CN104917272B - 佩戴式电子设备 - Google Patents

佩戴式电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN104917272B
CN104917272B CN201510249297.XA CN201510249297A CN104917272B CN 104917272 B CN104917272 B CN 104917272B CN 201510249297 A CN201510249297 A CN 201510249297A CN 104917272 B CN104917272 B CN 104917272B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
type semiconductor
conducting plate
electricity conversion
fixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510249297.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104917272A (zh
Inventor
胡凌霄
张文浩
刘友会
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Hefei BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Hefei BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd, Hefei BOE Optoelectronics Technology Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Priority to CN201510249297.XA priority Critical patent/CN104917272B/zh
Publication of CN104917272A publication Critical patent/CN104917272A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104917272B publication Critical patent/CN104917272B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L35/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. exhibiting Seebeck or Peltier effect with or without other thermoelectric effects or thermomagnetic effects; Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L35/02Details
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04GELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G21/00Input or output devices integrated in time-pieces
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 – G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/163Wearable computers, e.g. on a belt
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 – G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1635Details related to the integration of battery packs and other power supplies such as fuel cells or integrated AC adapter
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 – G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/26Power supply means, e.g. regulation thereof
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L35/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. exhibiting Seebeck or Peltier effect with or without other thermoelectric effects or thermomagnetic effects; Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L35/12Selection of the material for the legs of the junction
    • H01L35/14Selection of the material for the legs of the junction using inorganic compositions
    • H01L35/16Selection of the material for the legs of the junction using inorganic compositions comprising tellurium or selenium or sulfur
