CN117378831A - 可穿戴温度调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可穿戴温度调节装置，所述可穿戴温度调节装置包括穿戴主体；其中，所述穿戴主体具有风扇安装部和冷热源安装部，所述风扇安装部用于安装风扇；所述冷热源安装部用于安装冷热源，所述冷热源用于对所述风扇导入蓄温区的气流进行制冷或加热；所述穿戴主体为自形成腔体风道的腔体结构，其具有进风口、安放冷热源后的腔体形成的所述蓄温区、抗压风道以及至少一个出风口，所述抗压风道至少设置于所述腔体风道的部分腔体段，在所述腔体风道被挤压的状态下，所述抗压风道用于保证所在腔体段的贯通。本发明主要改善高温/低温环境活动人员(高温/低温作业、运动、户外活动)的体感温度，提高作业效率和防止热/冷环境对人身造成伤害。

Description

可穿戴温度调节装置

技术领域

本发明涉及人体穿戴的包体或服装领域，尤其涉及一种可穿戴温度调节装置。

背景技术

近年来，随着极端天气的不断增加。人们对可穿戴式空气及温度调节装置(制冷服装等)的需求越来越强烈，尤其对于在极端高温条件下工作或活动的人群，以及户外运动爱好者甚至是暑期的出行者，一款价格低点，轻便有效，并且应用范围广泛的可穿戴制冷产品，成为期待已久的需求。

当前现有的可穿戴式空气及温度调节装置主要有佩戴风扇的空调服装，通过冷却水循环降温的水冷式背包(背心)，通过使用帕尔贴元件的电子方式降温的背心(或背包)等几种形式。当前，许多可穿戴式空气及温度调节装置的价格普遍较高，且实际使用效果并不理想，如或制冷加热效果效率较低，或使用时间较短，或使用前后准备工作繁杂，或使用场景受限等，无法给使用者带来充分的温度调节感受，无法满足使用者上述的普遍需求。

其中，佩戴风扇的空调服装的工作原理局限于通过大风量的通风使汗液蒸发带来降温效果，其存在以下缺点：1.出汗本身会消耗使用者的体力，且当气温超过35摄氏度时感觉的热风并不舒适，会增加使用者的烦躁感；2.风扇的大风量使用造成的噪音很大；3.服装因鼓风膨胀影响外观，且一定程度上造成动作不便；4.无法与防坠落安全带共用，背负物品或坐在靠背椅上(如吊车叉车推土机拖拉机等作业车辆的座椅)时应为风道堵塞会严重影响使用后果；无法与使用者的日常服装配合使用等。

现有的可穿戴式温度调节装置，也存在冷却水循环的方式降温的方法(如水冷背包、背心)，其同样存在缺点：1.使用时间短，在没有冷媒的时候便完全不能使用；2.冷却管接触面积不大而且冷却面积集中，造成身体不同区域的冷热反差感强烈；3.易结露凝露，导致身体不适感增强。

通过使用帕尔贴元件的电子方式降温的背心(或背包)缺点是：1.价格较昂贵；2.使用时间较短需要大容量的充电电池续航；3.区域过小得不到充分的温度调节效果。

总的来说，可穿戴式空气及温度调节服装领域取得了一些显著进展，但仍然面临挑战。未来的发展可能包括更低的成本、更广泛的应用领域以及更佳使用效果方面进行改进设计。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供了一种可穿戴温度调节装置，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。

本发明的技术方案如下：

一种可穿戴温度调节装置，所述可穿戴温度调节装置包括穿戴主体；其中，所述穿戴主体具有风扇安装部和冷热源安装部，所述风扇安装部用于安装风扇；所述冷热源安装部用于安装冷热源，所述冷热源用于对所述风扇导入蓄温区的气流进行制冷或加热；所述穿戴主体为自形成腔体风道的腔体结构，其具有进风口、安放冷热源后的腔体形成的所述蓄温区以及至少一个出风口，空气被风扇从所述进风口导入到所述腔体风道，经过冷热源后被制冷或加热形成调温气流，调温气流被腔体风道导流至所述出风口，以作用于穿戴者；所述腔体风道还包括抗压风道，所述抗压风道至少设置于所述腔体风道的部分腔体段，在所述腔体风道被挤压的状态下，所述抗压风道用于保证所在腔体段的贯通。

所述抗压风道至少设置于所述腔体风道的部分腔体段，在所述腔体风道被挤压的状态下，所述抗压风道用于保证所在腔体段的贯通。

在一些实施例中，所述腔体风道和所述抗压风道自所述进风口经由所述蓄温区后连通至所述出风口，所述出风口配置为朝向穿戴者的调温区域。

在一些实施例中，所述风扇安装部的位置设置于所述进风口，或者设置于所述腔体风道内的与所述进风口具有设定距离的位置。

在一些实施例中，所述出风口包括第一组出风口和第二组出风口，所述调温区域包括第一调温区域和第二调温区域，所述第一组出风口配置为朝向穿戴者的第一调温区域，所述第二组出风口配置为朝向穿戴者的第二调温区域，所述第一组出风口和第二组出风口通过热对流方式实现温度传递。

在一些实施例中，所述第一调温区域为穿戴者的头颈部，所述第二调温区域为穿戴者的腋下部。

在一些实施例中，所述穿戴主体内形成有感温区，所述穿戴主体内形成有感温区，所述感温区与穿戴者的第三调温区域接触，使穿戴主体通过温度传导方式与穿戴者的第三调温区域实现温度传递。

在一些实施例中，所述第三调温区域为穿戴者的肩部、背部和腰部的至少一个。

在一些实施例中，所述腔体结构内设置有支撑体，所述支撑体具有一定高度，且与所述抗压风道相邻设置，用于支撑所述抗压风道。

在一些实施例中，所述支撑体为多孔支撑结构，所述支撑体通过内部气孔与所述蓄温区或腔体风道连通，使得经过冷热源的调温气体能均匀漫布在支撑体的多孔结构内并传导至所述感温区。

