專利名稱：自發(fā)電無線定位跟蹤鞋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定位跟蹤鞋，特別涉及一種自發(fā)電無線定位跟蹤鞋。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有的無線定位跟蹤裝置都是應(yīng)用于自備電源技術(shù)之上，即要用自帶的電 源(各類便攜式電池)給予供電，并且要定期進行檢查其是否處于弱電或無電狀態(tài)而對其 進行更換，帶來許多不方便。專利200720094257提出一種利用電池將GPS+GSM網(wǎng)絡(luò)模塊結(jié)合應(yīng)用于無線定位 跟蹤的系統(tǒng)，用于監(jiān)護者對監(jiān)護目標的看護。但該設(shè)計因缺少自發(fā)電供電系統(tǒng)或裝備，必須 要定期更換電池，而且該系統(tǒng)因缺少對電池部分的保護措施，不能防潮防水，因此無法應(yīng)用 于鞋內(nèi)無線定位跟蹤。對于在鞋上利用相同原理或相近原理的自發(fā)電裝置，現(xiàn)已有日本的 USC株式會社梅田干雄申請的專利號為00817051. 7 “壓電發(fā)電裝置”，主要采用2塊分層的 和以反極化彼此接合的壓電陶瓷板結(jié)構(gòu)，采用硬拍打方式使壓電陶瓷板在受打擊振動過程 中發(fā)生變形能轉(zhuǎn)換為電能。此種發(fā)電方法直接與該結(jié)構(gòu)裝置的諧振頻率有關(guān)，而該裝置的 整體結(jié)構(gòu)剛度非常高，只適用于高頻區(qū)(一般在2KHz--10KHz)獲得電能，并不適宜放于鞋 中，因放于鞋中，勢必要小型化，而這樣做，又將至使該裝置整體固有頻率變得更高，將導(dǎo)致 不能或只能獲得輕微的電能(已消耗于電路中)，最終無法獲取電能為GPS和GSM供電。專 利200710048553 “基于壓電振動發(fā)電的自供電微型無線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)點”是基于壓電懸臂梁 結(jié)構(gòu)設(shè)計的為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)供電的壓電轉(zhuǎn)換裝置，雖結(jié)構(gòu)簡單，體積小，可以在較低頻區(qū) 間內(nèi)獲得電能，但在并不能完全有效的將人行走過程中的變形能有效的轉(zhuǎn)換為電能，因為 人在行走過程中，鞋部受到的形變量最大，要承受人體整個重量，而該裝置的結(jié)構(gòu)特點完主 要是依靠懸臂梁的共振頻率來有效轉(zhuǎn)換電能，因此，采用此裝置中的懸臂梁結(jié)構(gòu)并不是最 好的獲得電能的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決無線定位及跟蹤技術(shù)中，自帶電源(各類便攜式電池) 給予GPS+GSM定位跟蹤系統(tǒng)供電而帶來的不便，提出一種自發(fā)電無線定位跟蹤鞋。本發(fā)明利用鞋子自發(fā)電的功能，對具有無線定位跟蹤能力的GPS(全球定位系統(tǒng)) 模塊+GSM (全球移動通信系統(tǒng))模塊進行供電。本發(fā)明可應(yīng)用于人員定位跟蹤，弱勢、智障、 弱智人員以及走失的人員，特別是對在惡劣環(huán)境下工作的人員進行定位跟蹤。本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明包括采用多層PZT (鋯鈦酸鉛)板結(jié)構(gòu)的壓電發(fā)電裝置和叉指型結(jié)構(gòu)的壓 電發(fā)電裝置，電磁線圈發(fā)電裝置和GPS+GSM無線定位跟蹤系統(tǒng)，多層PZT板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝 置安裝于鞋墊底部，叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置安裝于鞋跟底層，電磁線圈發(fā)電裝置安裝于 鞋跟中部，即鞋的氣墊部位，GPS+GSM無線定位跟蹤系統(tǒng)裝在鞋幫側(cè)面。多層PZT板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置由多層鋯鈦酸鉛壓電板層疊組成，PZT壓電板的結(jié)構(gòu)是在一層外形輪廓與鞋墊外形一致的不銹鋼板的上下兩面各鍍一層鋯鈦酸鉛(PZT)薄 膜，形成鋯鈦酸鉛(PZT)壓電板。