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L35/00Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. exhibiting Seebeck or Peltier effect with or without other thermoelectric effects or thermomagnetic effects; Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L35/28Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. exhibiting Seebeck or Peltier effect with or without other thermoelectric effects or thermomagnetic effects; Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof operating with Peltier or Seebeck effect only
    • H01L35/32Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. exhibiting Seebeck or Peltier effect with or without other thermoelectric effects or thermomagnetic effects; Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof operating with Peltier or Seebeck effect only characterised by the structure or configuration of the cell or thermocouple forming the device including details about housing, insulation, geometry or module
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/32Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from a charging set comprising a non-electric prime mover rotating at constant speed
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 – G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1637Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B40/00Technologies aiming at improving the efficiency of home appliances, e.g. induction cooking or efficient technologies for refrigerators, freezers or dish washers

Abstract

本发明提供一种佩戴式电子设备,所述佩戴式电子设备包括显示部和与所述显示部相连的固定部,所述固定部用于将所述佩戴式电子设备固定在佩戴者身上,所述显示部包括显示屏,其中,所述固定部上设置有热电转换模块,所述热电转换模块与外界绝缘隔离,所述热电转换模块能够将佩戴者的人体与外部环境之间的温差转换为供所述佩戴式电子设备运行的电能。所述佩戴式电子设备具有较强的续航能力。

Description

佩戴式电子设备
技术领域
[0001] 本发明涉及电子设备领域,具体地,涉及一种佩戴式电子设备。
背景技术
[0002] 目前,市场上供消费者选择的电子设备的种类日趋繁多。例如,通信类的电子设备 就有手机和平板电脑等。为了符合消费者对电子设备小型化的需求,已经发展出了佩戴式 电子设备,例如,智能手表。
[0003] 但是,由于佩戴式电子设备体积较小,因此不能在佩戴式电子设备中设置容量较 大的电池,使得佩戴式电子设备续航能力较差,需要频繁充电。
[0004] 因此,如何提高佩戴式电子设备的续航能力成为本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种佩戴式电子设备,在使用该佩戴式电子设备时,无需 对其进行频繁充电。
[0006] 为了实现上述目的,本发明提供一种佩戴式电子设备,所述佩戴式电子设备包括 显示部和与所述显示部相连的固定部,所述固定部用于将所述佩戴式电子设备固定在佩戴 者身上,所述显示部包括显示屏,其中,所述固定部上设置有热电转换模块,所述热电转换 模块与外界绝缘隔离,所述热电转换模块能够将佩戴者的人体与外部环境之间的温差转换 为供所述佩戴式电子设备运行的电能。
[0007] 优选地,所述显示部还包括蓄电池,所述蓄电池的输入端与所述热电转换模块的 输出端相连,以存储所述热电转换模块产生的电能,所述蓄电池的输出端与所述显示屏的 电源输入端相连。
[0008] 优选地,所述热电转换模块包括多个热电转换子模块,多个所述热电转换子模块 互相串联。
[0009] 优选地,多个所述热电转换子模块中的一部分以佩戴者的人体为热源,以该热电 转换子模块所处的外部环境为冷源,其余所述热电转换子模块以该热电转换子模块所处的 外部环境为热源,以佩戴者的人体为冷源。
[0010] 优选地,以所处的外部环境为热源的所述热电转换子模块的朝向所述外部环境一 侧的表面上设置有吸热材料层;和/或,以人体为热源的所述热电转换子模块上用于与人体 贴合的表面上设置有所述吸热材料层。
[0011] 优选地,所述显示部和所述固定部形成封闭的环形。
[0012] 优选地,所述固定部包括多个固定块,相邻的所述固定块互相铰接,每个所述固定 块上设置有一个所述热电转换子模块。