在一些实施例中，所述支撑体的宽度小于所述穿戴主体对应位置的宽度，使得所述支撑体的侧壁与所述穿戴主体的对应侧的腔体内壁之间具有空隙，所述空隙形成至少部分所述抗压风道。

在一些实施例中，所述支撑体设置有多个，相邻的两个所述支撑体之间具有空隙，所述空隙形成至少部分所述抗压风道。

在一些实施例中，所述抗压风道还可包括设置于所述穿戴主体内的气管。

在一些实施例中，所述腔体结构内设置有支撑体，所述支撑体具有一定高度且充满于所述腔体风道，所述支撑体内具有孔隙，使得所述支撑体自形成所述抗压风道。

在一些实施例中，所述穿戴主体包括底部复合层和顶部复合层，所述底部复合层为所述穿戴主体面向穿戴者的一侧，所述顶部复合层为所述穿戴主体背离穿戴者的一侧，所述底部复合层和顶部复合层连接，以围成腔体。

在一些实施例中，在所述穿戴主体的横截面上，所述底部复合层的宽度小于所述顶部复合层的宽度，使得所述顶部复合层向其两侧或远离所述底部复合层的方向拱起，形成至少部分所述腔体风道。

在一些实施例中，所述穿戴主体至少在所述出风口的位置设置有支撑件，用于支撑所述出风口，使其始终保持敞开状态，并维持所需的出风角度。

在一些实施例中，所述支撑件为卡紧设置于所述穿戴主体内的半管结构或全管结构；

在所述半管结构为半圆管形状的情况下，半圆管的弧面抵于所述出风口所在穿戴主体的边缘部上。

在一些实施例中，所述穿戴主体的出风口和所述支撑件对应位置通过卡紧设置的固定件连接。

在一些实施例中，所述顶部复合层包括自外向内逐层布置的外表层、保温层和第一密闭层，所述保温层用于防止冷热源的温度向外流失，所述第一密闭层用于防止所述穿戴主体的腔体内的调温气流溢出。

在一些实施例中，所述底部复合层包括透气层和第二密闭层，所述第二密闭层用于防止所述穿戴主体的腔体内的调温气流溢出，所述透气层用于与穿戴者接触，以传递温度。

在一些实施例中，所述支撑体包括背部支撑体和肩部支撑体，所述背部支撑体布置于所述穿戴主体的背部的中间位置或两侧，所述抗压风道位于所述背部支撑体的两侧或中央；所述肩部支撑体位于所述穿戴主体的肩部的远离穿戴者颈部的一侧，所述抗压风道及所述出风口位于所述穿戴主体的肩部的面向穿戴者颈部的一侧以及穿戴者腋下。

在一些实施例中，在所述风扇安装部设置有一个的情况下，所述风扇安装部位于下部的中间位置；在所述风扇安装部设置有两个的情况下，所述风扇安装部分别位于下部的两侧对称位置。

在一些实施例中，所述支撑体通过第二密闭层或透气布料固定设置于所述穿戴主体的腔体内靠近穿戴者身体的一侧。

在一些实施例中，所述支撑体由第二密闭层包紧缝合于所述穿戴主体上，所述第二密闭层上开有若干内部气孔。

在一些实施例中，所述冷热源为冷源或热源，包括了冷饮、热饮、冰袋保冷剂、暖宝和热电效应器件的至少一种。

在一些实施例中，所述穿戴主体为马甲、背心、背包和腰包中的任意一种款式结构。

本发明的可穿戴温度调节装置，沿着腔体风道的空气流通方向，将冷热源置于风扇的下游，自进风口被风扇导入腔体内的空气，经冷热源所在的蓄温区进行温度调节后变为低于外界环境的冷风或高于外界环境的热风，可以在风道内输送至一个或多个出风口，通过热对流的方式(即气流直吹)给穿戴者的第一调温区域进行降温或增温。可穿戴温度调节装置设置有抗压风道，抗压风道至少设置于所述腔体风道的部分腔体段，在所述腔体风道被挤压的状态下，所述抗压风道用于保证所在腔体段的贯通。可将抗压风道设置于容易被挤压的部位，如对应于穿戴者的关节、肩部、背部中间位置等特定区域；该抗压风道可针对不同的应用场景、穿戴者劳作方式等不同进行匹配设计。

本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本发明的原理。为了便于示出和描述本发明的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本发明实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本发明实施例1中的可穿戴温度调节装置的爆炸图。

