一种穿戴式人体降温器的制作方法

本发明涉及人体降温器，具体涉及一种穿戴式人体降温器。

背景技术：

在高温环境下，人的生理功能尤其是体温调节、水盐代谢、血液循环等功能都会出现异常改变，如大量出汗会加重心血管的负担，当超过人体的耐受力时，还会降低工作效率，甚至出会中暑或危及生命，如果没有及时采取有效措施将会对劳动者的身体健康和正常工作带来影响，严重的甚至会导致出现人员伤亡和较大的经济损失，因此，保护户外工作者的身体健康和生命安全十分重要。

现有技术中人体降温系统主要采用空气压缩制冷和微型风扇吹汗排热的方式，虽然可以从一定程度上达到人体制冷的效果，但是存在着一定的局限性，空气压缩制冷成本较高，不易大面积推广，而且性能并不可靠；微型风扇吹汗排热在高温天气或在高温场所中降温效果不理想，难以满足人体的需求。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种穿戴式人体降温器，该降温器制造成本低、便于大范围推广，同时，其降温效果理想，能满足人体在高温环境下的降温需求，能有效保护高温环境下工作人员的身体健康，再者，该降温器携带方便，能使使用者的作业范围不受影响。

本发明提供了一种穿戴式人体降温器，包括背心本体、制冷背包、温度传感器和控制器，所述背心本体为双层结构，其内部敷设有由软管排布形成的包裹背心本体内部容纳空间的降温管网，软管的两端分别设有降温管网的进液快速接口和出液快速接口；

所述制冷背包主承载空间内的上部和下部分别装配有水囊和制冷机，水囊的水囊口设置在制冷背包的后侧上部，在水囊口上装配有水囊盖；水囊底部设置有出液口；

所述制冷机包括壳体和固定装配在壳体外部下侧的驱动电机，所述壳体内部固定装配有充电器、蓄电池和水箱；充电器的输入端连接有电源线；充电器的输出端与蓄电池的输入端连接；

所述水箱的一侧固定连接有与其内腔连通的冷却液进液管路和冷却液出液管路，水箱上部设置有连通其内腔的供料口和控水阀门；所述水箱内部设置有丝杆、料盒和微型水泵；丝杆竖直地设置，其上端通过轴承与水箱的顶板转动连接，其下端穿过水箱的底板上的预留孔后与驱动电机的输出轴连接；丝杆与预留孔之间通过浮动油封密封配合；料盒在其中心竖向贯穿地设置有螺纹孔，并在螺纹孔的周围设置有由其上端向下部延伸的若干个料槽，在料槽中装配有硝石；料盒的四周和底部开设有连通料槽内部和外部空间的若干个小孔；料盒通过螺纹孔螺纹配合地套装于丝杆的外侧，料盒的前后两侧分别与水箱的内侧壁的前后两侧之间间隙配合；微型水泵固定安装在水箱内部，且其出液口通过管路与冷却液出液管路的进液端连接；所述供料口设置在料盒的上方；冷却液进液管路的进液端、冷却液出液管路的出液端分别与出液快速接口、进液快速接口连接；控水阀门的进液端通过管路与出液口连接；

在水箱中装有冷却液；在料盒移动到丝杆的最上部时，料盒的下端面高于冷却液的最高液面；

所述温度传感器设置在背心本体内部；所述控制器设置在壳体外部，控制器的输入端分别与温度传感器、蓄电池的输出端连接，其输出端分别与控水阀门、驱动电机和微型水泵连接。

在该技术方案中，采用背心本体组合制冷机背包的形式，能更方便佩戴，也能方便使用者的使用过程，能使使用者的作业范围不受影响。软管排布成包裹背心本体内部容纳空间的降温管网能增加与人体的接触面积，从而更有利于与人体的热交换。降温管网采用进液快速接口和出液快速接口，能便于降温管路的快速连接。通过驱动电机带动丝杆转动，而料盒的前后侧面与水箱内壁的前后侧间间隙配合，因而料盒只能在水箱中做竖向的移动，进而能改变料盒在丝杆上的纵向位移，使料盒移动到冷却液液面以上或移动到冷却液液面以下，以实现非降温模式和降温模式的切换。在料槽中装有硝石，并使料盒的四周及底部设置有与料槽内部连通的若干个小孔，能便于水箱中的冷却液透过小孔与硝石进行充分的接触，硝石具有溶于水吸收热的物理性质，因而与冷却液接触可以降低冷却液的温度。通过微型水泵的设置，能使水箱内的冷却液循环式的供给背心本体内部的降温管网，进而能对背心本体进行循环式的冷却。温度传感器便于监测背心本体的实时温度，当检测到背心本体的温度达到设定温度的下限值时，向控制器发出低温电信号，控制器收到低温电信号后控制驱动电机驱动丝杆沿一个方向转动，使料盒移动到冷却液的液面以上，同时，控制微型水泵停止工作，切换为非降温模式。当检测到背心本体的温度达到设定温度的上限值时，向控制器发出高温电信号，控制器收到高温电信号后控制驱动电机驱动丝杆沿另一个方向转动，使料盒移动到冷却液的液面以下，同时，控制微型水泵开始工作，切换为降温模式。该降温器制造成本低、便于大范围推广，同时，其降温效果理想，能满足人体在高温环境下的降温需求，能有效保护高温环境下工作人员的身体健康，再者，这种结构的降温器携带方便，在穿戴后即可随身携带制冷机，能有效提高作业过程中的活动范围。

