一种自供电瑜伽垫的制作方法

1.本实用新型涉及运动器材技术领域，尤其是一种自供电瑜伽垫。


背景技术：

2.能源是人类社会生活和发展的物质基础，一直在人类社会的发展中占据着重要的位置。目前我国的能源利用主要以煤炭为主，这必然将导致污染严重，人民健康受到威胁，针对能源问题，可以有两种解决方式，即节能减排及开发可供利用的新型能源。
3.从长久来看，开发可供利用的新型能源符合当前社会发展趋势，对于新能源而言，能量采集技术是一种较为新颖的思考角度。所谓的能量采集技术，即通过对环境中丧失的能量进行收集，将其通过转换、存储等方式转变为可供电子设备使用的直流电能。此种方式无疑是最大程度的减小了能源的浪费，进而使得能量的利用率大幅提高，对解决能源问题具有举足轻重的意义。人体具有源源不断的充沛能量，人体在进行运动的过程中,会产生机械能，将这部分能量收集并利用起来，也将在一定程度上减缓资源枯竭的压力。
4.瑜伽作为一项新兴的运动休闲健身项目,因其在增强体质、减肥塑形、缓解压力方面卓有成效而备受现代人所喜爱。而随着我们生活水平的进步，人们追求更完善的器械设备来锻炼身体。在天气寒冷时，很多人都会放弃室外运动而选择室内运动，但现在市面上大多数瑜伽垫都是没有任何附加功能的，抑或存在附加功能但需要插上电源才能使用，这样一方面需要消耗大量能源，另一方面由于瑜伽垫外接市电，对使用者而言存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于：提供一种结构简单、可发热的自供电瑜伽垫。
6.本实用新型所采取的技术方案是：
7.一种自供电瑜伽垫，包括上垫层、发热层、压电能量采集层、下垫层以及温度控制系统，所述压电能量采集层设置在所述发热层与所述下垫层之间，所述上垫层设置在所述发热层远离所述压电能量采集层的一侧，所述发热层和所述温度控制系统均与所述压电能量采集层电连接，所述发热层还与所述温度控制系统连接。
8.进一步，所述压电能量采集层包括若干个压电能量采集器、升压电路以及能量存储模块，各所述压电能量采集器均通过所述升压电路与所述能量存储模块电连接，所述发热层和所述温度控制系统均与所述能量存储模块电连接。
9.进一步，所述压电能量采集器包括聚偏氟乙烯压电薄膜，所述聚偏氟乙烯压电薄膜通过所述升压电路与所述能量存储模块电连接。
10.进一步，所述压电能量采集层还包括电路控制模块，所述能量存储模块和所述升压电路均与所述电路控制模块电连接，所述电路控制模块用于控制所述升压电路对压电能量采集器的输出电压进行升压。
11.进一步，所述自供电瑜伽垫还包括保温隔热层，所述保温隔热层设置在所述发热层与压电能量采集层之间。
12.进一步，所述保温隔热层包括铝箔反射膜、陶瓷纤维布以及聚苯乙烯板，所述铝箔反射膜靠近所述发热层设置，所述聚苯乙烯板靠近所述压电能量采集层设置，所述陶瓷纤维布设置在所述铝箔反射膜与所述聚苯乙烯板之间。
13.进一步，所述自供电瑜伽垫还包括上保护层和下保护层，所述上保护层设置在所述保温隔热层与所述发热层之间，所述下保护层设置在所述压电能量采集层与所述下垫层之间。
14.进一步，所述上保护层的边缘与所述下保护层的边缘相互连接，用于密封所述压电能量采集层。
15.进一步，所述上保护层与所述下保护层均为绝缘材料。
16.进一步，所述发热层为石墨烯发热板。
17.本实用新型的有益效果是：自供电瑜伽垫包括上垫层、发热层、压电能量采集层、下垫层以及温度控制系统，当使用者在瑜伽垫上运动时，通过压电能量采集层将机械能转换为电能为发热层和温度控制系统进行供电，通过温度控制系统可以控制发热层进行发热。本实用新型通过压电能量采集层和发热层的设置，可以充分地采集并利用人体运动产生的机械能，实现瑜伽垫的自供电，一方面可以实现瑜伽垫的发热功能，并且起到一定程度的杀菌功效，能够为瑜伽垫使用者提供更舒适的运动环境，提高了使用者的体验感，另一方面无需使用外部供电，减少了能源的消耗，同时也降低了安全隐患。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为本实用新型实施例提供的一种自供电瑜伽垫的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的一种自供电瑜伽垫的工作原理示意图；
21.图3为本实用新型实施例提供的压电能量采集层的电路连接示意图；
22.图4为本实用新型实施例提供的保温隔热层的结构示意图。
23.附图标记：
24.101、上垫层；102、发热层；103、保温隔热层；104、上保护层；105、压电能量采集层；106、下保护层；107、下垫层；108、温度控制系统；1031、铝箔反射膜；1032、陶瓷纤维布；1033、聚苯乙烯板；c1
‑
c3表示电容；d1
‑
d5表示二极管；l1表示电感；t表示开关管；rl表示能量存储模块。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
