主动提升续航能力的加热烟具的制作方法

1.本发明涉及卷烟制造领域，尤其涉及一种主动提升续航能力的加热烟具。


背景技术：

2.传统卷烟是通过直接燃烧烟草的方式释放烟碱和香味，满足消费者的需求，而近些年随着人们健康意识的提升，出现了新型卷烟。
3.加热不燃烧卷烟是利用配套的加热烟具对烟草进行加热，不使其燃烧而获取烟碱和香味的新型烟草制品，在满足消费者对抽吸需求的同时相对传统卷烟具有降焦减害的特点。而为了保证加热烟具小巧紧凑，通常烟具不会选用大容量电池，而烟具在加热烟支的过程中又需要消耗很多电量，从而极大限制了加热烟具的续航能力。随着加热不燃烧卷烟的发展，加热烟具的续航能力也一直属于消费者关注的焦点，也是加热烟具设计人员亟需解决的实际问题。
4.目前，为了解决该特定问题，主要采用的途径是降低单支烟抽吸过程中的功耗，也即是变相从烟支耗能角度减少其电能消耗，间接等效于“增加”烟具的续航能力，但经由实践发现，其一、该方式下实际续航情况并没有得到明显改善，并且，该方式不属于直接且主动地对烟具本身续航能力的提升，而是变相反衬，与实际应用场景中的真实需求不符，且还需依赖烟支的特定设计以及抽吸方式的调整，无法直接解决烟具本身续航能力较差的问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述，本发明旨在提供一种主动提升续航能力的加热烟具，直接解决烟具本身续航能力不佳的问题。
6.本发明采用的技术方案如下：
7.一种主动提升续航能力的加热烟具，包括：烟具壳体以及设于所述烟具壳体内部的电源，其中，所述烟具壳体上设有由压电材料及磁致伸缩材料构成的复合层，且在所述烟具壳体的内部还设有整流模块；
8.所述整流模块分别与所述复合层以及所述电源电性连接，所述复合层用于将振动能和/或磁场能转换为电能，所述整流模块用于将转换后的所述电能传输至所述电源进行蓄能。
9.在其中至少一种可能的实现方式中，所述复合层设于所述烟具壳体的外壁。
10.在其中至少一种可能的实现方式中，在所述复合层的外侧设有保护层。
11.在其中至少一种可能的实现方式中，所述保护层与所述烟具壳体的材质相同。
12.在其中至少一种可能的实现方式中，所述复合层设于所述烟具壳体的内壁，或者嵌设于所述烟具壳体之中。
13.在其中至少一种可能的实现方式中，所述烟具壳体上开设有用于走线的槽孔，所述整流模块与所述复合层的外侧面电性连接的线缆穿设于所述槽孔之中。
14.在其中至少一种可能的实现方式中，所述整流模块与所述复合层的外侧面电性连接的线缆穿透所述复合层，或者穿过相邻所述复合层之间的缝隙。
15.在其中至少一种可能的实现方式中，烟具的控制模块与整流模块电性连接；
16.所述控制模块用于控制所述整流模块与所述电源之间的输电回路的通断。
17.在其中至少一种可能的实现方式中，所述磁致伸缩材料包括至少如下一种：磁致伸缩合金以及铁氧体磁致伸缩材料。
18.在其中至少一种可能的实现方式中，所述压电材料包括至少如下一种：无机压电材料、有机压电材料以及聚合物基压电复合材料。
19.本发明的主要设计构思在于，在烟具壳体上设有由压电材料及磁致伸缩材料构成的复合层，用于将振动能和/或磁场能转换为电能；且在烟具壳体的内部还设有整流模块，整流模块则分别与复合层以及烟具电源电性连接，用于将复合层转换后的电能传输至烟具电源进行蓄能充电。也即是利用压电材料及磁致伸缩材料本身的正压电效应或正磁电效应，通过整流电路产生输电电流，以此主动补充烟具电源能量，从而直接增加烟具自身的续航能力。本发明不仅实现了烟具自身磁场能的回收利用，还可以捕捉外界磁场及振动压力为自身储能，从而依靠直接、主动的方式解决加热烟具续航能力不佳的问题。
附图说明
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：
21.图1为本发明实施例提供的主动提升续航能力的加热烟具的示意图。
具体实施方式
22.下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
23.本发明提出了一种主动提升续航能力的加热烟具的实施例，具体来说，如图1所示，其中包括：烟具壳体1以及设于所述烟具壳体1内部的电源2，其中，所述烟具壳体1上设有由压电材料及磁致伸缩材料构成的复合层3，且在所述烟具壳体1的内部还设有整流模块4；所述整流模块4分别与所述复合层3以及所述电源2电性连接，所述复合层3用于将振动能和/或磁场能转换为电能，所述整流模块4用于将转换后的所述电能传输至所述电源2进行蓄能。在实际操作中，所述磁致伸缩材料可以包括至少如下一种：磁致伸缩合金(例如fe-ga合金、fe-ni合金、fe-al合金、ni-co合金、ni-co-cr合金等)以及铁氧体磁致伸缩材料(例如ni-co铁氧体、ni-co-cu铁氧体、mn-zn铁氧体等)；而所述压电材料可以包括至少如下一种：无机压电材料(例如锆钛酸铅、钛酸钡等)、有机压电材料(例如聚偏氟乙烯、纤维素等)以及聚合物基压电复合材料。
24.上述实施例提供的自主提升续航能力的解决方式是指直接增加所述电源2的能量，而对于能量的收集方式主要包括两个方面：振动场能量收集和磁场能量收集。
25.(1)振动场能量收集的主要原理是基于正压电效应，即压电材料受到外界应力的直接作用，发生形变与内部铁电畴发生翻转，产生介电极化并在内外表面生成电势差，从而
