TWI666964B - 節能加熱穿戴裝置 - Google Patents

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Abstract

一種節能加熱穿戴裝置，包括：一控制單元、一電力管理單元、一加熱單元、一顯示單元、一輸入單元、一溫度感應單元、一濕度感應單元及一防爆型供電單元。以該溫度感應單元的感應生物體溫、環境溫度小於溫度設定值，該控制單元持續啟動該加熱單元加熱，該溫度感應單元的感應生物體溫、環境溫度大於該溫度設定值，該控制單元停止啟動該加熱單元加熱。該濕度感應單元的感應生物濕度及環境濕度小於濕度設定值，該控制單元停止啟動該加熱單元加熱，該濕度感應單元的感應生物濕度及環境濕度大於濕度設定值，該控制單元持續啟動該加熱單元加熱。

Description

節能加熱穿戴裝置
本發明係有關一種加熱裝置，尤指一種可對穿戴者進行體溫、濕度及環境溫度、濕度進行感應的節能加熱穿戴裝置。
為因應寒流、下雪等寒冷氣候，市面上出現有安裝加熱結構的手套、襪子、圍巾等穿戴裝置，進而提供熱源以幫助使用者保暖抗寒。其中，加熱結構多採用相互電性連接的鋰離子電池與加熱片，鋰離子電池用於提供加熱片電量從而讓加熱片發熱。
然而，鋰離子電池因為製造材質問題，在裝安配置上無法靠近加熱片，因此鋰離子電池與加熱片往往需要保持一定安全距離或是相互隔離，才能保護鋰離子電池，但上述配置方式卻產生有安裝空間過大、組裝步驟繁瑣及熱源不集中等問題。
有鑑於此，本發明人遂針對上述現有技術，特潛心研究並配合學理的運用，盡力解決上述之問題點，即成為本發明人開發之目標。
因此，本發明之主要目的，在於本發明利用一種鋰陶瓷電池本身不被高溫所影響，不會發生劇烈化學反應導致爆炸，並以高比熱包覆層作為輻射熱反射層，並透過智慧型控制維持恆溫下，降低功率消耗。
本發明之另一目的，在於除了節省能源外，在電池相同單位容量下提升使用時間以外，亦可以節省能量儲存之體積，達到穿戴式裝置的效果。
為達上述之目的，本發明提供一種節能加熱穿戴裝置，安裝於穿戴本體上，包括：一控制單元、一電力管理單元、一加熱單元、一顯示單元、一輸入單元、一溫度感應單元、一濕度感應單元及一防爆型供電單元。該控制單元內部儲存有判斷感應體溫度及濕度的程式。該防爆型供電單元提供該節能加熱穿戴裝置所需之電力。該電力管理單元與該控制單元及該防爆型供電單元電性連結，以管理該防爆型供電單元的電力。該加熱單元與該控制單元及該電力管單元電性連結。該顯示單元與該控制單元電性連結，以顯示該節能加熱穿戴裝置的控制狀態。該輸入單元與該控制單元電性連結，以輸入操作信號至該控制單元。該溫度感應單元與該控制單元電性連結，以感應生物溫度及環境溫度。該濕度感應單元與該控制單元電性連結，以感應生物濕度及環境濕度。其中以該溫度感應單元的感應生物體溫、環境溫度小於溫度設定值，該控制單元持續啟動該加熱單元加熱，該溫度感應單元的感應生物體溫、環境溫度大於該溫度設定值，該控制單元停止啟動該加熱單元加熱。該濕度感應單元的感應生物濕度及環境濕度小於濕度設定值，該控制單元停止啟動該加熱單元加熱，該濕度感應單元的感應生物濕度及環境濕度大於濕度設定值，該控制單元持續啟動該加熱單元加熱。
在本發明之一實施例中，該控制單元為微控制器。
在本發明之一實施例中，該防爆型供電單元包含有一可拆式的防爆型充電電池及一位於該防爆型充電電池一側的高比熱包覆層，且該高比熱包覆層位於該加熱單元的一側。
在本發明之一實施例中，該高比熱包覆層為一陶瓷紗或一尼龍紗。
在本發明之一實施例中，該電力管理單元包含有一充電電路，使外部電源經過該電力管理單元可對該防爆型供電單元充電。
在本發明之一實施例中，該加熱單元為加熱層，該加熱層由鐵、鋼或銅材質所製的金屬絲編織、聚醯亞胺薄膜電熱片或陶瓷發熱片。
在本發明之一實施例中，該顯示單元為LCD或LED顯示幕。
在本發明之一實施例中，該輸入單元包含有一觸摸開關、一定時開關及一定溫開關。
在本發明之一實施例中，該溫度感應單元包含一生物體溫感應器及一環境溫度感應器。
在本發明之一實施例中，該濕度感應單元包含一生物濕度感應器及一環境濕度感應器。
