CN113080535A - 具有无线充电功能的智能衣物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有无线充电功能的智能衣物，其包括面料层和内衬层，所述面料层和内衬层之间设有控制模块、第一线圈、第二线圈、储能装置，所述控制模块、第一线圈、第二线圈均与所述储能装置连接，所述控制模块可控制所述第一线圈接收无线电能，所述储能装置用于存储所述第一线圈接收的无线电能，所述控制模块可控制所述第二线圈给具有无线充电功能的设备进行充电。本发明具有无线充电功能的智能衣物结构合理、可随时对具有无线充电功能的设备进行充电、提升了充电的便携性。

Description

具有无线充电功能的智能衣物
技术领域
本发明涉及可穿戴电子设备技术领域，特别涉及一种具有无线充电功能的智能衣物。
背景技术
随着科技的不断发展，可穿戴的智能设备越来越多地出现在我们的生活中，市面上可穿戴智能设备大多数都是手表、眼镜、衣物、鞋子、手套等。目前的可穿戴设备主要可分为两种，一是可不依赖于智能手机或者其他终端设备即可完成完整或者部分功能的设备，例如智能手表；二是需要与其他终端设备例如智能手机配合使用的设备，如检测人体体征的智能手环。随着可穿戴设备方面技术的不断进步，以及人们生活需求的不断升级，可穿戴设备的应用领域也在不断地拓宽。
目前的可穿戴设备主要集中于智能手环、智能手表等产品，衣物领域由于其对舒适性、柔软性以及防水性的要求较高，涉及的相对较少。而随着无线充电技术的发展，具有无线充电功能的设备越来越多，而为了充电的便利性，急需一种具有无线充电功能的衣物来随时给这些设备进行充电。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构合理、可随时对具有无线充电功能的设备进行充电、提升便携性的智能衣物。
为了解决上述问题，本发明提供了一种具有无线充电功能的智能衣物，其包括面料层和内衬层，所述面料层和内衬层之间设有控制模块、第一线圈、第二线圈、储能装置，所述控制模块、第一线圈、第二线圈均与所述储能装置连接，所述控制模块可控制所述第一线圈接收无线电能，所述储能装置用于存储所述第一线圈接收的无线电能，所述控制模块可控制所述第二线圈给具有无线充电功能的设备进行充电。
作为本发明的进一步改进，所述面料层和内衬层之间还设有温度调节组件，所述控制模块和储能装置均与所述温度调节组件连接，所述储能装置为所述温度调节组件供电，所述控制模块控制所述温度调节组件进行温度调节。
作为本发明的进一步改进，所述温度调节组件包括半导体制冷片和温度传导管，所述温度传导管均匀分布在所述面料层和内衬层之间，半导体制冷片之间通过所述温度传导管连接。
作为本发明的进一步改进，所述温度调节部件还包括风扇，所述控制模块和储能装置均与所述风扇连接，所述风扇设于所述温度传导管内，所述温度传导管构成闭合回路。
作为本发明的进一步改进，所述面料层和内衬层之间设有温度传感器。
作为本发明的进一步改进，还包括与所述衣物配合的衣架，所述衣架内设有用于向所述第一线圈发射能量的第三线圈。
作为本发明的进一步改进，所述衣架上设有用于与插座连接的插头。
作为本发明的进一步改进，所述面料层和内衬层之间与人体相对位置设有心率传感器和血压传感器，所述心率传感器和血压传感器均与所述控制模块连接。
作为本发明的进一步改进，所述面料层上设有口袋，所述口袋用于盛放具有无线充电功能的设备，所述第二线圈设于所述面料层和内衬层之间与所述口袋相对的位置。
作为本发明的进一步改进，所述第一线圈和第二线圈表面包覆有共聚酯薄膜。
本发明的有益效果：
本发明具有无线充电功能的智能衣物结构合理、可随时对具有无线充电功能的设备进行充电、提升了充电的便携性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明优选实施例中具有无线充电功能的智能衣物的正面结构示意图；
图2是本发明优选实施例中具有无线充电功能的智能衣物的背面结构示意图；
图3是本发明优选实施例中衣架的结构示意图。
标记说明：11、面料层；12、内衬层；13、控制模块；14、第一线圈；15、第二线圈；16、储能装置；17、半导体制冷片；18、温度传导管；19、风扇；20、温度传感器；21、心率传感器；22、血压传感器；23、口袋；31、主控电路；32、第三线圈；33、插头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1-2所示，为本发明优选实施例中的具有无线充电功能的智能衣物，包括面料层11和内衬层12，所述面料层11和内衬层12之间设有控制模块13、第一线圈14、第二线圈15、储能装置16，所述控制模块13、第一线圈14、第二线圈15均与所述储能装置16连接，所述控制模块13可控制所述第一线圈14接收无线电能，所述储能装置16用于存储所述第一线圈14接收的无线电能，所述控制模块13可控制所述第二线圈15给具有无线充电功能的设备进行充电。可选的，储能装置16为蓄电池。
