CN104609032B - 智能手机的自身保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能手机的自身保护装置，包括智能手机，智能手机框架横梁的两端分别延伸过两纵梁，各纵梁的外侧分别设有外梁，各外梁的两端分别铰接一挡板，挡板上设有向内侧延伸的横臂，横臂穿过纵梁的端头为钩头，各挡板与对应的安装板、横梁、纵梁围成的空间为气囊空间，气囊空间内分别设置橡胶囊，各安装板上设置用于对橡胶囊充气、排气的微型气泵，还包括滑动支架，滑动支架的横杆与纵梁滑动配合，滑动支架两纵杆的一端与一横梁接触，另一端通过压缩弹簧与另一横梁连接，横臂的钩头穿过纵杆上设有的开口槽钩住纵杆。本装置充分利用手机框架内多余的空间，不增大手机的体积，不影响手机的外观和散热，消除了手机跌落造成损伤的风险。

Description

智能手机的自身保护装置

技术领域

本发明涉及手机领域，特别是涉及一种智能手机的自身保护装置。

背景技术

智能手机正在朝着大屏幕、窄边框、超薄设计等新颖美观的方向不断努力，现在的边框厚度最小的只有2毫米宽，在追求美观的同时，智能手机的安全性和坚固性面临着越来越大的考验。近期以来，小米、魅族等智能手机厂家都纷纷推出了自己公司的碎屏险以保证手机在跌落后尽可能的减少用户所造成的损失，但是碎屏险虽然可以降低用户的维修成本，但与之而来的就是手机维修过程中的时间耽搁大大影响到了用户对于手机的使用，不是一项万全之策。智能手机日益普及的今天，保护壳以及硅胶保护套日益成为了大多数用户保护手机的首选，但是随之也造成了手机外观设计的影响，厚度增加，散热效果差等问题，并且也不能从根本上解决手机跌落造成损伤的风险。

现在的智能手机均为大屏幕，因为都做了较大的手机框架，而手机内部的构件占用的空间较少，实际上，手机框架两边的侧边框有很大部分是没有利用的，手机内部也有相应的空间可以充分利用。所以可以通过利用手机自身的设计优势来改进设计从而对手机起到保护作用。

对手机造成影响的跌落过程一般时间在0.4s以上(根据跌落时的高度及自由落体公式计算推得)，要求手机在0.4s内要做出判断并开启防摔机制到完成的一整套过程，需要更加合理的机械设计原理和构造。安全气囊是一个很好的解决时间问题的方法，它可以在0.1s的时间内将气囊打开，但是需要装置进行点火，对于手机来说极为困难，而且安全气囊不能回收，用过之后必须重新充入化学物质，而手机跌落是一个经常性的事件，所以手机利用现有的安全气囊的原理来对手机进行保护显得极为不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智能手机的自身保护装置，本装置充分利用手机框架内多余的空间，不增大手机的体积，不影响手机的外观和散热，从根本上消除了手机跌落造成损伤的风险。

本发明的目的是这样实现的：

一种智能手机的自身保护装置，包括智能手机，所述智能手机具有框架、CPU、第一距离感应器、加速度传感器，所述第一距离感应器、加速度传感器均与CPU电连接，所述框架包括两相互平行的纵梁，以及固定在两纵梁两端的两相互平行的横梁，所述横梁的两端分别延伸过两纵梁，各纵梁的外侧分别设有一平行于纵梁的外梁，各外梁分别通过两个安装板与对应侧的纵梁固定连接，所述横梁的两端分别位于两外梁的延长线上，各外梁的两端分别铰接一挡板，常态下，各挡板分别挡住对应的外梁与横梁之间的开口，形成矩形外轮廓的框架；

所述挡板上设有向挡板内侧延伸的横臂，横臂向挡板内侧方向穿过纵梁上设有的通过孔，横臂穿过纵梁的端头为一钩头，各挡板与对应的安装板、横梁、纵梁围成的空间为气囊空间，各气囊空间内分别设置橡胶囊，所述橡胶囊呈条状，其两端均固定在对应的安装板上，且绕过对应的横臂，各安装板上设置用于对橡胶囊充气、排气的微型气泵，各微型气泵均与CPU电连接，各气囊空间内分别设有用于检测对应橡胶囊压力的压力传感器，各压力传感器分别安装在对应的纵梁上，且均与CPU电连接；