图2为本发明实施例1中的可穿戴温度调节装置的正面结构示意图。

图3为本发明实施例1中的可穿戴温度调节装置对应于穿戴者各个调温区域的示意图。

图4为本发明一些实施例中的可穿戴温度调节装置在包体各层组成材料的结构图。

图5为本发明一些实施例中的可穿戴温度调节装置的包体的侧面结构示意图。

图6为本发明一些实施例中的可穿戴温度调节装置在肩部的剖面结构示意图。

图7为本发明一些实施例中的可穿戴温度调节装置在出风口位置的组成结构图。

图8为本发明一些实施例中的可穿戴温度调节装置在出风口位置的端面结构图。

图9为本发明实施例1中的可穿戴温度调节装置的底部复合层及支撑体的结构示意图。

图10为本发明一些实施例中的可穿戴温度调节装置使用不同冷热源的示意图。

图11为本发明实施例2中的可穿戴温度调节装置的正面结构示意图。

图12为本发明实施例3中的可穿戴温度调节装置的正面结构示意图。

图13为本发明实施例4中的可穿戴温度调节装置的正面结构示意图。

图14为本发明实施例5中的可穿戴温度调节装置的正面结构示意图。

图15为本发明实施例6中的可穿戴温度调节装置的爆炸图。

附图标记：

1、外表层；2、保温层；3、第一密闭层；1-4、风扇安装部；1-16、冷热源安装部；

4、风扇；4A、第一风扇；4B、第二风扇；

5、第二密闭层；6、气管；

7、支撑件；7A、第一支撑件；7B、第二支撑件；

8、气孔；8A、第一气孔；8B、第二气孔；8C、第三气孔；

9、支撑体；9A、第一支撑体；9B、第二支撑体；9C、第三支撑体；

10、透气层；

11、腔体风道；

12、出风口；12A、第一组出风口；12B、第二组出风口；

13、进风口；13A、第一进风口；13B、第二进风口；

14、抗压风道；15、拉链；

16A、冷饮/热饮；16B、空冷剂/暖宝；16C、二极管制冷/制热半导体；

17、包边；18、固定件；19、连接带；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本发明提供了一种可穿戴温度调节装置，旨在主要改善人员(如特种作业、室外作业和户外活动等)的身体舒适性，提高户外作业效率和防止热/冷环境对人身造成伤害，营造舒适的微环境和工作条件。

在一些实施例中，如图1所示，所述可穿戴温度调节装置可包括穿戴主体；该穿戴主体可通过一定的自身结构或加挂的附件结构，如连接带、松紧带、卡扣和挂钩等，穿戴于使用者身体上。该穿戴主体也可以是作为安装风扇4、冷热源和储能电池等的载体。

其中，如图1-图5所示，所述穿戴主体具有风扇安装部1-4和冷热源安装部1-16，所述风扇安装部1-4用于安装风扇4；所述冷热源安装部1-16用于安装冷热源，所述冷热源用于对所述风扇4导入蓄温区或腔体风道11的气流进行制冷或加热。

穿戴主体为自形成腔体风道11的腔体结构，腔体结构具有进风口13、安放冷热源后的腔体形成的蓄温区、以及至少一个出风口12。应当理解，本发明中的穿戴主体的内部为相互贯通的腔体结构，所有腔体结构自形成腔体风道11，虽然图1中的腔体风道11的图示范围仅显示为平面区域，但不限于此，只要腔体内的连通的立体区域，都可以称为腔体风道11，包括但不限于对应于穿戴者的背部、肩部和腰部等等，甚至也可以是多孔状的支撑结构内。

所述腔体风道11还可包括抗压风道14，所述抗压风道14至少设置于所述腔体风道11的部分腔体段，在所述腔体风道11被挤压的状态下，所述抗压风道14用于保证所在腔体段的贯通。或者，该穿戴主体的所有腔体风道11均为抗压风道14。

此外，本发明中出现的蓄温区的概念，应当理解为，经风扇导入的气流流经冷热源后，气流被制冷或加热，整个穿戴主体的腔体内的空间都充斥和流通着被制冷或加热的调温气流，其支撑结构、内表层结构等都会被相应地制冷或加热，可以认为，将整个腔体风道作为蓄温区；也可以认为，将整个腔体风道及其支撑结构、内表层结构等可以作为蓄温区。

腔体风道的概念已经在上文明确，对于抗压风道14，可以认为是腔体风道11的一部分结构，即腔体风道11的部分风道为抗压式风道，此处所述部分风道可以是长度方向上的，也可以是高度或者宽度方向上的，以适用于更多应用场景和更高的可靠性，避免风道被挤压后影响出风效果。当然，在有些实施例中，也可以将所有的腔体风道11设置为抗压式风道。

本发明实施例中的可穿戴温度调节装置设置有抗压风道14，抗压风道14至少设置于所述腔体风道11的部分腔体段，在所述腔体风道11被挤压的状态下，所述抗压风道14用于保证所在腔体段的贯通。如，可将抗压风道14设置于容易被挤压的部位，如对应于穿戴者的关节、肩部、背部中间位置等特定区域；该抗压风道14可针对不同的应用场景、穿戴者劳作方式等不同进行匹配设计。

在上述实施例中，本发明的可穿戴温度调节装置，沿着腔体风道11的空气流通方向，将冷热源置于风扇4的下游，自进风口13被风扇4导入腔体内的空气，经冷热源所在的蓄温区进行温度调节后变为低于外界环境的冷风或高于外界环境的热风，可以在腔体风道11和抗压风道14内输送至一个或多个出风口12，通过热对流的方式(即气流直吹)给穿戴者的调温区域进行降温或增温。

在一些实施例中，风扇的安装位置可以多样化。如所述风扇安装部1-4的位置设置于进风口13，即风扇安装在进风口上；或者风扇安装在腔体风道11内，风扇安装部1-4设置于所述腔体风道11内的与所述进风口13具有设定距离的位置，如1-10cm，该情况会缩小腔体风道11的利用率，但能保证风扇不易被外界异物损伤或卡死，造成噪声或风扇损坏。

风扇的尺寸大小可选为覆盖整个腔体风道11，避免漏风或者风压不足。可选地，进风口位置、腔体风道11内可以设置滤网，或者风扇可以自带滤网，避免外界较大杂质进入腔体风道11内。

在一些实施例中，为增强该可穿戴温度调节装置的使用效果，本发明中的可穿戴温度调节装置可设计为多点位、多区域出风方式。可选地，如图2所示，所述出风口12包括第一组出风口12A和第二组出风口12B，调温区域包括第一调温区域和第二调温区域；所述第一组出风口12A配置为朝向穿戴者的第一调温区域，所述第二组出风口12B配置为朝向穿戴者的第二调温区域，所述第一组出风口12A和第二组出风口12B均通过热对流方式(即气流直吹)实现热量传递。

如图3所示，可选地，所述第一调温区域为穿戴者的头颈部，所述第二调温区域为穿戴者的腋下部。第一调温区域和第二调温区域均为调温敏感部位，符合人体工程学的科学散热方式。

在上述实施例中，第一组出风口12A和第二组出风口12B均可设置为多个出风口12组合的形式，因考虑到人体对称结构因素，如第一组出风口12A对应的第一调温区域为穿戴者的颈部时，第一组出风口12A包含两组对称设置的结构，第一组出风口12A的一侧出风口12可以按照一定的间距、出风角度进行适应性设计，使得人体调温效果最佳。

