本實(shí)用新型涉及生活用品技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于半導(dǎo)體制冷片的溫控制冷鞋。

背景技術(shù)：

“千里之行，始于足下”，這句名句沿用至今，不言而喻的是現(xiàn)代人要走路，就要穿鞋。有關(guān)鞋的歷史源遠(yuǎn)流長，而隨著當(dāng)今社會(huì)的不斷發(fā)展，市場上不斷出現(xiàn)各式各樣、功能不同的鞋。鞋可以保護(hù)人體的腳部免受磨損，而且又能搭配服飾滿足人們的愛美之心。但是，在炎炎夏日或者高溫工作環(huán)境中，鞋就會(huì)使人出現(xiàn)不舒適感。雖然人們?cè)谙募居袥鲂梢源?，但是這些涼鞋不能減小夏日地面熱氣對(duì)腳的侵?jǐn)_。另外在高溫工作環(huán)境，尤其帶有一定危險(xiǎn)性質(zhì)的高溫工作環(huán)境中，工作人員需要穿規(guī)定的勞保鞋，在工作過程中，鞋體內(nèi)部空氣不流通，溫度過高，給工作人員帶來不舒服的感覺。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于半導(dǎo)體制冷片的溫控制冷鞋，解決高溫環(huán)境中工作人員穿的勞保鞋內(nèi)部溫度高的問題，具有自動(dòng)控制鞋子內(nèi)部溫度的特點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：基于半導(dǎo)體制冷片的溫控制冷鞋，其特征在于：包括鞋體和溫控制冷系統(tǒng)；

溫控制冷系統(tǒng)包括發(fā)電單元、能量轉(zhuǎn)換單元、儲(chǔ)能單元、溫度監(jiān)測單元、制冷單元和控制單元，發(fā)電單元和能量轉(zhuǎn)換單元連接，能量轉(zhuǎn)換單元和儲(chǔ)能單元連接，儲(chǔ)能單元和控制單元連接，制冷單元和控制單元連接，溫度監(jiān)測單元和控制單元連接；

發(fā)電單元、能量轉(zhuǎn)換單元、儲(chǔ)能單元和控制單元位于鞋體中鞋底的腳跟處，制冷單元分布于鞋體中鞋底的腳心和前腳掌處，溫度監(jiān)測單元位于鞋體的鞋面內(nèi)側(cè)。

優(yōu)選地，發(fā)電單元選用壓電式發(fā)電機(jī)，壓電式發(fā)電機(jī)包括金屬基板、上層壓電片、下層壓電片、振子和電極；金屬基板位于上層壓電片和下層壓電片中間，上層壓電片和下層壓電片相互平行，振子安裝在金屬基板一端，電極在金屬基板另一端的上層壓電片和下層壓電片的端部引出。

優(yōu)選地，儲(chǔ)能單元為鋰離子聚合物電池。

優(yōu)選地，能量轉(zhuǎn)換單元包括整流濾波電路和穩(wěn)壓濾波電路。

優(yōu)選地，溫度監(jiān)測單元選用數(shù)字集成溫度傳感器DS18B20。

優(yōu)選地，制冷單元選用為半導(dǎo)體制冷片。

優(yōu)選地，控制單元選用為單片機(jī)。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本實(shí)用新型通過設(shè)計(jì)基于半導(dǎo)體制冷片的溫控制冷鞋，溫度監(jiān)測單元實(shí)時(shí)監(jiān)測鞋體內(nèi)部溫度，當(dāng)鞋體內(nèi)部溫度過高，超過預(yù)先設(shè)定的溫度值時(shí)，控制單元會(huì)發(fā)出指令使制冷單元進(jìn)行工作，從而降低鞋體內(nèi)部溫度，當(dāng)鞋體內(nèi)部溫度降低至設(shè)定值時(shí)，控制單元發(fā)出指令使制冷單元停止工作，通過此種方式可以保證鞋體內(nèi)部溫度始終處于一個(gè)舒服的溫度范圍內(nèi)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖2是本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖3是壓電式發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是能量轉(zhuǎn)換單元的電路原理圖。

