专利名称：多功能供电鞋的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可提供电能的鞋，特别是一种在走路过程中将 重力势能转换为电能的多功能供电鞋。
背景技术：
鞋是人们日常生活中的一种必需品，其主要目的是在人们行走时对 脚部的保护。利用人的双脚行走时产生的重力落差，提供了一种供电鞋， 输出直流电为其它电子元器件或电子产品提供电源，它由压力传动单元、 转换齿轮和发电机组成，压力传动单元(第一级传递齿)是置于与脚底接触 的地方，当人穿着走路时，对脚有一种扭曲的感觉，穿着舒适性较差，其 内的转换齿轮抗冲击性差，发电功效低，外供电部分只有简单的电源引出 线，电压值较为单一，能适应的电器较少，且供电插口使用不方便。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多功能供电 鞋，该供电鞋穿着的舒适性好，内部转换齿轮抗冲击性好，外供电源多种， 供电插口使用方便，能适应多种电器的供电需要。
本实用新型采用了这样的技术方案 一种多功能供电鞋，包括有鞋 体、压力传动机构、转换齿轮组、发电机、输出/输入插座、照明灯、电 路板，其特征是在鞋体的鞋底与鞋垫之间设有带下盖板的壳体，壳体内后 部设置前述压力传动机构，压力传动机构前方依次设置转换齿轮组和发电 机，壳体中部内设有充电用电池夹盒，壳体前端内设置电路板；压力传动 机构由直条齿、圆柱齿、转换齿构成，直条齿一端置于下盖板外并与鞋底 上的支撑板接触，直条齿的齿端和转换齿的齿端与圆柱齿啮合，转换齿的 前端两边横向设有两蓄能弹簧且前端中间有齿条;前述转换齿轮组设有横 向并列的两个离合齿、横向并列的两个单向齿、放大齿、过桥齿，并列的 两个离合齿上端与前述转换齿前端中间的齿条啮合，并列的离合齿下端分 别与并列的单向齿啮合，单向齿、放大齿、过桥齿之向依次啮合，过桥齿 还与发电机转轴上的传动齿啮合；前述输出/输入插座和照明灯分别置于 鞋体后部和前部，输出/输入插座的插接孔内设有导电磁柱，鞋体的一侧
还设有电压/极性/照明控制开关。
将本实用新型提供的多功能供电鞋穿着在脚上，脚所接触到的是不 可变形的壳体，在行走过程中非常自然，除了有点下沉的感觉外，与平常 的鞋没有什么区别。人们走路时将重力势能通过鞋垫、壳体传到压力传动 机构的直条齿上，直条齿的上下位移，经圆柱齿、转换齿及蓄能弹簧，将 此重力势能转换为机械能,再通过转换齿轮组的两个离合齿、两个单向齿、 放大齿、过桥齿，将大力矩低位移机械能转换为小力矩高位移机械能，最 后传动发电机发电。由于走路时作用力是断续的，为了将断续的机械能转 换成连续的机械能，故在转换齿的前端安装蓄能弹簧，使转换齿来回移动 时所产生的推力和拉力接近相同，然后将扭矩传递到并列的两离合齿进行 位移放大，该离合齿内有离合器，当冲击过大时用来防止内部齿轮过载， 再将扭矩传递到并列的两单向齿再进行位移放大，该单向齿是两个单向器 齿轮，只能单向转动传递扭矩，经过这两个齿轮的配合，可将两个不同旋 向的扭矩，转换成同一旋向的扭矩传递到放大齿，再经其进行位移放大， 最后通过过桥齿传递到发电机转轴上的传动齿，带动发电机转子作切割磁 力线转动，使发电机定子绕组线圈发出交流电，交流电经电路板上的整流
电路整流滤波，为照明灯、输出/输入插座及充电电池夹盒提供3. 6V、5. 2V 直流电源，在其中部的电池夹盒内可实现对镍氢电池或锂电池的充电。本 实用新型穿着舒适性好，内部转换齿轮抗冲击性好，外供电源多种，供电 插口使用方便，适应多种电器的供电需要。
本实用新型有如下附图
图l是本实用新型的示意图2是本实用新型一侧的示意图3是本实用新型另一侧的示意图4是本实用新型壳体内压力传动机构、转换齿轮组、发电机结构 示意图5是图4的A-A展开视图(含下盖板)；
