本實用新型涉及自動控制技術領域，具體涉及一種智能控制的發電調溫鞋。

背景技術：

鞋作為一個生活必備品，越來越多的引起人們的重視，穿不舒適的鞋會極大的影響人的身體健康和生活質量，生活中我們會發現，在夏天鞋底溫度會非常高，腳會感覺悶熱，冬天鞋底溫度又非常低，腳會感覺潮濕，給我們的行走、運動帶來很大的不便，對腳的健康傷害極大，進而影響人的身體健康，冬季影響更為明顯，冬季鞋底的潮濕、低溫會讓我們坐立難安，影響工作、學習效率。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于提供一種智能控制的發電調溫鞋。

本實用新型的技術方案是：

一種智能控制的發電調溫鞋，包括鞋體、活動后跟、加熱機構、降溫機構、溫度探頭、鋰電池組、控制板、齒輪組發電裝置；

鞋體包括鞋體上部、鞋體下部，鞋體上部、鞋體下部扣合，且活動后跟安裝在鞋體上部后跟位置，鞋體上部表面開有通氣網眼，鞋體下部內設置加熱機構，加熱機構下方設置降溫機構，鞋體下部內的側壁安裝溫度探頭，鞋體下部內安裝鋰電池組，鞋體下部側壁安裝控制板，齒輪組發電裝置在活動后跟下方的鞋體下部內，控制板分別與加熱機構、降溫機構、溫度探頭、鋰電池組、齒輪組發電裝置連接，鋰電池組與加熱機構、降溫機構連接。

所述齒輪組發電裝置包括：第一直齒輪、第一齒條、第一彈簧、軸、第一錐齒輪、第二錐齒輪、壓板、第二彈簧、第二齒條、第二直齒輪、第三直齒輪、第四直齒輪、發電機、棘輪機構、第五直齒輪、第六直齒輪；

活動后跟下部緊貼壓板，壓板下方分別對稱安裝第一彈簧與第二彈簧、第一齒條與第二齒條，第一齒條與第二齒條分別與第一直齒輪、第二直齒輪嚙合，第一直齒輪、第二直齒輪通過軸連接，軸上安裝第一錐齒輪，且第一錐齒輪位于第一直齒輪、第二直齒輪之間；

第一錐齒輪與其下方的第二錐齒輪嚙合，第二錐齒輪與其下方的第三直齒輪同軸，第三直齒輪與其一側的第五直齒輪嚙合，第五直齒輪上方設置有與其同軸的第六直齒輪，第六直齒輪與第四直齒輪嚙合，第四直齒輪下端設置棘輪機構，棘輪機構連接發電機。

所述加熱機構采用三根平行設置的發熱絲。

所述降溫機構采用均勻分布的風扇。

所述控制板包括：發電機控制電路、加熱控制電路、主控電路和降溫控制電路；

主控電路的輸入端連接溫度探頭P5的輸出端，主控電路的輸出端分別與發電機控制電路的輸入端、加熱控制電路的輸入端、降溫控制電路的輸入端連接，發電機控制電路的輸入端還連接齒輪組發電裝置輸出端，發電機控制電路的輸出端連接鋰電池組的輸入端，加熱控制電路的輸出端連接加熱機構，降溫控制電路連接降溫機構。

所述控制板還包括：設定加熱溫度的按鍵電路。

有益效果：

本實用新型的發電調溫鞋在人走路時腳下壓活動后跟，連帶齒輪組發電裝置工作；齒輪組發電裝置發電經控制板充入鋰電池組；鋰電池組給加熱機構、降溫機構供電；溫度探頭實時檢測發電調溫鞋的溫度，溫度低于設定下限值時，控制板控制加熱機構開始加熱；溫度超過設定上限值時控制板控制降溫機構工作。實現自動發電、智能調溫，通過錐齒輪、直齒輪等三級傳動的齒輪組發電裝置提高鞋底發電效率，智能、便捷、人性化，控制過程穩定。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例1的智能控制的發電調溫鞋結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例1的智能控制的發電調溫鞋內部結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例2的齒輪組發電裝置結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例3的控制板內部連接框圖；

