一种自发电长筒保暖袜的制作方法

本发明涉及保暖袜技术领域，尤其是涉及一种自发电长筒保暖袜。

背景技术：

冬天天气寒冷，尤其外出时，人们会感到脚部及腿部僵硬、寒冷，长此以往，不利于身体健康，目前市场上大多保暖袜还是靠人体自身的温度进行保暖，有些电暖袜使用移动电源充电，发热时间短，需要额外充电，没有实现自发电功能，并且发热材料多采用加热丝或碳纤维，存在漏电、烧断、不可水洗、电磁辐射等问题。

申请号为cn201820017154的实用新型公开了一种自发电可蓄能保暖鞋，包括鞋帮、鞋垫和鞋底层，鞋底层后下端设置有倒角，鞋底层后部设置有用于容纳转轮、微型发电机和蓄电池的空腔，空腔壁和顶部为硬质材料，空腔壁上设置有两个第一轴承座和一个第二轴承座，转轮中心轴的两端分别设置于两个第一轴承座中，转轮下部伸出鞋底层适当尺寸，转轮中心轴上固定有第一齿轮；微型发电机的主轴设置于第二轴承座中，微型发电机的主轴上固定有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮互相啮合；蓄电池固定于空腔内。该技术方案中采用的是转轮带动发电机来产生电流，结构较为复杂，而且在鞋底因为需要考虑耐磨性能和柔韧性能，所以该种方案中的设计空间较为狭小，使得转轮发电结构具有使用寿命短的隐患。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种自发电长筒保暖袜。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种自发电长筒保暖袜，包括袜主体，所述的袜主体包括内层、外层和中间夹层，所述的袜主体上还包括：压电双晶片、蓄电池、能量转换电路和柔性电热片。其中，压电双晶片设于所述的中间夹层的脚底部位，自上而下包括上压电陶瓷片、中间层金属片和下压电陶瓷片；蓄电池设于中间夹层的袜筒部位；能量转换电路为桥式整流器，设于所述的中间夹层中，包括输出端、输入端和滤波电容，所述的输出端与上压电陶瓷片和下压电陶瓷片电连接，所述的输入端与蓄电池电连接，所述的滤波电容与所述的蓄电池并联；柔性电热片设于所述的中间夹层中的脚面部位，与所述的蓄电池电连接。

进一步地，所述的中间夹层中还贴设有发热纤维材料。

进一步地，所述的蓄电池与柔性电热片间通过带有通断开关的线路连接。

进一步地，所述的内层为绒质层，所述的外层为棉纤维层。

进一步地，所述的外层的脚底部位外表面设有芳纶纤维面料。

进一步地，所述的中间夹层的小腿部位设有弹性松紧带。

进一步地，所述的上压电陶瓷片上部设有用于使用者踩踏的橡胶层。

进一步地，所述的上压电陶瓷片、中间层金属片、下压电陶瓷片和橡胶层均为人体脚印形状。

进一步地，所述的上压电陶瓷片、中间层金属片、下压电陶瓷片、能量转换电路、蓄电池、柔性电热片和通断开关的外表面均涂覆有防水涂层。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明中的自发电长筒保暖袜引入了压电陶瓷部件，该部件将人们行走时产生的机械能转化为电能，可实现自发电并对脚部和腿部进行保暖。

2)本发明中未采用现有技术中的直接利用电热丝来加热，而是采用柔性电热片和发热纤维材料配合的加热方式，使得内部电路短路的隐患降至最低，具有较好的安全性和较为高效率的加热方式。

3)本发明中所用发热纤维材料可折叠、可水洗、拉力好，袜主体足底芳纶纤维非常耐磨，保暖袜袜筒的松紧带设置可适应不同胖瘦人的需要。

附图说明

图1为本发明中自发电长筒保暖袜的具体结构示意图；

图2为本发明中能量转换电路的结构示意图。

图中：1、袜主体，2、上压电陶瓷片，3、中间层金属片，4、下压电陶瓷片，5、橡胶层，6、能量转换电路，7、蓄电池，8、通断开关，9、发热纤维材料，10、芳纶纤维面料，11、绒质层，12、棉纤维层，13、弹性松紧带，14、柔性电热片，15、压电双晶片，61、输出端，62、输入端，63、滤波电容。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例

