一种自发电定位鞋的制作方法

本实用新型涉及一种鞋子结构，尤其涉及一种自发电定位鞋。

背景技术：

目前电子产品集成度越来越高，功率越来越大，耗电速度越来越快，电池容量小从而很容易产生的续航能力不够。

此外，步行是一种广大消费者生活习惯和规律，上下班，散步等，无时无刻充斥在我们生活中。同时，在日常生活中，有些孩子、老人容易发生走丢现象，也有些人想知道自己到底每天走了多少路，或者走了多少步。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种自发电定位鞋。

本实用新型包括鞋子主体，所述鞋子主体的底部设有容纳腔，所述容纳腔内设有发电装置、可充电电池及GPS定位装置，所述发电装置产生的电能储存在可充电电池中，所述可充电电池为GPS定位装置供电，所述GPS定位装置用于确定鞋子主体的位置。

本实用新型作进一步改进，所述发电装置包括电磁感应模块、电磁感应充放电模块，所述电磁感应模块通过所述电磁感应充放电模块与可充电电池的电池极板相连。

本实用新型作进一步改进，所述电磁感应模块包括初级线圈和次级线圈，所述电磁感应充放电模块的输入端与次级线圈输出端相连。

本实用新型作进一步改进，所述发电装置还包括整流滤波器和无线供电模块，所述电磁感应模块的输出端与整流滤波器的输入端相连，所述整流滤波器的输出端与无线供电模块的输入端相连。

本实用新型作进一步改进，所述鞋子主体上设有充电口，所述充电口与所述可充电电池相连。

本实用新型作进一步改进，所述GPS定位装置包括相互连接的GPS通信模块和GPS距离计算模块。

本实用新型作进一步改进，所述可充电电池内设有ARM芯片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用人体步行时候两脚的交替运动状态，通过法拉第电磁感应原理产生电流并储存在可充电电池中，可以作为充电宝对手机，平板电脑等电子设备进行充电续航；通过GPS通讯终端与GPS定位装置通信，可以知道当前鞋子主体的位置，防止人员走失；用户可以清楚的知道自己走了多少距离，有利于日常的距离估算及锻炼身体。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型电路结构框图；

图3为GPS定位装置定位原理示意图；

图4为GPS距离计算模块原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型包括鞋子主体1，所述鞋子主体1的底部设有容纳腔，所述容纳腔内设有发电装置2、可充电电池3及GPS(Global Positioning System，全球定位系统)定位装置4，所述发电装置2产生的电能储存在可充电电池3中，所述可充电电池3为GPS定位装置4供电，所述GPS定位装置4用于确定鞋子主体1的位置。通过发电装置2将产生的电能储存在可充电电池3中，作为移动电源使用，满足电子产品的用电需求；通过GPS通讯终端与GPS定位装置通信，可以知道当前鞋子主体的位置，防止人员走失。

如图2所示，本例的发电装置2包括电磁感应模块、电磁感应充放电模块，所述电磁感应模块通过所述电磁感应充放电模块与可充电电池3的电池极板相连。所述电磁感应模块包括初级线圈和次级线圈，所述电磁感应充放电模块的输入端与次级线圈输出端相连。其中，本例的初级线圈设置在其中一只鞋子上，次级线圈与可充电电池3及GPS定位装置4设置在另外一只鞋子上。

本实用新型利用人体步行时候两脚的交替运动状态，通过法拉第电磁感应原理产生电流并储存在可充电电池3中，具体为：在发送端和接收端各有一个线圈，初级线圈上通一定频率的交流电，由于电磁感应在次级线圈中产生一定的电流，从而将能量从传输端转移到接收端，并通过电极将能量存储在可充电电池3上。本例可以作为充电宝对手机，平板电脑等电子设备进行充电续航，所述可充电电池3可以内置一块ARM芯片，开发对应的app与电子设备想连，实现本实用新型的计步器等相应功能。

本例电磁感应充放电模块由芯片及电子元器件组成集成实现电路充放电功能。电磁感应模块和电磁感应充放电模块是本例的核心，包括切割磁场产生电流和电池极板存储两大功能，电磁感应充放电模块跟开有GPS的手机或平板电脑等通信终端进行通信，可实现对充放电数据查看与充放电功能开关，可以检测电磁感应充放电模块的内容数据，并将内部数据发送给GPS通信终端，方便用户查看数据，实现用户可以在日常生活中行走中同时产生能量，存储为电能，提高能量利用率。

本例的鞋子主体1可以设置充电口，所述充电口与所述可充电电池相连。

本例也可以通过无线充电技术对电子产品充电，无线充电技术主要利用电磁技术，实际实现上，鞋子电磁感应产生电流通过发射器将电流转化为电磁，手机通过内置芯片接收器将电磁转化为电流为手机充电。电磁感应中所产生的电流是交变电流，可以通过整流滤波器稳压后，将较高的交流电压转变成适应于步行鞋集成芯片工作的直流电压。转变为直流电压后，可以通过无线供电技术中的无线供电模块将相关的电能转变为磁能通过无线传播到手机等GPS通信终端设备，为其提供通信终端设备提供能量。无线供电模块的无线供电通过无线供电器件来实现。

