专利名称：一种可控制温度的鞋子的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及鞋子技术领域，特别涉及一种可控制温度的鞋子。
背景技术：
脚是肢体的末端，血液循环差，脚部着凉会反射性的引起鼻、咽、气管等上呼吸道黏膜的改变，并降低人体内抗病元微生物的能力，使其体内致病菌大量繁殖，最终导致发病。因而保持脚温对人体正常的生理代谢有重要意义。无论在高温中还是低温中，适当的对脚温进行控制可以带动人体全身温度的稳定，使人正常高效的工作。在低温环境下，人体如果长期出现在低温环境中，使热损失过多，深部体温下降到生理可耐限度一下，从而产生低温的不舒适症状，出现呼吸急促、心率加快、头痛、瞌睡、身体麻木等生理反应，还会出现感觉迟钝、动作反应不灵活、注意力不集中、不稳定，以及否定的情绪体验等心理反应，严重者还会出现颈椎肩腰腿痛等各种关节病变。寒冷还可以影响思维和意识的活动，降低对外界的一个反应力和工作的能力。对于工作在户外的人员，如交警，冬天里急需可以保暖的鞋来供暖。此外，在高温环境下，人的生理功能尤其是体温调节、血液循环、水盐代谢等功能都出现异常改变。比如说大量的出汗，就会让心血管的负担加重。如果高温超过了人体的耐受力，轻则降低工作效率，并影响判断力，严重的就会引起中暑，更严重的就会导致猝死。在没有空调或其他制冷设备的高温环境下，如何通过自身装置降低人体温度而对抗因炎热带来的困扰，是各国科研人员都在研究的课题。对于工作在特殊环境或有特殊工作的人员，急需可以降温的鞋来消热。并且，现有的保暖鞋均是通过保温棉达到保温的效果，因此穿久了保温效果就会大大下降，甚至丧失保温效果。因此，如何控制鞋子的温度，以达到保暖和制冷的双重效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种可控制温度的鞋子，以控制鞋子的温度，以达到保暖和制冷的双重效果。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:一种可控制温度的鞋子，包括鞋底，所述鞋底的底部开设有安装空腔，所述安装空腔内设有半导体制冷器TEC(2)、电源(I)、正负极切换开关以及热沉(3)，其中，所述电源
(I)与所述TEC(2)电连接，正负极切换开关连接于所述电源(I)和所述TEC(2)之间，以切换TEC(2)的正负极，所述热沉(3)布置于所述TEC(2)下侧，用于冷却所述TEC(2)。优选的，所述正负极切换开关的操作端布置于所述鞋底的外侧。优选的，还包括设置于所述安装空腔内，且贴住鞋底的导热板(4)，所述TEC(2)贴设于所述导热板(4)的下侧。优选的，所述导热板⑷为前脚掌状。优选的，还包括设置于所述安装空腔周围，且与空气接触的散热片(5)。[0014]优选的，所述散热片(5)为紫铜铝散热片或热管散热片。优选的，所述电源(I)为直流电源，且布置于所述安装空腔内的电源盒内，所述电源盒具有可开合的盒盖。优选的，所述安装空腔设置于所述鞋底的鞋中底或鞋大底前脚掌部。从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的可控制温度的鞋子，通过采用TEC作为控温元件对鞋子进行加热和制冷的处理。TEC的工作运转过程使用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一半导体制冷器上实现制冷或加热，这个效果的产生原理为热电效应原理。TEC的控制温度可达30°C _40°C，当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，在TEC上产生“热”侧和“冷”侧。是制冷还是加热，以及制冷、加热的速率，由通过它的电流方向和大小来决定，具体可通过正负极切换开关来切换TEC的正负极，即切换TEC的热侧和冷侧，从而控制对鞋子的加热或制冷。在加热后，热沉可用来冷却TEC，以使鞋底的温度维持在合适的温度。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型实施例提供的可控制温度的鞋子的底部结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的可控制温度的鞋子的侧面结构示意图。
