一种自动变色衣及其控制方法与流程

1.本发明涉及服装技术领域，尤其涉及一种自动变色衣及其控制方法。


背景技术：

2.变色龙可以通过改变体色来隐藏自己，避免天敌。
3.科学家们通过学习变色龙的皮肤研制各种不同的变色材料。如公开号为cn106220780a的中国专利文献公开了一种变色薄膜的制备方法，采用以下步骤：(1)将热敏高分子单体与纳米金属颗粒、表面活性剂、交联剂、助引发剂及引发剂在去离子水中共混，得到混合溶液；(2)将混合溶液注入二氧化硅光子晶体模板中，静置至聚合完成后将模板浸入氢氟酸溶液中获得反模版，反模板在去离子水中反复清洗后浸泡在去离子水中，获得热敏高分子耦合纳米金属颗粒变色龙仿生薄膜。该变色薄膜可以对温度、可见光、近红外有敏感的颜色变化。
4.如公开号为cn109419067a的中国专利文献公开了一种变色衣，由感温变色材质(1)、智能加热装置(2)、控制系统(3)、触摸显示屏(4)、移动电源(5)组成。该变色衣可以使衣服稳定在某一种颜色，而不是随外界温度变化而变化。
5.现有的变色衣，无法识别环境颜色并根据环境颜色而改变成相应的颜色，达到隐身的效果，如同变色龙，可以将自身颜色与环境颜色变得非常相近。此外，现有技术未报道衣服不同区域颜色可以变为不同，或者实现多种颜色变化。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种自动变色衣，可获取附近环境颜色并使衣服颜色与环境颜色保持一致，达到隐身效果。
7.本发明的技术方案如下：
8.一种自动变色衣，包括变色衣本体和变色控制系统；
9.所述的变色控制系统包括：
10.温感变色凝胶层，涂覆在变色衣本体外表面上，具有至少一个临界变色温度；当温度高于临界变色温度时，温感变色凝胶层的颜色改变，当温度低于临界变色温度时，温感变色凝胶层发生逆反应，恢复原本颜色；
11.加热丝，埋覆在温感变色凝胶层内，根据主控制器的指令对温感变色凝胶层进行加热；
12.温度传感器，埋伏在温感变色凝胶层内，实时采集温感变色凝胶层的温度并传输给主控制器；
13.摄像头，实时采集周围环境的颜色信息并传输给主控制器；
14.主控制器，根据摄像头及温度传感器采集的信息，计算温感变色凝胶层的颜色改变至与周围环境颜色或者设定颜色一致所需要的温度，进而计算加热电流并控制电源向加热丝输出相应电流；当温感变色凝胶层的温度与其变色所需要的温度之间的差值小于给定
误差时，主控制器控制电源停止向加热丝输出电流；
15.电源，为变色控制系统提供电能。
16.优选的，所述的变色控制系统还包括开关，用于开启或关闭自动变色衣的变色控制系统。
17.优选的，所述的变色控制系统还包括触摸显示屏，用于向变色控制系统输入指令。
18.进一步优选的，所述的变色控制系统包括自动模式和手动模式；通过触摸显示屏输入指令实现控制模式的切换；
19.自动模式时，主控制器根据摄像头及温度传感器采集的信息，计算温感变色凝胶层的颜色改变至与周围环境颜色一致所需要的温度，进而计算加热电流并控制电源向加热丝输出相应电流；当温感变色凝胶层的温度与其变色至环境颜色所需温度之间的差值小于给定误差时，主控制器控制电源停止向加热丝输出电流；
20.手动模式时，通过触摸显示屏设置自动变色衣的颜色，主控制器设定颜色及温度传感器采集的信息，计算温感变色凝胶层的颜色改变至设定颜色所需要的温度，进而计算加热电流并控制电源向加热丝输出相应电流；当温感变色凝胶层的温度与其变色至设定颜色所需温度之间的差值小于给定误差时，主控制器控制电源停止向加热丝输出电流。
21.优选的，所述的温感变色凝胶层、加热丝、温度传感器、摄像头分别分成若干区域设置并独立控制。
22.例如，将温感变色凝胶层、加热丝、温度传感器、摄像头分别分为四个区域设置：衣服正面、衣服背面、左袖及右袖，形成分区采集数据并控制。
23.所述的温感变色凝胶层包含聚丙烯酰胺水凝胶基体及多种临界变色温度不同的温敏变色胶囊粉末。该温感变色凝胶层可在多种温度场下显示出多种不同的颜色。
24.优选的，所述的温感变色凝胶的制备方法包括以下步骤：
25.(1)将多种临界变色温度不同的温敏变色胶囊粉末加入丙烯酰胺水凝胶单体溶液中，混合均匀；
26.(2)在步骤(1)得到的混合液中加入交联剂、引发剂和催化剂，混合均匀，得到前驱母液；
27.(3)将前驱母液进行固化，得到温感变色水凝胶。
28.优选的，所述的温感变色凝胶层的厚度为0.2-1mm。
29.优选的，所述的加热丝的材质为镍铬合金。
30.优选的，所述的温度传感器为柔性温度传感器；进一步优选的，所述的温度传感器为环氧树脂涂层ntc热敏电阻。
31.所述的摄像头为针孔摄像头。
32.本发明还提供了上述自动变色衣的控制方法，包括自动模式和手动模式；
33.自动模式包括以下步骤：
34.s1、设置变色控制系统为自动模式，摄像头实时采集周围环境的颜色信息并传递给主控制器，温度传感器实时采集温感变色凝胶层的温度并传递给主控制器；
35.s2、主控制器根据摄像头采集的信息，计算温感变色凝胶层的颜色改变至与周围环境颜色一致所需要的温度；
36.s3、主控制器分析温度传感器采集的温度与温感变色凝胶层变色至环境颜色所需
