一种具有供能装置和加热装置的户外服装的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种具有供能装置和加热装置的户外服装，户外服装上设有可拆卸的加热装置，加热装置包括蓄电池和加热片，蓄电池和加热片通过第一导线连接，所述加热片包括设置于后衣身内侧面上从腰椎沿肩胛骨延伸至肩部的Y型加热片和延伸至右前衣身内侧面上的带状加热片。户外服装上还设有可拆卸的供能装置，供能装置包括太阳能电池板，太阳能电池板通过第二导线与蓄电池串联。户外服装的供能装置可拆卸的结构，不仅可以放置于服装上随时随地进行充电，还可以拆卸下来放置于任何其他位置充电。本设计具有结构简单，使用方便和安全，使用寿命长、加热迅速、保暖效果好，并且加热装置可以拆卸的特点。
【专利说明】一种具有供能装置和加热装置的户外服装
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及户外服装【技术领域】，具体涉及一种具有供能装置和加热装置的户外服装。
【背景技术】
[0002]随着经济的发展、社会的进步，户外活动的兴起，手机、MP3、掌上游戏机等便携式设备的普及，使得太阳能的光电技术成为越来越值得研究的方向，薄膜太阳能电池技术是今后光电技术发展的重点，薄膜太阳能电池按衬底分为硬衬底和柔性衬底两大类。柔性衬底太阳能电池是指在柔性材料(如不锈钢、聚酯膜)上制作的电池，与硬衬底电池相比，其最大的特点是重量轻、可折叠和不易破碎。2003年，加州大学伯克利分校的研究人员发明了可置于衣服上的柔性塑胶太阳能电池装置，为可携式及其它低耗电量的电子设备提供电力。2009年I月，叶忠保使用柔性非晶硅太阳能电池板发明一款太阳能充电服装，是在普通服装的基础上设置太阳能充电装置，通过封胶工艺固定在服装表面，利用压胶防水条或者是搭扣将用电设备固定于服装面料上，可以为兼容USB充电功能的便携式数码设备充电。上述两种太阳能服装，都是将太阳能充电设备通过工艺固定于服装表面，不利于拆卸清洗，并且装置为其充电的设备多为3.7V低电压装置，同时整套系统上都没有显示被充电的用电设备的电压，无法判断何时能够充满电。
[0003]目前国内现存使用碳纤维作为发热体的发热服装，主要分两种:一种是碳纤维通过开关装置直接与电池相连，如2010年9月，董文淑发明一种电暖服装，将碳纤维发热层至于两层面料之间，通过开关连接电源。另外一种是带有温度控制的碳纤维发热服，将温度控制器接入电路，可以实时控制碳纤维发热体的温度变化，使温度按照要求调节输出。如2007年3月董军设计的碳纤维电热马甲，在马甲衬里和衬面之间设置碳纤维加热体，在马甲衬面与碳纤维加热体之间设置隔热层，电池的输出与碳纤维加热体之间设置温度调节器，温度调节器与电池一体设置，也可以分体设置。2009年9月，韩光发明保健磁疗发热服装，将网状碳纤维发热层和磁体安装在带夹层的服装内，使用充电电池为其供电，在碳纤维发热体和充电电池之间设置温度控制器，从而解决风寒风湿人群怕冷怕潮的问题，随时随地的保暖保健。2009年3月Chien-Chou Chen发明输出功率可调节的保暖服，包括加热板、电池控制器、电池组、温度控制器等，输出功率和发热功率成线性对应关系。红豆集团无锡远东服饰有限公司的孙国祥在2011年10月发明的具有温度控制器的碳纤维发热服装，由两个或两个以上的碳纤维发热模块串联，通过导线连接电池和温度控制器，方面快捷。现存的碳纤维发热服装中，关于碳纤维发热片，有的是一片式结构，有的是多片式结构，一片式结构一般设计可以拆卸，但是一片式结构由于热源集中，服装内进行热循环难度大，保暖效果不佳，采用多片式结构，体表设置多处热源，可迅速进行热循环，但是由于片与片之间的连线增多，相应导线对人体的牵制增多，不适合制作拆卸式结构，不利于清洗，有较大的安全隐患。其次有的碳纤维通过开关装置直接与电源相连，没有温度控制装置，无法根据使用者当时的冷热状态进行调节。而且有的碳纤维发热服未设置温度保护，如果温度过高则容易发生烫伤等危险。