进一步，为了方便穿戴，所述背心本体的前侧设置有门襟拉链。

进一步，为了便于散热，所述壳体的左右两侧在纵向上均设置有多个散热口。

进一步，为了便于穿戴制冷背包，所述制冷背包的前侧上部装配有一对肩带，前侧下部装配有一对固定带，一对肩带与一对固定带之间通过一对卡扣连接；为了方便放置物品，制冷背包下部的左右两侧设置有一对储物袋；为了方便手拎，制冷背包的顶部中心设置有拎带；制冷背包后侧上部具有用于打开或关闭内部主承载空间的背包拉链；制冷背包在主承载空间的后侧还设置辅承载空间，且制冷背包的后侧面在辅承载空间的上侧设置有盖布、在对应辅承载空间的区域设置有系带，盖布的后侧连接有扣件，扣件和系带连接配合，以将盖布遮盖在辅承载空间上部开口处。

进一步，为了方便收纳进液快速接口和出液快速接口，所述背心本体的下部装配有第一收纳管，所述第一收纳管用于容纳进液快速接口和出液快速接口；为了便于与进液快速接口和出液快速接口进行连接，还包括冷却液进液快速接头和冷却液出液快速接头，所述制冷背包下部连接有与主承载空间相连通的第二收纳管，第二收纳管用于容纳冷却液进液快速接头和冷却液出液快速接头，冷却液进液快速接头的一端和冷却液出液快速接头的一端通过管路分别与冷却液进液管路和冷却液出液管路连接，冷却液进液快速接头的另一端和冷却液出液快速接头的另一端分别用于连接出液快速接口和进液快速接口。

作为一种优选，所述供料口上设置有盖板。

进一步，为了提高冷却液的输送效率，所述微型水泵靠近冷却液进液管路和冷却液出液管路地设置。

进一步，为了降低成本，所述蓄电池为铅酸蓄电池。

进一步，所述充电器和蓄电池并排地设置在水箱的一侧，所述控制器固定设置在壳体外部的一侧，并且靠近充电器和蓄电池一侧地设置。这样，能避免控制器受到冷却液的影响。

进一步，为了减少制冷机整体的体积，所述壳体底板的中心向上凹陷形成驱动电机容纳腔，所述驱动电机固定装配在驱动电机容纳腔中。

本发明通过控制硝石与水箱中的冷却液接触或脱离来实现降温与非降温模式的切换，再通过微型水泵将冷却水注入背心本体，通过降温管网与人体接触发生热交换来带走人体产生的热量，将人体的体表温度维持在一个合适的范围内。其结构简单、制造成本低，适用范围广。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的后视图；

图3是本发明中背心本体的结构示意图；

图4是本发明中制冷背包的结构示意图；

图5是图4的后视图；

图6是本发明中制冷背包中制冷机与水囊的装配示图；

图7是本发明中制冷机的结构示意图；

图8是本发明中制冷机内部的结构示意图；

图9是本发明中水箱的内部结构示意图；

图10是图9的俯视图。

图中：1、背心本体，2、软管，3、门襟拉链，4、第一收纳管，5、进液快速接口，6、拎带，7、肩带，8、卡扣，9、固定带，10、冷却液进液快速接头，11、冷却液出液管路，12、第二收纳管，13、冷却液出液快速接头，14、系带，15、扣件，16、储物袋，17、背包拉链，18、盖布，19、水囊盖，20、水囊，21、水囊口，22、制冷机，23、出液口，24、控制器，25、料槽，26、散热口，27、电源线，28、控水阀门，29、充电器，30、轴承，31、供料口，32、水箱，33、冷却液进液管路，34、丝杠，35、联轴器，36、微型水泵，37、浮动油封，38、驱动电机，39、蓄电池，40、料盒，41、制冷背包，42、出液快速接口，43、壳体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图10所示，一种穿戴式人体降温器，包括背心本体1、制冷背包41、温度传感器和控制器24，所述背心本体1为双层结构，其内部敷设有由软管11排布形成的包裹背心本体1内部容纳空间的降温管网，具体排布方式可以为环形排布或螺旋形排布，优选为螺旋形排布，软管11的两端分别设有降温管网的进液快速接口5和出液快速接口42；

