專利名稱：電子腳爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種穿著鞋使用時(shí)，卻能由一電子裝置在特制的鞋墊內(nèi)產(chǎn)生熱量來(lái)溫暖足部的小型家用電器的發(fā)明。
在寒冷天氣，腳是最容易受凍的。有鞋穿在腳上，即使靠近熱源，腳也不容易溫暖。電熱式的加熱器，有功耗高，穿鞋時(shí)加熱不理想的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的目地是為了提供一種利用電磁感應(yīng)原理直接在鞋墊內(nèi)部產(chǎn)生熱量來(lái)溫暖足部的電子產(chǎn)品。
本發(fā)明的電子腳爐由一產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)的電子裝置及配套使用的特制鞋墊兩部分組成。電子裝置主要由爐體和安裝在爐體內(nèi)的控制電路、電感線圈及電源組成，電源連接到控制電路，控制電路的輸出連接到電感線圈，爐體頂端面裝有極易透過(guò)磁力線的面板，特制的鞋墊是在普通鞋墊的布料間夾有金屬薄片。
其工作原理是一般交流市電通過(guò)電源為控制電路供電?？刂齐娐返妮敵鲞B接到電感線圈，通過(guò)電感線圈在其周圍產(chǎn)生頻率高于20KHz的交變電磁場(chǎng)。當(dāng)鞋墊靠近電感線圈時(shí)，由于交變電磁場(chǎng)的作用，會(huì)在金屬薄片內(nèi)感應(yīng)產(chǎn)生渦流，同時(shí)產(chǎn)生焦耳熱。使用電子腳爐時(shí)，將特制鞋墊放入鞋中，人穿鞋踏在面板上，交變電磁場(chǎng)穿透鞋底加熱鞋墊中的金屬薄片，受熱的鞋墊即可將熱量直接傳到足底。
基于本發(fā)明的原理，熱量是直接產(chǎn)生在鞋墊內(nèi)。所以比其它電熱式加熱方式效率高很多，功耗也只有十幾瓦，而且可以穿鞋使用，十分方便。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步的描述。
附

圖1是本發(fā)明電子裝置示意圖。
附圖2是發(fā)明中特制鞋墊示意圖。
附圖3是發(fā)明中控制電路的原理框圖。
附圖4是發(fā)明中控制電路的原理電路圖。
參考附圖1、2，本發(fā)明的電子腳爐由一電子裝置及配套使用的特制鞋墊兩部分組成。電子裝置主要由爐體2和安裝在爐體內(nèi)的控制電路5、電感線圈4及電源1組成。爐體用于支撐及安裝元件，爐體頂端面裝有極易透過(guò)磁力線的面板3。面板供雙腳踩踏，面板不能使用金屬及導(dǎo)磁性材料，可使用塑料，如強(qiáng)度高的工程塑料制成。在面板的背面緊帖裝有電感線圈，電感線圈可以是兩個(gè)也可以是四個(gè)，在電路中可以串聯(lián)也可以并聯(lián)使用，原理圖中則等效為一個(gè)電感。多個(gè)電感線圈要?jiǎng)蚍Q分布在面板背面的平面上，其位置是雙腳并齊踏在面板上時(shí)，使用兩個(gè)電感線圈的，電感線圈中心基本正對(duì)雙腳的前腳掌心，使用四個(gè)電感線圈的，電感線圈中心基本正對(duì)雙腳的前、后腳掌心。電感線圈是空心繞制的。交流市電經(jīng)過(guò)電源降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后，給控制電路供電?？刂齐娐房刂圃陔姼芯€圈中產(chǎn)生一定頻率的交變電磁場(chǎng)，頻率在25KHz～1MHz的范圍內(nèi)。鞋墊6是用普通布料制成的，只是在其中夾進(jìn)了薄的金屬片7，本發(fā)明具體使用了鋁片。一雙鞋墊中金屬片使用兩片或四片，使用兩片時(shí)，放入鞋墊中正對(duì)前腳掌的位置；使用四片放入鞋墊中正對(duì)前、后腳掌的位置。
參照?qǐng)D3、4，交流市電經(jīng)過(guò)電源降壓、整流、濾波后，輸出直流+24V及穩(wěn)壓的+5V給爐體中的控制電路5供電?？刂齐娐钒藛?dòng)電路8、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路9、LC振蕩電路10、負(fù)載檢測(cè)電路11、振蕩周期檢測(cè)電路12。