Dispositivo generador de energía eléctrica para calzado, aprovechando el movimiento de marcha,

comprendiendo, fijados a una base (4), y alojados en una carcasa (17), un motor-generador paso a paso (5), de inducción electromagnética, una multiplicadora (6), un impactador (7), formado por tornillo (8) y palanca (9), y un acumulador mecánico de muelle (10) acoplado al tornillo (8) para aprovechar el giro y cargar en sentido contrario, el cual recibe el golpe de talón, pasando dicho movimiento a la palanca (9) que a su vez impulsará la multiplicadora (6) asociada al motor-generador (5). Una placa electrónica (11) incorpora un circuito integrado conectado al motor (5) que convierte la corriente alterna generada por el motor (5) en corriente continua, contando para ello con un rectificador de onda (12), sendos condensadores (filtros) (13) y (14), y un regulador de tensión (15) dispuesto entre los citados filtros (13) y (14)

Dispositivo generador de energía eléctrica para calzado.

Objeto de la invención

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo generador de energía eléctrica para calzado, aportando a la función a que se destina una serie de ventajas y características innovadoras, a parte de otras inherentes a su organización y configuración, cada una de las cuales se describirán en detalle más adelante, que suponen una notable mejora frente a los sistemas similares y destinados para el mismo fin actualmente conocidos en el mercado.

De forma más concreta, el objeto de la invención consiste en un dispositivo, destinado a ser instalado en el interior del tacón de una bota o calzado similar, estando preferentemente pensado para calzado de montaña, o militar, del tipo utilizado por soldados, bomberos, cuerpos especiales de policía o seguridad, montañeros etc., cuya finalidad consiste en convertir la energía mecánica del movimiento al caminar en energía eléctrica apta, mediante del correspondiente cableado de que dispone dicha bota, para ser utilizada en la alimentación de baterías y/o aparatos electrónicos de distinta índole, otorgando al usuario autonomía e independencia para su uso en cualquier lugar o situación en la que se encuentre.

El funcionamiento del dispositivo se basa en su sistema como el de un generador paso a paso, mediante la utilización de inducción electromagnética, creando una diferencia de potencial capaz de producir una corriente eléctrica de al menos 14 voltios, habiendo sido adecuadamente miniaturizado para su incorporación en el interior de dicho tacón.

Campo de aplicación

El campo de aplicación de la presente invención se encuentra dentro de la industria dedicada a la fabricación de calzado en general, y en la fabricación de calzado militar o de montaña en particular.

Antecedentes de la invención

En la actualidad y como referencia al estado de la técnica, debe mencionarse que por parte del peticionario se tiene conocimiento de la existencia de diversos modelos de calzado que incluyen distintos dispositivos o sistemas que producen algún tipo de energía. En la mayoría de los casos, sin embargo, son sistemas que poco tienen que ver con el objeto de la presente invención, ya que se destinan a conseguir efectos decorativos, luminosos o incluso terapéuticos.

Asimismo, se tiene conocimiento de algunos modelos destinados a conseguir energía eléctrica aplicable a fines similares a los que aquí concierne, los cuales, sin embargo, consisten en dispositivos de características técnicas, constitución estructural y de configuración completamente distintas a las del que aquí se propone, siendo en algunos casos más complejas, y por tanto de coste económico más elevados, y en la mayoría de ellos con resultados mucho menos eficaces, ya que proporcionan escaso voltaje.

En este sentido, cabe mencionar los siguientes documentos:

- US2007089321, relativo a un zapato productor de electricidad (Electricity-producing shoe).

- US2006021261, relativo a un calzado que incorpora una pieza eléctrica que recoge energía producida por él (Footwear incorporating piezoelectric energy harvesting system).

- US6281594, relativo a un sistema humano generador de energía eléctrica (Human powered electrical generation system).

- US6255799, relativo a un zapato recargable (Rechargeable shoe).

- US5495682, relativo a unos zapatos con dinamo eléctrica (Dynamoelectric shoes).

- GB9201811, asimismo relativo a unos zapatos con dinamo eléctrica (Dynamoelectric shoes).