所述制冷背包41主承载空间内的上部和下部分别装配有水囊20和制冷机22，水囊20的水囊口21设置在制冷背包41的后侧上部，在水囊口21上装配有水囊盖19，水囊盖19用于打开或关闭水囊口21，通过打开水囊盖19可以方便地通过水囊口21向水囊20中补充冷却液；水囊20底部设置有出液口23；

所述制冷机22包括壳体43和固定装配在壳体43外部下侧的驱动电机38，所述壳体43内部固定装配有充电器29、蓄电池39和水箱32；充电器29的输入端连接有电源线27；充电器29的输出端与蓄电池39的输入端连接；驱动电机38优选为直流无刷电机。

所述水箱32的一侧固定连接有与其内腔连通的冷却液进液管路33和冷却液出液管路11，水箱32上部设置有连通其内腔的供料口31和控水阀门28；所述水箱32内部设置有丝杆34、料盒40和微型水泵36；丝杆34竖直地设置，为了保证转动过程中的稳定性，其上端通过轴承30与水箱32的顶板转动连接，其下端穿过水箱32的底板上的预留孔后与驱动电机38的输出轴连接，具体地，驱动电机38的输出轴通过联轴器35与丝杆34的下端连接，从而能便于通过驱动电机38来带动丝杆34转动；丝杆34与预留孔之间通过浮动油封37密封配合，以防止冷却液的渗漏；料盒40优选为柱状结构，料盒40在其中心竖向贯穿地设置有螺纹孔，并在螺纹孔的周围设置有由其上端向下部延伸的若干个料槽25，作为一种优选，料槽17的数量为8个，且均为圆柱状，在料槽25中装配有硝石；料盒40的四周和底部开设有连通料槽25内部和外部空间的若干个小孔，以便于硝石与冷却液进行充分反应；料盒40通过螺纹孔螺纹配合地套装于丝杆34的外侧，料盒40的前后两侧分别与水箱32的内侧壁的前后两侧之间间隙配合，以使料盒40只能相对于水箱32做竖向上的往复运动；微型水泵36固定安装在水箱32内部，且其出液口通过管路与冷却液出液管路11的进液端连接；所述供料口31设置在料盒40的上方，以方便通过料槽25的上开口端向料槽25中加注硝石；冷却液进液管路33的进液端、冷却液出液管路11的出液端分别与出液快速接口42、进液快速接口5连接；控水阀门28的进液端通过管路与出液口23连接，控水阀门28能方便将水囊20中的冷却液加入到水箱32中，还可以在控水阀门28与水箱32的进液口之间设置流量计，并使控水阀门28和流量计均与控制器连接，以方便控制注液量；

在水箱32中装有冷却液，作为一种优选，冷却液为水；在料盒40移动到丝杆34的最上部时，料盒40的下端面高于冷却液的最高液面；

所述温度传感器设置在背心本体1内部；所述控制器24设置在壳体43外部，控制器24的输入端分别与温度传感器、蓄电池39的输出端连接，其输出端与驱动电机38和微型水泵36连接。

作为一种优选，还可以在水箱顶板处设置有上行程开关，在水箱底板上设置有下行程开关，上行程开关、下行程开关分别设置在料盒的正上方、正下方，当料盒运动到丝杆的最上部时，会触动上行程开关，上行程开关向控制器发出到达上行最大位置电信号，控制器收到该电信号后控制驱动电机停止转动，当料盒运动到丝杆的最下部时，会触动下行程开关，下行程开关向控制器发出到达下行最大位置电信号，控制器收到该电信号后控制驱动电机停止转动。

所述背心本体1的前侧设置有门襟拉链3。

所述壳体43的左右两侧在纵向上均设置有多个散热口26。散热口26可以呈风扇状，具有多个扇面形的通孔。散热口26的设置能便于充电器29和蓄电池39工作时产生的热量及时外排，能保证制冷机22内部不会出现过高的温度，从而能保证制冷机22长时间稳定的工作。

所述制冷背包41的前侧上部装配有一对肩带7，前侧下部装配有一对固定带9，一对肩带7与一对固定带9之间通过一对卡扣8连接，肩带7和固定带9之间通过卡扣8进行位置调节；为了方便存放水壶和备用料等物品，制冷背包41下部的左右两侧设置有一对储物袋16；制冷背包41的顶部中心设置有拎带6；

