CN109315854A - 一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统 - Google Patents

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CN109315854A CN201811255656.2A CN201811255656A CN109315854A CN 109315854 A CN109315854 A CN 109315854A CN 201811255656 A CN201811255656 A CN 201811255656A CN 109315854 A CN109315854 A CN 109315854A
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莫帆
莫一帆
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Abstract

本发明提供了一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，包括外套、夹层、内胆三层结构；夹层上贴附有碳纤维发热片和能够自动感知服装内部温度并调节工作模式的温控电源，碳纤维发热片与温控电源连接；所述外套、夹层、内胆可以相互组合，亦可拆卸后单独成立，具有五种不同的组合穿着方式，具体为：单穿外套，单穿内胆，外套与内胆组合，外套与夹层组合，外套、夹层、内胆三层合穿。本发明提供的发热保暖服装系统能够自动感知服装内部温度并进行调节，同时具有多功能组合穿着的特点，特别适用于身体机能有障碍的弱势群体，大大提高了服装系统的实用性和可根据使用场景进行调整的适用性。

Description

一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统
技术领域
本发明涉及功能服装设计技术领域，特别涉及能够自动感知服装内部温度并进行调节，并具有多功能组合穿着方式的发热保暖服装系统。
背景技术
人体与外界环境之间主要存在四种热传递方式：传导、对流、辐射和蒸发。传统的冬季服装大多利用服装面料本身或是在面料间填充诸如棉、羽绒、复合纤维材料等制作冬季保暖服装。这些方式从根本上来说，都是为了阻止因环境温度降低造成的人体热量散失，以达到保暖效果，即一种消极保暖方式。为了增强保暖，一些弱势人群如身体健康日渐衰败的老年人、身体免疫系统尚未发育完整的少年儿童、体弱多病或身体处于亚健康的人群，他们往往在内层穿着多层衣服，如棉毛衫、羊毛衫、内胆羽绒衣等。而事实上，通过增添衣物而产生的外界环境与体表间的服装层厚度超过1.5cm时，服装层间的对流增强，其保暖性能会大大下降，主流的“多穿”保暖意识其实存在误区。
现代人对冬季服装提出“更轻、更薄、更保暖”的着装需求，一种实现积极保暖方式的发热服装应运而生。积极保暖有多种形式，主要包括光能发热、电能发热、相变发热、化学发热和吸湿发热，通过产生热量向人体产生热辐射，维系服装内部温度，达到积极保暖的作用。在多种积极保暖的形式中，从持续性、能效性、安全性和实用性四个方面来考量，电能发热具有很明显的优势。电能发热几乎不受外界客观环境因素影响，工作状态取决于自身的电压、电量等可控因素，持续工作时间较长，是目前应用范围较广的一种服装发热方式。就发热服装应用较广的碳纤维而言，其电热转换效率高达90％以上，可以说是迄今为止热转换效率最高的材料，且其中30％以上是产生的红外辐射能，不仅起到升温作用，还对调理人体内环境具有很大的益处。
主流的电能服装发热系统多依靠着装者的主观意识判断服装内部感知温度变化，决定是否开启、关闭服装加热系统，较难适用于主观温度感知有障碍的人群，比如身体存在部分机能或神经性残疾的人，无法及时正确感知服装内部环境温度，又如注意力易被分散的青少年群体，常因冷热变化频繁未能及时采取防护措施致伤风感冒等。因此具有自动温控功能的发热服装具有广阔开发前景。已有发热服装虽强调服装本身的发热功能，但与服装融为一体的发热功能同时也限定了其应用场景以及与其他服装组合穿着的适用性。因此现有发热服装普遍功能单一，实穿性和适用性较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够自动感知服装内部温度并进行调节，同时具有多功能组合穿着特点的发热保暖服装系统。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：包括外套、夹层、内胆三层结构；夹层上贴附有碳纤维发热片和能够自动感知服装内部温度并调节工作模式的温控电源，碳纤维发热片与温控电源连接；