LC振蕩電路是由電感線圈與一只電容并聯(lián)后，一端接電源的直流電壓輸出，另一端接功率場(chǎng)效應(yīng)的源極組成的；啟動(dòng)電路8是一個(gè)可復(fù)位的多諧振蕩器，產(chǎn)生約1HZ的振蕩信號(hào)，輸出接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路，用于每秒一次去啟動(dòng)LC振蕩電路；單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路的輸出接功率場(chǎng)效應(yīng)的柵極，可將啟動(dòng)電路輸出的信號(hào)整型為一定脈寬的正脈沖去開(kāi)通功率場(chǎng)效應(yīng)管，調(diào)整輸出脈寬，可控制電路的輸出功率；振蕩周期檢測(cè)電路的輸入接功率場(chǎng)效應(yīng)的源極，輸出接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路，用于檢測(cè)LC振蕩的諧振周期，其輸出控制單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路，以使觸發(fā)與LC諧振同步；負(fù)載檢測(cè)電路的輸入接到功率場(chǎng)效應(yīng)的漏極與電阻Rs之間，輸出接啟動(dòng)電路輸入的可復(fù)位端，負(fù)載檢測(cè)電路可測(cè)試到薄金屬片靠近電感線圈時(shí)電磁感應(yīng)強(qiáng)度變化所引起的電流變化。當(dāng)薄金屬片靠近電感線圈時(shí)(稱有負(fù)載反之稱無(wú)負(fù)載)，負(fù)載檢測(cè)電路的輸出復(fù)位啟動(dòng)電路，由振蕩周期檢測(cè)電路觸發(fā)單穩(wěn)驅(qū)動(dòng)電路，使電路處于振蕩狀態(tài)。無(wú)負(fù)載則禁止振蕩周期檢測(cè)電路的輸出，仍由啟動(dòng)電路每隔1秒啟動(dòng)一次。由于采用了對(duì)LC諧振周期檢測(cè)的方法，而LC諧振周期又隨負(fù)載變化而變化，所以電路能自動(dòng)適應(yīng)頻率的變化，并使場(chǎng)效應(yīng)管工作在零電壓導(dǎo)通的軟開(kāi)通狀態(tài)，減小了開(kāi)關(guān)損耗，提高了可靠性。負(fù)載檢測(cè)電路可保證在不使用時(shí)，即使不關(guān)閉電源，也使電路功耗極小。具體工作過(guò)程詳述如下電路開(kāi)始工作時(shí)，由U1(CC7555)及外圍元件R1、R2、C1組成的多諧振蕩器啟動(dòng)電路約每秒種產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)去觸發(fā)由U2A(74HC123)及外圍元件R3、C2組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，產(chǎn)生一個(gè)約20微秒寬的脈沖，驅(qū)動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管DB導(dǎo)通。下面又分為無(wú)負(fù)載和有負(fù)載兩種情況討論；由運(yùn)算放大器U3A、U3B(LM324)及周圍元件R7、R8、R9、C4、W2組成負(fù)載檢測(cè)電路。無(wú)負(fù)載時(shí)流過(guò)電感線圈L的電流較小，并在Rs上形成壓降，經(jīng)U3A3腳輸入后放大，卻比比較器U3B的6腳設(shè)定的電位低，使U3B的7腳輸出為低，清除觸發(fā)電路U2B(74HC123)使其不能有觸發(fā)脈沖輸出，U2B的12腳輸出則為高，由于D2的隔離，對(duì)U1無(wú)影響。多諧振蕩器U1正常工作，不斷產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)，同時(shí)LC振蕩電路不產(chǎn)生諧振；有負(fù)載時(shí)，DB導(dǎo)通后流過(guò)L的電流較大，由U3A放大的電壓高于U3B6腳設(shè)定的電位。U3B輸出為高，解除對(duì)U2B的封鎖。DB導(dǎo)通20微秒后關(guān)閉，于是L向C充電，C充到最高電壓后，又經(jīng)L放電，充放電周期由LC的諧振頻率決定。由U3C(LM324)及外圍元件R5、R6、D1、W1組成的LC諧振周期檢測(cè)電路，會(huì)檢測(cè)到C放電到接近于零的電位，此時(shí)10腳已低于9腳，U3C輸出一個(gè)低電平。由于U2B的11腳已經(jīng)為高，所以這個(gè)低電平，會(huì)觸發(fā)U2B,U2B經(jīng)5腳輸出一個(gè)3微秒左右的正脈沖信號(hào)，又由這個(gè)正脈沖的下降沿又去觸發(fā)U2A。同時(shí)由U2B12腳輸出的負(fù)脈沖信號(hào)，經(jīng)D2使C1放電，破壞了U1的諧振條件，使其輸出為高。U2A由于被U2B觸發(fā)，再次產(chǎn)生一個(gè)20微秒的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使DB導(dǎo)通，如此循環(huán)往復(fù)，電路處于振蕩狀態(tài)，并在L周圍產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)。
使用電子腳爐時(shí)，接通電源，將特制鞋墊放入鞋中，人穿鞋踏在面板上，交變電磁場(chǎng)穿透鞋底加熱鞋墊中的金屬薄片，受熱的鞋墊即可將熱量直接傳到足底。特制鞋墊在平?？梢韵笃胀ㄐ瑝|一樣穿用，只是踏在電子腳爐上時(shí)才有暖足的作用，一個(gè)電子腳爐可配許多雙鞋墊，供多人使用。
