一种自发电装置及智能手表的制作方法

本实用新型涉及穿戴设备技术领域，尤其涉及一种自发电装置及智能手表。

背景技术：

随着电子科技的不断发展，以及人们对新事物和实用性功能的追求，智能手表和智能手环等一类的智能便携电子产品越来越流行。由于电子科技的发展，手表功能不仅可以用来查看时间和日期，而且还可以被赋予包括计步功能、人体健康监测功能、通讯功能等。

然而，相关技术中的智能手表因为体积较小、内部空间有限，自带的电池容量较小，所以智能手表的续航能力差和需频繁充电，远不能满足人们的要求。如果把智能手表定位为运动型的智能手表，续航能力短和需频繁充电的缺点将给运动爱好者带来很大的不便。特别是在野外生存等环境中，缺少充电设备，智能手表得不到及时的充电，无法发挥其实用功能的优势。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种自发电装置及智能手表，通过转动转盘将动能传递至微型发电机，微型发电机再将动能转换为电能为智能手表供电，由此可以使智能手表达到自发电的效果。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种自发电装置，用于为智能手表供电，包括微型发电机和增速机构；

所述微型发电机包括转子、定子和设置在所述定子上的线圈组，所述转子为圆形的永久磁铁，所述转子上设有齿轮；

所述增速机构包括传动齿轮和转盘，所述传动齿轮与所述齿轮适配啮合，所述转盘为环形结构，所述转盘的内圈设置有齿部，所述传动齿轮设置在所述转盘的内部并与所述转盘适配啮合，驱动所述转盘转动带动所述转子转动，使得所述线圈组产生电能。

本技术方案中，通过转动转盘可以使转子增速转动，将人体的动能转换为可对电池进行充电的电能；当转动转盘时，通过传动齿轮带动转子一起转动，进而切割磁力线而发电为智能手表供电，由此可以使智能手表达到自发电的效果；同时，自发电装置结构简单，占用空间小，可以用于给不同的穿戴设备供电。

进一步优选地，还包括支架；

所述定子为柔性电路板，所述柔性电路板设置在所述支架上；

所述线圈组设有三个，三个所述线圈组相隔120度设置在所述柔性电路板上；

所述转盘上设有一孔槽，所述孔槽用于插入驱动件，以便于驱动所述转盘转动。

进一步优选地，所述柔性电路板上还设有全波整流电路，所述全波整流电路分别与三个所述线圈组连接，将三个所述线圈组产生的交流电转换为直流电，并通过所述柔性电路板输出给充电电路。

本技术方案中，定子上的线圈组产生的交流电无法供电池直接使用，通过设置全波整流电路对交流电整流后，经过输出端的电容滤波后，输出直流电以供电池使用。

进一步优选地，还包括：马达控制电路；

所述马达控制电路与所述线圈组连接，用于给所述线圈组供电，使得所述线圈组产生电磁场并驱动所述转子转动；

所述转子两侧的重量不一致，使得所述转子在转动过程中不平衡进而产生振动。

本技术方案中，当前智能手表都设有振动马达装置，实现智能手表的振动功能，振动马达装置占去了整机大量的结构空间，对天线性能产生了影响，也使其它功能模块无法加装；通过马达控制电路给微型发电机的线圈组进行供电，实现微型发电机变成马达，通过转子的不平衡让整个马达产生振动感，以达到体感的作用；通过马达控制电路配合微型发电机实现振动功能，无需增设振动马达装置，解决振动马达装置占去机器内部空间，影响天线性能及功能模块无法加装等问题。

进一步优选地，还包括：马达控制电路；

所述马达控制电路与所述线圈组连接，用于给所述线圈组供电，使得所述线圈组产生电磁场并驱动所述转子转动；

所述马达控制电路用于输出不同周期的电压，让所述转子产生不同转速进而产生振动。

本技术方案中，当前智能手表都设有振动马达装置，实现智能手表的振动功能，振动马达装置占去了整机大量的结构空间，对天线性能产生了影响，也使其它功能模块无法加装；通过马达控制电路给微型发电机的线圈组进行供电，实现微型发电机变成马达，通过马达控制电路输出不同周期的电压，让转子产生不同转速进而产生振动，以达到体感的作用；通过马达控制电路配合微型发电机实现振动功能，无需增设振动马达装置，解决振动马达装置占去机器内部空间，影响天线性能及功能模块无法加装等问题。