所述外套、夹层、内胆可以相互组合，亦可拆卸后单独成立，具有五种不同的组合穿着方式，具体为：单穿外套，单穿内胆，外套与内胆组合，外套与夹层组合，外套、夹层、内胆三层合穿。
优选地，所述碳纤维发热片包括上下两层基布，上下两层基布中间以网格交叉的形式排布碳纤维丝与金属导电丝的捻合体；所述上下两层基布为防水绝缘耐磨布。
优选地，所述温控电源包括锂电池，温度控制芯片连接锂电池和温度传感器；所述碳纤维发热片通过充电线与锂电池连接,且碳纤维发热片与锂电池连接的线路上设有充电开关，充电开关连接温度控制芯片；温度控制芯片还连接设于温控电源壳体外部的用于控制温控电源是否工作的控制开关。
优选地，所述温控电源的阈值温度设定为15℃-25℃，温控电源在控制开关开启后处于工作状态，当温度传感器检测到服装内部温度低于15℃，温度控制芯片触发充电开关闭合，则锂电池开始放电，为所述碳纤维发热片供应电能，随着锂电池供电时间增加，服装内部持续升温，升温过程中充电开关维持闭合状态，锂电池保持放电为所述碳纤维发热片供应电能；当温度传感器检测到服装内部温度高于25℃，温度控制芯片触发充电开关打开，则锂电池停止放电，不再为所述碳纤维发热片供应电能；锂电池停止供应电能后，服装内部温度会随环境温度变化、穿着者的活动状态发生变化，当温度传感器检测到服装内部温度低于15℃时，温度控制芯片再次触发充电开关闭合，锂电池又开始为所述碳纤维发热片供应电能，促进服装内部温度回升；在上述温度变化的过程中，着装者还可通过关闭温控电源的控制开关停止工作，即终止锂电池为所述碳纤维发热片供应电能，终止升温过程。
优选地，所述外套采用防风防水面料制作，门襟处设置防水拉链，袋口处设置防水反光拉链，袖口搭扣处设置魔术贴，袖肘处设置防磨加厚贴片；外套上设有可拆卸的外套帽，外套帽的帽沿前端和外套下摆设有锁扣橡筋绳；
所述外套内侧的挂面上设置有分割线并缉缝拉链，用于连接内胆的门襟拉链，实现外套与内胆的组合穿着功能；
所述外套内侧的挂面边缘和后领贴片边缘设置有扣袢，用于与夹层的门襟、后领弯处设置的系列纽扣扣合，实现外套与夹层的组合穿着功能。
更优选地，所述外套的外套帽、衣袖、衣身上多处设置烫印反光条，用于提高着装者在光线较暗条件下的可视度，增强安全性。
优选地，所述夹层采用OMNI-HEAT复合抓绒面料制作，OMNI-HEAT复合抓绒面料表面设有点陈状银色反射面，用于反射人体散失热量，辅助增加保暖效果；
所述夹层上对应后背、两侧胸腹部位分别安置所述碳纤维发热片，所述碳纤维发热片应用魔术贴加以固定；
所述夹层的门襟和后领弯处设置有系列纽扣，用于与外套内侧对应的扣袢扣合，实现夹层与外套组合穿着功能。
优选地，所述内胆采用复合摇粒绒面料制作，设有可拆卸的内胆帽和松紧带袖口，所述内胆帽可以和外套上的外套帽组合安装。
优选地，所述内胆的斜插袋袋口、衣袖侧面、后背约克分割线下方、帽子分割线处设置有烫印反光条，用于提高着装者单独穿着内胆时在光线较暗条件下的可视度，增强安全性。
优选地，所述温控电源使用时，放置于内胆或外套的口袋里，外套的口袋内设有暗袋，暗袋通向内胆的斜插袋，便于着装者从外部通过外套口袋内的暗袋伸向内胆的斜插袋内调节温控电源的控制开关。
本发明提供的发热保暖服装系统具有自动感知服装内部温度并控制加热开关的温控电源装置，拓展了该类功能服装的适用群体，特别是适用于身体机能有障碍的弱势群体；本发明还通过结构和工艺设计实现了服装系统内各构件间多种穿着方式的组合功能，大大提高了服装系统的实用性，具有可根据使用场景进行调整的适用性。
与现有技术相比，本发明提供的多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统具有如下有益效果：
1)具有自动感知服装内部温度并调节工作模式的温控电源，温控电源根据传感器感知到的温度触发电源供电开关，实现自动温度控制操作。拓展了该类功能服装的适用群体，特别是适用于身体机能有障碍的弱势群体，比如主观生理感知有障碍的群体，或者是注意力容易被分散感知意识较弱的群体，通过本发明中温控电源阈值温度设定，智能温控开关设计，实现自动客观温控功能，为上述弱势群体应用本功能服装系统提供可靠安全保障。