可以理解，上述实施例虽然描述了第一组出风口12A和第二组出风口12B，但不限于此，该可穿戴温度调节装置也可设置有第三组出风口12、第四组出风口12、第五组出风口12等等，如分别可对应于穿戴者或人体的脸部、手腕或脚腕、前额或头顶等。

以散热降温为例，颈部和脸部是人体散热的主要部位之一，因为它们通常暴露在外部环境中。用气流吹风这些部位可以迅速散发热量，帮助降低体温。手腕和脚踝是人体的脉搏点，血管较浅，通过吹风这些部位可以帮助降低周围血液的温度，从而影响整体体温。腋下是另一个散热较快的部位。通过吹风腋下可以加速汗液蒸发，有助于体温降低。前额和头顶的皮肤较薄，通过吹风这些区域可以帮助降低体表温度。

在一些实施例中，如图9所示，所述穿戴主体形成有感温区，或者认为是穿戴主体的面向穿戴者的一侧全部形成为感温区，所述感温区与穿戴者的第三调温区域接触，使穿戴主体通过温度传导方式与穿戴者的第三调温区域实现温度传递。

进一步地，如图3所示，所述第三调温区域为穿戴者的肩部、背部和腰部的至少一个，也可以是任意两个、三个或更多的组合。第三调温区域主要是指人体的背部、肩部或腰部等直接与穿戴主体接触的部位。

此处所述的感温区(如图9)的概念是针对于穿戴者或人体，如穿戴主体的与人体直接接触的部位(可以是透气层10)。在需要降温时，该部位具有较环境温度更低的温度，能给穿戴者带来接触上的凉感。在需要取暖时，该部位具有较环境温度或体温更高的温度，能给穿戴者带来接触上的暖感。感温区也可以被经过冷热源的调温气流制冷或加热，或对冷气或热气进行存储，或者能使得冷气或热气缓慢渗透于穿戴者的第三调温区域。该调温方式具有调温面积大、调温气体利用率高和调温效果显著等优点。

上述感温区可以包括贴附在穿戴主体的腔体内的部件，如轻薄水袋具有一定比热容的片状件；但不限于此，感温区也可以包括支撑体9。

在一些实施例中，所述腔体结构内设置有支撑体9，所述支撑体9具有一定高度，且与所述抗压风道14相邻设置，用于支撑所述抗压风道14。

在一些实施例中，所述支撑体9能被经过冷热源的气流制冷或加热或存储该气流，以形成所述感温区，感温区或其存储的气流能通过相互接触的热传导方式实现穿戴者的第三调温区域的热量传递。

上述实施例中，支撑体9不仅可以起到支撑抗压风道14的作用，也可以作为感温区或感温区的一部分。

本发明实施例的抗压风道14可以有多种实现方式，如由支撑体9与腔体内壁形成的间隙风道、或者多个支撑体9之间形成的间隙风道，也可以是埋设于支撑体9与腔体内壁之间、多个支撑体9之间的管路风道；当然，若管路风道有一定的支撑强度，也可以自形成抗压风道14。

作为一种可实现方式，所述腔体结构内设置有支撑体9，所述支撑体9具有一定高度，且与所述抗压风道14相邻设置，用于支撑并形成所述抗压风道14；所述腔体风道11和抗压风道14自所述风扇安装部1-4经由所述蓄温区后连通至所述出风口12，所述出风口12配置为朝向穿戴者的第一和/或第二调温区域。

在上述实施方式中，本发明的可穿戴温度调节装置在腔体结构内设置有支撑体9，支撑体9具有的一定高度或足够的强度设计，即，使抗压风道14相对低凹于支撑体9设置，支撑体9与抗压风道14相邻设置，给抗压风道14提供足够的支撑，防止抗压风道14被压塌的情况下导致抗压风道14闭塞，空气无法流通，穿戴者无法感受到调温气流。

可选地，所述支撑体9为多孔支撑结构，所述支撑体9通过内部气孔8与所述蓄温区或腔体风道连通，使得经过冷热源的调温气体能均匀漫布在支撑体的多孔结构内并传导至所述感温区10。支撑体9可选用现有技术中的4D空气纤维或3D立体网布，4D空气纤维也可称为(透底)喷丝丝圈或喷丝板，其材质可以是TPE/TPU/PE等，纤维材质内部为镂空状态，该结构比较环保，不会释放有毒有害物质，另外里面的纤维有一定的自洁功能。3D立体网布原料为涤纶，是经过立体编织形成镂空透气网状织物。支撑体9也可采用其他结构，如多孔柔性管或由多个弹簧并排组成的弹性垫、多个立体单元组合而成的树脂框架等。

在一些实施例中，如图1、图4和图6所示，所述穿戴主体包括底部复合层和顶部复合层，所述底部复合层为所述穿戴主体面向穿戴者的一侧，所述顶部复合层为所述穿戴主体背离穿戴者的一侧，所述底部复合层和顶部复合层连接，以围成腔体。底部复合层和顶部复合层可采用若干层布料复合而成，两者可通过缝合的方式连接，其连接部位即为包边17(如图6所示)。

可选地，如图1或图6或图9所示，所述支撑体9的宽度小于所述穿戴主体对应位置的宽度，即在宽度方向上，支撑体9并非充满整个腔体，使得所述支撑体9的侧壁与所述穿戴主体的对应侧的腔体内壁之间具有空隙，所述空隙形成至少部分所述抗压风道14。又或者，所述支撑体9设置有多个，相邻的两个所述支撑体9之间具有空隙，所述空隙形成至少部分所述抗压风道14。支撑体9具有一定的高度和弹性，例如，支撑体9的高度设计为10-50mm，可选为20mm；抗压风道14的宽度设计为5-50mm，可选为15mm；即便在支撑体9被压缩的情况下，也能保证抗压风道14不能完全闭塞，保证使用者在背负物品穿戴主体造成压迫时也能正常输风；支撑体9具有一定的柔性和轻量化设计，便于穿戴者行动；支撑体9提供一定的舒适性，且重量很小，不会造成穿戴者额外的体力负担。