圖5是本實用新型實施例3的發電機控制電路連接原理圖；

圖6是本實用新型實施例3的加熱控制電路連接原理圖；

圖7是本實用新型實施例3的主控電路連接原理圖；

圖8是本實用新型實施例3的降溫控制電路連接原理圖；

圖9是本實用新型實施例3的按鍵電路連接原理圖；

圖10是本實用新型實施例3的電源電路連接原理圖；

圖11是本實用新型實施例3的濾波電路連接原理圖；

圖12是本實用新型實施例3的顯示電路連接原理圖。

具體實施方式

結合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方式做詳細說明 。

實施例1

智能控制的發電調溫鞋，包括鞋體1、活動后跟3、加熱機構、降溫機構、溫度探頭P5、鋰電池組P1、控制板4、齒輪組發電裝置。

如圖1所示的鞋體1包括鞋體上部1-1、鞋體下部1-2，鞋體上部1-1、鞋體下部1-2扣合，且活動后跟3安裝在鞋體上部1-1后跟位置，鞋體上部1-1表面開有若干通氣網眼2，如圖2所示，鞋體下部1-2內設置加熱機構，加熱機構下方設置降溫機構，鞋體下部1-2內的側壁安裝溫度探頭P5，鞋體下部1-2內安裝鋰電池組P1，鞋體下部1-2側壁安裝控制板4，齒輪組發電裝置在活動后跟3下方的鞋體下部1-2內，控制板4分別與加熱機構、降溫機構、溫度探頭P5、鋰電池組P1、齒輪組發電裝置連接，鋰電池組P1與加熱機構、降溫機構連接。

所述的發電調溫鞋的控制過程如下：

走路時腳下壓活動后跟3，連帶齒輪組發電裝置工作；

齒輪組發電裝置發電經控制板4充入鋰電池組P1；

鋰電池組P1給加熱機構、降溫機構供電；

溫度探頭P5實時檢測發電調溫鞋的溫度，溫度低于設定下限值時，控制板4控制加熱機構開始加熱；溫度超過設定上限值時控制板4控制降溫機構工作。

實施例2

智能控制的發電調溫鞋，包括鞋體1、活動后跟3、加熱機構、降溫機構、溫度探頭P5、鋰電池組P1、控制板4、齒輪組發電裝置。

如圖1所示的鞋體1包括鞋體上部1-1、鞋體下部1-2，鞋體上部1-1、鞋體下部1-2扣合，且活動后跟3安裝在鞋體上部1-1后跟位置，鞋體上部1-1表面開有若干通氣網眼2。

如圖2所示，鞋體下部1-2內設置加熱機構，加熱機構下方設置降溫機構，加熱機構采用三根平行設置的發熱絲P2~P4。降溫機構采用均勻分布的風扇B2~B5。

鞋體下部1-2內的側壁安裝溫度探頭P5，鞋體下部1-2內安裝鋰電池組P1，鞋體下部1-2側壁安裝控制板4，齒輪組發電裝置在活動后跟3下方的鞋體下部1-2內，控制板4分別與加熱機構、降溫機構、溫度探頭P5、鋰電池組P1、齒輪組發電裝置連接，鋰電池組P1與加熱機構、降溫機構連接。

如圖3所示，齒輪組發電裝置包括：第一直齒輪5、第一齒條6、第一彈簧7、軸8、第一錐齒輪9、第二錐齒輪10、壓板11、第二彈簧12、第二齒條13、第二直齒輪14、第三直齒輪15、第四直齒輪19、發電機B1、棘輪機構、第五直齒輪21、第六直齒輪22。