本發(fā)明適用于較長(zhǎng)時(shí)間端坐或站立，又由于環(huán)境溫度較低，而腳冷的場(chǎng)合。具有傳熱快；熱效高；功耗低(只有十幾瓦)的優(yōu)點(diǎn)。而且適于穿鞋使用，十分方便。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，特別適用于家庭及辦公場(chǎng)所作為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的暖足電器。
權(quán)利要求
1.一種利用電磁感應(yīng)原理溫暖足部的電子腳爐，由一產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)的電子裝置及配套使用的特制鞋墊兩部分組成，其特征是所述電子裝置包括爐體和安裝在爐體內(nèi)的控制電路、電感線圈及電源；爐體頂端面裝有極易透過(guò)磁力線并用于腳踏的面板，電源連接到控制電路，控制電路的輸出連接到電感線圈，通過(guò)電感線圈在其周圍產(chǎn)生頻率高于20KHz的交變電磁場(chǎng)；所述特制鞋墊中夾有薄金屬片。
2.按權(quán)利要求1所述的電子裝置，其特征是所述電感線圈產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)在25KHz～1MHz的頻率范圍內(nèi)。
3.按權(quán)利要求1、2所述的電子裝置，其特征是所述電感線圈是緊帖緊安裝在面板的背面，電感線圈可以是兩個(gè)也可以是四個(gè)，多個(gè)電感線圈是勻稱分布在面板背面的平面上，其位置是雙腳并齊踏在面板上時(shí)，使用兩個(gè)電感線圈的，電感線圈中心基本正對(duì)雙腳的前腳掌心，使用四個(gè)電感線圈的，電感線圈中心基本正對(duì)雙腳的前、后腳掌心。
4.按權(quán)利要求1、2所述的電子裝置，其特征是所述電感線圈是空心繞制的，所述面板不使用金屬及導(dǎo)磁性材料，而使用塑料，如強(qiáng)度高的工程塑料制成。
5.按權(quán)利要求1、2所述的電子裝置，其特征是控制電路包括啟動(dòng)電路8、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路9、LC振蕩電路10、負(fù)載檢測(cè)電路11、振蕩周期檢測(cè)電路12，所述LC振蕩電路是由電感線圈與一只電容并聯(lián)后，一端接電源的直流電壓輸出，另一端接功率場(chǎng)效應(yīng)的源極，所述啟動(dòng)電路輸出接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路，而單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路的輸出接功率場(chǎng)效應(yīng)的柵極，振蕩周期檢測(cè)電路的輸入接功率場(chǎng)效應(yīng)的源極，輸出接單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路，負(fù)載檢測(cè)電路的輸入接到功率場(chǎng)效應(yīng)的漏極與電阻Rs之間，輸出接啟動(dòng)電路輸入的可復(fù)位端。
6.按權(quán)利要求1所述電子裝置配套的鞋墊，其特征是鞋墊中的薄金屬片選用鋁片。
7.按權(quán)利要求1、5所述電子裝置配套的鞋墊，其特征是一雙鞋墊中金屬片使用兩片或四片，使用兩片時(shí)，放人鞋墊中正對(duì)前腳掌的位置，使用四片時(shí)，放人鞋墊中正對(duì)前、后腳掌的位置。
全文摘要
電子腳爐是利用電磁感應(yīng)原理溫暖足部的小型家用電器。使用時(shí)將夾有金屬薄片的特制鞋墊放入鞋中,人穿鞋踏在電子腳爐上,電子裝置產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)可穿透鞋底在鞋墊的金屬薄片中產(chǎn)生焦耳熱,受熱的鞋墊即可將熱量直接傳到足底。這種電子腳爐的特點(diǎn)是穿著鞋就可使用,十分方便;傳熱快;熱效高;功耗低,只有十幾瓦。且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,特別適用于家庭及辦公場(chǎng)所作為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的暖足電器。
文檔編號(hào)A43B7/00GK1225248SQ98110048
公開(kāi)日1999年8月11日 申請(qǐng)日期1998年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月6日
發(fā)明者姚建青 申請(qǐng)人:姚建青