壓電產熱防寒衣物的制作方法

專利名稱：壓電產熱防寒衣物的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及保暖衣物的結構，具體為一種壓電產熱防寒衣物。
背景技術：
一般的保暖衣物都是用如棉花、羽絨、纖維棉等隔熱材料制作，用以防止人體產生 的熱量散失，起到保暖作用。但對于高寒地區站崗、巡邏等崗位長時間在戶外工作，或者做 登山和穿越冰雪運動、或者在高空或極地或深海潛水等作業時，穿著一般的保暖衣物難以 堅持較長時間，而且容易造成手腳凍傷，甚至會造成人員傷亡。所以不僅需要衣物保暖還希 望衣物能產生熱量抗寒。現已有各種電加熱抗寒衣物的設計，但是均需要接有電池作為電源，來使電熱絲 生熱。電池的能量有限，產生的熱量也有限，需要經常更換，廢棄的電池會污染環境。此外， 過重的電池還增加了這類電加熱抗寒衣物的重量，加重穿著者的負擔，也影響穿著者的行 動。

實用新型內容本實用新型的目的是設計一種壓電產熱防寒衣物，衣物的受壓部位設置的壓電材 料片受壓產生電壓經電熱絲產熱。本實用新型設計的壓電產熱防寒衣物，包括內層設置有絕緣封裝的電熱絲防寒衣 物，另外在衣物的易受壓部位設置有一塊或多塊相互并聯和/或串聯的壓電材料片，壓電 材料片兩極經導線連接電熱絲。當安裝多塊壓電材料片時，多塊壓電材料片用非導電織物或高分子絕緣材料固定 連接，成為壓電片組。電熱絲可為固定的單根電熱絲或可調式電熱絲或多根并聯的電熱絲，可調式電熱 絲或多根并聯的電熱絲可供使用人調整供熱部位和產熱強度。人體呼吸或身體活動時壓電材料可直接受壓力沖擊使壓電材料產生電壓使電熱 絲通電生熱。壓電材料片可直接承受壓力產生電壓，也可在壓電材料片表面可附著氣墊或液墊 或彈性固體墊。壓力通過氣墊或液墊內氣體或液體傳遞到壓電材料片表面使之產生電壓。 這種氣墊或液墊或彈性固體墊可減少人體活動壓力不勻對壓電材料片的直接沖擊，避免壓 電材料片損壞，壓電材料片表面也可受力均勻，延長壓電材料片使用壽命，氣墊或液墊也可 通過導管連接氣囊或液囊，氣囊或液囊受壓即將壓力傳遞給壓電材料片表面的氣墊或液墊 使壓電材料片產生電壓，則可更靈活地在衣物內安置壓電材料片。壓電材料兩極可并聯電容，在壓電材料產生的電壓上升時電容可充電，在壓電材 料產生的電壓下降時電容放電，即對電熱絲延長供電產熱。這也可對電熱絲兩端電壓起穩 定作用，提高效率。壓電材料兩極也可并聯一個充電器。充電器的輸出端接充電電池，充電電池與電熱絲并聯。壓電材料片的輸出電路上串聯有開關，電熱絲的電路上串聯有產熱開關。當溫 度低需產熱時閉合開關和產熱開關，壓電材料產生的電流對電熱絲供電產熱。而當無需產 熱時，斷開產熱開關，此時壓電材料片產生的電能經充電器對充電電池充電。以備在人體靜 止又需供熱時利用充電電池存儲的電能使電熱絲產熱。當在這種防寒衣物不使用時，可將 充電電池與電熱絲斷開，防止電耗。所述壓電材料片為壓電陶瓷片，或壓電晶體片，或納米壓電材料片，或壓電高分子 聚合物材料，如壓電聚偏氟乙烯(piezoelectric polymerpolyvinylidene fluoride)制成 的壓電高分子材料片，或由壓電高分子或納米纖維制成的壓電織物片。所述電熱絲可為單條電熱絲或多條并聯電熱絲，并聯的電熱絲每條的電路上均有 產熱開關。所述電熱絲可為可調節電熱絲。所述絕緣封裝的電熱絲固定于耐熱織物成為電 熱絲薄墊，便于更換和維護。所述防寒衣物的相關部位有袋式夾層，壓電片組和/或電熱絲薄墊可插入袋式夾 層內便于安裝、更換和維護。本實用新型壓電產熱防寒衣物的優點為1、由人體活動產生的壓力轉換為熱量， 不需要外加電源；2、適用于鞋、手套、衣褲，和腰帶等防寒衣物，不僅保溫而且產熱，對寒冷 崗位上的工作者有效防止凍傷，提高工作效率延長工作時間；3、利用人體運動產生能量而 不消耗外來能源，節能環保。

