压电产热防寒衣物的制作方法

xiaoxiao2020-6-24  3

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专利名称:压电产热防寒衣物的制作方法
技术领域
本实用新型涉及保暖衣物的结构,具体为一种压电产热防寒衣物。
背景技术
一般的保暖衣物都是用如棉花、羽绒、纤维棉等隔热材料制作,用以防止人体产生 的热量散失,起到保暖作用。但对于高寒地区站岗、巡逻等岗位长时间在户外工作,或者做 登山和穿越冰雪运动、或者在高空或极地或深海潜水等作业时,穿着一般的保暖衣物难以 坚持较长时间,而且容易造成手脚冻伤,甚至会造成人员伤亡。所以不仅需要衣物保暖还希 望衣物能产生热量抗寒。现已有各种电加热抗寒衣物的设计,但是均需要接有电池作为电源,来使电热丝 生热。电池的能量有限,产生的热量也有限,需要经常更换,废弃的电池会污染环境。此外, 过重的电池还增加了这类电加热抗寒衣物的重量,加重穿着者的负担,也影响穿着者的行 动。

实用新型内容本实用新型的目的是设计一种压电产热防寒衣物,衣物的受压部位设置的压电材 料片受压产生电压经电热丝产热。本实用新型设计的压电产热防寒衣物,包括内层设置有绝缘封装的电热丝防寒衣 物,另外在衣物的易受压部位设置有一块或多块相互并联和/或串联的压电材料片,压电 材料片两极经导线连接电热丝。当安装多块压电材料片时,多块压电材料片用非导电织物或高分子绝缘材料固定 连接,成为压电片组。电热丝可为固定的单根电热丝或可调式电热丝或多根并联的电热丝,可调式电热 丝或多根并联的电热丝可供使用人调整供热部位和产热强度。人体呼吸或身体活动时压电材料可直接受压力冲击使压电材料产生电压使电热 丝通电生热。压电材料片可直接承受压力产生电压,也可在压电材料片表面可附着气垫或液垫 或弹性固体垫。压力通过气垫或液垫内气体或液体传递到压电材料片表面使之产生电压。 这种气垫或液垫或弹性固体垫可减少人体活动压力不勻对压电材料片的直接冲击,避免压 电材料片损坏,压电材料片表面也可受力均勻,延长压电材料片使用寿命,气垫或液垫也可 通过导管连接气囊或液囊,气囊或液囊受压即将压力传递给压电材料片表面的气垫或液垫 使压电材料片产生电压,则可更灵活地在衣物内安置压电材料片。压电材料两极可并联电容,在压电材料产生的电压上升时电容可充电,在压电材 料产生的电压下降时电容放电,即对电热丝延长供电产热。这也可对电热丝两端电压起稳 定作用,提高效率。压电材料两极也可并联一个充电器。充电器的输出端接充电电池,充电电池与电热丝并联。压电材料片的输出电路上串联有开关,电热丝的电路上串联有产热开关。当温 度低需产热时闭合开关和产热开关,压电材料产生的电流对电热丝供电产热。而当无需产 热时,断开产热开关,此时压电材料片产生的电能经充电器对充电电池充电。以备在人体静 止又需供热时利用充电电池存储的电能使电热丝产热。当在这种防寒衣物不使用时,可将 充电电池与电热丝断开,防止电耗。所述压电材料片为压电陶瓷片,或压电晶体片,或纳米压电材料片,或压电高分子 聚合物材料,如压电聚偏氟乙烯(piezoelectric polymerpolyvinylidene fluoride)制成 的压电高分子材料片,或由压电高分子或纳米纤维制成的压电织物片。所述电热丝可为单条电热丝或多条并联电热丝,并联的电热丝每条的电路上均有 产热开关。所述电热丝可为可调节电热丝。所述绝缘封装的电热丝固定于耐热织物成为电 热丝薄垫,便于更换和维护。所述防寒衣物的相关部位有袋式夹层,压电片组和/或电热丝薄垫可插入袋式夹 层内便于安装、更换和维护。本实用新型压电产热防寒衣物的优点为1、由人体活动产生的压力转换为热量, 不需要外加电源;2、适用于鞋、手套、衣裤,和腰带等防寒衣物,不仅保温而且产热,对寒冷 岗位上的工作者有效防止冻伤,提高工作效率延长工作时间;3、利用人体运动产生能量而 不消耗外来能源,节能环保。