本实用新型提供的另一技术方案如下：

一种智能手表，包括上述中任意一项所述的自发电装置，还包括：壳体组件以及设置在所述壳体组件内部依次叠加设置的显示屏、控制板、电池；

所述自发电装置设置在所述壳体组件的底部，使得所述转盘位于所述壳体组件远离所述显示屏的一侧，所述自发电装置、所述显示屏、所述控制板均与所述电池电连接。

本技术方案中，通过在外壳组件内设置自发电装置，且使自发电装置与电池电连接，在电池电量不足时，通过转动转盘驱动自发电装置工作为电池充电，保证了智能手表的正常工作；并且给智能手表进行充电的操作非常简单，只需转动转盘即可驱动自发电装置工作为电池充电，可适用于小孩使用。

进一步优选地，所述转子设置在所述电池远离所述显示屏的一侧，所述转子上设有轴，所述轴的一端与所述转子固定连接，所述轴的另一端向远离所述显示屏的一侧延伸并与所述齿轮固定连接；

所述转盘设置在所述转子远离所述显示屏的一侧，所述转盘上设有一孔槽，所述孔槽用于插入驱动件，以便于驱动所述转盘转动。

进一步优选地，还包括：第一表带和第二表带；

所述壳体组件的两侧分别设有连接部，所述第一表带和所述第二表带分别设于所述连接部上；

所述第一表带远离所述连接部的一端设有卡扣和卡针，所述卡扣和所述卡针分别与所述第一表带转动连接；

所述第二表带上设有若干个卡针孔，若干个所述卡针孔沿所述第二表带的长度方向间隔设置，所述第二表带穿过所述卡扣使所述卡针插设在所述卡针孔内，使得所述第一表带与所述第二表带连为一体；

所述卡针的外径小于所述孔槽的内径，使得所述卡针能够插设在所述孔槽内驱动所述转盘转动。

本技术方案中，通过将表带上的卡针插入孔槽中作为驱动件使用，不仅使转盘的驱动更加省力，还无需配置其它的驱动件，减少了整机的配件数量，同时，节省了整机的空间，降低了成本；而且智能手表在佩戴时，卡针配合卡扣用于连接，需要发电时，取下手表使用卡针驱动发电，无需担心驱动件掉落或忘带的情况发生，提高了用户体验。

进一步优选地，还包括：

全波整流电路，所述全波整流电路与所述线圈组电连接，用于将所述线圈组产生的交流电转换为直流电；

调压电路，所述调压电路与所述全波整流电路电连接，用于将所述直流电进行稳压或升压后输出；

充电电路，所述充电电路分别与所述调压电路和所述电池连接，用于将稳压或升压后的直流电输出给所述电池；

电源管理芯片，所述电源管理芯片与所述电池连接，用于使电池输出不同的电压，并传输到各功能模块；

马达控制电路，所述马达控制电路与所述线圈组连接，用于给所述线圈组供电，使得所述线圈组产生电磁场并驱动所述转子转动。

进一步优选地，还包括：

充电接口，所述充电接口设置在所述壳体组件上，并与所述电池连接，用于给所述电池进行充电；

传感器组件，所述传感器组件设置在所述壳体组件的底部，用于进行数据采集。

与现有技术相比，本实用新型的自发电装置及智能手表有益效果在于：

本实用新型中，通过转动转盘可以使转子增速转动，将人体的动能转换为可对电池进行充电的电能；当转动转盘时，通过传动齿轮带动转子一起转动，进而切割磁力线而发电为智能手表供电，由此可以使智能手表达到自发电的效果；同时，自发电装置结构简单，占用空间小，可以用于给不同的穿戴设备供电。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型一具体实施例智能手表的结构示意图；

