專利名稱:發光變溫鞋的制作方法
本實用新型屬于生活日用品。
人們在夜間無月亮光及路燈光的情況下，走路或跑步是很不方便的，自古以來，由點火把發展到用油燈、馬燈、汽燈及手電筒照明，提高了在夜間工作和行動的效率。
但使用上述照明器具，仍有一些不足之處。例如，一是每個國家都會消耗掉很多的油料、能源；二是容易引起火災或污染空氣；三是使用成本高，不經濟、難普及到每人一燈；四是油燈、馬燈、汽燈在風雨中容易被風吹熄，一經吹熄，在風雨中就很難再點燃；五是使用它們時，往往要用一只手提著，遇到下雨，一只手打傘，一只手提燈，別的物品、行李就不好拿了，挑擔子也難掌握了，這樣一來，白天一人可辦的事，到了晚上，就會影響做事的效率。
本實用新型的目的在于提供一種發光變溫鞋。它由一大一小兩個圓筒(滑動圓筒、固定圓筒)、圓筒周圍的彈簧、齒條、動力儲蓄飛輪、小飛輪(棘輪機構)、微型發電機、滑輪、鋼絲繩、微型蓄電瓶、附加框架、電線、開關及密閉的外殼等部件組成。
圖1、是普通的半高跟鞋外形示意圖。
圖2、是本實用新型的整個外殼(1)安放在鞋內的位置示意圖，要求普通鞋內設計有一個空腔，作放外殼用，換新鞋或洗鞋時，外殼可以放入或取出。鞋尖處有電線(2)伸出鞋外，電線上端安裝發光燈泡(3)作步行時向前照明用。
圖3、是本實用新型的整個外殼(1)安裝在鞋外時的情況示意圖，要求普通鞋的鞋跟設計成可卸下可裝上的活動鞋跟，卸下原來的鞋跟，就可以裝上外殼(1)，用扭扣、索帶、拉練、螺拴等固定于原鞋底上，走路時即可發電，與裝在鞋內作用相同，且不用時亦可卸下。
圖4、是人們用赤腳走路時，只要將本實用新型的整個外殼(1)用索帶捆牢在赤腳上，走路也可發電，這時原來的赤腳就有點像穿了高跟鞋了。
本實用新型的結構由四個部份組成第一部份是外殼(1)。它是一個能密封的中空容器，本實用新型的部件如滑動圓筒(4)、固定圓筒(9)及附加框架(14)都是固定在外殼里面，外殼的體積、形狀應視大人或小孩的鞋的尺碼而異，外殼的上層應與鞋墊的大小、形狀近似，其中層有一條可以伸縮活動的折皺帶(16)(同手風琴之風箱折皺)，當滑動圓筒上升到最高位置時，折皺被拉而伸展，當滑動圓筒下降到最低位置時，折皺被壓而重摺。其下層與鞋底尺寸、形狀略同，并有足夠的強度、厚度作踩地走路之用。所謂密封是指外殼不進水、不進灰塵，密封的方法可采用涂有粘結劑的膠帶貼上，便于檢修時扯開或粘上。
第二部分是滑動圓筒(4)。它的上端與外殼(1)連結，下端是開口，套在固定圓筒(9)的外面，并被固定圓筒周圍的彈簧(11)頂起到最高位置時被防止頂出脫落的卡銷擋住而靜止于空中，當腳踩在地面時，人的體重壓力(5)(均布載荷)使滑動圓筒迅速下降壓縮彈簧，當腳提離地面時，體重壓力立即消失，彈簧的彈力馬上將滑動圓筒頂起。為了使滑動圓筒升降靈活，它與固定圓筒之間應留一定的空隙(如內燃機氣缸體內的活塞)。滑動圓筒內裝有一根齒條(6)與固定圓筒內的小飛輪(棘輪機構)(7)嚙合，當滑動圓筒下降時，齒條也同步下降，從而帶動小飛輪旋轉。齒條的準確位置，靠筒內的桿件(8)來固定之。為了避免滑動圓筒在高速下降時筒內空氣被壓縮而形成阻力，應在與固定圓筒相對應的圓筒壁上，鉆很多排氣孔或排氣槽。
