專利名稱：發(fā)電充電電動(dòng)鞋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電充電電動(dòng)鞋，特別是基于速行鞋的發(fā)電充電電動(dòng)鞋。
現(xiàn)有的發(fā)電鞋沒有鞋輪和自行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用重力發(fā)電方式，對(duì)運(yùn)動(dòng)位移的利用不夠充分，忽略了對(duì)人體運(yùn)動(dòng)慣性的利用；現(xiàn)有的電動(dòng)鞋需要外部充電，必須定時(shí)充電，不利于長距離遠(yuǎn)行；中國專利ZL 97237565.1和中國專利申請(qǐng)00112611.3披露的快速行走鞋具有自行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠快速行走，本發(fā)明基于快速行走鞋(簡稱速行鞋)提出了發(fā)電充電電動(dòng)鞋。
本發(fā)明的目的是提供一種基于速行鞋的發(fā)電充電電動(dòng)鞋，能在需要時(shí)發(fā)電和充電，能將所存儲(chǔ)的電能用于電動(dòng)驅(qū)動(dòng)人體快速行走，也能將所存儲(chǔ)的電能用于用電裝置，能夠按用戶需要控制這些功能。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的根據(jù)速行鞋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)機(jī)電接口，按照發(fā)電-充電-電動(dòng)-用電的各種要求設(shè)置電氣裝置。本發(fā)明所述的基于速行鞋的發(fā)電充電電動(dòng)鞋兩腳各穿一只，包括鞋架、鞋輪、自行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，還包括機(jī)電接口、發(fā)電-電動(dòng)機(jī)、充電-用電裝置和控制裝置，其中，發(fā)電-電動(dòng)機(jī)設(shè)置在鞋架上；機(jī)電接口與發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組配并與運(yùn)動(dòng)部件或地面組配，在控制裝置的控制下可以通過運(yùn)動(dòng)部件或地面獲取機(jī)械動(dòng)能從而帶動(dòng)發(fā)電-電動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電或?qū)l(fā)電-電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給運(yùn)動(dòng)部件或地面從而驅(qū)動(dòng)人體快速行走；充電裝置可以設(shè)置在鞋架上或設(shè)置在人體腰部腿部；用電裝置根據(jù)用戶需求設(shè)置，在控制裝置的控制下使用電能。
本發(fā)明所述發(fā)電-電動(dòng)機(jī)設(shè)置在鞋架上，發(fā)電和電動(dòng)裝置可以采用一只發(fā)電機(jī)和一只電動(dòng)機(jī)也可以采用發(fā)電-電動(dòng)兩用電機(jī)，出于可靠性的考慮，應(yīng)當(dāng)采用一只發(fā)電機(jī)和一只電動(dòng)機(jī)，優(yōu)選為直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)，功率為200W。
本發(fā)明所述發(fā)電充電電動(dòng)鞋中的機(jī)電接口與發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組配并與運(yùn)動(dòng)部件或地面組配，該機(jī)電接口與運(yùn)動(dòng)部件或地面組配的形式可以是固定的或活動(dòng)的?；顒?dòng)組配方式能夠用機(jī)械動(dòng)作使機(jī)電接口與運(yùn)動(dòng)部件或地面接觸或脫離，脫離后對(duì)原速行鞋的速行能力影響很小，這種機(jī)電接口的形式可以由一個(gè)套在發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上的定摩擦輪和一個(gè)始終與之摩擦的動(dòng)摩擦輪組成，動(dòng)摩擦輪的軸可以繞定摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而與運(yùn)動(dòng)部件或地面接觸或脫離，該運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)當(dāng)是鞋輪或輪軸；固定組配方式使機(jī)電接口與運(yùn)動(dòng)部件或地面始終接觸，對(duì)本發(fā)明所述速行鞋的速行能力有一定影響，不需發(fā)電或電動(dòng)時(shí)發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子始終轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的壽命有一定影響，但固定組配的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，并且能夠用電氣控制裝置使發(fā)電、電動(dòng)、速行功能進(jìn)行方便的轉(zhuǎn)換，這時(shí)機(jī)電接口的形式是傳動(dòng)帶，分別套在鞋輪的輪軸上和發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上。出于方便性的考慮，優(yōu)先采用固定組配。
