一种自发电智能手环的制作方法

本实用新型涉及穿戴设备技术领域，尤其涉及一种自发电智能手环。

背景技术：

近几年来随着智能科技的发展，智能手环逐渐走入了人们的生活，通过智能手环，用户可以记录日常生活中的锻炼、睡眠、饮食等实时数据，并将这些数据与手机、平板电脑等同步，起到通过数据指导健康生活的作用。

现有的智能手环通常依靠为电池充电实现供电，不符合节能减耗的要求。而且，一次充电后维持时间较短，在特定的使用环境下，充电不便，影响便智能手环的持续使用。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题为：现有技术中智能手环续航时间短，且充电不便的问题。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种自发电智能手环，包括：自发电智能手环，包括：手环本体以及环形带，所述手环本体和/或所述环形带上设置有多个传感器；所述手环本体上设置有控制模块、显示模块以及自发电模块；所述控制模块分别与所述自发电模块、所述显示模块以及所述传感器连接；所述自发电模块包括运动模块和静止模块，所述运动模块在手环晃动时相对于所述静止模块运动以产生感应电压；所述传感器用于检测佩戴者的生理特征信息；所述控制模块用于获取所述传感器所检测到的生理特征信息，并将生理特征信息显示在所述显示模块上。

优选的，所述运动模块包括永磁组件，所述静止模块包括线圈组件，所述永磁组件包括第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体和所述第二永磁体同极相对固定设置。

优选的，所述自发电模块还包括u形限位槽，所述永磁组件设置在所述u形限位槽的槽位中，所述u形限位槽的两臂构成所述永磁组件的可移动区域。

优选的，所述永磁组件还包括永磁体固定件，所述永磁体固定件包括连杆，所述连杆贯穿所述第一永磁体和所述第二永磁体的中空区域，使得所述第一永磁体和所述第二永磁体同极相对固定设置。

优选的，所述第一永磁体和所述第二永磁体同极相向拼接地方设置有一垫片。

优选的，所述运动模块包括线圈组件，所述静止模块包括永磁组件，所述永磁组件包括第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体和所述第二永磁体同极相对固定设置。

优选的，所述传感器包括温度传感器、心率传感器、血压传感器以及加速度传感器中的至少一种。

优选的，所述自发电智能手环还包括储能模块，所述储能模块与所述自发电模块连接，所述储能模块用于存储电能。

优选的，所述储能模块为锂离子电池或电容。

优选的，所述自发电智能手环还包括通信模块，所述通信模块与所述控制模块连接，所述通信模块用于与智能终端信号连接。

本实用新型的有益效果：区别于现有技术，本实用新型的自发电智能手环包括自发电模块，该自发电模块包括运动模块和静止模块，运动模块在手环晃动时相对于静止模块运动，引起磁通量变化率，进而使得自发电模块发电。本实用新型的自发电智能手环能够随时随地自发电，解决了续航时间短和充电不便的问题。同时，也实现节能减耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种自发电智能手环的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种自发电智能手环的电路拓扑结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种自发电模块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的另一种自发电模块的结构示意图；

图5是图4中的自发电模块一实施例的剖面结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种自发电模块中永磁体的磁感线示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种自发电模块中永磁体和线圈位移示意图；

图8是本实用新型实施例提供的一种自发电模块中另一方向的永磁体和线圈位移示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请一并参阅图1和图2，本实用新型实施例提供一种自发电智能手环，该自发电智能手环包括：手环本体2以及环形带22，手环本体2和/或环形带22上设置有多个传感器23。其中，传感器23包括温度传感器、心率传感器、血压传感器以及加速度传感器中的至少一种。传感器23用于检测佩戴者的生理特征信息，具体而言，当传感器23为温度传感器时，传感器23可设置在环形带22上，用于检测佩戴者的体表温度信息；当传感器23为心率传感器时，传感器23可设置在环形带22上，用于检测佩戴者的心率信息；当传感器23为血压传感器时，传感器23可设置在环形带22上，用于检测佩戴者的血压信息；当传感器23为加速度传感器时，传感器23可设置在手环本体2上，用于检测佩戴者的运动信息。传感器23的具体类型以及设置的位置依据实际情况而定，在此不做具体限定。

具体地，手环本体2上设置有显示模块24、控制模块25以及自发电模块26。控制模块25分别与自发电模块26、显示模块24以及传感器23连接。其中，自发电模块26包括运动模块和静止模块，运动模块在手环晃动时相对于静止模块运动以产生感应电压，以为控制模块25提供电压。在其中的一个实施例中，自发电模块26还分别与显示模块24和传感器23连接，进而为显示模块24和传感器23提供电压。在另一个实施例中，控制模块25配置有电压输出引脚，显示模块24和传感器23分别与控制模块25对应的电压引脚连接，从而使得显示模块24和传感器23无需与自发电模块26建立连接，简化线路布线设置。

