一种用于充气调温服装的智能充气系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于充气调温服装的智能充气系统，用于可充气的智能穿戴服装，所述智能充气系统包括：可充气气囊；充气气泵；吸气气泵，其特征在于，所述智能充气系统还包括：用于检测外界环境状态的环境检测单元；用于检测可充气气囊的气压状况的气压检测单元；主控单元。本发明专利技术提供了一种可以用于充气调温服装的智能充气系统。本发明专利技术提供的系统通过软件编程，自动识别穿着者所处环境温度，并根据温度对服装进行充、放气操作，实现了充气调温服装的自动化。

An intelligent inflation system for inflatable and temperature regulating clothing

【技术实现步骤摘要】
一种用于充气调温服装的智能充气系统
本专利技术属于智能可穿戴服装领域。更具体的，本专利技术涉及一种自动识别温度和压强的充气系统。本专利技术提供的充气系统可以对服装中的气囊充气或放气，并根据服装外界温度，调整气囊的充气量，当所处环境温度越低时，充气量越多，服装保暖性能越好。
技术介绍
寒冷气候下，服装的热保暖性能对人类的舒适甚至生存至关重要。随着第四次工业革命的到来，人类的生活变得越来越智能化、便捷化。保暖服装作为寒冷环境中的必备物品，也逐渐尝试与智能可穿戴设备相融合。厚重的棉服和羽绒服不再能满足现代消费者的需求，轻薄便捷的保暖材料，甚至可以随时改变自身保暖性能的服装(如充气保暖服、加热保暖服等)应运而生。同时面对不断恶化的环境形势，绿色环保的保暖服装逐渐成为未来的主流趋势。空气，作为自然界中最为保暖的一种材料、具有几乎无重量、无污染、零成本等诸多优点。近年来，开始出现直接利用空气为保暖材料的保暖服装，此类产品作为一种新兴的保暖服装，逐渐引起科研和社会各界的重视。这种通过空气来代替传统保暖材料，如羽绒、棉花、羊毛等，具有绿色环保、重量轻、成本低、可实现一衣多穿的诸多优点。在已上市的充气调温服装中，发展较为成熟的是美国NuDown公司的充气保暖服，主要用于极寒气候下的滑雪服。该服装躯干主体部分采用不透气双层面料压合形成充气气道，当穿着者需要保暖时，用口袋中的充气泵按压对服装进行充气即可增加面料(隔热层)厚度，从而达到保暖效果。现有充气服装的充气方式主要有一次性充气和多次充气两种方式，前种主要用于紧急救生衣、安全气囊、带有安全气囊的救生衣等服装中，而多次充气的服装主要应用在充气造型类服装、充气保暖服装或日常穿着类救生衣等。针对充气保暖服装而言，目前的充气方式多使用手持气泵连接气囊进行充气。手动充气的缺点主要在于充气时间长，因为手持气泵需要随身携带，所以需要其体积小且轻便，这样就导致气泵充气量小，要想实现充气服装大量充气，需要多次按压气泵，致使其充气时间较长且效率较低，降低了服装的穿着便利性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：现有的充气保暖服装多使用手持气泵连接气囊进行充气，因而充气时间较长、充气效率低。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供了一种用于充气调温服装的智能充气系统，用于可充气的智能穿戴服装，所述智能充气系统包括：可充气气囊，通过改变可充气气囊的充气量来改变可充气的智能穿戴服装的保暖性；充气气泵，用于增加可充气气囊的充气量；吸气气泵，用于减少可充气气囊的充气量，其特征在于，所述智能充气系统还包括：用于检测外界环境状态的环境检测单元；用于检测可充气气囊的气压状况的气压检测单元；主控单元，至少用于接收环境检测单元及气压检测单元检测到的外界环境状态数据及气压状况数据，主控单元至少依据外界环境状态数据及气压状况数据产生可充气气囊的充气量调节数据，根据该充气量调节数据控制充气气泵增加可充气气囊的充气量，或者根据该充气量调节数据控制吸气气泵减少可充气气囊的充气量。优选地，还包括用于检测穿着所述可充气的智能穿戴服装的穿着者的身体状况的生理数据检测单元，所述主控单元依据所述外界环境状态数据、所述气压状况数据及生理数据检测单元检测到的身体状况数据共同产生所述充气量调节数据。优选地，所述主控单元至少依据所述外界环境状态数据及所述气压状况数据采用单一的判定函数或采用机器学习算法产生所述充气量调节数据。优选地，还包括自主调节模块，智能穿戴服装的穿着者通过自主调节模块通过充气气泵自主增加所述可充气气囊的充气量，或者通过所述吸气气泵自主减少所述可充气气囊的充气量。优选地，所述主控单元采用所述机器学习算法产生所述充气量调节数据，则所述主控单元还记录通过所述自主调节模块调节的充气量，依据记录的充气量对所述机器学习算法进行改进，从而根据穿着者对所述可充气气囊的充气量个性化的调整来产生与当前穿着者更为匹配的所述充气量调节数据。优选地，所述环境检测单元包括用于检测环境温度Tamb的温度传感器；所述气压检测单元用于检测所述可充气气囊气压的气压传感器；所述主控单元采用单一的判定函数产生所述充气量调节数据，则单一的判定函数为：式中，Tskin表示穿着者温度，为预设的定值；Q/A表示人体身体代谢率，通过人体新陈代谢率传感器实时检测得到或为预设的定值；P表示所述可充气气囊的气压计算值。