图1为本压电产热防寒衣物实施例1压电产热防寒腰带结构示意图;图2为本压电产热防寒衣物实施例1电路结构示意图;图3为本压电产热防寒衣物实施例2压电产热防寒鞋的结构示意图;图4为本压电产热防寒衣物实施例2压电陶瓷片与弹性气囊连接结构示意图;图5为本压电产热防寒衣物实施例2电路结构示意图;图6为本压电产热防寒衣物实施例3压电产热防寒手套的结构示意图;图7为本压电产热防寒衣物实施例3电路结构示意图;图8为本压电产热防寒衣物实施例4压电产热防寒上衣的结构示意图;图9为本压电产热防寒衣物实施例4电路结构示意图;图10为本压电产热防寒衣物实施例5压电产热防寒裤的结构示意图。图中标号为1.压电材料片,2.电热丝,3.开关,4.气垫,4-1.导管,4_2.气囊,5.电容,6.充 电电池,7.充电器,8.产热开关,9.充电开关,10.热敏传感器。
具体实施方式
实施例1本压电产热防寒衣物实施例1为压电产热防寒腰带,如图1所示,条形腰带两端有 相互配合的连接装置,腰带的背部和腹部有平置固定压电材料片1,本例的压电材料片1为 压电晶体片,电热丝2绝缘固定于条形腰带内侧。其电路结构如图2所示,并联的压电材料 片1两极经开关3接电热丝2,开关3可安装于本腰带上也可用导线引出置于其他便于操作部位。穿着本压电产热防寒腰带,开关3接通后人体呼吸或身体运动即可产热,为人防 寒增温,且不妨碍行动。若暂时不需要补充热量,可断开开关3。实施例2本压电产热防寒衣物实施例2为压电产热防寒鞋,如图3所示,多块压电材料片1 平置于鞋内底面,绝缘封装的电热丝2设置于鞋帮内侧。本例的压电材料片1为压电陶瓷 片。如图4所示,压电材料片1表面附着气垫4,气垫4经导管4-1连接弹性气囊4-2,当囊 内气体受压、通过导管4-1将压力传递给气垫4压迫压电材料片1表面使之产生电压。压 电材料片1表面受力均勻,不易损坏。本例电路结构如图5所示,多块压电材料片1并联后 其两极经导线连接开关3,再连接可调电热丝2,电容5与电热丝2并联。开关3和电热丝 调节钮设置于鞋帮上部外缘。在压电材料片1产生电压时电容5充电储能。在压电材料片 1上的作用力撤除、其产生的电压下降时电容5放电供电热丝2产热。多块压电材料片1用不导电的织物或高分子绝缘材料固定连接,成为压电材料片 组,便于维护。绝缘防潮封装的电热丝2固定于绝缘织物成为电热丝薄垫。鞋底和鞋帮内侧有袋式夹层,压电片组和电热丝薄垫可插入鞋内的袋式夹层,便 于维护。穿着本压电产热防寒鞋,接通开关3,走路或踏步时都可产热,防止脚部冻伤,且不 妨碍行动。可按供热需要调节电热丝调节开关得到适当的供热温度和供热部位。实施例3本压电产热防寒衣物实施例3为压电产热防寒手套,如图6所示,图中a为本手套 手掌面示意图,b为本手套手背面示意图。如图6a所示多块压电材料片1置于手套手掌面 内侧的手掌、手指处,如图6b所示绝缘封装的电热丝2设置于手套背面和手指两侧。本例 的压电材料片1为压电高分子片。本例的电路结构与实施例1相似,如图7所示,并联的压 电材料片1两极接电热丝2,电热丝2上串接有产热开关8。充电开关9与充电器7串联后 与压电材料片1并联。充电器7的一个输出端直接接充电电池6。充电电池6的另一端接 开关3的固定接点。开关3有3个选接点A,B,C。开关3的选接点C接电热丝2。开关3 的另一选接点A接充电器7的另一输出端,第三个选接点B是空接点。开关3每次只能和 一个选接点连接。所述充电开关9和产热开关8为联动的开关,连接热敏传感器10由其控 制。当温度低时,热敏传感器10启动,产热开关8自动闭合同时充电开关9自动断开,此时 压电材料片1可在手部活动作用下产生电压供电热丝2产热。反之,当温度高时,热敏传感 器10启动使产热开关8自动断开同时充电开关9自动闭合,同时开关3接通选接点A,充电 电池6和充电器7输出端连接,此时压电材料片1可在手部活动作用下产生电压经充电器 6对充电电池7充电。热敏传感器10安装于靠近人体需增温的部位,本例安装于手套指间 部。在温度过低压电材料片1产生的电量不足,或温度低而人体静止时,开关3接通选接点 C,充电电池6和电热丝2接通,充电电池6对电热丝2供电产热。本手套不使用时则开关3接于选接点B,充电电池6不接入电路,其电能得以保存。开关3和充电电池6、充电器7可设置于手套腕部。穿戴本压电产热防寒手套,握持物件时或手部运动时都可产热,防止手指冻伤,且 不妨碍正常操作。[0041]实施例4本压电产热防寒衣物实施例4为压电产热防寒上衣,如图8所示,图中为上衣背面 示意图,多块压电材料片1平置于上衣背部和臂部外侧,绝缘封装的电热丝2设置于上衣肩 部、背部和腰部和腹部内侧。本例的压电材料片1为压电高分子织物片。本例的电路结构 如图9所示,多块压电材料片1并联,其一极经导线连接充电器7和电热丝2的一端,开关 3-2有两个选接点D和E,压电材料片1的另一极连接开关3-2的固定接点,开关3-2的选 接点E连接多组并联的电热丝2的另一端,每组电热丝2还接有各自的产热开关8。开关 3-2的选接点D连接充电器7的另一端。常态下开关3-2接通充电电池6和充电器7输出 端。