一種高效能發電鞋的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高效能發電鞋，其將人體蹬地時的機械能的一部分轉化成彈性元件的勢能和氣體的靜壓能和動能，其中彈性元件的勢能用于將外界氣體吸入鞋內，氣體的靜壓能和動能用于帶動氣動馬達旋轉，并通過直驅永磁發電機將機械能轉化為電能，再通過控制電路將電能儲存在儲電池內。
【背景技術】
[0002]專利號為200720111329.0的中國專利公開了一種多功能發電鞋，參見圖19，其包括鞋底和鞋幫，鞋底I中設有彈性氣囊3，該彈性氣囊3帶有單向進氣口 4和單向出氣口 5，在鞋幫2上則設有微型發電機7及傳動連接的風葉輪6，輸氣管8的一端和彈性氣囊3的單向出氣口 5連通，另一端則設置于和風葉輪6對應配合出構成氣流驅動發電裝置，且微型發電機7的電流輸出端和附設于鞋上的小電器9連接供電。人體蹬地時，將彈性氣囊3壓縮，并將壓縮氣體從單向出氣口 5輸出并吹向風葉輪6，進行風力發電，這樣就能夠將行走產生的能量回收轉化為電能，對便攜電器的可充電池充電或供附設在鞋上的小電器使用。當鞋離開地面后，彈性氣囊3由于自身彈性恢復形變，彈性氣囊3便從單向進氣口 4吸入氣體，然而風葉輪6便無持續的氣體驅動。所以，這種發電鞋的發電效率較低。
[0003]目前也有資料披露一種復合發電鞋，在鞋底前后設置可脹縮的軟囊，兩軟囊用管子連接，在兩軟囊和管子中充滿流體，在管子上設置發電裝置，這種結構只是兩個軟囊之間的流體交換，一個軟囊壓下后，另一個軟囊鼓出，這樣嚴重影響穿著者穿著鞋子的舒適性，并且兩個軟囊同時壓縮時，無法有效做功。所以，這種發電鞋的發電效率仍然是較低的。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題:針對現有的發電鞋存在發電效率低以及穿著不舒適的問題，現提供一種高效能發電鞋，在穿著輕便、通風、舒適的情況下，無論該發電鞋怎樣著地，都具有穩定的電能輸出，并且當鞋子離開地面時，仍能持續進行發電。
[0005]本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現:
[0006]一種高效能發電鞋，包括:
[0007]設置在鞋底內的至少一可被壓縮并能依靠自身彈性恢復形變的腔體，每一腔體具有一單向進氣口和一單向出氣口，每一單向進氣口匯集形成一總單向進氣口，每一單向出氣口匯集形成一總單向出氣口；
[0008]一由氣體驅使發電的氣流驅動發電裝置，所述氣流驅動發電裝置具有一分別與總單向出氣口連接的進氣口和一出氣口 ；以及
[0009]一通過控制電路與所述氣流驅動發電裝置連接的蓄能裝置；
[0010]在所述氣流驅動發電裝置的進氣口與總單向出氣口之間設置有一用于儲存由總單向出氣口流出的壓力氣體的氣體蓄能器，當鞋離開地面后，所述氣體蓄能器內儲存的壓力氣體繼續向所述氣流驅動發電裝置供氣，直至所述氣流驅動發電裝置的進氣口的壓力與其出氣口的壓力達到平衡為止。
