CN201675114U - 无线电磁加热型温控防寒鞋 - Google Patents

无线电磁加热型温控防寒鞋 Download PDF

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Abstract

无线电磁加热型温控防寒鞋涉及防寒装备，特别涉及一种能方便加温的防寒鞋。本实用新型包括防寒鞋(1)和加热装置(5)，加热装置(5)由可释放电磁能的加热线圈盘(2)、为加热线圈盘(2)提供交变电流的激励电源、控制激励电源的控温模块(4)组成；防寒鞋内设有电磁感应加热体(2)、测量鞋体温度并可与控温模块(4)进行无线通信的温度感应模块(3)。本实用新型通过控温模块(4)与温度感应模块(3)的通信，控制加热装置(5)为防寒鞋(1)加热。使用本装备使用人在加热鞋的时候，可以随时离开加热装置，在无需使用电源线的情况下随时加热，而且具有温控装置，可使防寒鞋保持恒温。本品结构简单，没有易损部件，自重较轻。

Description

无线电磁加热型温控防寒鞋
技术领域
本实用新型涉及防寒装备，特别涉及一种利用无线装置加热的防寒鞋。
背景技术
目前针对户外用鞋的防寒问题，人们普遍使用加厚保温。缺点是过于笨重。现有市场上的电加热防寒鞋(有电源线类——电池充电型)，使用这些产品充电不便，移动受限，充电速度慢，不能长时间连续使用。电热鞋垫(电热膜类)不可折叠及过度弯曲，否则损伤电热膜里的电路，会影响使用。也不可剧烈运动，否则会损坏电池。
目前，市场上的电热防寒鞋在两次充电期间只能短时间使用，而且充电时间长，充电时需连线且不能使用，内部结构复杂易损，份量重。
几种申请到专利的电加热防寒鞋，都是应用充电电池缓慢放电的方法给鞋加温，因此其充电时需要连接电源线、电池蓄电量有限，无法连续使用，同时自重较大。又因结构复杂不能有效防止外力损坏，无法应付恶劣使用条件。
因此目前尚无一种可以无线快速加热，并可恒温的电热防寒鞋。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种利用无线电磁能为防寒鞋加热，并通过无源通信模块控制加热温度的温控防寒鞋及其无线加热装置。
为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：设计一种无线电磁加热型温控防寒鞋，包括防寒鞋和加热装置，该加热装置给防寒鞋加热，且与防寒鞋分离。其中，所述防寒鞋的鞋底内设有电磁感应加热体及温度感应模块，所述加热装置包括释放电磁能的加热线圈盘及其激励电源和控温模块；其中，控温模块控制激励电源启停，并通过射频与防寒鞋内的温度感应模块通信。并且加热装置上面覆盖微晶玻璃板，微晶玻璃板下面设置压力开关，压力开关控制加热装置5与市电的通断。
加热装置中的加热线圈盘为漆包线绕制的线圈盘。
加热装置中的激励电源包括激励电路、控制电路、保护电路、电源电路、显示电路。其中，所述激励电路驱动线圈盘输出高频能量，所述控制电路由 单片机构成，其接收控温模块的信息并控制激励电路的输出功率，所述保护电路将电源电压值、电源电流值数字化后送入控制电路，所述电源电路采用ToPswitch单片开关电源，为控制电路、激励电路提供相应电压，所述显示电路是与控制电路连接的可显示加热装置状态的发光二极管。
加热装置中的控温模块采用为控制电路提供防寒鞋温度的RFID读卡器；相应地防寒鞋中的温度感应模块为与热敏器件连接的与RFID读卡器配合的电子标签。即，温度感应模块为与热敏器件连接的电子标签，控温模块为可读取电子标签信息的RFID读卡器，该RFID读卡器读取电子标签输出的温度信息，并将该信息提供给控制电路。
防寒鞋中的电磁感应加热体可以为与鞋底形状一致的盘状的电热丝；也可以为与鞋底形状一致的碳纤维材料。
本实用新型的原理如图2所示，加热装置首先通过控温模块与温度感应模块3通信，控温模块与温度感应模块采用RFID设备，可进行无线通信。温度感应模块将防寒鞋的温度传送给控温模块，控温模块将此温度与设定温度比较，当所送温度低于设定温度时，控温模块控制激励电源启动，激励电源通过加热线圈盘向防寒鞋内的电磁感应加热体传输电磁能，使电磁感应加热体发热。工作期间控温模块与温度感应模块每隔5秒通信一次，当防寒鞋的温度高于设定值时，控温模块控制激励电源停止工作。
本实用新型的有益效果是，可以在加热的同时，使用人可以随时离开加热装置，在无需使用电源线的情况下随时加热，有利于使用者随时处于工作状态，节约宝贵的精力和时间。而且具有温控装置，可以使防寒鞋保持恒温。另外结构简单，没有易损部件，自重较轻。
附图说明
图1本实用新型的结构示意图；
图2本实用新型的原理框图；
图3电磁炉电路原理图
图中1.防寒鞋，2.电磁感应加热体，3.温度感应模块，4.控温模块，5.加热装置，6.加热线圈盘，7.交变磁场。
具体实施方式
下面结合附图并通过一优选实施例对本实用新型进行详细说明：
