一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带 |
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| 申请号 | CN201711492151.3 | 申请日 | 2017-12-30 | 公开(公告)号 | CN108260876A | 公开(公告)日 | 2018-07-10 |
| 申请人 | 东莞市明骏智能科技有限公司; | 发明人 | 童潇; 冯红丽; 葛爱雄; 廖太明; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及电加热服饰技术领域，具体涉及一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带，其结构包括腰带本体和腰带扣，腰带本体包括上皮层、下皮层以及夹设于上皮层和下皮层之间的 碳 纳米管 复合材料 层和 柔性 电池 层， 碳纳米管 复合材料层为碳纳米管复合 薄膜 ；腰带扣包括壳体、设置于壳体的PCB 电路 板以及设置于PCB 电路板 的控制 开关 和供电 接口 ，碳纳米管复合材料层设置有 温度 传感器 ，温度传感器与控制开关电连接，PCB电路板与 柔性电池 电连接。与 现有技术 相比，本发明具有发热面积大、发热效率高、易弯折、耐揉搓的优点，而且供电及使用方便，并可实现恒温调控。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带，包括腰带本体和与所述腰带本体一端连接的腰带扣，其特征在于：所述腰带本体包括上皮层、下皮层以及夹设于所述上皮层和下皮层之间的碳纳米管复合材料层和用于供电的柔性电池层，所述碳纳米管复合材料层为碳纳米管复合薄膜； |
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| 说明书全文 | 一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带技术领域[0001] 本发明涉及电加热服饰技术领域，具体涉及一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带。 背景技术[0002] 腰带作为生活中常用的束腰装置，常常用于扎紧衣服，其功能单一。为了解决冬天的保暖问题，人们逐渐开发出具有保暖功能的腰带，即通过在腰带上安装电加热装置来对人体进行加热实现抗寒保暖，即电加热腰带。 [0003] 随着碳纤维、石墨烯一类的高强度、导电导热性能和电磁屏蔽性好的新型纳米材料的发展，碳纤维、石墨烯开始被应用于保暖服饰的加热材料，其原理是由碳纤维或石墨烯材料通电后产生远红外光进行辐射加热来达到防寒的目的。如中国专利CN 104305584A公开了一种碳纤维加热服，其技术方案采用碳纤维远红外发射加热方式，该加热服包括加热服本体和控制单元，加热服本体内设有若干加热单元，每个加热单元内均设有温度感应装置，控制单元包括能量输出单元和温度调节单元，温度调节单元连接温度感应装置，能量输出单元连接加热单元，纤维两端运用铜线与其他元件进行电连接，实现电加热，但其缺陷是：加热组件不耐折、不耐洗；控制单元与电源外置，不利于人们穿着；采用碳纤维作为发热体，发热面积偏小，发热效率低。又如中国专利申请CN 107028248A公开了一种石墨烯服装，其技术方案将石墨烯涂层通过电热丝与外接电源连接，通3～6V的电压，利用石墨烯远红外发射加热，其缺陷是：加热后石墨烯向四周发散元红外光，未集中向人体发射，发热效率不高；电热丝易折断，不耐揉搓，未进行防水处理，给使用带来不便，而且成本高。此外，随着智能时代的到来，智能化电加热服饰快速发展，控制开关越来越朝着小型化、轻薄化和高智能化发展。例如中国专利20429051U公开了一种智能电加热服开关，其主要利用手机APP通过蓝牙控制温度，但是其缺陷是：该蓝牙智能控制开关中，需要先手动打开机械开关，才能实现手机蓝牙信号与开关蓝牙信号的连接，因此，并不能真正实现完全无线操控，操作麻烦，而且不是恒温控温，对电热服的人体舒适度有影响。 [0004] 因此，现有技术的电加热腰带仍存在以下待解决的问题：(1)碳纤维作为服装用电加热材料直径大穿着有突兀感，发热效率低，不宜折叠不宜洗涤；石墨烯涂料作为加热材料应用在服装上，需借助PET等基材作为载体，即以液态涂覆在基材上形成加热薄膜，然后再缝制或者粘贴在腰带材料上，制作工艺复杂，硬质的基材使得穿着舒适度差，而且发热面积小，只能局部供热，发热效率低；(2)现有的电源外置，且采用电热丝的加热组件易折断，不耐揉搓，以及清洗时发热元件易与导线脱离，这些均造成使用上的诸多不便；(3)控制开关为机械开关，需要手动打开，其操作复杂，智能化程度低，而且不能实现恒温控温(4)现有的电加热腰带的电池主要是多节聚合物小电池联在一起，弯曲性舒适性较差不是一体电池，而且不具有发热功能，也不具备无线控制功能。 