[0004]因此，需要提供一种同时具有供能和加热装置的户外服装，供能装置可以拆卸，不仅可以放置于服装上随时随地进行充电，还可以拆卸下来放置于任何其他位置充电，而且还可以为7.4V较高电压锂电池充电，并且可以随时查看充电电池的电压，明确电池充满电的时刻；加热装置利用供能装置充好电的电池供电加热，同时设置温度保护开关，避免烫伤。
实用新型内容
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有供能装置和加热装置的户外服装，户外服装上设置有可拆卸的供能装置和加热装置，供能装置的蓄电池可利用太阳能充电，且可以显示充电状态；加热装置用蓄电池供电，加热片设置过热保护装置，同时设置有温度控制器方便控制加热片的温度。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案:
[0007]—种具有供能装置和加热装置的户外服装，所述户外服装上设有可拆卸的加热装置，所述加热装置包括蓄电池和加热片，所述蓄电池和加热片通过第一导线连接，所述加热片包括设置于后衣身内侧面上从腰椎沿肩胛骨延伸至肩部的Y型加热片和延伸至右前衣身内侧面上的带状加热片，所述户外服装上还设有可拆卸的供能装置，所述供能装置包括太阳能电池板，所述太阳能电池板通过第二导线与蓄电池串联。整个加热装置的加热片覆盖人体的脾、胰、肝、肺、心脏等器官和脊椎。
[0008]优选地，所述供能装置中还设有用于防止电流倒流的二极管以及用于显示蓄电池充电状态的显示模块和开关。
[0009]优选地，所述太阳能电池板由柔性非晶硅太阳能电池片串联组成，所述太阳能电池板、显示模块和开关附着在面料织物上，所述面料织物与户外服装的后衣身外侧通过拉链连接，所述拉链外固设有防水压条。
[0010]优选地，所述户外服装的后衣身内侧面上设有后衣身口袋，所述户外服装的后衣身上还设有用于穿入穿出第二导线的后衣身十字口。
[0011]优选地，所述加热片与蓄电池通过第一导线连接，所述第一导线与蓄电池之间通过连接插头连接。
[0012]优选地，所述加热片由碳纤维长丝组成，所述加热片上还设有两个过热保护开关。
[0013]优选地，所述加热片通过固定锁扣与户外服装内侧面固定连接。
[0014]优选地，所述加热片与蓄电池之间设有温度控制器，所述温度控制器穿过前衣身十字口设置于前衣身的外侧。
[0015]优选地，所述户外服装的前衣身内侧面上设有前衣身口袋。
[0016]本实用新型的有益效果如下:
[0017]本实用新型的一种具有供能装置和加热装置的户外服装由于采用了以上技术方案，户外服装的供能装置可拆卸，不仅可以放置于服装上随时随地进行充电，还可以拆卸下来放置于任何其他位置充电，数码显示模块可以显示蓄电池的电压，判断蓄电池是否充满；加热装置的加热片形状为Y形，主要涉及覆盖的身体区域有后腰脊椎处，肩胛骨和肩部两侧处，前衣身延伸至心脏处，覆盖了人体神经分布最密集的部位，这样可以更有效的加速血液循环，热舒适的感觉增强；加热装置的温度控制器穿过前衣身十字口设置于前衣身的外侦U，方便使用者控制加热片的温度。本设计具有结构简单，使用方便和安全，使用寿命长、力口热迅速、保暖效果好，并且加热装置可以拆卸的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0019]图1示出本实用新型的一种具有供能装置和加热装置的户外服装的供能装置结构示意图。
[0020]图2示出本实用新型的一种具有供能装置和加热装置的户外服装的供能装置电路连接结构示意图。
[0021]图3示出本实用新型的一种具有供能装置和加热装置的户外服装的加热装置结构示意图。
[0022]图中各标记如下:1太阳能电池板，2 二极管，3显示模块，4开关，5蓄电池，6面料织物，7拉链，8防水压条，9后衣身十字口，10后衣身口袋，11发热片，12温度控制器，13过热保护开关，14第一导线，15碳纤维长丝，16连接插头，17固定锁扣，18前衣身十字口，19前衣身口袋，20第二导线。
【具体实施方式】
[0023]为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。