然后將多層同樣規(guī)格的所述的鋯鈦酸鉛(PZT)壓電板上 下堆疊置一起，形成多層PZT壓電板。叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置為多振動模式的叉指型懸臂梁發(fā)電裝置。叉指型結(jié)構(gòu)壓 電發(fā)電裝置為接收寬高頻振動能量的壓電轉(zhuǎn)換裝置，即將接受到的寬高頻振動能轉(zhuǎn)換為電 能,頻率范圍可在100Hz 16KHz。電磁式壓電發(fā)電裝置采用電磁線圈發(fā)電的原理，使電磁鐵柱狀體在電磁線圈中做 徑直方向做交互運動，產(chǎn)生交流電流，其中，電磁線圈長度為15cm，直徑為5cm，電磁鐵圓柱 高度為7cm，直徑為4cm。多層PZT壓電板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置將人在行走過程中腳部對鞋底墊做功中獲得 的彈性能轉(zhuǎn)化為電能。電磁線圈發(fā)電裝置則從腳跟與鞋跟做功過程中，將電磁鐵與電磁線 圈的相對運動的電磁能轉(zhuǎn)化為電能。叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置從人體主動運動中獲取電 能，或在被動運動過程中獲取較高電能，即人在運動的物體，如汽車，火車，飛機上等，同樣 也可以獲得電能，隨著叉指型結(jié)構(gòu)參數(shù)的不同，可以在較寬頻帶中獲取電能。本發(fā)明采用兩種方法將所述三種發(fā)電裝置產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換成直流電。對于叉指 型壓電發(fā)電裝置一般多用于高頻振動收集環(huán)境中，因此，采用變壓器對其產(chǎn)生的交流電進 行收集。對于多層PZT板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置和電磁線圈發(fā)電裝置，則采用倍壓電路對其產(chǎn) 生的交流電進行收集，因為它們產(chǎn)生的交流電壓相對較小，倍壓升壓倍數(shù)為5-9倍。最終經(jīng) 整流后將轉(zhuǎn)換成的直流電壓統(tǒng)一送入穩(wěn)壓電路中。本發(fā)明的有益效果是，結(jié)構(gòu)簡單，抗震效果好，并且發(fā)電效率較同類裝置高很多， 電路輸出電壓穩(wěn)定，適宜長期供電，免維護等。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。圖1是本發(fā)明無線定位跟蹤鞋示意圖；圖2-1為多層PZT板式壓電發(fā)電裝置的俯視圖，圖2-2為多層PZT板式壓電發(fā)電 裝置的主視圖；圖3是叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)圖；圖4是電磁線圈式發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明的電路整流，升壓，穩(wěn)壓電路圖；圖5-1是高頻交流電整流電路圖；圖5-2是低頻交流電整流倍壓電路圖；圖5-3是電壓選擇儲存穩(wěn)壓電路具體實施例方式本發(fā)明包括多層PZT板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置1和叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置2，電磁線 圈發(fā)電裝置3和GPS+GSM無線定位跟蹤系統(tǒng)。多層PZT板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置1安裝于鞋墊 底部，叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置2安裝于鞋跟底層，電磁線圈發(fā)電裝置3安裝于鞋跟中部， 即鞋的氣墊部位，GPS+GSM無線定位跟蹤系統(tǒng)裝在鞋幫側(cè)面。