可选地，在所述穿戴主体的横截面上，所述底部复合层的宽度小于所述顶部复合层的宽度，使得所述顶部复合层向其两侧或远离所述底部复合层的方向拱起，形成腔体风道11，腔体风道11在无外力压迫的情况下可以保障最大的空气流动通道，使得风扇4导入的气体以最大速度吹出出风口12。

除预留空隙外，本发明中的抗压风道14也可采用其它形式，如内置管道。如图1和图9所示，所述抗压风道14还包括设置于所述穿戴主体内的气管6。在图9实施例中，该穿戴主体呈肩包构造，其从风扇4传输到肩部的抗压风道14可设置有三条，分别位于穿戴主体的两侧和中间位置，两侧为间隙风道，中间为管路风道；但不限于此，如采用一条、两条或任意条；抗压风道14形式也可以任意，如一段为间隙风道，另一段为管路风道，或者任意段的任意形式风道的组合。

在一些实施例中，如图1所示，所述出风口12至少位于所述穿戴主体的边缘部，但不限于此，出风口12也可位于穿戴主体的顶部或底部的表面上；如在肩部位置的穿戴主体上也预留有出风口12，可将气流导流至穿戴者的颈部或脸部或额头部。

在一些实施例中，如图6至图9所示，所述穿戴主体至少在所述出风口12的位置设置有支撑件7，用于支撑所述出风口12，使其始终保持敞开状态，并维持所需的出风角度。

在一些实施例中，支撑件7也可不仅仅设置于出风口12位置，也可设置于整体或部分的抗压风道14上；支撑件7可位于穿戴主体的腔体内，也可设置于腔体外，从穿戴主体外侧表面对其进行支撑。

进一步地，所述支撑件7为卡紧设置于所述穿戴主体内的半管结构；该半管结构可以采用弧形管、半圆管或半矩形管等。在所述半管结构为半圆管形状的情况下，半圆管的弧面抵于所述出风口12所在穿戴主体的边缘部上，其弧形结构具有一定的定向作用，使出风口12在任何姿态下都能保持设定的出风角度。

支撑件7在左右两侧的肩部或腋下位置，也可以一体化设置，也可以分段设置；可如图1所示，支撑件7包括第一支撑件7A和第二支撑件7B，第一支撑件7A设置于肩部内侧，左右两侧为一体结构，用于支撑肩部左右两侧的第一组出风口12A。第二支撑件7B设置于腋下部位，左右两段独立设置，分别用于支撑腋下左右两侧的第二组出风口12B。

为进一步加强出风口的固定及定向作用，所述穿戴主体的出风口12和所述支撑件7对应位置通过卡紧设置的固定件18连接。图1和图8所示，该穿戴主体的出风口12与半圆管状的支撑件7采用固定件18固定连接，使得支撑件7被固定于腔体风道内，出风口12始终保持一定的吹风角度。

该固定件18不仅具有一定的定型作用，也能防止穿戴主体在出风口12位置脱丝。该固定件18对支撑件7也具有定位作用，防止其在腔体内窜动。出风口12、固定件18和支撑件7对应部位开孔，应该具有尺寸匹配、形状相同的结构，其形状包括但不限于，圆形、椭圆形、三角形、四边形、更多边形或者曲线组成的形状。

固定件18具有一定的长度，其两端分别固定在出风口12的外侧和支撑件7的内侧，并将两者卡紧固定。具体地，可将外表层1、第一密闭层3(或第二密闭层5)和支撑件7压紧在一起。固定件18可选用带有一定硬度的材料，如金属或塑料材质，但不限于此，也可以使用软性材料，如橡胶等。固定件18可以使用眼扣或鸡眼圈等。

其中，为达到预定的调温效果，出风口12的冷风或热风的风量、风速和出风口截面积需要进行科学设计。如所述出风口12或固定件18的开口宽度或直径为4-20mm，可选为6-10mm，其在人体的头颈部、腋下部每侧设置有至少一个，可选为三个以上。相对于整个腔体风道的长度来说，单个出风口12的尺寸设置为足够小，即出风口截面积足够小，调温气流能形成为具有一定风速或风压的风束，可以通过较小的风量使人体感受到较强的调温刺激，达到提高人体舒适性的目的。

同理，进风口的大小、数量等和风扇的功率、风量、风压、风速、效率、输入电压和外型尺寸、安装方式等都可以进行相应地设计。

在上述实施例中，支撑件7可采用软体管材结构，以便带有一定的柔性和弹性，如PVC波纹管。支撑件7也作为了风道系统的一部分，结合使用了网状材料的支撑体，实现了兼具支撑性和柔软性的风道系统。

本发明中的可穿戴温度调节装置通过网孔材料的支撑体、软体管材的支撑体，辅以特定的缝纫方法，进行风道的组合。通过特定的材料及制造方法，实现出风口风向的控制以达到最佳的冷感效果。通过网孔材料和排孔设计，配置最关键区域(脖颈及腋下)及次关键区域(背部)的冷气排放，实现最佳体感的同时提高制冷源的有效利用。

在一些实施例中，如图1和图4所示，所述顶部复合层包括自外向内逐层布置的外表层1、保温层2和第一密闭层3。顶部复合层设置有进风口13，风扇可以安装在进风口13位置。

可选地，外表层1可采用一些耐磨材质的布料，如运动款牛津布，具有很高的耐磨性和耐久性。

可选地，保温层2可采用保温性能好的布料材质，如EVA泡沫或珍珠棉等，以免冷源/热源温度流失；第一密闭层3可采用气密性好的布料材质，如涂层布料，需要制冷的情况下，涂层采用反光银色，不仅起到密闭作用，也能反射紫外线，减少吸收外界环境的热量。TPU银膜反光布不仅避免气体外泄，也可折射冷源/热源温度。所述保温层2用于防止冷热源的温度向外流失，所述第一密闭层3用于防止所述穿戴主体的腔体内的气流溢出。

