基本信息
- 项目名称：
- 多功能时尚运动服设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本产品是以运动服为载体，内设有时尚耳机、MP3、MP4摄影录像器，兼之有太阳能充电电池、热能电能转换器（将运动所产生的热转化为电的装置，这样即达到环保的效果，又可以测试个人的运动量的大小）、薄膜USB半导体制冷器、卡路里跑步计数器、压力式发电鞋组合起来的一套集时尚、节能于一身的运动服。
- 详细介绍：
- 1．主要科学技术内容： 一. 运动服与柔性太阳能电池片的结合 二. 运动服与热导发电装置、薄膜USB半导体制冷器的结合 三. 音乐、摄影无处不在的享受 四. 自身供电（为手机、MP3、MP4等器件） 五. 人体能量的回收、人体行走对地面的压力生电（压力式发电鞋） 六. 运动耗热量测量（卡路里跑步计数器） 2．性能和技术指标： 一. 运动的同时回收能量享受快乐 二. 可以自身对MP3、MP4器件提供电源 三. 由跑步计数器满足人们心理上对于运动量的满意程度 3．技术先进性： 一. 多功能集一身 二. 适用范围广（运动员、白领阶层、时尚少年、边防战士等） 三. 市场前景广阔 四. 设计独特 五. 产品多元化，设计最优化 4．实用性： 一. 人们生活中的必备品（人人都要穿衣服） 二. 娱乐与节能相结合 三. 节约能源并储备能源（穿衣服的同时节能） 5．达到的技术水平： 一. 小型机电设备与生活用品的结合 二. 电子数码产品的另一种应用途径 6．系统运行情况： 当与太阳接触的时候，太阳能电池片（太阳能电池片布局于背部，两臂，大腿前后侧，共计十片）将吸收太阳能并储存电能，由运动产生的热量会被热导发电装置（在衣服与裤子中没有安装太阳能电池片的部位，安装一薄层热导发电装置）回收。电能引出后可以供给MP3、MP4、手机充电。人走路、跑步的时候会对地面产生压力，经压力式发电装置可以将这部分能源加以回收。鞋子上有空槽，夏季安放压力式发电装置，冬季安放保暖装置。衣服内部有薄膜USB半导体制冷器，当天气炎热的时候，可以用太阳能电池片供电，让其工作为人体制冷。很多人迷信，总要确定自己每天的运动量是多少，才认同自己是否运动合格，所以在人手腕处加一卡路里跑步计数器，以方便读数，记录人体每天减掉的脂肪量。 7．与同类产品情况的比较： 一．能源自身利用一体化 二．自娱自乐中节能 三．电路应用多样化 四．与日常生活用品结合，服务大众 8．主要发明创新点： 一．实现了运动中节约能量并回收能量 二．运动的过程中可以享受快乐 三. 立意于节能环保，符合当今社会的发展需求 四. 使产品设备多元化，设计最优化 五. 多功能集一身 六. 人们生活中实用的产品，应用具有普遍适用性 七. 在潜移默化中唤起人们环保的意识，让人们意识到节能就在身边 9．节约的能源： 现在我们来做如下计算：4800毫安的手机电池充一次电耗电量：手机耗电：4.8*3.7=17.76W*H，充电器输出：4.8*5.0=24W*H，而一度电就是1000W*H，大概相当于四十分之一度电 。我使用的太阳能电池片参数为：输出电流：500MAH——510MAH，输出电压:2V，500*0.001*2=1 W*H，总共用十片，总的输出功率：1*10=10 W*H，也就是说我的产品中仅仅是太阳能电池片每小时就可以产生0.01度电。地球上，能买得起这套运动服的人，我想至少要占百分之五十，我们取个整数，六十亿人口的一半是三十亿，如果这三十亿人每个人都穿上我设计的运动服并且每天至少收集0.01度电，那么地球每天就节约了30亿*0.01=3千万度电。这三千万度电相当于多少吨煤燃烧的产电量呢？ 1kg煤完全燃烧大约释放出5、6千大卡热量。假定它的热值按照5700kcal/kg算，按照热功当量1卡＝4.18焦耳，则1kg煤的热量相当于23826千焦耳。1焦耳是1瓦1秒钟做的功，23826÷3600＝6.618千瓦时。也就是说1吨煤完全燃烧的热量相当于6千6百多度电热。 10．本项目具体设计思路： 〈一〉．衣服部分 {一}发电集电装置 （1）运动服与柔性太阳能电池片的结合 本项目所采用的是柔性太阳能电池片，其柔韧性达到最大可弯曲度接近180度，这样便于消费者运动的时候不受任何限制。太阳能电池片布局于背部，两臂，大腿前后侧。这些部位与太阳接触的面积大，可以充分吸收太阳光，使得光利用率接近理论值的最高值。太阳能电池片不与肘关节等人体弯曲部位接触，因为接触面吸收到的太阳光量极少，利用率少而且浪费材料，故不选在关节处。 