如圖2-1和圖2-2所示，多層PZT板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置1由多層鋯鈦酸鉛(PZT) 壓電板層疊組成，每一層PZT壓電板是在一層厚度約為2mm-5mm，外形輪廓與鞋墊外形一致 的不銹鋼板的上下兩面各鍍一層0. 2mm的鋯鈦酸鉛(PZT)薄膜形成的，將5—15層同樣規(guī) 格的PZT板堆疊放在一起，便形成多層PZT壓電板。如圖3所示，叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置2為多振動模式的叉指型懸臂梁發(fā)電裝 置。叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置2為接收寬高頻振動能量的壓電轉(zhuǎn)換裝置，將接受到的寬高 頻振動能轉(zhuǎn)換為電能，頻率范圍可在100Hz 16KHz。如圖3所示，叉指型結(jié)構(gòu)從平面角 度看，是多個獨立的懸臂梁結(jié)構(gòu)交叉連接而成，每個獨立懸臂粱的長度和寬度以及間距可 根據(jù)需要確定。圖3所示的實施例采用4-30個獨立的懸臂粱結(jié)構(gòu)，每個獨立懸臂梁的長 度和寬度為10mmX2mm，每個獨立懸臂梁之間的間距為0. 5mm寬，本實施例選取的尺寸是為 了使懸臂梁諧振頻率與周圍環(huán)境振動頻率一致，達到能量吸收最大值；每個獨立的懸臂梁 末端上下交錯相聯(lián)接，成為5mmX5mm的長方形邊框，在豎直方向，該叉指型結(jié)構(gòu)整體厚度均 為2mm厚的不銹鋼薄板結(jié)構(gòu)。因此，該實施例的叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置整體外形尺寸為 35. 5mmx22mmx2mm0如圖4所示，電磁式壓電發(fā)電裝置3采用電磁線圈發(fā)電的原理，使電磁鐵柱狀體在 電磁線圈中做徑直方向做交互運動，產(chǎn)生交流電流。圖4所示的實施例中，電磁線圈長度為 15cm，直徑為5cm，電磁鐵圓柱高度為7cm，直徑為4cm。如圖4所示，電磁式發(fā)電裝置3由電 磁線圈和柱狀電磁鐵兩部分組成，電磁線圈的中心線與柱狀電磁鐵的中心線重合，因此，電 磁線圈和柱狀電磁鐵是上下垂直安放，當電磁線圈受鞋跟底部壓力作用產(chǎn)生垂直方向的豎 直運動，因此，與柱狀電磁鐵在垂直方向上產(chǎn)生相對交互運動。圖5為本發(fā)明整流電路和升壓穩(wěn)壓電原理圖。其中，整流電路包括圖5-1所示的 高頻變壓器整流電路和圖5-2所示的低頻整流橋倍壓整流電路。圖5-1所示的高頻變壓 器整流電路用于處理由叉指型發(fā)電裝置受到振動而產(chǎn)生的高頻交流電壓和電流；圖5-2 所示的低頻整流橋倍壓整流電路，用于處理由PZT板受到振動而產(chǎn)生的低頻交流電壓和電 流；高頻變壓器整流電路和低頻整流橋倍壓整流電路分別并聯(lián)于電路連接點5和6，圖5-3 所示的升壓穩(wěn)壓電路將高頻或低頻整流電路整流后的電壓與電流，經(jīng)升壓穩(wěn)壓電路的芯片 LT1085的管腳4和管腳1送入GPS+GSM模塊的正向電壓輸入端，向GPS+GSM模塊供給3. 3V 的穩(wěn)定直流電壓。如圖5-1所示，由叉指型壓電發(fā)電裝置接收到的高頻交流電經(jīng)第二輸出端口 v2和 第四輸出端口 v4分別與變壓器的輸入端連接，變壓器1\的第一輸出端口 1通過限流二 極管DO與圖5-3中的升壓穩(wěn)壓電路的場效應(yīng)晶體管M0S2管的管腳3相連，變壓器的第 二輸出端口 2和升壓穩(wěn)壓電路的NPN型三極管的發(fā)射極相連。如圖5-2所示，多層PZT板 結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置1由于PZT板低頻振動產(chǎn)生低頻交流電，低頻交流電的第一輸出端vl為 正向輸出，第三輸出端v3為負向輸出，第一輸出端vl分別與第一電容C1的正極，第三電容 C3的正極，第五電容C5的正極串聯(lián)，第三輸出端v3分別與第一二極管D1的負極，第二電容 C2的正極，第四電容C4的正極，第六電容C6的正極串聯(lián)，同時，第一二極管D1的正極分別 與第一電容C1的負極和第二二極管D2的負極串聯(lián)，第二二極管D2的負極分別與第二電容 C2的負極和第三二極管D3的負極串聯(lián)，第三二極管D3的正極分別與第三電容C3的負極和 第四二極管D4的負極串聯(lián)，第四二極管D4的負極分別與第五電容C5的負極和第六二極管D6的負極串聯(lián)，第六二極管D6的正極與第六電容C6的負極相連，第六電容C6的正極與升 壓穩(wěn)壓電路的NPN型三極管的發(fā)射極相連；因此，由低頻振動所產(chǎn)生的交流電，設(shè)定由vl輸 出方向從外電路流向V2方向為正方向，當電流正向輸出時，首先對第一電容C1充電，流經(jīng) 第一二極管D1，此時電壓為％ ；當電流反向輸出時，首先第二電容器C2充電，流經(jīng)第二二極 管D2，再流過第一電容C1，由于第一電容C1已經(jīng)被正向充電，因此，此時由第二電容C2到 第一電容C1的電壓為2V0 ；當電流再次正向輸出時，直接對第三電容C3充電，經(jīng)過第三二極 管D3，再流過第二電容器C2，此時電壓為3V。