将外界振动能转变为电能。其中，所述外界振动能可以有多种来源，例如空气振动、手握持振动和携带振动等，对此本发明不作限定。
26.(2)磁场能量收集的主要原理是基于正磁电效应，即磁场引起极化状态的改变，它属于压电效应和磁致伸缩效应的乘积作用，具体地，磁致伸缩材料受到磁场作用发生形变，进而以应变为媒介传递到压电材料，进而压电材料由于发生形变和内部铁电畴发生翻转产生，产生介电极化并在内外表面生成电势差，从而将磁场能转变为电能。其中，外界磁场能同样也可以来自多种渠道，例如汽车及各种电子设备散发的电磁场、烟具自身在进行电磁加热时产生的磁场等，对此本发明不作限定。但可以补充说明的是，当利用烟具自身的电磁加热装置5产生的磁场能时，即是在执行烟具固有功能的同时实现电能自补，可以类比于汽车行驶过程持续蓄电的原理。
27.接续前文，所述复合层3在不同的实施方式中可有多种设置方式，例如在本发明一些实施例中，所述复合层3设于所述烟具壳体1的外壁，进一步地，在此实施例基础上，优选在所述复合层3外侧再设置保护层6，例如但不限于选用与烟具壳体1同材质的保护层。除此之外，在本发明另一些实施例中，所述复合层3设于所述烟具壳体1的内壁，或者还可以嵌设于所述烟具壳体1之中，对此本发明不作赘述。
28.关于前述整流模块4，本领域技术人员在实际操作中可以使用成熟的整流供电方案，并可以集成于烟具原机自带的电路板中(由整流桥及相应器件构成的整流输电技术属于常规技术，此处不作赘述)，而需进一步说明的是，对于整流模块4与所述复合层3的电性连接方式则可以有多种实现可能。可以理解地，由压电材料及磁致伸缩材料构成的复合层3会在其上下表面(上下为相对概念，而非绝对概念)形成电势差，因而整流模块4是分别与复合层3的相对两个表面(后文称内侧面、外侧面，即相对于烟具内外而言)电性连接，而在实际操作中，可以考虑从整流模块4(如整流桥中)引出两根线缆，一根线缆与所述复合层3的内侧面电性连接，而关键地，另一根线缆则可以穿透所述复合层3或者从位于烟具壳体1不同位置的相邻复合层之间的缝隙中穿过再与复合层3的外侧面电性连接。在本发明的另一些较佳的实施例中，为了确保复合层3的完整性和能量转换性能，可以考虑在所述烟具壳体1上开设用于走线的槽孔，使整流模块4的线缆行走在烟具壳体1之中并绕过复合层3后与复合层3的外侧面电性连接，无需穿透复合层，也无需在相邻复合层缝隙中余留线孔。
29.基于前述各项实施例以及本烟具的使用过程，对本发明工作原理进行示意性介绍：将烟支100插入烟具壳体1中，并启动烟具，使电磁加热装置5产生磁场，对加热仓中的烟支100进行加热，而由电磁加热装置5产生的磁场实际只有一部分用于加热烟支，其余很大一部分磁场能没有得到有效利用，这也是前文提及烟支加热过程能量损失较大的原因之一；而本发明设计的复合层3在受到外界振动场或内外磁场的作用下会产生电能，经过整流模块4形成直流电流，可以为烟具的电源2进行能量补充，进而实现直接提升加热烟具自身续航能力的效果。也即是说，由两种压电材料与磁电材料构成的复合层3既可以有效利用在用户抽吸烟支时自身内部磁场产生电能，也可以持续捕捉日常生活中的外界磁场或振动场并将其转化为电能，而这部分源自外界的能量场，与烟具启动无关，即，在复合层3的作用下，在不开机情况下也可以将外部压力、振动、磁力能量场实时转化为电能并持续补充到电源2(电池)中，从而可以主动提升加热烟具的续航能力。
30.最后，还需指出的是，本发明的目的是通过复合层实现辅助充电的效果，也即是主
力充电方式依然可以来自烟具自带的充电系统，但不排除的是，在某些场景中，可能会使烟具在未开机情况下持续长时间处于某个外界的磁场或压力场之中，使得电能会满负荷充入电源，对此，在本发明的一些实施例中提出，可以将烟具的原机充电保护机制与本发明相结合，例如可以由烟具原机自带的控制模块200检测电源的电量，在达到某个阈值时，再由控制模块200断开前述整流模块4对所述电源2的输电回路，具体的实现方式可以参考现有成熟的整流供电方案，例如但不限于通过设置触点开关等予以实现。
31.综上所述，本发明的主要设计构思在于，在烟具壳体上设有由压电材料及磁致伸缩材料构成的复合层，用于将振动能和/或磁场能转换为电能；且在烟具壳体的内部还设有整流模块，整流模块则分别与复合层以及烟具电源电性连接，用于将复合层转换后的电能传输至烟具电源进行蓄能充电。也即是利用压电材料及磁致伸缩材料本身的正压电效应或正磁电效应，通过整流电路产生输电电流，以此主动补充烟具电源能量，从而直接增加烟具自身的续航能力。本发明不仅实现了烟具自身磁场能的回收利用，还可以捕捉外界磁场及振动压力为自身储能，从而依靠直接、主动的方式解决加热烟具续航能力不佳的问题。
32.本发明实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
33.以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，但以上仅为本发明的较佳实施例，需要言明的是，上述实施例及其优选方式所涉及的技术特征，本领域技术人员可以在不脱离、不改变本发明的设计思路以及技术效果的前提下，合理地组合搭配成多种等效方案；因此，本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。