一种可自充电式智能手环的制作方法

本发明涉及压电技术和智能穿戴技术，具体是涉及一种利用压电陶瓷的压电效应进行振动能量转换的蓝牙智能手环。

背景技术：

伴随着科技的不断发展以及人们对生活水平的要求越来越高，人们希望通过便捷的手段可以检测到自身每天的运动以及活动情况，并且更加方便的获取消息提醒、移动支付等功能，智能手环就是一个良好的载体。并且随着近几年智能手环的快速发展，各种各样的手环应运而生，这些手环的续航能力参差不齐，一般可以分为使用纽扣电池供电、USB接口充电以及其他有条件限制的充电方式，这些方式的效率或成本都往往较高，经常更换电池更是给环境带来污染与破坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种可自充电式智能手环，通过在手环当中加入压电换能装置，在人们晃动手环或者佩戴手环运动的时候，利用振动的能量来给电池供电，提高了电池的利用率和手环的续航能力，给用户带来更好的体验，并且节约电能、保护环境。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可自充电式智能手环，包括压电陶瓷发电装置、接口电路、充电电池、USB接口、处理器与存储卡、蓝牙装置、运动传感器、振动马达、显示屏、按键；所述压电陶瓷发电装置与接口电路连接，压电陶瓷发电装置通过振动发电，将机械能转化为电能，再将电能传输到接口电路；所述接口电路连接充电电池，将由压电陶瓷发电装置转化的交流电变为直流电并滤波后为充电电池充电；所述充电电池外接USB接口，USB接口外接充电器；所述处理器，其内包括存储卡用来存储处理数据，处理器连接蓝牙装置、运动传感器、振动马达、显示屏、按键，负责计算处理各个模块之间的信息交换以及运行动作信号，协调各个模块工作；所述蓝牙装置用于手环与外部无线通信；所述运动传感器，用于测量方向和加速度力量，用于判断设备处于水平或是垂直位置，判断设备是否移动，达到记录运动轨迹和步数的目的；所述振动马达用于在需要提醒使用者注意时开始振动；所述显示屏用于显示记录的步数、时间；所述按键用于改变显示的数据。

进一步，所述压电陶瓷发电装置由多个并联的压电悬臂梁组合而成。

进一步，所述接口电路由整流电路以及滤波电路组合而成；整流电路包括二级管一、二级管二、二级管三以及二级管四；二级管一的正极与二级管四的负极连接并接到压电陶瓷发电装置的一个发电端，二级管二的正极与二级管三的负极连接并接到压电陶瓷发电装置的另一个发电端，二级管一的负极与二级管二的负极连接并连接到电感的一端，二级管四的负极与二级管三的负极连接并连接到电感的另外一端；滤波电路由电感、二极管五电容以及锂离子电池组成，电感的一端与电容、锂离子电池的一端连接，电感的另一端经由二极管五与电容、锂离子电池的另一端连接。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于，本发明采用压电陶瓷发电装置通过接口电路连接到可充电电池上，利用压电陶瓷的压电效应将振动的机械能转化为电能来给可充电电池供电，同时可充电电池也可以由USB接口来进行充电；人们在日常生活中通过佩戴智能手环时的晃动即可为智能手环充电，大大延长了充电电池的续航时间，带来了更好的用户体验，利于环保，同时，佩戴智能手环可以提高人们对不良生活习惯的注意，实时观察自身的健康情况。

附图说明

图1是本发明实例所示的一种智能手环的结构框图。

图2是本发明实例所示的接口电路的电路示意图。

图3是本发明实例所述一种智能手环的结构示意图。

具体实施方式

容易理解，依据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本发明可自充电式智能手环的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限制或限定。

结合图1所示，为本发明实例提供的一种智能手环的结构示意图，手环包括压电陶瓷发电装置1、接口电路2、充电电池3、USB接口4、处理器与存储卡6、蓝牙装置7、运动传感器8、振动马达9、显示屏10、按键11。

所述压电陶瓷发电装置1与接口电路2连接，压电陶瓷发电装置1通过振动发电，将机械能转化为电能，再将电能传输到接口电路2。

所述接口电路2连接充电电池3，将由压电陶瓷发电装置1转化的交流电变为直流电并滤波后为充电电池3充电。

所述充电电池3外接USB接口4，USB接口4外接充电器5，通过这两个接口来充电，即可用USB充电，也可以通过压电陶瓷充电，再将电能输送到处理器6等装置。

所述充电器5，连接USB接口4，通过连接到日常的插头转化交流电为直流电通过USB接口给充电电池供电。

所述处理器6，内包括存储卡用来存储日常的处理数据，处理器6连接蓝牙装置7、运动传感器8、振动马达9、显示屏10、按键11，负责计算处理各个模块之间的信息交换以及运行动作信号，协调各个模块之间的正常工作。

所述蓝牙装置7连接处理器6，用于发射以及接收信号，与手机的蓝牙装置交换数据，进行手环的数据更新，作为智能手环和手机之间的信息传递传输以及数据交换。

所述运动传感器8与处理器6连接，作用为测量方向和加速度力量，加速度计能够判断设备处于水平或是垂直位置，来判断设备是否移动，达到记录运动轨迹和步数的目的。

所述振动马达9与处理器6连接，作用为需要提醒使用者注意时开始振动，起到一个提醒的作用。

所述显示屏10与处理器6相连，作用为显示记录的步数、时间等数据。

所述按键11与处理器6相连，作用为改变显示数据。

压电陶瓷发电装置由多个并联的压电悬臂梁12组合而成，压电悬臂梁12的结构为压电片、弹性悬臂梁以及固定板组合而成，从而将弹性梁的机械变形转化为电能，再输送到接口电路中去。

如图2所示，接口电路由整流电路以及滤波电路组合而成，其中整流电路由四个二级管一VD1、二级管二VD2、二级管三VD3、二级管四VD4组成，其中二级管一VD1的正极与二级管四VD4的负极连接并接到压电陶瓷发电的一端，二级管二VD2的正极与二级管三VD3的负极连接并接到压电陶瓷发电的另外一端，二级管一VD1的负极与二级管二VD2的负极连接并连接到电感L1的一端，二级管四VD4的负极与二级管三VD3的负极连接并连接到电感L1的另外一端。而滤波电路由电感L1，二极管五VD5，电容C1，以及锂离子电池组成，电感L1的一端与电容C1、锂离子电池的一端连接，电感L1的另一端经由二极管五VD5与电容C1、锂离子电池的另一端连接。当压电陶瓷发电装置产生的交流电能经过接口电路时，经由整流电路把交流电转换为充电时使用的直流电，再由滤波电路滤除直流电中的高次谐波，再传递给充电电池使用。

如图3所示，在智能手环内部，多个并联的压电悬臂梁位于左侧，经由电路板连接充电电池，电路板上带有蓝牙装置与处理器存储卡，并连接振动马达与运动传感器。显示屏与按键位于手环上表面。