本发明涉及可穿戴设备领域，具体涉及一种鞋底微型发电装置。
背景技术：
人每天都在步行，人体利用自身生物能量做自身运动。健康人的“走路量”每天至少4000步，这个活动量是人基本的运动量，要想达到促进健康，预防各种慢性病的作用，标准要提高到7000步。“普通成人的步伐，一步一般是70厘米左右，4000步相当于2.8公里。可以说，走路是一个正常的健康人的每天必备行为，利用人走路这个司空见惯的行为，进行运动发电，并与其他可穿戴的智能设备等连接，使得我们这个必备的走路行为，可以发挥出它额外的作用和价值。
现有的运动发电的实现往往需要通过鞋子与其他外部装置进行配合才能发电，运动发电范围受到极大的限制。
技术实现要素：
本发明意在提供一种鞋底微型发电装置，无需与其他外部装置进行配合，拓宽通过人行走运动进行发电这一技术的适用范围。
鞋底微型发电装置包括鞋底、放置在鞋底内的脚后跟位置的微型发电机、与微型发电机的转轴同轴连接的齿轮；还包括能随鞋底的外壁一起上下运动的齿条，将所述齿条的支撑在所述鞋底内的弹簧和用于存储电能的电池模块；所述齿条竖直设置并与所述齿轮传动连接。
当人走路时，脚踩下去后，直齿条随同鞋底一起被下压，进而带动与之传动连接的齿轮转动，进而带动微型发电机的转轴转动发电，同时弹簧被压缩蓄能，用于帮助齿条复位，在齿条复位的过程中同样会带动齿轮旋转；这样，被储蓄的弹性势能就能让微型发电机继续发电。
本发明通过齿条把人在行走过程中对鞋底下压的能量传递给微型发电机用于发电，同时还用过弹簧储能，所储存的能量又帮助齿条复位，同时还让微型发电机继续转动进而继续发电，所产生的电能被电池模块所储藏起来，可以供其他设备使用，无需与其他外部装置进行配合才能发电，无时无处都可以进行发电，充分的发挥出了人走路这个司空见惯的行为额外的作用和价值。
进一步，所述齿轮与齿条间连接有传动齿轮，所述传动齿的一侧与所述齿条啮合，另一侧则与所述齿轮啮合。
利用传动件传动齿轮传动，可以使得齿条不直接与齿轮啮合，加大齿条与齿轮的距离，从而使得微型发电机的安装不受齿条的限制。
进一步，所述传动齿轮为双联齿轮，其同轴的两联中的一联与所述齿条啮合，另一联与所述齿轮啮合；与所述齿轮的啮合一联的直径大于与所述齿条啮合的一联的直径。
利用直径差，制造更大的传动比，在双联齿轮两联的角速度相同的情况下，与齿轮啮合一联的线速度更大，从而提高了齿轮的转速，产生电能的效率更高。
进一步，还包括固定在鞋底内的导向板，所述导向板与所述齿条远离齿轮的一侧相抵，并在该侧上与所述齿条滑动连接。
通过导向板抵紧齿条，让齿条始终沿着导向板上下运动，不会前后晃动，动作更稳定，减少脱开的可能性。
进一步，所述齿条的上端与所述鞋底的上壁间粘接有天然乳胶弹性层。
通过天然乳胶弹性层的垫在硬质的齿条与软质的鞋底上壁之间，增加人穿着时的舒适感觉，避免齿条硌脚，天然乳胶透气性能好，还能起到杀菌的作用。
进一步，所述鞋底外侧延伸出围绕所述鞋底的一圈凹槽，所述凹槽内设有气囊，所述鞋底内还设有用于向所述气囊内充气/抽气的气泵；还包括安装在所述鞋底内的微控制器，所述气泵受微控制器控制；
所述气囊充满时形成与鞋帮侧面贴合的侧壁，气囊内靠近鞋底的一侧设有磁珠，所述凹槽的底部设有与所述磁珠对应的电磁铁，所述电磁铁受控于所述微控制器启闭，还能在微控制器的控制下切换磁极方向；
还包括安装在鞋帮上的开关，所述开关与所述微控制器连接，用于控制气囊的充气和放气；
以及，在气囊放气时切换电磁铁的磁极与所述磁珠相斥，在气囊充气时切换电磁铁的磁极与所述磁珠相吸引；
所述气囊所形成的与鞋帮侧面贴合的侧壁上开有供鞋带穿过的通孔，所述通孔的数量为两个，沿鞋的中轴向左右对称设置，所述通孔内设有用于卡住鞋带头的卡接部；
