專(zhuān)利名稱(chēng)：壓電產(chǎn)熱防寒衣物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及保暖衣物的結(jié)構(gòu)，具體為一種壓電產(chǎn)熱防寒衣物。
背景技術(shù)：
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(chǎn)生 的熱量散失，起到保暖作用。但對(duì)于高寒地區(qū)站崗、巡邏等崗位長(zhǎng)時(shí)間在戶外工作，或者做 登山和穿越冰雪運(yùn)動(dòng)、或者在高空或極地或深海潛水等作業(yè)時(shí)，穿著一般的保暖衣物難以 堅(jiān)持較長(zhǎng)時(shí)間，而且容易造成手腳凍傷，甚至?xí)斐扇藛T傷亡。所以不僅需要衣物保暖還希 望衣物能產(chǎn)生熱量抗寒?，F(xiàn)已有各種電加熱抗寒衣物的設(shè)計(jì)，但是均需要接有電池作為電源，來(lái)使電熱絲 生熱。電池的能量有限，產(chǎn)生的熱量也有限，需要經(jīng)常更換，廢棄的電池會(huì)污染環(huán)境。此外， 過(guò)重的電池還增加了這類(lèi)電加熱抗寒衣物的重量，加重穿著者的負(fù)擔(dān)，也影響穿著者的行 動(dòng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種壓電產(chǎn)熱防寒衣物，衣物的受壓部位設(shè)置的壓電材 料片受壓產(chǎn)生電壓經(jīng)電熱絲產(chǎn)熱。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的壓電產(chǎn)熱防寒衣物，包括內(nèi)層設(shè)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(shè)置有一塊或多塊相互并聯(lián)和/或串聯(lián)的壓電材料片，壓電 材料片兩極經(jīng)導(dǎo)線連接電熱絲。當(dāng)安裝多塊壓電材料片時(shí)，多塊壓電材料片用非導(dǎo)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(diào)式電熱絲或多根并聯(lián)的電熱絲，可調(diào)式電熱 絲或多根并聯(lián)的電熱絲可供使用人調(diào)整供熱部位和產(chǎn)熱強(qiáng)度。人體呼吸或身體活動(dòng)時(shí)壓電材料可直接受壓力沖擊使壓電材料產(chǎn)生電壓使電熱 絲通電生熱。壓電材料片可直接承受壓力產(chǎn)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(guò)氣墊或液墊內(nèi)氣體或液體傳遞到壓電材料片表面使之產(chǎn)生電壓。 這種氣墊或液墊或彈性固體墊可減少人體活動(dòng)壓力不勻?qū)弘姴牧掀闹苯記_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(zhǎng)壓電材料片使用壽命，氣墊或液墊也可 通過(guò)導(dǎo)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(chǎn)生電壓，則可更靈活地在衣物內(nèi)安置壓電材料片。壓電材料兩極可并聯(lián)電容，在壓電材料產(chǎn)生的電壓上升時(shí)電容可充電，在壓電材 料產(chǎn)生的電壓下降時(shí)電容放電，即對(duì)電熱絲延長(zhǎng)供電產(chǎn)熱。這也可對(duì)電熱絲兩端電壓起穩(wěn) 定作用，提高效率。壓電材料兩極也可并聯(lián)一個(gè)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(lián)。壓電材料片的輸出電路上串聯(lián)有開(kāi)關(guān)，電熱絲的電路上串聯(lián)有產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)。當(dāng)溫 度低需產(chǎn)熱時(shí)閉合開(kāi)關(guān)和產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)，壓電材料產(chǎn)生的電流對(duì)電熱絲供電產(chǎn)熱。而當(dāng)無(wú)需產(chǎn) 熱時(shí)，斷開(kāi)產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)，此時(shí)壓電材料片產(chǎn)生的電能經(jīng)充電器對(duì)充電電池充電。以備在人體靜 止又需供熱時(shí)利用充電電池存儲(chǔ)的電能使電熱絲產(chǎn)熱。當(dāng)在這種防寒衣物不使用時(shí)，可將 充電電池與電熱絲斷開(kāi)，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(lián)電熱絲，并聯(lián)的電熱絲每條的電路上均有 產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)。所述電熱絲可為可調(diào)節(jié)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(hù)。所述防寒衣物的相關(guān)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(nèi)便于安裝、更換和維護(hù)。本實(shí)用新型壓電產(chǎn)熱防寒衣物的優(yōu)點(diǎn)為1、由人體活動(dòng)產(chǎn)生的壓力轉(zhuǎn)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(chǎn)熱，對(duì)寒冷 崗位上的工作者有效防止凍傷，提高工作效率延長(zhǎng)工作時(shí)間；3、利用人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生能量而 不消耗外來(lái)能源，節(jié)能環(huán)保。