图6是图5的B-B视图7是离合齿的示意图8是图7的俯视图； 图9是单向齿的示意图10是图9的俯视图ll是转换齿的示意图12是输出/输入插座与插头的示意图13是电磁卡的示意图。
图14是本实用新型的电路框图15是内部电源电路、自动充电电路、电磁卡电路的电路原理图； 图16是照明电路、控制电路、升降压/调极电路的电路原理图； 图17是镍氢电池充电指示电路的电路原理图； 图18是锂电池充电指示电路的电路原理图。
具体实施方式
下面参照附图进一步说明本实用新型的实施方案。如图1-图6、图 ll所示， 一种多功能供电鞋，包括有鞋体15、压力传动机构、转换齿轮 组、发电机31、输出/输入插座9、照明灯12、电路板34，在鞋体15的 鞋底5与鞋垫6之间设有带下盖板2的壳体1，壳体1内后部设置前述压 力传动机构，压力传动机构前方依次设置转换齿轮组和发电机31，壳体 中部内设有充电用电池夹盒7，壳体前端内设置电路板34;压力传动机构 由直条齿3、圆柱齿20、转换齿21构成，直条齿3—端置于下盖板2外 并与鞋底上的支撑板4接触，直条齿3的齿端和转换齿21的齿端与圆柱 齿20啮合，转换齿21的前端两边横向设有两蓄能弹簧22、 23且前端中 间有齿条；前述转换齿轮组设有横向并列的两个离合齿24、 25、横向并 列的两个单向齿26、 27、放大齿28、过桥齿29，并列的两个离合齿24、 25上端与前述转换齿21前端中间的齿条啮合，并列的离合齿24、 25下 端分别与并列的单向齿27、 26啮合，单向齿26、 27、放大齿28、过桥齿 29之向依次啮合，过桥齿29还与发电机转轴上的传动齿30啮合；前述 输出/输入插座9和照明灯12分别置于鞋体15后部和前部，输出/输入插 座9的插接孔内设有导电磁柱171，鞋体的一侧还设有电压/极性/照明控 制开关8。
在附图所示的实施方案中，前述的离合齿设有离合齿固定轴100，离 合齿固定轴上有离合齿小齿101，离合齿小齿下部外圆柱上设有摩擦片 102，该摩擦片的外圈设有离合齿大齿103，如图7、图8所示。由于在离 合齿大齿与离合齿小齿之间设置了摩擦片，该摩擦片与离合齿大齿之间产 生一个静摩擦力，当齿轮传递的扭力大于其静摩擦力时，离合齿小齿与离
合齿大齿相对旋转，从而起到防止齿轮过载的作用。前述的单向齿设有单
向齿固定轴110，该固定轴上有单向器小齿112，单向器小齿上端设有单 向器大齿111，单向器小齿112与单向器大齿111之间设置有滚针113， 如图9、图10所示。由于在单向器小齿与大齿之间设置了滚针，滚针由 弹性粘胶固定在小齿与大齿之间，釆用单向器原理，从而组成一个只能单 向传递力矩的齿轮组合。前述的输出/输入插座9上设有三个插接孔，每 个插接孔中设有导电磁柱171,与之相配的输出插头10的插柱为两只导 电的铁基圆柱170，如图12所示。输出/输入插座上设有三个导电磁柱171， 中间导电磁柱为公用磁柱，左右分别为输出和输入磁柱，由于输出插头上 有两只导电的铁基圆柱170，当人们需要进行输出/输入时，只需将插头 靠近插座的对应位置，在磁力的作用下，二者就会吸合在一起，实现导电， 当向外拔的力大于吸合力时插头就会脱落。前述的电池夹盒7 —侧的壳体 1内设有一个滑插导电座36和一个由卡块130、卡片131、导磁前盖132、 绝缘套133、电磁线圈134、导磁后盖135、复位弹簧136构成的电磁卡 33，在电池夹盒7后端的壳体1内还设有一个弧形弹出弹片35，在电池 夹盒7前端设有充电指示灯16和电磁卡控制开关17，该前端与壳体相接 部设有防水密封圈32，如图2、图4，图5、图13所示。当电磁卡33中 的电磁线圈134通电以后，卡块130和导磁前盖、后盖都被磁化，在内部 形成了一个磁场回路，卡块就会克服复位弹簧136的弹力而收縮;断电后， 卡块和导磁前盖、后盖都没有了磁性，复位弹簧就会将卡块复位。当人们 需要取出电磁夹盒7时，按一下设在电磁夹盒前端的电磁卡控制开关17， 使电磁卡通电，就可打开电磁卡，从而在弹出弹片35的作用下，使电池 夹盒从壳体中弹出。
