CN105553059A - 无线充电装置及其可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线充电装置，包括发电模块、蓄电模块、无线充电发射模块及无线充电接收模块，所述发电模块在运动状态下能够产生电流，所述蓄电模块包括电能输送单元及与所述电能输送单元电连接的自动蓄电单元，所述自动蓄电单元用于存储所述发电模块所产生的电流，所述电能输送单元用于为所述无线充电发射模块提供电能，所述无线充电发射模块将所述电能发射给所述无线充电接收模块。所述无线充电装置可随时为待充电设备充电，延长待充电设备的待机时间。本发明还公开一种包括所述无线充电装置的可穿戴设备。

Description

无线充电装置及其可穿戴设备

技术领域

本发明涉及充电装置领域，尤其涉及一种无线充电装置及包含所述无线充电装置的可穿戴设备。

背景技术

随着电子技术的日益进步，便携式设备已成为生活及工作中重要的一部分，便携式设备尤其是智能可穿戴设备的电池多为不可拆卸的电池，且需要充电线来连接充电，当一次充电完成后，电池的电量能够满足便携式设备一定的工作时间，但一次充电所使用的时间很有限，所述便携式设备的待机时间短，需要人为地采用充电器连接进行反复充电，还得随身携带充电器；更为不便的是，当用户外出旅游、出差或进行其它户外活动时，便携式设备的电量用完后，难以找到充电的电源，即使携带了充电器，仍然无法为便携式设备提供电能，极为不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种无线充电装置，所述无线充电装置可随时为待充电设备充电，延长待充电设备的待机时间。

本发明还提供一种包括所述无线充电装置的可穿戴设备。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种无线充电装置，所述无线充电装置包括发电模块、蓄电模块、无线充电发射模块及无线充电接收模块，所述发电模块在运动状态下能够产生电流，所述蓄电模块包括电能输送单元及与所述电能输送单元电连接的自动蓄电单元，所述自动蓄电单元用于存储所述发电模块所产生的电流，所述电能输送单元用于为所述无线充电发射模块提供电能，所述无线充电发射模块将所述电能发射给所述无线充电接收模块，为所述无线充电接收模块所在的待充电设备充电。

其中，所述发电模块包括磁场生成单元及切割单元，所述无线充电装置运动的过程中，所述切割单元切割所述磁场生成单元所产生的磁感线而产生电流，并将电流导入所述自动蓄电单元。

其中，所述切割单元为与所述自动蓄电单元电连接的金属导线。

其中，所述磁场生成单元包括相对设置的第一极板、第二极板及所述第一极板和所述第二极板间的磁感线，所述切割单元设置于所述第一极板上或设置于所述第一极板和所述第二极板之间，所述切割单元包括至少一个切割导片及与所述切割导片电性连接的内固定部及外固定部，所述切割导片包括固定端及自由端，所述固定端可旋转地固定于所述内固定部，所述自由端可旋转地与所述外固定部接触，所述切割导片能够绕所述内固定部旋转，所述自动蓄电单元包括第一电极和第二电极，所述内固定部与所述第一电极电连接，所述外固定部与所述第二电极电连接。

其中，所述切割导片的所述固定端呈圆环状，所述内固定部呈圆柱状，所述固定端套设于所述内固定部。

其中，所述发电模块包括多个所述切割单元，多个所述切割单元的所有的所述内固定部均与所述第一电极电连接，所有的所述外固定部均与所述第二电极电连接。

其中，所述切割导片的切割面与所述磁感线成大于0°且小于或等于90°的夹角。

其中，所述无线充电发射模块包括振荡电路、与所述振荡电路连接的放大电路和升压电路，以及与所述升压电路连接的发射电极，所述无线充电接收模块包括接收电极、与所述接收电极连接的降压电路及与所述降压电路连接的整流电路，所述电能输送单元将直流电输入所述无线充电发射模块，经过所述振荡电路转换为交流电，交流电再经过所述放大电路和所述升压电路转换为高压交流电，所述高压交流电使所述发射电极产生一个高压电场，所述接收电极感应到所述高压电场并将所述高压电场转化为高压交流电，将所述高压交流电经过所述降压电路及所述整流电路后，获得供待充电设备使用的直流电。

其中，所述无线充电接收模块还包括稳压电路，所述稳压电路用于稳定输送给所述充电设备的直流电。

其中，所述发电模块、所述蓄电模块及所述无线充电发射模块设置于一鞋子，所述无线充电接收模块设置于待充电设备，人穿上所述鞋子行走或运动的过程中，所述切割单元切割所述磁场线使所述发电模块产生电能并存储于所述蓄电模块，最终通过无线充电发射模块将电能传输给所述待充电设备。