圖1為本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例1壓電產(chǎn)熱防寒腰帶結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例1電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例2壓電產(chǎn)熱防寒鞋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例2壓電陶瓷片與彈性氣囊連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例2電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例3壓電產(chǎn)熱防寒手套的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例3電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例4壓電產(chǎn)熱防寒上衣的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例4電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例5壓電產(chǎn)熱防寒褲的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)為1.壓電材料片，2.電熱絲，3.開(kāi)關(guān)，4.氣墊，4-1.導(dǎo)管，4_2.氣囊，5.電容，6.充 電電池，7.充電器，8.產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)，9.充電開(kāi)關(guān)，10.熱敏傳感器。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例1為壓電產(chǎn)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(nèi)側(cè)。其電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，并聯(lián)的壓電材料 片1兩極經(jīng)開(kāi)關(guān)3接電熱絲2，開(kāi)關(guān)3可安裝于本腰帶上也可用導(dǎo)線引出置于其他便于操作部位。穿著本壓電產(chǎn)熱防寒腰帶，開(kāi)關(guān)3接通后人體呼吸或身體運(yùn)動(dòng)即可產(chǎn)熱，為人防 寒增溫，且不妨礙行動(dòng)。若暫時(shí)不需要補(bǔ)充熱量，可斷開(kāi)開(kāi)關(guān)3。實(shí)施例2本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例2為壓電產(chǎn)熱防寒鞋，如圖3所示，多塊壓電材料片1 平置于鞋內(nèi)底面，絕緣封裝的電熱絲2設(shè)置于鞋幫內(nèi)側(cè)。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(jīng)導(dǎo)管4-1連接彈性氣囊4-2，當(dāng)囊 內(nèi)氣體受壓、通過(guò)導(dǎo)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(chǎn)生電壓。壓 電材料片1表面受力均勻，不易損壞。本例電路結(jié)構(gòu)如圖5所示，多塊壓電材料片1并聯(lián)后 其兩極經(jīng)導(dǎo)線連接開(kāi)關(guān)3，再連接可調(diào)電熱絲2，電容5與電熱絲2并聯(lián)。開(kāi)關(guān)3和電熱絲 調(diào)節(jié)鈕設(shè)置于鞋幫上部外緣。在壓電材料片1產(chǎn)生電壓時(shí)電容5充電儲(chǔ)能。在壓電材料片 1上的作用力撤除、其產(chǎn)生的電壓下降時(shí)電容5放電供電熱絲2產(chǎn)熱。多塊壓電材料片1用不導(dǎo)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(hù)。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(nèi)側(cè)有袋式夾層，壓電片組和電熱絲薄墊可插入鞋內(nèi)的袋式夾層，便 于維護(hù)。穿著本壓電產(chǎn)熱防寒鞋，接通開(kāi)關(guān)3，走路或踏步時(shí)都可產(chǎn)熱，防止腳部?jī)鰝?，且?妨礙行動(dòng)?？砂垂嵝枰{(diào)節(jié)電熱絲調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)得到適當(dāng)?shù)墓釡囟群凸岵课?。?shí)施例3本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例3為壓電產(chǎn)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(nèi)側(cè)的手掌、手指處，如圖6b所示絕緣封裝的電熱絲2設(shè)置于手套背面和手指兩側(cè)。本例 的壓電材料片1為壓電高分子片。本例的電路結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相似，如圖7所示，并聯(lián)的壓 電材料片1兩極接電熱絲2，電熱絲2上串接有產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)8。