[0013] 优选地,所述热电转换子模块包括至少一个热电转换单元,所述热电转换单元包 括P型半导体、N型半导体、第一电极板和两个第二电极板,所述第一电极板位于所述热电转 换单元的一侧,所述P型半导体和所述N型半导体均固定在所述第一电极板上,所述P型半导 体远离所述第一电极板的一端设置有一个所述第二电极板,所述N型半导体远离所述第一 电极板的一端设置有另一个所述第二电极板,所述P型半导体和所述N型半导体均为热电材 料,且所述P型半导体和所述N型半导体的赛贝克系数不同。
[0014]优选地,所述固定块包括绝缘的第一导热板和绝缘的第二导热板,所述第一电极 板固定在所述第一导热板上,所述第二电极板固定在所述第二导热板上。
[0015]优选地,所述第一导热板和/或第二导热板由陶瓷材料制成。优选地,所述P型半导 体包括P掺杂的Bi2Te3,所述N型半导体包括N掺杂的Bi2Te3。
[0016] 优选地,所述P型半导体中的掺杂元素为Sb,所述N型半导体中的掺杂元素为Se。
[0017]优选地,在同一个所述固定块上包括多个所述热电转换单元,一个所述热电转换 单元的N型半导体与和该热电转换单元相邻的热电转换单元的P型半导体相邻,相邻两个所 述热电转换单元的第二电极板形成为一体。
[0018]优选地,所述热电转换子模块包括引出端和引入端,所述引出端与所述热电转换 模块的一个端部的热电转换单元的P型半导体的第二电极相连,所述引入端与所述热电转 换模块的另一个端部的热电转换单元的N型半导体的第二电极相连,电流从所述引入端流 入所述热电转换子模块,电流从所述引出端流出。
[0019] 优选地,在所述固定部中:
[0020] 在相邻两个所述固定块中,一个所述固定块中的热电转换子模块的引出端对应的 第二电极设置在所述第一导热板和所述第二导热板中用于与人体接触的一者上,另一个所 述固定块中的热电转换子模块的引入端对应的第二电极设置在所述第一导热板和所述第 二导热板中用于与外部环境接触的一者上;或者
[0021] 所有的所述热电转换子模块的引出端对应的第二电极均设置在所述第一导热板 和所述第二导热板中用于与人体接触的一者上;或者
[0022] 所有的所述热电转换子模块的引出端对应的第二电极均设置在所述第一导热板 和所述第二导热板中用于与外部环境接触的一者上;或者
[0023] 所述固定部被划分为两部分,一部分所述固定部中热电转换子模块的引入端对应 的第二电极设置在所述第一导热板和所述第二导热板中用于与人体接触的一者上,另一部 分所述固定部中的热电转换子模块的引入端对应的第二电极设置在所述第一导热板和所 述第二导热板中用于与外部环境接触的一者上。
[0024]优选地,所述热电转换模块的输出端包括与位于所述固定部的与所述显示部相连 的一端的P型半导体相连的正极端子和与位于所述固定部的与所述显示部相连的一端的N 型半导体相连的负极端子。
[0025] 优选地,所述热电转换子模块一端的第二电极板为该热电转换子模块的输入端, 所述热电转换子模块另一端的第二电极板为该热电转换子模块的输出端;或者 [0026] 所述固定部被划分为两部分,在所述固定部的一部分中,所述热电转换子模块一 端的第一电极板为该热电转换子模块的输入端,所述热电转换子模块的另一端的第一电极 板为该热电转换子模块的输出端,在所述固定部的另一部分中,所述热电转换子模块一端 的第二电极板为该热电转换子模块的输入端,所述热电转换子模块的另一端的第二电极板 为该热电转换子模块的输出端。
[0027]优选地,所述固定块包括导热保护层,所述导热保护层设置在所述第一导热板背 离所述第二导热板的表面上,和/或,所述导热保护层设置在所述第二导热板背离所述第一 导热板的表面上。
[0028]优选地,所述第一导热板和所述第二导热板上均设置有所述导热保护层,相邻两 个所述固定块中,设置在所述第一导热板上的所述导热保护层互相铰接,和/或,相邻两个 所述固定块中,设置在所述第二导热板上的所述导热保护层互相铰接。
[0029]只要热电转换模块内部存在温差,热电转换模块即可产生电能,该电能用于驱动 显示部进行显示。因此,在使用本发明所提供的佩戴式电子设备时,无需利用外部电源对其 进行充电,从而可以提高佩戴式电子设备的续航能力。
附图说明
[0030] 附图是用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具 体实施方式一起用于解释本发明,但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0031] 图1是本发明所提供的佩戴式电子设备的佩戴状态示意图;
[0032] 图2是图1中所示的佩戴式电子设备的展开状态示意图;
[0033]图3是热电转换单元的结构示意图;
[0034]图4是本发明所提供的佩戴式电子设备的第一种实施方式的示意图;
[0035]图5是固定块的示意图,该固定块中并未设置热电转换子模块;
[0036]图6是本发明所提供的佩戴式电子设备的第二种实施方式的示意图;
[0037]图7是本发明所提供的佩戴式电子设备中热电转换模块的立体示意图。
[0038] 附图标记说明
[0039] 100:显示部 110:显示屏
[0040] 120:蓄电池 200:固定部
[0041] 210:固定块 211:第一导热板
[0042] 212:第二导热板 213:导热保护层
[0043] 214:吸热材料层 300:热电转换模块
[0044] 310:热电转换子模块 310a:热电转换单元
[0045] 311:P型半导体 312:N型半导体
[0046] 313:第一电极板 314:第二电极板
[0047] 400:正极端子 500:负极端子
[0048] 213a:铰接凸起部 213b:第一铰接孔
[0049] 213c:第二铰接孔
具体实施方式
[0050]以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描 述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
