专利名称：一种电热保暖鞋的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电热鞋技术领域，特别是一种电热保暖鞋。
背景技术：
由于社会环境、生活方式的改变以及经济的发展，人们对生活质量的要求不断提高，电热保暖鞋得到迅速的发展，尤其是在严寒地区，几乎成为人们的生活必需品。现有的一种电热保暖鞋是在鞋底和鞋帮设置有发热体装置和控制电路装置，在鞋跟内仓设置有内电源和充电装置，在鞋跟外面设有开关。由发热粒子层和纤维层组成的发热体设置在鞋前部的鞋底上侧，即鞋帮内，控制电路装置主要由开关、温控器、指示装置、充电插口、充电器、电路板组成，安装在鞋底内。发热体的升温、恒温完全由鞋内可充电电池供电，当电池能量不足时，要将鞋内充电器输入端插入外电源交流220V上，其输出端对鞋内电池充电。这种电热保暖鞋存在如下不足之处(1)充电器装置在鞋内既加重鞋的负载，也会降低电气可靠性，此外，在大多数情况下，穿鞋都要走路，不断变换地方、场所，装在鞋内的电池容量不会大，很快会耗完电量，需不时充电，补充电能，要寻找外接电源，实用性差。
(2)由于无预热功能，将鞋从冷态加热至暖态已几乎耗尽电池的储量，而中途难以补充电池能量，故设计不够合理。
(3)发热体由发热粒子层和纤维层组成，并设有电极的上、下绝缘层和电气接插连接件，这些部件都安装在鞋帮内，而鞋帮是一双鞋中走动时变形最大的地方，频繁皱折，很容易损坏发热体及其附件，为了加强发热体及其电气部件的绝缘保护，鞋帮会做得很厚，穿起来硬梆梆，不舒服；采用电接插件更增加其结构复杂和易损机会。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是(1)增加鞋的预热功能；(2)简化发热及控制部件结构，提高整个电控装置的可靠性和耐用性。
本实用新型所提出的技术解决方案是这样的一种电热保暖鞋，包括鞋底1、鞋垫3和鞋面4，以及装在鞋内的发热器8、储电器5、充电插孔9、开关10及其电气控制电路，所述发热器8装在鞋子前部鞋底1与鞋垫3之间；在鞋跟部位的鞋底1与鞋垫3之间装有储电器5、控制器6、充电插孔9；还设有外置的电源适配器13，其通过充电插孔9与控制器6、储电器5、发热器8作电气连接。所述发热器8由镍铬合金电阻丝盘绕而成，通过导线7与控制器6输出端相连接。所述储电器5由4个高容量镍氢7号电池固化一体的电池组和电池夹组成，该电池组与电池夹之间设有防电池松脱装置。所述外置的电源适配器13输出端与充电插孔9相插接，其输出端分别与控制器6第1输入端和储电器5正负极相连接。所述控制器6内还设有电池过放电保护电路14。所述控制器6的温度检测传感器采用高精度热敏电阻R1，该电阻R1固化在所述发热器8的发热丝旁边。所述控制器6、储电器5和充电插孔9均安装在一塑料框12内，该塑料框12上面设置有一块保护档板2。所述开关10固定在鞋面4上，与鞋面4融为一体，其通过导线11与控制器6第2输入端连接。
由于在严寒天气中，脚上最冷的地方是脚趾部分，针对这种情况，发热器安装在鞋子前部鞋底与鞋垫之间最合理。这种安装方式既可以符合使用要求，也可使使用时间得以延长。镍铬合金丝具有强度高，不易氧化的优点，因此避免使用时间长后需要更换发热器的不便。在发热器里还安装了高精度热敏电阻，热敏电阻能将温度的变化准确的反映在其电阻值的变化中，因此能精确地把温度值反馈到控制器中进行控制。发热器以及热敏电阻分别通过两根导线与控制器连接，连线位于鞋垫下方，对鞋的舒适度不构成影响。
