一种发电鞋的制作方法

本发明涉及节能领域，具体涉及一种发电鞋,包括鞋跟和发电装置。

背景技术：

便携式电子设备已成为人们生活的必需品，但在其实际使用过程中，因电池的续航能力差而使其饱受诟病，而携带移动电池又十分不便，因此，研发一种可随时随地满足便携式电子设备的应急供电需求的产品势在必行，现在市面上较常见的发电鞋在一定程度上解决了这个问题。但目前大多数发电鞋采用压电系统和流体系统发电，发电效率极低，鞋子舒适度差，并且当鞋子产生较大变形时，其发电的能力急剧下降，非常不实用。

窦丽华、赵勇立等在其专利《一种人体足部机械能发电装置》(cn201410230637)中提出的利用电磁式结合流体系统的发电方式，该装置在人体行走时将人体足部垂直方向的动量通过液体的流动转变为特制的磁体活塞水平方向的动量，这种方式磁体活塞水平位移量少，效率低下。

黄淞在其专利《发电鞋》(cn102273764a)中提出一种利用人体脚部踩踏鞋跟顶面的踏板，当踏板下移时踏板下方的弧形齿条带动齿轮旋转，齿轮旋转带动发电机的转轴转动，从而驱动发电机开始工作，该装置的发电机被驱动时转速低，发电量少,且该装置的踏板结构在复位之后会对人体足部产生挤压，鞋子的舒适度差。

因此，在现有发电鞋的技术基础上加以创新，提高发电机转速，增加发电量，提高发电效率，提升穿鞋的舒适度，满足各种便携式电子设备的应急供电需求，具有很强的现实意义。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明解决的技术问题是如何提高发电机转速，增加发电量，提高发电效率，提升穿鞋的舒适度，满足各种便携式电子设备的应急供电需求。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是一种发电鞋，包括鞋跟和发电装置，所述鞋跟为折叠式的结构，里面设有所述发电装置，所述发电装置包括u形杆、轴、单向轴承、轴承座、推力轴承、隔圈、锥形齿，所述轴连接所述u形杆的两端，其在两端连接处安装有所述单向轴承和所述轴承座，其中一端的所述轴承座外侧还安装有所述推力轴承和所述隔圈，所述轴的安装有所述锥形齿。

优选地，所述折叠式鞋跟材料为橡胶。

优选地，所述u形杆材料为304不锈钢。

优选地，所述轴承座材料为铝合金。

优选地，所述轴承座与所述u形杆的固定方式为螺纹固定。

进一步地，所述发电装置还包括支架座，所述支架座包括支架、支架开孔、轴承、定位孔、定位槽、发电机支架、发电机和锥形齿，所述支架左右两侧设有所述支架开孔，所述轴承放置在所述支架开孔内，所述支架底部设有所述定位孔和所述定位槽，用于固定所述发电机支架，所述发电机安装在所述发电机支架上，所述锥形齿安装在所述发动机上并和所述轴的锥形齿完全啮合。

优选地，所述支架的材料为硬塑料或轻质合金。

优选地，所述发电机为内置齿轮箱的航模舵机。

优选地，所述发电机支架通过所述定位孔和所述定位槽固定在所述支架上的方式为螺纹固定。

进一步地，所述轴穿过所述单向轴承的同时又穿过所述支架左右内侧的所述轴承。

本发明机械能发电原理如下：

当人行走或奔跑时，所述折叠式鞋跟与地面接触并被挤压，其内部的所述发电模块中的u形杆在所述折叠式鞋跟被挤压的同时做圆周运动。当所述折叠式鞋跟达到形变最大处即鞋跟有离开地面趋势时，所述u形杆也从初始位置旋转到达终点位置，这个过程中所述轴承座和所述单向轴承也带动所述轴和其上的锥齿轮一同旋转，由于所述轴的锥齿轮和所述发电机的锥齿轮是互相啮合的，因此所述发电机上的锥齿轮带动所述发电机的旋子旋转发电。从所述折叠式鞋跟有离开地面的趋势至完全离开地面这段时间内，所述折叠式鞋跟的弹性材料特性使其自动复位，而所述单向轴承具有在一个方向上锁死而在另一个方向上自由运动的特性，因此所述u形杆、所述轴承座和所述单向轴承也随所述折叠式鞋跟的自动复位而复位。在复位的过程中，所述发电机的旋子保持静止，为下一次发电做准备。所述发电机产生的电能经过电能处理模块处理后可储存在充电电池内。

采用本发明的技术方案可取得以下有益效果：

1、采用u形杆的结构和折叠式鞋跟增加了人体足部运动时鞋跟处的变形量，增加可吸收的机械能，同时采用舵机做为发电机，利用其内置的齿轮箱可以提高发电机的转速，增加发电量，发电效率高。