[0051]如图1和图2所示,本发明提供一种佩戴式电子设备,所述佩戴式电子设备包括显 示部100和与该显示部100相连的固定部2〇0。该固定部200用于将所述佩戴式电子设备固定 在佩戴者身上,显示部100包括显示屏110,其中,固定部2〇〇上设置有热电转换模块300,该 热电转换模块300与外界绝缘隔离,并且该热电转换模块3〇〇能够将佩戴者的人体与外部环 境之间的温差转换为供所述佩戴式电子设备运行的电能。
[0052] 此处,热电转换模块300与外界绝缘隔离设置的目的是防止热电转换模块300在工 作的时候发生漏电。
[0053]只要佩戴者的人体与外部环境之间存在温差,热电转换模块300即可产生电能,该 电能用于驱动显示部100进行显示。因此,在使用本发明所提供的佩戴式电子设备时,无需 利用外部电源对其进行充电,从而可以提高佩戴式电子设备的续航能力。
[0054]当佩戴者佩戴所述佩戴式电子设备时,固定部的一侧表面与人体接触,另一侧表 面暴露在环境中,此处的“温差”是因佩戴者的体温和环境温度之间的温差产生的,热电转 换模块300可以充分利用环境温度,从而可以降低佩戴式电子设备的使用成本,并且可以节 约能源。
[0055]为了充分利用热电转换模块300所产生的电能,优选地,显示部100还可以包括蓄 电池120,该蓄电池120的输入端与热电转换模块300的输出端相连,以存储热电转换模块 300产生的电能,蓄电池120的输出端与显示屏110的电源输入端相连。
[0056]蓄电池120可以将电能转换为化学能,从而可以将热电转换模块300产生的电能进 行存储。
[0057]当然,所述佩戴式电子设备也可以不包括蓄电池,而是包括整流装置。该整流装置 能够将热电转换模块产生的电流转换为供显示部运行的稳定电流。
[0058]为了提高发电量,优选地,热电转换模块300可以包括多个热电转换子模块310,该 多个热电转换子模块310互相串联。所有热电转换子模块310利用自身温差产生的电能均能 够输送至蓄电池120中进行存储。
[0059]作为本发明的一种优选实施方式,多个热电转换子模块310中的一部分以佩戴者 的人体为热源,以该热电转换子模块310所处的外部环境为冷源,其余热电转换子模块310 以该热电转换子模块310所处的外部环境为热源,以佩戴者的人体为冷源。当人体温度高于 外部环境温度时,以佩戴者的人体为热源,以外部环境为冷源的热电转换子模块310产生电 B巨;当人体温度低于外部环境温度时,以佩戴者的人体为冷源、以外部环境为热源的热电转 换子模块310产生电能。如图2所示,虚线框所示的热电转换子模块31〇以佩戴者的人体为热 源,实线框所示的热电转换子模块310以外部环境为热源。这种设置确保任何温度下均能产 生电能。
[0060]在图2中,以人体为热源的热电转换子模块310和以外部环境为热源的热电转换子 模块是交替设置的,但是,本发明并不限于此。
[0061]此处,先不对各个热电转换子模块的具体设置方式进行描述,下文中将结合具体 的实施方式对其进行描述。
[0062]为了确保以外部环境为热源的热电转换子模块31〇能够充分利用外部环境中的热 量,优选地,以外部环境为热源的所述热电转换子模块的朝向环境一侧的表面上设置有吸 热材料层214 (如图6所示)。或者,可以在以人体为热源的热电转换子模块上用于与人体贴 合的表面上设置所述吸热材料层。当然,还可以在以外部环境为热源的热电转换子模块以 及以人体为热源的热电转换子模块上都设置吸热材料层。吸热材料层应当具有良好的导热 性,从而可以更好的吸收热量。因此,吸热材料层的比热应当小于制成固定部的材料的比 热。作为本发明的一种具体实施方式,吸热材料层214的材料可以是电镀金属涂层。
[0063]在本发明中,对佩戴式电子设备的具体类型并不做限定,例如,所述佩戴式电子设 备可以是智能手表。如图1所示,显示部100既具有通信功能,又具有显示时间的功能。在这 种情况中,如图1所示,显示部100和固定部200可以形成封闭的环形,从而可以将佩戴式电 子设备固定在佩戴者的手腕上。
[00M]在本发明中,对固定部200的具体形状并没有特殊的要求,只要能够承载热电转换 模块300、并且能够与显示部100形成封闭的环状即可。在本发明中,固定部200可以形成为 链状。在这种实施方式中,所述固定部200包括多个固定块210,相邻的固定块210互相铰接, 相应地,每个固定块210上可以设置一个热电转换子模块310。
[0065] 在本发明中,对如何将热电转换子模块310设置在固定块210上并不做限定,例如, 可以在固定块210中设置空腔,然后将热电转换子模块310设置在该空腔中。多个热电转换 子模块310串联后,各个热电转换子模块310产生的电能均能够输送至蓄电池120中。
[0066] 作为本发明的一种优选实施方式,如图3所示,热电转换子模块310可以包括至少 一个热电转换单元310a。热电转换单元310a包括P型半导体311、N型半导体312、第一电极板 313和两个第二电极板314。第一电极板313位于热电转换单元310a的一侧,P型半导体311和 N型半导体312均固定在第一电极板313上,P型半导体311远离第一电极板313的一端设置有 一个第二电极板314,N型半导体312远离第一电极板313的一端设置有另一个第二电极板 314。并且,P型半导体311和N型半导体312均为热电材料,P型半导体311和N型半导体312的 赛贝克(Seeback)系数不同。
[0067]根据赛贝克效应,不同的金属导体(或半导体)具有不同的自由电子密度(或载流 子密度),当两种不同的金属导体(或半导体)接触时,接触面上的电子(或载流子)就会由高 浓度向低浓度扩散。而电子(或载流子)的扩散速率与接触区的温度层正比,只要维持两种 金属导体(或半导体)件的温差,就能使电子持续扩散,并在两个金属导体(或半导体)的互 相不接触的两个端形成稳定的电压。
[0068] 在本发明中,P型半导体311的一端和N型半导体312的一端通过第一电极板313相 接触,另一端分别与两个不同的第二电极板314相接触,由于P型半导体311和N型半导体312 的赛贝克系数不同,因此,当第一电极板313与第二电极板314之间存在温差时,热电转换单 元310a中就会有电流产生,在与P型半导体311相连的第二电极板314以及与N型半导体312 相连的第二电极板314之间形成电动差,其中,与P型半导体311相连的第二电极板314形成 为正极,与N型半导体312相连的第二电极板314形成为负极。