本发明实施例的保温层2和第一密闭层3能将腔体或包体内的调温气流和冷量/热量最大程度地存放于腔体内，最大化地减少了的腔内温度与外界环境(非人体接触的一侧)的热交换，也最大化地减少了调温气流从顶部复合层的溢出，使得对冷热源的利用率提升至最大，保障最大的调温能力。

可选地，所述底部复合层包括透气层10和第二密闭层5，所述第二密闭层5用于防止所述穿戴主体的腔体内的气流溢出，所述透气层10用于与穿戴者接触，以传递温度。在一些实施例中，支撑体9可位于透气层10和第二密闭层5之间，形成感温区。为了增加穿戴主体向人体第三调温区的热传导效率，第二密闭层5也可采用相应的透气材质。透气层10可采用透气网布，作为与人体接触的一侧，其不仅作为保护穿戴主体内部结构的外侧包体，也能导通感温区的凉气或热气，或者能接触传导温度至人体的第三调温区域。透气网布也具有提高舒适性和透气的效果。该结构设计也不易结露凝露，提高身体舒适性。

在一些实施例中，整个腔体风道11可以大多被第一密闭层3和第二密闭层5包围，以尽可能减少气流泄露。第一密闭层3和第二密闭层5的表面均有光滑镀层，尽可能减少风压损失。除了进风口位置，整个腔体风道11没有被第一密闭层3和第二密闭层5包围的地方，是第一调温区域、第二调温区域等气流直吹的热对流的出风口，或者是蓄温区/腔体风道11过流至感温区/透气层10的气孔，感温区/透气层10通过温度传导方式与穿戴者的第三调温区域实现温度传递。通过以上热对流和热交换两种热交换方式，以及出风口和两种感温区/透气层10两种热交换结构，能使有限的冷热源的冷量/热量、有限的调温气流最大化作用于穿戴者的敏感调温区域，最大化地提高冷热源的利用率。

在一些实施例，所述穿戴主体为马甲、背心、背包和腰包中的任意一种款式结构。

下面以制冷效果为例说明，如图2所示的实施例1和图13所示的实施例4中，穿戴主体为马甲款式，其穿戴方式类似于现有马甲。其中，图2所示实施例1的穿戴主体分别具有两组出风口12，即配置于颈部的第一组出风口12A和配置于腋下的第二组出风口12B；图13所示实施例4中的穿戴主体可只具有一组出风口12，即配置于腋下的出风口12；在其他实施例中，穿戴主体也可只具有一组配置于颈部的出风口12。

如图11所示实施例2和如图12所示实施例3中的穿戴主体为马甲包款式，其佩戴方式类似于现有马甲包或背包。其中，图11所示实施例2的穿戴主体为单风扇款，图12所示实施例3的穿戴主体为双风扇款。

所述风扇安装部1-4可位于所述穿戴主体的下部、中部或上部等，其设置位置不做具体限定，只要能满足进风以及位于冷热源的上游即可，风扇安装部1-4的设置位置关系到抗压风道14长度，以及可安装冷热源的预留长度；一般来说，冷热源设置的数量越多，则越需要风扇4远离于出风口12的位置。如图11所示，在所述风扇安装部1-4设置有一个的情况下，所述风扇安装部1-4位于下部的中间位置。

图12所示实施例3的双风扇款穿戴主体中，所述风扇安装部1-4分别位于下部的两侧对称位置，分别安装有第一风扇4A和第二风扇4B，但不限于此，也可非对称设置。

以风扇数量为根据进行划分，单风扇款穿戴主体可适用于侧面佩戴工具箱的电工作业等场景、双风扇款穿戴主体可适用于司机在座椅上驾驶吊车、叉车、推土机、拖拉机和挖掘机等工程器械场景，由于风扇4设置于两侧，座椅靠背不会阻挡进风，该可穿戴温度调节装置能正常进风制冷或取暖。当然，双风扇款穿戴主体具有更多的应用场景，如其一侧风扇4被封堵的情况下，另一侧风扇4也可正常进风作业，具有更高的适用性和容错率。可以理解，穿戴主体的风扇4设置数量越多，则单位时间内的进风量越大，相应地，制冷或取暖的效果越好；但耗电量会增加，续航时间会变短；具体使用时，可根据行业工种、应用场景等灵活选用相应款式的穿戴主体。

如图14所示实施例5的穿戴主体为腰包款式，其佩戴方式类似于现有腰包。佩戴方式的肩部和/或腰部可配置有连接带19及卡扣等，可参照现有腰包等的固定方式。穿戴主体的背部具有拉链带，其作用是使拉链15的两侧相互连接或分离，从而能够轻松打开或关闭，以拆装冷热源、蓄电池和风扇4等。

前述的风扇安装部1-4、冷热源安装部1-6和未在图中标识的电池安装部等，都可以是缝制在穿戴主体的腔体或包体内的袋装结构，或者带有卡扣等固定结构。穿戴主体的腔体或包体的开启方式可以通过拉链，也可以是磁吸扣等，以便更换风扇、冷热源、储能电池等。

如图15所示实施例6中的穿戴主体为马甲款式。在实施例6中，所述腔体结构内设置有支撑体9，所述支撑体9有一定高度且充满于所述腔体风道11，所述支撑体9内具有孔隙，使得所述支撑体9自形成所述抗压风道。在该实施例中，支撑体9可以采用3D或4D立体网垫等材料，由于未设置直流通道，而是让气流紊流于支撑体9内，风阻较大，出风口气流较小，但背部等感温区的调温气流散发较多，增强了第三调温区域的调温能力，适用于某些特定的应用场景。