在本实施方案中，前述的电路板34上设有内部电源电路、自动充电 电路、照明电路、控制电路、升降压/调极电路、电磁卡电路、镍氢电池 或锂电池充电指示电路，内部电源电路有整流滤波电路和蓄电池充电电 路，整流滤波电路的输入端与发电机定子绕组线圈连接，输出端与自动充 电电路、照明电路、控制电路、升降压/调极电路、电磁卡电路的电源端 连接，蓄电池充电电路的充电输入端与输出/输入插座9连接，自动充电 电路的输出端与镍氢电池或锂电池充电指示电路的输入端连接，控制电路 的输出端分别与照明电路和升降压/调极电路的控制信号输入端连接，升 降压/调极电路的输出端与鞋体15上的输出/输入插座9连接，电磁卡电 路的控制端与电池夹盒7前端上的电磁卡控制开关17连接,如图14所示。 在本实施例中，前述的内部电源电路由电池保护控制芯片Ul、 N沟 道C0MS场效应管U2、三极管Ql-Q6、二极管Dl-D5、发光二极管DS9、DS10、 DS110、电阻R13-R25、R121、电容C5-C11,蓄电池BT1组成，二极管D2-D4 整流桥和电容CIO、 Cll组成整流滤波电路，整流桥的输入端与发电机31 的定子绕组线圈Ll连接，从滤波电容CIO、 Cll输出的直流电压与自动充 电电路、照明电路、控制电路、升降压/调极电路、电磁卡电路的电源端 连接，由发光二极管DS110构成鞋体上的内部蓄电池充电指示灯11，蓄 电池BT1的充电输入端电容CIO、 Cll的并联端和电阻R23、 二极管D1负 极的连接端与鞋体上的输出/输入插座9连接，如图15所示。发电机定子 绕组线圈Ll发出的交流电经过整流滤波，输出的直流电压供自动充电电 路、照明电路、控制电路、升降压/调极电路、电磁卡电路、内部蓄电池 使用，内部蓄电池配置一块电池保护控制芯片Ul控制蓄电池的充放电， 蓄电池并接在主供电线路上，为各电路提供持续的电能，通过输出/输入 插座为内部电源电路供电，同时也可以对蓄电池充电，内部蓄电池充电指 示灯11(DS110)显示内部蓄电池充电情况。
前述的自动充电电路由DC/DC升降压芯片U3、三极管Q30-Q34、 Q37-Q45、 二极管D31、稳压二极管D33、发光二极管DS30、电阻R30-R39、 R41-R45、 R47、 R50-R68、电容C30-C47、电感线圈L30、输出接口 J30-J32 组成，输出接口 J30、 J31、 J32与镍氢电池或锂电池充电指示电路的输入 接口连接，如图15所示。当有电池放入电池夹盒，并放入鞋内时，电池 电能通过电阻R67输入识别电路，电路根据预设的程序，通过控制DC/DC 升降压芯片U3对电池进行预充电，并在预充电过程中自动识别电池种类， 再按相应的程序充电，在电池夹盒前端设置了充电指示灯16，用以指示 电池充电情况。
前述的照明电路由三极管Q80-Q82、发光二极管DS80-DS82、光敏二 极管DL80、电阻R80-R87、电容C80组成，控制信号输入端电阻R87与控 制电路中控制信号输出端JK触发器的9脚连接，如图l 6所示。发光二 极管DS80-DS82组成鞋体前端的照明灯12，控制电路的电压/极性/照明 控制开关中的照明控制开关S80的控制信号，经控制电路中的JK触发器 U5处理后，将开关信号输出，通过输入端电阻R87控制照明电路，光敏 二极管DL80与电阻R86并联，可根据自然光线强弱控制发光二极管
DS80-DS82组成的照明灯的发光强度。