2、利用单向轴承的工作特性，有效减少机械能的损失，当脚跟落地时，u形杆和锥形齿转动从而驱动发电机转动，但当脚跟抬起时，由于单项轴承阻力的大大减小使u形杆在其自身的重力和折叠式鞋跟恢复力的作用下实现自动复位。由于鞋底面为一整体，所有模块均安装在鞋跟内，因此在人体行走的过程中并不会对足部造成不适感。

3、结构简单，所用零部件均易取得且组装简单，提高了装置的实用性。

附图说明

图1是发电鞋的整体示意图；

图2是折叠式鞋跟示意图；

图3是发电装置的结构示意图；

图4是发电装置的局部剖视图；

图5是支架整体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

图1图2为发电鞋的整体示意图和折叠式鞋跟示意图，折叠式鞋跟由具有弹性形变能力的材料制成。

图3至图5为发电装置的结构示意图、局部剖视图及支架整体示意图，所述发电装置2包括u形杆201、轴202、单向轴承203、204、轴承座205、206、推力轴承207、隔圈208、锥形齿209，所述轴202连接所述u形杆201的两端，其在两端连接处安装有所述单向轴承203、204和所述轴承座205、206，其中一端的所述轴承座206外侧还安装有所述推力轴承207和所述隔圈208，所述轴202安装有所述锥形齿209。

优选地，所述折叠式鞋跟1材料为橡胶。

优选地，所述u形杆201材料为304不锈钢。

优选地，所述轴承座205、206材料为铝合金。

优选地，所述轴承座205、206与所述u形杆201的固定方式为螺纹固定。

进一步地，所述发电装置2还包括支架座，所述支架座包括支架210，支架开孔211、212，轴承213、214，定位孔215、216、217、218，定位槽219、220，发电机支架221，发电机222和锥形齿223，所述支架210左右两侧设有所述支架开孔211、212，所述轴承213、214放置在所述支架开孔211、212内，所述支架210底部设有所述定位孔215、216、217、218和所述定位槽219、220，用于固定所述发电机支架221，所述发电机222安装在所述发电机支架221上，所述锥形齿223安装在所述发动机222上并和所述轴202的锥形齿209完全啮合。

优选地，所述支架210的材料为硬塑料或轻质合金。

优选地，所述发电机222为内置齿轮箱的航模舵机。

优选地，所述发电机支架221通过所述定位孔215、216、217、218和所述定位槽219、220固定在所述支架210上的方式为螺纹固定。

进一步地，所述轴202穿过所述单向轴承203、204的同时又穿过所述支架210左右内侧的所述轴承213、214。

本发明机械能发电原理如下：

当人行走或奔跑时，所述折叠式鞋跟1与地面接触并被挤压，嵌入其内部的所述发电模块2中的u形杆在所述折叠式鞋跟1被挤压的同时做圆周运动。当所述折叠式鞋跟1达到形变最大处即鞋跟有离开地面趋势时，所述u形杆也从初始位置旋转到达终点位置，这个过程中所述轴承座205、206和所述单向轴承203、204也带动所述轴202和其上的锥齿轮209一同旋转，由于所述轴202的锥齿轮209和所述发电机222的锥齿轮223是互相啮合的，因此所述发电机222上的锥齿轮223又带动所述发电机222的旋子旋转发电。从所述折叠式鞋跟1有离开地面的趋势至完全离开地面这段时间内，所述折叠式鞋跟1的弹性材料特性使其自动复位，而所述单向轴承203、204具有在一个方向上锁死而在另一个方向上自由运动的特性，因此所述u形杆201、所述轴承座205、206和所述单向轴承203、204也随折叠式鞋跟1的自动复位而复位。在复位的过程中，所述发电机222的旋子保持静止，为下一次发电做准备。所述发电机222产生的电能经过电能处理模块处理后可储存在充电电池内。

采用本发明的技术方案可取得以下有益效果：

1、采用u形杆的结构和折叠式鞋跟增加了人体足部运动时鞋跟处的变形量，增加可吸收的机械能，同时采用舵机做为发电机，利用其内置的齿轮箱可以大大提高发电机的转速，增加发电量，发电效率高。

2、利用单向轴承的工作特性，当脚跟落地时，u形杆和锥形齿转动从而驱动发电机转动，但当脚跟抬起时，由于单项轴承阻力的大大减小使u形杆在其自身的重力和折叠式鞋跟恢复力的作用下实现自动复位。由于鞋底面为一整体，所有模块均安装在鞋跟内，因此在人体行走的过程中并不会对足部造成不适感。

3、结构简单，所用零部件均易取得且组装简单，提高了装置的实用性。

以上结合附图对本发明的技术方案作出了详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下,对这些实施方式进行各种变化、修改、替换和变型仍落入在本发明的保护范围内。