在本發明之一實施例中，該生物體溫的該溫度設定值為30度。
在本發明之一實施例中，該環境溫度的該溫度設定值為15度。
在本發明之一實施例中，該濕度設定值為60%。
在本發明之一實施例中，該防爆型供電單元的該防爆型充電電池及該高比熱包覆層與該加熱單元堆疊成片狀體的安裝於該穿戴本體的內裏層，以該控制單元、該電力管理單元、該顯示單元、該輸入單元、該溫度感應單元及該濕度感應單元整合在軟性印刷式的一電路板上，該電路板安裝於穿戴本體的內裏層，使該溫度感應單元及該濕度感應單元外露感應。
在本發明之一實施例中，該電路板上增設一USB連接器，USB連接器電性連結於該電路板與該電力管理單元電性連結，該USB連接器具有一USB接頭及一延長傳輸線，該延長傳輸線的末端連接有USB接頭，該USB連接器用於插接於外部的充電器接頭。
在本發明之一實施例中，更包含有一無線通訊單元，該無線通訊單元與該控制單元電性連結，該無線通訊單元與外部的一無線通訊裝置耦接，下載氣候預測資訊給予該控制單元進行溫度控制之判定。
在本發明之一實施例中，該無線通訊單元與外部的一無線控制燈號單元耦接，以進行燈光啟動模式，以該輸入單元成為控制的開關。
茲有關本發明之技術內容及詳細說明，現在配合圖式說明如下：
請參閱圖1，係本發明之節能加熱穿戴的電路方塊示意圖。如圖所示：本發明之節能加熱穿戴裝置100，包含：一控制單元10、一電力管理單元20、一加熱單元30、一顯示單元40、一輸入單元50、一溫度感應單元60、一濕度感應單元70、一防爆型供電單元80及一無線通訊單元90。其中，以該溫度感應單元60及該濕度感應單元70分別對生物的體溫及濕度，以及環境的溫度及濕度的感應，並由該控制單元10進行判斷是否有達到需加熱狀態，若是感應的生物體溫值及生物濕度值，以及環境溫度值及環境濕度值都超過設定值時，該控制單元10即對該加熱單元30進行加熱。
該控制單元10，係內部儲存有判斷感應生物體溫、濕度及環境溫度、濕度的應用軟程式，以判斷感應的值是否超過設定值。在本圖式中，該控制單元10為微控制器。
該電力管理單元20，係與該控制單元10及該防爆型供電單元80電性連結，以管理該防爆型供電單元80的電力，以提供該節能加熱穿戴裝置100及加熱單元30所需之電力。在本圖式中，該電力管理單元20包含有充電電路(圖中未示)，可以對該防爆型供電單元80的防爆型充電電池801充電。
該加熱單元30，係與該控制單元10及該電力管理單元20電性連結，以該控制單元10啟動該加熱單元30進行加熱。在本圖式中，該加熱單元30為加熱層，該加熱層由包括但不限於鐵、鋼或銅材質所製的金屬絲編織、聚醯亞胺薄膜電熱片(Polyimide film電熱片)或陶瓷發熱片(Positive Temperature Coefficient)。該加熱單元30電性連接於該電力管理單元20且貼接於穿戴本體(圖中未示)的內裏層。
該顯示單元40，係與該控制單元10電性連結，用以顯示節能加熱穿戴裝置100的啟動狀態如電量、溫度、設定時間等功能。在本圖式中，該顯示單元40為LCD或LED顯示幕。
該輸入單元50，係與該控制單元10電性連結，用以輸入操作信號給該控制單元10，使該控制單元10進行節能加熱穿戴裝置100的啟動、定時、定溫或關閉。在本圖式中，該輸入單元50包含有一觸摸開關(或按鈕)501、一定時開關502及一定溫開關503。以觸摸該觸摸開關501以控制該節能加熱穿戴裝置100的啟動或關閉。在該定時開關502啟度後，以設定該節能加熱穿戴裝置100運作一段時間如0.5小時、1小時或2小時等，該節能加熱穿戴裝置100停止運作。在該定溫開關503啟動後，該控制單元10將控制該加熱單元30在一恆溫狀態下。
該溫度感應單元60，係與該控制單元10電性連結，用以感應生物體溫及環境溫度，並將所感應的生物體溫及環境溫度傳至該控制單元10中判斷，以判斷是否要啟動該加熱單元30進行加熱。在本圖式中，該溫度感應單元60包含一生物體溫感應器及一環境溫度感應器。
該濕度感應單元70，係與該控制單元10電性連結，用以感應生物濕度及環境濕度，並將所感應的生物濕度及環境濕度傳至該控制單元10中判斷，以判斷是否要啟動該加熱單元30進行加熱。在本圖式中，該濕度感應單元70包含一生物濕度感應器及一環境濕度感應器。