26.参照图1和2，本实用新型实施例提供了一种自供电瑜伽垫，包括上垫层101、发热
层102、压电能量采集层105、下垫层107以及温度控制系统108，压电能量采集层105设置在发热层102与下垫层107之间，上垫层101设置在发热层102远离压电能量采集层105的一侧，发热层102和温度控制系统108均与压电能量采集层105电连接，发热层102还与温度控制系统108连接。
27.具体地，如图1所示为本实用新型实施例提供的自供电瑜伽垫的分层结构示意图，其中温度控制系统108设置在上垫层101，可以理解的是，如图1所示仅为本实用新型的一种实施方式，在一些可选的实施例中，温度控制系统108也可以设置在发热层102与上垫层101之间，或压电能量采集层105与发电层之间，本实用新型对温度控制系统108的具体位置不作限定。
28.如图2所示为本实用新型实施例提供的自供电瑜伽垫的工作原理示意图，应该认识到，图2中箭头所示为能量流动方向或控制信号传输方向，并不构成对输入端、输出端的限定。
29.温度控制系统108可采用单片机或微控制器，用于控制发热层102的发热。本实用新型实施例的温度控制系统108可根据使用者的按键指令或遥控指令，实现瑜伽垫温度的调节，而且还可以启动定时自动断电降温的功能，避免电能的浪费。
30.本实用新型实施例收集人体在做瑜伽运动时所产生的机械能，并将这一部分机械能转化为电能，从而为瑜伽垫供能，实现自主控制其自身发热和杀菌的功能。本实用新型通过压电能量采集层105和发热层102的设置，可以充分地采集并利用人体运动产生的机械能，实现瑜伽垫的自供电，一方面可以实现瑜伽垫的发热功能，并且起到一定程度的杀菌功效，能够为瑜伽垫使用者提供更舒适的运动环境，提高了使用者的体验感，另一方面无需使用外部供电，减少了能源的消耗，同时也降低了安全隐患。
31.参照图2和3，进一步作为可选的实施方式，压电能量采集层105包括若干个压电能量采集器、升压电路以及能量存储模块，各压电能量采集器均通过升压电路与能量存储模块电连接，发热层102和温度控制系统108均与能量存储模块电连接。
32.具体地，如图3所示为本实用新型实施例提供的压电能量采集层105的电路连接示意图，由图3可知，压电能量采集器输出的电压通过升压电路进行升压，然后存储至能量存储模块。能量存储模块可外接发电层和温度控制系统108，用于为发电层和温度控制系统108进行供电。
33.可以理解的是，图3所示仅为压电能量采集层105电路连接的一种实施方式，并不构成对压电能量采集层105的限定，在一些可选的实施例中，还可以有其他不同的连接方式，只要能实现对压电能量采集器输出的电压进行升压、存储即可。
34.进一步作为可选的实施方式，压电能量采集器包括聚偏氟乙烯压电薄膜，聚偏氟乙烯压电薄膜通过升压电路与能量存储模块电连接。
35.具体地，聚偏氟乙烯压电薄膜材料是一种压电聚合体，具有比锆钛酸铅压电陶瓷(pzt)材料更好的柔韧性，并且耐磨和耐腐蚀。本实用新型实施例的压电能量采集器主要利用正压电效应：当压电材料受到外机械力作用时(人体在做瑜伽运动时所产生的作用力)，压电材料内部会出现电荷不对称分布的现象，从而在其表面会有符号相反电荷的产生，其产生的电荷密度与受到的外机械力成正比，再通过外部电路将电能存储在电容或电池中。
36.参照图1，进一步作为可选的实施方式，压电能量采集层105还包括电路控制模块，
能量存储模块和升压电路均与电路控制模块电连接，电路控制模块用于控制升压电路对压电能量采集器的输出电压进行升压。
37.具体地，压电能量采集器将外界环境中的振动能转化为电能，之后通过升压电路对采集器输出的超低压电能进行升压处理，然后将升压之后的电能存储到能量存储模块中为设备供电，电路控制模块由能量存储电路进行供能，对升压电路实施控制。
38.参照图1，进一步作为可选的实施方式，自供电瑜伽垫还包括保温隔热层103，保温隔热层103设置在发热层102与压电能量采集层105之间。
39.具体地，保温隔热层103用于发热层102与压电能量采集层105之间的热量隔离，可以使发热层102产生的热量大部分通过上垫层101散发，从而为使用者提供温暖舒适的运动环境。
40.参照图4，进一步作为可选的实施方式，保温隔热层103包括铝箔反射膜1031、陶瓷纤维布1032以及聚苯乙烯板1033，铝箔反射膜1031靠近发热层102设置，聚苯乙烯板1033靠近压电能量采集层105设置，陶瓷纤维布1032设置在铝箔反射膜1031与聚苯乙烯板1033之间。