充電開(kāi)關(guān)9與充電器7串聯(lián)后 與壓電材料片1并聯(lián)。充電器7的一個(gè)輸出端直接接充電電池6。充電電池6的另一端接 開(kāi)關(guān)3的固定接點(diǎn)。開(kāi)關(guān)3有3個(gè)選接點(diǎn)A，B，C。開(kāi)關(guān)3的選接點(diǎn)C接電熱絲2。開(kāi)關(guān)3 的另一選接點(diǎn)A接充電器7的另一輸出端，第三個(gè)選接點(diǎn)B是空接點(diǎn)。開(kāi)關(guān)3每次只能和 一個(gè)選接點(diǎn)連接。所述充電開(kāi)關(guān)9和產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)8為聯(lián)動(dòng)的開(kāi)關(guān)，連接熱敏傳感器10由其控 制。當(dāng)溫度低時(shí)，熱敏傳感器10啟動(dòng)，產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)8自動(dòng)閉合同時(shí)充電開(kāi)關(guān)9自動(dòng)斷開(kāi)，此時(shí) 壓電材料片1可在手部活動(dòng)作用下產(chǎn)生電壓供電熱絲2產(chǎn)熱。反之，當(dāng)溫度高時(shí)，熱敏傳感 器10啟動(dòng)使產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)8自動(dòng)斷開(kāi)同時(shí)充電開(kāi)關(guān)9自動(dòng)閉合，同時(shí)開(kāi)關(guān)3接通選接點(diǎn)A，充電 電池6和充電器7輸出端連接，此時(shí)壓電材料片1可在手部活動(dòng)作用下產(chǎn)生電壓經(jīng)充電器 6對(duì)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(guò)低壓電材料片1產(chǎn)生的電量不足，或溫度低而人體靜止時(shí)，開(kāi)關(guān)3接通選接點(diǎn) C，充電電池6和電熱絲2接通，充電電池6對(duì)電熱絲2供電產(chǎn)熱。本手套不使用時(shí)則開(kāi)關(guān)3接于選接點(diǎn)B，充電電池6不接入電路，其電能得以保存。開(kāi)關(guān)3和充電電池6、充電器7可設(shè)置于手套腕部。穿戴本壓電產(chǎn)熱防寒手套，握持物件時(shí)或手部運(yùn)動(dòng)時(shí)都可產(chǎn)熱，防止手指凍傷，且 不妨礙正常操作。[0041]實(shí)施例4本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例4為壓電產(chǎn)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(cè)，絕緣封裝的電熱絲2設(shè)置于上衣肩 部、背部和腰部和腹部?jī)?nèi)側(cè)。本例的壓電材料片1為壓電高分子織物片。本例的電路結(jié)構(gòu) 如圖9所示，多塊壓電材料片1并聯(lián)，其一極經(jīng)導(dǎo)線連接充電器7和電熱絲2的一端，開(kāi)關(guān) 3-2有兩個(gè)選接點(diǎn)D和E，壓電材料片1的另一極連接開(kāi)關(guān)3-2的固定接點(diǎn)，開(kāi)關(guān)3-2的選 接點(diǎn)E連接多組并聯(lián)的電熱絲2的另一端，每組電熱絲2還接有各自的產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)8。開(kāi)關(guān) 3-2的選接點(diǎn)D連接充電器7的另一端。常態(tài)下開(kāi)關(guān)3-2接通充電電池6和充電器7輸出 端。另外開(kāi)關(guān)3-1有3個(gè)選接點(diǎn)A、B、C。充電電池6的一端接充電器7的一個(gè)輸出端， 開(kāi)關(guān)3-1的固定接點(diǎn)接充電電池6的另一端；開(kāi)關(guān)3-1的選接點(diǎn)A接充電器7的另一輸出 端，開(kāi)關(guān)3-1的選接點(diǎn)C接開(kāi)關(guān)3-2的選接點(diǎn)E，即接電熱絲2的一端，開(kāi)關(guān)3-1的第三個(gè)選 接點(diǎn)B是空接點(diǎn)。開(kāi)關(guān)3-1每次只能連接一個(gè)選接點(diǎn)。各開(kāi)關(guān)可設(shè)置于袖口或下襟。上衣內(nèi)側(cè)有袋式夾層，壓電片1組和電熱絲2薄墊可插在夾層內(nèi)。穿著本壓電產(chǎn)熱防寒上衣，腹背臂部受壓時(shí)即可產(chǎn)電。無(wú)需產(chǎn)熱時(shí)，開(kāi)關(guān)3-2接通 選接點(diǎn)D，開(kāi)關(guān)3-1接通選接點(diǎn)A，壓電材料片1產(chǎn)生的電能通過(guò)充電器7存儲(chǔ)于充電電池 6。需產(chǎn)熱時(shí)，開(kāi)關(guān)3-2接通選接點(diǎn)E，根據(jù)需要加熱的部位選擇接通不同的產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)8，壓 電材料片1產(chǎn)電使電熱絲2產(chǎn)熱。當(dāng)壓電材料片1產(chǎn)熱量不足或人體靜止時(shí)，開(kāi)關(guān)3-1接 通選接點(diǎn)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(shí)，開(kāi)關(guān) 3-1置于空接點(diǎn)B，使充電電池6電能保存。實(shí)施例5本壓電產(chǎn)熱防寒衣物實(shí)施例5為壓電產(chǎn)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(shè)置于腹部和褲管內(nèi)側(cè)。