[发明专利]微型水轮发电装置及发电鞋

说明书

本发明公开了一种微型水轮发电装置及发电鞋，该装置包括刚性的壳体以及两个充满液体介质且具有弹性的液囊，壳体内部的水轮腔内配合安装有水轮、外部分布有与水轮腔侧面连通的接口，两个液囊通过各自柔性的进水导管和出水导管分别与对应的接口连接，出水导管或出水导管对应的接口处设有单向阀，单向阀能保证水轮的转子叶片在液体介质的推动下单向旋转。本发明能充分利用足部运动产生的能量，简化了传动环节，竖向厚度小，安装灵活，不会影响舒适性。

技术领域

本发明涉及一种便携式发电设备，具体涉及一种微型水轮发电装置及发电鞋。

背景技术

便携式电子设备的移动电源通常采用电池，电池充电时，对于电网发达和稳定的地区，只需连接到电网就可以，但是对于电网不太发达或不稳定的地区，充电困难，需要开发便携式发电设备。

人体足部运动产生的能量规律性较强且能量较大，当前将人体足部运动产生的能量转化为电能的发电装置主要有发电鞋、发电鞋垫、发电鞋套等，按照能量转换原理主要分为磁电式和静电式两种。

静电式的包括压电和摩擦电等，通常发电效率较低；磁电式采用机械传动，存在以下问题：1)机械传动机构置于鞋底，需要将人体行走垂直方面上的小位移转化为水平方向的大位移，因此结构复杂；2)机械传动机构通常安装在鞋跟，只能利用鞋跟触地时的能量；3)机械传动机构需要专业的鞋设计进行配合，容易发生机械故障；4)机械传动机构过于刚性影响鞋的舒适性。

发明内容

本发明的目的是提供一种微型水轮发电装置及发电鞋，能充分利用足部运动产生的能量，简化了传动环节，竖向厚度小，安装灵活，不会影响舒适性。

本发明所采用的技术方案是：

一种微型水轮发电装置，包括刚性的壳体以及两个充满液体介质且具有弹性的液囊，壳体内部的水轮腔内配合安装有水轮、外部分布有与水轮腔侧面连通的接口，两个液囊通过各自柔性的进水导管和出水导管分别与对应的接口连接，出水导管或出水导管对应的接口处设有单向阀，单向阀能保证水轮的转子叶片在液体介质的推动下单向旋转。

进一步地，水轮包括定子和转子，转子的端面与水轮腔的顶面和底面存在间隙，转子的中心轴以一定间隙插放在定子的中心孔内，中心轴上套有垫片，转子通过垫片放置在定子上且与定子顶面保持间隙，转子的环形套套在定子上，环形套的外侧设有转子叶片、内侧设有永磁体，转子叶片与水轮腔侧面存在间隙，永磁体与定子侧面存在间隙。

进一步地，转子的端面与水轮腔的顶面和底面的间隙以及转子叶片与水轮腔侧面的间隙为0.5～3mm，转子的中心轴与定子的中心孔的间隙为0.1～2mm，转子与定子顶面的间隙为0.2～2mm，永磁体与定子侧面的间隙为0.1～2mm。

进一步地，接口分为1#进口、1#出口、2#进口和2#出口，1#进口和1#出口分别与一个液囊的进水导管和出水导管连接，2#进口和2#出口分别与另一个液囊的进水导管和出水导管连接，1#进口、2#出口、2#进口和1#出口顺着水轮的旋转方向依次排布。

进一步地，1#进口和1#出口位于壳体一侧的两边，1#进口的位置与2#进口的位置关于水轮的旋转中心对称，1#出口的位置与2#出口的位置关于水轮的旋转中心对称，1#进口和2#进口的圆心与转子叶片的宽度中心在同一平面上。

进一步地，1#进口和2#进口的内径为转子叶片宽度的1/4～1/2。

进一步地，进水导管或进水导管对应的接口处设有单向阀。

进一步地，壳体的宽度为5～15mm、外径为15～60mm。

一种发电鞋，包括鞋体、上述微型水轮发电装置以及依次与水轮电连接的电路板、储能模块和负载接口，两个液囊分别安装在鞋体底部的脚掌位置和脚跟位置，微型水轮发电装置、电路板、储能模块和负载接口安装在鞋体的底部、鞋面或鞋面夹层中。