优选地，所述主控单元采用以下方法调节可充气气囊的充气量：步骤1、所述主控单元通过所述温度传感器检测到环境温度Tamb并通过所述气压传感器检测到所述可充气气囊的实时气压P’后，利用环境温度Tamb得到所述可充气气囊的气压计算值P；步骤2、若实时气压P’与气压计算值P相当，则所述主控单元不改变所述可充气气囊的充气量；若实时气压P’小于气压计算值P，则所述主控单元控制所述充气气泵对所述可充气气囊进行充气，直至实时气压P’与气压计算值P相当；若实时气压P’大于气压计算值P，则所述主控单元控制所述吸气气泵对所述可充气气囊进行抽气，直至实时气压P’与气压计算值P相当。本专利技术提供了一种可以用于充气调温服装的智能充气系统。本专利技术提供的系统通过软件编程，自动识别穿着者所处环境温度，并根据温度对服装进行充、放气操作，实现了充气调温服装的自动化。本专利技术扮演着“人体——服装——外部环境”的中间媒介，服装不再是一个一成不变的单一个体，而变成了随环境变化的可调节系统，从温度调节范畴出发，服装变成了一个类似建筑结构中的暖通设备或者微型调温系统，延展了服装的使用环境和应用方法，增加了消费者穿着便捷性。附图说明图1为自动充气系统流程图；图2为自动充气系统的电路图；图3为不同温度下维持低水平生理应变(中等热感觉)所需的克罗值；图4为充气量与保暖性能(clo)的函数关系；图5为充气气囊保暖阈值、环境温度与新陈代谢率。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本专利技术的目的是提供一种自动充气系统，代替传统手动气泵，“解放”穿着者双手，实现充气调温服装的智能化、自动化和快速反应能力。本专利技术适用于所有可充气的智能穿戴服装，适用但不限于一切通过干燥气体调节隔热性能的服装、服装配件或户外充气保温设备，包括但不限于外套、大衣、夹克、背心、裤子、手套、连指手套、帽子、衬里、跋涉和雪地靴、工作靴、滑雪靴和滑雪靴等。本专利技术提供的自动充气系统所充气体包括但不限于自然空气、氩气、氪气，氙气，六氟化硫及其组合等。本实施例所用充气气囊尺寸为520mm2，该实验样本在未充气之前为1.4mm，充气后厚度为23.08mm。其余参数见下表，其中充气厚度依据国家标准GB/T38本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于充气调温服装的智能充气系统，用于可充气的智能穿戴服装，所述智能充气系统包括：/n可充气气囊，通过改变可充气气囊的充气量来改变可充气的智能穿戴服装的保暖性；/n充气气泵，用于增加可充气气囊的充气量；/n吸气气泵，用于减少可充气气囊的充气量，其特征在于，所述智能充气系统还包括：/n用于检测外界环境状态的环境检测单元；/n用于检测可充气气囊的气压状况的气压检测单元；/n主控单元，至少用于接收环境检测单元及气压检测单元检测到的外界环境状态数据及气压状况数据，主控单元至少依据外界环境状态数据及气压状况数据产生可充气气囊的充气量调节数据，根据该充气量调节数据控制充气气泵增加可充气气囊的充气量，或者根据该充气量调节数据控制吸气气泵减少可充气气囊的充气量。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于充气调温服装的智能充气系统，用于可充气的智能穿戴服装，所述智能充气系统包括：
可充气气囊，通过改变可充气气囊的充气量来改变可充气的智能穿戴服装的保暖性；
充气气泵，用于增加可充气气囊的充气量；
吸气气泵，用于减少可充气气囊的充气量，其特征在于，所述智能充气系统还包括：
用于检测外界环境状态的环境检测单元；
用于检测可充气气囊的气压状况的气压检测单元；
主控单元，至少用于接收环境检测单元及气压检测单元检测到的外界环境状态数据及气压状况数据，主控单元至少依据外界环境状态数据及气压状况数据产生可充气气囊的充气量调节数据，根据该充气量调节数据控制充气气泵增加可充气气囊的充气量，或者根据该充气量调节数据控制吸气气泵减少可充气气囊的充气量。


2.如权利要求1所述的一种其用于充气调温服装的智能充气系统，其特征在于，还包括用于检测穿着所述可充气的智能穿戴服装的穿着者的身体状况的生理数据检测单元，所述主控单元依据所述外界环境状态数据、所述气压状况数据及生理数据检测单元检测到的身体状况数据共同产生所述充气量调节数据。


3.如权利要求1所述的一种其用于充气调温服装的智能充气系统，其特征在于，所述主控单元至少依据所述外界环境状态数据及所述气压状况数据采用单一的判定函数或采用机器学习算法产生所述充气量调节数据。


4.如权利要求3所述的一种其用于充气调温服装的智能充气系统，其特征在于，还包括自主调节模块，智能穿戴服装的穿着者通过自主调节模块通过充气气泵自主增加所述可充气气囊的充气量，或者通过所述吸气气泵自主减少所述可充气气囊的充气量。


5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔彦，杨伟峰，章帅迪，刘晓刚，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31