Sin embargo, ninguno de ellos, presenta unas características técnicas, estructurales y de configuración semejantes, a las que presenta el que aquí se preconiza, tal como podrá deducirse tras la lectura de la presente memoria descriptiva.

Explicación de la invención

De forma concreta, la invención que se preconiza consiste en un dispositivo que, tal como se ha mencionado, está especialmente diseñado para ser instalado en el interior del tacón de una bota militar, de montaña o calzado similar, teniendo como finalidad convertir la energía mecánica generada en el primer momento de la marcha durante la acción de caminar en energía eléctrica para que pueda ser utilizada, a través de un cable ignífugo, en la alimentación de una batería principal cuya tensión nominal es de 14,2 Vcc, siendo, por sus características, únicamente necesaria su inserción en uno de los dos pies del usuario.

En concreto, el dispositivo, para hacer posible su función, está constituido por una serie de elementos adecuadamente conectados entre sí y alojados en una carcasa de acero inoxidable que a su vez, tal como ya se ha mencionado, está alojada en el interior del tacón de la bota, dichos elementos, básicamente son: un pequeño motor-generador del tipo paso a paso, basado en el fenómeno de la inducción electromagnética, es decir, que cuando se hace girar en el seno del campo magnético producido por un imán, se genera en su interior una diferencia de potencial capaz de producir una corriente eléctrica; una multiplicadora que aumenta la cantidad de giros del descrito generador en una relación de 16 a 1; un impactador, consistente en un elemento de ángulo móvil, dispuesto en la zona más atrasada del calzado, con el fin de aprovechar al máximo la presión del pie en el primer momento de la marcha, de forma que recibe el golpe del talón del usuario al caminar, cada vez que el pie contacta con el suelo, dando así impulso a la citada multiplicadora; un acumulador mecánico, constituido por un muelle, que proporciona al impactador la recuperación de su posición inicial, posibilitando su siguiente impulso, y permitiendo, a la vez, el aprovechamiento del giro para volver a cargar en sentido contrario; y una placa compuesta por un circuito integrado que devuelve la energía almacenada en un voltaje admisible para cargar dispositivos, tal como la batería principal anteriormente citada.

Como el conjunto del motor-multiplicador genera una señal oscilante de pulsos positivos y negativos, en la que los pulsos positivos se generan cuando se produce el impacto del talón contra el suelo y los negativos, con algo menos de energía, se producen cuando el talón se alza del suelo, mediante el citado circuito, dichos impulsos negativos son rectificados para conseguir un tren de impulsos positivos susceptibles de ser acumulados en un condensador.

Una vez rectificada la señal, unos condensadores suavizarán la salida haciendo que la oscilación sea pequeña. A su vez, un regulador de tensión elimina el rizo, es decir, la componente oscilante, fijando la salida (corriente continua) en un voltaje constante.

Para ello el circuito cuenta con dos filtros, es decir, dos condensadores, de los cuales uno se conecta a la entrada del regulador, filtrando la tensión de posibles transitorios y picos indeseables, mientras que el segundo condensador se coloca a la salida, disminuyendo la tensión de rizado de la salida, a la vez que evita oscilaciones.

Con la salida de corriente continua y constante del dispositivo se hace posible cargar una batería eléctrica o cualquier dispositivo eléctrico.

Es importante destacar que todo el conjunto, incluida la carcasa, que preferentemente estará fabricada tanto en acero inoxidable como en termoplástico, en orden a otorgar al dispositivo de una adecuada protección tanto contra condiciones climáticas adversas como de uso, no supera los 100 gramos se peso, de forma que, exteriormente y para su uso, no supone ningún tipo de diferencia con cualquier otro calzado convencional del tipo al que éste se destina.

En cuanto a sus principales ventajas, éstas abarcan los siguientes aspectos a destacar:

- La fuente de energía que proporciona el dispositivo es totalmente pasiva, es decir, el usuario no necesita hacer nada distinto de lo que normalmente hace para generar la energía, simplemente la normal actividad de caminar con mayor o menor celeridad conllevará una carga mayor o menor.

