智能穿戴设备的制作方法

1.本申请属于超声波清洁技术领域，具体涉及一种智能穿戴设备。


背景技术：

2.随着电脑和智能手机等电子设备的流行，导致戴眼镜的人越来越多。而眼镜使用时间长了会使眼镜的镜片布满灰尘和雾气，影响视线。灰尘会堆积在眼镜的各个角落，包括镜框与镜片之间的槽缝、鼻子周围的焊垫区和镜框折叠处。
3.针对镜片清洁，目前清洗眼镜的方式主要包括自来水清洗、专业喷雾清洁剂清洗、超声波清洗以及专业眼镜擦拭纸清洁等。
4.在使用手动方式清洁镜片时，容易导致清洁效果不良，长时间亦会损伤镜片；并且，在清洁过程中需要用到水，对于智能眼镜而言，水容易导致智能眼镜中的电子设备损坏；而在采用清洗效果较好的超声波清洁方式时，通常需要到眼镜店中进行，清洗不方便。


技术实现要素：

5.本申请实施例的目的是提供一种智能穿戴设备，能够解决在无水以及镜片处于佩戴状态时的镜片无法清洁的问题。
6.为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
7.本申请实施例提供了一种智能穿戴设备，该智能穿戴设备包括：设备本体，所述设备本体设有安装空间；镜片，所述镜片设于所述安装空间，且由所述设备本体固定；压电元件，所述压电元件设于所述设备本体，所述压电元件在通电状态下产生超声波震动以清洁所述镜片；电源，所述电源设于所述设备本体，所述电源为所述压电元件供电。
8.在本申请实施例中，通过在设备本体上设置压电元件，压电元件在通电时，可以产生超声波震动对镜片进行清洁，操作简单可行，避免了现有的穿戴设备需要脱下后进行清洁的问题，并且无需水也可以清洗，防止水洗损坏智能电子系统，便捷性得到大幅提升，清洁效果好。
附图说明
9.图1是根据本发明实施例的智能穿戴设备的结构示意图；
10.图2是根据本发明实施例的智能穿戴设备的局部截面示意图；
11.图3是根据本发明实施例的智能穿戴设备的压电晶体在未施加电压时的电荷分布图；
12.图4是根据本发明实施例的智能穿戴设备的压电晶体在施加电压时的电荷分布图；
13.图5是根据本发明实施例的智能穿戴设备的工作流程图。
14.附图标记：
15.智能穿戴设备100；
16.设备本体10；
17.镜片20；
18.压电晶体31；正电极32；负电极33；
19.电源40；
20.光敏传感器50；中央控制器60；疏油疏尘膜70。
具体实施方式
21.下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
22.本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
23.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的智能穿戴设备100进行详细地说明。
24.如图1至图4所示，根据本发明实施例的智能穿戴设备100，包括：设备本体10、镜片20、压电元件和电源40。
25.具体而言，设备本体10设有安装空间，镜片20设于安装空间，且由设备本体10固定，压电元件设于设备本体10，压电元件在通电状态下产生超声波震动以清洁镜片20，电源40设于设备本体10，电源40为压电元件供电。
26.换言之，根据本发明实施例的智能穿戴设备100主要由具有安装空间的设备本体10、设在安装空间的镜片20、能够对镜片20进行超声波震动清洁的压电元件、以及对压电元件供电的电源40组成。镜片20可以由设备本体10固定在安装空间内，压电元件设在设备本体10上，压电元件在通电时，可以由控制系统输出大小不同或者方向不同的电压，从而产生超声波震动，除去镜片20上的脏污。
27.需要说明的是，本申请中的智能穿戴设备100可以为手表、手环或眼镜等适于穿戴的电子设备。压电元件包括但不限于压电陶瓷，也可以是现有的其他压电材料。压电元件的使用环境可以为液体环境或者在空气环境。当设备本体10位于液体环境中时，打开电源40，压电元件处于通电状态，高频电信号加在压电元件上时，则产生高频声信号(机械震动)。压电元件发出的超声波作用于液体，液体中的每个气泡的破裂会产生能力极大的冲击波，达到清洗和冲刷镜片20等部件的内外表面的作用。当设备本体10位于空气环境中时，处于通电状态的压电元件在设备本体10上或者直接在镜片20上附加超声振动波(机械波)，使附着在镜片20上的微细粉体等污渍接受较大的超声加速度，从而抑制污渍粘附，污渍较易从镜片20上脱落。
