[實用新型]一種充能鞋墊

有效

• 申請號: 201520381191.0
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN204708122U
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 呂崗;徐煒豪
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: A43B17/00
• 分類號: A43B17/00;H02J7/32;H02N2/18
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本實用新型電子電路領域，更具體地涉及一種充能鞋墊。

背景技術

當今社會的快速發展帶來了一系列的環境問題，河流、大氣、土壤都出現了不同程度的污染，傳統化石燃料日益枯竭，尋找新的綠色無污染可循環利用能源，儼然成為了當務之急。事實上，人們生活中，周圍不斷地產生著各種能量，比如機械能、噪聲能、體熱能等等，特別是通過肢體運動觸碰產生的力能。人類在不停地向自然索取能源，卻很少發現自己其實也是一個能源產生核心。

如何最大效率地收集利用這些微弱的電能，就成了現在乃至今后充能鞋墊的研究方向之一。通過對充能鞋墊的實踐探索，可以解決戶外電子設備電量緊缺的情況，具有可循環可持續移動電源的功效，不用攜帶大量電池電板，對環境保護也起到了一定的保護意義。

在腳踩發電的領域，國內外科學家可謂是萬舟競帆，如火如荼地進行著研究和試驗。先來看看超級大國美國的發展水平，研究人員充分利用動能，他們嘗試運用一種新型能量收集技術“逆向電潤濕”，電潤濕本身是依靠改變電壓，使得疏水表面的液滴外形發生相應改變，研究者們通過這一原理，反過來讓微型液滴流動的能量轉化為電能。這樣的設備和鞋墊有點類似，含有大量微液滴，通過步行踩踏時的能量發電。此外，美國科學家還開發了一種新的發電裝置，通過將經過特殊處理的無害病毒覆蓋在發電裝置上，利用這種病毒起到走路發電的功效。這是生物化學科技的新型產物。當然，這兩種實用新型研究，都處在開發階段，尤其是后者。另外此兩項實用新型的理念都很超前，短期很難大量生產用于商業。

在日本的電信公司研發研制了一款發電鞋，通過在鞋中裝上水以及小型發電機。人們穿著這樣的發電鞋行走時，利用壓力推動水流，驅動發電機工作。這樣的設計很簡單，但最重要的是如何將發電機做得足夠小，而且能量利用率又得比較高，這就需要科學家們不斷地實驗實踐了。當然這樣的水輪發電機置于鞋中，必將產生很多不確定性。

實用新型內容

1、本實用新型的目的。

為了收集人類生活中產生的微弱電能，可循環利用，本實用新型提出了一種充能鞋墊。

2、本實用新型所采用的技術方案。

充能鞋墊，包括壓電陶瓷發電裝置、整流電路、電容、穩壓充電電路、待供電設備，壓電陶瓷發電裝置產生的交流電通過整流電路變為直流電后通過電容儲存部分電能，再通過穩壓充電電路供給待供電設備。

所述壓電陶瓷發電裝置包括壓電陶瓷片。

所述壓電陶瓷片為3個通過由4個二極管組成全橋整流電路對交流電進行整流。

3、本實用新型的有益效果。

本實用新型能充分利用人體運動產生的動能轉化為電能，供日常生活中使用，起到節能環保的作用。

附圖說明

圖1本實用新型的結構圖。

具體實施方式

為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本實用新型的技術實質和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式作詳細說明，但是對實施例的描述均不是對本實用新型方案的限制，任何依據本實用新型構思所作出的僅僅為形式上的而非實質性的等效變換都應視為本實用新型的技術方案范疇。

實施例1

將整體結構劃分為：壓電陶瓷發電裝置、整流電路、電容、穩壓充電電路及待供電的設備。這5個結構在實驗過程中分別用了壓電陶瓷片、整流電路、充電電容、二極管及部分電路替代。采用圓形壓電片若干，1N4006?四個，導線若干，鞋墊白底一片及少量塑料泡沫。

在壓電發電的裝置運作時，首先產生的是交流電，通過設置了一個整流電路，將交流電轉化成直流電后，再接一個電容，理論上能夠給小型電池充電。

在壓電效應中，機械效應與電效應是相互耦合的，彼此相關聯。因此，壓電式中的壓電數據（應力應變T,S）和電力數據（電場強度E，電荷位移D）之間的關系方程。顯示為：

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方程中，是恒定應力下測出的機械自由介電常數，是電短路情況下測得的彈性常數，是壓電常數。這兩個方程描述的分別為正壓電效應和逆壓電效應。