CN209678810U

CN209678810U - 一种碳纤维暖脚器

Info

Publication number: CN209678810U
Application number: CN201820944454.8U
Authority: CN
Inventors: 张永亮; 李建波; 潘必超; 陈榕福; 包德军
Original assignee: Guangdong Mechanical and Electrical College
Current assignee: Guangdong Mechanical and Electrical College
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2019-11-26
Anticipated expiration: 2028-06-19

Abstract

本实用新型涉及一种碳纤维暖脚器，利用碳纤维板作为发热源，安全电压24V供电，电热转换率达98％以上，发热的同时，辐射1.5～15μm之间远红外线，对人体起到保健理疗作用。另外，暖脚器采用多块碳纤维板组合构成，用户可以通过移动终端对暖脚器各区域的碳纤维板进行分区独立控制，节能高效，使用灵活方便。再者，每块碳纤维板采用热敏电阻均匀地分布于三处位置测温，保证碳纤维板发热均匀；并取平均值作为控制温度，有效的解决碳纤维加热温度测量不精确的问题，保证控制的准确性。最后，碳纤维板的温度测量电路中，IV变换后，采用多路的模拟开关进行通道切换，降低微处理器的工作强度，节省系统的硬件资源。

Description

一种碳纤维暖脚器

技术领域

本实用新型涉及碳纤维加热的技术领域，尤其涉及到一种碳纤维暖脚器。

背景技术

寒冷的冬季，人体每个部位都要经受严寒的考验，保暖是人们必做的功课，脚部的保暖尤为重要。一是，脚是三阴经交汇的地方，所以脚比较怕冷，容易因保暖不当导致脚部疾病；二是，寒从脚下起，双脚处于身体最下端的部位，离心脏较远，血液供应偏少，再加上双脚皮下的脂肪层薄，使得脚的保温能力先天不足，温度比其它部位低，更需要进行有效的保暖。一般取暖用的脚炉，是在金属或陶瓷容器里放置炉灰，炉灰上置固体燃料，如煤、炭等作热源，容器上有多孔盖，脚搁置盖上取暖。这种脚炉使用的能源单一，在固体燃料缺乏时，便不能使用，并且它耗能大，不安全，还造成环境污染。随着生活水平的提升，当前，人们大多数会选择电暖器进行脚部取暖。

现在市场上最常见的电暖脚器为石英管暖脚器，该类产品主要由密封式电热元件、抛物面或圆弧面反射板、防护条、功率调节开关等组成，由石英辐射管为电热元件，利用远红外线加热节能技术，使远红外辐射元件发出的远红外线被物体吸收，直接变为热能而达到取暖目的。但是，石英管暖脚器加热时会产生光线，有明火，发热效率低，不宜在卧室使用，此外，石英管如不慎，容易被打破，并且石英管内电热丝也容易氧化、变形。另外，由于采用功率开关使2-4根石英管部分或全部投入工作，因此，暖脚器各区域加热温度和辐射强度不均匀，在石英管附近温度过高，而其他位置温度不够，一不小心就会烫伤用户脚板；还有，温度调节多采用手动旋钮，不能实现移动终端智能控制。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效节能、绿色环保、坚固耐用、控制精度高、具有保健理疗作用的碳纤维暖脚器。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种碳纤维暖脚器，包括实木框架、置于实木框架顶部的脚踏层、置于实木框架中部的碳纤维加热控制层以及置于实木框架底部的暖脚器底层；

所述碳纤维加热控制层包括多块碳纤维板和控制该多块碳纤维板加热的加热控制系统；

所述加热控制系统包括控制总路和与多块碳纤维板一一对应的加热支路，每条加热支路分别与控制总路首尾相连，形成闭环系统；

其中，所述控制总路包括模拟开关、AD转换模块、微处理器；AD转换模块连接于模拟开关和微处理器之间，微处理器与模拟开关连接；

所述加热支路包括光耦、MOS管、热敏电阻组以及与热敏电阻组中的多个热敏电阻一一对应的IV变换电路；光耦与微处理器连接，并将微处理器与MOS管隔离开来；MOS管与对应的碳纤维板连接；热敏电阻组紧贴在碳纤维板表面，对碳纤维板进行温度测量；IV变换电路连接于对应的热敏电阻与模拟开关之间。

