本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電磁能量采集裝置及可穿戴設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著科技技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越多的使用如智能手表，智能手環(huán)等智能可穿戴設(shè)備。目前的可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)都是自身配備一個(gè)電池，在電池電量耗盡或不足的時(shí)候需要用戶對(duì)該可穿戴設(shè)備進(jìn)行更換電池或者將該可穿戴設(shè)備停止使用后再進(jìn)行充電。但是可穿戴設(shè)備體積小，從而決定了可穿戴設(shè)備配備的電池的體積小，因此電池的容量較小，同時(shí)可穿戴設(shè)備功能豐富，功耗較大，所以導(dǎo)致可穿戴設(shè)備正常續(xù)航能力有限。

一般可以通過電磁能量采集裝置來(lái)解決上述問題，但是目前電磁能量采集裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且成本高，難以應(yīng)用在可穿戴設(shè)備上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的電磁能量采集裝置以及可穿戴設(shè)備。

一種電磁能量采集裝置，包括：

體硅；

至少一個(gè)凹槽，所述至少一個(gè)凹槽設(shè)置于所述體硅上，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有磁場(chǎng)；

導(dǎo)電針，所述導(dǎo)電針設(shè)置于所述凹槽中；

能量采集模塊，所述能量采集模塊與所述導(dǎo)電針相連接；

所述導(dǎo)電針在所述電磁能量采集裝置振動(dòng)時(shí)進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)，并生成相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；所述能量采集模塊采集與所述感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相對(duì)應(yīng)的電能。

上述電磁能量采集裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，僅僅需要在體硅的凹槽中設(shè)置導(dǎo)電針即可在電磁能量采集裝置振動(dòng)時(shí)，將電磁能量采集裝置振動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，大大地降低了電磁能量采集裝置的成本，應(yīng)用范圍較為廣泛。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電針進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向與所述磁場(chǎng)的方向垂直。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括永磁體，所述永磁體附著于所述凹槽的表面，以在所述凹槽內(nèi)形成所述磁場(chǎng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述凹槽刻蝕在所述體硅上，所述永磁體電鍍?cè)谒霭疾鄣谋砻妗?/p>

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述能量采集模塊包括：

變壓器，所述變壓器的初級(jí)與所述導(dǎo)電針相連接，所述變壓器用于改變所述電能的電壓后，輸出所述電能。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述能量采集模塊還包括：

整流單元，所述整流單元的輸入端與所述變壓器的輸出端相連接；

濾波單元，所述濾波單元的輸入端與所述整流單元的輸出端相連接；

所述整流單元以及所述濾波單元用于將所述電能整流濾波成直流電流。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括傳感器，所述傳感器的輸出端與所述導(dǎo)電針相連接，所述傳感器檢測(cè)到所述電磁能量采集裝置的振動(dòng)信號(hào)時(shí)，所述導(dǎo)電針進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括執(zhí)行器，所述執(zhí)行器設(shè)置于所述傳感器與所述導(dǎo)電針之間，所述傳感器的輸出端與所述執(zhí)行器的輸入端相連接，所述執(zhí)行器的輸出端與所述導(dǎo)電針相連接；

所述執(zhí)行器用于處理所述傳感器檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)后，控制所述導(dǎo)電針進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述傳感器為MEMS傳感器。

一種可穿戴設(shè)備，包括上述的電磁能量采集裝置；以及

儲(chǔ)能裝置，所述電磁能量采集裝置的輸出端與所述儲(chǔ)能裝置相連接，所述儲(chǔ)能裝置用于存儲(chǔ)所述電磁能量采集裝置所采集的電能。

上述的可穿戴設(shè)備，設(shè)置有上述的電磁能量采集裝置，成本低廉，應(yīng)用范圍廣泛，且能夠?qū)⒂脩暨\(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，保持了該可穿戴設(shè)備的電池電量的穩(wěn)定性，從而提高了該可穿戴設(shè)備的續(xù)航能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的電磁能量采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的電磁感應(yīng)產(chǎn)能模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的能量采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的可穿戴設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，

A 可穿戴設(shè)備

100 電磁能量采集裝置

110 電磁感應(yīng)產(chǎn)能模塊

111 體硅

112 永磁體

113 磁場(chǎng)

114 導(dǎo)電針

120 傳感器

130 能量采集模塊

131 變壓器

132 整流單元

133 濾波單元

200 儲(chǔ)能裝置

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

在詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例前，應(yīng)該注意到的是，所述的實(shí)施例主要在于與電磁能量采集裝置100及可穿戴設(shè)備A相關(guān)的系統(tǒng)組件的組合。因此，所屬系統(tǒng)組件已經(jīng)在附圖中通過常規(guī)符號(hào)在適當(dāng)?shù)奈恢帽硎境鰜?lái)了，并且只示出了與理解本實(shí)用新型的實(shí)施例有關(guān)的細(xì)節(jié)，以免因?qū)τ诘靡嬗诒緦?shí)用新型的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見的那些細(xì)節(jié)模糊了本實(shí)用新型的公開內(nèi)容。

在本文中，諸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分一個(gè)實(shí)體或動(dòng)作與另一個(gè)實(shí)體或動(dòng)作，而不一定要求或暗示這種實(shí)體或動(dòng)作之間的任何實(shí)際的這種關(guān)系或順序。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或任何其他變體旨在涵蓋非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包含這些要素，而且還包含沒有明確列出的其他要素，或者為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。