，如此往復(fù)，當電流反向輸出對第六電容C6充 電時，經(jīng)第六二極管D6，流向第五電容器C5時，此時電壓變?yōu)?；如圖5-3所示，高低頻振 動所產(chǎn)生的交流電分別轉(zhuǎn)換成直流電后，經(jīng)過場效應(yīng)晶體管M0S2和NPN型三極管構(gòu)成的升 壓電路后，再與LINEAR公司的穩(wěn)壓芯片LT1085構(gòu)成升壓穩(wěn)壓輸出電路，可以輸出3. 3V的 穩(wěn)定電壓。電路連接方式為首先，經(jīng)整流后的高低頻振動所產(chǎn)生的電流，其直流電壓正極 與第十六二極管D16的負極，M0S2管的管腳3，第四電阻R4并聯(lián)，第十六二極管D16的正極 同時與第二電阻R2和第十四二極管D14的負極串聯(lián)，第十四二極管D14的正極與第十八二 極管D18的負極串聯(lián)，而第十八二極管D18的正極和第七電容器C7并聯(lián)，并同時與場效應(yīng) 晶體管M0S2的管腳2串聯(lián)，三極管Q2的集電極與場效應(yīng)晶體管M0S2管的管腳1串聯(lián)，三 極管Q2的基極與第二電阻R2串聯(lián)，三極管Q2的發(fā)射極與地線串聯(lián)；同時，場效應(yīng)晶體管 M0S2的管腳2與LT1085的管腳3串聯(lián)，而LT1085的管腳1則接地線。本發(fā)明的工作過程如下當人穿著本發(fā)明自發(fā)電無線定位跟蹤鞋在行走，跑步等過程中，頻率較低，本發(fā)明 自發(fā)電無線定位跟蹤鞋處于低頻工作狀態(tài)，因此，安放于鞋墊與鞋跟底部的多層PZT板結(jié) 構(gòu)壓電發(fā)電裝置1和電磁線圈發(fā)電裝置3受人腳部壓力產(chǎn)生形變，即由形變而產(chǎn)生大量彈 性能，其中，一部份彈性能轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉，而大部份彈性能則將轉(zhuǎn)化為電能；而當人體 處于無主動運動狀態(tài)，即處于被動運動中時，如在汽車，火車，飛機等運動的物體上時，同 樣也可以獲得電能。此時，自發(fā)電無線定位跟蹤鞋處于高頻工作狀態(tài)中，因叉指型結(jié)構(gòu)壓電 裝置2為多振動模式的叉指型懸臂梁發(fā)電裝置，發(fā)電頻率可以處于100Hz 16KHz之間。 因此，當自發(fā)電無線定位跟蹤鞋處于低頻工作狀態(tài)時，如圖5-2所示，由多層PZT板結(jié)構(gòu)壓 電發(fā)電裝置1和電磁線圈壓電發(fā)電裝置3發(fā)出的低頻交流電，在輸入電壓的正半周，極性上 正下負，D1導(dǎo)通，C1被充電至峰值，在輸入電壓的負半周，極性下正上負，D1斷開，D2導(dǎo)通， C1電壓疊加上負半周輸入電壓給C2充電，此時C2被充電至2倍C1電壓；接著在輸入電壓 的下一個正半周，Dl，D2斷開，D3導(dǎo)通，此時Cl，C2和輸入電壓疊加在一起為C3充電，由于 此時C1和輸入電壓極性相反，導(dǎo)致相互抵消，所以C3充電后的電壓等于C2電壓.在輸入 電壓負半周，Dl，D2，D3斷開，D4導(dǎo)通，C4被充電至2倍峰值電壓。如果不帶負載，穩(wěn)態(tài)時， 除了最左邊的第一電容C1個電容，其他電容C2-C6上的電壓均為2U，所以總的輸出電壓為 6U。事實上，由于高階倍壓整流電路帶載能力很差，輸出很小的功率就會導(dǎo)致輸出電壓的大 幅度跌落。假設(shè)輸出電流為I，每個電容的容量相同，均為C，交流電源頻率為f，則電壓跌落