进一步地，所述脚踏层包括多条脚踏木条，该多条脚踏木条并排排列，且脚踏木条与脚踏木条之间留有空隙。

进一步地，所述微处理器为51或STM系列的微处理器。

进一步地，所述加热控制系统还包括蓝牙模块和移动终端；蓝牙模块连接于微处理器和移动终端之间，将微处理器中的数据发送给移动终端。

进一步地，所述移动终端为平板电脑或者手机。

进一步地，所述热敏电阻组包括三个热敏电阻，该三个热敏电阻均匀分布在碳纤维板表面。

与现有技术相比，本方案原理和优点如下：

1.利用碳纤维板作为发热源，安全电压24V供电，电热转换率达98％以上，发热的同时，辐射1.5～15μm之间远红外线，对人体起到保健理疗作用。

2.暖脚器采用多片碳纤维板组合构成，用户可以通过手机、平板等移动终端对暖脚器各区域的碳纤维板进行分区独立控制，节能高效，使用灵活方便。

3.每块碳纤维板采用热敏电阻在三处位置测温，并取平均值作为控制温度，有效地解决了碳纤维加热温度测量不精确的问题，保证了控制的准确性。

4.碳纤维板的温度测量电路中，IV变换后，采用多路的模拟开关进行通道切换，降低了微处理器的工作强度，节省了系统的硬件资源。

附图说明

图1为本实用新型一种碳纤维暖脚器的示意图；

图2为本实用新型一种碳纤维暖脚器的控制系统框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明：

参见附图1-2所示，本实施例所述的一种碳纤维暖脚器，包括实木框架1、置于实木框架1顶部的脚踏层2、置于实木框架1中部的碳纤维加热控制层3以及置于实木框架1底部的暖脚器底层4。

具体地，脚踏层2包括多条脚踏木条，该多条脚踏木条并排排列，且脚踏木条与脚踏木条之间留有空隙。

碳纤维加热控制层3包括多块碳纤维板3-1和控制该多块碳纤维板3-1加热的加热控制系统。

加热控制系统包括控制总路和与多块碳纤维板3-1一一对应的加热支路，每条加热支路分别与控制总路首尾相连，形成闭环系统；

其中，控制总路包括模拟开关3-6、AD转换模块3-7、微处理器3-8；AD转换模块3-7连接于模拟开关3-6和微处理器3-8之间，微处理器3-8与模拟开关3-6连接；

加热支路包括光耦3-4、MOS管3-5、包含三个热敏电阻的热敏电阻组3-2以及与该三个热敏电阻一一对应的IV变换电路3-3；光耦3-4与微处理器3-8连接，并将微处理器3-8与MOS管3-5隔离开来；MOS管3-5与对应的碳纤维板3-1连接；三个热敏电阻均匀分布并紧贴在碳纤维板3-1表面，对碳纤维板3-1进行温度测量；IV变换电路3-3连接于对应的热敏电阻与模拟开关3-6之间。

另外，加热控制系统还包括蓝牙模块3-9和移动终端3-10；蓝牙模块3-9连接于微处理器3-8和移动终端3-10之间，将微处理器3-8中的数据发送给移动终端3-10。