圖中：1、發(fā)電單元；2、能量轉(zhuǎn)換單元；3、儲(chǔ)能單元；4、控制單元；5、制冷單元；6、溫度監(jiān)測單元；7、鞋體；101、上層壓電片；102、金屬基板；103、下層壓電片；104、振子。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

如圖1和圖2所示，分別為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的俯視圖和側(cè)視圖，包括鞋體7和溫控制冷系統(tǒng)；

溫控制冷系統(tǒng)包括發(fā)電單元1、能量轉(zhuǎn)換單元2、儲(chǔ)能單元3、溫度監(jiān)測單元6、制冷單元5和控制單元4，發(fā)電單元1和能量轉(zhuǎn)換單元2連接，能量轉(zhuǎn)換單元2和儲(chǔ)能單元3連接，儲(chǔ)能單元3和控制單元4連接，制冷單元5和控制單元4連接，溫度監(jiān)測單元6和控制單元4連接。

發(fā)電單元1、能量轉(zhuǎn)換單元2、儲(chǔ)能單元3和控制單元4位于鞋體7中鞋底的腳跟處，制冷單元5分布于鞋體7中鞋底的腳心和前腳掌處，溫度監(jiān)測單元6位于鞋體7的鞋面內(nèi)側(cè)。

工作時(shí)，溫度監(jiān)測單元6實(shí)時(shí)監(jiān)測鞋體7內(nèi)部的溫度，當(dāng)鞋體7內(nèi)部溫度高于預(yù)先的設(shè)定值時(shí)，控制單元4發(fā)出指令，制冷單元5開始制冷，當(dāng)鞋體7內(nèi)部溫度降低至預(yù)先設(shè)定的溫度時(shí)，控制單元4發(fā)出指令，制冷單元5停止制冷動(dòng)作，通過此種方式可以保證鞋體7內(nèi)溫度在一個(gè)預(yù)先設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，保證鞋體7內(nèi)部為舒適溫度。

溫度監(jiān)測單元6選用數(shù)字集成溫度傳感器DS18B20，溫度傳感器DS18B20具有體積小、硬件開銷低、抗干擾能力強(qiáng)、精度高、轉(zhuǎn)換速率高的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鞋體7內(nèi)部溫度進(jìn)行精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

控制單元4選用為單片機(jī)，單片機(jī)具有軟硬結(jié)合、體積小、控制功能強(qiáng)、功耗低、環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)、使用方便的特點(diǎn)，使用單片機(jī)作為控制端既能減小能量消耗，又能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

制冷單元5選用為半導(dǎo)體制冷片，半導(dǎo)體制冷是靠空穴和電子在運(yùn)動(dòng)中直接傳遞熱量來實(shí)現(xiàn)的，半導(dǎo)體制冷器的尺寸小，可以制成體積不到1cm小的制冷器；重量輕，微型制冷器往往能夠小到只有幾克或幾十克；無機(jī)械傳動(dòng)部分，沒有旋轉(zhuǎn)部件，不會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)效應(yīng)，沒有滑動(dòng)部件，無需制冷劑，無噪聲，無污染，可靠性高，壽命長，重量、尺寸較小，便于安裝；使用直流供電；冷卻速度和冷卻溫度可以通過改變工作電流和工作電壓的大小任意調(diào)節(jié)，啟動(dòng)快，控制靈活，可實(shí)現(xiàn)高精度的溫度控制；半導(dǎo)體制冷器熱慣性非常小，制冷制熱時(shí)間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，制冷器就能達(dá)到最大溫差；制冷參數(shù)不受空間方向以及重力影響，在大的機(jī)械過載條件下，能夠正常地工作；通過調(diào)節(jié)工作電流的大小，可方便調(diào)節(jié)制冷速率；作用速度快，使用壽命長。