[0024]如图1-图3所示，一种具有供能装置和加热装置的户外服装，所述户外服装包括前衣身和后衣身，所述户外服装设有可拆卸的供能装置和加热装置。
[0025]所述加热装置包括蓄电池5和加热片11，所述蓄电池5和加热片11通过第一导线14连接，所述加热片11包括设置于后衣身内侧面上从腰椎沿肩胛骨延伸至肩部的Y型加热片和延伸至右前衣身内侧面上的带状加热片。整个加热片11覆盖人体的脾、胰、肝、肺、心脏等器官和脊椎。
[0026]所述户外服装上还设有可拆卸的供能装置，所述供能装置包括太阳能电池板I，所述太阳能电池板I通过第二导线20与蓄电池5串联。所述供能装置中还设有用于防止电流倒流的二极管2以及用于显示蓄电池5充电状态的显示模块3和开关4。具体连接方式为，第二导线20依次串联太阳能电池板1、二极管2和蓄电池5组成，所述蓄电池5的两端并联有显示模块3和开关4。
[0027]所述太阳能电池板I由五片柔性非晶硅太阳能电池片串联组成，组成整片大的太阳能电池板1，所述太阳能电池板1、显示模块3和开关4附着在面料织物6上，所述面料织物6与户外服装的后衣身外侧通过拉链7和防水压条8连接。
[0028]所述户外服装的后衣身内侧面上设有后衣身口袋10，所述户外服装的后衣身上还设有用于穿入穿出第二导线20的后衣身十字口 9。为蓄电池5充电至，将蓄电池5置于后衣身口袋10内。
[0029]蓄电池5为电压7.4V、电池容量为1300mAh的聚合物锂电池组，为两节电压为3.7V、电池容量为1300mAh的聚合物锂电池串联而成。所述的聚合物锂电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，具有硬件和软件双重保护，均有过充、过放、过流和短路保护功能。市场上的聚合物锂电池所采用的正极材料、负极材料电解液的电化学窗口基本都在4.5V以上，也就是说，当电池充电电压达到4.5V时电池还是比较稳定的。但如果电池充电电压过低(如低于4.15V)，会严重影响电池的充电量，如电池充电电压若控制在4.13V,电池充入的电量约为电池容量的60?80%，极大地影响了电池性能发挥。综上所述，选择为单节锂电池充电的电压应控制在
4.2?4.5V。则两块锂电池串联得到的7.4V锂电池组充电电压应在8.4?9.0V。即太阳能电池板I的充电电压选择应在上述范围。
[0030]串联一个二极管2后,组成供能装置可以为一个电压7.4V、电容量为1300mAh的蓄电池5充电，蓄电池5的两端并联显示模块3和开关4，当太阳能电池板I经阳光照射产生电流，经过二极管2流向蓄电池5。平时充电时开关4常开，需要判断蓄电池5充电状态时，按下开关4，显示模块3显示此刻蓄电池5的电压，当蓄电池5的电压接近充电截止电压时，即表明蓄电池5已经充满电，可将其取下使用。
[0031]在阳光直射情况下，实测为电压7.4V、电容量为1300mAh的蓄电池5充电时间为6个小时。只要能满足6个小时的光照时间，一天即可为蓄电池5充满电。
[0032]太阳能电池板I由五片柔性非晶硅太阳能电池片串联组成，单片的规格为:尺寸:长190mm/宽50mm/厚Imm ;重量:20g ;最佳工作电压:1.5V ;最佳工作电流:300mA ;开路电压:2.2V;短路电流:380mA示。首先选择五片太阳能电池片为其充电。单片实测充电电压为1.9V，五片串联所构成的整片太阳能电池板I的输出电压则为9.5V，充电电流250mA。
[0033]由于太阳能电池板I的输出电流随光照强度的变化而变化，所以柔性非晶硅太阳能电池片与蓄电池5间应串联一个二极管2，二极管2的特性是正向导通，反向截止，防止因阳光被遮挡或者充电方位的骤变而导致的电压电流骤降，低于蓄电池5的电压而发生的电流倒流现象。同时二极管2还有降压作用，串联一个二极管2后实测充电电压9.0V，充电电流220mA，基本满足充电电压和电流要求。
[0034]所述的显示模块3为三位电压数码显示模块，直流输入输出。
[0035]所述的开关4为常开的开关，当电路正常运行过程中，开关4呈打开状态，显示电路断路，显示模块3无显示，这样可以避免电路的无效损耗，当需要查看蓄电池5电压时，可将开关4按下，此刻电路接通，显示模块3显示蓄电池5的电压。