28.由此，根据本发明实施例的智能穿戴设备100，通过在设备本体10上设置压电元
件，压电元件在通电时能够对镜片20随时随地进行清洁，即使使用者将智能穿戴设备100穿戴在身上，也能够对镜片20进行及时清洁。该智能穿戴设备100可以通过控制超声波震动波对镜片20进行清洁，操作简单可行，避免了现有的穿戴设备需要脱下后进行清洁的问题，无需水也可以清洗，防止水洗损坏智能电子系统，便捷性得到大幅提升，清洁效果好。
29.根据本发明的一个实施例，设备本体10为眼镜框，压电元件包括：压电晶体31和正电极32和负电极33，压电晶体31填充于眼镜框的至少一部分内，正电极32和负电极33间隔开设于眼镜框，正电极32和负电极33与电源40通电，以对压电晶体31产生内应力或相反内应力。
30.换句话说，电源40的正极通过正电极32的正电极接入端与压电晶体31电连接，电源40的负极通过负电极33的负电极接入端与压电晶体31电连接。如图3和图4所示，在电压施加后，正电极32和负电极33之间的压电晶体31内的电荷会发生重排。此外，在输入电压(例如正向电压)时，压电晶体31的正电极32和负电极33通电压，在正电极32和负电极33之间的压电晶体31由于两极电荷作用，产生内应力，内应力方向如图4中上下两个箭头所示。在输入反向电压时，压电晶体31产生方向相反的内应力。
31.具体而言，当给压电晶体31施加外部电压时，压电晶体31内的正、负电荷的中心会相互吸引或排斥，就会造成压电晶体31的膨胀或缩小。在压电晶体31极化方向施加电压时，压电晶体31会在纵向产生形变，且形变的大小与施加的电场大小成正相关，即通过施加电压的大小不同，能够产生不同频率的超声波震动清洁镜片20。当施加的电场为交变电场时，压电晶体31的形变会随着电场的变化而变化，且变化情况与电场变化情况相一致。
32.可选地，眼镜框的一部分为中空结构，压电晶体31填充在眼镜框的中空部分。通过将眼镜框的一部分设置为中空结构，有利于安装压电晶体31，避免压电晶体31暴露在眼镜框外表面。
33.可选地，眼镜框整体为中空结构，压电晶体31沿镜片20的周向延伸地填充在眼镜框内。也就是说，眼镜框的整体结构可以为中空结构，安装空间可以设置在中空结构内，在镜片和眼镜框之间可以填充有压电晶体31。其中需要说明的是，相对于将眼镜框的一部分设置为中空结构的实施例而言，本实施例通过将眼镜框的整体结构设置为中空结构，并将压电晶体31安装在中空结构内，便于压电晶体31的安装，防止压电晶体31对使用者的视线范围造成影响。并且将压电晶体31围绕镜片20的一圈设置，在压电晶体31处于工作条件下，有利于将振动能量传递至镜片20，从而对镜片20起到更好的清洁作用，并能够对镜片20和眼镜框之间的衔接位置进行清洁，防止灰尘堵塞衔接位置。
34.在本发明的一些具体实施方式中，正电极32和负电极33设于镜片20的两端。
35.具体地，眼镜框上通常安装有两个镜片20，可以在每个镜片20的左右两端分别设置一个电极，即一个镜片20的一端设有正电极32，另一端则设有负电极33，也可以在整个眼镜框的左右两端各设置一个电极，即眼镜框的一端设有正电极32，另一端设有负电极33。电极的具体安装个数可以根据眼镜框的尺寸或者其他实际使用需要进行合理调节，将正电极32和负电极33设在镜片20的两端，能够提高镜片20的受力均匀性，扩大清洁区域。
36.根据本发明的一个实施例，智能穿戴设备100还包括光敏传感器50，光敏传感器50设于镜片20，以检测镜片20的透光率，光敏传感器50在镜片20的透光率低于标准值的条件下，正电极32和负电极33与电源40通电。
37.也就是说，在镜片20上设有光敏传感器50，通过光敏传感器50能够实时监控镜片20的透光率。当镜片20上有脏污时，由于脏污挡住光线，镜片20的透光率下降，光敏传感器50侦测到并发出指示给中央控制器60，输出电压给压电晶体31的正电极32和负电极33，此电压可不断变化，产生超声波震动，能够实现对镜片20的自清洁。