控制器没有机械触点，安全可靠。其内设有四个温度设定值，分别是加热温度、停止加热温度以及预热温度、停止预热温度。当使用内部储电器供电时，控制器通过热敏电阻检测鞋垫表面温度。当控制器检测到鞋垫表面温度低于加热温度时，控制器发热输出端通过储电器对发热器供电，使其通电加热，鞋垫表面温度开始上升。当控制器检测到鞋垫表面温度高于停止加热温度时，控制器停止对发热器供电，发热器停止加热，温度缓慢下降。当下降到加热温度时，重复上述过程。由于加热温度和停止加热温度相差值不大，加之热惯性比较大，温度下降就比较缓慢，因此穿戴者不容易感觉到鞋内温度的变化。当通过控制器上的充电插孔连接电源适配器时，控制器检测到使用外部电源供电后，其预热输出端根据预热温度值和停止预热温度值去控制发热器加热或停止加热。此时，鞋内温度逐渐提高，并且一直保持较高的温度，因为预热后鞋内温度较高，穿鞋后可以感到特别舒适，而且可以延长鞋内保暖状态一段较长时间后，才开始启用鞋内储电器的电量，这样就大大延长了鞋内保暖时间，实用性更强。
储电器的电池夹内设有防滑金属弹簧片，防止电池松脱。为使用方便，此电池夹也可以分别安装4节独立的七号高容量镍氢电池。储电器输出4.8V，并在没有插上电源适配器时为控制器以及发热器提供能量。
电源适配器由工频变压器以及相关电子器件组成。电源适配器输入为工频220V交流电压，其输出通过充电插孔接至控制器第1输入端，接入的电源适配器为鞋内预热提供能量并对储电器内电池组进行浮充电，浮充电压为5.6V。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果(1)由于设有外置的电源适配器，利用电网电源转换成稳压稳流直流电源对保暖鞋进行加热并对鞋内储电器的可充电电池进行浮充电，即鞋还未穿上走路之前就可以对鞋进行预热和对电池充电，一穿上鞋子就可以立刻感到暖和舒适。经过一段时间后，当鞋内温度降至预设的加热温度时，储电器才通过控制器供电给发热器加热鞋内腔，这样就会大大延长鞋内保温时间。
(2)由于各电器部件均通过导线直接连接，发热部件结构简单，少用或不用接插件，导线埋在鞋垫下或鞋面下，在鞋内尽量少装电子电路，从而提高了鞋内电控装置的可靠性和耐用性。也减轻了鞋子重量，穿起来更加轻巧舒适。
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
图2是图1去掉鞋底后的仰视图。
图3是本实用新型控制电路原理框图。
图4是图3所示控制器及电池过放电保护电路原理图。
图5是图3所示电源适配器电路原理图。
具体实施方式
通过下面实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
参见图1-图5的所示，本实用新型一种电热保暖鞋主要由鞋面4、鞋底1、鞋垫3、发热器8、控制器6、储电器5、充电插孔9、外置电源适配器13组成。控制器6、储电器5、充电插孔9装在一塑料框12内藏于鞋底1的鞋跟内，并以保护挡板2盖封，上面置放着鞋垫3。由镍铬合金电阻丝盘绕而成的发热器8安装在鞋底1前端部与鞋垫3之间，该发热器8通过导线7与控制器6输出端连接。外置的电源适配器13由220V交流电源供电，其输出端通过插头插入带开关K的充电插孔9后，开关K打开，电源适配器13输出的直流稳压电源一路对储电器5内的可充电电池组进行浮充电，另一路接入控制器6的第1输入端，控制器6按预设的预热温度值和预热停止温度值去控制发热器8的通电或断电，实现穿鞋前对鞋子的预热程序，同时也通过浮充电对储电器5充足电备用。拔掉插头后开关K闭合，充电插孔9输出端与控制器6第1输入端就断路，通过设在鞋面的发热控制开关10对鞋子发热程序进行开关控制。接通开关10后，储电器5的电量从第2输入端输入控制器6，该控制器6按预设的加热温度值和加热停止温度值去控制发热器8的通电或断电，实现对鞋子的发热程序。在整个控制过程中，控制器6所需的鞋内温度检测传感值是通过埋设在发热器8附近的具有负阻温度特性的高精度热敏电阻R1获取的。为了延长可充电电池的使用寿命，避免因过放电而损伤电池，在控制器6内还设有电池过放电保护电路14。
下面参见图4、图5简述本实施例的控制器及电池过放电保护电路和电源适配器电路的工作原理。
从图4可见，没有插上电源适配器13时，开关K接通，电阻R6、R1以及R13组成的电路使温度的变化转换成IC1B脚6上的电压变化。电阻R8、R7、R11和二极管D3构成迟滞比较器，实现开通加热温度和关断加热温度的给定。当插上电源适配器13后，开关K断开，IC1B脚6上的电压被提高。在集成块IC1B脚7给定电压不变的情况下，R1的阻值需要变化到更小，反映的情况是温度提高。当IC1B脚6电压比脚7电压高时，表示鞋内温度低于预热开通温度，脚1输出低电平，三极管Q1开通，发热器8(RL1)开始发热。当IC1B脚6电压比脚7电压低时，表示鞋内温度高于预热关断温度，脚1输出高电平，三极管Q1截止，发热器8停止发热。
集成块IC1A及其外围电路构成电池过放电保护电路。电阻R2和二极管D1提供一个标准电压，并接到IC1A脚4。电阻R5、R4、R3及R12构成电池电压反馈，并和标准电压进行迟滞比较。当电池电压低于保护值后，IC1A脚2输出低电平，强制使IC1B脚1输出高电平，三极管Q1截止，发热器8停止发热，避免电池因过放电而损坏。
图5中供电部分为两部分独立设计，分别为两只鞋子的电池充电和鞋内预热提供能量。二极管D1、D2、D3、D4及电容C1构成桥式整流滤波电路。集成块IC1为可调三端稳压器，通过电阻R1把电流信号转换成电压信号，恒流对储电器5进行充电及鞋子预热。当电压达到浮充电压时，D5开通对三极管Q1的基极注入电流。三极管Q1开通，指示灯D6亮，拉低IC1脚1的电位，从而限制输出电压的进一步上升，避免储电器5内部电池因过充电而损坏。
权利要求1.一种电热保暖鞋，包括鞋底(1)、鞋垫(3)和鞋面(4)，以及装在鞋内的发热器(8)、储电器(5)、充电插孔(9)、开关(10)及其电气控制电路，其特征在于所述发热器(8)装在鞋子前部鞋底(1)与鞋垫(3)之间；在鞋跟部位的鞋底(1)与鞋垫(3)之间装有储电器(5)、控制器(6)、充电插孔(9)；还设有外置的电源适配器(13)，其通过充电插孔(9)与控制器(6)、储电器(5)、发热器(8)作电气连接。
2.根据权利要求1所述的电热保暖鞋，其特征在于所述发热器(8)由镍铬合金电阻丝盘绕而成，通过导线(7)与控制器(6)输出端相连接。
3.根据权利要求1所述的电热保暖鞋，其特征在于所述储电器(5)由4个高容量镍氢7号电池固化一体的电池组和电池夹组成，该电池组与电池夹之间设有防电池松脱装置。
4.根据权利要求1所述的电热保暖鞋，其特征在于所述外置的电源适配器(13)输出端与充电插孔(9)相插接，其输出端分别与控制器(6)第1输入端和储电器(5)正负极相连接。
5.根据权利要求1所述的电热保暖鞋，其特征在于所述控制器(6)内还设有电池过放电保护电路(14)。
6.根据权利要求1所述的电热保暖鞋，其特征在于所述控制器(6)的温度检测传感器采用高精度热敏电阻(R1)，该电阻(R1)固化在所述发热器(8)的发热丝旁边。
7.根据权利要求1所述的电热保暖鞋，其特征在于所述控制器(6)、储电器(5)和充电插孔(9)均安装在一塑料框(12)内，该塑料框(12)上面设置有一块保护档板(2)。
8.根据权利要求1所述的电热保暖鞋，其特征在于所述开关(10)固定在鞋面(4)上，与鞋面(4)融为一体，其通过导线(11)与控制器(6)第2输入端连接。
专利摘要一种电热保暖鞋，属于电热鞋技术领域。本实用新型要解决的技术问题，一是增加鞋的预热功能，二是简化发热及控制部件结构，提高整个电控装置的可靠性和耐用性。为此，将发热器装在鞋子前部鞋底与鞋垫之间，在鞋跟部位的鞋底与鞋垫之间装有储电器、控制器、充电插孔，还设有外置的电源适配器，其通过充电插孔与控制器、储电器和发热器作电气连接。本实用新型由于增加了预热功能，鞋内保暖时间比较长，实用效果显著，特别适于严寒地区使用。
文档编号H05B1/00GK2620490SQ0324694
公开日2004年6月16日 申请日期2003年6月3日 优先权日2003年6月3日
发明者招锦添, 杨兆华 申请人:招锦添, 杨兆华