該防爆型供電單元80，係與該電力管理單元20電性連結，該防爆型供電單元80包含有一可拆式的防爆型充電電池801及一位於該防爆型充電電池801一側的高比熱包覆層802，且該高比熱包覆層802也位於該加熱單元30的一側。該高比熱包覆層802可作為吸收加熱單元30輻射熱之蓄熱池，使穿戴本體(圖中未示)具有縮小安裝空間、組裝步驟簡單、降低功率消耗、節省能源及熱源集中之優點。在本圖式中，該高比熱包覆層802為一陶瓷紗或一尼龍紗，陶瓷紗的比熱約840J/(kg·K)，尼龍紗的比熱約1700J/(kg·K)，使陶瓷紗及尼龍紗被加溫到高熱後會發射出輻射熱。
該無線通訊單元90，係與該控制單元10電性連結，該無線通訊單元90與外部的無線通訊裝置如智慧型手機600或無線控制燈號單元700耦接，可從智慧型手機600中自雲端上下載未來的氣候預測資訊，以便給予該控制單元10系統進行溫度控制之判定，以及透過無線通訊單元90與外部的無線控制燈號單元700耦接，以進行燈光啟動模式，使手套(圖中未示)上的輸入單元(按鈕)50可當作方向燈控制的開關。
在該節能加熱穿戴裝置100的電路剛啟動時，防爆型充電電池801本體為低溫，該控制單元10啟動該加熱單元30直接對生物加熱，然而同時也對該高比熱包覆層802進行加熱。
當電路啟動一陣子時，該高比熱包覆層802被加溫到高熱後，也發射出來輻射熱，給生物進行二次加溫，此時溫度會在更升高。當溫度再度升高時，該控制單元10控制該加熱單元30停止加熱，此時透過高比熱包覆層802的輻射熱來維持既有溫度，達到節約能量的功能。
請參閱圖2，係本發明之節能加熱穿戴裝置的電力剛啟動的控制流程示意圖；同時，一併參閱圖1。如圖所示：在步驟S100，電力開啟：執行該輸入單元50，將輸入一信號至該控制單元10，使該電力管理單元20將電源提供給該節能加熱穿戴裝置100各單元使用。
步驟S102，偵測溫度：以該控制單元10啟動該溫度感應單元60進行生物(如人體的手、腳、臉、身體或頸部)及環境的溫度感應。
步驟S104，環境溫度＜15度：在溫度感應單元60感應的環境溫度傳至該控制單元10判斷時，若是環境溫度＜15度，將進入步驟S106。
步驟S106，持續加溫：在該溫度感應單元60感應環境溫度＜15度時，該控制單元10控制該加熱單元30持續加熱。
步驟S108，體溫＜30度：在溫度感應單元60感應的生物的體溫傳至該控制單元10判斷時，若是體溫＜30度，將進入步驟S106，以該控制單元10控制該加熱單元30持續加熱。
步驟S110，偵測濕度：在電力開啟後，除了偵測溫度外，也同時由該濕度感應單元70感應生物的濕度後，再進入步驟S112中。
步驟S112，生物濕度＞60％：在該濕度感應單元70感應生物的濕度＞60％，進入步驟S106中。
請參閱圖3，係本發明之節能加熱穿戴裝置的開啟自動控溫流程示意圖；同時，一併參閱圖1。如圖所示：在步驟S200，開始自動溫控：該溫度感應單元60及該濕度感應單元70進行溫度及濕度的感應。
步驟S202，判斷環境溫度＞15度：在溫度感應單元60感應環境溫度傳至該控制單元10判斷環境溫度＞15度時，則進入步驟S204關閉對生物加熱區域，該控制單元10不啟動該加熱單元30進行加熱。在步驟S202判斷環境溫度不大於15度時，則進入步驟S206中。
步驟S206，判斷生物溫度＞30度：在溫度感應單元60感應生物(如人體的手、腳、臉、身體或頸部)溫度傳至該控制單元10判斷體溫＞30度時，則進入步驟S204關閉對生物加熱區域，該控制單元10不啟動該加熱單元30進行加熱，此時透過高比熱包覆層802的輻射熱來維持既有溫度，達到節約能量的功能。在步驟S206判斷環境溫度不大於30度時，則進入步驟S208中。
步驟S208，判斷生物濕度＞60％：在濕度感應單元70感應生物(如人體的手、腳、臉、身體或頸部)濕度傳至該控制單元10判斷濕度＞60％時，則進入步驟S210持續加熱，該控制單元10啟動該加熱單元30進行加熱。在步驟S208判斷生物濕度不大於60％時，則進入步驟S204關閉對生物加熱區域。