活動后跟3下部緊貼壓板11，壓板11下方分別對稱安裝第一彈簧7與第二彈簧12、第一齒條6與第二齒條13，第一齒條6與第二齒條13分別與第一直齒輪5、第二直齒輪14嚙合，第一直齒輪5、第二直齒輪14通過軸8連接，軸8上安裝第一錐齒輪9，且第一錐齒輪9位于第一直齒輪5、第二直齒輪14之間；第一錐齒輪9與其下方的第二錐齒輪10嚙合，第二錐齒輪10與其下方的第三直齒輪15同軸，第三直齒輪15與其一側的第五直齒輪21嚙合，第五直齒輪21上方設置有與其同軸的第六直齒輪22，第六直齒輪22與第四直齒輪19嚙合，第四直齒輪19下端設置棘輪機構，棘輪機構連接發電機B1。

棘輪機構包括：與第四直齒輪19同軸的搖桿20，搖桿20兩端裝有棘爪16，搖桿20與棘爪16通過銷軸17連接，棘爪16、搖桿20安裝在棘輪18內部，棘輪18下端連接發電機B1。棘輪機構起到防止發電機B1反向旋轉的作用。

所述的發電調溫鞋的控制過程如下：

走路時腳下壓活動后跟3，連帶壓板11向下運動，第一彈簧7與第二彈簧12壓縮，第一齒條6與第二齒條13向下運動，分別與第一齒條6、第二齒條13嚙合的第一直齒輪5、第二直齒輪14順時針旋轉，與第一直齒輪5、第二直齒輪14同軸的第一錐齒輪9同第二錐齒輪10嚙合，與第二錐齒輪10同軸的第三直齒輪15逆時針旋轉，第三直齒輪15與第五直齒輪21嚙合，與第五直齒輪21同軸的第六直齒輪22順時針旋轉，第六直齒輪22與第四直齒輪19嚙合，第四直齒輪19帶動棘輪機構運動，棘輪機構帶動發電機B1工作；

發電機B1發電經控制板充入鋰電池組；

鋰電池組給加熱機構、降溫機構供電；

走路時腳抬起時，齒輪組發電裝置的第四直齒輪19及其連接的棘輪機構回程，保證發電機B1正向旋轉發電，齒輪組發電裝置的其余部件回程；

溫度探頭P5實時檢測發電調溫鞋的溫度，溫度低于設定下限值時，控制板4控制加熱機構開始加熱；溫度超過設定上限值時控制板4控制降溫機構工作。

實施例3

智能控制的發電調溫鞋，包括鞋體1、活動后跟3、加熱機構、降溫機構、溫度探頭P5、鋰電池組P1、控制板4、齒輪組發電裝置。加熱機構采用三根平行設置的發熱絲P2~P4。降溫機構采用均勻分布的風扇B2~B5。

如圖1所示的鞋體1包括鞋體上部1-1、鞋體下部1-2，鞋體上部1-1、鞋體下部1-2扣合，且活動后跟3安裝在鞋體上部1-1后跟位置，鞋體上部1-1表面開有若干通氣網眼2，如圖2所示，鞋體下部1-2內設置加熱機構，加熱機構下方設置降溫機構，鞋體下部1-2內的側壁安裝溫度探頭P5，鞋體下部1-2內安裝鋰電池組P1，鞋體下部1-2側壁安裝控制板4，齒輪組發電裝置在活動后跟3下方的鞋體下部1-2內，控制板4分別與加熱機構、降溫機構、溫度探頭P5、鋰電池組P1、齒輪組發電裝置連接，鋰電池組P1與加熱機構、降溫機構連接。

如圖4所示，控制板4包括：發電機控制電路、加熱控制電路、主控電路和降溫控制電路。

主控電路的輸入端連接溫度探頭P5的輸出端，主控電路的輸出端分別與發電機控制電路的輸入端、加熱控制電路的輸入端、降溫控制電路的輸入端連接，發電機控制電路的輸入端還連接齒輪組發電裝置輸出端，發電機控制電路的輸出端連接鋰電池組P1的輸入端，加熱控制電路的輸出端連接加熱機構，降溫控制電路連接降溫機構，控制板4還包括：設定加熱溫度的按鍵電路、顯示溫度的顯示電路。

