電熱納米手套

張 崢 秦營(yíng)周

(鄭州大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，河南 鄭州 450001)

0 引言

冬天一到，我們都要帶上厚厚的手套，而當(dāng)我們需要取鑰匙或者拿一些較小的東西時(shí)便需要摘下手套，倒不是覺(jué)得這不戴手套的短暫時(shí)間里會(huì)凍手，而是這穿戴與摘下手套給我們帶來(lái)的煩惱，特別是情況緊急時(shí)更讓人惱火。怎樣才能省掉去帶手套的煩惱呢?

最好的方法是不帶手套，顯然這在嚴(yán)寒的冬天并不是什么好主意。那么讓手套變得更薄一些，薄到幾乎感覺(jué)不到，不影響手的觸覺(jué)，是不是就不用再有這些煩惱了呢?可是這樣的手套又怎會(huì)起到御寒的作用呢?——電熱，本設(shè)計(jì)針對(duì)這些情況提出一種超薄型而又保暖的手套設(shè)計(jì)方案。運(yùn)用科技和材料的巧妙結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)看似矛盾的目標(biāo)，用科技來(lái)影響產(chǎn)品的性能和外觀。

1 設(shè)計(jì)分析

手套歷來(lái)是一件保暖用品，厚度與質(zhì)量一直都是衡量一個(gè)手套的保暖性能的重要指標(biāo)。但是隨著手套厚度的增加，雖然保暖程度有所提高，但是手指手掌的靈活性卻大受影響，對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)來(lái)說(shuō)，很多工作都對(duì)于手指的靈活性要求特別高，春夏秋天還可以堅(jiān)持，但到了冬天，卻遇到了很大的矛盾，需要保暖就不能工作，而工作時(shí)又會(huì)凍壞手指。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，我們可以利用的材料種類(lèi)也在迅速地增加，達(dá)到目的的方式也大大擴(kuò)展了，為了保持一種溫度，可以防止散失溫度，也可以從外界提供熱量來(lái)維持一定的溫度。本設(shè)計(jì)以硅膠為主要材料，通過(guò)注塑成型加工成為超薄手套，在保證一定強(qiáng)度與韌性的情況下盡可能減小手套的厚度，這樣的手套戴在手上不會(huì)妨礙手指的靈活性，只要能夠維持一定的溫度，就可以達(dá)到手套的基本功能。本設(shè)計(jì)擬用電熱技術(shù)為手套提供溫度，來(lái)維持人手所需溫度。手套的尾端要設(shè)計(jì)的長(zhǎng)一點(diǎn)以便加裝充放電設(shè)備。

整體設(shè)計(jì)：我們要保證手套厚度在不影響手部各種動(dòng)作的情況下使手套能夠提供一定的適宜溫度，而自然狀態(tài)下這是不可能的，因此需要有外在能量來(lái)保證手套的溫度。我們?cè)O(shè)計(jì)的這種手套不僅保暖而且輕便到不影響手部的各種靈活動(dòng)作的完成。整個(gè)手套以硅膠為原料加工而成，韌性非常好，厚度非常小。另一方面，為保證溫度，在手套尾端加裝供能部分以保證手套的保暖性能，手背上面布置導(dǎo)熱的線路，以使熱量均勻快速地到達(dá)指定地點(diǎn)維持溫度。在手套尾端裝置無(wú)線充電接收端天線線圈，和一個(gè)小型的可充電式微型電池，接上繞手套背面的線圈，以及微型開(kāi)關(guān)。外部配置無(wú)線充電充電器作為手套掛鉤粘在前面上，手套使用一天后可以取下來(lái)掛在掛鉤型無(wú)線充電器上，接受充電，以便第二天接著使用。

下面介紹手心一面與手背一面的設(shè)計(jì)方式。

手心一面：由于我們常常是抓握東西或者握住手的，手心一直處于內(nèi)部，所以我們的手心一班不會(huì)感覺(jué)到太冷。也就是說(shuō)，在一般情況下，手心冷的話(huà)手背一定是更冷的;而手背暖和的話(huà)手心一定更熱。另外，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)分析，手心的抓握要求手心部位有更好的觸覺(jué)感覺(jué)?；谏鲜銮闆r的調(diào)查與分析，本設(shè)計(jì)確定把供暖線路布置在手背一面，而手心一面分布小孔，一方面保證手部良好的觸覺(jué)感覺(jué)，另一方面可以增加通透性，使得手套不至于太封閉而導(dǎo)致手部空氣不流通產(chǎn)生不適感。

手背一面：我們要保證手套的厚度在人感覺(jué)舒適范圍之內(nèi)并且保證有一定的溫度，而普通情況下，單薄的一層硅膠不可能起到抵御寒冷的作用，因此就要有另外的方式來(lái)提供維持一定溫度所需能量，本設(shè)計(jì)在反面布置一整條電熱絲，彎曲分布在各手指背面和手背上，具有較好的柔韌性，以保證整個(gè)手套的柔軟舒適，通過(guò)將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮軅鬏數(shù)绞痔赘鱾€(gè)部位來(lái)維持手套的溫度，保護(hù)手部溫暖。(參考電熱毯的工作原理)

手套尾端：除充電設(shè)備之外設(shè)置耳朵供懸掛使用。待手套不用時(shí)可以取下來(lái)掛在壁掛式無(wú)線充電器上，可以在保持整潔有序的同時(shí)給手套充電。手套尾端也是整個(gè)手套的核心部分，加裝有微型電池用以為整個(gè)手套提供熱能，維持手套的溫度處于一定水平。

充電感應(yīng)區(qū)：上有相應(yīng)掛鉤，可附于附近有插座的墻上，掛上手套即可充電，去下手套，停止充電。

芯片 接收天線線圈

2 結(jié)論

本設(shè)計(jì)結(jié)合了輕型塑料的加工、電熱轉(zhuǎn)換技術(shù)和無(wú)線充電技術(shù)，讓手套在輕盈便捷的同時(shí)不失其保暖的本質(zhì)。讓人們?cè)诙煲部梢詭е鴾嘏氖痔走M(jìn)行細(xì)致的活動(dòng)。本設(shè)計(jì)可以推廣到內(nèi)衣設(shè)計(jì)等服裝保暖行業(yè)，讓人們即使在冬天也可以穿著夏裝去逛街。

［1］李高.簡(jiǎn)單的可控硅調(diào)壓調(diào)溫電路［J］.電子制作.2000(07)

［2］陳如柏，蔡高柱，杜鳳娟.三種簡(jiǎn)易恒溫控制器［J］.電子制作.1999(05)

［3］張小明，陳震.一種新穎電熱毯定時(shí)調(diào)溫電路設(shè)計(jì)［J］.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2002(02)

［4］趙志國(guó)，曹祥紅，馬秀艷.電熱毯恒溫控制器［J］.安陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào).2000(04)