壓力發(fā)電鞋的制作方法
【專利摘要】本實用新型是一種壓力發(fā)電鞋，包括PVDF發(fā)電模塊、PZT發(fā)電模塊、能量回收裝置、電能輸出裝置；所述PVDF發(fā)電模塊、PZT發(fā)電模塊與能量回收裝置電連接，能量回收裝置與電能輸出裝置電連接。所述電能輸出裝置為USB接口。所述能量回收裝置為超級電容。通過本實用新型，提供一種壓力發(fā)電鞋，通過人步行對裝有PVDF發(fā)電模塊和PZT發(fā)電模塊的鞋底產(chǎn)生壓力進行發(fā)電，利用能量回收裝置儲存電能，再經(jīng)過轉換電路使其換成可供手機充電的充電電能。將PVDF與PZT材料相結合，取長補短進行電能收集。將能量回收并進行轉換，結構簡單，易實現(xiàn)小型化。轉換成可供手機充電的電能，該發(fā)電鞋更加的實用。
【專利說明】
壓力發(fā)電鞋
技術領域
[0001]本發(fā)明是一種發(fā)電鞋，具體是利用有機壓電材料PVDF和無機壓電材料PZT組合形成的壓力發(fā)電鞋，通過兩種材料結合，利用人走路時產(chǎn)生的壓力來發(fā)電，超級電容進行電能存儲，接口電路進行能量轉換，最后通過USB接口將電能輸出，屬于發(fā)電鞋涉及技術領域。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的移動電源都是通過充電器充滿電使用，在為手機充滿幾次電之后就需要重新充電。如果是在幾天沒有電源的情況下還是無法蓄電。該壓力發(fā)電鞋是利用人體走路時對鞋產(chǎn)生的壓力轉換成電能，人在行走時就儲存電能，想要為手機充電時將數(shù)據(jù)線連至USB接口即可，便攜且更加環(huán)保。如果存儲的電能耗盡，只要再次行走時就能繼續(xù)蓄電。
[0003]能量回收技術是無線傳感技術向微型化和實用化發(fā)展的關鍵技術之一。在已有的積累能量回收技術中，基于壓電材料的振動能量回收技術最具發(fā)展前途，因為其具有較高的能量密度且結構簡單易于系統(tǒng)集成。利用壓電材料進行能量回收的研究主要集中在三個方面:結構和材料、接口電路和存儲元件、應用。
[0004]目前已有多種壓電材料應用于壓電能量回收裝置中，其中最常用的無機壓電材料是鋯鈦酸鉛，又稱PZT，雖然它應用最為廣泛，但由于PZT陶瓷易碎的特性，使得PZT壓電片在壓電能回收系統(tǒng)中的應用受限，無法承受大應變。另一種常用的有機壓電材料為聚偏氟乙烯，又稱PVDF，是一種壓電聚合體，與PZT相比，則具有更好的柔韌性，使用壽命更長。
[0005]但據(jù)查國內外期刊數(shù)據(jù)，目前尚無利用USB接口輸出電能的發(fā)電鞋，也沒有可直接用作為手機充電的發(fā)電鞋。本設計將彌補這一空白。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對上述技術問題，提供一種結構合理簡單、生產(chǎn)制造容易、使用方便的壓力發(fā)電鞋。
[0007]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種壓力發(fā)電鞋，包括鞋子，鞋子放置有鞋墊，其特征在于:還包括PVDF發(fā)電模塊、PZT發(fā)電模塊、能量回收裝置、電能輸出裝置;所述PVDF發(fā)電模塊設置于鞋子內鞋墊下的腳掌部分，所述PZT發(fā)電模塊設置于鞋子內鞋墊下的腳跟部分，所述能量回收裝置、電能輸出裝置均安裝于鞋子的鞋底;所述PVDF發(fā)電模塊、PZT發(fā)電模塊與能量回收裝置電連接，能量回收裝置與電能輸出裝置電連接。
[0008]所述電能輸出裝置為USB接口。
[0009]所述能量回收裝置為超級電容。
[0010]所述PZT發(fā)電模塊為PZT壓電陶瓷。
[0011]通過本發(fā)明，提供一種壓力發(fā)電鞋，通過人步行對裝有PVDF發(fā)電模塊和PZT發(fā)電模塊的鞋底產(chǎn)生壓力進行發(fā)電，利用能量回收裝置儲存電能，再經(jīng)過轉換電路使其換成可供手機充電的充電電能。將PVDF與PZT材料相結合，取長補短進行電能收集。將能量回收并進行轉換，結構簡單，易實現(xiàn)小型化。轉換成可供手機充電的電能，該發(fā)電鞋更加的實用。