[0011]在本發明的一個優選實施例中，所述氣體蓄能器由一蓄能氣囊以及一將所述蓄能氣囊壓扁后安裝在鞋體上的彈性體構成，所述蓄能氣囊具有一并接在所述總單向出氣口與氣流驅動發電裝置的進氣口之間的蓄能進氣-釋能出氣口，當所述蓄能氣囊充氣膨脹時，所述蓄能氣囊將所述彈性體撐開；當鞋離開地面后，所述彈性體擠壓所述蓄能氣囊使得所述蓄能氣囊所儲存的壓力氣體繼續向所述氣流驅動發電裝置供氣。
[0012]在本發明的一個優選實施例中，所述氣體蓄能器安裝在鞋體靠近腳弓的內壁上，所述鞋體與氣體蓄能器的蓄能氣囊接觸的部分為硬壁。
[0013]在本發明的一個優選實施例中，所述氣體蓄能器與氣流驅動發電裝置之間設置有一第一過濾器。
[0014]在本發明的一個優選實施例中，所述總單向進氣口通過一第一調節閥與鞋內氣體連通，所述氣流驅動發電裝置通過一第二調節閥與鞋外氣體連通，還包括一第三調節閥，所述第三調節閥的一端接在所述總單向進氣口與第一調節閥之間，其另一端接在所述氣流驅動發電裝置與第二調節閥之間，通過調節第一、第二、第三調節閥中的一個或多個的開度來控制氣體流向，實現發電鞋的不同功能。
[0015]在本發明的一個優選實施例中，所述第一調節閥與鞋內氣體連通的一端設置有一第二過濾器，所述第二調節閥與鞋外氣體連通的一端設置有一第三過濾器。
[0016]在本發明的一個優選實施例中，每一腔體由一氣囊以及設置在所述氣囊內的用于使得所述氣囊恢復形變的彈性元件構成，所述腔體的單向進氣口設置在所述氣囊上，所述腔體的單向出氣口設置在所述氣囊上。
[0017]在本發明的一個優選實施例中，所述氣囊內設置有一用于控制其最大壓縮量且可承受人腳側向力的限位結構。
[0018]在本發明的一個優選實施例中，所述彈性元件由若干彈簧構成，所述限位結構由硬質材料加工而成的若干凸柱以及若干與所述凸柱呈對應關系的凹槽構成，所述凸柱與所述凹槽在縱向上相對設置，所述彈簧的一端套在所述凸柱上，其另一端抵靠在所述凹槽的底部，當氣囊被壓縮時，凸柱壓縮彈簧并插入凹槽內。
[0019]在本發明的一個優選實施例中，所述彈性元件由若干間隔設置在氣囊的下內側面上的彈性支柱構成，所述若干彈性支柱分為彈性長支柱和彈性短支柱，所述彈性長支柱的上端面為平面且與氣囊的上內側面形成接觸，所述彈性短支柱的上端面為平面且與氣囊的上內側面之間相距一定距離。
[0020]在本發明的一個優選實施例中，所述氣流驅動發電裝置包括氣動馬達以及由所述氣動馬達驅動發電的永磁直驅發電機，所述氣流驅動發電裝置的進氣口設置在所述氣動馬達上，所述氣流驅動發電裝置的出氣口設置在所述氣動馬達上。
[0021]在本發明的一個優選實施例中，所述氣動馬達包括一馬達殼體、一馬達轉軸以及一葉輪機構，所述馬達殼體內構成有一圓柱形內腔，所述氣流驅動發電裝置的進氣口和出氣口設置在所述馬達殼體上并分別與所述圓柱形內腔連通，所述葉輪機構設置在所述圓柱形內腔中，所述馬達轉軸的一端與所述葉輪機構連接，其另一端延伸出所述馬達殼體與所述永磁直驅發電機連接。
[0022]在本發明的一個優選實施例中，所述葉輪機構由偏心葉輪以及若干葉片構成，所述偏心葉輪的中心位置與所述馬達轉軸的一端固接并帶動馬達轉軸隨其轉動，所述偏心葉輪的中心軸線平行于所述馬達殼體的圓柱形內腔的中心軸線，但與所述馬達殼體的圓柱形內腔的中心軸線在某一方向上具有一定偏心距，所述偏心葉輪的輪面上沿周向間隔設置有若干沿徑向延伸的溝槽，所述葉片滑動配置在所述偏心葉輪的溝槽內；當偏心葉輪旋轉時，每一葉片的外端面始終緊貼在所述馬達殼體的圓柱形內腔的內壁上。
