[发明专利]一种自发热式服装

说明书

技术领域

本专利提出了一种自发热服装，该服装能够收集人体运动产生的热量，并将该热量持续的散发出来。属于振动能量采集利用领域。

背景技术

冬天来临，随着气温的降低，各种各样的保暖衣也纷纷登场。但是，一般的衣物很难抵御严寒的气候，于是出现了一些能够发热的服装。但是这些衣服只是简单的在夹层里安装有一个发热器，利用电加热的方式产生热量。因此这种衣服需要电池或外接电源来为其提供电能，一旦脱离了供电源，衣服并不能起到发热的作用。

本专利提出了一种能够采集人体运动时产生的能量，并将收集的能量持续散发出来的自发热式服装，无需外接电源，是一款节能环保的新产品。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能够采集人体运动时产生的能量并将热能持久散发出来的服装。该服装在织物面料上采用一种褶皱形复合式压电纤维，衣服上的每一根纤维都是一个微小的发电体。该褶皱形复合式压电纤维能够采集振动能量，当人体的运动动作作用于衣服上时，面料就会产生拉伸、压缩、扭曲及褶皱等形变，这些形变会引起元件内部正负电荷中心发生相对移动而极化，以致元件两端表面出现符号相反的束缚电荷，并且电荷密度与外力成正比。

根据本发明的目的，本发明详细说明了一种自发电式服装的结构和电路图。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：结构简单、轻便，能够自采集能量，无需外接电源或电池加热就能提供热能，既减少了电池对环境的污染，又保证了热量的持续供给。由于褶皱形复合式压电纤维柔性好，穿着也非常舒适。本产品节能环保舒服又安全，具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明提供的褶皱形复合式压电纤维结构

图2是本发明提供的能量采集电路

图3是本发明提供的电路工作过程。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明提供的褶皱形复合式压电纤维结构，如图1所示：

这种结构由变形传递结构和压电换能元件组成，其中变形传递结构主要由褶皱弹性导电体的水平段及连接其端部的刚性块组成。每个水平段的上下表面都布置有聚偏二氟乙烯（PVDF）压电薄膜，上下表面PVDF粘贴极性相反，通过刚性金属块电气连通，成为所有PVDF的一个公共电极，另一电极通过导电胶层和导线连接在一起。相对于现有各种压电换能元件，这种褶皱形复合式压电能量转换结构具有节省材料、电荷输出水平高、能量回收效率高、体积小、使用方便、制作工艺简单的优点。

 

图2是本发明提供的能量采集电路，如图2所示：

能量采集需要考虑能量采集的效率以及输出功率，该电路可以提供恒定功率输出。

该电路包括两个部分，一是串联同步开关电感部分，由压电换能元件、开关管S₁、电感L₁、整流桥及中间电容C_int组成，二是降压、升压变换电路部分，由开关管S₂、电感L₂、二极管D及滤波电容C_f组成。

 

图3是本发明提供的电路工作过程，如图3所示：

图2所述的工作电路共分为4个阶段

阶段a：开关管S₁、S₂均断开 ，压电元件处于电学开路状态

阶段b：当压电元件两端电压达到极值时，开关管S₁闭合，串联同步开关电感电路开始工作，压电元件上的能量转移到中间电容C_int

阶段c：当电能全部转移到中间电容后，开关管S₁断开，开关管S₂闭合，电能转移到电感L₂

阶段d：当电能全部转移到电感L₂后，开关管S₂断开，电感上的能量通过续流二极管转移到滤波电容C_f，为衣服供电加热。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。