还包括一呈井字形的滑动支架，滑动支架的两横杆嵌入两纵梁上设有的导向槽内形成滑动配合，滑动支架的两纵杆平行于纵梁，常态下，两纵杆的一端与一横梁接触，另一端通过压缩弹簧与另一横梁连接，横臂的钩头穿过纵杆上设有的开口槽钩住纵杆，形成锁定状态，开口槽的长度大于纵杆的最大行程，滑动支架的横杆的中部设有磁吸附件，所述智能手机上设有用于吸引磁吸附件使滑动支架对压缩弹簧施压的电磁线圈，各电磁线圈均与CPU电连接，当压缩弹簧处于最大变形量时，横臂的钩头脱离纵杆，形成解锁状态。

所述滑动支架的两横杆的两端为横杆的小径段，各横杆的两小径段分别穿过两纵杆并通过螺母锁定，形成可以拆卸式滑动支架。

所述两纵梁的外侧分别安装第二距离感应器，各第二距离感应器均与CPU电连接。

所述压缩弹簧的一端套在纵杆上，且限位于纵杆上设有的限位阶梯，压缩弹簧的另一端与对应的横梁接触。

所述纵梁上的通过孔位于对应横臂的转动半径以内。

所述滑动支架的两横杆的中部分别设有磁吸附件，所述智能手机上设有两个电磁线圈与两磁吸附件对应。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、本装置可以自动判断并回收橡胶囊，使橡胶囊可以重复使用；

2、本装置结构简单，制作成本较低，不需要大量的安装空间和制作材料，基本依托手机自身所自带的传感器及处理器实现相关功能；

3、本装置的橡胶囊可以自动弹出和回收，各部件充分利用手机内部空间，不增大手机的体积，不影响手机的外观和散热，起到最好的保护效果；

4、本装置的内部零件外形可以根据手机内部设计自由改变，充分利用手机内部空间，不影响手机自身的设计元素。

附图说明

图1为本发明常态下的结构示意图；

图2为图1去除橡胶囊后的透视示意图；

图3为本发明橡胶囊弹出时的结构示意图；

附图标记

附图中，1为第二距离感应器，2为纵梁，3为横梁，4为外梁，5为安装板，6为挡板，7为横臂，8为通过孔，9为钩头，10为橡胶囊，11为微型气泵，12为压力传感器，13为横杆，14为纵杆，15为压缩弹簧，16为开口槽，17为磁吸附件，18为电磁线圈，19为点动开关。

具体实施方式

参见图1至图3，为智能手机的自身保护装置的一种较佳的实施例，包括智能手机，所述智能手机具有框架、CPU(未示出)、第一距离感应器(未示出)、加速度传感器(未示出)，所述第一距离感应器、加速度传感器均与CPU电连接。本装置基本依托手机自身所自带的传感器及处理器实现相关功能，使本装置结构简单，不需要大量的安装空间和制作材料，降低了制作成本。所述框架整体采用铝合金材质，质量较轻，而坚硬度高，不易损坏。框架包括两相互平行的纵梁2，以及固定在两纵梁2两端的两相互平行的横梁3，所述横梁3的两端分别延伸过两纵梁2，各纵梁2的外侧分别设有一平行于纵梁2的外梁4，各外梁4分别通过两个安装板5与对应侧的纵梁2固定连接，所述横梁3的两端分别位于两外梁4的延长线上，各外梁4的两端分别铰接一挡板6，常态下，各挡板6分别挡住对应的外梁4与横梁3之间的开口，形成矩形外轮廓的框架。本保护装置的框架即为手机的框架，没有新增的可视结构，不增大手机体积，本框架在常态下与普通的手机框架相同，不影响手机外观和握持的手感。所述两纵梁2的外侧分别安装第二距离感应器1，各第二距离感应器1均与CPU电连接，因此，本装置具有三个距离感应器，三个距离感应器分别从手机两侧以及手机中部感应周围是否有手握持手机，或手机此时是否处于某物体的保护中，进而向CPU传输电信号，灵敏度更高，不易产生误判。