o/Cn j輸出電壓紋波為-.~^N{Na+X)=T7° (其中，N為倍升系數(shù)，C為電容容量，f為電源頻率，I為電流強度。)同樣，當人體處于無主動運動，即處于背動運動中時(在運動的物體上)，如汽 車，火車，飛機上等，同樣也可以獲得電能，此時，壓電發(fā)電鞋處于高頻工作狀態(tài)中，因叉指 型壓電裝置2為多振動模式的叉指型懸臂梁發(fā)電裝置，發(fā)電頻率可以處于100Hz 16KHz 之間，因此，可以用變壓器升壓來處理叉指型結(jié)構(gòu)壓電裝置2所產(chǎn)生的交流電，本發(fā)明實施 例選擇n = 5，S卩，采用1:5的變壓器，將交流電壓轉(zhuǎn)化成直流后升高至原來的5倍，使輸出 電壓在4V-17V之間，如圖5-1所示，圖中選擇一個正向二極管，目的在于防止回流倒充電現(xiàn) 象發(fā)生，同時起到保護變壓器的作用。因此，不論是倍壓整流電路收集到的直流電還是變壓器轉(zhuǎn)化的直流電，均可以通 過如圖5-3所示的升壓穩(wěn)壓電路來對第七電容器C7進行充電，其中，當直流電壓低于4V 時，限壓二極管D16不會導(dǎo)通，則場效應(yīng)晶體管M0S2管不會開通，電流無法流過，不會對超 級電容器C7供電；而當直流電壓高于5V時，D16則會導(dǎo)通，NPN型三極管Q2中的基極有電 流流過，發(fā)射極電流被放大輸出，Q2導(dǎo)通，集電極中有電流lb通過，則場效應(yīng)晶體管M0S2管 導(dǎo)通，有電流通過，對第七電容器C7進行充電，其中，限壓二極管D18起到電流反流作用，防 止超級電容器反向?qū)鲂?yīng)晶體管M0S2充電，造成對電路的傷害；因此，當有直流電對超 級電容器C7進行充電的同時，也會對起穩(wěn)壓作用的芯片LT1085供電，使其可以對外穩(wěn)定輸 出3. 3V的直流電壓，保證GPS+GSM模塊穩(wěn)定工作。
權(quán)利要求
一種自發(fā)電無線定位跟蹤鞋，其特征在于所述無線定位跟蹤鞋包括多層鋯鈦酸鉛板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(1)、叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(2)、電磁線圈發(fā)電裝置(3)和GPS+GSM無線定位跟蹤系統(tǒng)；多層PZT板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(1)安裝于鞋墊底部，叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(2)安裝于鞋跟底層，電磁線圈發(fā)電裝置(3)安裝于鞋跟中部，即鞋的氣墊部位，GPS+GSM無線定位跟蹤系統(tǒng)裝在鞋幫側(cè)面；叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(1)產(chǎn)生的交流電經(jīng)高頻變壓器整流電路整流，多層鋯鈦酸鉛板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(2)和電磁線圈發(fā)電裝置(3)產(chǎn)生的交流電經(jīng)低頻整流橋整流電路整流后，經(jīng)升壓穩(wěn)壓電路向GPS+GSM模塊供電。
2.按照權(quán)利要求1所述的自發(fā)電無線定位跟蹤鞋，其特征在于所述的多層鋯鈦酸鉛板 結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(1)由多層鋯鈦酸鉛壓電板層疊組成；所述的叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置 (2)由多個獨立的懸臂粱結(jié)構(gòu)的末端上下交錯連接而成；電磁式發(fā)電裝置(3)由電磁線圈 和柱狀電磁鐵上下垂直安放。
3.按照權(quán)利要求1所述的自發(fā)電無線定位跟蹤鞋，其特征在于所述的倍壓整流電路包 括高頻變壓器整流電路和低頻整流橋倍壓整流電路；高頻變壓器整流電路和低頻整流橋倍 壓整流電路分別并聯(lián)于電路連接點5和6 ；升壓穩(wěn)壓電路將高頻整流電路或低頻整流橋倍 壓整流電路整流后的電壓與電流經(jīng)由升壓穩(wěn)壓電路的芯片LT1085的管腳4和管腳1送入 GPS+GSM模塊的正向電壓輸入端。