所述卡接部位于所述通孔朝向鞋底方向的末端。
使用时，通过开关使得气囊充气，同时电磁铁的磁极也被切换到与所述磁珠相吸，于是气囊逐渐形成圆筒状，气囊内靠近鞋底的一侧设有磁珠与电磁铁贴合，稳定住气囊；气囊的另一侧则伸出凹槽，形成一防雨水层，在路面积水较深时，可以方式水漫过鞋底，通过鞋面透入鞋中，弄湿穿着者的脚，造成不适。同时，气囊可以不用完全充满，可以充至刚好与凹槽上边缘齐平，这样可以防止在乎或灰尘掉入凹槽内，不易清洁。
通过开关使得气泵从气囊内抽气，气囊收缩，同时电磁铁的磁极也被切换到与所述磁珠相斥，气囊的底部被排斥力抬起，此时将鞋带穿入通孔内，并让鞋带头与卡接部卡接，鞋带不必采用惯常的蝴蝶结方式系紧，只用交叉一次即可，再通过卡接部就可以固定住鞋带，避免鞋带松开；
再次充气，随着磁珠被电磁铁吸引，这就使得鞋带头随卡接部向下运动，鞋带也被拉直；继续充气，气囊慢慢高出凹槽，如果过任其自由的上升，气囊形成的侧壁会围成一上端开口的筒状结构，这样下雨时从上方掉落的雨水仍旧会弄湿鞋面，而在通孔内鞋带的引导下，气囊向内弯曲，左右两侧的气囊向中间合拢，形成一个防雨层，这样就既可以防住漫过鞋底的水，又可以挡住从鞋面上方掉落的雨水。
卡接部位于所述通孔朝向鞋底方向的末端，鞋带头移动的距离较远，拉直鞋带的效果更好，鞋带对于气囊的引导也更顺畅。
附图说明
图1为安装有本发明实施例1中的鞋底微型发电装置的鞋的剖视图。
图2为安装有本发明实施例2中的鞋底微型发电装置的鞋的侧视图。
图3为本发明实施例2中的凹槽的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例1
说明书附图1中的附图标记包括：鞋1、鞋底2、齿条3、弹簧4、双联齿轮5、微型发电机6、齿轮7、电池模块8、固定支架9、导向板10、透气孔11。
实施例基本如附图1所述：
本实施例中的鞋底2微型发电装置，安装在鞋的鞋底2内脚后跟位置上所开设的空腔内，包括了依脚后跟到脚尖方向依次设置的导向板10、齿条3、双联齿轮5、微型发电机6和电池模块8；
所述齿条3竖直设置，其上端与所述空腔上壁间粘接有天然乳胶弹性层，起到缓冲的作用，增加穿着者的舒适感，另外天然乳胶还具有一定的杀菌作用；齿条3的下端与空腔的底部内壁间连接有弹簧4，弹簧4的上端粘接在齿条3上，下端则嵌入鞋底2内固定连接。导向板10靠近鞋跟方向的一侧与空腔内壁贴合，同时粘接在空腔的底部内壁上，而导向板10与所述齿条3远离齿轮7的一侧相抵，并在该侧上与所述齿条3滑动连接，通过导向板10抵紧齿条3，让齿条3始终沿着导向板10上下运动，不会前后晃动，动作更稳定，减少脱开的可能性。
微型发电机6的转轴同轴的焊接有齿轮7，而双联齿轮5则分为同轴的两联，两联的直径不一，直径大的一联与齿轮7啮合，直径小的一联则与齿条3啮合，从而提高了传动比，如图1所示，双联齿轮5通过一固定支架9支撑在空腔底部的内壁上。
当人走路时，脚踩下去后，直齿条3随同鞋底2一起被下压，进而带动与之传动连接的齿轮7转动，进而带动微型发电机6的转轴转动发电，同时弹簧4被压缩蓄能，用于帮助齿条3复位，在齿条3复位的过程中同样会带动齿轮7旋转；这样，被储蓄的弹性势能就能继续让微型发电机6发电。为了下压动作更顺畅，空腔与鞋帮的内部空间之间还通过透气孔11连通，方便空气的进出。
