一种发电暖脚鞋及其控制方法技术

本发明专利技术提供了一种发电暖脚鞋及其控制方法，其中，发电暖脚鞋包括鞋底和鞋面；所述鞋底的顶部设置有发热体，该发热体呈鞋垫形状，且在该发热体上设置有多个温度检测装置；所述鞋底内部设有容置腔，所述容置腔内与前脚掌和后脚跟对应的位置处均设置有压电发电装置，所述容置腔内与各个温度检测装置对应的位置处均设置有温差发电装置；所述容置腔还设置有蓄电池，该蓄电池分别与所述发热体、温度检测装置、压电发电装置和温差发电装置连接；还包括控制器，该控制器分别与所述温度检测装置、温差发电装置和蓄电池连接。本发明专利技术通过监测鞋内温度，控制发热体或温差发电装置工作，实现鞋内温度可调，同时可以在降温的同时产生电能。

Power generation warm feet shoes and control method thereof

The invention provides a power feet warm and control method of the power foot warming shoes comprises a sole and a vamp; the top of the shoe sole is provided with a heating body, the heating body is in the shape of a shoe pad, and a heating body is provided with a plurality of temperature detection device; wherein the sole is arranged inside the accommodating cavity the accommodating cavity, and the corresponding forefoot and heel position are provided with a piezoelectric power generation device, location of the accommodating cavity and each temperature detecting device are arranged corresponding to the thermoelectric power generation device; the accommodating cavity is also provided with a battery, the battery is respectively connected with the heating body the temperature detection device, piezoelectric power generation device and thermoelectric power generation device also includes a controller connected; the controller is respectively connected with the temperature detection device, thermoelectric generator and battery. By monitoring the temperature in the shoes, the utility model controls the heating body or the thermoelectric generator to realize the adjustable temperature in the shoes, and meanwhile, the electric energy can be generated at the same time of cooling.