图2是本实用新型另一具体实施例智能手表的结构示意图；

图3是本实用新型另一具体实施例智能手表的结构示意图；

图4是本实用新型另一具体实施例全波整流电路的示意图；

图5是本实用新型另一具体实施例无刷直流电机的原理示意图；

图6是本实用新型另一具体实施例无刷直流电机的集成电路图；

图7是本实用新型另一具体实施例智能手表的工作流程示意图。

附图标号说明：

1.转子，2.定子，3.支架，4.轴，5.齿轮，6.传动齿轮，7.转盘，8.孔槽，9.充电接口，10.传感器组件，11.卡针，12.线圈组，13.壳体组件，14.显示屏，15.控制板，16.电池，17.第一表带，18.第二表带，19.连接部，20.卡扣，21.卡针孔，22.位置传感器。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在附图所示的实施例中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用以解释本实用新型的各种组件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些组件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些组件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。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他的附图，并获得其他的实施方式。

作为一个具体实施例，如图1所示，本实施例提供了一种自发电装置，用于为智能手表供电，包括微型发电机和增速机构。其中，微型发电机包括转子1、定子2和设置在定子2上的线圈组，转子1为圆形的永久磁铁，转子1上设有齿轮5。增速机构包括传动齿轮6和转盘7，传动齿轮6与齿轮5适配啮合，转盘7为环形结构，转盘7的内圈设置有齿部，传动齿轮6设置在转盘7的环形内部并与转盘7适配啮合，驱动转盘7转动带动转子1转动，使得线圈组产生电能。

本实施例中，通过转动转盘7可以使转子1增速转动，使用大齿轮带动小齿轮转动的方式，让定子飞速运转，将人体的动能转换为可对电池进行充电的电能；当转动转盘7时，通过传动齿轮6带动转子1一起转动，进而切割磁力线而发电为智能手表供电，由此可以使智能手表达到自发电的效果；同时，自发电装置结构简单，占用空间小，可以用于给不同的穿戴设备供电。

进一步地，如图1、图2、图5所示，自发电装置还包括支架3；定子2为柔性电路板，柔性电路板设置在支架3上。线圈组12设有三个，三个线圈组12相隔120度设置在柔性电路板上。转盘7上设有一孔槽8，孔槽8用于插入驱动件，以便于驱动转盘7转动。柔性电路板可以设置多种不同功能的电路，例如：全波整流电路、稳压电路、充电电路、马达控制电路等。柔性电路板是用柔性的绝缘基材制成的印刷电路。柔性电路提供优良的电性能，能满足更小型和更高密度安装的设计需要，也有助于减少组装工序和增强可靠性。可以自由弯曲、卷绕、折叠，可以承受数百万次的动态弯曲而不损坏导线，可依照空间布局要求任意安排，并在三维空间任意移动和伸缩，从而达到元器件装配和导线连接的一体化；柔性电路板可大大缩小电子产品的体积和重量，适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。

如图4所示，通过旋转转子1，定子2上的三个线圈组12分别产生相位相差120度的交流电，分别通过全波整流电路v1-6整流后，经过输出端的电容c滤波，输出直流电压。全波整流是一种对交流整流的电路。在这种整流电路中，在半个周期内，电流流过一个整流器件(比如晶体二极管)，而在另一个半周内，电流流经第二个整流器件，并且两个整流器件的连接能使流经它们的电流以同一方向流过负载。全波整流整流前后的波形与半波整流所不同的，是在全波整流中利用了交流的两个半波，这就提高了整流器的效率，并使已整电流易于平滑。

值得说明的是，还可以使用其他电路将线圈组12产生的交流电转换为直流电，只要能实现将交流电转换为直流电的电路即可，在此不做赘述。

本实施例中，自发电装置的工作过程如下：将驱动件插设在槽孔8中进行画圆运动，使得转盘7转动，转盘7上设有齿部，通过传动齿轮6将动力传动到齿轮5上，齿轮5带动转子1转动；转子1是n、s极的永久磁铁，永久磁铁进行飞速的旋转，对定子2上的线圈组12进行连续运动，线圈组12上会产生感应电动势，这里可以通过右手定则原理，导线在一个磁场中来回运动，导线上将会产生感应电动势；线圈组12在柔性电路板上，通过三个线圈组产生的电能是交流特性，通过电路处理后变成直流电，再通过柔性电路板将产生的电能输出到主板中的充电电路，通过充电电路将电能存储在电池中。