4.按照權(quán)利要求3所述的自發(fā)電無線定位跟蹤鞋，其特征在于所述的高頻變壓器整流 電路中，由叉指型壓電發(fā)電裝置接收到的高頻交流電經(jīng)第二輸出端口(v2)和第四輸出端 口(v4)分別與變壓器1\的輸入端連接，變壓器1\的第一輸出端口(1)通過限流二極管(DO) 與升壓穩(wěn)壓電路的場效應(yīng)晶體管M0S2管的管腳3相連；變壓器1\的第二輸出端口(2)和 升壓穩(wěn)壓電路的NPN型三極管(Q2)的發(fā)射極相連；在所述的低頻整流橋倍壓整流電路中， 多層PZT板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(1) 由于PZT板低頻振動產(chǎn)生低頻交流電，低頻交流電的第 一輸出端(vl)為正向輸出，第三輸出端(v3)為負向輸出，第一輸出端(vl)分別與第一電 容(C1)的正極，第三電容(C3)的正極，第五電容(C5)的正極串聯(lián)，第三輸出端(v3)分別 與第一二極管(D1)的負極，第二電容(C2)的正極，第四電容(C4)的正極，第六電容(C6) 的正極串聯(lián)，同時，第一二極管(D1)的正極分別與第一電容(C1)的負極和第二二極管(D2) 的負極串聯(lián)，第二二極管(D2)的負極分別與第二電容(C2)的負極和第三二極管(D3)的負 極串聯(lián)，第三二極管(D3)的正極分別與第三電容(C3)的負極和第四二極管(D4)的負極串 聯(lián)，第四二極管(D4)的負極分別與第五電容(C5)的負極和第六二極管(D6)的負極串聯(lián)， 第六二極管(D6)的正極與第六電容(C6)的負極相連，第六電容(C6)的正極與升壓穩(wěn)壓電 路的NPN型三極管的發(fā)射極相連；在所述的升壓穩(wěn)壓電路中，經(jīng)整流后的高低頻振動所產(chǎn) 生的電流，其直流電壓正極與第十六二極管(D16)的負極，M0S2管的管腳3，第四電阻(R4) 并聯(lián)，第十六二極管(D16)的正極同時與第二電阻(R2)和第十四二極管(D14)的負極串 聯(lián)，第十四二極管(D14)的正極與第十八二極管(D18)的負極串聯(lián)，而第十八二極管(D18) 的正極和第七電容器(C7)并聯(lián)，并同時與場效應(yīng)晶體管M0S2的管腳2串聯(lián)，三極管(Q2)的 集電極與場效應(yīng)晶體管M0S2管的管腳1串聯(lián)，三極管(Q2)的基極與第二電阻(R2)串聯(lián)， 三極管(Q2)的發(fā)射極與地線串聯(lián)；同時，場效應(yīng)晶體管M0S2的管腳2與芯片LT1085的管 腳3串聯(lián)，芯片LT1085的管腳1接地線。
5.按照權(quán)利要求4所述的自發(fā)電無線定位跟蹤鞋，其特征在于當直流電壓低于4V時，第十六二極管(D16)不導(dǎo)通，與第十六二極管(D16)連接的場效應(yīng)晶體管M0S2亦不導(dǎo)通， 無電流流過，不對第七電容器(C7)充電；當直流電壓高于5V時，第十六二極管(D16)導(dǎo)通， 三極管(Q2)中的基極有電流流過，發(fā)射極電流被放大輸出，三極管(Q2)導(dǎo)通，集電極中有 電流Ib通過，則場效應(yīng)晶體管M0S2導(dǎo)通，有電流通過，對第七電容器(C7)充電；同時，第七 電容(C7)也對所述升壓穩(wěn)壓電路的芯片LT1085供電。
全文摘要
一種自發(fā)電無線定位跟蹤鞋，包括多層鋯鈦酸鉛板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(1)、叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(2)，電磁線圈發(fā)電裝置(3)和GPS+GSM無線定位跟蹤系統(tǒng)；多層PZT板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(1)安裝于鞋墊底部，叉指型結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(2)安裝于鞋跟底層，電磁線圈發(fā)電裝置(3)安裝于鞋跟中部，即鞋的氣墊部位，GPS+GSM無線定位跟蹤系統(tǒng)裝在鞋幫側(cè)面；采用變壓器收集多層鋯鈦酸鉛板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(1)產(chǎn)生的交流電，采用倍壓電路收集多層鋯鈦酸鉛板結(jié)構(gòu)壓電發(fā)電裝置(2)和電磁線圈發(fā)電裝置(3)產(chǎn)生的交流電，經(jīng)倍壓整流升壓電路整流，升壓，穩(wěn)壓后向GPS+GSM模塊供電。
文檔編號H02N2/18GK101874659SQ200910235589
公開日2010年11月3日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者劉俊標, 姜楠, 王治平 申請人:中國科學(xué)院電工研究所