具体实施方式
本实用新型公开了一种可控制温度的鞋子，以控制鞋子的温度，以达到保暖和制冷的双重效果。下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。请参阅图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的可控制温度的鞋子的底部结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的可控制温度的鞋子的侧面结构示意图。本实用新型实施例提供的可控制温度的鞋子，包括鞋底，其中，所述鞋底的底部开设有安装空腔，安装空腔的大小应由其内部安装部件的大小而定，所述安装空腔内设有TEC(ThermoelectricCooler,半导体制冷器)2和电源I,所述电源I与所述TEC2电连接。即电源I为TEC2提供电流，TEC2通电后，一侧发热，另一侧制冷，根据工作场所和实际环境的需要，选择电流的方向，以保证鞋子的制热和制冷的需求。本实用新型提供的可控制温度的鞋子，通过采用TEC2作为控温元件对鞋子进行加热和制冷的处理。TEC也叫热电制冷器，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，能够应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。TEC的工作运转过程使用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一半导体制冷器上实现制冷或加热，这个效果的产生原理为热电效应原理。TEC的控制温度可达30°C _40°C，当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，在TEC上产生“热”侧和“冷”侧。是制冷还是加热，以及制冷、加热的速率，由通过它的直流电流方向和大小来决定。为了提高TEC2的热传导效果，本实用新型还可包括设置于所述安装空腔内，且贴住鞋底的导热板4，所述TEC2贴设于所述导热板4的下侧。导热板4紧贴住接近脚掌的鞋底部分，以快速将TEC2的温度传递给脚掌。导热板4可选择热传导效率较高的铜版、铝板，也可选择其他材质的板材，本文在此不做限定。为了保证脚掌的均匀受热或受冷，本实用新型将所述导热板4设计为前脚掌状，以保证前脚掌的任意位置的温度接近一致，避免局部受热带来的不舒适感。本领域技术人员可以理解的是，导热板4根据实际需求还可设计为其它形状，本文对导热板4的形状不作限定。为了进一步优化上述技术方案，本实用新型实施例还可包括布置于所述TEC2下侧，用于冷却所述TEC2的热沉3。热沉3是一种微型水冷散热片，用来冷却TEC2的装置，它的温度不随传递到它的热能的大小变化。为了进一步优化上述技术方案，本实用新型实施例还可包括设置于所述安装空腔周围，且与空气接触的散热片5。散热片5用于将TEC2另一侧(鞋底靠近地面的一侧，可以为制冷侧或制热侧)的热量散掉，使该侧的温度与外界温度相适应。散热片5的形状和位置包括但并不限定于本实施例附图所示的形状和位置，在其它实施例中，散热片5可以布置在鞋底外侧，或安装空腔底部靠近地面的位置。散热片5可以采取自然散热方式，采用导热性能良好的材料，如采用紫铜铝材料做成各种散热片(紫铜铝散热片)，在静止的空气中自由的散发热量，使用方便。散热片5也可以采用真空潜热散热的方式，最常用的就是“热管”散热片，它是利用蒸发潜热快速传递热容量。在本实用新型一具体实施例中，所述电源I为直流电源，且布置于所述安装空腔内的电源盒内，所述电源盒具有可开合的盒盖。电源I采用直流电源的优点是可以直接使用，不需要转换，电源I的电压和电流必须适用于半导体制冷器，某些情况下，可以通过半导体制冷器的串、并联的方式解决。在其它实施例中，电源I也可以采用交流电源，若选用普通的交流电源，在使用时必须将交流整流为直流才能供半导体制冷器使用。由于TEC是低电压大电流器件，因此，应用时需先将电源I经过降压、整流、滤波等过程后，才能供给TEC使用。