在本实施例中，控制模块25用于获取传感器23所检测到的生理特征信息，并将生理特征信息显示在显示模块24上。此外，在其他实施例中，自发电智能手环还包括音频模块以及通信模块，控制模块25分别与音频模块和通信模块建立连接，其中，音频模块用于播放音频信号或识别语音信号，通信模块用于与智能终端建立连接。在实际应用场景中，智能终端为手机，自发电智能手环可以与手机电话通信，也可以与手机建立蓝牙连接，进而触发音频模块播放音乐。同时，音频模块可以识别语音信息，进而触发智能手环执行与语音信息相匹配的操作，例如，打电话或播放音乐或播报检测到的生理特征信息。

由于自发电模块26的发电量较大，为了节约能源，自发电智能手环还包括储能模块，储能模块与自发电模块26连接，储能模块用于存储电能，其中，储能模块为锂电池或容值较大的电容。

此外，由于自发电智能手环内各模块的工作电压不一样，自发电智能手环还包括电压转换电路，电压转换电路从自发电模块26获取的电压，并将获取到的电压转换为各模块对应的工作电压，从而为各模块供压。

在其中的一个实施例中，自发电模块26的运动模块包括永磁组件，静止模块包括线圈组件，其中，永磁组件包括第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体同极相对固定设置。永磁组件相对于线圈组件运动以产生感应电压。

可以理解的是，在一个变换的实施例中，运动模块和静止模块的相对关系是可以互换的。即，运动模块上包括线圈组件，静止模块上包括永磁组件，其中，永磁组件包括第一永磁体和第二永磁体，第一永磁体和第二永磁体同极相对固定设置。线圈组件相对于永磁组件运动以产生感应电压。

下面结合图3～图8，以运动模块包括永磁组件，静止模块包括线圈组件为例解释说明自发电模块26的结构以及发电过程。请参阅图3，图3是本实用新型实施例提供的一种自发电模块的结构示意图。如图3所示，自发电模块26包括永磁组件1和线圈组件4，永磁组件1包括第一永磁体11和第二永磁体12，第一永磁体11和第二永磁体12同极相对固定设置。在本实施例中，运动模块包括永磁组件1，静止模块包括线圈组件4，永磁组件1与线圈组件4耦合，且永磁组件1可相对线圈组件4运动，永磁组件1在相对于线圈组件4发生位置变化时，由线圈组件4产生感应电压。

永磁组件1还包括永磁体固定件13，永磁体固定件13用于完成第一永磁体11和第二永磁体12同极相对固定设置，具体的：第一永磁体11和第二永磁体12同极相对设置，永磁体固定件13穿过第一永磁体11的中空区域和第二永磁体12的中空区域，使得第一永磁体11和第二永磁体12实现同极相对固定。

进一步地，自发电模块26还包括u形限位槽5，永磁组件1设置在u形限位槽的槽位中，u形限位槽5的两臂构成永磁组件1的可移动区域。具体地，u形限位槽5相对的两端与永磁体固定件13连接，u形限位槽5的中间部分贯穿线圈组件4，进而使得第一永磁体11和第二永磁体12在u形限位槽5限定的区域内运动。其中，u形限位槽5为磁性材料制作而成的，例如，u形限位槽5为导磁体，可以减小u形限位槽5和永磁组件1在接触时产生的噪音。在实际应用中，单纯的采用软磁体材料制作u形限位槽5可能无法保证刚性的限位需求，此时，还可以采用内层为软磁体材料，外层为钢料的双层结构的u形限位槽5来保证所述刚性的限位要求。

其中，在具体应用实施例的自发电模块26时，第一永磁体11和第二永磁体12可以采用环形结构、条形结构、柱形结构等等，但是，通过实际测试，环形结构的永磁体能够带来其相对固定设置间距最优，且固定相对更为简便和稳定。

在实际使用过程中，线圈组件4固定在电路板上，以为电路板上的相应模块提供电压，自发电智能手环佩戴者可以摇晃自发电智能手环，从而带动永磁组件1相对于线圈组件4运动，引起磁通量的变化进而产生感应电压。该实施例的自发电模块26随着佩戴者手臂的晃动即可发电，发电方式简单，易于操作，具有良好的产品体验。