[0069]在热电转换单元310a中,通常是第一电极板313与热源邻接,而第二电极板314与 冷源邻接,从而使得第一电极板313和第二电极板之间形成温差,进而产生电流。
[0070]为了使得热电转换模块3〇〇与外界绝缘隔离,在本发明中,第一电极板313及第二 电极板314应当与外界绝缘隔离。
[0071]为了便于收集热量,优选地,固定块210可以包括绝缘的第一导热板211和绝缘的 第二导热板212,如图4和图6中所示,第一电极板:313固定在第一导热板211上,第二电极板 314固定在第二导热板212上。
[0072]为了避免导热板受到损伤,优选地,所述固定块包括导热保护层213。可以在第一 导热板211背离第二导热板212的表面(S卩,图4和图6中的上表面)上设置导热保护层213,也 可以在第二导热板212背离第一导热板211的表面(即,图4和图6中的下表面)上设置导热保 护层213。当然,可以在第一导热板和第二导热板的一者上设置导热保护层,也可以在二者 上都设置导热保护层。顾名思义,导热保护层213不仅可以导热,而且可以保护设置该导热 保护层的第一导热板或第二导热板免受损伤。
[0073]如图5所示,在本发明中,优选的固定块210包括第一导热板211、设置在第一导热 板211上的导热保护层213、第二导热板212、设置在第二导热板上的导热保护层213。
[0074]如上文中所述,相邻两个固定块可以互相铰接,以形成链状的固定部,从而使得固 定部的表面更容易与佩戴者的手腕相接触,从而更容易吸收人体的热量。为了实现固定块 的铰接,优选地,相邻两个所述固定块中,设置在所述第一导热板上的所述导热保护层互相 铰接,和/或,相邻两个所述固定块中,设置在所述第二导热板上的所述导热保护层互相铰 接。
[0075]在图5中所示的实施方式中,每个导热保护层213上都设置了用于铰接的结构。具 体地,导热保护层213的一端(图5中的左端)设置了铰接凸起部213a,铰接凸起部上设置有 第一铰接孔213b,导热保护层的另一端(图5中的右端)设置有第二铰接孔213c。在铰接时, 一个固定块中的导热保护层的铰接凸起部21:3a中的第一铰接孔21¾与相邻的固定块中的 导热保护层的第二铰接孔对齐,然后在对齐的第一铰接孔和第二铰接孔中设置枢转轴,从 而可以将相邻的两个固定块铰接在一起。
[0076]在佩戴所述佩戴式电子设备时,第二导热板212与佩戴者的手腕相贴合,从而将人 体的体温传导至热电转换单元310的P型半导体311和N型半导体312的一侧,第一导热板211 暴露于空气中,从而将环境温度传导至热电转换单元310a的P型半导体311和N型半导体312 的另一侧。由于热电转换单元310a的一侧与热电转换单元310a的另一侧之间存在温差,因 此,热电转换单元310a能够产生电能,并将产生的电能输送至蓄电池12〇中进行存储,以驱 动显示屏110进行显示。
[0077]在本发明中,对P型半导体和N型半导体的具体材料没有特殊的规定,只要是工作 温度范围在25 °C〜100 °C之间的热电材料即可。作为本发明的一种具体实施方式,p型半导 体311包括?掺杂的8丨2了63,1^型半导体312包括_参杂的1^2丁63。
[0078] 优选地,P型半导体311中的掺杂元素为Sb,N型半导体312中的掺杂元素为Se。
[0079] 在本发明中,对第一导热板211以及第二导热板212的具体材料也不做限定,只要 具有良好的导热性并且绝缘即可。例如,第一导热板211或者第二导热板212可以为陶瓷材 料,或者第一导热板211和第二导热板2丨2均由陶瓷材料制成。优选地,所述陶瓷材料可以为 Al2〇3陶瓷。
[00S0] ^口图4和6中所示,在同一个所述固定块上可以包括多个所述热电转换单元。如图4 和6中所示,为了便于制造,优选地,一个热电转换单元310a的n型半导体与另—个热电转换 单元310a的P型半导体相邻,一个热电转换单元310a的第二电极板与另一个转换子模块 310a的第二电极板形成为一体,从而将一个固定块上的多个热电转换单元31〇a串联在一 起。
[0081]为了便于连接,优选地,热电转换子模块可以包括引出端和引入端,所述引出端与 所述热电转换模块的一个端部的热电转换单元的P型半导体的第二电极相连,所述引入端 与所述热电转换模块的另一个端部的热电转换单元的N型半导体的第二电极相连,电流从 所述引入端流入所述热电转换子模块,电流从所述引出端流出。
[0082]如上文中所述,在一个热电转换单元中,包括两个第二电极和一个第一电极。如图 4中所不,热电转换子模块310的最左端的热电转换单元3i〇a中,p型半导体的上端设置的电 极板与该P型半导体左侧的N型半导体共用,而P型半导体下端的电极板是一个独立的电极 板,因此,该独立的电极板为热电转换子模块310的最左端的热电转换单元31〇a的第二电极 板。在一个热电转换单兀中,与第一电极板相邻的是冷源。可以看出,在图4中所示佩戴式电 子设备中,下表面是用于与人体接触的,也就是说,在图4中所示的佩戴式电子设备中,是以 外部环境为热源、以人体为冷源的。
[0083]当然,本发明并不限于此。例如,在图6中所示的实施方式中,左侧的固定部是以人 体为冷源、以外部环境为热源的,而右侧的固定部则是以人体为热源、以外部环境为冷源 的。 ’、
[0084]具体地,各个固定块中的热电转换子模块的设置方式可以包括以下几种情况: [0085]桌一'种情况是,在所述固定部中,在相邻两个所述固定块中,—个所述固定块中的 热电转换子模块的引出端对应的第二电极设置在所述第一导热板和所述第二导热板中用 于与人体接触的一者上,另一个所述固定块中的热电转换子模块的引入端对应的第二电极 设置在所述第一导热板和所述第二导热板中用于与外部环境接触的一者上。这种实施方式 可以实现以外部环境为热源的热电转换子模块和以人体为热源的热电转换子模块交替设 置。
[0086]第二中情况为,在所述固定部中,所有的所述热电转换子模块的引出端对应的第 二电极均设置在所述第一导热板和所述第二导热板中用于与人体接触的一者上。相应地, 所有的所述热电转换子模块的引入端对应的第二电极均设置在所述第一导热板和所述第 二导热板中用于与人体接触的一者上。这种情况便是图4中所示的情况,所有的热电转换子 模块均以人体为冷源,以外部环境为热源。
