一种智能控制的发电调温鞋的制作方法

本实用新型涉及自动控制技术领域，具体涉及一种智能控制的发电调温鞋。

背景技术：

鞋作为一个生活必备品，越来越多的引起人们的重视，穿不舒适的鞋会极大的影响人的身体健康和生活质量，生活中我们会发现，在夏天鞋底温度会非常高，脚会感觉闷热，冬天鞋底温度又非常低，脚会感觉潮湿，给我们的行走、运动带来很大的不便，对脚的健康伤害极大，进而影响人的身体健康，冬季影响更为明显，冬季鞋底的潮湿、低温会让我们坐立难安，影响工作、学习效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种智能控制的发电调温鞋。

本实用新型的技术方案是：

一种智能控制的发电调温鞋，包括鞋体、活动后跟、加热机构、降温机构、温度探头、锂电池组、控制板、齿轮组发电装置；

鞋体包括鞋体上部、鞋体下部，鞋体上部、鞋体下部扣合，且活动后跟安装在鞋体上部后跟位置，鞋体上部表面开有通气网眼，鞋体下部内设置加热机构，加热机构下方设置降温机构，鞋体下部内的侧壁安装温度探头，鞋体下部内安装锂电池组，鞋体下部侧壁安装控制板，齿轮组发电装置在活动后跟下方的鞋体下部内，控制板分别与加热机构、降温机构、温度探头、锂电池组、齿轮组发电装置连接，锂电池组与加热机构、降温机构连接。

所述齿轮组发电装置包括：第一直齿轮、第一齿条、第一弹簧、轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、压板、第二弹簧、第二齿条、第二直齿轮、第三直齿轮、第四直齿轮、发电机、棘轮机构、第五直齿轮、第六直齿轮；

活动后跟下部紧贴压板，压板下方分别对称安装第一弹簧与第二弹簧、第一齿条与第二齿条，第一齿条与第二齿条分别与第一直齿轮、第二直齿轮啮合，第一直齿轮、第二直齿轮通过轴连接，轴上安装第一锥齿轮，且第一锥齿轮位于第一直齿轮、第二直齿轮之间；

第一锥齿轮与其下方的第二锥齿轮啮合，第二锥齿轮与其下方的第三直齿轮同轴，第三直齿轮与其一侧的第五直齿轮啮合，第五直齿轮上方设置有与其同轴的第六直齿轮，第六直齿轮与第四直齿轮啮合，第四直齿轮下端设置棘轮机构，棘轮机构连接发电机。

所述加热机构采用三根平行设置的发热丝。

所述降温机构采用均匀分布的风扇。

所述控制板包括：发电机控制电路、加热控制电路、主控电路和降温控制电路；

主控电路的输入端连接温度探头P5的输出端，主控电路的输出端分别与发电机控制电路的输入端、加热控制电路的输入端、降温控制电路的输入端连接，发电机控制电路的输入端还连接齿轮组发电装置输出端，发电机控制电路的输出端连接锂电池组的输入端，加热控制电路的输出端连接加热机构，降温控制电路连接降温机构。

所述控制板还包括：设定加热温度的按键电路。

有益效果：

本实用新型的发电调温鞋在人走路时脚下压活动后跟，连带齿轮组发电装置工作；齿轮组发电装置发电经控制板充入锂电池组；锂电池组给加热机构、降温机构供电；温度探头实时检测发电调温鞋的温度，温度低于设定下限值时，控制板控制加热机构开始加热；温度超过设定上限值时控制板控制降温机构工作。实现自动发电、智能调温，通过锥齿轮、直齿轮等三级传动的齿轮组发电装置提高鞋底发电效率，智能、便捷、人性化，控制过程稳定。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的智能控制的发电调温鞋结构示意图；

图2是本实用新型实施例1的智能控制的发电调温鞋内部结构示意图；

图3是本实用新型实施例2的齿轮组发电装置结构示意图；

图4是本实用新型实施例3的控制板内部连接框图；

图5是本实用新型实施例3的发电机控制电路连接原理图；

图6是本实用新型实施例3的加热控制电路连接原理图；

图7是本实用新型实施例3的主控电路连接原理图；

图8是本实用新型实施例3的降温控制电路连接原理图；

图9是本实用新型实施例3的按键电路连接原理图；

图10是本实用新型实施例3的电源电路连接原理图；

图11是本实用新型实施例3的滤波电路连接原理图；

图12是本实用新型实施例3的显示电路连接原理图。

具体实施方式

结合附图和实施例对本实用新型的具体实施方式做详细说明 。

实施例1

智能控制的发电调温鞋，包括鞋体1、活动后跟3、加热机构、降温机构、温度探头P5、锂电池组P1、控制板4、齿轮组发电装置。

如图1所示的鞋体1包括鞋体上部1-1、鞋体下部1-2，鞋体上部1-1、鞋体下部1-2扣合，且活动后跟3安装在鞋体上部1-1后跟位置，鞋体上部1-1表面开有若干通气网眼2，如图2所示，鞋体下部1-2内设置加热机构，加热机构下方设置降温机构，鞋体下部1-2内的侧壁安装温度探头P5，鞋体下部1-2内安装锂电池组P1，鞋体下部1-2侧壁安装控制板4，齿轮组发电装置在活动后跟3下方的鞋体下部1-2内，控制板4分别与加热机构、降温机构、温度探头P5、锂电池组P1、齿轮组发电装置连接，锂电池组P1与加热机构、降温机构连接。