实际中，无线供电器件有三种，其型号分别为VOX33P05S，VOX330MP05P，VPX330MP2A，它们的发射功率为100W，100W+100W和500W。驱动电压均为12V直流稳压电源，驱动电流为22～30mA之间。这几种模块封装和大功率三极管相同，都是三脚引线。其中，VOX33P05S无线供电器件的发射线圈L1为5～10cm左右的空心线圈，线经在0.5～0.9mm之间，电容C 1在300pF左右，耐压在1kV以上。接收线圈L2为一个5cm左右的空心线圈，线径为0.5～0.9mm左右，线径细功率小，易发热。电容C2一般为300pF左右。发射电路和接收电路的距离一般在1米～2米之间。而双发射电路和双接收电路，应用两套LC震荡电路(是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路)，它主要应用于普通鞋的电路。实际应用时可调节距离、方向，以取得最佳接收效果。

如图3和图4所示，本例的GPS定位装置4包括相互连接的GPS通信模块和GPS距离计算模块。其中，所述GPS通信模块包括定位功能和GPS通信功能；所述鞋子主体内集成GPS通信电路，并通过无线发射与GPS终端系统进行通信，将GPS通信模块接受到的数据显示在GPS通信终端中，并可以通过GPS通信终端对GPS通信功能实现开关功能。

本例的GPS定位功能的实现主要依赖与三部分，如图3所示。第一是太空卫星部分，主要由卫星组成，每个卫星均持续着发射载有卫星轨道资料及时间的无线电波，提供地球上的各种接收机来应用；第二是地面管制部份也就是图3周光背男的监控站和主控站，主要工作为负责修正与维护每个卫星能保持正常运转的各项参数资料，确保提供正确的讯息给使用者来接收；第三是使用者，也就是本例的自发电定位鞋，用于通过GPS定位装置4追踪GPS卫星，并实时地计算出本例所在位置的坐标、移动速度及时间。

GPS距离计算模块在GPS定位功能的基础上实现。计算原理为每个太空卫星在运行时，任一时刻都有一个坐标值来代表其位置所在(已知值)，本例的自发电定位鞋(以下称为接收机)所在的位置坐标为未知值，而太空卫星的讯息在传送过程中，所需耗费的时间，可经由比对卫星时钟与接收机内的时钟计算，将此时间差值乘以电波传送速度(一般定为光速)，就可计算出太空卫星与使用者间的距离，如此就可依三角向量关系来列出一个相关的方程式。一般我们使用的接收机就是依上述原理来计算出所在位置的坐标资料，每接收到一颗卫星就可列出一个相关的方程式，因此在至少收到三卫星后，即可计算出平面坐标(经纬度)值，收到四颗则加上高程值，五颗以上更可提高准确度，这就是GPS的基本定位原理。一般来说，使用者的接收机每一秒钟的坐标资料都是最新的，也就是说接收机会自动不断地接收卫星讯息，并实时地计算其所在位置的坐标资料，如此使用者便不需担心是否接收机显示的资料太旧或是不准确。

其中，$GPRMC,061732.00,A,4104.24665,N,11818.75243,E,0.166,179.32,121110，···A*69，为GPS模块所接收到的数据。此数据中的4104.24665表示北纬41度4.24665分，后面的是东经118度18.75243分。由此可见通过GPS通信模块采集某点的经纬度便可以测量两点间的距离。

如图4所示，求两点距离的经纬度实现如下：

设两点A、B的经、纬度分别为(jA,wA)(jB,wB)，半径为R的球面上两点间的最短距离，弧AB＝R*arccos[sin(wA)sin(wB)+cos(wA)cos(wB)*cos(jA-jB)]，R为地球半径(地球大概半径6371.004千米)，本例假设地球是圆的。求弧AB，只要知道角AOB就可以，弧AB＝R×角AOB。角AOB只要知道AB的长度就可以，AB^2＝R^2+R^2-2*R*R*Cos(AOB)。求AB的长度只要知道AE、BE长度就可以，AB^2＝AE^2+BE^2。求BE，只要知道BD、ED就可以，BE＝BD-ED，BD＝R×Sin(wB)，ED＝AC＝R×Sin(wA)。紧接着求出AE来就可以。求AE，只要知道CD就可以，而AE＝CD。求CD，只要知道OC、OD、角COD就可以，CD^2＝OC^2+OD^2-2OC×OD×Cos(COD)，OC＝R×Cos(wA)，OD＝R×Cos(wB)，角COD＝角jB-角jA。

因此，求弧AB，可以按照以下的步骤算：

第一步：求AE,由图4可知AE＝CD，根据三角形余弦公式：

CD^2＝OC^2+OD^2-2OC×OD×Cos(COD)，又因为OC＝R×Cos(wA)，OD＝R×Cos(wB)，COD＝∠jB-∠Ja，故AE可求；

第二步：求BE，因为BE＝BD-ED，又因为BD＝R×Sin(wB)，ED＝AC＝R×Sin(wA)，弧AB＝R×∠AOB，故BE可求；

第三步：由BE和AE求AB的长度，AB^2＝AE^2+BE^2；

第四步：由AB的长度求∠AOB，AB^2＝R^2+R^2-2*R*R*Cos(AOB)；

第五步：由角AOB求弧AB，弧AB＝R×角AOB。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。