具体地，本实施例中的移动终端3-10为手机，微处理器3-8为STM系列的微处理器。

具体的工作原理如下：

需要暖脚时，多块碳纤维板3-1采用24V安全电压进行加热，加热过程中，紧贴在每块碳纤维板3-1表面的三个热敏电阻对对应的碳纤维板3-1进行温度测量。而热敏电阻均采用恒流源驱动，经IV变换电路3-3变换为模拟电压，所有加热支路的电压信号均接入模拟开关，由微处理器3-8进行各路切换后，经AD转换模块3-7转换后送至微处理器3-8进行处理。微处理器3-8测得每块碳纤维板3-1三处位置的温度后，取平均值作为实时测量温度，通过光耦3-4隔离，驱动MOS管3-5对各碳纤维板3-1进行独立PID加热控制。另外，微处理器3-8通过蓝牙模块3-9无线连接到移动终端3-10，用户可以实时查看各区的碳纤维板3-1的温度，也可以进行各区域温度的独立设置。

本实施例利用碳纤维板3-1作为发热源，安全电压24V供电，电热转换率达98％以上，发热的同时，辐射1.5～15μm之间远红外线，对人体起到保健理疗作用。另外，暖脚器采用多块碳纤维板3-1组合构成，用户可以通过移动终端3-10对暖脚器各区域的碳纤维板3-1进行分区独立控制，节能高效，使用灵活方便。再者，每块碳纤维板3-1采用热敏电阻均匀地分布于三处位置测温，保证碳纤维板3-1发热均匀；并取平均值作为控制温度，有效的解决碳纤维加热温度测量不精确的问题，保证控制的准确性。最后，碳纤维板3-1的温度测量电路中，IV变换后，采用多路的模拟开关进行通道切换，降低微处理器3-8的工作强度，节省了系统的硬件资源。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种碳纤维暖脚器，其特征在于：包括实木框架(1)、置于实木框架(1)顶部的脚踏层(2)、置于实木框架(1)中部的碳纤维加热控制层(3)以及置于实木框架(1)底部的暖脚器底层(4)；

所述碳纤维加热控制层(3)包括多块碳纤维板(3-1)和控制该多块碳纤维板(3-1)加热的加热控制系统；

所述加热控制系统包括控制总路和与多块碳纤维板(3-1)一一对应的加热支路，每条加热支路分别与控制总路首尾相连，形成闭环系统；

其中，所述控制总路包括模拟开关(3-6)、AD转换模块(3-7)、微处理器(3-8)；AD转换模块(3-7)连接于模拟开关(3-6)和微处理器(3-8)之间，微处理器(3-8)与模拟开关(3-6)连接；

所述加热支路包括光耦(3-4)、MOS管(3-5)、热敏电阻组(3-2)以及与热敏电阻组(3-2)中的多个热敏电阻一一对应的IV变换电路(3-3)；光耦(3-4)与微处理器(3-8)连接，并将微处理器(3-8)与MOS管(3-5)隔离开来；MOS管(3-5)与对应的碳纤维板(3-1)连接；热敏电阻组(3-2)紧贴在碳纤维板(3-1)表面，对碳纤维板(3-1)进行温度测量；IV变换电路(3-3)连接于对应的热敏电阻与模拟开关(3-6)之间。

2.根据权利要求1所述的一种碳纤维暖脚器，其特征在于：所述脚踏层(2)包括多条脚踏木条，该多条脚踏木条并排排列，且脚踏木条与脚踏木条之间留有空隙。

3.根据权利要求1所述的一种碳纤维暖脚器，其特征在于：所述微处理器(3-8)为51或STM系列的微处理器。

4.根据权利要求1所述的一种碳纤维暖脚器，其特征在于：所述加热控制系统还包括蓝牙模块(3-9)和移动终端(3-10)；蓝牙模块(3-9)连接于微处理器(3-8)和移动终端(3-10)之间，将微处理器(3-8)中的数据发送给移动终端(3-10)。

5.根据权利要求4所述的一种碳纤维暖脚器，其特征在于：所述移动终端(3-10)为平板电脑或者手机。

6.根据权利要求1所述的一种碳纤维暖脚器，其特征在于：所述热敏电阻组(3-2)包括三个热敏电阻，该三个热敏电阻均匀分布在碳纤维板(3-1)表面。