前述的控制电路由JK触发器U4、 JK触发器U5、三极管Q83、发光 二极管DS83、电阻R88-R103、电容C81-C85、三个开关S80、 S81、 S83 组成，三个开关一端并联，该并联端与内部电源电路的电源输出端连接， 开关S81、 S83、 S80构成电压/极性/照明控制开关8，输出端JK触发器 U5的9脚、12脚及电阻R93、 R88分别与照明电路的输入电阻R87、升降 压/调极电路中输入电阻RllO、 P沟道COMS场效应管U7的输入端1脚、 双掷双刀模拟开关U9的输入端5脚和DC/DC升降压芯片U8的输入端6 脚连接，如图16所示。控制电路可通过照明控制开关S80控制照明电路 的开关，通过升降压控制开关S81和调极控制开关S83控制升降压/调极 电路的输出电压值和极性。
前述的升降压/调极电路由比较器U6、P沟道COMS场效应管U7、DC/DC 升降压芯片U8、双掷双刀模拟开关U9、 二极管DllO、稳压二极管D112、 电感线圈Llll、电阻R110-R120、 R128-R135、电容C110-C113、 C115-C120 和输出接口 Jlll、 J112组成，输入电阻R110与控制电路中的输出端JK 触发器U5的12脚连接，双掷双刀模拟开关U9的输入端5脚及DC/DC升 降压芯片U8的输入端6脚和P沟道COMS场效应管U7的输入端1脚分别 与控制电路的输出电阻R88、 R93连接，输出接口Jlll、 J112与输出/输 入插座9连接，如图16所示。升降压控制开关S81的控制信号经控制电 路中JK触发器U4处理后，输出控制信号通过电阻R93、 R120控制DC/DC 升降压芯片U8的电压高低；调极控制开关S83的控制信号经控制电路中 JK触发器U5处理后，控制信号通过电阻R110控制双掷双刀模拟开关U9， 以实现输出接口Jlll、 J112调整输出电压极性的目的。
前述的电磁卡电路由三极管QllO、 Qlll、 Q112、电阻R122-R127、 电容C114、电磁卡33中的电磁线圈134(L110)和电磁卡控制接口 J110 组成，电磁卡控制接口 J110与电池夹盒前端的电磁卡控制开关17(S150 或S200)连接，如图15所示。当人们需要取出电池夹盒时，按一下设在 电池夹盒前端的电磁卡控制开关，开关信号通过滑插导电座36和电磁卡 控制接口 J110端的电阻R124输入电磁卡电路，电磁卡电路输出控制信号， 从而使电池夹盒从壳体中弹出。
前述的镍氢电池充电指示电路由比较器UIO、 二极管D150、 D151、 发光二极管DS150、 DS151、电阻R150-R157、自恢复保护电阻RR1、 RR2、 电磁卡控制开关S150、输入接口J30-J32、电磁卡控制接口 JllO、被充 电电池BT2、 BT3组成，输入接口 J30-J32与自动充电电路的对应输出接 口连接，电磁卡控制接口 J110与电磁卡电路的对应接口连接，如图17 所示。当有电流流过电阻R157向被充电电池BT2、 BT3充电时，经比较器 U10检测到，于是就向发光二极管输出高电平，使发光二极管发光，以指 示充电情况，发光二极管DS150、 DS151构成电池夹盒前端的充电指示灯 16。
前述的锂电池充电指示电路由比较器Ull、 二极管D200、 D201、发 光二极管DS200、电阻R200-R207、电磁卡控制开关S200、输入接口 J30-J32、电磁卡控制接口 JllO、被充电电池BT4组成，输入接口 J30-J32 与自动充电电路的对应输出接口连接，电磁卡控制接口 Jl 10与电磁卡电 路的对应接口连接，如图18所示。当有电流流过电阻R206向被充电电池 BT4充电时，经比较器U11检测到，于是就向发光二极管输出高电平，使 发光二极管发光，以指示充电情况，发光二极管DS200构成电池夹盒前端 的充电指示灯16。
权利要求1、一种多功能供电鞋，包括有鞋体、压力传动机构、转换齿轮组、发电机、输出/输入插座、照明灯、电路板，其特征是在鞋体的鞋底与鞋垫之间设有带下盖板的壳体，壳体内后部设置前述压力传动机构，压力传动机构前方依次设置转换齿轮组和发电机，壳体中部内设有充电用电池夹盒，壳体前端内设置电路板；压力传动机构由直条齿、圆柱齿、转换齿构成，直条齿一端置于下盖板外并与鞋底上的支撑板接触，直条齿的齿端和转换齿的齿端与圆柱齿啮合，转换齿的前端两边横向设有两蓄能弹簧且前端中间有齿条；前述转换齿轮组设有横向并列的两个离合齿、横向并列的两个单向齿、放大齿、过桥齿，并列的两个离合齿上端与前述转换齿前端中间的齿条啮合，并列的离合齿下端分别与并列的单向齿啮合，单向齿、放大齿、过桥齿之向依次啮合，过桥齿还与发电机转轴上的传动齿啮合；前述输出/输入插座和照明灯分别置于鞋体后部和前部，输出/输入插座的插接孔内设有导电磁柱，鞋体的一侧还设有电压/极性/照明控制开关。
2、 按权利要求1所述的多功能供电鞋，其特征是前述的离合齿设有 离合齿固定轴，离合齿固定轴上有离合齿小齿，离合齿小齿下部外圆柱上 设有摩擦片，该摩擦片的外圈设有离合齿大齿。
3、 按权利要求1所述的多功能供电鞋，其特征是前述的单向齿设有 单向齿固定轴，该固定轴上有单向器小齿，单向器小齿上端设有单向器大 齿，单向器小齿与单向器大齿之间设置有滚针。
4、 按权利要求1所述的多功能供电鞋，其特征是前述的输出/输入 插座上设有三个插接孔，每个插接孔中设有导电磁柱，与之相配的输出插 头的插柱为两只导电的铁基圆柱。
5、 按权利要求1所述的多功能供电鞋，其特征是前述的电池夹盒一 侧的壳体内设有一个滑插导电座和一个由卡块、卡片、导磁前盖、绝缘套、 电磁线圈、导磁后盖、复位弹簧构成的电磁卡，在电池夹盒后端的壳体内 还设有一个弧形弹出弹片，在电池夹盒前端设有充电指示灯和电磁卡控制 开关，该前端与壳体相接部设有防水密封圈。
6、 按权利要求1所述的多功能供电鞋，其特征是前述的电路板上设 有内部电源电路、自动充电电路、照明电路、控制电路、升降压/调极电 路、电磁卡电路、镍氢电池或锂电池充电指示电路，内部电源电路有整流滤波电路和蓄电池充电电路，整流滤波电路的输入端与发电机定子绕组线 圈连接，输出端与自动充电电路、照明电路、控制电路、升降压/调极电 路、电磁卡电路的电源端连接，蓄电池充电电路的充电输入端与输出/输入插座9连接，自动充电电路的输出端与镍氢电池或锂电池充电指示电路 的输入端连接，控制电路的输出端分别与照明电路和升降压/调极电路的 控制信号输入端连接，升降压/调极电路的输出端与鞋体的输出/输入插座 连接，电磁卡电路的控制端与电池夹盒前端上的电磁卡控制开关连接。
专利摘要一种多功能供电鞋，有鞋体、压力传动机构、转换齿轮组、发电机、输出/输入插座、照明灯、电路板，鞋体的鞋底与鞋垫之间有带下盖板的壳体，壳体内后部设置压力传动机构，压力传动机构前方设置转换齿轮组和发电机，壳体中部内设充电用电池夹盒，壳体前端内设电路板，压力传动机构由直条齿、圆柱齿、转换齿构成，转换齿轮组有横向并列的两个离合齿、横向并列的两个单向齿、放大齿、过桥齿，过桥齿与发电机转轴上的传动齿啮合，输出/输入插座和照明灯分别置于鞋体后部和前部，其插接孔内设有导电磁柱，鞋体的一侧还设有电压/极性/照明控制开关。本实用新型穿着舒适性好，内部转换齿轮抗冲击性好，外供电源多种，供电插口使用方便，适应多种电器的供电需要。
文档编号A43B7/04GK201067121SQ200720124978
公开日2008年6月4日 申请日期2007年8月14日 优先权日2007年8月14日
发明者蜜 田 申请人:蜜 田