[0012]本發(fā)明通過人體步行時對鞋底產(chǎn)生的壓力，將其轉換成電能存儲在鞋底的能量回收裝置(壓力裝置)中。將PZT發(fā)電模塊(例如可以為PZT壓電陶瓷)通過保護裝置安裝在鞋底中后跟處，勻速行走時對PZT發(fā)電模塊產(chǎn)生激勵使其輸出電壓，再通過整流電路將其存儲在超級電容中，經(jīng)過DC-DC轉換器轉換成可供手機充電的穩(wěn)定電流，再通過USB接口使其能夠直接為手機充電，類似一個環(huán)保的移動電源。其中，保護裝置是用來保護PZT壓電陶瓷不被壓壞，采用兩片較硬的海綿包裹住，這樣一來既能夠使PZT壓電陶瓷均勻受力，也可以保護PZT壓電陶瓷不易被損壞。
[0013]PZT壓電陶瓷成本低，體積小，但是比較脆，不過放置在鞋跟部分亦不容易損壞。利用超級電容蓄電，結構簡單，做好防水措施(這里的防水措施，例如用橡膠包裹的方式進行防水)，可以長期使用，如果能夠生產(chǎn)成為特定的登山鞋，對于野外活動是非常有利的。加上現(xiàn)在人們用的都是智能手機，出游時用來查看地圖時容易沒電，這樣一款發(fā)電鞋是非常有前景的。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明壓力發(fā)電鞋的結構圖。
[0015]其中:IPVDF發(fā)電模塊、2PZT發(fā)電模塊、3能量回收裝置、4電能輸出裝置、5鞋子、6鞋墊。
【具體實施方式】
[0016]—種壓力發(fā)電鞋，包括鞋子5，鞋子放置有鞋墊6，還包括PVDF發(fā)電模塊1、PZT發(fā)電模塊2、能量回收裝置3、電能輸出裝置4;將PVDF發(fā)電模塊I安裝設置于鞋子5內鞋墊6下的腳掌部分，將PZT發(fā)電模塊2安裝設置于鞋子5內鞋墊6下腳跟部分，將能量回收裝置3、電能輸出裝置4均安裝于鞋子5的鞋底;其中，PVDF發(fā)電模塊1、ΡΖΤ發(fā)電模塊2與能量回收裝置3電連接，能量回收裝置3與電能輸出裝置4電連接。
[0017]進一步的，電能輸出裝置4為USB接口，能量回收裝置3為超級電容。
[0018]參見附圖1，將PVDF發(fā)電模塊I放置于鞋子I的鞋墊6下的腳掌部分，PZT發(fā)電模塊2(PZT壓電陶瓷)置于鞋墊6下腳跟部位。鞋子5鞋底內部安裝能量回收裝置3(超級電容)，當人勻速步行時PVDF發(fā)電模塊1、ΡΖΤ發(fā)電模塊2中的壓電材料振動發(fā)電，能量回收裝置3進行能量回收和轉化，將轉換后的電能通過電能輸出裝置4輸出，這里的電能輸出裝置可以使USB接口。
[0019]本發(fā)明是一種利用有機壓電材料PVDF和無機壓電材料PZT組合形成的壓力發(fā)電鞋，通過兩種材料結合，利用人走路時產(chǎn)生的壓力來發(fā)電，超級電容進行電能存儲，接口電路進行能量轉換，最后通過USB接口將電能輸出。將PVDF發(fā)電模塊放置于鞋墊下的腳掌部分，PZT壓電陶瓷置于鞋墊腳跟部位。鞋底內部安裝能量回收裝置(儲能模塊)，當人勻速步行時壓電材料振動發(fā)電，儲能模塊進行能量回收和轉化，將轉換后的電能通過USB接口輸出。
【主權項】
1.一種壓力發(fā)電鞋，包括鞋子(5)，鞋子(5)內放置有鞋墊(6)，其特征在于:還包括PVDF發(fā)電模塊(1)、PZT發(fā)電模塊(2)、能量回收裝置(3)、電能輸出裝置(4);所述PVDF發(fā)電模塊(I)設置于鞋子(5)內鞋墊(6)下的腳掌部分，所述PZT發(fā)電模塊(2)設置于鞋子(5)內鞋墊(6)下的腳跟部分，所述能量回收裝置(3)、電能輸出裝置(4)均安裝于鞋子(5)的鞋底;所述PVDF發(fā)電模塊(1)、ΡΖΤ發(fā)電模塊(2)與能量回收裝置(3)電連接，能量回收裝置(3)與電能輸出裝置(4)電連接。2.根據(jù)權利要求1所述的壓力發(fā)電鞋，其特征在于:所述電能輸出裝置(4)為USB接口。3.根據(jù)權利要求1所述的壓力發(fā)電鞋，其特征在于:所述能量回收裝置(3)為超級電容。4.根據(jù)權利要求1所述的壓力發(fā)電鞋，其特征在于:所述PZT發(fā)電模塊(2)為PZT壓電陶bL.0
【文檔編號】A43B3/00GK205597245SQ201620357236
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】莫岳平, 陸多多
【申請人】揚州大學