[发明专利]一种能量回收鞋及其工作方法

说明书

本发明公开了一种能量回收鞋，涉及穿戴式人体能量回收设备领域，包括鞋、上层滑动机构、下层滑动机构以及发电机构；所述上层滑动机构与所述鞋固连，所述上层滑动机构与所述下层滑动机构之间通过光轴和直线轴承相互滑动；所述下层滑动机构行走时与地面接触；所述发电机构在所述上、下层滑动机构相对滑动时产生电能。另一方面，本发明还公开了上述能量回收鞋的工作方法，包括落地前工作状态、落地后工作状态和离地时工作状态。本发明可以对人体步态过程中的能量进行有效回收，产生较大能量，并且不过多增加人体能量消耗。

技术领域

本发明涉及穿戴式人体能量回收设备领域，尤其涉及一种能量回收鞋及其工作方法。

背景技术

人体能量回收可以一定程度上为穿戴式设备提供电源。目前已有的人体能量回收装置主要采用压电材料或者摩擦电材料来实现能量回收，发电量普遍太小；还有一些人体能量回收装置采取人体运动带动发电机这种方式，又会消耗过多的人体能量。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种能量回收装置，具体而言是一种能量回收鞋，旨在既能够对人体步态过程中的能量进行有效回收，产生较大能量，并且不过多增加人体能量消耗。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是使能量回收装置能够有效回收人体步态能量，并且在回收人体步态能量的同时不过多增加人体能量消耗。

为实现上述目的，一方面本发明提供了一种能量回收鞋，包括鞋、上层滑动机构、下层滑动机构以及发电机构；所述上层滑动机构与所述鞋固连，所述上层滑动机构与所述下层滑动机构之间通过光轴和直线轴承相互滑动；所述下层滑动机构行走时与地面接触；所述发电机构在上下层机构相对滑动时产生电能。

进一步地，所述上层滑动机构包括上层基板和直线轴承座，所述上层基板上面与所述鞋固连，所述直线轴承座固连在所述上层基板下面，所述直线轴承卡在所述直线轴承座里。

进一步地，所述下层滑动机构包括下层基板、光轴支座和光轴，所述光轴支座固连在所述下层基板上面，所述光轴卡在所述光轴支座里。

进一步地，所述下层滑动机构包括弹簧，所述弹簧穿在所述光轴里。

进一步地，所述发电机构包括发电机支座、发电机、单向轴承、齿轮以及齿条，所述发电机支座固连在所述上层基板下面，所述发电机卡在所述发电机支座里，所述单向轴承穿在所述发电机输出轴上，所述齿轮套在所述单向轴承上，所述齿条固连在所述下层基板上面。

进一步地，所述齿轮与所述齿条啮合，在所述上层滑动机构相对所述下层滑动机构向前滑动时，带动所述发电机转动进行发电。

进一步地，所述下层滑动机构包括防滑垫，所述防滑垫与所述下层基板下面固连。

另一方面，本发明提供了上述能量回收鞋的工作方法，包括以下工作状态：

状态1，脚落地前工作状态，所述能量回收鞋穿在脚上行走时，脚落地前所述上层滑动机构处在初始位置，即所述下层滑动机构上的所述光轴的最后端；

状态2，脚落地后工作状态，所述能量回收鞋穿在脚上行走时，脚落地后，所述下层滑动机构与地面接触不再运动，由于惯性的作用，所述上层滑动机构继续向前滑动，滑动方式是所述光轴加所述直线轴承，相对滑动的过程中所述齿轮与所述齿条啮合，带动所述发电机转动进行发电；

状态3，脚离地时工作状态，所述能量回收鞋穿在脚上行走，脚离地时，由于地面的作用不再，所述弹簧将所述上、下层滑动机构弹回到所述初始位置。

进一步地，所述状态2中，所述上层滑动机构滑到最前端，压缩所述弹簧，此时所述弹簧虽然处于压缩状态，但由于人体重力的作用，所述弹簧不会弹回。

进一步地，所述状态3中，所述弹回过程中在所述单向轴承的作用下，所述齿轮不再带动所述发电机，使回弹过程中无需外力加入。