2)采用外套、夹层、内胆三层结构，通过结构和工艺设计实现服装系统内各构件间多种穿着方式的组合功能，包括：单穿外套、单穿内胆、外套与内胆组合、外套与夹层组合，以及三层合穿，构成“五合一”多功能组合穿着方式。根据环境温度变化和穿着场景可选择五种不同的组合穿着方式，大大提高了服装系统的实用性和可根据使用场景进行调整的适用性。
附图说明
图1为“五合一”多功能组合穿着方式示意图；(a)穿着方式一：单穿外套前视图，(b)穿着方式一：单穿外套后视图，(c)穿着方式二：单穿内胆前视图， (d)穿着方式二：单穿内胆后视图，(e)穿着方式三：外套与内胆组合示意图， (f)穿着方式四：外套与夹层组合示意图，(g)穿着方式五：外套、夹层与内胆组合示意图；
图2为外套功能说明图；(a)外套前视图，(b)外套后视图；
图3为夹层功能说明图；
图4为温控电源内视图；
图5为内胆功能说明图；(a)内胆前视图，(b)内胆后视图；
图6为外套内视工艺图；
附图标记说明：
1-外套、2-夹层、3-内胆、4-温控电源、11-门襟处的防水拉链、12-袋口处的防水反光拉链、13-锁扣橡筋绳、14-第一魔术贴、15-外套烫印反光条、16-防磨加厚贴片、17-外套帽、21-OMNI-HEAT复合抓绒面料、22-碳纤维发热片、23- 充电线、24-第二魔术贴、25-纽扣、31-复合摇粒绒面料、32-内胆帽、33-内胆烫印反光条、34-斜插袋、35-松紧带袖口、41-锂电池、42-温度控制芯片、43-温度传感器、44-高温保护调节点、45-低温恢复调节点、46-线状感温元件、47-高温感温孔、48-低温感温孔、49-USB接口、50-挂面、51-分割线、52-挂面边缘、53- 纽袢、54-后领贴片、55-暗袋。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
如图1所示，所述多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统包括外套1、夹层2、内胆3三层结构，以及夹层2上贴附的碳纤维发热片22和为所述碳纤维发热片22供电的温控电源4。所述的多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统中三层结构，可以相互组合，亦可拆卸后单独成立，根据环境温度变化和穿着场景可选择五种不同的组合穿着方式，包括：方式一单穿外套1，方式二单穿内胆3，方式三外套1与内胆3组合，方式四外套1与夹层2组合，方式五外套 1、夹层2、内胆3三层合穿，构成“五合一”多功能组合穿着方式。
如图2所示，所述外套1采用防风防水面料制作，门襟采用了防水拉链11，衣身袋口采用了防水反光拉链12。帽沿前端和下摆应用锁扣橡筋绳13的设计，袖口搭扣安装了第一魔术贴14，能够调节这些部位的合体度，有效阻碍寒风灌入，增强保暖性。在帽子分割线处、衣袖侧面、后背分割线下方均增加了外套烫印反光条15，提高着装者在光线较暗条件下的可视度，增强安全性。袖肘处增加了防磨加厚贴片16，提高袖肘处的耐磨强度。外套1采用了可拆卸的外套帽 17的设计，满足不同穿着需求。
如图3所示，所述夹层2是承载发热元件的关键结构，主面料采用 OMNI-HEAT复合抓绒面料21，该面料表面有点陈状银色反射面反射人体散失热量，辅助增加保暖效果，同时透气、吸汗、快干。参考中医角度冬季保暖重点区域保护原则，对应后背、两侧胸腹部位分别安置发热元件——碳纤维发热片22，碳纤维发热片22用第二魔术贴24固定于夹层2上，碳纤维发热片22通过充电线23与温控电源4连接，实现积极保暖加热功能。夹层2的门襟和后领口处设置了系列纽扣25，可与外套1内侧对应的扣袢53扣合，实现夹层2与外套1组合穿着功能。
碳纤维发热片22为一款USB一拖三碳纤维发热片，其工作电压为5V，包括上下两层基布，上下两层基布为防水绝缘耐磨布，基布中间以网格交叉的形式排布碳纤维丝与金属导电丝的捻合体，发热温度均匀，电路稳定，可以随意弯折以及缝纫，满足穿着和工艺制作要求。以1个USB插口与所述温控电源4连接，可给三块碳纤维发热片同时供电，方便快捷，避免过多电线排置。所述碳纤维发热片22用魔术贴固定于夹层结构上，便于拆装，避免洗涤受损。