本發(fā)明所述充電裝置可以設(shè)置在鞋架上或設(shè)置在人體腰部腿部，充電裝置應(yīng)當(dāng)采用電池并進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆纸M，設(shè)置在鞋架上的電池組的重量應(yīng)當(dāng)小于500克。本發(fā)明所述用電裝置根據(jù)用戶需求設(shè)置，應(yīng)當(dāng)包括夜行燈、喇叭、電暖鞋墊、涼爽風(fēng)扇等用電器。
本發(fā)明所述控制裝置包括控制電路板、控制開關(guān)組、電線、插座。其中控制電路板是核心，它被放置在固定在鞋架上的電控盒內(nèi)，它通過電線、插座與其他部件連接，控制電路板上有整流濾波電路、穩(wěn)壓電路、恒流充電電路和分壓電路；控制開關(guān)組可以放置在手持式開關(guān)盒或卡夾式開關(guān)盒(可夾掛在腰帶上)中，它包括速行-發(fā)充電-電動(dòng)三檔轉(zhuǎn)換開關(guān)以及夜行燈開關(guān)、喇叭開關(guān)、電暖鞋墊開關(guān)、涼爽風(fēng)扇開關(guān)等用電開關(guān)，控制開關(guān)組的容器上應(yīng)當(dāng)有一電壓指示器指示電池組的供電能力?？刂蒲b置的優(yōu)選形式中有一自動(dòng)切換電路，在速行或電動(dòng)狀態(tài)下當(dāng)電池組的供電能力下降30％時(shí)自動(dòng)切換到發(fā)充電狀態(tài)?？刂蒲b置的更優(yōu)選形式能夠在速行或發(fā)充電或電動(dòng)三種使用狀態(tài)下通過電動(dòng)機(jī)反向制動(dòng)獲得剎車制動(dòng)力，需要增加制動(dòng)開關(guān)和制動(dòng)電路。控制裝置的最優(yōu)選形式能夠在電動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行電動(dòng)機(jī)調(diào)速和反向制動(dòng)，需要增加調(diào)速開關(guān)和調(diào)速電路。
根據(jù)本發(fā)明所述的發(fā)電充電電動(dòng)鞋如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“發(fā)充電”狀態(tài)，則輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)通過機(jī)電接口(傳動(dòng)帶)帶動(dòng)發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)輸出電能，電能經(jīng)電線和轉(zhuǎn)換開關(guān)送到電路板的整流濾波電路和穩(wěn)壓電路，通過電路板的恒流充電電路向電池組供電，通過分壓電路和用電開關(guān)向用電器組供電，這時(shí)成為“速行發(fā)電充電鞋”；如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“速行”位置，則發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行，用電組的電能由電池組提供，這時(shí)成為“速行用電鞋”，當(dāng)采用優(yōu)化控制裝置形式時(shí)，若用電組的電能下降30％時(shí)自動(dòng)切換到“發(fā)充電”狀態(tài)，當(dāng)采用更優(yōu)選形式的控制裝置時(shí)，通過按動(dòng)制動(dòng)開關(guān)能夠使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)獲得剎車制動(dòng)力；如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“電動(dòng)”位置，則電池組通過電路板和轉(zhuǎn)換開關(guān)向電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)通過機(jī)電接口(傳動(dòng)帶)驅(qū)動(dòng)人體快速行走，同時(shí)電池組經(jīng)過電路板和用電開關(guān)向用電器組供電，這時(shí)速行鞋成為“電動(dòng)用電鞋”，當(dāng)采用優(yōu)化控制裝置形式時(shí)，若用電組的電能下降30％時(shí)自動(dòng)切換到“發(fā)充電”狀態(tài)，當(dāng)采用最優(yōu)化控制裝置形式時(shí)，能夠通過調(diào)速開關(guān)進(jìn)行電動(dòng)機(jī)調(diào)速。轉(zhuǎn)換開關(guān)能夠控制速行-發(fā)充電-電動(dòng)三種使用狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)例的結(jié)構(gòu)布置2是本實(shí)例的電氣連接圖本實(shí)例所述的基于速行鞋的發(fā)電充電電動(dòng)鞋兩腳各穿一只，包括鞋架[1]、鞋輪[2][3]、自行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，還包括傳動(dòng)帶[4][5]、發(fā)電機(jī)[6]、電動(dòng)機(jī)[7]、充電電池組[8][9]、用電器組和控制裝置。
本實(shí)例所述發(fā)電機(jī)[6]、電動(dòng)機(jī)[7]設(shè)置在鞋架[1]上，為直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)，功率為200W，額定電壓為36V，額定轉(zhuǎn)速為每分鐘900轉(zhuǎn)，額定行走時(shí)速15公里；傳動(dòng)帶分別套在鞋輪[2]的輪軸[15]上和發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上。
本實(shí)例所述充電電池組[8]放置在固定于鞋架上的電池盒中，為1安時(shí)高能固體蓄電池，充電電池組[9]放置在卡夾式電池盒中，該電池盒可夾掛在腰帶上，其上有一組充電插孔和一組用電插座，充電電池組[9]由多個(gè)1安時(shí)高能固體蓄電池并聯(lián)組成。