[0087]第三种情况为,所有的所述热电转换子模块的引出端对应的第二电极均设置在所 述第一导热板和所述第二导热板中用于与外部环境接触的一者上。相应地,所有的所述热 电转换子模块的引入端对应的第二电极也均设置在所述第一导热板和所述第二导热板中 用于与外部环境接触的一者上。这种情况是,所有的热电转换子模块均以人体为热源、以外 部环境为冷源。
[0088] 第四种情况为,所述固定部被划分为两部分,一部分所述固定部中热电转换子模 块的引入端对应的第二电极设置在所述第一导热板和所述第二导热板中用于与人体接触 的一者上,相应地,一部分所述固定部中热电转换子模块的引出端对应的第二电极设置在 所述第一导热板和所述第二导热板中用于与人体接触的一者上。另一部分所述固定部中的 热电转换子模块的引入端对应的第二电极设置在所述第一导热板和所述第二导热板中用 于与外部环境接触的一者上,相应地,另一部分所述固定部中的热电转换子模块的引出端 对应的第二电极设置在所述第一导热板和所述第二导热板中用于与外部环境接触的一者 上。这种情况为,一部分热电转化子模块以人体为热源、以外部环境为冷源,另一部分热电 转换子模块以外部环境为热源、以人体为冷源。这种情况是图5和图6中所示的情况。
[0089] 为了便于将热电转换模块产生的电能输送至蓄电池中,优选地,如图7中所示,热 电转换模块的输出端包括与位于所述固定部的与显示部相连的端部的P型半导体相连的正 极端子400和与位于所述固定部的与显示部相连的端部的所述N型半导体相连的负极端子 伙悮厌的止极端子与蓄电池的正极相连,热电转换模块的负极端子与蓄电池 负极相连。
[0090]可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施 方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精 神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1. 一种佩戴式电子设备,所述佩戴式电子设备包括显示部和与所述显示部相连的固定 部,所述固定部用于将所述佩戴式电子设备固定在佩戴者身上,所述显示部包括显示屏,其 特征在于,所述固定部上设置有热电转换模块,所述热电转换模块与外界绝缘隔离,所述热 电转换模块能够将佩戴者的人体与外部环境之间的温差转换为供所述佩戴式电子设备运 行的电能,所述热电转换模块包括多个热电转换子模块,多个所述热电转换子模块互相串 联,所述显示部和所述固定部形成封闭的环形,所述固定部包括多个固定块,相邻的所述固 定块互相铰接,每个所述固定块上设置有一个所述热电转换子模块,沿所述显示部和所述 固定部形成的封闭环形的周向方向上,多个所述热电转换子模块中的一部分以佩戴者的人 体为热源,以该热电转换子模块所处的外部环境为冷源,其余所述热电转换子模块以该热 电转换子模块所处的外部环境为热源,以佩戴者的人体为冷源。
2.根据权利要求1所述的佩戴式电子设备,其特征在于,所述显示部还包括蓄电池,所 述蓄电池的输入端与所述热电转换模块的输出端相连,以存储所述热电转换模块产生的电 能,所述蓄电池的输出端与所述显示屏的电源输入端相连。
3. 根据权利要求1所述的佩戴式电子设备,其特征在于,以所处外部环境为热源的所述 热电转换子模块的朝向所述外部环境一侧的表面上设置有吸热材料层;和/或,以人体为热 源的所述热电转换子模块上用于与人体贴合的表面上设置有所述吸热材料层。
4. 根据权利要求1所述的佩戴式电子设备,其特征在于,所述热电转换子模块包括至少 一个热电转换单元,所述热电转换单元包括P型半导体、N型半导体、第一电极板和两个第二 电极板,所述第一电极板位于所述热电转换单元的一侧,所述P型半导体和所述N型半导体 均固定在所述第一电极板上,所述P型半导体远离所述第一电极板的一端设置有一个所述 第二电极板,所述N型半导体远离所述第一电极板的一端设置有另一个所述第二电极板,所 述P型半导体和所述N型半导体均为热电材料,且所述P型半导体和所述N型半导体的赛贝克 系数不同。
5. 根据权利要求4所述的佩戴式电子设备,其特征在于,所述固定块包括绝缘的第一导 热板和绝缘的第二导热板,所述第一电极板固定在所述第一导热板上,所述第二电极板固 定在所述第二导热板上。
6. 根据权利要求5所述的佩戴式电子设备,其特征在于,所述第一导热板和/或第二导 热板由陶瓷材料制成。
7. 根据权利要求4所述的佩戴式电子设备,其特征在于,所述P型半导体包括P掺杂的 Bi2Te3,所述N型半导体包括N掺杂的Bi2Te3。
8. 根据权利要求7所述的佩戴式电子设备,其特征在于,所述P型半导体中的掺杂元素 为Sb,所述N型半导体中的掺杂元素为Se。
9. 根据权利要求4至8中任意一项所述的佩戴式电子设备,其特征在于,在同一个所述 固定块上包括多个所述热电转换单元,一个所述热电转换单元的N型半导体与和该热电转 换单元相邻的热电转换单元的P型半导体相邻,相邻两个所述热电转换单元的第二电极板 形成为一体。
10. 根据权利要求9所述的佩戴式电子设备,其特征在于,所述热电转换子模块包括引 出端和引入端,所述引出端与所述热电转换模块的一个端部的热电转换单元的P型半导体 的第二电极相连,所述引入端与所述热电转换模块的另一个端部的热电转换单元的N型半 导体的第二电极相连,电流从所述引入端流入所述热电转换子模块,电流从所述引出端流 出。