发明内容[0005] 针对现有技术存在上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带，该腰带的加热材料发热面积大且效率高，而且该腰带柔性好、供电及使用方便。 [0006] 为实现上述目的，本发明提供以下技术方案： [0007] 提供一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带，包括腰带本体和与所述腰带本体一端连接的腰带扣，所述腰带本体包括上皮层、下皮层以及夹设于所述上皮层和下皮层之间的碳纳米管复合材料层和用于供电的柔性电池层，所述碳纳米管复合材料层为碳纳米管复合薄膜； [0008] 所述腰带扣包括壳体、设置于所述壳体的PCB电路板以及设置于所述PCB电路板的控制开关和供电接口，所述碳纳米管复合材料层设置有温度传感器，所述温度传感器与所述控制开关电连接，所述PCB电路板与柔性电池层电连接。 [0009] 其中，所述碳纳米管复合薄膜是由碳纳米管和石墨烯复合而成，或者所述碳纳米管复合薄膜是由碳纳米管和PVA复合而成，或者所述碳纳米管复合材料是由碳纳米管、石墨烯和PVA复合而成。 [0010] 其中，所述碳纳米管复合薄膜的厚度为3～30μm。 [0011] 其中，所述柔性电池层包括若干个依次叠加的柔性固态电池单元，每个柔性固态电池单元包括依次层叠设置的柔性正极片、柔性隔膜和柔性负极片，所述柔性隔膜是由PE膜层和碳纳米纤维膜层复合而成，所述碳纳米纤维膜层表面镀有纳米级氧化锡层。 [0012] 其中，所述纳米级氧化锡层的厚度为0.05mm～0.15mm。 [0013] 其中，所述控制开关为无线控制开关，所述智能化腰带还包括遥控器，其中： [0016] 其中，所述遥控器还包括与遥控器主控芯片连接的用于蓝牙信号传输的蓝牙模块，蓝牙信号与射频信号保持同步。 [0017] 其中，所述柔性电池层为可充电的柔性电池层，所述PCB电路板设置有充电接口。 [0018] 其中，所述上皮层、碳纳米管复合材料层、柔性电池层和下皮层依次粘接固定。 [0019] 其中，所述腰带本体和腰带扣均设置有防水层。 [0020] 本发明的有益效果： [0021] 本发明的一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带，包括腰带本体和腰带扣，腰带本体包括上皮层、下皮层以及夹设于上皮层和下皮层之间的碳纳米管复合材料层和柔性电池层，碳纳米管复合材料层为碳纳米管复合薄膜；腰带扣包括壳体、设置于壳体的PCB电路板以及设置于PCB电路板的控制开关和供电接口，碳纳米管复合材料层设置有温度传感器，温度传感器与控制开关电连接，PCB电路板与柔性电池电连接。工作时，柔性电池层向碳纳米管复合材料供电同时还可以通过供电接口为其他设备供电，根据温度传感器和控制开关可调控加热温度，与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)采用碳纳米管复合薄膜作为加热材料，相比现有的碳纤维、石墨烯涂料等加热材料，具有发热面积大、发热效率高的优点，并兼具了优良的机械性能和导电性能，而且碳纳米管复合薄膜不需要借助基材，可直接粘贴或缝制在腰带本体内，故大大简化了制作工艺；(2)本发明由柔性电池层供电，故不需要外接电源，该柔性电池层可制作成超薄带状，还具有易弯折、耐揉搓的优点，便于穿戴和清洗，而且还可以给外部设备供电，可随身穿戴不占用空间；(3)本发明通过控制开关可实现恒温调控，操作简单方便，其具有良好的市场应用前景。附图说明 [0022] 图1为本发明的一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带的结构示意图。 [0023] 图2为本发明的一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带的腰带本体的结构示意图。 [0024] 图3为本发明的一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带的无线控制开关的方框原理示意图。 [0025] 附图标记说明： [0026] 腰带本体1、上皮层11、下皮层12； [0027] 腰带扣2、碳纳米管复合材料层3； [0028] 遥控器4、遥控器主控芯片41、第一无线射频信号收发模块42、蓝牙模块43； [0029] 控制开关5、开关主控芯片51、第二无线射频信号收发模块52、温度控制器53； [0030] 柔性电池层6、供电接口7、USB接口71、DC接口72、充电接口8、手机9、PCB电路板10。 具体实施方式[0031] 以下结合具体实施例对本发明进行详细说明。 [0032] 一种具有加热和蓄电功能的智能化腰带，如图1和图2所示，包括腰带本体1和与腰带本体1一端连接的腰带扣2，腰带本体1包括上皮层11、下皮层12以及夹设于上皮层11和下皮层12之间的碳纳米管复合材料层3和柔性电池层6，上皮层11、碳纳米管复合材料层3、柔性电池层6和下皮层12依次粘接固定。