本實(shí)例所述用電器組根據(jù)用戶需求設(shè)置，包括夜行燈[10]、閃爍燈[11]、喇叭[12]、電暖鞋墊[13]、涼爽風(fēng)扇[14]等用電器。
本實(shí)例所述控制裝置包括控制電路板[20]、控制開關(guān)組[21]、電線[22]、插座[23]。其中控制電路板是核心，它被放置在固定在鞋架上的電控盒內(nèi)，它通過電線、插座與其他部件連接，控制電路板上有整流濾波電路[201]、穩(wěn)壓電路[202]、恒流充電電路[203]、分壓電路[204]、自動(dòng)切換電路[205]、電動(dòng)機(jī)反向制動(dòng)電路[206]、電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路[207]；控制開關(guān)組可以放置在卡夾式開關(guān)盒(可夾掛在腰帶上)中，它包括速行-發(fā)充電-電動(dòng)三檔轉(zhuǎn)換開關(guān)[208]、制動(dòng)開關(guān)[209]、調(diào)速開關(guān)[210]以及夜行燈開關(guān)[211]、閃爍燈[212]、喇叭開關(guān)[213]、電暖鞋墊開關(guān)[214]、涼爽風(fēng)扇開關(guān)[215]等用電開關(guān)，開關(guān)盒上有一電壓指示器[216]指示電池組的供電能力。
根據(jù)本實(shí)例所述的發(fā)電充電電動(dòng)鞋如果轉(zhuǎn)換開關(guān)[208]處于“發(fā)充電”狀態(tài)，則輪軸[15]轉(zhuǎn)動(dòng)通過傳動(dòng)帶[4]帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)[6]輸出電能，電能經(jīng)電線和轉(zhuǎn)換開關(guān)送到電路板的整流濾波電路和穩(wěn)壓電路，通過電路板的恒流充電電路向電池組供電，通過分壓電路和用電開關(guān)向用電器組供電，這時(shí)成為“速行發(fā)電充電鞋”；如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“速行”位置，則發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行，用電組的電能由電池組提供，這時(shí)成為“速行用電鞋”，若用電組的電能下降30％時(shí)自動(dòng)切換到“發(fā)充電”狀態(tài)，通過按動(dòng)制動(dòng)開關(guān)能夠使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)獲得剎車制動(dòng)力；如果轉(zhuǎn)換開關(guān)處于“電動(dòng)”位置，則電池組通過電路板和轉(zhuǎn)換開關(guān)向電動(dòng)機(jī)[7]供電，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)通過傳動(dòng)帶[5]驅(qū)動(dòng)人體快速行走，同時(shí)電池組經(jīng)過電路板和用電開關(guān)向用電器組供電，這時(shí)速行鞋成為“電動(dòng)用電鞋”，若用電組的電能下降30％時(shí)自動(dòng)切換到“發(fā)充電”狀態(tài)，通過調(diào)速開關(guān)能夠進(jìn)行電動(dòng)機(jī)調(diào)速。
本實(shí)例所述的基于速行鞋的發(fā)電充電電動(dòng)鞋自動(dòng)化程度較高，實(shí)施時(shí)要注意以下問題1、可靠性，發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、特別是控制電路的可靠性。
2、輕便性，在保證可靠性的前提下應(yīng)當(dāng)將發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)集成為發(fā)電電動(dòng)兩用電機(jī)，同時(shí)將大部分電池放置在卡夾式電池盒中，鞋架上的電池組重量控制在500克以內(nèi)。
3、維護(hù)和更換，電氣元件特別是蓄電池的維護(hù)和更換應(yīng)當(dāng)比較方便。
4、防水，鞋架底部必須有底板，鞋架側(cè)面應(yīng)當(dāng)有檔板，電路板盒體應(yīng)當(dāng)密封。
5、美觀，鞋上部件通過電線與手持或腰間部件連接，需要通過腿部，應(yīng)當(dāng)注意美觀，可以用夾子夾在褲腿上。
本發(fā)明所述的基于速行鞋的發(fā)電充電電動(dòng)鞋提供了速行-發(fā)充電-電動(dòng)-用電多種功能的集成，進(jìn)行高效人體發(fā)電及用電，具有以下特點(diǎn)1、用戶可在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候選擇適當(dāng)?shù)墓δ?。如，在坡地行走時(shí)可采用下坡發(fā)電上坡電動(dòng)的方法提高快速行走能力；在行走輕松時(shí)發(fā)電行走困難時(shí)電動(dòng)。
2、在非行走狀態(tài)時(shí)使前輪懸空，這時(shí)仍然可以踩動(dòng)速行鞋的壓板進(jìn)行發(fā)充電和用電。
3、用電靈活可擴(kuò)充，用電器通過電路板盒體和電池組盒體上的用電插座可連接24V/12V/5V直流。除夜行燈、喇叭、閃爍燈、電暖鞋墊、涼爽風(fēng)扇等用電器外，手機(jī)、呼機(jī)、筆記本電腦等也可以通過卡掛在腰間的電池組盒體上的用電插座獲得電源，或?qū)⑵鋬?nèi)置電池放入電池組盒體中進(jìn)行充電。這種可以擴(kuò)充的用電方式解決了隨身電器的供電問題，對(duì)于促進(jìn)新型隨身電器的開發(fā)有推動(dòng)作用，如耗能較大的空調(diào)衣、防衛(wèi)報(bào)警器等。