图4为本服装系统中的温控电源4的内视图，温控电源4的外观尺寸为长 130mm，宽71mm，厚14mm；额定电压为5V，输出电流为2A，自带容量为10000 毫安锂电池41的充电宝DIY套件。所述温控电源4的内部主要是内置的锂电池 41，以及改装后的电路板，如图4中左侧部分所示，在温控电源4的电路板上烧录了温度控制芯片42、温度传感器43、高温保护调节点44和低温恢复调节点 45。为了避免电路板元件工作时发热影响温度传感器43的感温效果，在温控电源4的右侧端设置了高温感温孔47和低温感温孔48，高温感温孔47和低温感温孔48分别通过线状感温元件46与温度传感器43链接。碳纤维发热片22通过充电线23与锂电池41连接,且碳纤维发热片22与锂电池41连接的线路上设有充电开关，充电开关连接温度控制芯片42；温度控制芯片42还连接设于温控电源4壳体外部的用于控制温控电源4是否工作的控制开关。温控电源4还设有 USB接口49。
所述温控电源4的阈值温度设定为15℃-25℃，温控电源4在控制开关开启后即处于工作状态，当其内置的温度传感器43感知到服装内部温度低于15℃，温度控制芯片42触发电路板上的充电开关闭合，温控电源4内置的锂电池41开始放电，为所述碳纤维发热片22供应电能使其发热，随着锂电池供电时间增加，服装内部持续升温，升温过程中充电开关维持闭合状态，锂电池持续放电为所述碳纤维发热片供应电能；当温度传感器43感知到服装内部温度高于25℃时，温度控制芯片42触发充电开关打开，温控电源4内置的锂电池41停止放电，不再为碳纤维发热片22供应电能。锂电池停止供应电能后，服装内部温度会随环境温度变化、穿着者的活动状态等发生变化，温度可能会回落，但只有当温度传感器43检测到服装内部温度低于15℃时，温度控制芯片42才会再次触发充电开关闭合，锂电池41又开始为所述碳纤维发热片22供应电能，促进服装内部温度回升。在保证电压和电流满足需求并且电路能够顺利工作的情况下，满电的温控电源4可以为碳纤维发热片22不间断供电约4小时左右。
如图5所示，所述内胆3采用复合摇粒绒面料31，贴身穿着柔软舒适。采用可拆卸的内胆帽32，内胆3的内胆帽32还可以和外套1的外套帽17组合安装，提高穿着舒适度和保暖效果。内胆3的斜插袋34袋口、衣袖侧面、后背约克分割线下方、内胆帽32分割线处也设置了内胆烫印反光条33，以便单独穿着内胆3时，可提高着装者在光线较暗条件下的可视度，增强安全性。松紧带袖口 35可辅助增强保暖功能。
如图6所示，所述外套1内侧的挂面50上设置了分割线51，所述分割线51 处安装了拉链，可连接内胆3的门襟拉链，实现外套1与内胆3的组合穿着功能。所述外套内侧的挂面边缘52、后领贴片54边缘设置了扣袢53，可与夹层2的门襟、后领弯处设置的系列纽扣25扣合，实现外套1与夹层2组合穿着功能。所述温控电源4在使用时，可放置在内胆3或外套1的口袋里。在外套1的口袋内特别设计了暗袋55，可通向内胆3的斜插袋34，便于着装者从外部可通过口袋伸向内部调节温控电源4的开关等，省去拉开外套拉链操作的麻烦。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：包括外套(1)、夹层(2)、内胆(3)三层结构；夹层(2)上贴附有碳纤维发热片(22)和能够自动感知服装内部温度并调节工作模式的温控电源(4)，碳纤维发热片(22)与温控电源(4)连接；
所述外套(1)、夹层(2)、内胆(3)可以相互组合，亦可拆卸后单独成立，具有五种不同的组合穿着方式，具体为：单穿外套(1)，单穿内胆(3)，外套(1)与内胆(3)组合，外套(1)与夹层(2)组合，外套(1)、夹层(2)、内胆(3)三层合穿。
2.如权利要求1所述的一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：所述碳纤维发热片(22)包括上下两层基布，上下两层基布中间以网格交叉的形式排布碳纤维丝与金属导电丝的捻合体；所述上下两层基布为防水绝缘耐磨布。
3.如权利要求1所述的一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：所述温控电源(4)包括锂电池(41)，温度控制芯片(42)连接锂电池(41)和温度传感器(43)；所述碳纤维发热片(22)通过充电线(23)与锂电池(41)连接,且碳纤维发热片(22)与锂电池(41)连接的线路上设有充电开关，充电开关连接温度控制芯片(42)；温度控制芯片(42)还连接设于温控电源(4)壳体外部的用于控制温控电源(4)是否工作的控制开关。