如图9所示，所述支撑体9可包括背部支撑体9和肩部支撑体9，背部支撑体9和肩部支撑体9之间具有作为抗压风道14的间隙；所述背部支撑体9布置于所述穿戴主体的背部的中间位置，所述抗压风道14位于所述背部支撑体9的两侧；所述肩部支撑体9位于所述穿戴主体的肩部的一侧(远离颈部的一侧)，所述抗压风道14及所述出风口12位于所述穿戴主体的肩部的面向穿戴者颈部的一侧。

为固定支撑体9，在一些实施例，所述支撑体9通过定位结构固定设置于所述穿戴主体的腔体内。进一步地，如图9和图6所示，在一些实施例，所述支撑体9由第二密闭层5包紧缝合于所述穿戴主体上，所述第二密闭层5上开有若干透气孔8。

如图1所示，支撑体9可包括：位于中间背部的第一支撑体9A、位于上方肩部的第二支撑体9B和位于下部背部的第三支撑体9C。内部的气孔8可包括：第一气孔8A和第二气孔8B和第三气孔8C。中间背部的第一支撑体9A可通过第一气孔8A与腔体风道11连通，上方肩部的第二支撑体9B可通过第二气孔8B与腔体风道11连通，下部背部的第三支撑体9C可通过第三气孔8C与腔体风道11连通。

如图1所示的第二气孔8B作为内部气孔，用于将蓄冷/热区的冷/热气体排入感温区。第二气孔8B可不仅位于支撑体9的侧壁上，可以位于面向顶部复合层的端面上，或者顶端与侧壁的边缘交界位置。第二气孔8B的设置数量、开孔大小与间距，可以根据实际情况或者不同款式设定或可将第二密闭层本身材质更换为透气布料。

在一些实施例中，如图1所示，支撑体9还可包括两侧支撑体，位于两侧背带上，两侧支撑体也可通过第二密闭层5包紧缝合于所述穿戴主体上，该密闭层开有第三气孔8C，便于抗压风道14内的冷气或者热气进入感温区。

在一些实施例，冷热源也可采用多种形式。此处所述的冷热源为冷源或热源，可以理解的是，若在炎热环境下，需要给人体制冷时需要使用冷源；若在寒冷环境下，需要给人体取暖时需要使用热源。冷热源包括了冷饮、热饮、冰袋保冷剂、暖宝和热电效应器件的至少一种。热电效应器件可以选用二极管制冷/制热半导体等。

如图10所示，图10(a)中的冷饮/热饮16A可以为矿泉水、饮料等常见瓶装液体，其制取过程简单方便，冷热源的使用成本、更换成本都较低，有利于大规模推广；图10(b)中的空冷剂/暖宝16B可以采用工业预制方式获得，制冷或取暖效果好，续航时间长。图10(c)中的二极管制冷/制热半导体帕尔贴元件16C是一种利用热电效应来实现制冷和制热的半导体设备。这种技术基于庞德(Jean Charles Athanase Peltier)发现的热电效应，其中通过电流的流动，可以在半导体材料中引发热量的移动，从而使一侧变热，另一侧变冷。金属导冷/热面16C-1设置于蓄温区腔体内，散热结构16C-2设置于蓄温区腔体外。二极管制冷/制热半导体可在蓄温区设置有多个，以增强调温效果。

在一些实施例中，该穿戴主体也可设置有电池安装部，用于安装给风扇供电的储能电池，储能电池可使用常规的充电宝等，以便降低使用成本。

本发明中的可穿戴温度调节装置在使用小量的简单冷源(瓶装冷冻饮料或冰袋等)，尽量少能源消耗(市贩的充电宝等)，通过冷却人体的关键部位(脖颈、腋下、后背等)，提高产品的有效性及使用时间，减小使用者的使用负担。

本发明中的可穿戴温度调节装置不仅能对温度起到调节作用，也可对湿度起到相同的调节作用。

相对于现有技术无法有效对应背部的负荷。本发明中的可穿戴温度调节装置通过在产品内部形成风道配置，且风道具有的有效支撑性，可以在产品上背负重物(安全带、割草机和背包等)的条件下正常通风，从而保证产品效能的有效发挥。

本发明中的可穿戴温度调节装置也可以配备智能控制系统，可以与智能手机应用程序连接，让用户通过手机来调节服装的温度和通风。该产品不仅适用于户外运动，还可以用于工业工作、医疗保健、特殊需求群体(如老年人和残疾人)等各种应用领域。

本发明中的可穿戴温度调节装置的主体组成均为现有常见且比较成熟的材料，成本较低且便于维护，相对于现有流行的可穿戴式空气及温度调节装置具有成本优势和稳定性。

本发明中的可穿戴温度调节装置的穿戴主体结构足够轻便和舒适，特别是在热天或需要高度活动性的情况下，不会影响人员劳动操作，其温度调节功能大大提高人员舒适性。通过利用本发明制造的可穿戴温度调节装置，降低使用者的体感温度以改善高温环境下人员的体感舒适性，提高作业效率以及防止酷暑环境对人身造成伤害。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (27)

1.一种可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述可穿戴温度调节装置包括穿戴主体；

其中，所述穿戴主体具有风扇安装部(1-4)和冷热源安装部(1-16)，所述风扇安装部(1-4)用于安装风扇(4)；所述冷热源安装部(1-16)用于安装冷热源，所述冷热源用于对所述风扇(4)导入蓄温区的气流进行制冷或加热；

所述穿戴主体为自形成腔体风道(11)的腔体结构，其具有进风口(13)、安放冷热源后的腔体形成的所述蓄温区以及至少一个出风口(12)，空气被风扇从所述进风口(13)导入到所述腔体风道(11)，经过冷热源后被制冷或加热形成调温气流，调温气流被腔体风道导流至所述出风口(12)，以作用于穿戴者；