圖1為本壓電產熱防寒衣物實施例1壓電產熱防寒腰帶結構示意圖；圖2為本壓電產熱防寒衣物實施例1電路結構示意圖；圖3為本壓電產熱防寒衣物實施例2壓電產熱防寒鞋的結構示意圖；圖4為本壓電產熱防寒衣物實施例2壓電陶瓷片與彈性氣囊連接結構示意圖；圖5為本壓電產熱防寒衣物實施例2電路結構示意圖；圖6為本壓電產熱防寒衣物實施例3壓電產熱防寒手套的結構示意圖；圖7為本壓電產熱防寒衣物實施例3電路結構示意圖；圖8為本壓電產熱防寒衣物實施例4壓電產熱防寒上衣的結構示意圖；圖9為本壓電產熱防寒衣物實施例4電路結構示意圖；圖10為本壓電產熱防寒衣物實施例5壓電產熱防寒褲的結構示意圖。圖中標號為1.壓電材料片，2.電熱絲，3.開關，4.氣墊，4-1.導管，4_2.氣囊，5.電容，6.充 電電池，7.充電器，8.產熱開關，9.充電開關，10.熱敏傳感器。
具體實施方式
實施例1本壓電產熱防寒衣物實施例1為壓電產熱防寒腰帶，如圖1所示，條形腰帶兩端有 相互配合的連接裝置，腰帶的背部和腹部有平置固定壓電材料片1，本例的壓電材料片1為 壓電晶體片，電熱絲2絕緣固定于條形腰帶內側。其電路結構如圖2所示，并聯的壓電材料 片1兩極經開關3接電熱絲2，開關3可安裝于本腰帶上也可用導線引出置于其他便于操作部位。穿著本壓電產熱防寒腰帶，開關3接通后人體呼吸或身體運動即可產熱，為人防 寒增溫，且不妨礙行動。若暫時不需要補充熱量，可斷開開關3。實施例2本壓電產熱防寒衣物實施例2為壓電產熱防寒鞋，如圖3所示，多塊壓電材料片1 平置于鞋內底面，絕緣封裝的電熱絲2設置于鞋幫內側。本例的壓電材料片1為壓電陶瓷 片。如圖4所示，壓電材料片1表面附著氣墊4，氣墊4經導管4-1連接彈性氣囊4-2，當囊 內氣體受壓、通過導管4-1將壓力傳遞給氣墊4壓迫壓電材料片1表面使之產生電壓。壓 電材料片1表面受力均勻，不易損壞。本例電路結構如圖5所示，多塊壓電材料片1并聯后 其兩極經導線連接開關3，再連接可調電熱絲2，電容5與電熱絲2并聯。開關3和電熱絲 調節鈕設置于鞋幫上部外緣。在壓電材料片1產生電壓時電容5充電儲能。在壓電材料片 1上的作用力撤除、其產生的電壓下降時電容5放電供電熱絲2產熱。多塊壓電材料片1用不導電的織物或高分子絕緣材料固定連接，成為壓電材料片 組，便于維護。絕緣防潮封裝的電熱絲2固定于絕緣織物成為電熱絲薄墊。鞋底和鞋幫內側有袋式夾層，壓電片組和電熱絲薄墊可插入鞋內的袋式夾層，便 于維護。穿著本壓電產熱防寒鞋，接通開關3，走路或踏步時都可產熱，防止腳部凍傷，且不 妨礙行動。可按供熱需要調節電熱絲調節開關得到適當的供熱溫度和供熱部位。實施例3本壓電產熱防寒衣物實施例3為壓電產熱防寒手套，如圖6所示，圖中a為本手套 手掌面示意圖，b為本手套手背面示意圖。如圖6a所示多塊壓電材料片1置于手套手掌面 內側的手掌、手指處，如圖6b所示絕緣封裝的電熱絲2設置于手套背面和手指兩側。本例 的壓電材料片1為壓電高分子片。本例的電路結構與實施例1相似，如圖7所示，并聯的壓 電材料片1兩極接電熱絲2，電熱絲2上串接有產熱開關8。