本实施例由两部分组成，其中一部分是与市电连接的加热装置5，另一部分是防寒鞋。加热装置5由箱体、加热线圈盘6、激励电源、控温模块4、微晶玻璃板等组成，箱体内放置加热线圈盘6、激励电源、控温模块4，箱体上覆盖微晶玻璃板，微晶玻璃板下面设置压力开关。防寒鞋底部设置有电磁感应加热体2和温度感应模块3。当穿着防寒鞋的人站到加热装置上时，压力开关接通市电到加热装置5，加热装置5开始工作，如图2所示，加热装置5首先通过控温模块4与温度感应模块3通信，控温模块4与温度感应模块3采用RFID设备，可进行无线通信。温度感应模块3将防寒鞋的温度传送给控温模块4，控温模块4将此温度与设定温度比较，当所送温度低于设定温度时，控温模块4控制激励电源启动，激励电源通过加热线圈盘6向防寒鞋内的电磁感应加热体2传输电磁能，使电磁感应加热体2发热。工作期间控温模块4与温度感应模块3每隔5秒通信一次，当防寒鞋的温度高于设定值时，控温模块4控制激励电源停止工作。
本实施例中的激励电源和加热线圈盘6采用现有电磁炉的技术，现有电磁炉的电路原理见图3，电磁炉的是一个AC-DC-AC(交流-直流-交流)变换器，由桥式整流器和电压谐振变换器构成。市电的交流电源经桥式整流器变换为直流电，再经电压谐振变换器变换成频率为20-40KHz的交流电。这个高频交流电通过在圆形平面上绕制的线圈盘藕合到锅具的底部，在锅具底部产生旋涡状电流，使锅具快速生热。电压谐振变换器是电磁炉电路的核心，其作用是使直流电逆变为高频交流电，以满足感应加热的要求。电压谐振变换器是低开关损耗的零电压型(ZVS)变换器，主开关元件是功率晶体管，采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)。功率开关管的开关动作由图中的IGBT驱动电路完成。图中，滤波电容C2、谐振电容C1、谐振电感(励磁线圈)L1、二极管D和功率开关管IGBT构成电压谐振变换器。C1与L1构成谐振回路；扼流圈L0阻止市电来的干扰和阻止高频电流向外泄漏；二极管D为部分谐振电流提供通路，保护功率开关管；C2可以滤掉外来的杂波外，还可以为部分谐振电流提供通路。图中的同步电路、振荡电路、电流负反馈控制等构成闭环调节 系统，其调节对象是交流输入电流，使电压谐振变换器正常工作。图中的开关电路为单片机提供5V电源，为同步电路提供12V电源，为IGBT驱动电路提供20V电源。图中的过压保护检测市电电压和谐振电压，当有异常情况时(市电电压和谐振电压过高或过低)切断IGBT驱动电路电源，保护功率开关管IGBT。图中还设计有检测市电情况的电流检测电路和电压检测电路、检测功率开关管IGBT的IGBT温度检测电路、锅底温度检测电路，以及与各检测电路连接的单片机，可以实现市电的电压报警、电流报警，IGBT温度报警，锅底温度报警，以及实现功率控制、温度控制等功能，还控制风扇、蜂鸣器、键盘、LED显示等工作。
本实施例利用上面的电磁炉工作电路，将图中的烹饪锅用防寒鞋代替；励磁线圈作为加热线圈盘6；用控温模块4代替锅底温度检测电路，将锅底温度报警作为对IGBT驱动电路工作的切断；通过单片机增加工作指示灯和故障指示灯；加装与市电连接的压力开关。经过这样的改造，电磁炉成为了能够给防寒鞋加热的加热装置，利用键盘还可以设定温度。
加热装置中的控温模块4采用RFID设备，本实施例采用AOSID-0704读卡器，该读卡器可以读取电子标签的数据，并可进行设置。本实施例中设置其每5秒钟与电子标签联系一次。
本实施例的防寒鞋的鞋底中设置与鞋底形状一致的磁感应加热体2，磁感应加热体2采用电热丝盘绕而成，磁感应加热体2包裹在石棉等耐热的柔性材料中。
防寒鞋中的温度感应模块3采用集成温度传感器的超高频无源电子标签。该电子标签由射频前端接收电路、数字逻辑控制部分、温度传感及量化、存储器四部分组成，其具体设计参见2008年4月《微电子学与计算机》发表的《集成温度传感器的超高频无源电子标签设计》。
本实施例将加热线圈盘6和控温模块4组合成独立的加热装置5，将电磁感应加热体2和温度感应模块3置于防寒鞋1底部，温度感应模块3与控温模块4通过无线方式在逻辑上连接，从而保证加热装置5在不通过导线的的情况下可以对防寒鞋温度进行感知并控制加热。
在工作时，控温模块4首先通过电磁波向温度感应模块3提供电力，温 度感应模块3根据热敏电阻测得的防寒鞋的温度，通过无线信号通知控温模块4启动或停止加热线圈盘6产生交变磁场7。启动时，电磁感应加热体2感应加热线圈盘6产生的交变磁力线而产生热能，同时，温度感应模块3实时获得加热体温度数据，并即时将数据传输给控温模块4，控温模块4通过降低或中止加热线圈盘6功率输出控制电磁感应加热体2温度符合预先设定的范围。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以做出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范畴。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (6)