請(qǐng)參閱圖1所示，圖1為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的電磁能量采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，電磁能量采集裝置100包括電磁感應(yīng)產(chǎn)能模塊110以及能量采集模塊130。當(dāng)電磁能量采集裝置100振動(dòng)時(shí)，電磁感應(yīng)產(chǎn)能模塊110將電磁能量采集裝置100振動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能后輸出至能量采集模塊130。在其中一個(gè)實(shí)施例中，電磁能量采集裝置100包括還傳感器120，傳感器120能夠感應(yīng)到電磁能量采集裝置100振動(dòng)，且將感應(yīng)到的電磁能量采集裝置100振動(dòng)的振動(dòng)信號(hào)發(fā)送至電磁感應(yīng)產(chǎn)能模塊110。

本實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)化電磁能量采集裝置100的結(jié)構(gòu)，使得電磁能量采集裝置100能夠普遍使用，請(qǐng)參閱圖2所示，圖2為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的電磁感應(yīng)產(chǎn)能模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，電磁感應(yīng)產(chǎn)能模塊110包括體硅111、至少一個(gè)凹槽以及導(dǎo)電針114。至少一個(gè)凹槽設(shè)置于體硅111上，且凹槽內(nèi)設(shè)置有磁場(chǎng)113；當(dāng)電磁能量采集裝置100振動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電針114進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)，并生成相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，能量采集模塊130采集與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相對(duì)應(yīng)的電能。上述電磁能量采集裝置100，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，僅僅需要在體硅的凹槽中設(shè)置導(dǎo)電針114即可在電磁能量采集裝置100振動(dòng)時(shí)，將電磁能量采集裝置100振動(dòng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能，大大地降低了電磁能量采集裝置100的成本。且在其中一個(gè)實(shí)施例中，引入傳感器120來(lái)檢測(cè)電磁能量采集裝置100振動(dòng)信號(hào)，準(zhǔn)確性高，應(yīng)用范圍廣泛。

在其中一種實(shí)施方式中，為了在凹槽中產(chǎn)生磁場(chǎng)113，本實(shí)施方式中的電磁能量采集裝置100還包括永磁體112，永磁體112附著于凹槽的表面。且在實(shí)際使用中，通常可以通過電鍍的方式將永磁體112電鍍?cè)诎疾鄣谋砻?。另外，可以通過體硅111微加工技術(shù)在體硅111上刻蝕多個(gè)凹槽。通過微型化的集成工藝技術(shù)有效地減少了電磁能量采集裝置100的體積，從而可以降低其在穿戴式設(shè)備中所占空間，應(yīng)用范圍廣泛。

在其中一種實(shí)施方式中，由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e＝BLVCosθ，為了保證產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，導(dǎo)電針114進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)113的方向垂直。

在其中一種實(shí)施方式中，傳感器120為微型傳感器，所述微型傳感器為MEMS傳感器。本實(shí)施方式中通過MEMS(Microelectromechanical Systems，微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能裝置，大大減少了電磁能量采集裝置100的體積，從而可以降低其在穿戴式設(shè)備中所占空間。在其中一種實(shí)施方式中，電磁能量采集裝置100還可以包括執(zhí)行器，執(zhí)行器設(shè)置于傳感器120與導(dǎo)電針114之間，傳感器120的輸出端與執(zhí)行器的輸入端相連接，執(zhí)行器的輸出端與導(dǎo)電針114相連接；執(zhí)行器用于處理傳感器120檢測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)后，控制導(dǎo)電針114進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且通過該執(zhí)行器，可以保證導(dǎo)電針114進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)113的方向垂直，從而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大。

在其中一種實(shí)施方式中，請(qǐng)參閱圖3所示，圖3為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的能量采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。其中能量采集模塊130包括變壓器131，變壓器131的初級(jí)與導(dǎo)電針114相連接，變壓器131用于改變電能的電壓后，輸出電能。由于產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小可能與需求不相符合，所以需要變壓器131來(lái)改變其電壓的大小。另外，由于產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為交流電，需要將其轉(zhuǎn)換成直流電后才能使用，因此，能量采集模塊130還包括整流單元132以及濾波單元133，整流單元132的輸入端與變壓器131的輸出端相連接，整流單元132的輸出端與濾波單元133的輸入端相連接；整流單元132以及濾波單元133用于將所述電能整流濾波成直流電流。

請(qǐng)參閱圖4所示，圖4為本實(shí)用新型的一實(shí)施例中的可穿戴設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例中的可穿戴設(shè)備A包括電磁能量采集裝置100以及儲(chǔ)能裝置200，電磁能量采集裝置100的輸出端與儲(chǔ)能裝置200相連接，儲(chǔ)能裝置200用于存儲(chǔ)電磁能量采集裝置100所采集的電能，從而可以在可穿戴設(shè)備A用電時(shí)，輸出電能。上述的可穿戴設(shè)備A，通過電磁能量采集裝置100將用戶運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能，保持了該可穿戴設(shè)備A的電池電量的穩(wěn)定性，從而提高了該可穿戴設(shè)備A的續(xù)航能力，且整個(gè)電磁能量采集裝置100可以由MEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理、智能化程度高、使用操作方便、集成度高、成本低、精度高的特點(diǎn)。

且在其中一種實(shí)施方式中，儲(chǔ)能裝置200可以為可充電電池?？沙潆婋姵乜梢詾殇囯姵亍㈡嚉潆姵?、電解電容或者超級(jí)電容等。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。