[0023]在本發明的一個優選實施例中，所述葉輪機構由葉輪以及若干弧形葉片構成，所述葉輪的中心位置與所述馬達轉軸的一端固接并帶動馬達轉軸隨其轉動，所述葉輪的中心軸線與所述馬達殼體的圓柱形內腔的中心軸線同軸設置，所述若干弧形葉片沿周向間隔設置在所述葉輪的輪面上，每一弧形葉片的最外緣與所述馬達殼體的圓柱形殼體的內壁保持一個極小的間隙。
[0024]在本發明的一個優選實施例中，所述永磁直驅發電機包括第一發電機殼體、第一發電機轉子、第一發電機定子、第一永久磁鐵組以及第一定子繞組，所述第一發電機殼體內構成有一內腔，所述第一發電機轉子的一端與所述馬達轉軸延伸出所述馬達殼體的一端相連，其另一端延伸入所述第一發電機殼體的內腔內，所述第一發電機轉子延伸入所述第一發電機殼體的內腔的部分上設置有一第一轉子盤，所述第一永久磁鐵組設置在所述第一轉子盤的圓周面上并在所述第一轉子盤的圓周面上形成磁場，所述第一發電機定子固定安裝在所述第一發電機殼體的內腔的內壁上且位于所述第一轉子盤的外側，所述第一定子繞組纏繞在所述第一發電機定子上。
[0025]在本發明的一個優選實施例中，所述永磁直驅發電機包括第二發電機殼體、第二發電機轉子、第二發電機定子、第二永久磁鐵組以及第二定子繞組，所述第二發電機殼體發電機殼內構成有一內腔，所述第二發電機轉子的一端與所述馬達轉軸延伸出所述馬達殼體的一端相連，其另一端延伸入所述第二發電機殼體的內腔內，所述第二發電機轉子延伸入所述第二發電機殼體的內腔的部分上沿軸向間隔設置有第二轉子盤和第三轉子盤，所述第二永久磁鐵組分別設置在所述第二轉子盤朝向第三轉子盤的端面上和所述第三轉子盤朝向第二轉子盤的端面上，在所述第二轉子盤和第三轉子盤之間形成磁力線平行于軸線的磁場，所述第二發電機定子為一盤狀結構，其安裝在所述第二發電機殼體的內腔的內壁上并位于所述第二轉子盤和第三轉子盤之間，所述第二定子繞組纏繞在所述第二發電機定子上位于由所述第二永久磁鐵組形成的磁場內。
[0026]在本發明的一個優選實施例中，所述永磁直驅發電機包括第三發電機殼體、第三發電機轉子、第三發電機定子、第三永久磁鐵組以及第三定子繞組，所述第三發電機殼體內構成有一內腔，所述第三發電機轉子的一端與所述馬達轉軸延伸出所述馬達殼體的一端相連，其另一端延伸入所述第三發電機殼體的內腔內，所述第三發電機轉子延伸入所述第三發電機殼體的內腔的部分上設置有一第四轉子盤，所述第三永久磁鐵組分別設置在所述第四轉子盤的兩端面上，使得在所述第四轉子盤上形成磁力線平行于軸線的磁場，所述第三發電機定子由第一定子盤和第二定子盤構成，所述第一、第二定子盤沿所述第三發電機轉子的軸線方向間隔設置在所述第三發電機殼體的內腔內且以所述第四轉子盤對稱，所述第三定子繞組分別纏繞在所述第一定子盤和第二定子盤上且位于由所述第三永久磁鐵組形成的磁場的兩側。
[0027]在本發明的一個優選實施例中，所述高效能發電鞋還包括一設置在鞋體內的鞋墊，所述鞋墊由上層平墊和下層平墊構成，所述上層平墊上密布有通氣小孔，所述下層平墊的中央位置設置有一與所述第一調節閥連通的鞋內氣體出口，所述第二過濾器安