所述的发电调温鞋的控制过程如下：

走路时脚下压活动后跟3，连带齿轮组发电装置工作；

齿轮组发电装置发电经控制板4充入锂电池组P1；

锂电池组P1给加热机构、降温机构供电；

温度探头P5实时检测发电调温鞋的温度，温度低于设定下限值时，控制板4控制加热机构开始加热；温度超过设定上限值时控制板4控制降温机构工作。

实施例2

智能控制的发电调温鞋，包括鞋体1、活动后跟3、加热机构、降温机构、温度探头P5、锂电池组P1、控制板4、齿轮组发电装置。

如图1所示的鞋体1包括鞋体上部1-1、鞋体下部1-2，鞋体上部1-1、鞋体下部1-2扣合，且活动后跟3安装在鞋体上部1-1后跟位置，鞋体上部1-1表面开有若干通气网眼2。

如图2所示，鞋体下部1-2内设置加热机构，加热机构下方设置降温机构，加热机构采用三根平行设置的发热丝P2~P4。降温机构采用均匀分布的风扇B2~B5。

鞋体下部1-2内的侧壁安装温度探头P5，鞋体下部1-2内安装锂电池组P1，鞋体下部1-2侧壁安装控制板4，齿轮组发电装置在活动后跟3下方的鞋体下部1-2内，控制板4分别与加热机构、降温机构、温度探头P5、锂电池组P1、齿轮组发电装置连接，锂电池组P1与加热机构、降温机构连接。

如图3所示，齿轮组发电装置包括：第一直齿轮5、第一齿条6、第一弹簧7、轴8、第一锥齿轮9、第二锥齿轮10、压板11、第二弹簧12、第二齿条13、第二直齿轮14、第三直齿轮15、第四直齿轮19、发电机B1、棘轮机构、第五直齿轮21、第六直齿轮22。

活动后跟3下部紧贴压板11，压板11下方分别对称安装第一弹簧7与第二弹簧12、第一齿条6与第二齿条13，第一齿条6与第二齿条13分别与第一直齿轮5、第二直齿轮14啮合，第一直齿轮5、第二直齿轮14通过轴8连接，轴8上安装第一锥齿轮9，且第一锥齿轮9位于第一直齿轮5、第二直齿轮14之间；第一锥齿轮9与其下方的第二锥齿轮10啮合，第二锥齿轮10与其下方的第三直齿轮15同轴，第三直齿轮15与其一侧的第五直齿轮21啮合，第五直齿轮21上方设置有与其同轴的第六直齿轮22，第六直齿轮22与第四直齿轮19啮合，第四直齿轮19下端设置棘轮机构，棘轮机构连接发电机B1。

棘轮机构包括：与第四直齿轮19同轴的摇杆20，摇杆20两端装有棘爪16，摇杆20与棘爪16通过销轴17连接，棘爪16、摇杆20安装在棘轮18内部，棘轮18下端连接发电机B1。棘轮机构起到防止发电机B1反向旋转的作用。

所述的发电调温鞋的控制过程如下：

走路时脚下压活动后跟3，连带压板11向下运动，第一弹簧7与第二弹簧12压缩，第一齿条6与第二齿条13向下运动，分别与第一齿条6、第二齿条13啮合的第一直齿轮5、第二直齿轮14顺时针旋转，与第一直齿轮5、第二直齿轮14同轴的第一锥齿轮9同第二锥齿轮10啮合，与第二锥齿轮10同轴的第三直齿轮15逆时针旋转，第三直齿轮15与第五直齿轮21啮合，与第五直齿轮21同轴的第六直齿轮22顺时针旋转，第六直齿轮22与第四直齿轮19啮合，第四直齿轮19带动棘轮机构运动，棘轮机构带动发电机B1工作；

发电机B1发电经控制板充入锂电池组；

锂电池组给加热机构、降温机构供电；

走路时脚抬起时，齿轮组发电装置的第四直齿轮19及其连接的棘轮机构回程，保证发电机B1正向旋转发电，齿轮组发电装置的其余部件回程；

温度探头P5实时检测发电调温鞋的温度，温度低于设定下限值时，控制板4控制加热机构开始加热；温度超过设定上限值时控制板4控制降温机构工作。

实施例3

智能控制的发电调温鞋，包括鞋体1、活动后跟3、加热机构、降温机构、温度探头P5、锂电池组P1、控制板4、齿轮组发电装置。加热机构采用三根平行设置的发热丝P2~P4。降温机构采用均匀分布的风扇B2~B5。

