[實用新型]一種壓電自供能定位鞋

有效

• 申請號: 201520031967.6
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN204540969U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 姚鑫驊;欒叢叢;傅建中
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A43B3/00
• 分類號: A43B3/00;G01S19/14
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 陳升華

技術領域

本實用新型涉及一種定位鞋，具體涉及一種壓電自供能定位鞋。

背景技術

近年來兒童、老人、大學生失聯事件時有發生，如何及時定位失聯者和失聯者遇緊急情況及時發出請求信號是一個亟待解決的問題。可穿戴定位設備是一個較好的解決方案，目前市場可見定位手表、定位鞋、定位書包等產品。

但這些產品的供能方式大多采用電池供電或外接充電器供電，電源續航能力不足，在戶外探險者掉隊或遇到意外、老人或兒童迷路或遇到危險、臥底警察遇到危險、重要人物或高收入人群被綁架等諸多情況中，一旦定位設備的電源耗盡，用戶是無法及時給定位設備充電的，從而影響了定位設備的使用，大大限制了突發情況的營救時間，給用戶帶來了諸多不便并且可能危及用戶的生命安全。因此開發設計一款自供電可穿戴設備具有極大的意義。

公告號為CN?203191588?U的中國專利文獻公開了一種自供電定位鞋，該自供電定位鞋包括鞋體，所述鞋體內進一步包括：電源模塊，中央處理模塊，GPS定位模塊以及無線通信模塊，其中，所述電源模塊與所述中央處理模塊相連，所述電源模塊進一步包括納米摩擦發電機和儲能裝置；所述中央處理模塊與所述GPS定位模塊相連并控制所述GPS定位模塊進行定位；所述中央處理模塊進一步與所述無線通信模塊相連并將所述GPS定位模塊產生的定位信息提供給所述無線通信模塊。

公開號為CN?102125327?B的中國專利文獻公開了一種太陽能定位鞋，該太陽能定位鞋包括太陽能薄膜、第一鞋體、以及安裝于所第一鞋體處的光電轉化器、GPS模塊、蓄電池，所述太陽能薄膜鋪設于所述第一鞋體外表面，所述光電轉化器與所述太陽能薄膜相連、且將所述太陽能薄膜獲取的光能轉換為電能，所述光電轉化器與所述蓄電池相連、且光電轉化器將電能輸入所述蓄電池內，所述蓄電池與所述GPS模塊相連、且為所述GPS模塊提供電能；該太陽能定位鞋還包括多媒體模塊、以及與所述多媒體模塊相連的多媒體按鍵，所述單片機與所述多媒體模塊相連、且所述單片機通過所述無線發送模塊將所述多媒體模塊獲取的多媒體信息發送出去。

上述的太陽能定位鞋中，電源模塊在長時間黑暗等特殊環境中難以實現持續自供電。

公告號為CN203314228U的中國專利文獻公開了一種能自動充電的GPS定位鞋，該自動充電的GPS定位鞋包括GPS定位裝置和能在壓力下產生電能的壓電橡膠，通過利用行走踩壓作用于鞋墊中的壓電橡膠所產生的電能，驅動GPS模塊和移動通信模塊(GSM/GPRS網絡)工作，提供穿戴者的位置信息。

該GPS定位鞋的不足之處在于，壓電橡膠在被踩壓之后單靠壓電橡膠自身的彈力復位，受人行走步伐影響，在下一次踩壓前，壓電橡膠還未回復原位，導致壓電橡膠每次變形的形變空間有限，發電效率低下。

實用新型內容

本實用新型提供了一種壓電自供能定位鞋，該定位鞋能實現有效地持續自供電。

一種壓電自供能定位鞋，包括鞋底和鞋面，鞋底內設有電源模塊、控制模塊、GPS定位模塊和無線通信模塊，所述電源模塊包括壓電發電單元以及儲能單元，所述鞋底帶有受壓形變區，所述壓電發電單元包括：

與該受壓形變區接觸配合的壓塊；

受壓塊驅動變形而發電的壓電體，所述壓電體固定在鞋底內且與儲能單元電路連接。

在人體重力作用下，鞋底的受壓形變區發生形變，與該受壓形變區接觸的壓塊因發生相對位移而驅使壓電體變形，壓電體在變形過程中產生不同的電荷，形成電勢差，并輸出至儲能單元中存儲起來。如此在人行走過程中，壓電體持續發電并將產生的電能儲存于儲能單元中，儲能單元分別向控制模塊、GPS定位模塊和無線通信模塊供電，GPS定位模塊和無線通信模塊受控制模塊操縱，發揮相應的功能。

本實用新型中，壓電發電單元在鞋底內的安裝方式為：所述鞋底內安裝有座體，該座體內設容置腔，所述容置腔的側壁上開有條形嵌孔，所述壓電體包括固定在條形嵌孔內的固定端，以及處于容置腔內的懸空端，所述壓塊與該懸空端相作用。

本實用新型的壓電體為懸臂梁式結構，容置腔為壓電體提供形變空間，相對于鞋底發生相對位移的壓塊擠壓壓電體的懸空端，使壓電體彎曲而在兩彎曲面上產生電荷。

作為優選，所述壓電體包括彈性板，所述彈性板的外表面固定有壓電材料層。如此不僅能節約壓電材料，還可提高壓電體的使用壽命。

作為優選，壓電材料層分別固定在彈性板的兩相對側面上，兩壓電材料層串聯連接，以增加輸出電壓。