另一方面，本发明还提供一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括以上任一项所述的无线充电装置。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下有益效果：本发明的无线充电装置包括发电模块、蓄电模块、无线充电发射模块及无线充电接收模块，所述发电模块能够产生电流，所述蓄电模块包括电能输送单元及与所述电能输送单元电连接的自动蓄电单元，所述自动蓄电单元与所述发电模块电性连接，以存储所述发电模块所产生的电流，所述电能输送单元与所述无线充电发射模块电连接，为所述无线充电发射模块提供电能，所述无线充电发射模块将电能发射给所述无线充电接收模块，为所述无线充电接收模块所在的待充电设备充电。即：由于本发明的无线充电装置设置有发电模块，所述发电模块在运动状态下能够产生电流，所产生的电流自动存储于所述自动蓄电单元内，并通过所述电能输送单元、无线充电发射模块及无线充电接收模块向待充电设备充电，因此，人体可以随时带动所述发电模块处于运动的状态，从而随时可以产生电流，为所述待充电设备充电，延长所述待充电设备的待机时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1是本发明第一实施例中无线充电装置的电路结构示意图；

图2是本发明第一实施例中无线充电装置的发电模块及蓄电模块的结构示意图；

图3是本发明第一实施例中无线充电装置的无线充电发射模块及无线充电接收模块的电路结构示意图；

图4是本发明第二实施例中无线充电装置的结构示意图；及

图5是本发明第二实施例中无线充电装置的切割单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是本发明第一实施例中无线充电装置的电路结构示意图。本实施例(第一实施例)中，所述无线充电装置包括发电模块100、蓄电模块200、无线充电发射模块300及无线充电接收模块400，所述发电模块100在运动状态下能够产生电流，所述蓄电模块100包括电能输送单元220及与所述电能输送单元220电连接的自动蓄电单元210，所述自动蓄电单元220与所述发电模块100电性连接，以存储所述发电模块100所产生的电流，所述电能输送单元220与所述无线充电发射模块300电连接，并为所述无线充电发射模块300提供电能，所述无线充电发射模块300将电能发射给所述无线充电接收模块400，为所述无线充电接收模块400所在的待充电设备500充电。

进一步地，请参阅图2，是本发明第一实施例中无线充电装置的发电模块及蓄电模块的结构示意图。所述发电模块100包括磁场生成单元110及切割单元120。所述磁场生成单元110包括相对设置的第一极板111、第二极板112及由所述第一极板111和所述第二极板112相互配合所产生的磁感线113，所述第一极板111可以是磁体的N极或S极，则所述第二极板112相应地为S极或N极，磁场线113从第一极板111发出到达所述第二极板112，或者磁场线113从第二极板112发出到达所述第一极板111。图2中所述磁场线113从第二极板112发出到达所述第一极板111，仅为示例性说明。

所述蓄电装置200包括电能输送单元220及与所述电能输送单元220电连接的自动蓄电单元210。所述自动蓄电单元210包括第一电极211及第二电极212。本实施例中，所述切割单元120为条状导线，优选为金属导线，所述切割单元120(金属导线)的一端电性连接于所述第一电极211，另一端连接于所述第二电极212，从而使所述自动蓄电单元210及所述切割单元120(金属导线)形成导电回路。所述切割单元120与所述磁感线113成大于0°且小于或等于90°的夹角，且所述切割单元120运动时，能够切割所述磁感线113，即所述切割单元120运动时横向切割磁感线113而不是从磁感线113间的空隙穿过。当所述发电装置100处于运动状态时，所述切割单元120便会切割所述磁感线113，从而产生电流，流向所述自动蓄电单元210，并由所述自动蓄电单元210将相应的电能储存起来。所述自动蓄电单元210可向所述电能输送单元220输入电能，以使所述电能输送单元220可以为所述无线充电发射模块300提供直流电。

所述切割单元120(金属导线)可以向不同方向运动而从不同方向切割磁感线113，所产生的不同方向的电流均可存储于所述自动蓄电单元210，当电能输送单元220的电量消耗到某一临界值时，所述自动蓄电单元210即向所述电能输送单元220输入电能，例如，当电能输送单元220的电量消耗到剩余量为10％时，自动蓄电单元210即向所述电能输送单元220输入电能。然后，所述电能输送单元220将电能提供给无线充电发射模块300，无线充电发射模块300可以将所述电能通过电场耦合方式发送给待充电设备500中的无线充电接收模块400，所述无线充电接收模块400为所述待充电设备提供直流电，从而延长智能可穿戴设备待机时间。若所述蓄电模块200的自动蓄电单元210及电能输送单元220均处于饱满状态，则自动蓄电单元210不再接收发电模块100所产生的电能。