【技术实现步骤摘要】
一种发电暖脚鞋及其控制方法
本专利技术涉及暖脚鞋
，具体涉及一种发电暖脚鞋及其控制方法。
技术介绍
在冬季，多数人会面临着脚冷的问题，尤其是在北方，室外温度经常低至零下20度左右，极易造成脚部冻伤的问题，影响人们的身体健康，因此，在冬季脚部的保暖工作尤为重要，人们经常选择雪地靴等保暖性能较好的鞋子，但是雪地靴的保暖效果随着穿着次数的增加而下降，不能满足人们的取暖需要。随着科技的进步，人们致力于研究一款自带发电取暖功能的鞋子，这种鞋子可以将人们走路时产生的机械能转化为电能，以供鞋子发热使用，如授权公告号为CN103580535B，授权公告日为2016.04.20的中国专利技术专利《鞋垫式压电发电机》，其公开了一种具有上保护层和下保护层，且在上、下保护层中间设置有压电发电单元，该压电发电单元包括上齿层和下齿层，且在上、下齿层之间设置压电薄膜，以将人走路时对鞋垫的压力转化为电能，以实现鞋子暖脚或其它功能的需要，但是其无法控制鞋内的温度，容易造成鞋内温度过高，造成脚部的不适，而且会造成电能的浪费，申请公布号为CN10579557A，申请公布日为2016.07.27的中国专利技术专利申请《一种智能控制的发电调温鞋及其控制方法》中公开了一种采用齿轮发电机组发电的鞋子，并在鞋底安装风扇以对鞋子进行降温，但是风扇的运行需要消耗电能，而人们走路产生的机械能有限，无法同时满足发热和降温两个功能的需求。因此，如何在减少电能损耗的同时实现鞋内温度可调是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种发电暖脚鞋及其控制方法，以实现鞋内的温度可调，且可以降低电能的损耗。第一方面，本专利技术提供的一种发电暖脚鞋，包括鞋底和鞋面；所述鞋底的顶部设置有发热体，该发热体呈鞋垫形状，且在该发热体上设置有多个温度检测装置；所述鞋底内部设有容置腔，所述容置腔内与前脚掌和后脚跟对应的位置处均设置有压电发电装置，所述容置腔内与各个温度检测装置对应的位置处均设置有温差发电装置；所述容置腔还设置有蓄电池，该蓄电池分别与所述发热体、温度检测装置、压电发电装置和温差发电装置连接；所述鞋底顶部与各个温差发电装置对应的位置处设有开口，所述温差发电装置包括热端面和冷端面，所述热端面的顶部穿过所述开口与发热体的底部贴合，所述冷端面的底部与所述容置腔的底面贴合；在所述热端面和冷端面之间矩阵分布有多个半导体热电偶；各个温差发电装置的外周均设置有一个上下开口的盒体，该盒体的上表面与所述容置腔的顶部固定连接，盒体下表面与所述容置腔的底部固定连接，各盒体之间设置有连接支架，连接支架由主支架和辅助支架构成；还包括控制器，该控制器分别与所述温度检测装置、温差发电装置和蓄电池连接。本专利技术中，当人在走路时，压电发电装置在脚部压力的作用下受力发电，并由蓄电池将电能储存，当温度检测装置检测到鞋内的温度较低时，控制器即控制蓄电池对发热体供电，以提高鞋内的温度；当温度检测装置检测到鞋内的温度较高时，控制器即控制温差发电装置工作，将鞋内的热能转化为电能，为蓄电池充电；本专利技术中的温差发电装置的安装位置与温度检测装置相对应，可以在更好地降低温度较高位置的温度；而且，由于容置腔的顶部设有开口，本专利技术中在开口处增设盒体，并在盒体之间设置连接支架，容置腔、多个盒体以及连接支架连接成一体，增强了鞋底的整体结构强度和刚度，防止鞋底塌陷，同时可以对置于盒体中的温差发电装置起到一定的保护作用，防止其受压损坏。由此可见，本专利技术提供的发电暖脚鞋，可以通过对鞋内温度的监测，控制发热体或温差发电装置工作，实现鞋内温度的可调，同时可以在降温的同时产生电能，避免了能源的浪费，同时鞋底内容置腔结构的设计可以延长发电暖脚鞋的使用寿命，可以保障用户长时间的使用需求。优选地，所述发热体的长度方向上均布有三个温度检测装置，且在所述容置腔内与各个温度检测装置对应的位置处均设置有两个温差发电装置。设置三个温度检测装置，可以更好地检测鞋内各位置的温度，防止鞋内出现局部过冷或过热的现象。优选地，所述压电发电装置包括支撑块和上压板，所述支撑块固定在容置腔的底面，所述上压板固定在容置腔的顶面，且在所述支撑块的顶面设置有多层并联设置的压电薄膜，该压电薄膜通过整流模块与所述蓄电池连接。设置多层压电薄膜可以提高压电发电装置产生的电量，而由于压电薄膜产生的电流为交流电，因此本专利技术中，在蓄电池与压电发电装置之间设置整流模块，以将交流电处理为直流电，以为蓄电池充电。优选地，所述支撑块与上压板均为长方体，且二者的中心线重合，其中上压板的底面积大于支撑块的底面积。采用这种设计结构，可以防止上压板与支撑块错位，使得压电薄膜受力均匀。优选地，所述发热体与所述蓄电池之间设置有第一开关，各个温差发电装置与所述蓄电池之间均设置有第二开关；所述第一开关和第二开关分别与所述控制器连接。在每个温差发电装置与蓄电池之间均设置有第二开关，可以在其中一个温度检测装置检测的温度过高，而其它两个检测结果正常时，控制温度过高位置处的温差发电装置工作，实现定点降温。优选地，所述鞋底上设置有与所述蓄电池连接的USB接口，以用于为手机等小电器充电。优选地，所述鞋底和鞋面可拆卸连接，在鞋面需要清洗时，可将鞋底拆卸下来，以免鞋底的电器元件被损坏。优选地，所述发热体的面料采用碳纤维。发热体的温度较高，采用碳纤维材料可以有效防止鞋内发臭。第二方面，本专利技术提供的一种发电暖脚鞋的控制方法，包括如下步骤：发电步骤，走路时，前脚掌和后脚跟对相应的压电发电装置施加压力，压电薄膜在该压力作用下进行发电；充电步骤，压电薄膜产生的交流电经由整流模块变为直流电，并由该直流电对蓄电池进行充电；检测步骤，温度检测装置对鞋内的温度进行检测，当温度低于28度即执行发热步骤，当温度高于42度即执行降温步骤；发热步骤，控制器控制第一开关开启，以使得蓄电池对发热体供电；降温步骤，控制器控制第一开关关闭，同时控制温度高于42度处的温差发电装置的第二开关开启，以使得温差发电装置工作。本专利技术中，在发热体上均布有三个温度检测装置，可以对鞋内不同位置的温度进行检测，当某处温度高于42度时，即控制相应的第二开关开启，对该处进行降温，而不必开启所有的温差发电装置，可以保证鞋内的温度处于均衡状态。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。图1为本专利技术所述发电暖脚鞋的结构示意图；图2为本专利技术所述发热体的结构示意图；图3为本专利技术所述压电发电装置的结构示意图；图4为本专利技术所述温差发电装置的结构示意图；图5为本专利技术所述盒体的结构示意图；图6为本专利技术所述发电暖脚鞋的结构框图；图7为本专利技术所述发电暖脚鞋的控制方法的步骤流程图。附图标记：1-鞋底；2-鞋面；3-发热体；4-压电发电装置；5-温差发电装置；6-整流模块；7-蓄电池；8-控制器；11-容置腔；31-温度检测装置；32-第一开关；41-支撑块；42-上压板；43-压电薄膜；51-热端面；52-冷端面；53-半导体热电偶；54-盒体；55-第二开关；541-主支架；542-辅助支架。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电暖脚鞋，其特征在于：包括鞋底和鞋面；所述鞋底的顶部设置有发热体，该发热体呈鞋垫形状，且在该发热体上设置有多个温度检测装置；所述鞋底内部设有容置腔，所述容置腔内与前脚掌和后脚跟对应的位置处均设置有压电发电装置，所述容置腔内与各个温度检测装置对应的位置处均设置有温差发电装置；所述容置腔还设置有蓄电池，该蓄电池分别与所述发热体、温度检测装置、压电发电装置和温差发电装置连接；所述鞋底顶部与各个温差发电装置对应的位置处设有开口，所述温差发电装置包括热端面和冷端面，所述热端面的顶部穿过所述开口与发热体的底部贴合，所述冷端面的底部与所述容置腔的底面贴合；在所述热端面和冷端面之间矩阵分布有多个半导体热电偶；各个温差发电装置的外周均设置有一个上下开口的盒体，该盒体的上表面与所述容置腔的顶部固定连接，盒体下表面与所述容置腔的底部固定连接，各盒体之间设置有连接支架，连接支架由主支架和辅助支架构成；还包括控制器，该控制器分别与所述温度检测装置、温差发电装置和蓄电池连接。