自发电长筒保暖袜包括袜主体1，所述的袜主体1包括内层、外层和中间夹层，所述的袜主体1上设有压电双晶片15、能量转换电路6、蓄电池7和柔性电热片14，参见图1。

压电双晶片15部分：设于中间夹层的脚底部位的底部，自上而下包括上压电陶瓷片2、中间层金属片3和下压电陶瓷片4，在具体实施时，金属片3两个平面上通过环氧树脂胶分别粘接上压电陶瓷片2和下压电陶瓷片4，且上压电陶瓷片2和下压电陶瓷片4极性相反，上压电陶瓷片2上部设有用于使用者踩踏的橡胶层5。

蓄电池7部分：设于中间夹层的袜筒部位，用于储存产生的电能，并给柔性电热片14部分供能。

能量转换电路6部分：具体实施时采用桥式整流器，设于中间夹层中，参见图2，包括其输出端61与输入端62，其中输出端61与上压电陶瓷片2和下压电陶瓷片4电连接，所述的输入端与设于袜主体1夹层中的蓄电池7电连接，在具体实施时，蓄电池7与柔性电热片14间通过带有通断开关8的线路连接。

柔性电热片14部分：设于所述的中间夹层中的脚面部位，与蓄电池7电连接。在具体实施时，中间夹层中还贴设有发热纤维材料9。

袜主体1部分：内层为绒质层11，袜主体1的外层为棉纤维层12，在具体实施时，所述的袜主体1外层的脚底部位外表面设有芳纶纤维面料10，可以获得优异的防磨效果，袜主体1的中间夹层的小腿部位设有弹性松紧带13，可以适应不同胖瘦的人的需要。

防水措施：上压电陶瓷片2、中间层金属片3、下压电陶瓷片4和橡胶层5均为人体脚印形状。在具体实施时，上压电陶瓷片2、中间层金属片3、下压电陶瓷片4、能量转换电路6、蓄电池7、柔性电热片14和通断开关8的外表面均涂覆有防水涂层，可以实现对该保暖袜进行水洗操作。

使用者穿戴该长筒保暖袜后，由于自身重力的影响，脚底会受到周期性的下压冲量，使得上压电陶瓷片2和下压电陶瓷片4产生形变，其表面异极电荷相互间的距离缩小，极化强度缩小，原本在上压电陶瓷片2和下压电陶瓷片4表面的自由电荷被释放了一部分，产生放电现象，中间层金属片3具有导电性，电荷穿过中间层金属片，通过极性相反的上压电陶瓷片2和下压电陶瓷片4向能量转换电路6输出不稳定的交流电，该不稳定的交流电被能量转换电路6通过桥式整流转变为直流电，并通过滤波电容63实现稳定直流电并且储存于蓄电池7中，在需要进行加热功能时，将蓄电池7与柔性电热片14间的通断开关8打开，可实现温暖脚部及腿部功能，不使用时可关闭通断开关8。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种自发电长筒保暖袜，包括袜主体，所述的袜主体包括内层、外层和中间夹层，所述的袜主体上还包括：压电双晶片、蓄电池、能量转换电路和柔性电热片。其中，压电双晶片设于所述的中间夹层的脚底部位，自上而下包括上压电陶瓷片、中间层金属片和下压电陶瓷片；蓄电池设于中间夹层的袜筒部位；能量转换电路为桥式整流器，设于所述的中间夹层中，包括输出端、输入端和滤波电容，输出端与上压电陶瓷片和下压电陶瓷片电连接，输入端与蓄电池电连接，所述的滤波电容与所述的蓄电池并联；柔性电热片设于所述的中间夹层中，与所述的蓄电池电连接。与现有技术相比，本发明具有结构简单、加热效率高、安全可靠、可进行整体洗涤等优点。

技术研发人员：韩蕊;张丽;徐开;亓洋洋
受保护的技术使用者：上海工程技术大学
技术研发日：2019.02.28
技术公布日：2019.05.28