另外开关3-1有3个选接点A、B、C。充电电池6的一端接充电器7的一个输出端, 开关3-1的固定接点接充电电池6的另一端;开关3-1的选接点A接充电器7的另一输出 端,开关3-1的选接点C接开关3-2的选接点E,即接电热丝2的一端,开关3-1的第三个选 接点B是空接点。开关3-1每次只能连接一个选接点。各开关可设置于袖口或下襟。上衣内侧有袋式夹层,压电片1组和电热丝2薄垫可插在夹层内。穿着本压电产热防寒上衣,腹背臂部受压时即可产电。无需产热时,开关3-2接通 选接点D,开关3-1接通选接点A,压电材料片1产生的电能通过充电器7存储于充电电池 6。需产热时,开关3-2接通选接点E,根据需要加热的部位选择接通不同的产热开关8,压 电材料片1产电使电热丝2产热。当压电材料片1产热量不足或人体静止时,开关3-1接 通选接点C,充电电池6和电热丝2连接,充电电池6为电热丝2供电。在不使用时,开关 3-1置于空接点B,使充电电池6电能保存。实施例5本压电产热防寒衣物实施例5为压电产热防寒裤,如图10所示,图中a为防寒裤 背面示意图,b为防寒裤正面示意图,多块压电材料片1置于臀部和腿部,绝缘封装的多组 电热丝2设置于腹部和裤管内侧。本例的压电材料片1为纳米压电材料片。本例的电路结 构与实施例4相同,各开关设置于裤腰处。防寒裤内侧有袋式夹层,压电片组、电热丝薄垫可插在夹层内,穿着本压电产热防寒裤,人呼吸,或坐下,或靠压,或运动均可产热,为人体增温, 且不妨碍行动。还可接通不同产热开关8,选择需要供热的部位。上述实施例,仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的 具体个例,本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、 等同替换、改进等,均包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种压电产热防寒衣物,衣物内层设置有绝缘封装的电热丝,其特征在于所述衣物的易受压部位设置有一块或多块相互串联和/或并联的压电材料片(1),压电材料片(1)两极经导线连接电热丝(2)。
2.根据权利要求1所述的压电产热防寒衣物,其特征在于所述压电材料片(1)两极经开关(3)连接电热丝(2),开关(3)设置于衣物外层或边缘。
3.根据权利要求1或2所述的压电产热防寒衣物,其特征在于 所述电热丝(2)为可调电热丝,调节钮设置于衣物外层或边缘。
4.根据权利要求1或2所述的压电产热防寒衣物,其特征在于所述电热丝(2)为1组或多组并联电热丝,各组电热丝(2)各接有产热开关(8),各产 热开关(8)设置于衣物外层或边缘。
5.根据权利要求1或2所述的压电产热防寒衣物,其特征在于所述绝缘封装的电热丝(2)固定于耐热织物成为电热丝薄垫;和/或多块压电材料片(1)用非导电织物或高分子绝缘材料固定连接,成为压电片组。
6.根据权利要求1或2所述的压电产热防寒衣物,其特征在于 所述压电材料片⑴并联有电容(5)。
7.根据权利要求1或2所述的压电产热防寒衣物,其特征在于所述压电材料片(1)并联有充电器(7),充电器(7)的输出端接充电电池(6),电热丝(2)串接产热开关(8),充电电池(6)并联于电热丝(2)和产热开关(8)。
8.根据权利要求7所述的压电产热防寒衣物,其特征在于所述充电开关(9)和产热开关(8)为联动开关,与热敏传感器(10)连接,热敏传感器 (10)安装于靠近人体需增温部位。
9.根据权利要求5所述的压电产热防寒衣物,其特征在于所述衣物的相关部位有袋式夹层,压电片组和/或电热丝薄垫插入袋式夹层内。
10.根据权利要求1或2所述的压电产热防寒衣物,其特征在于所述压电产热防寒衣物为压电产热防寒腰带,或压电产热防寒鞋,或压电产热防寒手 套,或压电产热防寒上衣,或压电产热防寒裤。
专利摘要本实用新型为压电产热防寒衣物,内层有绝缘封装的电热丝,衣物的易受压部位有相互并联和/或串联的压电材料片,压电材料片两极连接电热丝。多块压电材料片用织物固定连接成为压电片组。电热丝可为固定的单根电热丝或可调式电热丝或多根并联的电热丝,可调整供热部位和产热强度。人体活动时压电材料受压力冲击产生电压使电热丝通电生热。压电材料片表面亦可附着气,或液,或弹性材料垫,减少其损坏延长寿命。压电材料两极可并联电容或充电电池,以存储电能。所述电热丝和/或压电材料片固定于耐热织物成为电热丝薄垫和压电片组,可插入衣物的袋式夹层内便于安装。本实用新型无需外加电源;保温且产热,可为防寒腰带手套鞋衣裤等,有效防寒防冻伤,环保节能。
文档编号A41D13/00GK201557572SQ200920255169
公开日2010年8月25日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年12月21日
发明者王平明 申请人:王若曼

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