第三部分是固定圓筒(9)。它的上端開口，圓筒頂部有一小段長度被套在滑動圓筒內，其下部是一塊托板(10)，托板被固定在外殼內。固定圓筒的外圍放一個圓柱螺旋壓縮彈簧(11)，固定圓筒內有一個小飛輪(棘輪機構，近似自行車后軸之飛輪)(7)與滑動圓筒中的齒條(6)嚙合，筒內還有一至二個動能儲蓄飛輪(12)和一至二臺微型發電機(13)(能發出二至四節手電池的光)，當小飛輪被齒條帶動而旋轉時，就牽連動能儲蓄飛輪及微型發電機一起作高速轉動。為了保證齒條與小飛輪的嚙合準確，要求滑動圓筒與固定圓筒在人們走路踩地時不會歪斜、不旋轉、不錯位，可在兩筒之間作卡槽引導。
本實用新型的發電方式分兩種第一種是短沖程發電；第二種是長沖程發電。
短沖程發電的方式是固定圓筒內的小飛輪、動能儲蓄飛輪、微型發電機的軸中心線同在一條直線(15)上，齒條向下的沖程約為10至20毫米時，就足以使小飛輪牽動動能儲蓄飛輪旋轉的角速度符合要求(指能均勻發電)，并維持1秒鐘及以上，1秒鐘后腳跟第二次踩地，齒條又給小飛輪一個沖程，從而使仍在轉動的動能儲蓄飛輪接力加速旋轉。
長沖程發電的方式是固定圓筒內的小飛輪、動能儲蓄飛輪、微型發電機的軸中心線不同在一條直線上，它們相互之間是用傳速皮帶、傳速比不同的齒輪、滑輪、鋼絲繩等連結。當滑動圓筒向下的沖程只有5——10毫米時，通過上述部件，可將沖程變大數倍后而作用于小飛輪。滑動圓筒中的齒條也可改成滑輪及鋼絲繩，將齒條加長后(一端可以伸至附加框架內)改裝在固定圓筒內并與小飛輪嚙合，當滑動圓筒下降時，牽動鋼絲繩位移，從而拉動長齒條使傳速比不同的齒輪、小飛輪旋轉，以求增長發電時間及燈泡亮度的目的。
不論是短沖程發電或長沖程發電，滑動圓筒可以裝在固定圓筒之上(如本圖所繪)，也可以反之，把滑動圓筒裝在固定圓筒的下面。
固定圓筒外圍的圓柱螺旋壓縮彈簧(11)應滿足下面所述的特定要求彈簧的彈力大小應隨大人或小孩體重的不同而異，但共同點是當腳踩地時，彈簧能很容易的壓縮10至20毫米，當腳提離地面時，彈簧能在1秒鐘內恢復原狀，即將滑動圓筒頂回到最高的位置，該彈簧要求在＋50℃至－50℃的溫度范圍中作4600000次沖擊壓縮的疲勞試驗，沖擊時落錘重等于體重再加一個系數(系數與跑步、跳高、挑擔子有關)，以求準確的測定彈簧的累積的塑性變形和裂紋情況。
提出4600000次的依據是要求一根彈簧計劃用三年，學生每天步行5公里，每公里14分鐘，列下式簡算之5公里×14分鐘×60秒×365天×3年＝4599000人們步行時，每1秒鐘左右腳各落地一次，也就等于每秒鐘作一次沖擊壓縮，上式算出的時間秒數，就是要求試驗的沖擊次數。
為了少換彈簧，只要能保證齒條下降的速度和體重壓力足以使動能儲蓄飛輪達到規定的轉速，保證微型發電機發出的電能使燈泡均勻發光并維持1秒鐘及以上時，則彈簧盡可能用粗一些的，因為人們跑步或跳躍，挑東西的情況是常有的動作，何況帶動1至2臺微型發電機旋轉是不必須要落在鞋上的全部體重壓力的。
為了防止該彈簧在反復壓縮時可能出現的螺旋直徑變大、中心線歪斜，變形等，也可以在固定圓筒外面再加一個圓筒，把彈簧限制在兩個圓筒之間(應不影響滑動圓筒的升降)。