进一步地，请参阅图3，图3是本发明第一实施例中无线充电装置的无线充电发射模块及无线充电接收模块的电路结构示意图。本实施例中，所述无线充电发射模块300包括振荡电路310、与所述振荡电路310连接的放大电路320及升压电路330，以及与所述升压电路330连接的发射电极340，所述放大电路320及所述升压电路330间电性连接。所述无线充电接收模块400包括接收电极410、与所述接收电极410连接的降压电路420及与所述降压电路420连接的整流电路430。所述无线充电发射模块300与所述电能输送单元220连接，所述电能输送单元220将直流电输入所述无线充电发射模块300，所述直流电经过无线充电发射模块300的振荡电路310转换为交流电，交流电再经过所述放大电路320和所述升压电路330转换为高压交流电，所述高压交流电使所述发射电极340产生一个高压电场，并将所述高压电场发射到所述无线充电接收模块400，所述无线充电接收模块400的接收电极410感应到所述高压电场后，将其转化为高压交流电，将所述高压交流电经过降压电路420及整流电路430后，获得待供电设备使用的直流电。所述无线充电接收模块400还可以包括一稳压电路440，所述稳压电路440，以使所述无线充电接收模块400能在各种环境下为所述待充电设备500提供稳定的直流电。

请参阅图2，为了使发电模块100与蓄电模块200之间无信号干扰，且充分利用发电装置100的磁场，可以在所述发电模块100与所述蓄电模块200之间设置一隔磁层600。

在本实施例中，所述无线充电装置包括发电模块、蓄电模块、无线充电发射模块及无线充电接收模块，所述发电模块能够产生电流，所述蓄电模块包括电能输送单元及与所述电能输送单元电连接的自动蓄电单元，所述自动蓄电单元与所述发电模块电性连接，以存储所述发电模块所产生的电流，所述电能输送单元与所述无线充电发射模块电连接，为所述无线充电发射模块提供电能，所述无线充电发射模块将电能发射给所述无线充电接收模块，为所述无线充电接收模块所在的待充电设备充电。即：由于本发明的无线充电装置设置有发电模块，所述发电模块在运动状态下能够产生电流，所产生的电流自动存储于所述自动蓄电单元内，并通过所述电能输送单元、无线充电发射模块及无线充电接收模块向待充电设备充电，因此，人体可以随时带动所述发电模块处于运动的状态，从而随时可以产生电流，为所述待充电设备充电，延长所述待充电设备的待机时间。

在本实施例(第一实施例)的另一个实施方式中，所述发电模块100、蓄电模块200及所述无线充电发射模块300设置于一鞋子内部或外部，所述无线充电接收模块400设置于待充电设备500上。人穿上所述鞋子行走或运动的过程中，会带动所述无线充电装置运动，则所述发电模块100的切割单元120切割所述磁场线113而产生电流，并将所产生的电流以电能形式存储于所述蓄电模块200，最终通过无线充电发射模块300及无线充电接收模块将电能传输给待充电设备500。因此，只要穿上所述鞋子行走或运动，便可以随时为所述待充电设备500充电，将动能转化为电能，无需充电器，在室外活动时无需寻找充电电源即可充电，延长待机时间，简单方便。

请参阅图4和图5，图4是本发明第二实施例中无线充电装置的结构示意图；图5是本发明第二实施例中无线充电装置的切割单元的结构示意图。本实施例(第二实施例)中的无线充电装置的结构与第一实施例中所述的无线充电装置的结构基本相同，不同之处在于：所述切割单元120的结构不同，即：本实施例中，无线充电装置的切割单元120包括至少一个切割导片121及与所述切割导片121均电性连接的内固定部122及外固定部123，所述切割导片120包括固定端1211及自由端1212，所述固定端1211可旋转地固定于所述内固定部122，所述自由端可旋转地与所述外固定部123接触，所述切割导片121能够绕所述内固定部122旋转，所述内固定部122与所述第一电极211电连接，所述外固定部123与所述第二电极212电连接。所述切割导片121的切割面与所述磁感线成大于0°且小于或等于90°的夹角，即：无论切割导片121如何旋转，都可以切割刀所述磁感线113。

具体地，所述外固定部123为一呈圆环状的导电壳，所述内固定部122呈长条的圆柱状，所述圆柱状的内固定部122设置于所述圆环状的外固定部123的中心轴上，所述切割导片121的固定端1211可以是内径与所述内固定部122的外径相等的圆环，即所述固定端1211可以是呈圆环状，所述切割导片121的固定端1211可以套设于所述内固定部122，并且与所述内固定部122间相互导电，从而使所述切割导片121可以绕着所述固定部122旋转的同时可以导电；所述切割导片121的自由端1212与所述外固定部123电性接触，所述自由端1212呈圆弧状，所述圆弧的半径与与所述外固定部123的圆环半径近似相等，使所述自由端1212与所述外固定部123间接触良好，从而使两者之间可导电。

所述切割单元120设置于所述第一极板111上，或者，所述切割单元120设置于所述第一极板111和所述第二极板112之间，以便于所述切割单元120做切割磁感线113的切割运动。

本实施例中，由于无线充电装置的切割单元120包括至少一个切割导片121及与所述切割导片121均电性连接的内固定部122及外固定部123，所述切割导片120包括固定端1211及自由端1212，所述固定端1211可旋转地固定于所述内固定部122，所述自由端可旋转地与所述外固定部123接触，所述切割导片121能够绕所述内固定部122旋转，所述内固定部122与所述第一电极211电连接，所述外固定部123与所述第二电极212电连接，因此，当人带动所述无线充电装置运动时，所述切割单元也被带动，所述切割导片121便会旋转而切割所述第一极板111和所述第二极板112之间的磁感线113，经过所述切割单元120与所述自动蓄电单元210所形成的回路内的磁通量变化会更快，从而可产生电能的速度更快，充电速度也更快，更有利于延长待机时间。

在本实施例中，还可以有另外的实施方式，例如，所述发电模块包括多个所述切割单元120，多个所述切割单元120的所有的内固定部122均与所述第一电极211电连接，多个所述切割单元120的所有的外固定部123均与所述第二电极112电连接，从而使多个所述切割单元120所产生的电能汇聚于所述自动蓄电单元210，亦即：使发电模块100的发电速度及发电量增大。

本发明的实施例还提供一种可穿戴设备，所述可穿戴设备包括以上任一实施例所述的无线充电装置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无线充电装置，其特征在于，包括发电模块、蓄电模块、无线充电发射模块及无线充电接收模块，所述发电模块在运动状态下能够产生电流，所述蓄电模块包括电能输送单元及与所述电能输送单元电连接的自动蓄电单元，所述自动蓄电单元用于存储所述发电模块所产生的电流，所述电能输送单元用于为所述无线充电发射模块提供电能，所述无线充电发射模块将所述电能发射给所述无线充电接收模块。

2.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述发电模块包括磁场生成单元及切割单元，所述无线充电装置运动的过程中，所述切割单元切割所述磁场生成单元所产生的磁感线而产生电流，并将电流导入所述自动蓄电单元。

3.如权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述切割单元为与所述自动蓄电单元电连接的金属导线。

4.如权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述磁场生成单元包括相对设置的第一极板、第二极板及所述第一极板和所述第二极板间的磁感线，所述切割单元设置于所述第一极板上或设置于所述第一极板和所述第二极板之间，所述切割单元包括至少一个切割导片及与所述切割导片电性连接的内固定部及外固定部，所述切割导片包括固定端及自由端，所述固定端可旋转地固定于所述内固定部，所述自由端可旋转地与所述外固定部接触，所述切割导片能够绕所述内固定部旋转，所述自动蓄电单元包括第一电极和第二电极，所述内固定部与所述第一电极电连接，所述外固定部与所述第二电极电连接。

5.如权利要求4所述的无线充电装置，其特征在于，所述切割导片的所述固定端呈圆环状，所述内固定部呈圆柱状，所述固定端套设于所述内固定部。

6.如权利要求4所述的无线充电装置，其特征在于，所述发电模块包括多个所述切割单元，多个所述切割单元的所有的所述内固定部均与所述第一电极电连接，所有的所述外固定部均与所述第二电极电连接。

7.如权利要求4所述的无线充电装置，其特征在于，所述切割导片的切割面与所述磁感线成大于0°且小于或等于90°的夹角。

8.如权利要求7所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电发射模块包括振荡电路、与所述振荡电路连接的放大电路和升压电路，以及与所述升压电路连接的发射电极，所述无线充电接收模块包括接收电极、与所述接收电极连接的降压电路及与所述降压电路连接的整流电路，所述电能输送单元将直流电输入所述无线充电发射模块，所述直流电经过所述振荡电路而转换为交流电，交流电再通过所述放大电路和所述升压电路转换为高压交流电，所述高压交流电使所述发射电极产生一个高压电场，所述接收电极感应到所述高压电场并将所述高压电场转化为高压交流电，将所述高压交流电经过所述降压电路及所述整流电路后，获得供待充电设备使用的直流电。

9.如权利要求1至8任一项所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电接收模块还包括稳压电路，所述稳压电路用于稳定输送给所述充电设备的直流电。

10.一种可穿戴设备，其特征在于，所述可穿戴设备包括权利要求1至9任一项所述的无线充电装置。