41.具体地，如图4所示为本实用新型实施例提供的保温隔热层103的结构示意图。本实用新型实施例采用高强度铝箔制作的铝箔反射膜1031，将热量向上辐射，阻断热量向下辐射，以免损伤下部结构；采用陶瓷纤维布1032对下面的聚苯乙烯板1033提供保护，其具有较高的强度以及韧性，从而能够避免聚苯乙烯被发热层102传出的高温所破坏；采用质硬、闭孔、耐温性好的聚苯乙烯作为保温隔热层103的主材料，阻挡热量向底部散发，起到良好的保温隔热效果，最大程度的确保发热层102产生的热量向上传递，减少热消耗，提高本实用新型实施例的工作效率。
42.参照图1，进一步作为可选的实施方式，自供电瑜伽垫还包括上保护层104和下保护层106，上保护层104设置在保温隔热层103与发热层102之间，下保护层106设置在压电能量采集层105与下垫层107之间。
43.进一步作为可选的实施方式，上保护层104的边缘与下保护层106的边缘相互连接，用于密封压电能量采集层105。
44.进一步作为可选的实施方式，上保护层104与下保护层106均为绝缘材料。
45.具体地，上保护层104和下保护层106均由绝缘材料制成，上、下保护层106将压电能量采集层105包裹在其中，保护层上下边缘均相互连接，使保护层与压电能量采集装置形成一个密封的整体。
46.进一步作为可选的实施方式，发热层102为石墨烯发热板。
47.具体地，石墨烯发热材料相较于传统脆性材料更不容易出现脆断变形现象，具有良好的柔韧性。石墨烯发热板不仅具有加热速度快、电热转化效率高、受热均匀，节能省电等优势，同时，石墨烯发热板在连接电压时会向周围环境辐射出对人体有益的红外线，不仅可以杀菌消毒，而且还可以促进血液循环，具有一定的保健功效。
48.可选地，上垫层101和下垫层107可采用tpe材料或pvc材料，材料轻便柔软，且具有较好的防滑缓冲作用。
49.以上是对本实用新型实施例的结构进行了说明，下面结合一具体实施例对本实用新型的工作流程做进一步说明。
50.参照图1，本实用新型实施例提供一种自供电瑜伽垫，包括上垫层101、发热层102、保温隔热层103、上保护层104、压电能量采集层105、下保护层106、下垫层107和温度控制系统108。参照图2，当运动者在瑜伽垫上运动时，会产生大量的振动能量，压电能量采集层105中的压电能量采集器将人体所产生的振动能采集起来，之后通过升压电路对压电能量采集器输出的超低压电能进行升压，然后将升压后的电能储存到能量存储模块中。储存的电能可以用于发热层102的石墨烯发热板的发热、压电能量采集层105中的电路控制模块的功能以及温度控制系统108的供能。
51.其中，发热层102的石墨烯发热板在电场的驱动作用下，产生“布朗运动”，碳分子之间发生剧烈的摩擦和撞击发热，产生的热能以远红外线传播，由此加热瑜伽垫。保温隔热层103则是为了使发热层102产生的热量向瑜伽垫上部分传递，该层的设置不仅能够起到良好的保温效果，减少热量消耗的作用，还可以保障发热层102所产生的高温不至于损伤到下部结构。上保护层104及下保护层106的设置是为了将压电能量采集层105密封，保护其不受到外界因素的损害，提高其使用年限，同时也避免漏电。而温度控制系统108则是为了瑜伽垫使用者能够自主调节发热温度及避免出现瑜伽垫长时间加热的情况出现，从而将保障瑜伽垫使用者的安全及舒适体验。
52.发热层102与压电能量采集层105中的能量存储模块以及温度控制系统108相连接，发热层102由能量存储模块供能，由温度控制系统108控制发热量。压电能量采集层105中的电路控制模块与升压电路及能量存储模块相连接，由能量储存电路供能，对升压电路实施控制。温度控制系统108与发热层102及压电能量采集层105中的能量存储模块相连接，由能量存储模块供能，对发热层102实施控制。
53.本实用新型实施例收集人体在做瑜伽运动时所产生的机械能，并将这一部分机械能转化为电能，从而为瑜伽垫供能，实现自主控制其自身发热和杀菌的功能。本实用新型通过压电能量采集层105和发热层102的设置，可以充分地采集并利用人体运动产生的机械能，实现瑜伽垫的自供电，一方面可以实现瑜伽垫的发热功能，并且起到一定程度的杀菌功效，能够为瑜伽垫使用者提供更舒适的运动环境，提高了使用者的体验感，另一方面无需使用外部供电，减少了能源的消耗，同时也降低了安全隐患。
54.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
55.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
56.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
57.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
58.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
59.以上对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。