專利名稱：一種恒溫電熱手套的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電熱手套，特別是涉及一種基于負反饋控制機理的恒溫電熱手套。
背景技術：
目前，國內(nèi)外市場上的電熱手套均不能保持恒溫，無法應用于對溫度具有較高要求的場合，而一些醫(yī)療領域(例如皮膚型紅斑狼瘡的治療)要求手套具有保持恒溫(例如33℃)的功能。
當前的電熱手套的溫度控制方式主要有以下幾種 (1)手套具有一個電源開關，當手套內(nèi)溫度較低時由用戶打開該開關，電熱元件開始加熱，當溫度較高時則關閉該開關，電熱元件停止加熱(例如廣東慧瀚科技有限公司、臺灣YUNG TIEN INDUSTRIAL C0.，LTD.的電熱手套產(chǎn)品)； (2)手套具有一個多檔選擇開關，電熱元件在較低檔工作時具有較小的加熱功率，在較高檔工作時則具有較大的加熱功率(例如奧地利ZANIER SPORTGESMBH的電熱手套產(chǎn)品)； (3)加熱電路中串聯(lián)一個對溫度敏感的溫控元件，例如雙金屬片溫控開關或熱敏電阻，當溫度達到某一臨界溫度時，雙金屬片溫控開關切斷電路或熱敏電阻的阻值急劇增大而限制電路電流，電熱元件的加熱功率減小，當溫度低于上述臨界溫度時，雙金屬片溫控開關閉合或熱敏電阻的阻值恢復正常，電熱元件的加熱功率增大，如此往復，從而實現(xiàn)手套溫度的簡易自動控制(例如國內(nèi)專利CN95206254.2、CN200420079120.7)。
上述三種溫度控制方式都不能使手套保持恒溫。事實上，當環(huán)境溫度較低時，為使手套內(nèi)保持恒溫，要求電熱元件的加熱功率等于手套對環(huán)境的散熱功率(速率)，而后者不僅與手套的絕熱性能有關，而且隨溫度、濕度、風速等環(huán)境因素變化而變化，因此要求電熱元件的加熱功率可隨環(huán)境因素變化而連續(xù)改變。第一種方式的電熱元件的加熱功率是固定值，僅靠用戶手動操作電源開關是不能使電熱元件的加熱功率連續(xù)改變的。第二種方式的電熱元件的加熱功率具有若干個固定值，當環(huán)境因素變化不大時，手套雖然可以恒定在某一溫度下，但大多數(shù)情況下該溫度或者偏高或者偏低。另外，該兩種方式的加熱功率都受電源電壓波動的影響，當使用可充電電池供電時，加熱功率隨電池電壓的降低而減小。對于第三種方式，理論上只要選擇合適的溫控元件，就能使手套保持恒溫。事實上，由于手套內(nèi)的服裝面料都是熱的不良導體，溫控元件并不能實時檢測到電熱元件的溫度，即具有一定的延遲，因此該種方式下手套內(nèi)的實際溫度將圍繞溫控元件的臨界溫度值上下波動，延遲越大，波動亦越大。另外，溫控元件的性能參數(shù)亦因環(huán)境因素及材質(zhì)老化而改變。
除電熱方式之外的其它保暖方式主要有以下幾種 (1)利用化學物質(zhì)與空氣中的氧發(fā)生氧化還原反應放熱(例如北美HEATFACTORY，Inc.的保暖手套產(chǎn)品)； (2)用戶呼吸時將呼出的熱氣吹入手套內(nèi)外夾層之間(例如美國HAMMACHERSCHLEMMER & COMPANY，INC.的保暖手套產(chǎn)品)； (3)通過導熱媒介對流換熱(例如宇航服)。
顯然，前兩種方式不能保持恒溫，第三種方式雖然可以保持恒溫，但體積較大，不適合民用。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種基于負反饋控制機理的溫度控制方式的恒溫電熱手套，以彌補現(xiàn)有技術的不足或缺陷，滿足生產(chǎn)或生活的需要。
為了解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是，一種恒溫電熱手套，包括內(nèi)層和外層，在所述的內(nèi)層和外層之間設有恒溫供熱系統(tǒng)。
作為優(yōu)選的技術方案所述的恒溫供熱系統(tǒng)包括由可充電電池1供電的溫度控制電路板2、電熱元件3和溫度傳感器4；溫度控制電路板2由微控制器5及大功率三極管6組成，電熱元件3分布在手套的手指及手背部位，溫度控制電路板2固定在手套手腕部位的外側(cè)，溫度傳感器4固定在手套內(nèi)，與電熱元件3不接觸；可充電電池1選用長方體形狀的較大容量的聚合物鋰電池，電壓7.4-11.1V；電熱元件3選用碳纖維發(fā)熱絲或發(fā)熱布；溫度傳感器4選用集成電路式溫度傳感器或熱敏電阻；微控制器5選用體積小、能耗低的微控制器。