11.根据权利要求5或6所述的佩戴式电子设备,其特征在于,在同一个所述固定块上包 括多个所述热电转换单元,一个所述热电转换单元的N型半导体与和该热电转换单元相邻 的热电转换单元的P型半导体相邻,相邻两个所述热电转换单元的第二电极板形成为一体, 所述热电转换子模块包括引出端和引入端,所述引出端与所述热电转换模块的一个端部的 热电转换单元的P型半导体的第二电极相连,所述引入端与所述热电转换模块的另一个端 部的热电转换单元的N型半导体的第二电极相连,电流从所述引入端流入所述热电转换子 模块,电流从所述引出端流出,在所述固定部中: 在相邻两个所述固定块中,一个所述固定块中的热电转换子模块的引出端对应的第二 电极设置在所述第一导热板和所述第二导热板中用于与人体接触的一者上,另一个所述固 定块中的热电转换子模块的引入端对应的第二电极设置在所述第一导热板和所述第二导 热板中用于与外部环境接触的一者上;或者 所有的所述热电转换子模块的引出端对应的第二电极均设置在所述第一导热板和所 述第二导热板中用于与人体接触的一者上;或者 所有的所述热电转换子模块的引出端对应的第二电极均设置在所述第一导热板和所 述第二导热板中用于与外部环境接触的一者上;或者 所述固定部被划分为两部分,一部分所述固定部中热电转换子模块的引入端对应的第 二电极设置在所述第一导热板和所述第二导热板中用于与人体接触的一者上,另一部分所 述固定部中的热电转换子模块的引入端对应的第二电极设置在所述第一导热板和所述第 二导热板中用于与外部环境接触的一者上。
12. 根据权利要求4至8中任意一项所述的佩戴式电子设备,其特征在于,所述热电转换 模块的输出端包括与位于所述固定部的与所述显示部相连的一端的P型半导体相连的正极 端子和与位于所述固定部的与所述显示部相连的一端的N型半导体相连的负极端子。
13. 根据权利要求5或6所述的佩戴式电子设备,其特征在于,所述固定块包括导热保护 层,所述导热保护层设置在所述第一导热板背离所述第二导热板的表面上,和/或,所述导 热保护层设置在所述第二导热板背离所述第一导热板的表面上。
14. 根据权利要求13所述的佩戴式电子设备,其特征在于,所述第一导热板和所述第二 导热板上均设置有所述导热保护层,相邻两个所述固定块中,设置在所述第一导热板上的 所述导热保护层互相铰接,和/或,相邻两个所述固定块中,设置在所述第二导热板上的所 述导热保护层互相铰接。
CN201510249297.XA 2015-05-15 2015-05-15 佩戴式电子设备 Active CN104917272B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510249297.XA CN104917272B (zh) 2015-05-15 2015-05-15 佩戴式电子设备

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510249297.XA CN104917272B (zh) 2015-05-15 2015-05-15 佩戴式电子设备
PCT/CN2015/093599 WO2016184041A1 (zh) 2015-05-15 2015-11-02 佩戴式电子设备
US15/025,395 US10319894B2 (en) 2015-05-15 2015-11-02 Wearable electronic device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104917272A CN104917272A (zh) 2015-09-16
CN104917272B true CN104917272B (zh) 2017-11-10

Family

ID=54086087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510249297.XA Active CN104917272B (zh) 2015-05-15 2015-05-15 佩戴式电子设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10319894B2 (zh)
CN (1) CN104917272B (zh)
WO (1) WO2016184041A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150241912A1 (en) * 2014-02-21 2015-08-27 Farshad Farjami Wristband Accessories For A Wearable Computer
CN106712263A (zh) * 2016-11-14 2017-05-24 深圳市元征软件开发有限公司 一种供电方法及可穿戴设备

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2967411B2 (ja) * 1998-02-27 1999-10-25 セイコーインスツルメンツ株式会社 発電装置及びその発電装置を使用してなる電子時計
JP4003110B2 (ja) * 2000-01-17 2007-11-07 アイシン精機株式会社 熱電デバイス
US6570362B1 (en) * 2000-08-22 2003-05-27 Motorola, Inc. Portable electronic device with enhanced battery life and cooling
JP4276047B2 (ja) 2003-10-31 2009-06-10 シチズンホールディングス株式会社 熱電素子
EP1965446B1 (en) * 2007-02-28 2011-11-16 Corning Incorporated Glass-ceramic thermoelectric module
TWI353164B (zh) * 2007-09-12 2011-11-21
CN201408783Y (zh) * 2008-10-31 2010-02-17 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种碲化铋基热电发电器件
CN101650547A (zh) * 2009-07-23 2010-02-17 杭州六易科技有限公司 一种智能求救手表
CN203387438U (zh) 2012-12-31 2014-01-08 上海鼎为软件技术有限公司 移动终端、温差发电装置及带温差发电装置的电子产品
CN203278909U (zh) 2013-04-18 2013-11-06 刘勇 一种智能手机可充电式外壳