固定圓筒內的小飛輪(7)，是棘輪機構，近似自行車后軸的飛輪，但不用鏈條傳動，而是用齒與齒條(6)嚙合，當齒條向下高速運動時，小飛輪被帶動并將動能儲蓄飛輪及微型發電機一起旋轉，當齒條作上升運轉時，小飛輪反轉，棘輪機構不會阻礙已經在轉動的動能儲蓄飛輪。
固定圓筒內的動能儲蓄飛輪的轉速大小，與飛輪的重量、軸承的方式(套筒式或滾珠軸承式)、齒條沖程的長短與體重壓力大小、滑動圓筒下降的速度、皮帶聯結方式、齒輪的傳速比、潤滑劑及彈簧力大小等等有關，要試驗選擇最佳方案，總的要求是每走一步應亮燈1秒鐘及以上。由于成年人體重過大，發電不須要這么大的動能，則可減短齒條的原有沖程，即將滑動圓筒的升降幅度減少一些。
第四部分是附加框架及鉸(14)。它的第一個作用是控制滑動圓筒與固定圓筒在靜止或運動時的相對位置永遠保持準確，不歪斜、不旋轉；第二個作用是作固定微型蓄電瓶、微型制冷機等之用。
本實用新型從第一部分至第四部分的各個部件，除了飛輪及微型發電機中的某些零件必須使用金屬制作外，其余的部件要根據用途的不同盡量采用輕質材料(如塑料包括ABS，AS高級工程塑料、尼龍、玻璃鋼、橡膠、鋁合金等)制作，受沖擊作用力的部件，要保證在力的反復作用和溫度升高降低的變化下，有一定的強度、不變形、少磨耗，不斷裂。
本實用新型與現有技術比較有以下的優點及效果1、經濟、方便、大人小孩均可普及本實用新型只要穿鞋走路就可以發電，電可以轉換成光、熱、冷、風、動力等，特別是野外長途步行，可以連續不斷的使用，既不須攜帶燃料在中途加油，又不須換電池，更不須用手拿著它，鞋跟裝上彈簧，走起路來還比原來的鞋跟更柔軟、緩沖。
2、日常照明
本實用新型發出的電流，經過鞋面上伸出的電線及燈泡而發光，就可以照亮兩只腳的前方道路。若用皮膚顏色的微細電線沿衣褲而上，通到手套上、手杖上、傘上的燈泡中，也可照亮前方的道路，由于是低壓電，進出危險品倉庫若用它照明，比用220伏的普通交流電照明要安全得多，避免漏電及火災。臨時晚上上廁所、找東西也方便。
3、緊急照明在地震、臺風、暴風雨雪、山洪水災等緊急情況期間，當夜間全城斷電時，每家每戶瞬時之間要求每個人都有一支手電筒或油燈來照明是根本不可能的，在慌亂的黑暗中，因為看不見就很難快速的疏散，從而增加了傷亡與損失。如穿上本發光變溫鞋而睡，一旦夜間緊急情況發生全城斷電時，只要人還爬得起床能走路，就有一左一右兩盞鞋燈照明，空出的雙手可以搶救他人，當找到須搶救的人后，原地踏步就可發電照明，它為快速救人創造了一個條件，而且任何狂風暴雨都吹它不熄。
4、裝飾品照明本實用新型發出的電流，通過皮膚顏色的微細電線，順衣褲(或粘貼在肉體上)而上，可使裝有電珠或發光二極管的胸花、扭扣、項鏈、手戒指、領帶、腰帶、頭發夾等發出各種顏色的光彩，既豐富了人們的生活，又不必花錢買電池，在晚會上、舞會上更增添了新奇的氣氛。
5、電能轉換成熱本實用新型發出的電流，通過電熱絲的發熱，做成鞋墊可使嚴冬人們穿的鞋內增加溫度，防止凍傷，這將比目前只能起保溫作用而不能增加鞋內溫度的棉鞋、皮鞋、毛鞋更好，電熱絲若通入手套、帽子、護膝、護耳、護胃及背心中，均可發熱增溫，對關節炎、胃寒、凍耳、凍手等患者有利，可抵御寒風侵入。