在其它实施例中，为了方便TEC的使用，还需增加温度测量部件(如温度传感器)、电压调节部件(如变压器)等，电压调节部件与电源I相连，可调节电源电压的大小等。由于半导体制冷器TEC是由直流电流供电，因此，电流纹波系数必须小于10%，否则对制冷效果有较大的影响。为了进一步优化上述技术方案，本实用新型还可包括连接于所述电源I和所述TEC2之间的正负极切换开关。通过该正负极切换开关可快速切换TEC2的正负极，无需调整电源。由于此正负极切换开关在现有技术中普遍使用，本文在此不再对正负极切换开关的工作原理进行赘述。[0036]为了便于切换，本实用新型将所述正负极切换开关的操作端布置于所述鞋底的外侦U。在本实用新型一具体实施例中，安装空腔设置于所述鞋底的鞋中底(即鞋底中部)或鞋大底前脚掌部。综上所述，本实用新型具有如下技术效果:1、可自由随身穿着，并且在鞋底部增加的TEC等部件体积小，重量轻，因此穿着者无负重担忧，不影响移动或运动；2、设计完全符合人的脚部结构,适合贴身穿着；3、恒温效果，可以通过调节电源输入电压的大小与方向来改变鞋子的用途，并可对温度大小进行控制，既可以在炎热的夏天起到防暑作用，又可以在寒冷的冬天起到保暖作用；4、适合高温、高热、高湿环境下的防暑降温，如冶金、铸造、玻璃、消防、厨师等；5、适合在露天工作、活动的人群，如交警、环卫、电力、铁路、建筑、石油、司机等；6、适合户外运动、训练、登山、垂钓、高尔夫等休闲活动或农业场所使用等。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求1.一种可控制温度的鞋子，包括鞋底，其特征在于，所述鞋底的底部开设有安装空腔，所述安装空腔内设有半导体制冷器TEC(2)、电源(I)、正负极切换开关以及热沉(3)，其中，所述电源(I)与所述TEC(2)电连接，正负极切换开关连接于所述电源(I)和所述TEC(2)之间，以切换TEC(2)的正负极，所述热沉⑶布置于所述TEC(2)下侧，用于冷却所述TEC(2)。
2.按权利要求1所述的可控制温度的鞋子，其特征在于，所述正负极切换开关的操作端布置于所述鞋底的外侧。
3.按权利要求1所述的可控制温度的鞋子，其特征在于，还包括设置于所述安装空腔内，且贴住鞋底的导热板(4)，所述TEC(2)贴设于所述导热板(4)的下侧。
4.按权利要求3所述的可控制温度的鞋子，其特征在于，所述导热板(4)为前脚掌状。
5.按权利要求3所述的可控制温度的鞋子，其特征在于，还包括设置于所述安装空腔周围，且与空气接触的散热片(5)。
6.按权利要求5所述的可控制温度的鞋子，其特征在于，所述散热片(5)为紫铜铝散热片或热管散热片。
7.按权利要求1-6任一项所述的可控制温度的鞋子，其特征在于，所述电源⑴为直流电源，且布置于所述安装空腔内的电源盒内，所述电源盒具有可开合的盒盖。
8.按权利要求7所述的可控制温度的鞋子，其特征在于，所述安装空腔设置于所述鞋底的鞋中底或鞋大底前脚掌部。
专利摘要本实用新型公开了一种可控制温度的鞋子，包括底部开设有安装空腔的鞋底，安装空腔内设有TEC、与所述TEC电连接的电源、位于二者之间的正负极切换开关及位于TEC下侧的热沉。本实用新型提供的可控制温度的鞋子，通过采用TEC作为控温元件对鞋子进行加热和制冷的处理。TEC是一种热泵，既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一半导体制冷器上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理。当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，在TEC上产生“热”侧和“冷”侧。是制冷还是加热，以及制冷、加热的速率，由通过它的电流方向和大小来决定。
文档编号A43B7/04GK202919171SQ20122054224
公开日2013年5月8日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者张宁, 韩颖慧, 杨玲玲, 张硕, 尹博, 杨雪 申请人:华北电力大学(保定)