溫度傳感器檢測到的實際值與控制器的設定值形成偏差信號，在控制器PID控制規(guī)律作用下，調(diào)節(jié)控制器的輸出方波的占空比，控制大功率三極管的導通和截止的狀態(tài)，調(diào)節(jié)電熱元件的加熱功率，從而使手套內(nèi)保持恒溫。
本實用新型適合在環(huán)境溫度低于或等于溫度設定值的情況下工作，當環(huán)境溫度高于溫度設定值時，因手套不具有制冷功能而不能保持恒溫。
本實用新型的有益效果是具有保持恒溫的功能。
圖1是本實用新型的電路元器件布局圖 圖2是本實用新型的溫度控制電路板上的電路元器件布局圖 圖3是本實用新型的溫度控制原理圖 圖中1.可充電電池，2.溫度控制電路板，3.電熱元件，4.溫度傳感器，5.微控制器，6.大功率三極管。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進一步詳細闡述。
實施例1 參照附圖1-3，圖1中，可充電電池1分別為溫度控制電路板2、電熱元件3及溫度傳感器4供電，溫度控制電路板2由微控制器5及大功率三極管6組成?？沙潆婋姵?及溫度控制電路板2固定在手套手腕部位的外側(cè)；電熱元件3分布在手套的手指及手背部位；溫度傳感器4固定在手套內(nèi)，但不接觸電熱元件3。
可充電電池1選用長方體形狀的較大容量的聚合物鋰電池，電壓7.4V；電熱元件3選用碳纖維發(fā)熱絲；溫度傳感器4選用集成電路式溫度傳感器；微控制器5選用體積小、能耗低的微控制器。
圖3所示，微控制器5的溫度設定值與溫度傳感器4檢測到的溫度實際值的差值輸入到微控制器5，在PID控制規(guī)律作用下微控制器5輸出占空比可調(diào)的方波信號，控制大功率三極管6的導通和截止，從而調(diào)節(jié)電熱元件3的加熱功率。
本實用新型溫度控制方式亦可應用于其它的保暖服裝領域，例如恒溫電熱背心等。
權(quán)利要求1.一種恒溫電熱手套，包括內(nèi)層和外層，其特征在于，在所述的內(nèi)層和外層之間設有恒溫供熱系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒溫電熱手套，其特征在于，所述的恒溫供熱系統(tǒng)包括由可充電電池(1)供電的溫度控制電路板(2)、電熱元件(3)和溫度傳感器(4)；溫度控制電路板(2)由微控制器(5)及大功率三極管(6)組成，電熱元件(3)分布在手套的手指及手背部位，溫度控制電路板(2)固定在手套手腕部位的外側(cè)，溫度傳感器(4)固定在手套內(nèi)，與電熱元件(3)不接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒溫電熱手套，其特征在于，可充電電池(1)選用長方體形狀的較大容量的聚合物鋰電池，電壓7.4-11.1V。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒溫電熱手套，其特征在于，電熱元件(3)選用碳纖維發(fā)熱絲或發(fā)熱布。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒溫電熱手套，其特征在于，溫度傳感器(4)選用集成電路式溫度傳感器或熱敏電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒溫電熱手套，其特征在于，微控制器(5)選用體積小、能耗低的微控制器。
專利摘要本實用新型公開了一種恒溫電熱手套，包括內(nèi)層和外層，在所述的內(nèi)層和外層之間設有恒溫供熱系統(tǒng)。本實用新型的有益效果是具有保持恒溫的功能。
文檔編號G05D23/20GK2901916SQ20052004811
公開日2007年5月23日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者李龍飛, 丁永生 申請人:東華大學