在图3所示的实施例中，用户需要使用较大的晃动力度才能带动磁性组件相对于线圈运动，为了减小晃动力度，本实用新型提供一种改进的方案。进一步参阅图4，图4是本实用新型实施例提供的另一种自发电模块的结构示意图。如图4所示，线圈组件4被设置在具有两通孔的模具41的外圈上，其中，模具41的第一通孔411用于穿过第一组件中的第一永磁体11和第二永磁体12；模具41的第二通孔412用于穿过u形限位槽5的底板。其中，模具41与永磁组件1和u形限位槽5的安装，可以采用模具41自身为切割第一通孔411和第二通孔412的上下两节组合式的结构(如图4所示)，并在完成所示模具41与永磁组件1和u形限位槽5的嵌套结构后，再在所示模具41的外环设置线圈，以形成线圈组件4。

结合图5，图5为图4中自发电模块一实施例的剖面结构示意图，永磁组件1除包括第一永磁体11和第二永磁体12以外，还包括永磁体固定件13，永磁体固定件13用于完成第一永磁体11和第二永磁体12同极相对固定设置。其中，永磁体固定件13包括连杆131以及设置在连杆131两端的托板132。

具体的，第一永磁体11和第二永磁体12同极相对设置，永磁体固定件13的连杆131穿过第一永磁体11的中空区域和第二永磁体12的中空区域，永磁体固定件13的托板132设置在连杆131两端，使得第一永磁体11和第二永磁体12实现同极相对固定，第一永磁体11和第二永磁体12可在永磁体固定件13的托板132所限定的区域内移动。

其中，连杆131和托板132之间优选的是采用螺丝固定，即连杆131的两端设置有螺孔，而托板132对应螺孔位置设置有通孔，并通过螺丝完成两者的固定；并且，其中还可以采用一侧托板132与连杆131一体成型/预先焊接好的方式，而提供另一侧托板与连杆之间的螺丝固定，从而进一步简化安装。除了可以采用螺丝固定以外，还可以采用ω卡扣固定的方式，但是相对而言固定效果还是螺丝固定更优。

线圈组件4嵌套在第一永磁体11和第二永磁体12的连接处，并在线圈组件4与第一永磁体11和第二永磁体12连接处相对位置的变化时，由线圈组件4产生感应电压。

在具体实现中，为了保证第一永磁体11和第二永磁体12之间的耦合紧密度，以及考虑需要产生较大发电量情景下，所采用的第一永磁体11和第二永磁体12自身的磁力强度需要选择较大，此时，优选的是在第一永磁体11和第二永磁体12同极相向拼接地方增设一垫片14(如图5所示)，垫片14可以是塑料材料制作的，还可以是陶瓷、二氧化硅等无机材料制作得到。

区别于图3所示的实施例，在本实施例中，永磁固定件13与u形限位槽5没有固定连接，可以使用较小的晃动幅度即可带动永磁组件1相对于线圈组件4运动，进而产生感应电压。

本实施例通过一对同相设置的环形永磁铁，以及相对于环形永磁铁连接处环绕设置的线圈，通过线圈和环形永磁铁连接处的相对位置的变化，产生高强度的切割磁感线，从而提高了自发电量。

下面结合图5～图8解释说明自发电模块26发电的过程以及原理。

参考图6所示的第一永磁体11和第二永磁体12同极相对设置后的磁感线的示意图(其中，以第一永磁体11和第二永磁体12同s极相对设置为例)，并通过图7和图8所示的自发电模块的运动状态进行效果的阐述。其中，第一永磁体11和第二永磁体12的连接位置相对于线圈组件4的移动方式至少存在以下几种：

移动方式一、从中间移动到左侧，例如从图5状态变化为图7状态；

移动方式二、从中间移动到右侧，例如从图5状态变化为图8状态；

移动方式三、从左侧移动到右侧，例如从图7状态变化为图8状态；

移动方式四、从右侧移动到左侧，例如从图8状态变化为图7状态。

其中，上述各移动方式存在一个共同的特性，即第一永磁体11和第二永磁体12的连接处在线圈组件4覆盖宽度区域内有一定的位移。通过图6可以看出，在第一永磁体11和第二永磁体12的连接处磁感线的方向是发生180°旋转的，因此，相比较现有技术中仅仅通过单一永磁铁在线圈中的运动所产生的相对于线圈的磁通量的变化，本实用新型实施例的方案能够进一步将磁通量的变化量提高，从而有效的改善现有技术中自发电量不充足的问题。

区别于现有技术，本实用新型的自发电智能手环包括自发电模块，该自发电模块包括运动模块和静止模块，运动模块在手环晃动时相对于静止模块运动，引起磁通量变化率，进而使得自发电模块发电。本实用新型的自发电智能手环能够随时随地自发电，解决了续航时间短和充电不便的问题。同时，也实现节能减耗的目的。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。