6、電能轉換成吹風、制冷本實用新型發出的電流，通入一種可隨身攜帶的微型電風扇中，可以掛在身上，邊走邊吹風，放在草帽內可向頭部臉部吹風，通入便攜式微型制冷器中可產生冷氣。
7、電力功能本實用新型發出的電流，通入電動剃須轉刀內，可剃胡須，進入電烘干器中，可吹干濕頭發。
8、電能儲存白天人們走路發出的電流若不用時，扳動有關開關，便可輸入到安裝在附加框架內的微型蓄電瓶中，留到必要時或夜間使用。
權利要求
1.一種發光變溫鞋是由鞋面、鞋底組成，其特征在于鞋尖有一燈泡，鞋底后跟內裝有滑動圓筒、固定圓筒、圓筒周圍的彈簧、齒條、動能儲蓄飛輪、小飛輪(棘輪機構)、微型發電機、附加框架及鉸、齒輪、滑輪、鋼絲繩、微型蓄電瓶、電線、開關和密封外殼等部件組成。
2.如權利要求
1所述的發光變溫鞋，其特征是它的有關部件都牢固的安裝在密封(不進水、不進灰)的外殼內，外殼的上部近似鞋墊形狀，中部有一條可以伸展或壓縮的折皺帶，下部類似鞋底可踩在地上行走，整個外殼有的可放在特制的鞋內，有的可用拉練、扭扣或索帶等固定在特制的鞋外或赤腳上，外殼密封可用膠帶貼上。
3.如權利要求
1所述的發光變溫鞋，其特征是滑動圓筒的上端是固定在外殼內，其下端開口套在固定圓筒的頂上，滑動圓筒內有齒條與固定圓筒內的小飛輪嚙合。
4.如權利要求
1所述的發光變溫鞋，其特征是固定圓筒的上部被套在滑動圓筒內，它與滑動圓筒之間留間隙，固定圓筒的中部套有彈簧，下部有底板固定在外殼內，固定圓筒內安裝有小飛輪(棘輪機構)、動能儲蓄飛輪、微型發電機、電線等部件(或用滑輪、鋼絲繩、皮帶、長齒條、傳速比不同的齒輪等)，當小飛輪旋轉時，就牽動動能儲蓄飛輪及微型發電機轉動發電，必要時可以在固定圓筒外再加一個圓筒，把彈簧限制在兩個圓筒之間。
5.如權利要求
1所述的發光變溫鞋，其特征是附加框架及鉸是安排在外殼內相對于腳心的空間位置。
6.如權利要求
1所述的發光變溫鞋，其特征是小飛輪(棘輪機構)、動能儲蓄飛輪、微型發電機的軸，可以在同一條中心線上旋轉，也可以不在同一條中心線上，而是通過鋼絲繩、滑輪、長齒條、傳動皮帶及傳速比不同的齒輪嚙合旋轉發電。
7.如權利要求
1所述的發光變溫鞋，其特征是除了動能儲蓄飛輪及微型發電機中的某些零件必須用金屬制作外，其余部件盡量用輕質、高強度材料制作。
8.如權利要求
1、3、4所述的發光變溫鞋，其特征是滑動圓筒可裝在固定圓筒之上，也可裝在固定圓筒的下面，兩圓筒相對應的筒壁上都有排氣孔或排氣槽。
專利摘要
發光變溫鞋是用人們步行時的體重壓力來發電、發熱、發光、制冷、吹風。它由滑動圓筒、固定圓筒、彈簧、齒條、齒輪、滑輪、鋼絲繩、小飛輪、微型發電機、微型蓄電瓶、電線、附加框架、密封外殼等組成。配上細電線，可供夜間步行及緊急情況照明；使身上的裝飾品發光；使冬天的鞋墊、護膝、手套、背心等發熱；使隨身帶的微型電扇吹風；使電動剃須刀轉動等，有多種功能。
文檔編號A43B7/00GK85203179SQ85203179
公開日1986年11月5日 申請日期1985年7月22日
發明者張功軺 申請人:張功軺導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan