(jī)的制備方法。
[0092]( I)制備具有納米線的基底
[0093]采用常規(guī)噴射濺鍍?cè)诠杌椎囊粋€(gè)面上生成厚度40nm的氧化鋅種子層。采用0.lmol/L濃度的由等摩爾的環(huán)六亞甲基四胺(HMTA)和硝酸鋅六水合物(ZnNO3.6 (H2O))組成的培養(yǎng)液，將娃基底的生成有氧化鋅種子層的面朝下，放在培養(yǎng)液頂部，在85°C下在機(jī)械對(duì)流加熱爐(型號(hào):Yama to DKN400，加利福尼亞，圣克拉拉)中生長(zhǎng)6小時(shí)，用去離子水沖洗生長(zhǎng)有氧化鋅納米線的硅基底并在空氣中干燥，得到的氧化鋅納米線陣列。
[0094](2)制備具有納米孔的高分子聚合物薄膜
[0095]將PVDF放入燒杯中，然后將二甲基甲酰胺(DMF)加入到燒杯中溶解PVDF，得到濃度11.7wt%的PVDF溶液。然后將燒杯用保鮮膜封住，超聲處理30min，PVDF全部溶解，然后待用。
[0096]將上述配好的PVDF溶液通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂覆均勻地直接涂覆在步驟(1)制備的硅基底的生長(zhǎng)有納米氧化鋅線的表面，涂覆完畢后在80°C進(jìn)行真空干燥。
[0097]干燥完成后，將硅基底移除。然后采用濃度3wt％的稀鹽酸將氧化鋅納米線酸蝕掉，得到PVDF聚合物薄膜，其中該薄膜一個(gè)表面上具有的納米孔為:寬度約為60nm，深度約為8 μm,以及孔間距平均為9 μm。
[0098]( 3 )制成納米摩擦發(fā)電機(jī)
[0099]將步驟(2)所得的具有納米孔的高分子聚合物薄膜作為高分子聚合物層，將0.1mm厚的鋁層粘貼在高分子聚合物層2上，得到第一電極層1-高分子聚合物層2的層疊體；將0.1mm厚的銅層粘貼在銅版紙上，得到摩擦電極層3。按照高分子聚合物層2相對(duì)銅版紙，將摩擦電極層3放置到上述層疊體上，然后邊緣用普通膠布密封，得到納米摩擦發(fā)電機(jī)1#。
[0100]該摩擦發(fā)電機(jī)1#在I-V (電流-電壓)的測(cè)量中表現(xiàn)出典型的開(kāi)路特征。使用周期振蕩(0.33Hz和0.13%的形變)的步進(jìn)電機(jī)使摩擦發(fā)電機(jī)1#發(fā)生周期的彎曲和釋放，摩擦發(fā)電機(jī)1#的最大輸出電壓和電流信號(hào)分別達(dá)到了 800V和750 μ A。
[0101]實(shí)施例2-3
[0102]實(shí)施例2和3采用與實(shí)施例1基本相同的方法進(jìn)行制備，不同之處列于下表:
[0103]表1
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)電鞋，其特征在于，包括: 設(shè)置在所述發(fā)電鞋的鞋底部位的納米摩擦發(fā)電機(jī)，用于將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；以及與所述納米摩擦發(fā)電機(jī)相連的蓄電裝置，用于對(duì)所述納米摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能進(jìn)行存儲(chǔ)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述蓄電裝置包括: 與所述納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連的降壓變壓器；與所述降壓變壓器相連的交直流轉(zhuǎn)換器；與所述交直流轉(zhuǎn)換器相連的儲(chǔ)能元件；以及與所述儲(chǔ)能元件相連的升壓變壓器。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述蓄電裝置進(jìn)一步包括:充電接口，其一端與所述升壓變壓器的輸出端相連，另一端用于連接外部電器并為所述外部電器供電。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述蓄電裝置包括:無(wú)線發(fā)射器和無(wú)線接收存儲(chǔ)器，其中，所述無(wú)線發(fā)射器用于將納米摩擦發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能傳輸給無(wú)線接收存儲(chǔ)器，所述無(wú)線接收存儲(chǔ)器用于接收并存儲(chǔ)所述無(wú)線發(fā)射器傳輸?shù)碾娔堋?br> 5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述無(wú)線發(fā)射器包括: 與所述納米摩擦發(fā)電機(jī)的輸出端相連的調(diào)制器；與所述調(diào)制器相連的放大電路；與所述放大電路相連的升壓變壓器；以及與所述升壓變壓器相連的發(fā)射線圈或發(fā)射天線， 所述無(wú)線接收存儲(chǔ)器包括: 接收線圈或接收天線；與所述接收線圈或接收天線相連的降壓變壓器；與所述降壓變壓器相連的解調(diào)器；與所述解調(diào)器相連的交直流轉(zhuǎn)換器；與所述交直流轉(zhuǎn)換器相連的儲(chǔ)能元件；以及與所述儲(chǔ)能元件相連的升壓變壓器。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述無(wú)線接收存儲(chǔ)器進(jìn)一步包括:` 充電接口，其一端與所述升壓變壓器的輸出端相連，另一端用于連接外部電器并為所述外部電器供電。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述納米摩擦發(fā)電機(jī)為多個(gè)并聯(lián)連接的納米摩擦發(fā)電機(jī)，其中，所述多個(gè)并聯(lián)連接的納米摩擦發(fā)電機(jī)通過(guò)平鋪方式或?qū)盈B方式設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述納米摩擦發(fā)電機(jī)包括:依次層疊設(shè)置的第一電極層，高分子聚合物層，以及摩擦電極層；高分子聚合物層的相對(duì)摩擦電極層的面上設(shè)有多個(gè)納米孔；所述第一電極層和摩擦電極層為摩擦發(fā)電機(jī)的電壓和電流輸出電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述高分子聚合物層所用材料是聚偏氟乙烯。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述高分子聚合物層表面上設(shè)置的納米孔寬度為IO-1OOnm以及深度為4-50 μ m。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述摩擦電極層所用材料選自金屬或合金，厚度為0.05-0.2mm ;其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或IJi ;合金是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金；所述摩擦電極層所用材料優(yōu)選銅或鋁。
12.根據(jù)權(quán)利要求8-11任一項(xiàng)所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述摩擦電極層包括層疊設(shè)置的摩擦薄膜層和第二電極層，所述摩擦薄膜層相對(duì)高分子聚合物層設(shè)置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述摩擦薄膜層所用材料是纖維薄膜或聚氯乙烯，優(yōu)選銅版紙或牛皮紙；所述第二電極層所用材料選自銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、錳、鑰、鎢或IJi ;合金是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述摩擦電極層和高分子聚合物層中的至少一個(gè)向外拱起形成凸面，使得摩擦電極層與高分子聚合物層之間形成間隙。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)電鞋，其特征在于，所述第一電極層所用材料是銦錫氧化物、石墨烯、銀納米線膜、金屬或合金，其中金屬是金、銀、鉬、鈀、鋁、鎳、銅、鈦、鉻、錫、鐵、猛、鑰、鶴或鑰;；合金是招合金、鈦合金、鎂合金、鈹合金、銅合金、鋅合金、猛合金、鎳合金、鉛合金、錫合金、鎘合金、秘合`金、銦合金、鎵合金、鶴合金、鑰合金、銀合金或鉭合金。
【文檔編號(hào)】H02N1/04GK103859688SQ201210545388
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月14日
【發(fā)明者】徐傳毅, 王中林 申請(qǐng)人:納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司