[0036]所述太阳能电池板1、显示模块3和开关4附着在面料织物6上，表面也附有一层织物，太阳能电池板1、显示模块3和开关4的位置镂空显示，其他的电子设备及导线隐蔽于两层面料之间。
[0037]面料织物6以上方拉链7固定于户外服装后衣身的外侧，拉链7上方有一个防水压条8，可以隐蔽拉链7，同时具有防水作用，装置贴服装的一面左上侧设置小孔，第二导线20通过小孔再通过对应的服装上的后衣身十字口 9进入服装内部，一直延伸至后衣身口袋10，对放置在后衣身口袋10内的蓄电池5进行充电。
[0038]当不需要使用供能装置时，拔下蓄电池5，将第二导线20从后衣身十字口 9穿出，将面料织物6上的拉链7拉开，从即可将整套装置取下。
[0039]所述加热装置包括加热片11和蓄电池5，所述加热片11与蓄电池5通过第一导线14连接，所述第一导线14与蓄电池5之间通过连接插头16连接。所述加热片11由碳纤维长丝15组成，所述加热片11包括设置于后衣身内侧面上从腰椎沿肩胛骨延伸至肩部的Y型加热片和延伸至右前衣身内侧面上的带状加热片。所述加热片11由衬布包裹碳纤维长丝15组成，具体由八束12k的长丝并联组成。所述加热片11通过固定锁扣17与户外服装内侧面固定连接，固定锁扣可以使用小型四眼扣。
[0040]所述加热片11上还设有两个过热保护开关13。所述的过热保护开关13为50°C常闭温度开关。所述加热片11与蓄电池5之间设有温度控制器12，所述温度控制器12穿过前衣身十字口 18设置于前衣身的外侧。所述的温度控制器12为微型单片机温度控制器；装置间以导线串联，温度控制器12通过控制输出电流来达到控制加热片11的功率，从而控制温度的目的。
[0041]所述户外服装的前衣身内侧面上设有前衣身口袋19。在加热过程中，所述蓄电池5放置在前衣身口袋19内。
[0042]其中加热片11使用小型四眼扣固定于后衣身的内侧面和前衣身的内侧面，能够更好的对人体产生保暖效果，温度控制器12固定于服装表层，方便进行手动温度调节和显示温度档位，蓄电池5使用过程中无须其他人为操作，故设置于前衣身内侧的前衣身口袋19内。两个过热保护开关13分别放置于胸口位置和腰脊椎位置。第一导线14通过服装上的前衣身十字口 18穿入穿出。
[0043]碳纤维长丝15通电加热后，能释放远红外线激活生物大分子，这些远红外线作用于肌体以后，大部分能量能被肌体吸收并转化为热能，人体表面的热感受器接收热信号反馈给下丘脑，通过下丘脑反射使平滑肌松弛，血管扩张，血循环加快，另一方面由于热作用还可引起血管活性物质的释放，血糖、血脂加速转化，血管张力降低，减小动脉、浅毛细管和浅静脉扩张，血液循环加速。人体本身的组织导热性能较差，血液循环是体内传递热量的重要途径，通过血液循环系统转移的热量占人体总产热的50?80%。由于血液不断循环，深部各个器官的温度会经常趋于一致。对人体温度场的影响最大的血液流动现象主要有以下三点:人体周身尤其是皮肤层血液量的变化；动脉静脉之间的逆流换热作用；大血管和组织之间的换热作用。加热片11作用于肌体后，对这三种血液流动换热都有显著效果。
[0044]人体在安静时温度最高的部位为肝脏，其次是心脏和消化腺。同时心脏是全身血液循环的动力中心，而脊椎为人体脉络的中心，脉络是气血运行的通道，中医里的观点认为“血通则无病”，所以Y型加热片11放置覆盖于这些内脏器官外表，即覆盖了温度最高的内脏，还覆盖了血液循环的动力中心，覆盖了人体神经分布最密集的部位，同时在人体的前部和后部都设置热源，并且热源范围较广，这样可以更有效的加速血液循环，热舒适的感觉增强。能够使人体的皮肤温度能恒定的保持在31.5?34.5°C人体最舒适的皮肤温度的范围内。而且制作一片式结构，裸露于装置外的导线不多，不会对人体产生较大的牵制，试穿舒适度较高。
