CN105301952B - 一种具有天线结构的智能手表 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有天线结构的智能手表，包括壳体和圈口，所述圈口设置于壳体上；所述圈口由导电材料制成，所述壳体内部包括智能手表电路模块；所述智能手表电路模块包括具有天线馈点的PCB电路板，所述圈口与所述壳体之间相互绝缘，所述智能手表电路模块包括弹性连接部件，该弹性连接部件一端与圈口连接，另一端与PCB电路板的天线馈点连接，所述圈口为天线的辐射端。本发明利用手表圈口作为天线辐射端，从而使得信号稳定可靠，且并不破坏传统手表的外观美，真正做到了传统与高新技术的结合。

Description

一种具有天线结构的智能手表

技术领域

本发明涉及智能穿戴设备领域，特别涉及一种具有天线结构的智能手表。

背景技术

智能穿戴设备随着移动技术和互联网技术的发展，逐渐走入人们的生活，借助其与智能手机、家庭网络或互联网的连接，人们可以便捷地获取时间、温度、邮件或电话等实用信息，极大的方便了人们的日常生活。

由于大多数智能穿戴设备的壳体采用金属材料制成，而金属材料会屏蔽无线信号，因此人们发现智能穿戴设备与外部设备无线通信连接会出现中断，或者无线信号传输距离短。传统的解决手段是从穿戴设备壳体内部PCB板的信号馈点引线到壳体外部，解决信号的传输问题。然而这会导致新的问题产生，比如壳体上必须打孔，这不仅会使成本高昂，影响防水性能，而且加工工序过多影响加工装配效率。此外，外部天线的结构影响了穿戴设备的外观和实际佩戴效果。

对于智能手表的天线也存在相同的问题，手表的壳体较小而且封闭，无线信号更加不容易传输，也不容易设置天线结构。现有技术中有将天线设置在表带等部位，但都存在加工复杂，佩戴效果不佳等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用手表壳体的部分作为天线辐射端，从而使得信号稳定可靠，且外表美观的智能手表。

本发明包括如下技术特征：一种具有天线结构的智能手表，包括壳体和圈口，所述圈口设置于壳体上；所述圈口由导电材料制成，所述壳体内部包括智能手表电路模块；所述智能手表电路模块包括具有天线馈点的PCB电路板，所述圈口与所述壳体之间相互绝缘，所述智能手表电路模块包括连接部件，该连接部件一端与圈口连接，另一端与PCB电路板的天线馈点连接，所述圈口为天线的辐射端。

所述智能手表采用玻璃纤维材料制成的表盘，所述表盘位于所述智能手表电路模块的上方。采用玻璃纤维材料制成的表盘对无线信号不造成屏蔽，对于内部设置的其他天线，如NFC天线，信号传输不受影响。而且玻璃纤维材料制成的表盘可以在其上通过印刷或蚀刻的方式设置天线，提高产品天线的集成性。

所述连接部件为弹性连接件，该弹性连接件一端与圈口弹性接触，另一端与PCB板的天线馈点弹性接触。

所述弹性连接件为被竖直固定的弹针，所述弹针两端分别与所述圈口及所述天线馈点弹性接触。

所述圈口内具有可与所述弹性连接件抵靠接触的台阶面。

所述智能手表电路模块外部为包裹的塑胶支架，所述PCB电路板设置在所述塑胶支架中部，所述天线馈点设置在PCB电路板的边缘处，所述弹针由塑胶支架上的定位孔固定，所述定位孔位于塑胶支架的边缘并与PCB电路板的天线馈点或天线地线相对应。

所述PCB电路板中部设置有指针驱动部件，指针驱动部件驱动指针转动；所述指针驱动部件为石英机芯或机械机芯。

所述塑胶支架分为上支架和下支架，且上下支架将PCB电路板夹设在中部；所述定位孔位于上支架；定位孔设有多个，分别与PCB电路板的天线馈点或天线地线对应，所述弹针也设置有多个，所述弹针的数量少于或等于定位孔的数量。

所述壳体也由导电材料制成，且所述壳体与所述智能手表电路模块的电池负极连接。采用这种方案可以增加辐射端的电压信号差，提供稳定性。同时第二外壳接地也有利于屏蔽干扰。

还包括一个用于固定所述智能电路模块的电池的金属件，该金属件具有向第二壳体延伸的弹片，该弹片连接电池的负极和所述壳体；所述金属件边缘设有若干扣合结构，该扣合结构与固定在PCB电路板上下侧的上支架及下支架相对应，该金属件通过所述扣合结构固定在所述智能电路模块外，同时对上下支架进行扣合并固定PCB电路板。