柔性电池层6与碳纳米管复合材料层3之间通过导线连接，碳纳米管复合材料层3为碳纳米管复合薄膜。腰带扣2包括壳体、设置于壳体的PCB电路板10以及设置于PCB电路板10的控制开关5和供电接口，碳纳米管复合材料层3设置有温度传感器，温度传感器与控制开关5电连接，PCB电路板10通过导线与柔性电池层6电连接。温度传感器实时检测加热温度并通过控制开关5对加热温度进行调控。本发明采用碳纳米管复合薄膜作为加热材料，相比现有的碳纤维、石墨烯等加热材料，具有发热面积大、发热效率高、重量轻的优点，并兼具了优良的机械性能和导电性能，而且碳纳米管复合薄膜不需要借助基材，可直接粘贴或缝制在腰带本体1内，故大大简化了制作工艺。 [0033] 作为优选的实施方案，碳纳米管复合材料可以是由碳纳米管和石墨烯复合而成，或者碳纳米管复合材料由碳纳米管、石墨烯和PVA复合而成，或者碳纳米管复合材料是由碳纳米管和PVA复合而成，其中PVA的重量含量为0.1～5％，配方中加入PVA是用于提升碳纳米管复合纤维的强度和光滑度。碳纳米管复合材料为碳纳米管复合薄膜，厚度为3～30μm，优选6μm，所制成的碳纳米管复合薄膜的厚度可调控。 [0034] 本实施例中，柔性电池层6包括若干个依次叠加的柔性固态电池单元，每个柔性固态电池单元包括依次层叠设置的柔性正极片、柔性隔膜和柔性负极片，柔性隔膜是由PE膜层和碳纳米纤维膜层复合而成，碳纳米纤维膜层表面镀有纳米级氧化锡层。其中，碳纳米纤维膜层且具有柔韧度好、机械强度高、高导电性、质量轻等优点。优选的，纳米级氧化锡层的厚度设置为0.05mm～0.15mm，纳米级氧化锡柔软度高、厚度薄，且电学性能优良，由于柔性电池层6柔韧度极佳，耐折、耐压、耐揉搓、不易爆，可做成超薄带状，制成腰带并不会增加腰带的厚度，使穿戴舒适。作为优选的实施方案，柔性电池层6的供电电压设为3.7～7.5V，功率为2～10W。该柔性电池层6为可充电的柔性电池层6，PCB电路板10上设置有充电接口8和供电接口，该充电接口8可以是USB接口等任意形式的接口，该供电接口7包括USB接口71、DC接口72或快充接口等任意形式的接口的组合，便于随时充电和供电，而不需要将腰带取出来，而且穿在身上携带和使用均非常方便，不占用空间。本发明的智能化腰带还可以配套电加热服使用，为电加热服供电，控制开关可用于调节电加热服的加热温度。 [0035] 本实施例中，如图3所示，控制开关5为无线控制开关5，智能化腰带还包括遥控器4，其中：遥控器4包括用于处理数据信号的遥控器主控芯片41以及与遥控器主控芯片41连接的第一无线射频信号收发模块42，无线控制开关5包括用于处理数据信号的开关主控芯片51、分别与开关主控芯片51连接的第二无线射频信号收发模块52和温度控制器53，温度传感器9连接温度控制器53和开关主控芯片51。使用时，利用遥控器4，通过无线射频信号即可打开或关闭无线控制开关5。当无线控制开关5打开后，温度传感器9将实时检测的温度数据反馈至温度控制器53，进而对加热电路进行调控。作为优选的实施方案，本发明采用无极恒温调控，例如加热温度范围在40～55℃，设置多个温度档位，每设定一个温度，温度保持该档位温度不变，高于该温度，温度传感器9控制加热电路自动停止加热，低于该温度则继续加热，直到达到设定温度后维持恒温。由此，本发明可实现无线控制加热电路，省去了现有技术的机械开关结构，由遥控器4打开控制开关即可，操作更加简单。 [0036] 作为优选的实施方案，本发明还可以通过手机9对整个加热电路进行调控：遥控器4还包括与遥控器主控芯片41连接的用于蓝牙信号传输的蓝牙模块43，蓝牙信号与射频信号保持同步。手机9通过蓝牙数据传输与遥控器4连接，温度传感器9将检测的温度数据反馈至开关主控芯片51进行数据的处理，开关主控芯片51将温度信号通过无线射频信号发送至遥控器4，然后遥控器4通过蓝牙数据传输至手机9终端，进而使得手机9与无线控制开关5对接，从而实现通过手机9完全无线智能控制整个电路的目的。进一步，无线控制开关5还包括与开关主控芯片51连接的指示灯54，当加热温度到达设定温度值时，指示灯54亮，起到提醒或者报警的功能。本发明可采用蓝牙+遥控双重控制的组合模式，保持蓝牙信号与射频信号同步，省去了机械开关结构，由遥控器4打开无线控制开关5即可，然后由手机9蓝牙连接无线控制开关5，手机9通过蓝牙APP指示遥控器4进行调档调温，进而实现控制整个电路。故，本发明可采用两种控制模式：遥控器控制模式或者手机蓝牙控制模式，从而实现无线控制，操作简单方便。 [0037] 本实施例中，整个智能化腰带均设置有防水层，防水层由TPU、聚四氟乙烯或其他防水材料制成，采用防水处理可防止进水对导线和PCB电路板10的损坏，而且利于清洗。 [0038] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。 |
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