在另一实施例中，如图1、图5、图6所示，在上述实施例的基础上，自发电装置还包括：马达控制电路；马达控制电路与线圈组12连接，用于给线圈组12供电，使得线圈组12产生电磁场并驱动转子1转动。转子1两侧的重量不一致，使得转子1在转动过程中不平衡进而产生振动。利用无刷直流电机的原理实现，给马达控制电路施加一个直流电压，让马达控制电路控制线圈组运行产生电磁场，驱动转子，设置霍尔传感器检测磁极并反馈给开关电路达到控制线圈组正常工作。无刷直流电机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩。

本实施例中，当前智能手表都设有振动马达装置，实现智能手表的振动功能，振动马达装置占去了整机大量的结构空间，对天线性能产生了影响，也使其它功能模块无法加装；通过马达控制电路给微型发电机的线圈组进行供电，实现微型发电机变成马达，通过转子的不平衡让整个马达产生振动感，以达到体感的作用；通过马达控制电路配合微型发电机实现振动功能，无需增设振动马达装置，解决振动马达装置占去机器内部空间，影响天线性能及功能模块无法加装等问题。微型发电机和发动机逆向工作原理实现振动马达和发电二合一，解决手表空间不足的问题，同时可以实现不同的体感效果；整机可以实现轻薄化，有了自发电装置，电池的体积和容量相应缩小，整机的重量也相应减小。

在另一实施例中，如图1、图5、图6所示，在上述实施例的基础上，还包括：马达控制电路；马达控制电路与线圈组12连接，用于给线圈组12供电，使得线圈组12产生电磁场并驱动转子1转动。马达控制电路输出不同周期的电压，让转子1产生不同转速进而产生振动。

本实施例采用另一种方式，保证转子的平衡性，通过马达控制电路给线圈供电控制，实现微型发电机变成马达，通过马达控制电路给马达输出不同周期的电压，让马达产生不同转速，实现不同的震感。以上两种振动方式，是通过震感起到提醒作用，但同时可以通过传动机构进行提醒，当马达运行起来后，通过转子1上的齿轮5带动转盘7转动，转盘7是靠近人体，稍微做不同的运动，就会产生不同的震感效果，起到不一样的提醒作用。

值得说明的是，在上述实施例中，只要能实现将微型发电机变为马达，再通过马达实现振动功能的结构均在本实用新型的保护范围内。

在另一实施例中，如图1、图2所示，在上述实施例的基础上，本实施例提供了一种智能手表，包括：壳体组件13以及设置在壳体组件13内部依次叠加设置的显示屏14、控制板15、电池16、自发电装置。其中，自发电装置，包括微型发电机和增速机构。微型发电机包括转子1、定子2和设置在定子2上的线圈组，转子1为圆形的永久磁铁，转子1上设有齿轮5。增速机构包括传动齿轮6和转盘7，传动齿轮6与齿轮5适配啮合，转盘7为环形结构，转盘7的内圈设置有齿部，传动齿轮6设置在转盘7的环形内部并与转盘7适配啮合，驱动转盘7转动带动转子1转动，使得线圈组产生电能。自发电装置设置在壳体组件13的底部，使得转盘7位于壳体组件13远离显示屏14的一侧，自发电装置、显示屏14、控制板15均与电池16电连接。

本实施例中，通过在外壳组件13内设置自发电装置，且使自发电装置与电池16电连接，在电池16电量不足时，通过转动转盘7驱动自发电装置工作为电池16充电，保证了智能手表的正常工作；并且给智能手表进行充电的操作非常简单，只需转动转盘7即可驱动自发电装置工作为电池16充电，可适用于小孩使用。

