一种手机充电鞋及其系统的制作方法

专利2022-11-16  149


本实用新型涉及电子技术领域,具体涉及一种手机充电鞋及其系统。



背景技术:

随着手机的广泛应用,手机已成为生活中必不可少的一部分。手机功能日益多样化,使用也更加频繁,手机的内置电池十分有限。鞋子是每个人每天都需要的生活用品,人们走路时,脚落下来的动能被浪费。因此发明一种将发电机和鞋子组合起来的手机充电鞋是有意义的。现有的可用于手机充电的鞋大多是采取有线传输电能,即需要将手机和鞋子进行有线连接对手机充电,这样只能等鞋子充满点后才能给手机充电,及其不方便。也有的采用电磁感应的方式传输电能,但是这种方式只能短距离的传输电能。

因此,行业内急需研发一种能够长传输距离且无线充电的手机充电鞋或者充电鞋系统。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足,提供了一种能实现长传输距离、高效、无线充电的手机充电鞋及其系统。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:

一种手机充电鞋,包括:依次连接的压电陶瓷、存电单元和磁共振发射单元;所述磁共振发射单元包括送电线圈和共振发生电路;所述压电陶瓷,安装到鞋子底部前端或者后端,用于当行走时,压电陶瓷发生形变,将机械能转化电能,并存储到存电单元;所述共振发生电路,用于将存电单元中的直流电转化为高频共振交流电;所述送电线圈,用于将高频共振交流电以预设共振频率发射出去。

优选地,所述共振发生电路包括:依次连接的第一滤波器、高频逆变器和谐振电路;所述第一滤波器,用于对存电单元中的直流电进行滤波;所述高频逆变器,用于对存电单元中的直流电转化为高频交流电;所述谐振电路,用于将高频交流电调制到预设共振频率。

优选地,所述存电单元为用于显示存电单元所剩电量的锂电池。

优选地,所述手机充电鞋还包括:led提示灯。

一种基于上述手机充电鞋的系统,其特征在于,包括:磁共振接收单元和手机充电鞋;所述磁共振接收单元包括:受电线圈、数据线接口、整流滤波电路和共振接收电路;所述手机充电鞋,用于当行走时,产生交流电,并将高频共振交流电以预设共振频率发射出去;所述共振接收电路,用于控制受电线圈的振动频率,使得受电线圈与送电线圈共振而获得电能;所述整流滤波电路,用于将受电线圈获得的交流电变为稳定电压;所述稳定电压与适合手机充电的电压相匹配;所述数据线接口,用于连接数据线。

优选地,所述整流滤波电路包括依次连接桥式整流电路和rc滤波电路;桥式整流电路还和受电线圈连接,rc滤波电路的输出端连接至数据线接口。

本实用新型相对于现有技术具有如下优点:

本手机充电鞋通过用压电陶瓷将机械能转化为电能,可手机充电鞋中的磁共振发射单元发射频率振动向周围发散出电磁场来传输电能,而磁共振接收单元同样以相同频率振动,接收到这个传递过来的能量,通过整流滤波电路将获得的交流电变为适合手机充电的直流电。本实用新型基于磁共振的方式传输电能,无线充电实现了长传输距离、高效的供电,并且能一对多的供电给手机端。

运用磁共振充电原理,内设压电陶瓷,存电装置,led提示灯,磁共振发射端,磁共振接收端,存电装置将转化的电能储存起来;

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:

图1为本实用新型的手机充电鞋的结构示意图。

图2为本实用新型的磁共振接收单元的结构示意图。

图3为本实用新型的手机充电鞋的系统的磁共振充电原理示意图。

其中,1-鞋子、21-压电陶瓷、22-存电单元、23-磁共振发射单元、231-第一滤波器、232-高频逆变器、234-谐振电路、235-送电线圈、31-受电线圈、32桥式整流电路、33-rc滤波电路、34-数据线接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1、一种手机充电鞋,包括:依次连接的压电陶瓷21、存电单元22和磁共振发射单元23;所述磁共振发射单元23包括送电线圈235和共振发生电路;所述压电陶瓷21,安装到鞋子1底部前端或者后端,用于当行走时,压电陶瓷21发生形变,将机械能转化电能,并存储到存电单元22;所述共振发生电路,用于将存电单元22中的直流电转化为高频共振交流电;所述送电线圈235,用于将高频共振交流电以预设共振频率发射出去。

压电陶瓷21具有压电效应,在机械力的作用下压电陶瓷21发生形变(挤压和放松),会引起内部正负电荷中心相对位移(偏离平衡位置)而发生极化,导致材料两端表面出现符号相对的束缚电荷,从而产生电量。当用户穿着鞋子1行走时,步伐交替使得鞋子1底部的压电陶瓷21放生形变(挤压和松开),将获取的电能存储到存电单元22。在不使用鞋子1时,可通过外部充电器,与鞋子1磁共振为存电单元22储存电量,以便存电单元22保持良好电量。设置的存电单元22为共振发生电路提供电能。送电线圈235并向周围发散出电磁场。

在本实施例,所述共振发生电路包括:依次连接的第一滤波器231、高频逆变器232和谐振电路234;所述第一滤波器231,用于对存电单元22中的直流电进行滤波;所述高频逆变器232,用于对存电单元22中的直流电转化为高频交流电;所述谐振电路234,用于将高频交流电调制到预设共振频率。

在本实施例,所述存电单元22为用于显示存电单元22所剩电量的锂电池。锂电池将获得的电能储存起来。

在本实施例,手机充电鞋还包括:led提示灯。

参见图2-3、一种基上述手机充电鞋的系统,包括:磁共振接收单元和手机充电鞋;所述磁共振接收单元包括:受电线圈31、数据线接口34、整流滤波电路和共振接收电路;所述手机充电鞋,用于当行走时,产生交流电,并将高频共振交流电以预设共振频率发射出去;所述共振接收电路,用于控制受电线圈31的振动频率,使得受电线圈31与送电线圈235共振而获得电能;所述整流滤波电路,用于将受电线圈31获得的交流电变为稳定电压;所述稳定电压与适合手机充电的电压相匹配;所述数据线接口34,用于连接数据线。

在本实施例,所述整流滤波电路包括依次连接桥式整流电路32和rc滤波电路33;桥式整流电路32还和受电线圈31连接,rc滤波电路33的输出端连接至数据线接口34。rc滤波电路33为电容器l和电阻r的并联。电容器l以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑;一般常采用大容量的电解电容器,也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。电阻r用来保护电路。

在本实施例,使用数据线连接所述磁共振接收单元的数据线接口34和手机充电接口,即可为手机进行充电。

本方案的所述磁共振发射单元23和磁共振接收单元之间传输电能采用磁共振方式,参见图3,磁共振充电原理为:

磁振器是由一个电容并联或串联的大电感线圈组成,而同样的共振频率是能量转移的必要条件。比如两个线圈作为共振器,发射端以10mhz频率振动向周围发散出电磁场,而接受端需要同样以10mhz频率振动,才能接收到这个传递过来的能量。两个线圈之间的距离为l1。

相比于电磁感应,基于磁共振的方式,无线充电实现了长传输距离、高效的供电,并且是一对多的供电方式。不过,因为需要双方同时在同一共振频率,所以电路调频是很重要的。

上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例,并不能对本实用新型进行限定,其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式,都包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征:

1.一种手机充电鞋,其特征在于,包括:依次连接的压电陶瓷、存电单元和磁共振发射单元;所述磁共振发射单元包括送电线圈和共振发生电路;

所述压电陶瓷,安装到鞋子底部前端或者后端,用于当行走时,压电陶瓷发生形变,将机械能转化电能,并存储到存电单元;

所述共振发生电路,用于将存电单元中的直流电转化为高频共振交流电;

所述送电线圈,用于将高频共振交流电以预设共振频率发射出去。

2.根据权利要求1所述的手机充电鞋,其特征在于,所述共振发生电路包括:依次连接的第一滤波器、高频逆变器和谐振电路;

所述第一滤波器,用于对存电单元中的直流电进行滤波;

所述高频逆变器,用于对存电单元中的直流电转化为高频交流电;

所述谐振电路,用于将高频交流电调制到预设共振频率。

3.根据权利要求1所述的手机充电鞋,其特征在于,所述存电单元为用于显示存电单元所剩电量的锂电池。

4.根据权利要求1所述的手机充电鞋,其特征在于,还包括:led提示灯。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述的手机充电鞋的系统,其特征在于,包括:磁共振接收单元和手机充电鞋;所述磁共振接收单元包括:受电线圈、数据线接口、整流滤波电路和共振接收电路;

所述手机充电鞋,用于当行走时,产生交流电,并将高频共振交流电以预设共振频率发射出去;

所述共振接收电路,用于控制受电线圈的振动频率,使得受电线圈与送电线圈共振而获得电能;

所述整流滤波电路,用于将受电线圈获得的交流电变为稳定电压;所述稳定电压与适合手机充电的电压相匹配;

所述数据线接口,用于连接数据线。

6.根据权利要求5所述的系统,其特征在于,所述整流滤波电路包括依次连接桥式整流电路和rc滤波电路;桥式整流电路还和受电线圈连接,rc滤波电路的输出端连接至数据线接口。

技术总结
本实用新型公开了一种手机充电鞋及其系统,所述手机充电鞋包括:依次连接的压电陶瓷、存电单元和磁共振发射单元;所述磁共振发射单元包括送电线圈和共振发生电路;所述压电陶瓷,安装到鞋子底部前端或者后端,用于当行走时,压电陶瓷发生形变,将机械能转化电能,并存储到存电单元;所述共振发生电路,用于将存电单元中的直流电转化为高频共振交流电;所述送电线圈,用于将高频共振交流电以预设共振频率发射出去。本实用新型基于磁共振的方式传输电能,无线充电实现了长传输距离、高效的供电,并且能一对多的供电给手机端。

技术研发人员:贾萍;梁海泉;赵金花;陈燚;许润娥;陈韩瑾
受保护的技术使用者:广东轻工职业技术学院
技术研发日:2020.08.31
技术公布日:2021.04.06

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