本发明的有益效果在于，提供了一种智能手表的天线结构，利用外壳的导电部分分离成为天线的辐射端，从而在不增加额外天线结构，不影响原有可穿戴设备外观基础上实现天线的辐射功能。为了保持作为辐射端的外壳与内部PCB电路板连接的可靠性，采用了弹性连接部件进行连接。弹性连接部件不需要事先焊接，在产品外壳装配连接后，利用连接部件的弹性抵靠即可将内部PCB电路板与外部天线辐射段连接，安装方便可靠。为让手表的圈口成为天线的辐射端，将原传统式的整体外壳，拆分成圈口和壳体，使用绝缘材料将圈口与壳体结合在一起，同时能够达到传统手表的防水的能力，并不破坏传统手表的外观美，真正做到了传统与高新技术的结合。

附图说明

图1为本发明的实施例的装配的截面视图；

图2为本发明的实施例的爆炸图；

图3为本发明的上支架以及上支架的定位孔结构示意图；

图4为本发明实施例中智能手表机芯的装配图；

图5为本发明实施例中智能手表PCB电路板与弹针的装配关系图；

图6为本发明实施例中智能手表圈口与弹针的装配关系图；

图7为本发明实施例中智能手表机芯的爆炸图。

具体实施方式

本发明公开了一种智能穿戴设备的天线结构，解决了在不额外增加外部天线辐射结构的情况下，利用智能穿戴设备的可导电部分壳体作为信号天线辐射端，从而使得天线信号不被屏蔽，稳定可靠，又不影响智能穿戴设备美观。这种天线结构设计可应用于所有需要无线通讯的智能穿戴结构，如智能手表、耳机、智能配饰以及眼镜等等。由于是将外壳导电部分分离成为天线的辐射端，可以在不增加额外天线结构，不影响原有可穿戴设备外观基础上实现天线功能。

本发明技术方案包括外壳和智能电路模块两部分，其中外壳基于传统穿戴设备已经具有的外壳为基础，分为可以装配连接的第一壳体和第二壳体，其中第一壳体由导电材料制成，所述第二壳体整体呈可容纳的腔体结构，主要用于容纳智能电路模块，包括天线的PCB电路板。

应该理解为，为了便于天线信号的辐射，第二壳体与第一壳体之间为彼此是绝缘的。这包括第一壳体和第二壳体均采用导电材料制成，两者之间设置绝缘层的方式，也应该包括第二壳体为非导电材料制成，使与第一壳体保持绝缘的方式。但优选为第一种方式，因为此时可以将第二壳体连接到电源地，则第一壳体为天线辐射端时，天线辐射的信号可以得到极大的提升。

在第二壳体内还设置有弹性的连接部件，弹性连接部件的作用是将内部的PCB电路板与外部的第一壳体连接。特别是作为天线电路的具体连接方式，所述的天线连接部件的一端与第一壳体连接，另一端与第二壳体内部的PCB电路板的天线馈点连接。所述弹性连接部件为针柱形的弹针，所述弹针两端分别与所述第一壳体及所述天线馈点弹性接触。采用弹针作为弹性连接部件不但装配简单，并且在调节不同天线传输频率时，可以灵活设置弹针所对应的馈点及天线地的位置（即插入不同的固定孔进行调节），利用弹针是模块化的部件，可以灵活根据不同需要应用和调整。弹针起到将内部PCB板上的电信号连接到外部第一壳体的传导作用。

本发明作为一种智能穿戴设备的天线结构，利用外壳的导电部分分离成为天线的辐射端，从而在不增加额外的天线结构，不影响原有可穿戴设备外观基础上实现天线的辐射功能。为了保持作为辐射端的外壳与内部PCB电路板连接的可靠性，采用了弹性连接部件进行连接。弹性连接部件不需要事先焊接，在产品外壳装配连接后，利用连接部件的弹性抵靠即可将内部PCB电路板与外部天线辐射段连接，安装方便可靠。

本发明的一个具体实施例为智能手表，具体可以参考附图1，图1为一种智能手表的截面视图，包括一可容纳手表智能电路模块的壳体6，该壳体6包括底部和侧面部分，两部分可以是拆卸连接也可以是一体成型。在壳体6内安装有上支架12、PCB电路板13、以及下支架14，在下支架14下通过金属件安装有纽扣电池15，上支架12和下支架14为塑料支架，且上下支架将PCB电路板13夹设在中部以保持固定。在壳体6的上沿安装有圈口4，圈口4是由金属材料制成，且圈口4与壳体6之间通过环形密封圈2绝缘。同时环形密封圈2也起到密封防水的作用。传统的手表也具有圈口部分，但圈口与壳体一体设置仅起到装饰作用，而不会另外单独与壳体绝缘。本发明就是将圈口4作为起天线辐射端作用的第一壳体，在保持外观与传统手表一致的情况下，实现了天线辐射的功能。