【技术特征摘要】
1.一种发电暖脚鞋，其特征在于：包括鞋底和鞋面；所述鞋底的顶部设置有发热体，该发热体呈鞋垫形状，且在该发热体上设置有多个温度检测装置；所述鞋底内部设有容置腔，所述容置腔内与前脚掌和后脚跟对应的位置处均设置有压电发电装置，所述容置腔内与各个温度检测装置对应的位置处均设置有温差发电装置；所述容置腔还设置有蓄电池，该蓄电池分别与所述发热体、温度检测装置、压电发电装置和温差发电装置连接；所述鞋底顶部与各个温差发电装置对应的位置处设有开口，所述温差发电装置包括热端面和冷端面，所述热端面的顶部穿过所述开口与发热体的底部贴合，所述冷端面的底部与所述容置腔的底面贴合；在所述热端面和冷端面之间矩阵分布有多个半导体热电偶；各个温差发电装置的外周均设置有一个上下开口的盒体，该盒体的上表面与所述容置腔的顶部固定连接，盒体下表面与所述容置腔的底部固定连接，各盒体之间设置有连接支架，连接支架由主支架和辅助支架构成；还包括控制器，该控制器分别与所述温度检测装置、温差发电装置和蓄电池连接。2.根据权利要求1所述的发电暖脚鞋，其特征在于：所述发热体的长度方向上均布有三个温度检测装置，且在所述容置腔内与各个温度检测装置对应的位置处均设置有两个温差发电装置。3.根据权利要求2所述的发电暖脚鞋，其特征在于：所述压电发电装置包括支撑块和上压板，所述支撑块固定在容置腔的底面，所述上压板固定在容置腔的顶面，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承霖，
申请(专利权)人：李承霖，
类型：发明
国别省市：山东,37