所述腔体风道(11)还包括抗压风道(14)，所述抗压风道(14)至少设置于所述腔体风道(11)的部分腔体段，在所述腔体风道(11)被挤压的状态下，所述抗压风道(14)用于保证所在腔体段的贯通。

2.根据权利要求1所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述腔体风道(11)自所述进风口(13)经由所述蓄温区后连通至所述出风口(12)，所述出风口(12)配置为朝向穿戴者的调温区域。

3.根据权利要求2所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述风扇安装部(1-4)的位置设置于所述进风口(13)，或者设置于所述腔体风道(11)内的与所述进风口(13)具有设定距离的位置。

4.根据权利要求2所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述出风口(12)包括第一组出风口(12A)和第二组出风口(12B)，所述调温区域包括第一调温区域和第二调温区域，所述第一组出风口(12A)配置为朝向穿戴者的第一调温区域，所述第二组出风口(12B)配置为朝向穿戴者的第二调温区域，所述第一组出风口(12A)和第二组出风口(12B)通过热对流方式实现温度传递。

5.根据权利要求4所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述第一调温区域为穿戴者的头颈部，所述第二调温区域为穿戴者的腋下部。

6.根据权利要求1所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述穿戴主体内形成有感温区(10)，所述感温区与穿戴者的第三调温区域接触，使穿戴主体通过温度传导方式与穿戴者的第三调温区域实现温度传递。

7.根据权利要求6所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述第三调温区域为穿戴者的肩部、背部和腰部的至少一个。

8.根据权利要求1所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述腔体结构内设置有支撑体(9)，所述支撑体(9)具有一定高度，且与所述抗压风道(14)相邻设置，用于支撑所述抗压风道(14)。

9.根据权利要求8所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述支撑体(9)为多孔支撑结构，所述支撑体(9)通过内部气孔(8)与所述蓄温区或腔体风道连通，使得经过冷热源的调温气体能均匀漫布在支撑体的多孔结构内并传导至感温区(10)。

10.根据权利要求8所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述支撑体(9)的宽度小于所述穿戴主体对应位置的宽度，使得所述支撑体(9)的侧壁与所述穿戴主体的对应侧的腔体内壁之间具有空隙，所述空隙形成至少部分所述抗压风道(14)。

11.根据权利要求8所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述支撑体(9)设置有多个，相邻的两个所述支撑体(9)之间具有空隙，所述空隙形成至少部分所述抗压风道(14)。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述抗压风道(14)还可包括设置于所述穿戴主体内的气管(6)。

13.根据权利要求1所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述腔体结构内设置有支撑体(9)，所述支撑体(9)具有一定高度且充满于所述腔体风道(11)，所述支撑体(9)内具有孔隙，使得所述支撑体(9)自形成所述抗压风道。

14.根据权利要求1所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述穿戴主体包括底部复合层和顶部复合层，所述底部复合层为所述穿戴主体面向穿戴者的一侧，所述顶部复合层为所述穿戴主体背离穿戴者的一侧，所述底部复合层和顶部复合层连接，以围成腔体。

15.根据权利要求14所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，在所述穿戴主体的横截面上，所述底部复合层的宽度小于所述顶部复合层的宽度，使得所述顶部复合层向其两侧或远离所述底部复合层的方向拱起，形成至少部分所述腔体风道(11)。

16.根据权利要求1所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述穿戴主体至少在所述出风口(12)的位置设置有支撑件(7)，用于支撑所述出风口(12)，使其始终保持敞开状态，并维持所需的出风角度。

17.根据权利要求16所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述支撑件(7)为卡紧设置于所述穿戴主体内的半管结构或全管结构；

在所述半管结构为半圆管形状的情况下，半圆管的弧面抵于所述出风口(12)所在穿戴主体的边缘部上。

18.根据权利要求16所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述穿戴主体的出风口(12)和所述支撑件(7)对应位置通过卡紧设置的固定件(18)连接。

19.根据权利要求1或18所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述出风口(12)或固定件(18)的开口宽度或直径为4-20mm。

20.根据权利要求14所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述顶部复合层包括自外向内逐层布置的外表层(1)、保温层(2)和第一密闭层(3)，所述保温层(2)用于防止冷热源的温度向外流失，所述第一密闭层(3)用于防止所述穿戴主体的腔体内的调温气流溢出。

21.根据权利要求14所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述底部复合层包括透气层(10)和第二密闭层(5)，所述第二密闭层(5)用于防止所述穿戴主体的腔体内的调温气流溢出，所述透气层(10)用于与穿戴者接触，以传递温度。

22.根据权利要求8所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述支撑体(9)包括背部支撑体和肩部支撑体，所述背部支撑体布置于所述穿戴主体的背部的中间位置或两侧，所述抗压风道(14)位于所述背部支撑体的两侧或中央；所述肩部支撑体位于所述穿戴主体的肩部的远离穿戴者颈部的一侧，所述抗压风道(14)及所述出风口(12)位于所述穿戴主体的肩部的面向穿戴者颈部的一侧以及穿戴者腋下。

23.根据权利要求1所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，在所述风扇安装部(1-4)设置有一个的情况下，所述风扇安装部(1-4)位于下部的中间位置；在所述风扇安装部(1-4)设置有两个的情况下，所述风扇安装部(1-4)分别位于下部的两侧对称位置。

24.根据权利要求8或9所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述支撑体(9)通过第二密闭层(5)或透气布料固定设置于所述穿戴主体的腔体内靠近穿戴者身体一侧。

25.根据权利要求24所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述支撑体(9)由第二密闭层包(5)紧缝合于所述穿戴主体上，所述第二密闭层上开有若干内部气孔(8)。

26.根据权利要求1所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述冷热源为冷源或热源，包括了冷饮、热饮、冰袋保冷剂、暖宝和热电效应器件的至少一种。

27.根据权利要求1所述的可穿戴温度调节装置，其特征在于，所述穿戴主体为马甲、背心、背包和腰包中的任意一种款式结构。