电热纳米手套

张 峥 秦营周

(郑州大学 机械工程学院，河南 郑州 450001)

0 引言

冬天一到，我们都要带上厚厚的手套，而当我们需要取钥匙或者拿一些较小的东西时便需要摘下手套，倒不是觉得这不戴手套的短暂时间里会冻手，而是这穿戴与摘下手套给我们带来的烦恼，特别是情况紧急时更让人恼火。怎样才能省掉去带手套的烦恼呢?

最好的方法是不带手套，显然这在严寒的冬天并不是什么好主意。那么让手套变得更薄一些，薄到几乎感觉不到，不影响手的触觉，是不是就不用再有这些烦恼了呢?可是这样的手套又怎会起到御寒的作用呢?——电热，本设计针对这些情况提出一种超薄型而又保暖的手套设计方案。运用科技和材料的巧妙结合来实现看似矛盾的目标，用科技来影响产品的性能和外观。

1 设计分析

手套历来是一件保暖用品，厚度与质量一直都是衡量一个手套的保暖性能的重要指标。但是随着手套厚度的增加，虽然保暖程度有所提高，但是手指手掌的灵活性却大受影响，对于现代社会来说，很多工作都对于手指的灵活性要求特别高，春夏秋天还可以坚持，但到了冬天，却遇到了很大的矛盾，需要保暖就不能工作，而工作时又会冻坏手指。随着现代科技的发展，我们可以利用的材料种类也在迅速地增加，达到目的的方式也大大扩展了，为了保持一种温度，可以防止散失温度，也可以从外界提供热量来维持一定的温度。本设计以硅胶为主要材料，通过注塑成型加工成为超薄手套，在保证一定强度与韧性的情况下尽可能减小手套的厚度，这样的手套戴在手上不会妨碍手指的灵活性，只要能够维持一定的温度，就可以达到手套的基本功能。本设计拟用电热技术为手套提供温度，来维持人手所需温度。手套的尾端要设计的长一点以便加装充放电设备。

整体设计：我们要保证手套厚度在不影响手部各种动作的情况下使手套能够提供一定的适宜温度，而自然状态下这是不可能的，因此需要有外在能量来保证手套的温度。我们设计的这种手套不仅保暖而且轻便到不影响手部的各种灵活动作的完成。整个手套以硅胶为原料加工而成，韧性非常好，厚度非常小。另一方面，为保证温度，在手套尾端加装供能部分以保证手套的保暖性能，手背上面布置导热的线路，以使热量均匀快速地到达指定地点维持温度。在手套尾端装置无线充电接收端天线线圈，和一个小型的可充电式微型电池，接上绕手套背面的线圈，以及微型开关。外部配置无线充电充电器作为手套挂钩粘在前面上，手套使用一天后可以取下来挂在挂钩型无线充电器上，接受充电，以便第二天接着使用。

下面介绍手心一面与手背一面的设计方式。

手心一面：由于我们常常是抓握东西或者握住手的，手心一直处于内部，所以我们的手心一班不会感觉到太冷。也就是说，在一般情况下，手心冷的话手背一定是更冷的;而手背暖和的话手心一定更热。另外，根据人机工程学分析，手心的抓握要求手心部位有更好的触觉感觉。基于上述情况的调查与分析，本设计确定把供暖线路布置在手背一面，而手心一面分布小孔，一方面保证手部良好的触觉感觉，另一方面可以增加通透性，使得手套不至于太封闭而导致手部空气不流通产生不适感。

手背一面：我们要保证手套的厚度在人感觉舒适范围之内并且保证有一定的温度，而普通情况下，单薄的一层硅胶不可能起到抵御寒冷的作用，因此就要有另外的方式来提供维持一定温度所需能量，本设计在反面布置一整条电热丝，弯曲分布在各手指背面和手背上，具有较好的柔韧性，以保证整个手套的柔软舒适，通过将电能转变为热能传输到手套各个部位来维持手套的温度，保护手部温暖。(参考电热毯的工作原理)

手套尾端：除充电设备之外设置耳朵供悬挂使用。待手套不用时可以取下来挂在壁挂式无线充电器上，可以在保持整洁有序的同时给手套充电。手套尾端也是整个手套的核心部分，加装有微型电池用以为整个手套提供热能，维持手套的温度处于一定水平。

充电感应区：上有相应挂钩，可附于附近有插座的墙上，挂上手套即可充电，去下手套，停止充电。

芯片 接收天线线圈

2 结论

本设计结合了轻型塑料的加工、电热转换技术和无线充电技术，让手套在轻盈便捷的同时不失其保暖的本质。让人们在冬天也可以带着温暖的手套进行细致的活动。本设计可以推广到内衣设计等服装保暖行业，让人们即使在冬天也可以穿着夏装去逛街。

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