本例的壓電材料片1為納米壓電材料片。本例的電路結(jié) 構(gòu)與實(shí)施例4相同，各開(kāi)關(guān)設(shè)置于褲腰處。防寒褲內(nèi)側(cè)有袋式夾層，壓電片組、電熱絲薄墊可插在夾層內(nèi)，穿著本壓電產(chǎn)熱防寒褲，人呼吸，或坐下，或靠壓，或運(yùn)動(dòng)均可產(chǎn)熱，為人體增溫， 且不妨礙行動(dòng)。還可接通不同產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)8，選擇需要供熱的部位。上述實(shí)施例，僅為對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的 具體個(gè)例，本實(shí)用新型并非限定于此。凡在本實(shí)用新型的公開(kāi)的范圍之內(nèi)所做的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種壓電產(chǎn)熱防寒衣物，衣物內(nèi)層設(shè)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(shè)置有一塊或多塊相互串聯(lián)和/或并聯(lián)的壓電材料片(1)，壓電材料片(1)兩極經(jīng)導(dǎo)線連接電熱絲(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電產(chǎn)熱防寒衣物，其特征在于所述壓電材料片(1)兩極經(jīng)開(kāi)關(guān)(3)連接電熱絲(2)，開(kāi)關(guān)(3)設(shè)置于衣物外層或邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電產(chǎn)熱防寒衣物，其特征在于 所述電熱絲(2)為可調(diào)電熱絲，調(diào)節(jié)鈕設(shè)置于衣物外層或邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電產(chǎn)熱防寒衣物，其特征在于所述電熱絲(2)為1組或多組并聯(lián)電熱絲，各組電熱絲(2)各接有產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)(8)，各產(chǎn) 熱開(kāi)關(guān)(8)設(shè)置于衣物外層或邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電產(chǎn)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(dǎo)電織物或高分子絕緣材料固定連接，成為壓電片組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電產(chǎn)熱防寒衣物，其特征在于 所述壓電材料片⑴并聯(lián)有電容(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電產(chǎn)熱防寒衣物，其特征在于所述壓電材料片(1)并聯(lián)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(chǎn)熱開(kāi)關(guān)(8)，充電電池(6)并聯(lián)于電熱絲(2)和產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓電產(chǎn)熱防寒衣物，其特征在于所述充電開(kāi)關(guān)(9)和產(chǎn)熱開(kāi)關(guān)(8)為聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，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(jù)權(quán)利要求5所述的壓電產(chǎn)熱防寒衣物，其特征在于所述衣物的相關(guān)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(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓電產(chǎn)熱防寒衣物，其特征在于所述壓電產(chǎn)熱防寒衣物為壓電產(chǎn)熱防寒腰帶，或壓電產(chǎn)熱防寒鞋，或壓電產(chǎn)熱防寒手 套，或壓電產(chǎn)熱防寒上衣，或壓電產(chǎn)熱防寒褲。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型為壓電產(chǎn)熱防寒衣物，內(nèi)層有絕緣封裝的電熱絲，衣物的易受壓部位有相互并聯(lián)和/或串聯(lián)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(diào)式電熱絲或多根并聯(lián)的電熱絲，可調(diào)整供熱部位和產(chǎn)熱強(qiáng)度。人體活動(dòng)時(shí)壓電材料受壓力沖擊產(chǎn)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(zhǎng)壽命。壓電材料兩極可并聯(lián)電容或充電電池，以存儲(chǔ)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(nèi)便于安裝。本實(shí)用新型無(wú)需外加電源；保溫且產(chǎn)熱，可為防寒腰帶手套鞋衣褲等，有效防寒防凍傷，環(huán)保節(jié)能。
文檔編號(hào)A41D13/00GK201557572SQ200920255169
公開(kāi)日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者王平明 申請(qǐng)人:王若曼