4、拓展速行鞋的交通功能，電動(dòng)、夜行燈、喇叭能夠拓展速行鞋在坡地、夜間、擁擠路面的交通能力，閃爍燈可以使速行鞋外觀更具生命力。[完]
權(quán)利要求
1.本發(fā)明所述的基于速行鞋的發(fā)電充電電動(dòng)鞋兩腳各穿一只，包括鞋架、鞋輪、自行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于還包括機(jī)電接口、發(fā)電-電動(dòng)機(jī)、充電-用電裝置和控制裝置，其中，發(fā)電-電動(dòng)機(jī)設(shè)置在鞋架上；機(jī)電接口與發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組配并與運(yùn)動(dòng)部件或地面組配，在控制裝置的控制下可以通過運(yùn)動(dòng)部件或地面獲取機(jī)械動(dòng)能從而帶動(dòng)發(fā)電-電動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電或?qū)l(fā)電-電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給運(yùn)動(dòng)部件或地面從而驅(qū)動(dòng)人體快速行走；充電裝置可以設(shè)置在鞋架上或設(shè)置在人體腰部腿部；用電裝置根據(jù)用戶需求設(shè)置，在控制裝置的控制下使用電能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速行鞋，其特征在于機(jī)電接口的形式是傳動(dòng)帶[4][5]，分別套在鞋輪[2]的輪軸[15]上和發(fā)電-電動(dòng)機(jī)[6][7]的轉(zhuǎn)子上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速行鞋，其特征在于機(jī)電接口由一個(gè)套在發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上的定摩擦輪和一個(gè)始終與之摩擦的動(dòng)摩擦輪組成，動(dòng)摩擦輪的軸可以繞定摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而與運(yùn)動(dòng)部件或地面接觸或脫離，該運(yùn)動(dòng)部件是鞋輪[2]或輪軸[15]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速行鞋，其特征在于發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的形式為一只發(fā)電機(jī)[6]和一只電動(dòng)機(jī)[7]。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速行鞋，其特征在于發(fā)電-電動(dòng)機(jī)的形式為一只發(fā)電-電動(dòng)兩用電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速行鞋，其特征在于控制裝置包括控制電路板[20]、控制開關(guān)組[21]、電線[22]、插座[23]，控制電路板被放置在固定在鞋架上的電控盒內(nèi)，它通過電線、插座與其他部件連接；控制開關(guān)組放置在可夾掛在腰帶上的卡夾式開關(guān)盒中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的速行鞋，其特征在于控制電路板上有一自動(dòng)切換電路[205]，在速行或電動(dòng)狀態(tài)下當(dāng)電池組的供電能力下降30％時(shí)自動(dòng)切換到發(fā)充電狀態(tài)；控制電路板上有一制動(dòng)電路[206]，控制開關(guān)組有一制動(dòng)開關(guān)[209]；控制電路板上有一調(diào)速電路[207]，控制開關(guān)組有一調(diào)速開關(guān)[210]。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速行鞋，其特征在于充電裝置的一組充電電池[8]放置在固定于鞋架[1]上的電池盒中；充電裝置的另一組充電電池[9]放置在卡夾式電池盒中，該電池盒可夾掛在腰帶上，其上有一組充電插孔和一組用電插座。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速行鞋，其特征在于用電裝置包括夜行燈[10]、閃爍燈[11]、喇叭[12]、電暖鞋墊[13]、涼爽風(fēng)扇[14]。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于速行鞋的發(fā)電充電電動(dòng)鞋,包括鞋架、鞋輪、自行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及機(jī)電接口、發(fā)電－電動(dòng)機(jī)、充電－用電裝置和控制裝置,其中,發(fā)電－電動(dòng)機(jī)設(shè)置在鞋架上,機(jī)電接口與發(fā)電－電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子組配并與運(yùn)動(dòng)部件或地面組配；充電裝置可以設(shè)置在鞋架上或設(shè)置在人體腰部腿部；用電裝置根據(jù)用戶需求設(shè)置,在控制裝置的控制下使用電能,包括夜行燈、閃爍燈、喇叭、電暖鞋墊、涼爽風(fēng)扇等；控制裝置包括控制電路板、控制開關(guān)組、電線、插座。
文檔編號(hào)A43B5/00GK1422575SQ01129110
公開日2003年6月11日 申請(qǐng)日期2001年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月26日
發(fā)明者秦勤 申請(qǐng)人:秦勤