本实施例通过齿条3把人在行走过程中对鞋底2下压的能量传递给微型发电机6用于发电，同时还用过弹簧4储能，所储存的能量又帮助齿条3复位，同时还让微型发电机6继续转动进而继续发电，所产生的电能被电池模块8所储藏起来，可以供其他设备使用，无需与其他外部装置进行配合才能发电，无时无处都可以进行发电，充分的发挥出了人走路这个司空见惯的行为额外的作用和价值。所述齿轮7与齿条3间连接有传动齿轮7，所述传动齿的一侧与所述齿条3啮合，另一侧则与所述齿轮7啮合。利用传动件传动齿轮7传动，可以使得齿条3不直接与齿轮7啮合，加大齿条3与齿轮7的距离，从而使得微型发电机6的安装不受齿条3的限制。利用双联齿轮5的直径差，制造更大的传动比，在双联齿轮5两联的角速度相同的情况下，与齿轮7啮合一联的线速度更大，从而提高了齿轮7的转速，产生电能的效率更高。
实施例2
说明书附图2和图3中的附图标记包括：鞋帮1、鞋底2、凹槽3、气囊4、磁珠5、电磁铁6、鞋带7、通孔8、卡接部9、开关10、气泵11。
如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，所述鞋底2外侧还延伸出围绕所述鞋底2的一圈凹槽3，所述凹槽3内设有气囊4，所述鞋底2内还设有用于向所述气囊4内充气/抽气的气泵11，还包括安装在所述鞋底2内的微控制器，所述气泵11受安装在鞋底2内的微控制器控制；所述气囊4充满时形成与鞋帮侧面贴合的侧壁；
如图2所示，气囊4内靠近鞋底2的一侧设有磁珠5，所述凹槽3的底部设有与所述磁珠5对应的电磁铁6，所述电磁铁6受控于所述微控制器启闭，还能在微控制器的控制下切换磁极方向；本实施例中共设有六组所述磁珠5和电磁铁6，分别设置在鞋的左右两侧，每侧三组，沿脚跟到脚尖的方向间隔分布；电磁铁6和微控制器均由电池模块供电。
还包括安装在鞋帮上的开关10，所述开关10与所述微控制器连接，其中一个用于控制气囊4的充气，以及，在气囊4放气时切换电磁铁6的磁极与所述磁珠5相斥；
另一个则是用于控制气囊4放气；在气囊4充气时切换电磁铁6的磁极与所述磁珠5相吸引；
按下开关10后，微控制器根据既定的程序，控制气泵11的充气或抽气，同时切换电磁铁6的电流方向以改换磁极方向，受控于微控制器的电流方向转换模块比较的现有，在此不作赘述。
所述气囊4所形成的筒状侧壁上开有供鞋带7穿过的通孔8，所述通孔8的数量为两个，沿鞋的中轴向左右对称设置，所述通孔8内设有用于卡住鞋带7头的卡接部9，卡接部9是一锥形的圆筒，其直径小的一端的开口与鞋带7头过盈配合，所述卡接部9位于所述通孔8朝向鞋底2方向的末端，鞋带7头移动的距离较远，拉直鞋带7的效果更好。
使用时，通过开关10使得气囊4充气，同时电磁铁6的磁极也被切换到与所述磁珠5相吸，于是气囊4逐渐形成圆筒状，气囊4内靠近鞋底2的一侧设有磁珠5与电磁铁6贴合，稳定住气囊4；气囊4的另一侧则伸出凹槽3，形成一防雨水层，在路面积水较深时，可以方式水漫过鞋底2，通过鞋面透入鞋中，弄湿穿着者的脚，造成不适。同时，气囊4可以不用完全充满，可以充至刚好与凹槽3上边缘齐平，这样可以防止在乎或灰尘掉入凹槽3内，不易清洁。
利用开关10从气囊4内抽气，气囊4收缩，同时电磁铁6的磁极也被切换到与所述磁珠5相斥，气囊4的底部被排斥力抬起，此时将鞋带7穿入通孔8内，并让鞋带7头与卡接部9卡接；再次充气，随着磁珠5被电磁铁6吸引，这就使得鞋带7头随卡接部9向下运动，鞋带7也被拉直；继续充气，气囊4慢慢高出凹槽3，并在通孔8内鞋带7的引导下，向内弯曲，形成一个防雨层，这样就既可以防住漫过鞋底2的水，又可以挡住从鞋面上方掉落的雨水。鞋带7不必采用惯常的蝴蝶结方式系紧，只用交叉一次即可，再通过卡接部9就可以固定住鞋带7。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。