充電開關9與充電器7串聯后 與壓電材料片1并聯。充電器7的一個輸出端直接接充電電池6。充電電池6的另一端接 開關3的固定接點。開關3有3個選接點A，B，C。開關3的選接點C接電熱絲2。開關3 的另一選接點A接充電器7的另一輸出端，第三個選接點B是空接點。開關3每次只能和 一個選接點連接。所述充電開關9和產熱開關8為聯動的開關，連接熱敏傳感器10由其控 制。當溫度低時，熱敏傳感器10啟動，產熱開關8自動閉合同時充電開關9自動斷開，此時 壓電材料片1可在手部活動作用下產生電壓供電熱絲2產熱。反之，當溫度高時，熱敏傳感 器10啟動使產熱開關8自動斷開同時充電開關9自動閉合，同時開關3接通選接點A，充電 電池6和充電器7輸出端連接，此時壓電材料片1可在手部活動作用下產生電壓經充電器 6對充電電池7充電。熱敏傳感器10安裝于靠近人體需增溫的部位，本例安裝于手套指間 部。在溫度過低壓電材料片1產生的電量不足，或溫度低而人體靜止時，開關3接通選接點 C，充電電池6和電熱絲2接通，充電電池6對電熱絲2供電產熱。本手套不使用時則開關3接于選接點B，充電電池6不接入電路，其電能得以保存。開關3和充電電池6、充電器7可設置于手套腕部。穿戴本壓電產熱防寒手套，握持物件時或手部運動時都可產熱，防止手指凍傷，且 不妨礙正常操作。[0041]實施例4本壓電產熱防寒衣物實施例4為壓電產熱防寒上衣，如圖8所示，圖中為上衣背面 示意圖，多塊壓電材料片1平置于上衣背部和臂部外側，絕緣封裝的電熱絲2設置于上衣肩 部、背部和腰部和腹部內側。本例的壓電材料片1為壓電高分子織物片。本例的電路結構 如圖9所示，多塊壓電材料片1并聯，其一極經導線連接充電器7和電熱絲2的一端，開關 3-2有兩個選接點D和E，壓電材料片1的另一極連接開關3-2的固定接點，開關3-2的選 接點E連接多組并聯的電熱絲2的另一端，每組電熱絲2還接有各自的產熱開關8。開關 3-2的選接點D連接充電器7的另一端。常態下開關3-2接通充電電池6和充電器7輸出 端。另外開關3-1有3個選接點A、B、C。充電電池6的一端接充電器7的一個輸出端， 開關3-1的固定接點接充電電池6的另一端；開關3-1的選接點A接充電器7的另一輸出 端，開關3-1的選接點C接開關3-2的選接點E，即接電熱絲2的一端，開關3-1的第三個選 接點B是空接點。開關3-1每次只能連接一個選接點。各開關可設置于袖口或下襟。上衣內側有袋式夾層，壓電片1組和電熱絲2薄墊可插在夾層內。穿著本壓電產熱防寒上衣，腹背臂部受壓時即可產電。無需產熱時，開關3-2接通 選接點D，開關3-1接通選接點A，壓電材料片1產生的電能通過充電器7存儲于充電電池 6。需產熱時，開關3-2接通選接點E，根據需要加熱的部位選擇接通不同的產熱開關8，壓 電材料片1產電使電熱絲2產熱。當壓電材料片1產熱量不足或人體靜止時，開關3-1接 通選接點C，充電電池6和電熱絲2連接，充電電池6為電熱絲2供電。在不使用時，開關 3-1置于空接點B，使充電電池6電能保存。實施例5本壓電產熱防寒衣物實施例5為壓電產熱防寒褲，如圖10所示，圖中a為防寒褲 背面示意圖，b為防寒褲正面示意圖，多塊壓電材料片1置于臀部和腿部，絕緣封裝的多組 電熱絲2設置于腹部和褲管內側。本例的壓電材料片1為納米壓電材料片。本例的電路結 構與實施例4相同，各開關設置于褲腰處。