在一些实施例中，所述面料层11和内衬层12之间还设有温度调节组件，所述控制模块13和储能装置16均与所述温度调节组件连接，所述储能装置16为所述温度调节组件供电，所述控制模块13控制所述温度调节组件进行温度调节。
在其中一实施例中，所述温度调节组件包括半导体制冷片17和温度传导管18，所述温度传导管18均匀分布在所述面料层11和内衬层12之间，半导体制冷片17之间通过所述温度传导管18连接。可选的，温度传导管18采用直径很小的石墨烯材料或者超薄金属材料等导热性能好的材料，温度传导管18内通入导热性较好的气体，温度传导管18可以使经过加热或降温的气体到达衣物的各个位置，使得衣物各个位置的温度变化更加均匀。进一步的，所述半导体制冷片17通过导线进行串并联混合连接，垂直方向上的六个半导体制冷片串联构成一组制冷片组，共有10组水平均匀分布的制冷片组并联连接，均连接到控制模块13。
在一些实施例中，所述温度调节部件还包括风扇19，所述控制模块13和储能装置16均与所述风扇19连接，所述风扇19设于所述温度传导管18内，所述温度传导管18构成闭合回路。风扇19可以进一步加速温度传导管18内的气体流动，加快温度调节。
进一步的，所述面料层11和内衬层12之间设有温度传感器20，控制模块13通过温度传感器20实时获取衣物温度信息，并根据需求进行温度调节。
其中，系统工作在制热状态时，电流方向固定，当需要升温时，蓄电池增大其功率输出，增大流经半导体制冷片的电流大小；当系统工作在制冷状态时，控制蓄电池输出电流的方向。另一方面控制模块13可以接收用户通过终端设备的设定的指令，进行温度的调整。
可选的，所述控制模块13包括A/D转换模块、主控芯片模块、电源变换模块、以及蓝牙通信模块，A/D模块用于将传感器的模拟信号转换为数字信号，主控芯片模块用于控制系统的温度，电源变换模块用于对主控芯片的供电以及无线充电电路的组建，蓝牙通信模块用于衣服与终端设备之间的通信，可以通过终端设备控制衣物对外部设备充电的启停，以及调节衣物的温度，也可以在终端设备上显示衣物的各项数据。电源变换电路应包括DC/DC斩波电路、LC滤波电路以及高频逆变电路，DC/DC斩波电路用于控制无线充电发射装置的输出功率；LC滤波电路用以稳定DC/DC斩波电路的输出直流信号；高频逆变电路用于将直流电信号变换为高频的交流电信号。
第一线圈14连接至控制模块上的谐振电路以及电源变换模块，系统工作在第一线圈14与谐振电容的固有谐振频率点。电源变换电路模块包括整流滤波模块以及低于压差线性稳压器LDO，将第一线圈14接收到的高频交流电整流为直流电，并且将整流得到的直流电压转换为蓄电池的充电电压。优选的，衣物背部的第一线圈14采用的是扁平形状的柔性铜线线圈，在减少线圈体积的同时，柔性材料也可以使衣物拥有足够的柔软性与舒适性。
可选的，所述第一线圈14和第二线圈15表面包覆有共聚酯薄膜，保证了防水性和安全性。
进一步的，所述面料层11和内衬层12之间与人体相对位置设有心率传感器21和血压传感器22，所述心率传感器21和血压传感器22均与所述控制模块13连接，可以实时采集人体各项数据，并可通过蓝牙通信模块将数据信息发送至终端设备，便于用户及时获取衣物及人体的相关数据。
可选的，所述面料层11上设有口袋23，所述口袋23用于盛放具有无线充电功能的设备，所述第二线圈15设于所述面料层11和内衬层12之间与所述口袋23相对的位置。
如图3所示，在一些实施例中，本发明还包括与所述衣物配合的衣架，所述衣架内设有用于向所述第一线圈14发射能量的第三线圈32。进一步还包括主控电路31，主控电路31包括DC/DC变换电路、高频逆变电路以及通信模块等。进一步的，所述衣架上设有用于与插座连接的插头33。
本发明中衣架与衣物的无线充电系统，可将衣架发射线圈上的高频交流电通过衣物背面的接收线圈接收，为衣物蓄电池进行充电。无线充电系统采用的是磁耦合谐振式无线充电，由于衣物上的接收线圈电感和谐振电容固定，其接收端谐振频率是固定的。只要发射端的高频逆变电路的逆变频率即发射端的谐振频率与接收端的谐振频率相同，电能就可以在具有相同的谐振频率的线圈之间进行传递，而与其他谐振频率不同的物体不发生能量交换，这样就实现了衣架为衣物进行无线充电。
上述主控电路31上的电源变换模块内部还设置有驱动信号发生电路，用于驱动高频逆变电路的工作。驱动信号发生电路受到主控电路31的控制。在衣物蓄电池通过有线通信与主控电路31进行通信用于将蓄电池的实时信息发送到衣架内的控制模块。若蓄电池未充满时，主控电路31接收处理该信息，调整驱动信号发生电路的输出，使高频逆变电路的输出信号频率与发射端接收端补偿电路的谐振频率相同，可以保证蓄电池的快速充电；当蓄电池充满电时，主控电路31接收并处理该信息，调整驱动信号发生电路的输出为零，实现了充电过程的自动停止，减少了电能浪费。