制冷背包41后侧上部具有用于打开或关闭内部主承载空间的背包拉链17；

制冷背包41在主承载空间的后侧还设置辅承载空间，且制冷背包41的后侧面在辅承载空间的上侧设置有盖布18、在对应辅承载空间的区域设置有系带14，盖布18的后侧连接有扣件15，扣件15和系带14连接配合，以将盖布18遮盖在辅承载空间上部开口处。

所述背心本体1的下部装配有第一收纳管4，所述第一收纳管4用于容纳进液快速接口5和出液快速接口42；

还包括冷却液进液快速接头10和冷却液出液快速接头13，所述制冷背包41下部连接有与主承载空间相连通的第二收纳管12，第二收纳管12用于容纳冷却液进液快速接头10和冷却液出液快速接头13，冷却液进液快速接头10的一端和冷却液出液快速接头13的一端通过管路分别与冷却液进液管路33和冷却液出液管路11连接，冷却液进液快速接头10的另一端和冷却液出液快速接头13的另一端分别用于连接出液快速接口42和进液快速接口5。通过设置有冷却液进液快速接头10和冷却液出液快速接头13能更加快速方便地组装该降温器。

所述供料口31上设置有盖板。

为了提高冷却液的输送效率，所述微型水泵36靠近冷却液进液管路33和冷却液出液管路11地设置。

为了降低成本，所述蓄电池39为铅酸蓄电池。

为了进一步减少制冷机的尺寸，以使该穿戴式人体降温器更小型化，所述充电器29和蓄电池39并排地设置在水箱32的一侧，同是地，充电器29和蓄电池39并排地设置，便于二者之间的连线；所述控制器24固定设置在壳体43外部的一侧，并且靠近充电器29和蓄电池39一侧地设置，以避免控制器24受到冷却液的影响.

所述壳体43底板的中心向上凹陷形成驱动电机容纳腔，所述驱动电机38固定装配在驱动电机容纳腔中。

本发明通过驱动电机带动丝杆转动，而料盒的前后侧面与水箱内壁的前后侧间间隙配合，因而料盒只能在水箱中做竖向的移动，进而能改变料盒在丝杆上的纵向位移，使料盒移动到冷却液液面以上或移动到冷却液液面以下，以实现非降温模式和降温模式的切换。在料槽中装有硝石，并使料盒的四周及底部设置有与料槽内部连通的若干个小孔，能便于水箱中的冷却液透过小孔与硝石进行充分的接触，硝石具有溶于水吸收热的物理性质，因而与冷却液接触可以降低冷却液的温度。通过微型水泵的设置，能使水箱内的冷却液循环式的供给背心本体内部的降温管网，进而能对背心本体进行循环式的冷却。温度传感器便于监测背心本体的实时温度，当检测到背心本体的温度达到设定温度的下限值(比如可以是0度，当然也可以是一个其他的温度值)时，向控制器发出低温电信号，控制器收到低温电信号后控制驱动电机驱动丝杆沿一个方向转动，使料盒移动到冷却液的液面以上，同时，控制微型水泵停止工作，切换为非降温模式。当检测到背心本体的温度达到设定温度的上限值(比如可以是25度，当然也可以是一个其他的温度值)时，向控制器发出高温电信号，控制器收到高温电信号后控制驱动电机驱动丝杆沿另一个方向转动，使料盒移动到冷却液的液面以下，同时，控制微型水泵开始工作，切换为降温模式。该降温器制造成本低、便于大范围推广，同时，其降温效果理想，能满足人体在高温环境下的降温需求，能有效保护高温环境下工作人员的身体健康。

使用方法：

①装料(在水囊20中补充冷却液，在制冷机22中补充硝石)；

②连接管路(将背心本体1上进液快速接口5和出液快速接口42分别与制冷机背包41上的冷却液出液快速接头13和冷却液进液快速接头10进行连接)

③穿戴(将背心本体1和制冷机背包41穿戴在使用者身上)；

④打开控制器24，启动制冷机22；温度传感器检测到背心本体1的温度达到设定温度的下限值时，向控制器24发出一个电信号，控制器24收到该电信号后控制驱动电机38将料盒40移动到冷却液的液面以上，并停止微型水泵36.当温度传感器检测到背心本体1的温度达到设定温度的上限值时，向控制器发出另一个电信号，控制器24收到该电信号后控制驱动电机38将料盒40移动到冷却液的液面以下，同时，启动微型水泵36。