本發(fā)明涉及運動發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種運動發(fā)電、充電的腕帶裝置。

背景技術(shù)：

智能穿戴設(shè)備是指能直接穿在人身上或能被整合進衣服、配件并記錄人體數(shù)據(jù)的移動智能設(shè)備，比如，目前的智能穿戴設(shè)備為智能手環(huán)、腕表等。但是，目前，制約智能穿戴設(shè)備的主要因素包括電池續(xù)航問題。一般的，智能穿戴設(shè)備充電方式為：通過交流適配器、移動電源或是usb接口為設(shè)備、電池進行充電，但是，這會存在充電不方便的問題。雖然，目前也存在可隨時隨地充電的太陽能電池，但是由于環(huán)境雜光的影響，充電效率還是較低，無法在很短的時間內(nèi)快速為智能穿戴設(shè)備的電池充足所需電能。另外，目前智能穿戴設(shè)備大多采用miniusb充電，客戶的使用體驗非常差，幾乎幾天就要充一次電，部分消費者因沒有及時充電，造成設(shè)備無法正常使用。

另外，申請?zhí)枮?01620222169.6的發(fā)明專利中，公開了一種用于智能穿戴設(shè)備的運動充電裝置，其中，提供了一種圓環(huán)形的被線圈纏繞的管體，球形永磁體可在外力作用下在管體中自由運動以產(chǎn)生電能，但是一般智能穿戴設(shè)備的最基本要求是小型化，這就要求圓環(huán)形的管體的整體直徑要足夠小，管體本身直徑要更小，管體的管壁要很薄，才能滿足穿戴設(shè)備小型化的需求，而現(xiàn)有技術(shù)中并沒有配套的漆包銅線纏繞的環(huán)形管體，球形永磁體也無法一次成型到很薄的環(huán)形塑料材質(zhì)的管體內(nèi)，因此，其整體無法滿足穿戴設(shè)備小型化的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

本發(fā)明還有一個目的是提供一種運動發(fā)電、充電的腕帶裝置，其能夠通過腕帶的整體機構(gòu)設(shè)計，在空間上，延展了球形或圓柱形永磁體與整流穩(wěn)壓電路和充電電路之間的相對距離，在人們佩戴和使用過程中，可以有效避免球形永磁體對穩(wěn)壓整流電路以及充電電路的干擾，同時達到運動充電的效果，提高充電效率。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種運動發(fā)電、充電的腕帶裝置，包括：

腕帶本體；

運動發(fā)電組件，其嵌入式設(shè)置在所述腕帶本體上，所述運動發(fā)電組件包括管體，其為一密封筒體；線圈，其纏繞設(shè)置在所述管體上；球形或圓柱形永磁體，其置于所述管體中，且所述球形永磁體可在外力作用下在所述管體的長度方向上自由運動；以及

充電倉，其嵌入式設(shè)置在所述腕帶本體上，所述充電倉的正負極通過整流限壓電路與所述線圈的正負極電連接。

優(yōu)選的是，所述運動發(fā)電組件、整流限壓電路和所述充電倉依次設(shè)置在所述腕帶本體的長度方向上。

優(yōu)選的是，所述管體為一直形或者一弧形的密封筒體，且所述管體為塑料材質(zhì)或無磁不銹鋼材質(zhì)。

優(yōu)選的是，所述管體的直徑略小于所述腕帶本體的厚度，所述球形永磁體的直徑略小于所述管體的內(nèi)直徑。

優(yōu)選的是，所述腕帶本體為彈性帶。

優(yōu)選的是，所述線圈為耐高溫漆包銅線。

優(yōu)選的是，所述線圈的纏繞方向與所述管體的軸線方向呈≤90度的夾角。

優(yōu)選的是，所述整流穩(wěn)壓電路為側(cè)壁上開設(shè)有多個接線孔的整流模塊。

優(yōu)選的是，所述整流限制電路的輸出用于智能設(shè)備充電的標(biāo)準(zhǔn)電壓。

本發(fā)明至少包括以下有益效果：

在外力作用下，運動發(fā)電組件的球形或圓柱形永磁體在管體內(nèi)運動，纏繞在管體上的電磁感應(yīng)的線圈不斷切割球形永磁體的磁力線，進而在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)穩(wěn)壓整流電路穩(wěn)壓整流處理后最終經(jīng)電源線輸送至充電倉，完成在人們運動過程中的發(fā)電和充電過程，也即是本發(fā)明基于電磁感應(yīng)、撞擊回彈、二極管交、直流轉(zhuǎn)化限壓的原理，對球形永磁體運動產(chǎn)生的動能進行收集發(fā)電，為運動、定位、心率監(jiān)測等的智能手環(huán)或腕表進行充電，可以有效延長智能穿戴設(shè)備的充電周期。