US20140326287A1 (en) * 2013-05-02 2014-11-06 Perpetua Power Source Technologies, Inc. Wearable thermoelectric generator assembly and method of manufacturing same
CN103346702B (zh) * 2013-07-22 2016-05-04 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 温差发电装置及便携式电源系统
CN203555262U (zh) * 2013-11-29 2014-04-23 重庆电子工程职业学院 自充电式电子手环
CN103750604B (zh) * 2014-01-02 2016-01-13 上海交通大学 一种能提升智能手表续航能力的表带
CN104377399B (zh) 2014-09-24 2017-02-15 歌尔股份有限公司 电池装置以及具有电池装置的可穿戴设备
CN104273810B (zh) 2014-10-09 2016-01-13 林炮勤 太阳能智能手表
CN204304582U (zh) * 2014-12-22 2015-04-29 张迎春 一种基于温差发电的充电装置及其制作的充电手环
CN204304532U (zh) 2014-12-25 2015-04-29 中国长城计算机深圳股份有限公司 一种电脑及基于其usb接口的供电电路
US10141492B2 (en) * 2015-05-14 2018-11-27 Nimbus Materials Inc. Energy harvesting for wearable technology through a thin flexible thermoelectric device

Also Published As

Publication number Publication date
US10319894B2 (en) 2019-06-11
CN104917272A (zh) 2015-09-16
WO2016184041A1 (zh) 2016-11-24
US20170162773A1 (en) 2017-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Thielen et al. Human body heat for powering wearable devices: From thermal energy to application
Leonov et al. Wearable electronics self-powered by using human body heat: The state of the art and the perspective
Kinsella et al. Battery charging considerations in small scale electricity generation from a thermoelectric module
US20130087180A1 (en) Wearable thermoelectric generator system
CN204068767U (zh) 一种穿戴式温差发电装置
WO2013178123A1 (zh) 一种用于提高终端续航能力的装置及其终端
CN104917272B (zh) 佩戴式电子设备
KR20160047843A (ko) 열전발전장치를 포함하는 웨어러블 디바이스
US20080136364A1 (en) Battery charging using thermoelectric devices
US10388847B2 (en) Method of producing a flexible thermoelectric device to harvest energy for wearable applications
CN207339388U (zh) 热感应穿戴设备
JP2005310847A (ja) 熱電変換素子付き携帯電話器
CN107171426A (zh) 一种智能终端的发电装置及具有该发电装置的智能终端
Rocha et al. An energy scavenging microsystem based on thermoelectricity for battery life extension in laptops
US20090293929A1 (en) Hybrid Energy Scavenger Comprising Thermopile Unit and Photovoltaic Cells
CN104617618A (zh) 一种基于手表表带的充电装置
US10193371B2 (en) Charging/discharging apparatus using thermoelectric conversion effect
EP3477714A1 (en) Portable electronic device
JP2011066965A (ja) 携帯電話の充電方法および装置
KR102017715B1 (ko) 휴대용 열발전 장치
CN206865206U (zh) 一种智能终端的发电装置及具有该发电装置的智能终端
Rahman et al. CMOS based thermal energy generator for low power devices
Afsar et al. Energy Harvesting Using Thermoelectric Materials
TWI566500B (zh) 利用熱電轉換效應的充放電裝置
US20190326500A1 (en) Method of producing a flexible thermoelectric device to harvest energy for wearable applications

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant