新概念绿色发电环保鞋说明书

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1、第三届大学生节能减排社会实践与科技竞赛作品说明书科技作品类（含实物制作、软件、设计等）作品名称：新概念绿色发电环保鞋学校全称：德州学院作者代表：陈康□研究生团队√本科生团队新概念绿色发电环保鞋设计说明书设计者：陈康，韩广超，马诗乐，刘坤，辛晓，康永杰，王军鹏指导教师：王志坤（德州学院机电工程系，山东德州，253023）作品内容简介通过社会需求调查与科学实验设计了绿色发电环保鞋,旨在挖掘生产生活中的潜在能源，节约资源，方便人们在户外活动时（尤其在电源网络遭受破坏的灾区环境）的夜间照明、搜寻定位和对小功率用电器（手机、MP3、MP4、iPod音乐播放器等）的实时充电。本装置主要由压力发电模块、倍压

2、模块、整流稳压模块，电能储蓄模块、电能传输模块、照明模块、充电模块、信号发射与接收模块、电压绝缘模块和重力缓冲模块组成。利用人行走过程中脚部上下位移的变化使线圈切割磁感线将重力做功转化为电能，实现夜间照明和对小功率用电器的充电。也可通过信号发射与接收装置，对被困人员进行搜救。该装置绝缘模块保护人体不受电压影响，缓冲气垫置于鞋底，让人们在活动时更加舒适、安全、便捷。关键词：压力发电装置、磁感线、倍压整流电路、信号发射与接收装置联系人：陈康、联系电话：15153421980、E-MALE：516363817@qq.com1研制背景及意义随着当今通讯技术日益发达，可反复使用的可充电电池的需求量在全球

3、范围内急剧增长，特别是锂离子系列的可充电电池，需求量更是大幅增长。给成千上亿支的可充电电池充电，其消耗的电能总和是惊人的。如果人们使用可充电电池，并穿上一种发电鞋，那么在行走运动时就自然而然地给电池充电。那么，可以清楚地联想到绿色发电环保鞋的益处：不仅节约能源、降低排放，而且还减少了一次性电池对环境的污染。除此之外，近年来自然灾害频繁发生，该发电鞋可得到广泛应用。例如，在地震灾区，电线网络已被破坏或者电力异常紧张的时候，利用一种发电鞋便可解决晚间的照明问题、对小功率用电器的充电问题，可利用鞋中所带信号发射与接收装置对人员搜寻定位。结合现实社会的需求，在多方面的考虑之下，我们设计出了绿色发电环保

4、鞋。目前有资料披露：有一种利用人们行走运动，踩踏齿条上下运动，齿条带动齿轮旋转并联动电机发电的压力发电鞋。但因其机械传动所产生的摩擦发热、磨损快、噪音大使其效率低、寿命短。本发明使用的压力发电装置采用整体结构，减少了机械传动所产生的摩擦，发电效率高，噪声小。2设计方案我们的基本设计思路是，当行走时，人的脚和鞋底之间会产生一小段间隙，为了利用这种上下起伏的位移，在这一间隙之间安装上压力发电力装置，人脚就会挤压发电装置，带动装置中的永磁体产生上下移动，使线圈内的磁芯不断变换磁极从而切割磁感线产生电能并在鞋内整合了倍压模块、整流滤波模块、可充电电池、发光装置以及USB充电接口，实现了对所产电能的充分

5、利用，并为日常生活提供了便利。2.1基本设计思路总体框图如图1所示，压力发电装置升压装置蓄电池LED照明充电插孔整流滤波装置信号发射与接受装置图1总体框图2.1.1压力发电装置在一绕有绝缘线圈的软磁芯上下两侧放置两个永磁体。当人的脚跟上下移动时，通过压力传导装置使上侧永磁体也随着上下运动，使软磁芯极不断产生变化，从而达到使绝缘线圈切割磁感线发电的目的。由于上下强磁磁性相同，互相排斥，可有效缓冲人走路时地面给予的反作用力，让人感到更加舒适。该方式制作简单，可操作性强，发电效率高。1.永磁体；2.压力传导板；3.线圈；4.软磁芯；5.永磁体；6.弹力装置；7.导槽；8.弹力装置；9.导槽2.1.2

6、升压电路该倍压电路由简单器件二极管、电容组成。利用二极管的单向导通特性和电容器的充放电功能制作一种简单易行的升压电路。此充电电路在保证其电流可以满足条件的情况下，可使电压放大四倍。将倍压电流输送给整流滤波电路。升压电路图图2所示图2升压电路图2.1.3整流滤波电路整流滤波电路由全桥整流堆、电解电容和稳压芯片7805组成。其工作原理：整流电路在工作时，电路中的四只二极管都是作为开关运用。当正半周时，二极管D1、D3导通（D2、D4截止），在负载电阻上得到正弦波的正半周；当负半周时，二极管D2、D4导通（D1、D3截止），在负载电阻上得到正弦波的负半周。在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一

7、个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的电流与电压波形见图3。图3整流滤波电路图图4单相桥式整流电路的电流与电压波形2.1.4信号发射电路信号发射电路有编码芯片PT2262-IR以及简单外围电路组成。PT2262-IR内部包含载波振荡、编码、发射电路，操作简单。其编码选通电路，使其具有保密性和抗干扰性。6路输出相互独立，使其具有自锁性。可控制多路使用强电的通信设备，也可控制多路使用弱电的通信电路，