杨燕:太阳能充电登山服,你有没有?
可穿戴设备是当今科技界万众瞩目的骄子,它早在1980年代的中期,就被彪马和阿迪达斯尝试实验可穿戴式科技时运用在运动鞋里了,虽说概念非常棒,但只能说太超前了,生不逢时。

杨燕:太阳能充电登山服,你有没有?

来源:2019-11-10

可穿戴设备是当今科技界万众瞩目的骄子,它早在1980年代的中期,就被彪马和阿迪达斯尝试实验可穿戴式科技时运用在运动鞋里了,虽说概念非常棒,但只能说太超前了,生不逢时。随着高新科技的发展,科技产品的微型化、简便化,加上谷歌、苹果等高科技巨头企业的摇旗呐喊,才让这种可穿戴设备技术真正的家喻户晓,被越来越多的商家所追崇。

这些高新科技企业将可穿戴设备作为大力研究并推广的对象并不是一时兴起的想法,有相关研究机构预测说:可穿戴市场的利润到2017年可达23亿美元,市场有着巨大的可盈利空间。再纵观人们现在的社会状态,自从20世纪五六十年代到实施计划生育期间,世界人口空前膨胀,中国人口也在迅速增长,一直到实施计划生育后才有所下降。

如今,人口基数最大的一批人群正在老去,中国正在进入一个老龄化最严重的社会,老年人的健康问题日益突出,这为老年人的可穿戴设备市场以及科技健康产业提供了广袤的拓展空间。事实上,随着现代人生活质量的不断攀升,健康长寿,将是人们共同的愿望。除此之外,高科技产品也在潜移默化中影响着人们的生活,改变着人们的生活方式。现在,智能手机在短短的数年间已经变成人人都离不开的流行电子设备,可穿戴设备会不会是下一个科技流行产品呢?

答案是肯定的,尤其在智能可穿戴服装领域,已经有不少著名品牌研发出了智能可穿戴服装,例如:2014 年8 月,知名时装品牌RalphLauren推出了智能紧身压缩运动T 恤PoloTech,成为涉足可穿戴领域的又一新军;运动大牌阿迪达斯也推出过篮球智能micoach背心;Hexoskin 品牌更是在运动传感服装方面走在了世界的前列,已经先后推出男女多种款式运动传感服装,该服装可以向蓝牙数据点传输实时运动数据,包括心率、步数、热量消耗、呼吸率等指数,非常先进。

目前,智能可穿戴服装所涉及的除了在医疗、军事、工业等特殊领域外也更多的出现在了人们生活中的运动、健身、娱乐等领域,尤其是运动健身中出现的心率带、传感服、变色服等等,更是掀起了一番运动爱好者的追捧和热潮。然而户外健身领域同样需要新兴科技产品的带动,户外运动人员因路途远、消耗多,所装戴的设备数量与重量都有限制,越精简的装备,对他们的远途跋涉来说也越方便。携带的电子设备电量不足是户外登山者在登山的过程中最头疼的事情之一,电池以及移动电源等充电设备电容有限,并且会占用一定的空间及重量,携带不便。针对以上问题,在前期的研究基础上,本文设计了一款新型太阳能充电登山服,实现了登山爱好者在登山过程中对电子设备轻松充电的愿望。充电装置与服装很好地融合,达到了功能性与美观性的完美统一。

1.总体系统设计

无论哪个领域的电子科技产品,都需要能源的供给。在这个能源紧缺的社会,可再生资源的开发与利用显得尤为重要,太阳能发电便是新兴可再生资源的一种,大约40分钟照射在地球上的太阳能的能量,便足以供全球人类一年消费,它无环境污染、绿色清洁,取之不尽、用之不竭,并且没有地域限制,具有广阔的应用前景。本文即是基于利用太阳能资源,为解决登山爱好者的这一需求与难题,设计了一款新型太阳能充电登山服,利用光学原理转化为电能。