步驟S210，持續加熱：在步驟S202判斷環境溫度小於15度、步驟S206判斷生物溫度小於30度或步驟S208生物濕度＞60％時，該控制單元10將持續啟動加熱單元進行加熱。
請參閱圖4、5，係本發明之節能加熱穿戴裝置的使用狀態及圖4的局部側視示意圖；請同時參閱圖1。如圖所示：本發明將防爆型供電單元80的防爆型充電電池801及該高比熱包覆層802與該加熱單元30堆疊成片狀體的安裝於穿戴本體(手套)200的內裏層201，並將該節能加熱穿戴裝置100(如圖1)的該控制單元10、該電力管理單元20、該顯示單元40、該輸入單元50、該溫度感應單元60及該濕度感應單元70整合於軟性印刷式的電路板300上，同時也將電路板300安裝於穿戴本體(手套)200的內裏層201，並且使該溫度感應單元60及該濕度感應單元70可以外露的與生物及環境接觸。
且，再於該電路板300上增設一USB連接器400，USB連接器400電性連結於該電路板300與該電力管理單元20電性連結，該USB連接器400具有一USB接頭401及一延長傳輸線402，延長傳輸線402的末端連接有USB接頭401，該USB連接器400用於插接於外部的充電器接頭500，使外部電源經過該電力管理單元20可對防爆型充電電池801進行充電。
在該節能加熱穿戴裝置100的電路剛啟動時，防爆型充電電池801本體為低溫，該控制單元10啟動該加熱單元30直接對生物加熱，然而同時也對該高比熱包覆層802進行加熱。
當電路啟動一陣子時，該高比熱包覆層802被加溫到高熱後，也發射出來輻射熱，給生物進行二次加溫，此時溫度會在更升高。當溫度再度升高時，該控制單元10控制該加熱單元30停止加熱，此時透過高比熱包覆層802的輻射熱來維持既有溫度，達到節約能量的功能。
在該節能加熱穿戴裝置100的電路剛啟動時，該防爆型充電電池801本體為低溫，該控制單元10啟動該加熱單元30直接對生物加熱，然而同時也對該高比熱包覆層802進行加熱。
當電路啟動一陣子時，該高比熱包覆層802被加溫到高熱後，也發射出來輻射熱，給生物進行二次加溫，此時溫度會在更升高。當溫度再度升高時，該控制單元10控制該加熱單元30停止加熱，此時透過高比熱包覆層802的輻射熱來維持既有溫度，達到節約能量的功能。
另外，該無線通訊單元90負責與外部的無線通訊裝置如智慧型手機600或無線控制燈號單元700耦接，可從智慧型手機600中自雲端上下載未來的氣候預測資訊，以便給予該控制單元10系統進行溫度控制之判定，以及透過無線通訊單元90與外部的無線控制燈號單元700耦接，以進行燈光啟動模式，使安裝於該穿戴本體200上的輸入單元(按鈕)50可當作方向燈控制的開關。
惟以上所述僅為本發明之較佳實施例，非意欲侷限本發明的專利保護範圍，故舉凡運用本發明說明書或圖式內容所為的等效變化，均同理皆包含於本發明的權利保護範圍內，合予陳明。
100‧‧‧節能加熱穿戴裝置
10‧‧‧控制單元
20‧‧‧電力管理單元
30‧‧‧加熱單元
40‧‧‧顯示單元
50‧‧‧輸入單元
501‧‧‧觸摸開關
502‧‧‧定時開關
503‧‧‧定溫開關
60‧‧‧溫度感應單元
70‧‧‧濕度感應單元
80‧‧‧防爆型供電單元
801‧‧‧防爆型充電電池
802‧‧‧高比熱包覆層
90‧‧‧無線通訊單元
S100-S112‧‧‧步驟
S200-S210‧‧‧步驟
200‧‧‧穿戴本體
201‧‧‧內裏層
300‧‧‧電路板
400‧‧‧USB連接器
401‧‧‧USB接頭
402‧‧‧延長傳輸線
500‧‧‧充電器接頭
600‧‧‧智慧型手機
700‧‧‧無線控制燈號單元
圖1，係本發明之節能加熱穿戴裝置的電路方塊示意圖；
圖2，係本發明之節能加熱穿戴裝置的電力剛啟動的控制流程示意圖；
圖3，係本發明之節能加熱穿戴裝置的開啟自動控溫流程示意圖；
圖4，係本發明之節能加熱穿戴裝置的使用狀態示意圖；
圖5，係圖4的局部側視示意圖。

Claims (12)