[0045]所述的温度控制器12为微型单片机温度控制器，通过控制输出电流控制加热片11的输出功率，从而控制加热片11的温度，温度控制过程为:长按控制器12按钮3s，LED显示红色闪烁状态，此时属于碳纤维长丝15预热状态；再次短按按钮，LED显示红色定格，此时功率输出约为98% ;再次按钮，LED显示白色定格，此时功率输出约为75% ;再次按钮，LED显示蓝色定格，此时功率输出约为60%。再次长按钮3s，LED显示灯灭，无输出。蓄电池5关机，最大输出功率为9W。
[0046]所述的过热保护开关13为50°C常闭温度开关，两个过热保护开关13分别放置于胸口位置和腰脊椎位置。当电路正常工作时，开关上的双金属片处于自由状态，触点处于闭合状态，当温度达到50°C时，双金属片受热产生内应力而迅速动作断开触点，切断电路，从而起到控温作用。当加热片11冷却到设定温度时，触点自动闭合，恢复正常工作状态。当这两处的加热片11任何一处温度达到50°C，相应的任何一个开关动作，都能切断电路，具有双重温度保护的作用，确保温度不致过高导致危险。
[0047]所述的第一导线14为硅橡胶玻璃纤维导线，这种导线不仅耐高温，而且耐磨、耐老化、耐腐蚀、无味、无臭、无毒，柔软度高，适合做为可穿戴式的电子服装内部电子装置的连接导线。
[0048]拆卸时可先将蓄电池5拔下，将小型四眼扣解开，将温度控制器12通过前衣身十字口 18穿入，从服装内部可将整个发热装置取下。
[0049]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
【权利要求】
1.一种具有供能装置和加热装置的户外服装，其特征在于:所述户外服装上设有可拆卸的加热装置，所述加热装置包括蓄电池(5 )和加热片(11)，所述蓄电池(5 )和加热片(11)通过第一导线(14)连接，所述加热片(11)包括设置于后衣身内侧面上从腰椎沿肩胛骨延伸至肩部的Y型加热片和延伸至右前衣身内侧面上的带状加热片，所述户外服装上还设有可拆卸的供能装置，所述供能装置包括太阳能电池板(1)，所述太阳能电池板(I)通过第二导线(20)与蓄电池(5)串联。
2.根据权利要求1所述的一种具有供能装置和加热装置的户外服装，其特征在于:所述供能装置中还设有用于防止电流倒流的二极管(2)以及用于显示蓄电池(5)充电状态的显示模块(3)和开关(4)。
3.根据权利要求2所述的一种具有供能装置和加热装置的户外服装，其特征在于:所述太阳能电池板(I)由柔性非晶硅太阳能电池片串联组成，所述太阳能电池板(I)、显示模块(3)和开关(4)附着在面料织物(6)上，所述面料织物(6)与户外服装的后衣身外侧通过拉链(7 )连接，所述拉链(7 )外固设有防水压条(8 )。
4.根据权利要求3所述的一种具有供能装置和加热装置的户外服装，其特征在于:所述户外服装的后衣身内侧面上设有后衣身口袋(10)，所述户外服装的后衣身上还设有用于穿入穿出第二导线(20)的后衣身十字口(9)。
5.根据权利要求1所述的一种具有供能装置和加热装置的户外服装，其特征在于:所述加热片(11)与蓄电池(5)通过第一导线(14)连接，所述第一导线(14)与蓄电池(5)之间通过连接插头(16)连接。
6.根据权利要求5所述的一种具有供能装置和加热装置的户外服装，其特征在于:所述加热片(11)由碳纤维长丝(15)组成，所述加热片(11)上还设有两个过热保护开关(13)。
7.根据权利要求6所述的一种具有供能装置和加热装置的户外服装，其特征在于:所述加热片(11)通过固定锁扣(17)与户外服装内侧面固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种具有供能装置和加热装置的户外服装，其特征在于:所述加热片(11)与蓄电池(5)之间设有温度控制器(12)，所述温度控制器(12)穿过前衣身十字口(18)设置于前衣身的外侧。
9.根据权利要求8所述的一种具有供能装置和加热装置的户外服装，其特征在于:所述户外服装的前衣身内侧面上设有前衣身口袋(19)。
【文档编号】H05B3/22GK203776189SQ201420188654
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】赵欲晓, 史丽敏, 李娅莉, 苏建梅, 李海霞 申请人:北京服装学院