此登山服必须以不增加登山过程中的负担为前提,方便穿着者使用,并且能够很好地接受光照,使其最大程度地将太阳能转化成电能的基础上进行设计。

2013年,来自荷兰奈梅亨应用科学大学的时尚设计师 Pauline van Dongen 以及Gelderland Valoriseert 公司的 Christiaan Holland 联手推出了一件太阳能充电服,该充电服采用的是刚性太阳能电池作为其核心装置,所以,搭配了羊毛和皮革作为衣服的主要材料,虽然1小时可以充满普通手机一半的电量,但是,在服装中安装了48块太阳能电池,服装整体重量较重。所以,只能适合在冬季穿戴;美国服装品牌汤米·希尔费格正在销售一款独特的可给手机充电的冬季外套,该外套采用的是柔性太阳能电池板,作为可拆卸部分装饰在背部,虽然可穿性增强了很多,但在背部安装大面积的充电板,仍然会影响着人体的活动与舒适性。这些设计虽然达到了能量的转换,实现了将服装做为载体为电子设备充电的功能,但忽视了实用服装的穿着舒适性要点,不方便人体的活动。目前,在登山服领域内,尚未出现可给电子设备充电的服装,户外登山的电源紧缺问题还是一个缺口。 因此,本文从登山者的需求点出发,考虑采用最适用于服装上的柔性超薄太阳能电池板作为了载体,柔性超薄太阳能电池板是未来的太阳能发展方向,大大超越了传统的硅晶玻璃层压或滴胶板的性能,同样的尺寸重量只有传统太阳能板的1/5,厚度只有原来的 1/3,这将大大推广太阳能的应用,让太阳能做成任意形状或附着在任何物体表面皆成为可能。如果使用柔性太阳能电池板,它柔性程度较好,可弯曲度接近180度,并具有防水,可缝纫的优势。

2.电路设计

电路设计主要考虑柔性超薄太阳能电池板的组装结构,以及所达到的功率是否能供应电子设备的正常充电。同时,考虑到服装的美观性,应尽可能的将电池板的总面积控制在最小。

3.工艺设计

作为针对登山者特殊人群的设计,要考虑到其活动时的环境以及特殊习惯。登山者在登山过程中一般是需要背负登山包的,所以太阳能板不能被背包覆盖,且能够接受最大幅度的光照。考虑以上特殊需求,笔者将柔性太阳能板与面料相结合,拼接缝纫,制作成可拆卸的登山服帽子,为了获得更大的功率,让更多的太阳能板接受光照,设计为双层帽子结构。帽子整体可拆卸,内层帽子的外部拼接缝纫6片柔性超薄太阳能电池板,外层帽子的内部也拼接缝纫6片柔性超薄太阳能电池板,并且,外层帽子的中间装有拉链,通过拉链的

设计使其具有可展开成平面的功能,如图 8 所示,这样便可以接受更多的直线光照,更大效率地进行能量转化。在帽子的搭扣部位,设计有 USB 接口,并且有防水布遮挡,这样在雨天环境中也不会影响到太阳能充电服的工作。有了这款太阳能充电登山服后,登山者只要在登山过程中将内层帽子戴起,将外层帽子中间的拉链拉开,使其平铺在登山者的背上或者平铺在背包的上方,再把需要充电的电子设备与USB接口相连即可完成充电准备工作。

登山者爱好者的登山活动时间基本为天气状态良好的白天,且在登山过程中对手机的电量需求不大,该太阳能充电登山服可以满足登山爱好者正常状态下应急充电的需求。此款太阳能充电登山服,具有使用方便,转化效率相对较高,服用性能相对较好的特点。同时,它清洁环保,充分利用了太阳能可再生资源,21世纪是绿色时代,亦称生态时代,挖掘新的能源形式,并加以合理的利用是我们共同的奋斗目标。新技术、新材料的出现以及它们的加工、复合、整理都会使服装出现高性能化的发展趋势,也为服装的发展提供了多功能化发展的趋势。柔性太阳能板新材料比刚性太阳能板拥有更好的服用性能,能够激发出设计人员在服装设计上更好的创意,推动了太阳能资源在服装上的利用进程。但是,目前电子元件与服装面料的结合依然存在着不易调和的矛盾,能耗与性能之间的矛盾使得电池成为了瓶颈,想要更高的性能,能耗必然变大,越多的太阳能电池板才能提供更高的工作效率,但是元件与服装结合的面积有限,设计也成为了难点。 安全、环保、健康是新时代下智能服装的要求,如何协调电子元件与服装设计的融合统一,如何开发体积更小、更薄,更加适用于服装的电子元件将是我们共同期待的方向。

图片来源:东方IC

鸣家简介:杨燕,重庆市九三学社社员、留日博士(人类生活科学——服装设计与工程专业)、服装工程认证专家、教育部高等学校纺织类专业教学指导委员会服装分委员会委员、国外博士后研究经历,硕士、博士生导师,长江师范学院美术学院服装设计专业教授;国际服饰美学学会会员,日本留学博士协会、服装色彩学会会、衣服学会、家政学会会员,中国服装设计师学会学术委员会会员、中国纺织服装教育学会会员、中国消防学会会员、中国艺术人类学会会员、全国职业院校技能大赛中职组服装设计与工艺赛项裁判员、重庆市社科专家、重庆科委网络评审专家、重庆科技特派员、河北省科技奖励评审专家、重庆涪陵区科技拔尖人才。


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杨燕:太阳能充电登山服,你有没有?