  1. 一種節能加熱穿戴裝置，安裝於穿戴本體上，包括：一控制單元，內部儲存有判斷感應體溫度及濕度的程式；一電力管理單元，係與該控制單元電性連結；一加熱單元，係與該控制單元及該電力管理單元電性連結；一防爆型供電單元，係與該電力管理單元電性連結，受該電力管理單元管理以提供節能加熱穿戴裝置所需之電力，該防爆型供電單元包含有一可拆式的防爆型充電電池及一位於該防爆型充電電池一側的高比熱包覆層，且該高比熱包覆層位於該加熱單元的一側，該高比熱包覆層為一陶瓷紗或一尼龍紗；一顯示單元，係與該控制單元電性連結，以顯示該節能加熱穿戴裝置的控制狀態；一輸入單元，係與該控制單元電性連結，以輸入操作信號至該控制單元；一溫度感應單元，係與該控制單元電性連結，該溫度感應單元包含一生物體溫感應器及一環境溫度感應器，以感應生物溫度及環境溫度；一濕度感應單元，係與該控制單元電性連結，該濕度感應單元包含一生物濕度感應器及一環境濕度感應器，以感應生物濕度及環境濕度；其中，該防爆型充電電池及該高比熱包覆層與該加熱單元堆疊成片狀體安裝於該穿戴本體的內裏層，以該控制單元、該電力管理單元、該顯示單元、該輸入單元、該溫度感應單元及該濕度感應單元整合在軟性印刷式的一電路板上，該電路板安裝於該穿戴本體的內裏層，使該溫度感應單元及該濕度感應單元外露感應；以該溫度感應單元的感應生物體溫、環境溫度小於溫度設定值，該控制單元持續啟動該加熱單元加熱，該溫度感應單元的感應生物體溫、環境溫度大於該溫度設定值，該控制單元停止啟動該加熱單元加熱；該濕度感應單元的感應生物濕度及環境濕度小於濕度設定值，該控制單元停止啟動該加熱單元加熱，該濕度感應單元的感應生物濕度及環境濕度大於濕度設定值，該控制單元持續啟動該加熱單元加熱。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，該控制單元為微控制器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，該電力管理單元包含有一充電電路，使外部電源經過該電力管理單元可對該防爆型供電單元充電。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，該加熱單元為加熱層，該加熱層由鐵、鋼或銅材質所製的金屬絲編織、聚醯亞胺薄膜電熱片或陶瓷發熱片。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，該顯示單元為LCD或LED顯示幕。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，該輸入單元包含有一觸摸開關、一定時開關及一定溫開關。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，該生物體溫的該溫度設定值為30度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，該環境溫度的該溫度設定值為15度。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，該濕度設定值為60%。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，該電路板上增設一USB連接器，USB連接器電性連結於該電路板與該電力管理單元電性連結，該USB連接器具有一USB接頭及一延長傳輸線，該延長傳輸線的末端連接有USB接頭，該USB連接器插接於外部的充電器接頭。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，更包含有一無線通訊單元，該無線通訊單元與該控制單元電性連結，該無線通訊單元與外部的一無線通訊裝置耦接，下載氣候預測資訊給予該控制單元進行溫度控制之判定。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之節能加熱穿戴裝置，其中，該無線通訊單元與外部的一無線控制燈號單元耦接，以進行燈光啟動模式，以該輸入單元為控制的開關。
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