所述挡板6的中段设有向挡板6内侧延伸的横臂7，横臂7向挡板6内侧方向穿过纵梁2上设有的通过孔8，所述纵梁2上的通过孔8位于对应横臂7的转动半径以内，使横臂7的转动受到通过孔8的限制，进而使挡板6只能转动一定的角度，利于控制挡板6的打开和回收，本实施例中，挡板6的转动范围为30°。横臂7穿过纵梁2的端头为一钩头9，各挡板6与对应的安装板5、横梁3、纵梁2围成的空间为气囊空间，各气囊空间内分别设置橡胶囊10，所述橡胶囊10呈条状，其两端均固定在对应的安装板5上，且绕过对应的横臂7，使橡胶囊10收缩时可以对横臂7施力，进而将横臂7、挡板6自动回位。各安装板5上设置用于对橡胶囊10充气、排气的微型气泵11，微型气泵11的充气、排气口与橡胶囊10的气嘴连通，各微型气泵11均与CPU电连接。各气囊空间内分别设有用于检测对应橡胶囊10压力的压力传感器12，各压力传感器12分别安装在对应的纵梁2上，且均与CPU电连接，压力传感器12的检测头与橡胶囊10接触，利于压力传感器12检测橡胶囊10的膨胀压力，进而向CPU传输电信号。

还包括一呈井字形的滑动支架，所述滑动支架横杆13的两端为横杆13的小径段，各横杆13的两小径段分别穿过两纵杆14并通过螺母锁定，形成可以拆卸式滑动支架，便于制作和装配，降低制作成本。滑动支架的两横杆13嵌入两纵梁2上分别设有的导向槽内形成滑动配合，滑动支架的两纵杆14平行于纵梁2，常态下，两纵杆14的一端与一横梁3接触，另一端通过压缩弹簧15与另一横梁3连接，所述压缩弹簧15的一端套在纵杆14上，且限位于纵杆14上设有的限位阶梯，压缩弹簧15的另一端与对应的横梁3接触，锁定滑动支架的位置。横臂7的钩头9穿过纵杆14上设有的开口槽16钩住纵杆14，形成挡板6的锁定状态，使橡胶囊无法弹出。开口槽16的长度大于纵杆14的最大行程，滑动支架的横杆13的中部设有磁吸附件17，所述智能手机上设有用于吸引磁吸附件17使滑动支架对压缩弹簧15施压的电磁线圈18，各电磁线圈18均与CPU电连接，当压缩弹簧15处于最大变形量时，横臂7的钩头9脱离纵杆14的束缚，可以在开口槽16的空间内运动，形成挡板6的解锁状态，使橡胶囊可以自动弹出。本实施例中，所述滑动支架的两横杆13的中部分别设有磁吸附件17，所述手机上设有两个电磁线圈18与两磁吸附件17对应，吸引效果更好。

在手机掉落的过程中，手机自动检测处于自由落体环境，并且避免误操作而需要判断四周是否人或者物在持有手机。如果无此现象，则开启保护装置，弹出橡胶囊，在手机落地之前保护手机的四角，并通过减缓手机落地时的冲击保护手机屏幕及自身其他部件免受损坏，并且通过读取手机加速传感器的数值，在检测到平稳落地后自动收回橡胶囊，使手机回复原样。

智能手机的自身保护装置的具体工作过程如下：

首先，所述装置内部在没有检测到危险时，本装置常态为待机状态，挡板处于闭合锁定状态，由微型气泵在CPU控制下与电源正接，向橡胶囊内部自动充气，当压力传感器检测到橡胶囊内部气压达到弹出所需要的气压时，微型气泵在CPU控制下自动关闭，充气停止。挡板因为有钩头钩住滑动支架的纵杆而不能被具有足够气压的橡胶囊弹出。

手机如果遇到掉落的状态时，即手机CPU读取加速传感器检测到一定的加速度，本实施例中，该加速度的值取0.6至0.8倍重力加速度。CPU通过电信号控制三个距离传感器工作，判断四周是否有手持握手机，或手机处于某物体的保护中，若没有则启动电磁线圈。电磁线圈吸引滑动支架运动，从而使钩头脱离滑动支架的束缚，形成挡板处于解锁状态，在橡胶囊压力的作用下四个挡板弹开，橡胶囊内部气体膨胀，从而保护手机四角。