2019-11-10 06:00:00 来源: 0 条评论

可穿戴设备是当今科技界万众瞩目的骄子,它早在1980年代的中期,就被彪马和阿迪达斯尝试实验可穿戴式科技时运用在运动鞋里了,虽说概念非常棒,但只能说太超前了,生不逢时。随着高新科技的发展,科技产品的微型化、简便化,加上谷歌、苹果等高科技巨头企业的摇旗呐喊,才让这种可穿戴设备技术真正的家喻户晓,被越来越多的商家所追崇。

这些高新科技企业将可穿戴设备作为大力研究并推广的对象并不是一时兴起的想法,有相关研究机构预测说:可穿戴市场的利润到2017年可达23亿美元,市场有着巨大的可盈利空间。再纵观人们现在的社会状态,自从20世纪五六十年代到实施计划生育期间,世界人口空前膨胀,中国人口也在迅速增长,一直到实施计划生育后才有所下降。

如今,人口基数最大的一批人群正在老去,中国正在进入一个老龄化最严重的社会,老年人的健康问题日益突出,这为老年人的可穿戴设备市场以及科技健康产业提供了广袤的拓展空间。事实上,随着现代人生活质量的不断攀升,健康长寿,将是人们共同的愿望。除此之外,高科技产品也在潜移默化中影响着人们的生活,改变着人们的生活方式。现在,智能手机在短短的数年间已经变成人人都离不开的流行电子设备,可穿戴设备会不会是下一个科技流行产品呢?

答案是肯定的,尤其在智能可穿戴服装领域,已经有不少著名品牌研发出了智能可穿戴服装,例如:2014 年8 月,知名时装品牌RalphLauren推出了智能紧身压缩运动T 恤PoloTech,成为涉足可穿戴领域的又一新军;运动大牌阿迪达斯也推出过篮球智能micoach背心;Hexoskin 品牌更是在运动传感服装方面走在了世界的前列,已经先后推出男女多种款式运动传感服装,该服装可以向蓝牙数据点传输实时运动数据,包括心率、步数、热量消耗、呼吸率等指数,非常先进。

目前,智能可穿戴服装所涉及的除了在医疗、军事、工业等特殊领域外也更多的出现在了人们生活中的运动、健身、娱乐等领域,尤其是运动健身中出现的心率带、传感服、变色服等等,更是掀起了一番运动爱好者的追捧和热潮。然而户外健身领域同样需要新兴科技产品的带动,户外运动人员因路途远、消耗多,所装戴的设备数量与重量都有限制,越精简的装备,对他们的远途跋涉来说也越方便。携带的电子设备电量不足是户外登山者在登山的过程中最头疼的事情之一,电池以及移动电源等充电设备电容有限,并且会占用一定的空间及重量,携带不便。针对以上问题,在前期的研究基础上,本文设计了一款新型太阳能充电登山服,实现了登山爱好者在登山过程中对电子设备轻松充电的愿望。充电装置与服装很好地融合,达到了功能性与美观性的完美统一。

1.总体系统设计

无论哪个领域的电子科技产品,都需要能源的供给。在这个能源紧缺的社会,可再生资源的开发与利用显得尤为重要,太阳能发电便是新兴可再生资源的一种,大约40分钟照射在地球上的太阳能的能量,便足以供全球人类一年消费,它无环境污染、绿色清洁,取之不尽、用之不竭,并且没有地域限制,具有广阔的应用前景。本文即是基于利用太阳能资源,为解决登山爱好者的这一需求与难题,设计了一款新型太阳能充电登山服,利用光学原理转化为电能。

