一种人体脚底能量回收装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种人体脚底能量回收装置，包括鞋子、底板、固定鞋套、传动装置、能量转换装置、能量管理电路、储能单元；底板设置在固定鞋套内的底部；鞋子位于固定鞋套内，且鞋子前端的上表面与固定鞋套内壁固定，所述传动装置的轴通过轴承固定在凸轮基座上，轴上设有扭簧，鞋子后跟底部与凸轮配合接触并带动凸轮转动；能量转换装置将凸轮转动的机械能转化为电能；能量管理电路管理调节该输出电能；所述储能单元用于存储回收的电能。本发明专利技术能够捕获人体在行走过程中脚底的大幅度运动所产生的机械能，并通过能量转换装置将脚底作用的机械能转化为电能，再通过储能单元回收起来进行再利用，并可以为微电子器件供电。并可以为微电子器件供电。并可以为微电子器件供电。

【技术实现步骤摘要】
一种人体脚底能量回收装置


[0001]本专利技术涉及一种人体脚底能量回收装置。

技术介绍

[0002]当今时代微电子以及无线电技术发展飞快，人类的日常生活工作中充斥着大量便携式电子产品。但能量供给的方式仍然过于传统，市场上主流的还是化学能电池充电的供电方式，该方式需要反复充电，并且老化被废弃的电池还会污染环境，不方便回收利用。而人类对于便携式电子设备的供电需求越来越大，电池容量以及传统充电的供能方式依旧在限制着人类使用便携式电子设备的便捷程度。因此，新型供能方式成为迫求。
[0003]近年来通过设计能量回收装置捕获机械能用以产生电能的新型供给能量方式的研究受到广泛关注，该方式规避了传统供电方式的缺点，有效的利用了存在于生活环境中各方面的机械能，不依靠外部电源，以一种清洁有效的方式实现微电子器件的能量自给自足。