当手机落地后，加速度传感器感知加速度为0时开始，5秒钟之后CPU控制微型气泵与电源反接，使得微型气泵向外排气，橡胶囊向内收缩到四个挡板复位。电磁线圈在CPU控制下停止通电，压缩弹簧自动复位，推动滑动支架向原位置运动复位，挡板复位时钩头将再次钩住滑动支架的纵杆，形成锁定状态。微型气泵反接放气后，当压力传感器检测不到橡胶囊压力时，微型气泵在CPU控制下于电源正接，从而向橡胶囊空间内部充气。当压力传感器检测到橡胶囊内部气压达到弹出所需要的气压时，微型气泵在CPU控制下自动关闭，充气停止，进入待机状态，等待下一次工作。

本发明不仅仅局限于上述实施例，参见图1至图3，所述智能手机上还设有四个点动开关19，各点动开关19分别位于常态下四个钩头所在的位置，用于控制对应的微型气泵正反转，各点动开关均与CPU以及对应的微型气泵电连接。在橡胶囊回收阶段，微型气泵11反向旋转抽出橡胶囊内气体，使得橡胶囊收缩带动钩头9使其逐渐恢复原位，当橡胶囊收缩到原位置后触及点动开关19，激活点动开关19从而使得微型气泵11正向旋转，由抽气状态改变为充气状态，向橡胶囊内部充气，本结构使微型气泵11的反应速度更快，防止微型气泵11过度抽气，造成微型气泵11或橡胶囊损坏。本实施例的其他技术特征与上一个实施例相同。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (6)

1.一种智能手机的自身保护装置，包括智能手机，所述智能手机具有框架、CPU、第一距离感应器、加速度传感器，所述第一距离感应器、加速度传感器均与CPU电连接，其特征在于：所述框架包括两相互平行的纵梁，以及固定在两纵梁两端的两相互平行的横梁，所述横梁的两端分别延伸过两纵梁，各纵梁的外侧分别设有一平行于纵梁的外梁，各外梁分别通过两个安装板与对应侧的纵梁固定连接，所述横梁的两端分别位于两外梁的延长线上，各外梁的两端分别铰接一挡板，常态下，各挡板分别挡住对应的外梁与横梁之间的开口，形成矩形外轮廓的框架；

所述挡板上设有向挡板内侧延伸的横臂，横臂向挡板内侧方向穿过纵梁上设有的通过孔，横臂穿过纵梁的端头为一钩头，各挡板与对应的安装板、横梁、纵梁围成的空间为气囊空间，各气囊空间内分别设置橡胶囊，所述橡胶囊呈条状，其两端均固定在对应的安装板上，且绕过对应的横臂，各安装板上设置用于对橡胶囊充气、排气的微型气泵，各微型气泵均与CPU电连接，各气囊空间内分别设有用于检测对应橡胶囊压力的压力传感器，各压力传感器分别安装在对应的纵梁上，且均与CPU电连接；

还包括一呈井字形的滑动支架，滑动支架的两横杆嵌入两纵梁上设有的导向槽内形成滑动配合，滑动支架的两纵杆平行于纵梁，常态下，两纵杆的一端与一横梁接触，另一端通过压缩弹簧与另一横梁连接，横臂的钩头穿过纵杆上设有的开口槽钩住纵杆，形成锁定状态，开口槽的长度大于纵杆的最大行程，滑动支架的横杆的中部设有磁吸附件，所述智能手机上设有用于吸引磁吸附件使滑动支架对压缩弹簧施压的电磁线圈，各电磁线圈均与CPU电连接，当压缩弹簧处于最大变形量时，横臂的钩头脱离纵杆，形成解锁状态。

2.根据权利要求1所述的智能手机的自身保护装置，其特征在于：所述滑动支架的两横杆的两端为横杆的小径段，各横杆的两小径段分别穿过两纵杆并通过螺母锁定，形成可以拆卸式滑动支架。

3.根据权利要求1所述的智能手机的自身保护装置，其特征在于：所述两纵梁的外侧分别安装第二距离感应器，各第二距离感应器均与CPU电连接。

4.根据权利要求1所述的智能手机的自身保护装置，其特征在于：所述压缩弹簧的一端套在纵杆上，且限位于纵杆上设有的限位阶梯，压缩弹簧的另一端与对应的横梁接触。

5.根据权利要求1所述的智能手机的自身保护装置，其特征在于：所述纵梁上的通过孔位于对应横臂的转动半径以内。

6.根据权利要求1所述的智能手机的自身保护装置，其特征在于：所述滑动支架的两横杆的中部分别设有磁吸附件，所述智能手机上设有两个电磁线圈与两磁吸附件对应。