[实用新型]具有充电功能的智能鞋垫

说明书

技术领域

本实用新型涉及具有自发电装置的多功能鞋垫。

背景技术

现有的自发电鞋垫，一般是根据压电式发电原理，在足跟处设置压电片，通过穿戴者行走时踩踏鞋垫给压电片施力，压电片将压力转换成电的方式来发电。踩踏鞋垫的压力越大，压电片转换后的电信号幅值越大，输出的电能则越大。现有的这种压电式发电鞋垫，为了提高发电效率一般需要将压电片堆叠起来，堆叠后的压电片不便于内置于鞋垫中，会明显加大鞋垫足跟处的厚度。另一方面，上述压电式发电鞋垫的发电效率依赖于穿戴者足部甚至腿部的健康状态及具体的运动模式，只有当足部甚至腿部处于完全健康状态时，穿戴者才会有较大的劲踩踏鞋垫，而运动的方式必须是足跟与鞋垫之间有来回的踩踏活动，才能使压电片受压而产生相应的电能，若穿戴者进行的是脚跟不着地的运动(如脚尖着地而脚跟不着地的原地跑步)时，则压电片几乎处于停止工作的状态。

此外，现有的自发电鞋垫，发电后一般是用于给鞋垫取暖。而在炎热的夏天，或者凉爽的春秋，鞋垫是不需要加热的，自发电后的电能将无法进行利用。

实用新型内容

为解决现有技术所存在的技术问题，本实用新型提供具有充电功能的智能鞋垫，该鞋垫采用磁铁切割线圈的方式自发电给蓄电池充电，供电路部分持续工作，发电模式受穿戴者足部健康状态及运动方式的影响小，发电效率高。

本实用新型采用以下技术方案来实现：具有充电功能的智能鞋垫，包括鞋垫主体，以及内嵌在鞋垫主体的自发电装置、整流滤波模块、蓄电池和电路部分；所述自发电装置包括多个线圈，每一线圈中间设有一呈柱状的强磁铁，强磁铁的高度低于线圈总高度，线圈的上下两端用绝缘材料封装；多个线圈通过电线并联后经整流滤波模块与蓄电池连接，蓄电池向电路部分供电；当鞋垫主体在垂直和水平方向发生位移时，强磁铁在线圈内来回晃动，做切割磁感线运动，线圈产生感应电流。

优选地，所述鞋垫主体包括表层、中间层和底层，自发电装置、整流滤波模块、蓄电池和电路部分收纳于中间层，位于距骨下方。

优选地，所述鞋垫的中间层在足跟后延有U型凹槽，多个线圈放置于U型凹槽中；U型凹槽的横截面中，放置多个线圈的部分大于放置用于并联多个线圈的电线的部分。

优选地，所述线圈的上下两端用橡胶塞封堵。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、自发电装置采用多个并联线圈来实现，线圈内设有随穿戴者走动而晃动的强磁铁，强磁铁晃动时切割磁场线，线圈输出感应电流；多个线圈的感应电流叠加后，经整流滤波模块向蓄电池充电。自发电装置的发电效率不受足部是否有足够踩踏力的影响，也与足跟是否踩踏鞋垫没有直接的关系，发电效率高。

2、通过压力传感器、加速度传感器及三维陀螺仪等检测穿戴者的足部压力数据、步行状态数据，控制器据此可分析穿戴者的足部是否出现问题，如是否为扁平足等，为患者的进一步确诊提供了大量的实时数据。

附图说明

图1是本实用新型鞋垫的立体图；

图2是本实用新型鞋垫的半剖图；

图3是鞋垫内安装自发电装置的凹槽结构示意图；

图4是本实用新型的电路方框图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实用新型是具有自充电功能的智能鞋垫，参见图1-4，鞋垫主体1分为三层，即表层、中间层和底层；表层是垫层，主要由布料或减震材料构成；中间层是结构层，自发电装置、蓄电池5、电源管理模块、整流滤波模块及电路部分4等收纳于中间层，位于距骨下方。蓄电池5经电源管理模块向电路部分4供电，电源管理模块用于分配电量的输入输出及电量的分配。鞋垫主体的中间内侧隆起，与足弓贴合；后侧四周隆起，与足跟贴合。

自发电装置包括多个线圈2，每一线圈中间设有一呈柱状的强磁铁，强磁铁的高度低于线圈总高度，如不超过线圈总高度的二分之一，线圈2的上下两端用绝缘材料封装，例如采用橡胶塞封堵，以防强磁铁掉出来。多个线圈放置于鞋垫中间层，位于足跟后延的U型凹槽6内，通过电线3并联后经整流滤波模块与蓄电池连接；U型凹槽6的横截面不是等大的，放置线圈的部分大于放置电线的部分，从而能避免线圈在凹槽内移动。当鞋垫主体在垂直和水平方向发生位移时，如随穿戴者走动时，强磁铁在线圈内来回晃动，做切割磁感线运动，线圈产生感应电流；所产生的电流经整流滤波模块处理后，向蓄电池充电。