圖5所示的發電機控制電路中選用TP4056芯片用作鋰電池組充電芯片U1，發電機B1發的電不穩定，經過這個芯片可以輸出穩定的5V電壓給鋰電池組P1充電。發電機控制電路中的鋰電池充電芯片U1的1、3引腳接地，2腳跨接電阻R5，4、8引腳經電阻R1連接發電機B1正極,5引腳接鋰電池組P1正極，發電機B1正極一支分流經發光二極管D1、電阻R3流入引腳6，一支分流經發光二極管D2、電阻R2流入引腳7。

圖6加熱控制電路中，K1~K3是三個繼電器，起到開關的作用，P2、P3、P4是三根發熱絲接口，U5是達林頓管，雖然U6的也可以直接驅動繼電器，但是很不穩定，加入U5這個一級驅動能夠穩定U6的控制輸出，更好的控制加熱機構的三根發熱絲工作。繼電器K1、K2、K3的一個引腳接3V3_2電源，繼電器K1、K2、K3的另一腳分別接達林頓管U5的5、6、7腳。

如圖7所示，主控電路選用STM32F103T8U6單片機芯片U6，U6的1、6、19、27引腳接電源3V3_1，U6的2、3腳接晶振Y1兩端，U6的4腳接顯示電路的ole液晶U4的14引腳，U6的5腳經電阻R14接地，U6的5、18、26、36引腳接地，U6的7、8、9、10引腳接降溫控制電路的風扇B2～B5中的PWM1、PWM2、PWM3、PWM4腳，U6的11、12、13引腳接ole液晶U4的15、18、19引腳，U6的14、20、23、24、29腳懸空，U6的21、22腳接外設藍牙接口電路的J1的2、3引腳，用于和手機交互。單片機U6的25、28接下載接口電路J2的2、3引腳，J2的1腳接地，J2的4腳接電源3V3_1，采用SW下載方式方便快捷，節省端口。U6的15、16、17腳接達林頓管U5的12、11、10腳。單片機U6的30、31、32、33引腳接按鍵電路的按鍵K4～K7的上拉腳，單片機U6的34腳接溫度探頭P5的2腳。

如圖8所示的降溫控制電路，V1~V4是四個場效應管FDS6676AS，B2-B5是四個無刷電機，即四個小風扇。場效應管V1～V4的1、2、3腳接地，5、6、7、8腳接網絡標號M1-、M2-、M3-、M4-，4腳分別跨接電阻R20、R21、R22、R23接地，D4～D7-肖特基二極管。

如圖9所示的按鍵電路中，按鍵K4～K7的一端接電阻R7～R10上拉，另一端接地。四個按鍵實現預設溫度上限值下限值、設置時間。

如圖10所示的電源電路，鋰電池組P1輸出的5.0V電壓經過SP6205芯片會輸出穩定的3.3V電壓，因為考慮到液晶功率較大，所以ole液晶U4需要的3.3V和主控芯片需要的3.3V分開供電電源電路的穩壓芯片U2、U3的1、3腳經自恢復保險絲F1接VCC_5.0，2腳接地，4腳經電容C11接地，5腳分別為3V3_1、3V3_2輸出。

考慮主控芯片的抗干擾性，采用如圖11所示的濾波電路，對電源電路輸出的3V3_1過濾后給主控芯片供電，濾波電路是在3V3_1與地之間接濾波電容C5～C9。

如圖12所示的顯示電路，用于顯示溫度、發電量、時間等信息。顯示電路的ole液晶U4的1、8、10、11、12、13、29、30腳接地，ole液晶U4的2、3腳跨接電容C18，4、5腳跨接電容C19，6、9腳接電源3V3_2，7、20、21、22、23、24、25引腳懸空。

所述的發電調溫鞋的控制過程如下：

走路時腳下壓活動后跟3，連帶齒輪組發電裝置工作；

齒輪組發電裝置發電經發電機控制電路充入鋰電池組P1；

鋰電池組P1給加熱機構、降溫機構供電；

溫度探頭P5實時檢測發電調溫鞋的溫度，傳至主控電路，主控電路判斷溫度低于設定下限值時，加熱控制電路控制加熱機構工作；主控電路判斷溫度超過設定上限值時，、降溫控制電路控制降溫機構工作。