- La inclusión del dispositivo en el calzado es mínimamente intrusiva, siendo, para el usuario, la sensación de su presencia prácticamente nula.

- La carga eléctrica generada permite alimentar una batería principal con una tensión nominal de 14,2 Vcc.

- Gracias a la efectividad del generador solamente es necesaria...

1. Dispositivo generador de energía eléctrica para calzado, destinado a convertir la energía mecánica del movimiento al caminar del usuario de la bota o calzado similar (2) en cuyo tacón (3) se aloja, en energía eléctrica apta, para ser utilizada en la alimentación de baterías y/o aparatos electrónicos de distinta índole, caracterizada por el hecho de comprender, fijados solidariamente a una base (4), un motor-generador paso a paso (5), basado en el fenómeno de la inducción electromagnética, una multiplicadora (6), unida al motor (5), destinada a aumentar la cantidad de giros del generador en un impactador (7), constituido por un tornillo de contacto (8) y una palanca accionadora (9) asociada a la multiplicadora (6), y un acumulador mecánico constituido por un muelle (10) acoplado a la parte inferior del tornillo (8); en que dicho tornillo (8) se encuentra dispuesto de forma que su parte superior sobresale ligeramente en la zona interior de la parte posterior del calzado (2), bajo la plantilla (19), estando destinado, a recibir el golpe de talón en el primer momento de la marcha, pasando dicho movimiento a la palanca (9) que a su vez impulsará la multiplicadora (6) asociada al motor-generador paso a paso (5).

2. Dispositivo generador de energía eléctrica para calzado, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el motor-generador paso a paso (5), consiste en un motor de cuatro fases bidireccional, lo que hace que se pueda aprovechar totalmente el movimiento tanto con el contacto total del talón como cuando se levanta, aprovechando el giro para volver a cargar en sentido contrario gracias a la acción del acumulador mecánico constituido por el muelle (10); y porque dicho motor (5) es monopolar de cuatro fases.

3. Dispositivo generador de energía eléctrica para calzado, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por el hecho de contar, asimismo, con una placa electrónica (11) en la que incorpora un circuito integrado conectado al motor (5) de forma que convierte la corriente alterna generada por el motor (5) en corriente continua, contando para ello con un rectificador de onda (12), sendos condensadores (filtros) (13) y (14), y un regulador de tensión (15) dispuesto entre los citados filtros (13) y (14).

4. Dispositivo generador de energía eléctrica para calzado, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de resultar apto para cargar una batería eléctrica (16) o cualquier dispositivo eléctrico, estando insertado en uno solo de los dos pies del usuario; y porque para ello cuenta con un cable (20) que preferentemente presenta una cobertura ignífuga para permitir su integración en el calzado (2) durante el proceso de fabricación de éste.

5. Dispositivo generador de energía eléctrica para calzado, según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de los distintos elementos que configuran el dispositivo (1) van totalmente solidarios a la base (4), y se sitúan en el interior de una carcasa (17) compacta; y porque dicha carcasa (17) está encajada, en un alojamiento (18) previsto para tal fin, en la goma del tacón (3) de la bota o del calzado (2) a que se destina, de forma que dicha goma sirve de amortiguador entre el sistema y el suelo, habiéndose previsto el grosor suficiente en las paredes del mismo como para no disminuir la solidez y características del confort del tacón, quedando totalmente oculto dentro de dicho tacón (3).

6. Dispositivo generador de energía eléctrica para calzado, según la reivindicación 1 caracterizado porque la multiplicadora aumenta la cantidad de giros del generador en una relación de 16 a 1.

7. Dispositivo generador de energía eléctrica para calzado, según la reivindicación 1, caracterizado porque el tornillo (8) dispone de un recorrido de actuación de 5 mm.

8. Dispositivo generador de energía eléctrica para calzado, según la reivindicación 1 caracterizado porque el motor (5) tiene un ángulo de paso de 18º.

9. Calzado, que comprende un dispositivo generador de energía eléctrica, según las reivindicaciones 1 a 8.