如图1所示的鞋体1包括鞋体上部1-1、鞋体下部1-2，鞋体上部1-1、鞋体下部1-2扣合，且活动后跟3安装在鞋体上部1-1后跟位置，鞋体上部1-1表面开有若干通气网眼2，如图2所示，鞋体下部1-2内设置加热机构，加热机构下方设置降温机构，鞋体下部1-2内的侧壁安装温度探头P5，鞋体下部1-2内安装锂电池组P1，鞋体下部1-2侧壁安装控制板4，齿轮组发电装置在活动后跟3下方的鞋体下部1-2内，控制板4分别与加热机构、降温机构、温度探头P5、锂电池组P1、齿轮组发电装置连接，锂电池组P1与加热机构、降温机构连接。

如图4所示，控制板4包括：发电机控制电路、加热控制电路、主控电路和降温控制电路。

主控电路的输入端连接温度探头P5的输出端，主控电路的输出端分别与发电机控制电路的输入端、加热控制电路的输入端、降温控制电路的输入端连接，发电机控制电路的输入端还连接齿轮组发电装置输出端，发电机控制电路的输出端连接锂电池组P1的输入端，加热控制电路的输出端连接加热机构，降温控制电路连接降温机构，控制板4还包括：设定加热温度的按键电路、显示温度的显示电路。

图5所示的发电机控制电路中选用TP4056芯片用作锂电池组充电芯片U1，发电机B1发的电不稳定，经过这个芯片可以输出稳定的5V电压给锂电池组P1充电。发电机控制电路中的锂电池充电芯片U1的1、3引脚接地，2脚跨接电阻R5，4、8引脚经电阻R1连接发电机B1正极,5引脚接锂电池组P1正极，发电机B1正极一支分流经发光二极管D1、电阻R3流入引脚6，一支分流经发光二极管D2、电阻R2流入引脚7。

图6加热控制电路中，K1~K3是三个继电器，起到开关的作用，P2、P3、P4是三根发热丝接口，U5是达林顿管，虽然U6的也可以直接驱动继电器，但是很不稳定，加入U5这个一级驱动能够稳定U6的控制输出，更好的控制加热机构的三根发热丝工作。继电器K1、K2、K3的一个引脚接3V3_2电源，继电器K1、K2、K3的另一脚分别接达林顿管U5的5、6、7脚。

如图7所示，主控电路选用STM32F103T8U6单片机芯片U6，U6的1、6、19、27引脚接电源3V3_1，U6的2、3脚接晶振Y1两端，U6的4脚接显示电路的ole液晶U4的14引脚，U6的5脚经电阻R14接地，U6的5、18、26、36引脚接地，U6的7、8、9、10引脚接降温控制电路的风扇B2～B5中的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4脚，U6的11、12、13引脚接ole液晶U4的15、18、19引脚，U6的14、20、23、24、29脚悬空，U6的21、22脚接外设蓝牙接口电路的J1的2、3引脚，用于和手机交互。单片机U6的25、28接下载接口电路J2的2、3引脚，J2的1脚接地，J2的4脚接电源3V3_1，采用SW下载方式方便快捷，节省端口。U6的15、16、17脚接达林顿管U5的12、11、10脚。单片机U6的30、31、32、33引脚接按键电路的按键K4～K7的上拉脚，单片机U6的34脚接温度探头P5的2脚。

如图8所示的降温控制电路，V1~V4是四个场效应管FDS6676AS，B2-B5是四个无刷电机，即四个小风扇。场效应管V1～V4的1、2、3脚接地，5、6、7、8脚接网络标号M1-、M2-、M3-、M4-，4脚分别跨接电阻R20、R21、R22、R23接地，D4～D7-肖特基二极管。

如图9所示的按键电路中，按键K4～K7的一端接电阻R7～R10上拉，另一端接地。四个按键实现预设温度上限值下限值、设置时间。

如图10所示的电源电路，锂电池组P1输出的5.0V电压经过SP6205芯片会输出稳定的3.3V电压，因为考虑到液晶功率较大，所以ole液晶U4需要的3.3V和主控芯片需要的3.3V分开供电电源电路的稳压芯片U2、U3的1、3脚经自恢复保险丝F1接VCC_5.0，2脚接地，4脚经电容C11接地，5脚分别为3V3_1、3V3_2输出。

考虑主控芯片的抗干扰性，采用如图11所示的滤波电路，对电源电路输出的3V3_1过滤后给主控芯片供电，滤波电路是在3V3_1与地之间接滤波电容C5～C9。

如图12所示的显示电路，用于显示温度、发电量、时间等信息。显示电路的ole液晶U4的1、8、10、11、12、13、29、30脚接地，ole液晶U4的2、3脚跨接电容C18，4、5脚跨接电容C19，6、9脚接电源3V3_2，7、20、21、22、23、24、25引脚悬空。

所述的发电调温鞋的控制过程如下：

走路时脚下压活动后跟3，连带齿轮组发电装置工作；

齿轮组发电装置发电经发电机控制电路充入锂电池组P1；

锂电池组P1给加热机构、降温机构供电；

温度探头P5实时检测发电调温鞋的温度，传至主控电路，主控电路判断温度低于设定下限值时，加热控制电路控制加热机构工作；主控电路判断温度超过设定上限值时，、降温控制电路控制降温机构工作。