各个太阳能电池片由导线相互串联。衣服与裤子上的太阳能电池片分成两部位连接，两部分的太阳能电池片单独连接。电池片与电池片之间的导线是可以拆除的，导线外面包有一薄层塑料质地的薄膜，以防止汗水、雨水对导线的损坏。导线是镶嵌在衣服内表面的，包裹导线的是一段、一段的由棉布制成的胶囊式线段，这样便于导线的安置，即洗衣服时对导线的拆除及安装。太阳能电池片也是用类似导线那样安装于运动服上的，它是用回字形布袋固定在运动服上的。当导线与电池片都安装好后，将导线与电池片连接。衣服与裤子这两部分的太阳能电池片既可以独立为两部分使用，也可以串联起来使用。当需要串联使用时，将两部分的电池片末端输出接上一个钮扣，此钮扣为纯金属制造，必须是电的良导体，这样将两个钮扣按在一起，衣服与裤子两部分的太阳能电池片便串联在一起了。当然，引出的钮扣的那两根导线的长度要超出两钮扣连接时的理论长度7——10厘米，以防止人体运动时拉伸使得线路遭到破损。这种钮扣式的连接方式也将适用于下文所即将提到的鞋子与裤子间两大发电装置的连接。 （2）运动服与热导发电装置的结合 在衣服与裤子中，没有安装太阳能电池片的部位，安装一薄层热导发电装置，尤其是肘关节等人体弯曲的部位，这部分发热量较其它部位发热量大，而且热量不易散发。由于一层薄薄的衣服对于热量的阻碍效果不大，故把热导发电装置安装在衣服或裤子内部与外部没有什么太大的区别，并且安装在内层不仅能吸收人体自身产生的热量，达到自身能源的回收的目的，而且相对来说也达到了一定程度上的美观作用。 由热导发电装置所产生的能量也可以和太阳能电池片产生的能量串联在一起。类同于太阳能电池片的布局，热导发电装置也分成衣服与裤子两大部分。衣服部分热导发电装置与太阳能电池片的连接与否，取决于应用的具体情况，裤子部分的也一样。 （3）运动服与薄膜USB半导体制冷器 薄膜USB半导体制冷器类似于热导发电装置，都约有两层薄塑料布的厚度。薄膜USB半导体制冷器薄膜也分成衣服与裤子两大部分。USB半导体制冷器与热导发电装置是两者分开使用的，一次只能用一种。当天气炎热的时候，将薄膜USB半导体制冷器置于衣服内部，太阳能电池片吸收到的电能就会经USB为薄膜USB半导体制冷器供电，制冷器就会起到制冷作用，人体会有凉爽的感觉，这样在炎炎夏日，太阳光的照射最强烈，电池片吸收的能量最多，制冷器获得的电能最大，人也就会更加凉爽，与酷暑难耐说告别。当天气偏冷的时候，选用热导发电装置，人体的温度将会与外界的温度产生温差，使其工作收集能源，便会节约一部分能量。 {二}时尚元素装置 将有着摄影功能播放器放置于手腕处，便于拍摄偶然遇到的奇景；MP3音乐收音机置于手臂处；卡路里跑步计数器置于手腕处。 〈二〉．鞋子部分 说明：鞋子与压力发电器、发热器的结合 在鞋子位于脚后跟的地方挖一个空槽，内置有压力发电器，当人走路跑步的时候对地面产生压力就可以发电。空槽的边缘设有一推片，类似于手机背部的推片，装拆压力发电器就像手机装拆电池一样方便。当天气冷了的时候取出压力发电器放入发热器，当阳光明媚的时候，由太阳能电池片吸收的能量经由金属钮扣式导线将电能传递到发热器上供其发热。当遇到阴天时，虽然太阳能电池片也能吸收部分太阳能，但产生的电能少，此时应事先为发热器充电。金属钮扣，是由导电的金属制成的钮扣，将鞋子处的钮扣，与裤子上的钮扣按在一起，就构成了一个回路。 〈三〉．裤子部分 裤子为衣服与鞋子两大收集能源装置之间的中转环节。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计： 一.运动服与柔性太阳能电池片的结合（重点功能） 二.运动服与热导发电装置、薄膜USB半导体制冷器的结合 三.音乐、摄影无处不在的享受（重点功能） 四.自身供电（为MP3、MP4等器件）（重点功能） 五.人体能量的回收、人体行走对地面的压力生电（压力式发电鞋） 六. 运动耗热量测量（卡路里跑步计数器） 重点功能： 由太阳能电池片收集电能为自身携带的娱乐配件充电，以达到能源利用一体化的目的。其它的发电设备收集的电能少起到辅助功能。 在运动服中使用的优势： 本设计的重点为太阳能电池片收集电能供给手机等小电器发电，由于大多数人都需要锻炼身体，运动服可以穿着的场合很多，使用运动服的时间相对于其他服装来说要多一些。所以说将太阳能电池片附加在运动服上，其与太阳接触的时间会多一些。而且人们运动的时候将会释放出大量的能量，那样更易于其他功能的实现。 发明的目的和基本思路： 一.迎合消费者的需求，扩大市场营销 二.环保节能 创新点： 生活中的实用物品与节能材料的结合、可持续发展。 技术关键和主要技术指标： 一.小型机电设备与生活用品的结合 二.电子数码产品的另一种应用途径