此登山服必须以不增加登山过程中的负担为前提,方便穿着者使用,并且能够很好地接受光照,使其最大程度地将太阳能转化成电能的基础上进行设计。

2013年,来自荷兰奈梅亨应用科学大学的时尚设计师 Pauline van Dongen 以及Gelderland Valoriseert 公司的 Christiaan Holland 联手推出了一件太阳能充电服,该充电服采用的是刚性太阳能电池作为其核心装置,所以,搭配了羊毛和皮革作为衣服的主要材料,虽然1小时可以充满普通手机一半的电量,但是,在服装中安装了48块太阳能电池,服装整体重量较重。所以,只能适合在冬季穿戴;美国服装品牌汤米·希尔费格正在销售一款独特的可给手机充电的冬季外套,该外套采用的是柔性太阳能电池板,作为可拆卸部分装饰在背部,虽然可穿性增强了很多,但在背部安装大面积的充电板,仍然会影响着人体的活动与舒适性。这些设计虽然达到了能量的转换,实现了将服装做为载体为电子设备充电的功能,但忽视了实用服装的穿着舒适性要点,不方便人体的活动。目前,在登山服领域内,尚未出现可给电子设备充电的服装,户外登山的电源紧缺问题还是一个缺口。 因此,本文从登山者的需求点出发,考虑采用最适用于服装上的柔性超薄太阳能电池板作为了载体,柔性超薄太阳能电池板是未来的太阳能发展方向,大大超越了传统的硅晶玻璃层压或滴胶板的性能,同样的尺寸重量只有传统太阳能板的1/5,厚度只有原来的 1/3,这将大大推广太阳能的应用,让太阳能做成任意形状或附着在任何物体表面皆成为可能。如果使用柔性太阳能电池板,它柔性程度较好,可弯曲度接近180度,并具有防水,可缝纫的优势。

2.电路设计

电路设计主要考虑柔性超薄太阳能电池板的组装结构,以及所达到的功率是否能供应电子设备的正常充电。同时,考虑到服装的美观性,应尽可能的将电池板的总面积控制在最小。

3.工艺设计

作为针对登山者特殊人群的设计,要考虑到其活动时的环境以及特殊习惯。登山者在登山过程中一般是需要背负登山包的,所以太阳能板不能被背包覆盖,且能够接受最大幅度的光照。考虑以上特殊需求,笔者将柔性太阳能板与面料相结合,拼接缝纫,制作成可拆卸的登山服帽子,为了获得更大的功率,让更多的太阳能板接受光照,设计为双层帽子结构。帽子整体可拆卸,内层帽子的外部拼接缝纫6片柔性超薄太阳能电池板,外层帽子的内部也拼接缝纫6片柔性超薄太阳能电池板,并且,外层帽子的中间装有拉链,通过拉链的

设计使其具有可展开成平面的功能,如图 8 所示,这样便可以接受更多的直线光照,更大效率地进行能量转化。在帽子的搭扣部位,设计有 USB 接口,并且有防水布遮挡,这样在雨天环境中也不会影响到太阳能充电服的工作。有了这款太阳能充电登山服后,登山者只要在登山过程中将内层帽子戴起,将外层帽子中间的拉链拉开,使其平铺在登山者的背上或者平铺在背包的上方,再把需要充电的电子设备与USB接口相连即可完成充电准备工作。

登山者爱好者的登山活动时间基本为天气状态良好的白天,且在登山过程中对手机的电量需求不大,该太阳能充电登山服可以满足登山爱好者正常状态下应急充电的需求。此款太阳能充电登山服,具有使用方便,转化效率相对较高,服用性能相对较好的特点。同时,它清洁环保,充分利用了太阳能可再生资源,21世纪是绿色时代,亦称生态时代,挖掘新的能源形式,并加以合理的利用是我们共同的奋斗目标。新技术、新材料的出现以及它们的加工、复合、整理都会使服装出现高性能化的发展趋势,也为服装的发展提供了多功能化发展的趋势。柔性太阳能板新材料比刚性太阳能板拥有更好的服用性能,能够激发出设计人员在服装设计上更好的创意,推动了太阳能资源在服装上的利用进程。但是,目前电子元件与服装面料的结合依然存在着不易调和的矛盾,能耗与性能之间的矛盾使得电池成为了瓶颈,想要更高的性能,能耗必然变大,越多的太阳能电池板才能提供更高的工作效率,但是元件与服装结合的面积有限,设计也成为了难点。 安全、环保、健康是新时代下智能服装的要求,如何协调电子元件与服装设计的融合统一,如何开发体积更小、更薄,更加适用于服装的电子元件将是我们共同期待的方向。

图片来源:东方IC

鸣家简介:杨燕,重庆市九三学社社员、留日博士(人类生活科学——服装设计与工程专业)、服装工程认证专家、教育部高等学校纺织类专业教学指导委员会服装分委员会委员、国外博士后研究经历,硕士、博士生导师,长江师范学院美术学院服装设计专业教授;国际服饰美学学会会员,日本留学博士协会、服装色彩学会会、衣服学会、家政学会会员,中国服装设计师学会学术委员会会员、中国纺织服装教育学会会员、中国消防学会会员、中国艺术人类学会会员、全国职业院校技能大赛中职组服装设计与工艺赛项裁判员、重庆市社科专家、重庆科委网络评审专家、重庆科技特派员、河北省科技奖励评审专家、重庆涪陵区科技拔尖人才。


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