自充電裝置和智能穿戴設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能穿戴設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種自充電裝置和智能穿戴設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]智能穿戴設(shè)備已逐漸成為下一個發(fā)展熱點(diǎn)，其中，谷歌眼鏡、蘋果手表、智能手環(huán)等智能穿戴設(shè)備已相繼問世。智能設(shè)備的特點(diǎn)是耗電量大，需要經(jīng)常充電。以智能手表為例，相對于傳統(tǒng)的手表，智能手表耗電量大，需要經(jīng)常連接外部電源充電，這對于用戶來說很不習(xí)慣而且難以忍受，極大的降低了用戶體驗(yàn)，這在一定程度上阻止了智能手表的普及和推廣。
[0003]因此，如何解決智能穿戴設(shè)備的供電問題，減少充電次數(shù)，已成為智能穿戴設(shè)備領(lǐng)域亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于提供一種自充電裝置和智能穿戴設(shè)備，旨在解決智能穿戴設(shè)備的供電問題，減少充電次數(shù)。
[0005]為達(dá)以上目的，本發(fā)明提出一種自充電裝置，應(yīng)用于智能穿戴設(shè)備，包括空心管、磁體、導(dǎo)體和整流模塊，所述導(dǎo)體與所述整流模塊連接構(gòu)成回路，所述磁體和所述導(dǎo)體其中之一固定于所述空心管，另一個可在所述空心管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動；當(dāng)所述智能穿戴設(shè)備運(yùn)動時，所述磁體與所述導(dǎo)體發(fā)生相對運(yùn)動而生成感應(yīng)電流，所述整流模塊對所述感應(yīng)電流進(jìn)行整流處理后輸出至所述智能穿戴設(shè)備的電池或/和用電模塊。
[0006]可選的，所述導(dǎo)體為感應(yīng)線圈，所述磁體容置于所述空心管內(nèi)。
[0007]可選的，所述感應(yīng)線圈纏繞于所述空心管外壁或固定于所述空心管內(nèi)部，所述磁體可在所述感應(yīng)線圈內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。
[0008]可選的，所述磁體為磁珠、磁條或磁柱。
[0009]可選的，所述磁體呈長條狀，并固定于所述空心管端部，所述感應(yīng)線圈套設(shè)于磁體，并可在所述空心管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。
[0010]可選的，所述導(dǎo)體橫向固定于所述空心管內(nèi)壁，所述磁體為U形磁鐵，并可在所述空心管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。
[0011]可選的，所述磁體呈長條狀，且所述磁體端部設(shè)置有彈性件。
[0012]可選的，所述空心管為真空管。
[0013]可選的，所述真空管為單層真空管、雙層真空管或多層真空管。
[0014]可選的，所述空心管端部設(shè)置有彈性件。
[0015]可選的，所述智能穿戴設(shè)備為手表，所述自充電裝置設(shè)置于所述手表的表帶部位。
[0016]本發(fā)明同時提出一種智能穿戴設(shè)備，包括自充電裝置，所述自充電裝置包括空心管、磁體、導(dǎo)體和整流模塊，所述導(dǎo)體與所述整流模塊連接構(gòu)成回路，所述磁體和所述導(dǎo)體其中之一固定于所述空心管，另一個可在所述空心管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動；當(dāng)所述智能穿戴設(shè)備運(yùn)動時，所述磁體與所述導(dǎo)體發(fā)生相對運(yùn)動而生成感應(yīng)電流，所述整流模塊對所述感應(yīng)電流進(jìn)行整流處理后輸出至所述智能穿戴設(shè)備的電池或/和用電模塊。
[0017]本發(fā)明所提供的一種自充電裝置，利用電磁感應(yīng)原理，在智能穿戴設(shè)備中設(shè)置磁體和導(dǎo)體，當(dāng)人體穿戴該智能穿戴設(shè)備運(yùn)動時，磁體和導(dǎo)體隨著人體的運(yùn)動而產(chǎn)生相對運(yùn)動，使得導(dǎo)體切割磁體的磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電流，為智能穿戴設(shè)備供電或充電，實(shí)現(xiàn)了將人體運(yùn)動的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并作為外部電源供給的替換或補(bǔ)充，減少了智能穿戴設(shè)備的充電次數(shù)，提升了用戶體驗(yàn)。而且減少了外部電源的供給，節(jié)省了能源，符合低碳環(huán)保的現(xiàn)代生活理念。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的自充電裝置第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明的自充電裝置第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0021]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例的自充電裝置，主要應(yīng)用于智能穿戴設(shè)備。本發(fā)明實(shí)施例所述的智能穿戴設(shè)備，包括穿戴于人體上肢的手表、智能手環(huán)等，還包括穿戴于人體下肢的智能運(yùn)動設(shè)備等。前述智能穿戴設(shè)備的特點(diǎn)是隨著人體的運(yùn)動而運(yùn)動，特別是隨著肢體的擺動而來回晃動，本發(fā)明利用電磁感應(yīng)原理，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)智能穿戴設(shè)備的自充電。
[0023]基于電磁感應(yīng)原理，本發(fā)明實(shí)施例的總體構(gòu)思為:自充電裝置包括空心管、磁體、導(dǎo)體和整流模塊，導(dǎo)體與整流模塊連接構(gòu)成回路(形成閉合電路)，磁體和導(dǎo)體其中之一固定于空心管，另一個可在空心管內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。當(dāng)智能穿戴設(shè)備運(yùn)動時，磁體與導(dǎo)體發(fā)生相對運(yùn)動，使得導(dǎo)體切割磁體的磁感線或通過導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化，從而生成感應(yīng)電流。整流模塊對感應(yīng)電流進(jìn)行整流處理后，輸出至智能穿戴設(shè)備的電池，對電池進(jìn)行充電；或者輸出至智能穿戴設(shè)備的用電模塊，直接對智能穿戴設(shè)備供電；或者一部分輸出至電池對電池充電，另一部分輸出至用電模塊直接對智能穿戴設(shè)備供電。
[0024]其中，電磁感應(yīng)(Electromagnetic induct1n)是指置于變化磁通量中的導(dǎo)體，會產(chǎn)生電動勢；此電動勢稱為感應(yīng)電動勢或感生電動勢，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動勢會驅(qū)使電子流動，形成感應(yīng)電流(感生電流)。
[0025]產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件:一種是閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對運(yùn)動?’另一種是穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化。兩種方式統(tǒng)一的描述為:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，就可以產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案符合以上兩種產(chǎn)生電磁感應(yīng)的原理，既發(fā)生相對運(yùn)動，磁通量也發(fā)生變化。
[0026]感應(yīng)電動勢的大小計算公式包括以下兩種:
[0027]1、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律:
[0028]Ε = ηΔΦ/Δ?(普適公式)
[0029]其中，E為感應(yīng)電動勢，η為感應(yīng)線圈匝數(shù)，Δ Φ/At為磁通量的變化率。此計算公式可以用來計算任何磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，計算所得的電動勢的方向即為感應(yīng)電動勢的方向。
[0030]其中磁通量的計算公式為:Φ = BS(Φ為磁通量(Wb)，B為勾強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度(T)，S 為正對面積(m2))，則有:Λ Φ = Φ1-Φ2，Λ Φ = ΒΔ S = BLVA to
[0031]2、切割磁感線運(yùn)動時:
[0032]E = BLVsinA
[0033]其中，E為感應(yīng)電動勢，V為切割運(yùn)動速度，L為導(dǎo)體的有效長度，V和L不能與磁感線平行，但可以不與磁感線垂直，A為V或L與磁感線的夾角。本公式一般用于求瞬時感應(yīng)電動勢，但也可求平均電動勢。
[0034]其中感應(yīng)電動勢的正負(fù)極可利用感應(yīng)電流方向判定。
[0035]以下，通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的自充電裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036]參見圖1，提出本發(fā)明的自充電裝置第一實(shí)施例，圖1為本發(fā)明實(shí)施例的自充電裝置的剖視圖。所述自充電裝置包括空心管10、磁體30、導(dǎo)體和整流模塊40，本實(shí)施例中的導(dǎo)體為感應(yīng)線圈20，空心管10為絕緣空心管，感應(yīng)線圈20與整流模塊40連接構(gòu)成回路，磁體30容置于空心管10內(nèi)，整流模塊40電連接智能充電設(shè)備的電池或/和用電模塊。
[0037]感應(yīng)線圈20、磁體30和空心管10組成產(chǎn)生電能的模塊，該模塊可以是一個也可以是多個，多個模塊時可以是串聯(lián)同時供電，也可以是并聯(lián)交替供電。
[0038]感應(yīng)線圈20纏繞于空心管10外壁，磁體30自由的容置于空心管10內(nèi)，此時感應(yīng)線圈20固定，磁體30可運(yùn)動。感應(yīng)線圈20可以是密集纏繞的一整圈，也可以是分成多個線圈并聯(lián)或者串聯(lián)而成。磁體30可以是磁珠、磁條或磁柱。整流模塊40可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的整流電路。
[0039]當(dāng)智能穿戴設(shè)備運(yùn)動時，磁體30可在空心管10內(nèi)往復(fù)運(yùn)動，同時也在感應(yīng)線圈30內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動，使得感應(yīng)線圈20與磁體30之間發(fā)生相對運(yùn)動，感應(yīng)線圈20切割磁體30的磁感線，使得通過感應(yīng)線圈20的磁通量發(fā)生變化，感應(yīng)線圈20內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流并流入整流模塊40。由于磁體30往復(fù)運(yùn)動，所以產(chǎn)生兩種極性相反的感應(yīng)電流，整流模塊40對感應(yīng)電流進(jìn)行整流處理，將兩種不同極性的感應(yīng)電流統(tǒng)一為同一極性的感應(yīng)電流，然后輸出至智能穿戴設(shè)備的電池或/和用電模塊。
[0040]在某些實(shí)施例中，感應(yīng)線圈20也可以固定于空心管10內(nèi)部，如固定于空心管10內(nèi)壁或端部，磁體30可在感應(yīng)線圈20內(nèi)往復(fù)運(yùn)動。
[0041]在某些實(shí)施例中，磁體30呈長條狀(如磁條或磁柱)，固定于空心管10端部(固定于空心管10 —端或兩端)，感應(yīng)線圈20自由的套設(shè)于磁體30，此時磁體3