温度的差值，计算加热丝所需要的电流大小，并控制电源向加热丝输出相应电流；
37.s4、当温感变色凝胶层的温度与其变色至环境颜色所需温度之间的差值小于给定误差时，主控制器控制电源停止向加热丝输出电流；
38.手动模式包括以下步骤：
39.si、变色控制系统为自动模式，并设定自动变色衣的颜色；温度传感器实时采集温感变色凝胶层的温度并传递给主控制器；
40.sii、主控制器根据设定颜色，计算温感变色凝胶层的颜色改变至设定颜色所需要的温度；
41.siii、主控制器分析温度传感器采集的温度与温感变色凝胶层变色至设定颜色所需温度的差值，计算加热丝所需要的电流大小，并控制电源向加热丝输出相应电流；
42.siv、当温感变色凝胶层的温度与其变色至设定颜色所需温度之间的差值小于给定误差时，主控制器控制电源停止向加热丝输出电流。
43.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
44.(1)本发明可以自动识别环境颜色，并根据环境颜色来改变衣服自身的颜色，使衣服与环境可以融为一体。
45.(2)本发明可以实现不止一种颜色的变化，通过控制加热温度，使衣服呈现多种不同的颜色，从而可以适应不同的环境。
46.(3)本发明可以实现衣服不同的区域单独控制变色，在复杂的环境中可以更好的实现“隐身”的效果。
附图说明
47.图1为自动变色衣的工作原理示意图；
48.图2为自动变色衣本体的剖面示意图；
49.图3为自动变色衣的正面示意图。
具体实施方式
50.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
51.如图1-3所示，本发明的自动变色衣的一种实施方式包括：变色衣本体1、温感变色凝胶层2、加热丝3、温度传感器4、摄像头5、主机系统6。
52.温感变色凝胶层2涂覆在变色衣本体1外表面上，加热丝3埋覆在温感变色凝胶层2内。温感变色凝胶层2分为四个区域：衣服正面、衣服背面、左袖及右袖(图中未具体示出)。与温感变色凝胶层2相同，加热丝3、摄像头5也相应地分为四个区域，形成分区采集数据并控制。
53.主机系统6包括主控制器、电源以及触摸显示屏。主机系统6为整个自动变色衣的核心，以接受用户命令，处理传感器信息，输出指令，并为自动变色衣提供电源。
54.自动变色衣的控制方法包括：
55.s1、用户身着自动变色衣，并位于一具体环境中，如草丛中，通过触摸屏设置变色系统为自动模式，摄像头5开始拍摄用户附近的环境颜色信息并传递给主控制器；与此同
时，温度传感器4将采集到的相应区域的温感变色凝胶层2的温度传递给主控制器；
56.s2、主控制器接受来自摄像头5的视频信息，分析视频中的rgb信息以绿色为主，并计算出温感变色凝胶层2变为绿色时所要加热的温度；
57.s3、对比温度传感器4输入的温度和s2中温感变色凝胶层变色所需要的温度，通过pid控制方法计算出加热电流，主机系统开始给相应区域的电热丝加热；
58.s4、温度传感器4实时采集温感变色凝胶层2的温度，其所采集的温度和温感变色凝胶层变色所需要的温度的差值小于给定误差时，停止加热；否则继续加热，从而保证衣服稳定保持为绿色为主的颜色。
59.衣物整体至于不同颜色中时，如左袖右袖分别绿色和灰色环境中时，主机系统可分别控制两个区域的颜色，使两个区域向着各自不同的环境变色。
60.而当用户按下手动模式时，系统进入手动模式，在此模式下，用户可通过触摸屏手动设置衣服颜色，实现完全由用户自定义控制。
61.温感变色凝胶层2可采用现有的温感变色材料。较优的，温感变色凝胶层2由聚丙烯酰胺(paam)水凝胶基体和不同温敏变色胶囊粉末(tcp，thermochromic capcule powder)组成，可在多种温度场下显示出多种不同的颜色。
62.一种温感变色凝胶可通过以下方法制备得到：
63.1.称取0.05g温敏变色胶囊粉末(shenzhen oriental color science&technology co.)(该种变色粉末为直径为2-5μm，临界变色温度为31摄氏度)，将该种粉末加入10ml配制好的2mol/l丙烯酰胺(aam)水溶液中，震荡1分钟，由于粉末与aam水溶液的密度相当，该种粉末能够均匀的分散在溶液中，呈悬浊液状态。
64.2.在上述悬浊液中加入55.3μm 0.1mol/l的n,n-亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)水溶液，70μm 0.1mol/l过硫酸铵(aps)水溶液和7.1μm 10％质量分数的四甲基乙二胺(temed)水溶液。震荡1分钟，得到了掺杂了温敏变色粉末的前驱母液。
65.3.将上述前驱母液密封在固定形状的透明模具中，确保隔绝氧气，在紫外光环境中进行紫外光固化。在60w的365nm的紫外光下照射45分钟后，得到在模具中固化的规定形状的温敏变色水凝胶。
66.制备的温敏变色水凝胶在80℃的加热下，临界变色温度为31℃的变色水凝胶能够在10s内完成变色，在停止加热后也能在20s内恢复到最初的颜色。
67.以上所述的实施例对本发明的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。