技术实现思路

[0004]为了克服上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种人体脚底能量回收装置，能够捕获人体在行走过程中脚底的大幅度运动所产生的机械能，并通过能量转换装置将脚底作用的机械能转化为电能，再通过储能单元回收起来进行再利用，并可以为微电子器件供电。
[0005]本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种人体脚底能量回收装置，其特殊之处在于：
[0006]包括鞋子、底板、固定鞋套、传动装置、能量转换装置、能量管理电路、储能单元；
[0007]底板设置在固定鞋套内的底部；
[0008]鞋子位于固定鞋套内，且鞋子前端的上表面与固定鞋套内壁固定，/>[0009]所述传动装置包括凸轮基座、凸轮，凸轮固定在轴上，轴通过轴承固定在凸轮基座上，轴上设有扭簧，鞋子后跟底部与凸轮配合接触并带动凸轮转动；
[0010]所述能量转换装置，用于将凸轮转动的机械能转化为电能；
[0011]所述能量管理电路，管理调节所述能量转换装置的输出电能，用于调节电压或者电流；所述储能单元，用于存储回收的电能。
[0012]进一步地，上述扭簧数量是两个，旋向相反，对称分布穿戴在凸轮的轴上，一头固定在凸轮上，另一头固定在底板上面，并给予预紧力。
[0013]进一步地，上述储能单元可以为电池或超级电容。
[0014]进一步地，上述能量转换装置包括压电陶瓷堆，压电陶瓷堆尾部固定在凸轮基座的沉孔里，头部设置有滚子盖帽；滚子盖帽上的滚子在工作时与凸轮点接触并发生滚动摩擦。
[0015]进一步地，上述能量转换装置还可以采用直线电机装置，所述直线电机装置包括
直线电机推杆、直线电机基座、直线电机主体部分；直线电机主体部分通过直线电机基座固定在底板上，凸轮转动时推动直线电机推杆运动，直线电机做发电机使用，直线电机推杆端部配合连接回复装置帮助回弹，例如复位弹簧。
[0016]进一步地，上述能量转换装置还可以采用旋转电机配合滚珠丝杆传动装置；
[0017]所述旋转电机配合滚珠丝杆传动装置包括旋转电机、丝杆、丝杆螺母、壳体；所述旋转电机的转轴通过联轴器与丝杆连接，丝杆通过丝杆固定座设置在壳体内，丝杆螺母与丝杆配合，丝杆螺母套设限位块，限位块套设在导向杆上，丝杆螺母的端部连接有推杆，推杆套设在丝杆上，且推杆一端与丝杆螺母连接，推杆外侧通过弹性挡圈与壳体连接，推杆的另一端与滚子盖帽连接，丝杆尾部设有导向耐磨环。
[0018]进一步地，上述滚子盖帽上镶嵌有滚子，滚子与凸轮形成点接触，在装置工作过程中，滚子与凸轮的相对运动摩擦为滚动摩擦，减少了能量损耗。
[0019]进一步地，上述能量转换装置还包括柔性能量转换装置。
[0020]进一步地，上述柔性能量转换装置包括柔性压电陶瓷纤维或者柔性摩擦发电纤维；柔性压电陶瓷纤维或者柔性摩擦发电纤维分别设置在底板前置部分的上下表面。
[0021]进一步地，上述底板材料应为弹性材料，底板形状贴合鞋底形状。
[0022]本专利技术的优点：
[0023]本专利技术提供的人体脚底能量回收装置，能够捕获人体在行走过程中脚底的大幅度运动所产生的机械能，并通过能量转换装置将脚底作用的机械能转化为电能，再通过储能单元回收起来进行再利用，并可以为微电子器件供电。
附图说明
[0024]图1是人体行走过程中一个步态周期的脚底受力示意图。
[0025]图2是本专利技术实施例中人体脚底能量回收装置的安装示意图。
[0026]图3是本专利技术实施例中人体脚底能量回收装置的结构示意图。
[0027]图4是本专利技术实施例中一种能量转换装置——直线电机的结构示意图。
[0028]图5是本专利技术实施例中一种能量转换装置——旋转电机配合滚珠丝杆传动的结构示意图。
[0029]图中所示：
[0030]1‑
凸轮基座；2
‑
凸轮；3
‑
滚子盖帽；4
‑
压电陶瓷堆；5
‑
底板；6
‑
柔性压电陶瓷纤维；7
‑
扭簧；8
‑
轴承固定板；9
‑
第一轴承；10
‑
鞋子；11
‑
固定鞋套；12
‑
粘性绑带；13
‑
能量管理电路；14
‑
储能单元15
‑
直线电机推杆；16
‑
直线电机主体部分；17
‑
直线电机基座；18
‑
推杆；19
‑
弹性挡圈；20
‑
导向耐磨环；21
‑
丝杆；22
‑
丝杆螺母；23
‑
限位块；24
‑
壳体；25
‑
第二轴承；26
‑
丝杆固定座；27
‑
联轴器；28
‑
旋转电机；29
‑
导向杆。
具体实施方式
[0031]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术
保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。
[0032]人体在行走过程中，前脚掌不断弯曲挤压，并对地面有连续的作用力；后脚跟与地面之间也有较大的作用力在持续做功，而这些能量都是没有被回收利用起来的潜在能源，本专利技术将这部分能量有效利用起来，对现有能源的一大补充。
[0033]参见图1和图3所示，本专利技术提供了一种人体脚底能量回收装置，包括鞋子10、底板5、固定鞋套11、传动装置、能量转换装置、能量管理电路13、储能单元14。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人体脚底能量回收装置，其特征在于：包括鞋子(10)、底板(5)、固定鞋套(11)、传动装置、能量转换装置、能量管理电路(13)、储能单元(14)；底板(5)设置在固定鞋套(11)内的底部；鞋子(10)位于固定鞋套(11)内，且鞋子(10)前端的上表面与固定鞋套(11)内壁固定，所述传动装置包括凸轮基座(1)、凸轮(2)，凸轮(2)固定在轴上，轴通过第一轴承(9)固定在凸轮基座(1)上，轴上设有扭簧(7)，鞋子(10)后跟底部与凸轮(2)配合接触并带动凸轮(2)转动；所述能量转换装置，用于将凸轮(2)转动的机械能转化为电能；所述能量管理电路(13)，管理调节所述能量转换装置的输出电能，用于调节电压或者电流；所述储能单元(14)，用于存储回收的电能。2.根据权利要求1所述的一种人体脚底能量回收装置，其特征在于：所述扭簧(7)数量是两个，旋向相反，对称分布穿戴在凸轮(2)的轴上，一头固定在凸轮(2)上，另一头固定在底板(5)上面，并给予预紧力。3.根据权利要求2所述的一种人体脚底能量回收装置，其特征在于：所述储能单元(14)可以为电池或超级电容。4.根据权利要求1所述的一种人体脚底能量回收装置，其特征在于：所述能量转换装置包括压电陶瓷堆(4)，压电陶瓷堆(4)尾部固定在凸轮基座(1)的沉孔里，头部设置有滚子盖帽(3)；滚子盖帽(3)上的滚子在工作时与凸轮(2)点接触并发生滚动摩擦。5.根据权利要求1所述的一种人体脚底能量回收装置，其特征在于：所述能量转换装置还可以采用直线电机装置，所述直线电机装置包括直线电机推杆(15)、直线电机基座(17)、直线电机主体部分(16)；直线电机主体部分(16)通过直线电机基座(17)固定在底板...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一迪，高飞，吴新宇，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：