另外，本發(fā)明能夠通過腕帶的整體機構(gòu)設(shè)計，在空間上，延展了永磁體與整流穩(wěn)壓電路和充電電路之間的相對距離，在人們佩戴和使用過程中，可以有效避免球形永磁體對穩(wěn)壓整流電路以及充電電路的干擾，同時達到運動充電的效果，提高充電效率。并且，本發(fā)明通過集成化設(shè)計將原有腕帶融入動能轉(zhuǎn)電能的收集系統(tǒng)，利用電磁感應(yīng)、整流限壓將動能轉(zhuǎn)化為電能，為智能手環(huán)、手表運動充電，減少用戶的充電頻次，提升客戶體驗，且更加環(huán)保低碳，倡導(dǎo)運動健康。

本發(fā)明的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一個實施例中所述運動發(fā)電、充電的腕帶裝置的正視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的另一個實施例中所述運動發(fā)電、充電的腕帶裝置的正視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的另一個實施例中所述運動發(fā)電、充電的腕帶裝置的佩戴示意圖；

圖4為本發(fā)明的一個實施例中所述運動發(fā)電、充電的腕帶裝置的電路圖；

圖5為本發(fā)明的另一個實施例中所述整流限壓電路的電路原理圖；

圖6為本發(fā)明的圖5中的負電壓轉(zhuǎn)換器的電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

如圖1、3所示，本發(fā)明提供一種運動發(fā)電、充電的腕帶裝置，包括：腕帶本體10；運動發(fā)電組件20，其嵌入式設(shè)置在所述腕帶本體上，所述運動發(fā)電組件包括管體201，其為一密封筒體；線圈202，其纏繞設(shè)置在所述管體上，線圈的型號，匝數(shù)和纏繞密度可根據(jù)實際裝配需要進行選擇；球形永磁體203，其置于所述管體中，且所述球形或圓柱形永磁體可在外力作用下在所述管體的長度方向上自由運動，其中，在管體生產(chǎn)過中，同步裝配入球形永磁體后再進行管體的封閉處理；以及充電倉30，其嵌入式設(shè)置在所述腕帶本體上，所述充電倉的正負極通過整流限壓電路40與所述線圈的正負極電連接。

在本方案中，在外力作用下，運動發(fā)電組件的球形或圓柱形永磁體在管體內(nèi)運動，纏繞在管體上的電磁感應(yīng)的線圈不斷切割球形永磁體的磁力線，進而在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)穩(wěn)壓整流電路穩(wěn)壓整流處理后最終經(jīng)電源線輸送至充電倉，完成在人們運動過程中的發(fā)電和充電過程，在充電倉處通過配置不同型號的充電電池、其他硬件設(shè)備或者智能芯片等實現(xiàn)不同的功能；也即是本發(fā)明基于電磁感應(yīng)、撞擊回彈、二極管交、直流轉(zhuǎn)化限壓的原理，對球形永磁體運動產(chǎn)生的動能進行收集發(fā)電，為運動、定位、心率監(jiān)測等的智能手環(huán)或腕表進行充電，可以有效延長智能穿戴設(shè)備的充電周期。

另外，本發(fā)明能夠通過腕帶的整體機構(gòu)設(shè)計，在空間上，延展了球形或圓柱形永磁體與整流穩(wěn)壓電路和充電電路之間的相對距離，在人們佩戴和使用過程中，可以有效避免球形永磁體對穩(wěn)壓整流電路以及充電電路的干擾，同時達到運動充電的效果，提高充電效率。并且，本發(fā)明通過集成化設(shè)計將原有腕帶融入動能轉(zhuǎn)電能的收集系統(tǒng)，利用電磁感應(yīng)、整流限壓將動能轉(zhuǎn)化為電能，為智能手環(huán)、手表運動充電，減少用戶的充電頻次，提升客戶體驗，且更加環(huán)保低碳，倡導(dǎo)運動健康。

在實際使用中可以使用如圖4所示的穩(wěn)壓整流電路，其中l(wèi)1為漆包線圈，d1為整流橋，將球形永磁體在管體中運動所產(chǎn)生的交流電壓信號轉(zhuǎn)換為直流。c1為儲能電容，將永磁體間斷運動產(chǎn)生的能量儲存起來。d3為穩(wěn)壓二極管，將整流橋輸出的信號穩(wěn)定到5v左右。r1為限流電阻，保護d3。c2起到濾波作用，防止三極管q1誤動作。q1起到放大電流的作用，將線圈產(chǎn)生的能量充分提供給手環(huán)或者手表等。r2和d2為充電指示燈，當(dāng)有足夠的能量充電時，d2點亮，提示正在充電。

在實際使用中，考慮到手環(huán)的小型化設(shè)計，如永磁體切割磁感線發(fā)電效率差，還可以采用超低壓高效cmos整流器原理的整流限壓電路來提升能量的收集、轉(zhuǎn)換效率，電路原理圖如圖5和圖6所示。

如圖1所示，一個優(yōu)選方案中，所述運動發(fā)電組件、整流限壓電路和所述充電倉依次設(shè)置在所述腕帶本體的長度方向上。為了達到更好的避免球形永磁體對穩(wěn)壓整流電路以及充電電路的干擾，可以將管體和充電倉設(shè)置在腕帶的相對應(yīng)的兩側(cè)，穩(wěn)壓整流電路設(shè)置在距離管體和充電倉之間的中部，分別與管體和充電倉均有一定的距離。

如圖1或2所示，一個優(yōu)選方案中，所述管體為一直形或者一弧形的密封筒體，且所述管體為塑料材質(zhì)?；⌒位蛘咧毙蔚墓荏w易于生產(chǎn)，線圈纏繞方便，且可以根據(jù)腕帶的設(shè)計規(guī)格選擇管體的體積大小以及形狀；總的設(shè)計原則是，在不影響腕帶外觀和美觀的基礎(chǔ)上，管體能夠包被在腕帶內(nèi)即可，進而對管體起到一定的保護作用。

如圖1和3所示，一個優(yōu)選方案中，所述管體的直徑略小于所述腕帶本體的厚度，所述球形永磁體的直徑略小于所述管體的內(nèi)直徑。這樣，只要人們做一定強度的運動，對球形永磁體產(chǎn)生一定的外力作用，就能夠使其在管體內(nèi)自由運動，進而產(chǎn)生持續(xù)的電流，為電源倉內(nèi)的電源進行充電。

如圖1和3所示，一個優(yōu)選方案中，所述腕帶本體為彈性帶。在滿足運動發(fā)電組件、充電倉及整流穩(wěn)壓電路裝配需要的同時，為了提高用戶體驗，腕帶一般采用彈性材質(zhì)制作，比如：普通的塑料材質(zhì)、液態(tài)硅膠材質(zhì)或者抗過敏的醫(yī)用級tpu材質(zhì)，以滿足用戶的多種消費需求。另外，腕帶可以選擇相對較硬的彈性材質(zhì)，設(shè)置成一側(cè)開口的卡環(huán)結(jié)構(gòu)；也可以選擇相對較柔軟舒適的彈性材質(zhì)，設(shè)置成兩端通過卡扣相互叩設(shè)的環(huán)形結(jié)構(gòu)；以滿足用戶的多種審美需求。

一個優(yōu)選方案中，所述線圈為耐高溫漆包銅線。既能發(fā)生電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，又能防水，耐高溫，保護運動充電組件，延長本發(fā)明的使用壽命。

如圖1或圖3所示，一個優(yōu)選方案中，所述線圈的纏繞方向與所述管體的軸線方向呈≤90度的夾角。使得線圈的纏繞方向始終與球形或圓柱形永磁體的磁力線相互交叉，進而在球形永磁體運動過程中，順利切割磁力線，完成運動發(fā)電。

一個優(yōu)選方案中，所述整流穩(wěn)壓電路為側(cè)壁上開設(shè)有多個接線孔的整流模塊。多個接線孔分布在整流模塊相對的兩側(cè)，以方便線圈的接入和感應(yīng)電流的輸出。

一個優(yōu)選方案中，所述整流限制電路的輸出用于智能設(shè)備充電的標(biāo)準(zhǔn)電壓。比如：電壓為近等于5v。

盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離說明書及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。