如圖3所示，為壓電式發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖，包括金屬基板102、上層壓電片101、下層壓電片103、振子104和電極；金屬基板102位于上層壓電片101和下層壓電片103中間，上層壓電片101和下層壓電片103相互平行，振子104安裝在金屬基板102一端，電極在金屬基板102另一端的上層壓電片101和下層壓電片103的端部引出。

壓電式發(fā)電機(jī)是利用壓電材料的正壓電效應(yīng)而制成的。正壓電效應(yīng)就是壓電材料在沿某一方向受到外力作用產(chǎn)生變形時(shí)，其材料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，在其兩個(gè)表面會(huì)產(chǎn)生正負(fù)電荷，從而在材料內(nèi)部產(chǎn)生電位差。壓電材料是一種節(jié)能型環(huán)保材料，綠色安全，不會(huì)產(chǎn)生有毒有害的殘留物質(zhì)，符合可持續(xù)發(fā)展要求。壓電發(fā)電是依靠外界振動(dòng)使壓電材料發(fā)生變形而發(fā)電，是一種綠色環(huán)保的新能源發(fā)電技術(shù)，其可利用的振動(dòng)源無處不在且應(yīng)用不受場地限制。同時(shí)，壓電發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低。

本設(shè)計(jì)中發(fā)電單元1選用為壓電式發(fā)電機(jī)并安裝在鞋體7底部的腳跟處，穿著人員在平時(shí)走路運(yùn)動(dòng)過程中壓電式發(fā)電機(jī)會(huì)時(shí)刻工作產(chǎn)生電源，從而為整體系統(tǒng)裝置提供電源。

如圖4所示，為能量轉(zhuǎn)換單元2的電路原理圖，包括整流濾波電路和穩(wěn)壓濾波電路。流濾波電路包括橋式整流電路Q1、電解電容C1、電容C2，橋式整流電路Q1對(duì)發(fā)電機(jī)組2產(chǎn)生的電動(dòng)勢進(jìn)行整流，且經(jīng)電解電容C1、電容C2濾波；穩(wěn)壓濾波電路包括三端穩(wěn)壓器IC1、電解電容C3、電容C4，三端穩(wěn)壓器IC1進(jìn)行穩(wěn)壓后，由電解電容C3、電容C4兩端進(jìn)行再次濾波。

能量轉(zhuǎn)換單元2將發(fā)電單元1產(chǎn)生的電量進(jìn)行濾波整流，最終成為平穩(wěn)干凈的電源，為整體系統(tǒng)供電或者輸送至儲(chǔ)能單元3進(jìn)行儲(chǔ)存。

儲(chǔ)能單元3為鋰離子聚合物電池，鋰離子聚合物電池具有漏電率低，無記憶效應(yīng)，在充電前不必將剩余電量放空，壽命長，單位能量密度高，而且無污染，的特點(diǎn)，應(yīng)用于本設(shè)計(jì)中能夠增強(qiáng)整體制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

采用上述技術(shù)方案后，在原有的鞋體7上增加溫控制冷系統(tǒng)，溫度監(jiān)測單元6實(shí)時(shí)監(jiān)測鞋體7內(nèi)部溫度，當(dāng)鞋體7內(nèi)部溫度高于預(yù)先設(shè)定的溫度值時(shí)，控制單元4發(fā)出指令，制冷單元5開始工作進(jìn)行制冷降低鞋體7內(nèi)部的溫度，當(dāng)鞋體7內(nèi)部溫度降低到預(yù)先設(shè)定的溫度值時(shí)，控制單元4發(fā)出指令，制冷單元5停止制冷動(dòng)作，以此方式實(shí)現(xiàn)對(duì)鞋體7內(nèi)部溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，保證鞋體7內(nèi)部溫度始終保持在一個(gè)對(duì)于人體舒適的溫度范圍之內(nèi)；除此之外，本設(shè)計(jì)中的發(fā)電單元1使用壓電式發(fā)電機(jī)，在穿著人員行走運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行發(fā)電，實(shí)現(xiàn)自行供電，無需外部電源，增強(qiáng)了系統(tǒng)的耐用性和延續(xù)性。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。