科学性、先进性
- 一.与现有的技术相比，产品贴切人们的实际生活： 以人们生活中的衣服、裤子、鞋子这一系列必需品为载体，将节能装置、收集太阳能的装置安置于其中，让人们在生活之中不知不觉地就节约了能源，为世界维护不可再生能源做出了贡献。 二.突出的实质性技术特点和显著进步： 1.时尚元素与节能环保相结合，使节能环保不枯燥无味，会受到更多人的喜爱。2.节能深入人们的生活，在潜移默化中加大了环保节能的宣传力度。3.为世界节约能源，创造财富。
获奖情况及鉴定结果
- 1.作品在2010年上海应用技术学院大学生科技创新活动中立项，为重点项目。 2.第十二届挑战杯上海市竞赛中以88分(满分100分)的成绩进入决赛
作品所处阶段
- 中试阶段:已完成产品的大体设计，目前针对产品进行进一步调试、观察。
技术转让方式
- 本成果可以进行科技创业或合作开发。
作品可展示的形式
- 图纸、图片、实物。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 当与太阳接触的时候，太阳能电池片将吸收太阳能并储存电能，由运动产生的热量会被热导发电装置回收。电能引出后可供给MP4、手机充电。人走路、跑步的时候会对地面产生压力，经压力式发电装置将这部分能源加以回收。鞋子上有空槽，夏季安放压力式发电装置，冬季安放保暖装置。衣服内部有薄膜USB半导体制冷器，天气炎热的时候，可以用太阳能电池片供电，让其工作为人体制冷。在人手腕处加一卡路里跑步计数器，记录人体每天减掉的脂肪量。 技术特点和优势： 一、能源自身利用一体化、自娱自乐中节能 二、电路应用多样化，与日常生活用品结合，服务 大众 适应范围： 本产品可以应用于很多人群：运动员、白领阶层、时尚少年、边防战士等。 推广前景的技术性说明： 本产品易于生产，实用价值高，在某种程度上说可以为世界节能做出贡献。 市场分析： 将会拥有很多市场。 经济效益预测： 大多数家庭都有能力购买本产品，其将会成为人们生活中的必备品，经济前景十分可观。
同类课题研究水平概述
- 与同类产品情况的比较： 一、能源自身利用一体化、自娱自乐中节能 二、电路应用多样化 三、与日常生活用品结合，服务大众 同类产品中，部分产品体现了节能环保、利用自然能源的效果。但它们都没有本产品的一大特色：将节约、收集到的能源自身利用。本产品有着即可以作为单独回路使用又可以作为一个整体系统运行的特色。鞋子、裤子、衣服中的电路即可以独自工作，又可以串联起来为其它设备工作。并且，如果你身处野外手机没电的时候，只要你身上穿着这套衣服，就可以为你的手机充电，你就可以与外界取得联系。同类产品只是节约或收集到自然的能源，而缺少自身应用性，本产品在这个层次上超越了同类产品，并且应用在人们的日常生活中，实际应用价值高。 本产品不仅社会实际应用价值高，而且还可以在潜移默化中唤起人们环保的意识。其他产品，将收集能源的装置放置于汽车（并不是人人都有）、房屋天台等处收集太阳能，或是用风车收集风能，这些物品显然不是人们睁开眼睛就一眼可以看到的，这只适合于高薪人员或者是集体组织收集能源节约能源而没有做到每个人都能够收集能源的目的，衣服、裤子、鞋子人人必穿，天天必用，这样将节能器件与其结合起来，节能就具有了普遍适用性。同时也就在人们的心中种下了环保节能的影子。 使用本产品每个人一天至少可以收集0.01度电，如果地球上有一半的人口使用本产品，以三十亿人口计算，那么地球一天下来就至少可以节约3千万度电。其他产品只适用于某些领域，普遍适用性低，成本相对来说高，大多数家庭没有经济能力购买。纵使一件其它同等产品一次性节约的能量比本产品一次性节约的能量多，但总体来说却不如本产品。而且本产品给购买者带来了一定量的经济效益，更易于让购买者接受。 现引用两个类似的发明来说明问题： 1.【英国《星期日泰晤士报》１月９日报道】发条收音机的发明者特雷沃尔•贝利斯想出了对行走时产生的能量加以利用的办法。将发明的装置被放置在鞋子内，当使用者行走时，它能为移动电话或掌上电脑提供电力。 2.英国《自然》杂志报道，科学家王中林领导的科研小组日前研制出一种能产生电能的新型纳米纤维。这种纤维能用来织成布料，布料可用于制造利用人体运动来发电的衣服、鞋和生物植入物如起搏器等。 结论：我设计的产品主要收集的是自然能源，将收集到的能源自身利用。所用的产品原料易制作，更贴近人们的日常生活，更易于大规模生产。