防寒褲內側有袋式夾層，壓電片組、電熱絲薄墊可插在夾層內，穿著本壓電產熱防寒褲，人呼吸，或坐下，或靠壓，或運動均可產熱，為人體增溫， 且不妨礙行動。還可接通不同產熱開關8，選擇需要供熱的部位。上述實施例，僅為對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進一步詳細說明的 具體個例，本實用新型并非限定于此。凡在本實用新型的公開的范圍之內所做的任何修改、 等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種壓電產熱防寒衣物，衣物內層設置有絕緣封裝的電熱絲，其特征在于所述衣物的易受壓部位設置有一塊或多塊相互串聯和/或并聯的壓電材料片(1)，壓電材料片(1)兩極經導線連接電熱絲(2)。
2.根據權利要求1所述的壓電產熱防寒衣物，其特征在于所述壓電材料片(1)兩極經開關(3)連接電熱絲(2)，開關(3)設置于衣物外層或邊緣。
3.根據權利要求1或2所述的壓電產熱防寒衣物，其特征在于 所述電熱絲(2)為可調電熱絲，調節鈕設置于衣物外層或邊緣。
4.根據權利要求1或2所述的壓電產熱防寒衣物，其特征在于所述電熱絲(2)為1組或多組并聯電熱絲，各組電熱絲(2)各接有產熱開關(8)，各產 熱開關(8)設置于衣物外層或邊緣。
5.根據權利要求1或2所述的壓電產熱防寒衣物，其特征在于所述絕緣封裝的電熱絲(2)固定于耐熱織物成為電熱絲薄墊；和/或多塊壓電材料片(1)用非導電織物或高分子絕緣材料固定連接，成為壓電片組。
6.根據權利要求1或2所述的壓電產熱防寒衣物，其特征在于 所述壓電材料片⑴并聯有電容(5)。
7.根據權利要求1或2所述的壓電產熱防寒衣物，其特征在于所述壓電材料片(1)并聯有充電器(7)，充電器(7)的輸出端接充電電池(6)，電熱絲(2)串接產熱開關(8)，充電電池(6)并聯于電熱絲(2)和產熱開關(8)。
8.根據權利要求7所述的壓電產熱防寒衣物，其特征在于所述充電開關(9)和產熱開關(8)為聯動開關，與熱敏傳感器(10)連接，熱敏傳感器 (10)安裝于靠近人體需增溫部位。
9.根據權利要求5所述的壓電產熱防寒衣物，其特征在于所述衣物的相關部位有袋式夾層，壓電片組和/或電熱絲薄墊插入袋式夾層內。
10.根據權利要求1或2所述的壓電產熱防寒衣物，其特征在于所述壓電產熱防寒衣物為壓電產熱防寒腰帶，或壓電產熱防寒鞋，或壓電產熱防寒手 套，或壓電產熱防寒上衣，或壓電產熱防寒褲。
專利摘要本實用新型為壓電產熱防寒衣物，內層有絕緣封裝的電熱絲，衣物的易受壓部位有相互并聯和/或串聯的壓電材料片，壓電材料片兩極連接電熱絲。多塊壓電材料片用織物固定連接成為壓電片組。電熱絲可為固定的單根電熱絲或可調式電熱絲或多根并聯的電熱絲，可調整供熱部位和產熱強度。人體活動時壓電材料受壓力沖擊產生電壓使電熱絲通電生熱。壓電材料片表面亦可附著氣，或液，或彈性材料墊，減少其損壞延長壽命。壓電材料兩極可并聯電容或充電電池，以存儲電能。所述電熱絲和/或壓電材料片固定于耐熱織物成為電熱絲薄墊和壓電片組，可插入衣物的袋式夾層內便于安裝。本實用新型無需外加電源；保溫且產熱，可為防寒腰帶手套鞋衣褲等，有效防寒防凍傷，環保節能。
文檔編號A41D13/00GK201557572SQ200920255169
公開日2010年8月25日 申請日期2009年12月21日 優先權日2009年12月21日
發明者王平明 申請人:王若曼