具体地，显示屏14为整机提供信息显示，可以为amoled屏，柔性屏，tft屏等。控制板15为整机的cpu，是由众多元器件和一块pcb板组成。电池16为整个设备提供能量和存储电能的器件，可以是充电电池。转子1上设有轴4，轴4的一端与转子1固定连接，轴4的另一端向远离显示屏14的一侧延伸并与齿轮5固定连接。转盘7设置在转子1远离显示屏14的一侧，转盘7上设有一孔槽8，孔槽8用于插入驱动件，以便于驱动转盘7转动。壳体组件13上还设有充电接口9和传感器组件10，充电接口,9与电池16连接，用于连接电源线给电池16进行充电。传感器组件10设置在壳体组件13的底部，用于进行数据采集。

进一步地，如图3所示，智能手表还包括：第一表带17和第二表带18；壳体组件13的两侧分别设有连接部19，第一表带17和第二表带18分别设于连接部19上。第一表带17远离连接部19的一端设有卡扣20和卡针11，卡扣20和卡针11分别与第一表带17转动连接。第二表带18上设有若干个卡针孔21，若干个卡针孔21沿第二表带18的长度方向间隔设置，第二表带18穿过卡扣20使卡针11插设在卡针孔21内，使得第一表带17与第二表带18连为一体。卡针11的外径小于孔槽8的内径，使得卡针11能够插设在孔槽8内驱动转盘7转动。通过将表带上的卡针11插入孔槽8中作为驱动件使用，不仅使转盘7的驱动更加省力，还无需配置其它的驱动件，减少了整机的配件数量，同时，节省了整机的空间，降低了成本；而且智能手表在佩戴时，卡针11配合卡扣20用于连接，需要发电时，取下手表使用卡针11驱动发电，无需担心驱动件掉落或忘带的情况发生，提高了用户体验。

在另一实施例中，图7所示，在上述实施例的基础上，智能手表还包括：马达控制电路、充电模块及电源管理芯片。其中，马达控制电路由电池供电并输出不同周期的直流电压，当直流电源送到马达控制电路后，由开关控制电路和霍尔传感器电路进行对线圈组控制，通过线圈组的电流产生电磁场，电磁场驱动转子转动，进而通过不同的方式实现振动。充电模块包括全波整流电路、调压电路、充电电路及充电接口，全波整流电路与线圈组电连接，用于将线圈组产生的交流电转换为直流电；调压电路与全波整流电路电连接，用于将直流电进行稳压或升压后输出；充电电路分别与调压电路和电池连接，用于将稳压或升压后的直流电输出给电池；自发电装置的线圈组输出的电压，经过整流、滤波、稳压后，进入稳压电路/升压电路输出，保证输入到充电电路端的电压稳定，并达到电池充电电压输入要求，通过充电电路储存到电池中；充电接口设置在壳体组件上并与电池连接，用于连接电源线给电池进行充电。电源管理芯片与电池连接，用于使电池输出不同的电压，并传输到各功能模块；电源管理芯片是在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责的芯片.主要负责识别cpu供电幅值，产生相应的短矩波，推动后级电路进行功率输出。

进一步地，如图7所示，智能手表还包括声音模块、显示模块、收发模块、传感器模块、wifi/bt/gps模块。声音模块包括音频电路/扬声器，用于进行发声、通话。显示模块包括显示驱动电路和显示组件，显示驱动电路的基本任务，就是将cpu传来的信号按照其控制目标的要求，转换为加在电力电子器件控制端和公共端之间，可以使其开通或关断的信号，显示组件为整机提供信息显示，可以为amoled屏，柔性屏，tft屏等。收发模块包括收发器、射频电路放大器、射频电路前端电路及lte-rf天线，收发器是信号转换的一种装置，通常是指光纤收发器，光纤收发器的出现，将双绞线电信号和光信号进行相互转换，确保了数据包在两个网络间顺畅传输；射频电路放大器在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。传感器模块包括ncu和各类健康/运动传感器电路，ncu是将内存、计数器、usb、a/d转换、uart、plc、dma等周边接口都整合在单一芯片上，为不同的应用场合做不同组合控制，用于控制各类健康/运动传感器。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。