38.此外，可以设定一个清洁镜片透光率为标准值，此标准值可为镜片无污染正常状态值，作为参考，在光敏传感器50检测得到的透光率低于标准值时，自动启动清洁程序。
39.可选地，光敏传感器50设于镜片20的一侧的外周缘，能够在检测透光率的同时，避免对使用者的视线范围造成干扰。
40.在本发明的一些具体实施方式中，智能穿戴设备100还包括清洁开关，清洁开关设于设备本体10，清洁开关可打开和关闭电源40与正电极32和负电极33之间的连接。也就是说，使用者也可以手动开启或者关闭清洁过程，提升使用体验。
41.优选地，智能穿戴设备100还包括疏油疏尘膜70，疏油疏尘膜70设于镜片20的至少一侧。进一步地，疏油疏尘膜70为疏水疏油纳米结构。
42.需要说明的是，固体表面液体浸润性常用接触角来衡量，疏水疏油纳米结构的固体表面对水和油的接触角都大于90
°
。这种双疏材料能极大地降低表面的自由能，能够显著减小表面张力，当水和油滴在镜片20上时会在自身的表面张力下形成球状液滴，可在超声波振动下达到自动清洁效果。
43.在疏油疏尘膜70覆盖镜片20的内外两侧时，当灰尘或油污粘到镜片20后，双疏材料能极大地降低表面的自由能，显著减小表面张力，自动将油污和脏污聚集成球状液滴，以便在超声波震动下较容易清除掉，避免水洗。
44.根据本发明的一个实施例，压电元件的厚度与镜片20和疏油疏尘膜70的总厚度相等。当压电元件的厚度等于镜片20和疏油疏尘膜70的总厚度时，可以避免眼镜框上与镜片20和压电元件的衔接部位出现空隙，使得眼镜框不易变形，压电元件不易移位。
45.下面参考附图5具体描述根据本发明实施例的智能穿戴设备100的工作流程。
46.s1、通过光敏传感器50监测镜片20的透光率。
47.s2、在镜片20的透光率低于标准值时，光敏传感器50向中央控制器60发出指示。
48.s3、中央控制器60控制电源40向压电晶体31的两侧的正电极32和负电极33输出电压，电压可不断变化。
49.s4、电能转化为机械能，压电晶体31产生超声波震动，对镜片20进行清洁。
50.s5、通过光敏传感器50监测透光率，并判断透光率与标准值之间的大小关系，如果透光率不低于标准值，则停止清洁，如果透光率仍然低于标准值，返回步骤s2。
51.换句话说，智能穿戴设备100在开机状态下，首先，由光敏传感器50实时或定时监测镜片20的透光率，当镜片20的透光率符合设定的标准值时，光敏传感器50可以不发出指示，或者发出镜片20正常的指示。
52.在镜片20上出现脏污，影响到透光率时，光敏传感器50可以检测出镜片20的透光率低于标准值，进而向中央控制器60发出镜片20出现脏污的清洁指示。
53.中央控制器60接收到光敏传感器50的清洁指示之后，中央控制器60控制电源40向压电晶体31的两侧的正电极32和负电极33输出电压，电压可不断变化大小或者方向。
54.压电晶体31根据电压的变化，将电能转化为机械能，产生超声波震动，对镜片20进
行清洁。
55.光敏传感器50继续监测镜片20的透光率，并判断透光率与标准值之间的大小关系，如果透光率达到或高于设定的标准值，则向中央控制器60发出停止清洁的指示，由中央控制器60控制电源40断开向压电晶体31的供电，压电元件停止清洁；如果透光率仍然低于标准值，则返回步骤s2，对镜片20进行继续清洁。
56.总而言之，根据本发明实施例的智能穿戴设备100通过在设备本体10上安装压电元件，在通电状态下能够通过超声波震动对镜片20进行清洁，无需水也可以实现清洗，防止水洗损坏智能电子系统。还通过光敏传感器50与压电元件相配合，当镜片20的透光率低于标准值时，对镜片20进行自清洁，实现自动化清洗镜片，可以依据实际情况时时清洗。此外，还通过设置疏油疏尘膜70，在抑制污渍粘附的同时，提升超声波震动清洁效果和清洁效率。
57.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
58.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
59.上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。