1.无线电磁加热型温控防寒鞋，包括防寒鞋和为防寒鞋加热且与防寒鞋分离的加热装置，其特征在于：所述防寒鞋的鞋底内设有电磁感应加热体及温度感应模块，所述加热装置包括释放电磁能的加热线圈盘及其激励电源和控温模块；其中，控温模块控制激励电源启停，并通过射频与防寒鞋内的温度感应模块通信；并且加热装置上面覆盖微晶玻璃板，微晶玻璃板下面设置压力开关，压力开关控制加热装置与市电的通断。
2.如权利要求1所述的无线电磁加热型温控防寒鞋，其特征在于：所述加热线圈盘为漆包线绕制的线圈盘；所述激励电源包括激励电路、控制电路、保护电路、电源电路、显示电路，其中，所述激励电路驱动线圈盘输出高频能量，所述控制电路由单片机构成，其接收控温模块的信息并控制激励电路的输出功率，所述保护电路将电源电压值、电源电流值数字化后送入控制电路，所述电源电路采用ToPswitch单片开关电源，为控制电路、激励电路提供相应电压，所述显示电路是与控制电路连接的可显示加热装置状态的发光二极管。
3.如权利要求2所述的无线电磁加热型温控防寒鞋，其特征在于：所述温度感应模块为与热敏器件连接的电子标签；所述控温模块为可读取电子标签信息的RFID读卡器，该RFID读卡器读取电子标签输出的温度信息，并将该信息提供给控制电路。
4.如权利要求3所述的无线电磁加热型温控防寒鞋，其特征在于：所述热敏器件为热敏电阻。
5.如权利要求1所述的无线电磁加热型温控防寒鞋，其特征在于：所述电磁感应加热体为盘状的电热丝。
6.如权利要求1所述的无线电磁加热型温控防寒鞋，其特征在于：所述电磁感应加热体为碳纤维。 
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