此外，其他带有无线充电的平台也可为本发明的衣物进行充电。例如有些桌面上或者平台设备上设置有对无线充电设备充电的发射线圈或者发射装置，将衣物放在该平台对应位置时，也可为衣物进行充电，提高了衣物充电的便利性。
在本发明中，衣物通过衣物背部的接收线圈，接收来自配套衣架或者其他设置有无线充电发射线圈的平台的电能为衣物本身的蓄电池进行充电，蓄电池不仅可以为衣物的温度调节以及系统其他用电部件提供电能，也可以通过衣物口袋处的无线充电发射线圈为外部便携式可无线充电设备进行及时充电。因此，本发明的衣物不限于普通用户穿戴和使用，还可以为专业人士提供便携式的电能供应，例如供电工人的维修工作需要一些便携的电能设备，本发明的衣物可随时为这些电能设备进行充电；车间工人需要实时保持检测设备的电能供应，本发明作为一个电能载体也可实现该功能。例如，电网检修人员常在户外作业，室外不适的温度是影响电网检修人员作业质量的重要环境因素，户外工作的检修人员穿上所述智能衣物可以把这一重要环境因素的影响降到最低。当环境温度过高或过低时，一方面，所述智能衣物内部的温度传感器检测到高于或低于设定阈值温度的信号，所述智能衣物内部的控制模块13可以根据设定算法，对流经半导体制冷片组电流的大小和方向进行调整，从而实现制热制冷工作模式的切换以及制热制冷的温度差的调整；另一方面，户外工作人员可以根据自身的实时需求对温度进行调整，工作人员使用终端设备发出包含设定温度的相关指令，控制模块13上的通信模块接收到相关指令后，将其传输到主控单元，主控单元通过将实时采样温度与设定温度值进行比较，对流经半导体制冷片组电流的大小和方向进行调整，从而实现制热制冷工作模式的切换以及制热制冷的温度差的调整。此外，电网检修人员经常用到一些用电检测设备，在进行远距离户外作业时，需要考虑这些设备的供电情况。对于较大的设备，可以采用大功率移动电源对所述设备进行电能的及时补充；对于小型的便携设备，可以在其内部加入无线充电接收装置，当其电量不足时，可以将其放入所述智能衣物口袋23，通过第二线圈15进行电能的及时补充。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。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变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.具有无线充电功能的智能衣物，其特征在于，包括面料层和内衬层，所述面料层和内衬层之间设有控制模块、第一线圈、第二线圈、储能装置，所述控制模块、第一线圈、第二线圈均与所述储能装置连接，所述控制模块可控制所述第一线圈接收无线电能，所述储能装置用于存储所述第一线圈接收的无线电能，所述控制模块可控制所述第二线圈给具有无线充电功能的设备进行充电。
2.如权利要求1所述的具有无线充电功能的智能衣物，其特征在于，所述面料层和内衬层之间还设有温度调节组件，所述控制模块和储能装置均与所述温度调节组件连接，所述储能装置为所述温度调节组件供电，所述控制模块控制所述温度调节组件进行温度调节。
3.如权利要求2所述的具有无线充电功能的智能衣物，其特征在于，所述温度调节组件包括半导体制冷片和温度传导管，所述温度传导管均匀分布在所述面料层和内衬层之间，半导体制冷片之间通过所述温度传导管连接。
4.如权利要求3所述的具有无线充电功能的智能衣物，其特征在于，所述温度调节部件还包括风扇，所述控制模块和储能装置均与所述风扇连接，所述风扇设于所述温度传导管内，所述温度传导管构成闭合回路。
5.如权利要求1所述的具有无线充电功能的智能衣物，其特征在于，所述面料层和内衬层之间设有温度传感器。
6.如权利要求1所述的具有无线充电功能的智能衣物，其特征在于，还包括与所述衣物配合的衣架，所述衣架内设有用于向所述第一线圈发射能量的第三线圈。
7.如权利要求6所述的具有无线充电功能的智能衣物，其特征在于，所述衣架上设有用于与插座连接的插头。
8.如权利要求1所述的具有无线充电功能的智能衣物，其特征在于，所述面料层和内衬层之间与人体相对位置设有心率传感器和血压传感器，所述心率传感器和血压传感器均与所述控制模块连接。
9.如权利要求1所述的具有无线充电功能的智能衣物，其特征在于，所述面料层上设有口袋，所述口袋用于盛放具有无线充电功能的设备，所述第二线圈设于所述面料层和内衬层之间与所述口袋相对的位置。
10.如权利要求1所述的具有无线充电功能的智能衣物，其特征在于，所述第一线圈和第二线圈表面包覆有共聚酯薄膜。
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