4.如权利要求3所述的一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：所述温控电源(4)的阈值温度设定为15℃-25℃，温控电源(4)在控制开关开启后即处于工作状态，当温度传感器(43)检测到服装内部温度低于15℃，温度控制芯片(42)触发充电开关闭合，则锂电池(41)开始放电，为所述碳纤维发热片(22)供应电能；随着锂电池供电时间增加，服装内部持续升温，升温过程中充电开关维持闭合状态，锂电池保持放电状态，即为所述碳纤维发热片持续供应电能；当温度传感器(43)检测到服装内部温度高于25℃，温度控制芯片(42)触发充电开关打开，则锂电池(41)停止放电，不再为所述碳纤维发热片(22)供应电能；锂电池(41)停止供应电能后，服装内部温度会随环境温度变化、穿着者的活动状态发生变化，当温度传感器(43)检测到服装内部温度低于15℃时，温度控制芯片(42)再次触发充电开关闭合，锂电池(41)又开始为所述碳纤维发热片(22)供应电能，促进服装内部温度回升。
5.如权利要求1所述的一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：所述外套(1)采用防风防水面料制作，门襟处设置防水拉链(11)，袋口处设置防水反光拉链(12)，袖口搭扣处设置魔术贴(14)，袖肘处设置防磨加厚贴片(16)；外套(1)上设有可拆卸的外套帽(17)，外套帽(17)的帽沿前端和下摆设有锁扣橡筋绳(13)；
所述外套(1)内侧的挂面(50)上设置有分割线并缉缝拉链(51)，用于连接内胆(3)的门襟拉链，实现外套(1)与内胆(3)的组合穿着功能；
所述外套(1)内侧的挂面边缘(52)和后领贴片(54)边缘设置有扣袢(53)，用于与夹层(2)的门襟、后领弯处设置的系列纽扣(25)扣合，实现外套(1)与夹层(2)的组合穿着功能。
6.如权利要求5所述的一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：所述外套(1)的外套帽(17)、衣袖、衣身上多处设置烫印反光条(15)，用于提高着装者在光线较暗条件下的可视度，增强安全性。
7.如权利要求5所述的一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：所述夹层(2)采用OMNI-HEAT复合抓绒面料(21)制作，OMNI-HEAT复合抓绒面料(21)表面设有点陈状银色反射面，用于反射人体散失热量，辅助增加保暖效果；
所述夹层(2)上对应后背、两侧胸腹部位分别安置所述碳纤维发热片(22)，所述碳纤维发热片(22)应用魔术贴加以固定；
所述夹层(2)的门襟和后领弯处设置有系列纽扣(25)，用于与外套(1)内侧对应的扣袢(53)扣合，实现夹层(2)与外套(1)组合穿着功能。
8.如权利要求5所述的一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：所述内胆(3)采用复合摇粒绒面料(31)制作，设有可拆卸的内胆帽(32)和松紧带袖口(35)，所述内胆帽(32)可以和外套(1)上的外套帽(17)组合安装。
9.如权利要求1所述的一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：所述内胆(3)的斜插袋(34)袋口、衣袖侧面、后背约克分割线下方、帽子分割线处设置有烫印反光条(33)，用于提高着装者单独穿着内胆时在光线较暗条件下的可视度，增强安全性。
10.如权利要求1所述的一种多功能组合穿着自动温控发热保暖服装系统，其特征在于：所述温控电源(4)使用时，放置于内胆(3)或外套(1)的口袋里，外套(1)的口袋内设有暗袋(55)，暗袋(55)通向内胆(3)的斜插袋(34)，便于着装者从外部通过外套(1)口袋内的暗袋(55)伸向内胆(3)的斜插袋(34)内调节温控电源(4)的控制开关。
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