当然，要将圈口4设为天线辐射端，必须将圈口4与智能电路模块的PCB电路板连接，尽管现有的连接有多种方式（比如说可以直接用线路焊接等），但是考虑到装配和内部空间的限制，本发明采用了弹性连接部件进行。为了说明请参看图2-图6。

图2显示了一种智能手表的爆炸图，包括由上至下的镜面玻璃1、环形密封圈2、内影3、圈口4、、壳体侧面61、指针7、表盘8、机芯9、柔性天线10、弹针11、上支架12、PCB电路板13、下支架14、纽扣电池15、震动马达5、金属件16、壳体底面62。

本实施例中的智能手表的是在传统机芯手表9的基础上进行的智能化改造，保留了传统手表的指针7和镜面玻璃1以及表盘8等结构。机芯9可以为机械机芯，也可以为石英机芯。机芯9嵌套在PCB电路板13中部的嵌套糟中，PCB电路板13焊接有实现智能手表智能功能的电子元件。PCB电路板13通过包裹的塑胶支架进行固定，所述PCB电路板13设置在所述塑胶支架中部，所述塑胶支架分为上支架12和下支架14，且上下支架将PCB电路板13夹设在中部。，

在上支架12上具有多个定位孔121，定位孔121位于上支架12的边缘，对应于PCB电路13的天线馈点以及天线地线。所述天线馈点设置在PCB电路板13的边缘处，弹针11插入定位孔121并由定位孔121固定，所述定位孔121位于塑胶支架的边缘并与PCB电路板的天线馈点或天线的地线相对应。所述弹针11为针柱形的结构，所述弹针11两端分别与所述圈口4及PCB电路板13的天线馈点弹性接触。所述弹针内部具有弹性结构，弹针的两端为与所述弹性结构连接的弧形触点。为了保持接触的稳定性，圈口4内侧设有台阶平面41，弹针11的触点可以直接压紧在台阶平面41上。

弹针11可以设置有多个，其中一个弹针与天线馈点连接，其余的弹针与天线的地线连接。为了根据不同无线频率进行调整，先预留多个定位孔，弹针可以根据不同的需要搭配组合连接不同的接地端。因此弹针的数量可以少于或等于定位孔的数量。因为对于不同的通信频率，需要进行调整。这种设计只需要一套上支架塑料模具，就可以对多个不同的天线频率进行调整。

采用弹针11作为天线的连接构建，可保持作为辐射端的圈口与内部PCB电路板连接的可靠性。弹针11作为弹性连接部件不需要焊接，在产品外壳装配连接后，直接利用连接部件的弹性抵靠即可将内部PCB电路板与外部天线辐射段连接，安装方便。弹针11作为一种模块化部件，可配置不同的安装的位置从而产生多种不同的天线连接方式，调节天线的频率，可在生产过程中根据不同型号智能手表安装弹针组合，方便地调整天线频率。

图7还公开了一种智能手表的表芯模块的安装结构。具体包括上支架12、PCB电路板13、下支架14、纽扣电池15、金属件16的安装固定方式。从图中可见，上支架12和下支架14之间固定有PCB电路板13。为了保持上支架12与下支架14能够锁紧固定PCB电路板13，采用了一个金属件16，该金属件16为与下支架下方，作为对纽扣电池15的固定传导件，可以固定纽扣电池15同时与纽扣电池的负极连接。同时，金属件16还通过延伸弹片接触连接由金属材质制成的壳体61体面和壳体侧面62，在工作时，壳体6连接着电池接地端，由于壳体6与作为辐射端的圈口绝缘并接地，可以保持天线辐射信号的稳定。作为更加优选的方案，金属件16同时还起到锁定上支架12、下支架14从而固定PCB电路板13的作用。所述金属件16边缘设有多个扣合结构的爪，该扣合爪与固定在PCB电路板上下侧的上支架及下支架边缘缺口（121、141）对应，通过所述扣合爪卡合在所述缺口的卡块上，对上下支架进行扣合并固定PCB电路板。该金属件16同时起到了固定纽扣电池、保持壳体6接地，扣合上、下支架从而固定电路板的作用那个。

本发明利用了手表传统的圈口结构作为天线的辐射端。将原传统式的整体外壳拆分成圈口和壳体，圈口与壳体间用绝缘材料将圈口与壳体绝缘，同时达到传统手表的防水的能力。本发明在不破坏传统手表的外观美，真正做到了传统与高新技术的结合。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种具有天线结构的智能手表，包括壳体和圈口，所述圈口设置于壳体上；所述圈口由导电材料制成，所述壳体内部包括智能手表电路模块；所述智能手表电路模块包括具有天线馈点的PCB电路板，其特征在于，所述圈口与所述壳体之间相互绝缘，所述智能手表电路模块包括连接部件，该连接部件一端与圈口连接，另一端与PCB电路板的天线馈点连接，所述圈口为天线的辐射端；

所述智能手表电路模块外部为包裹的塑胶支架，所述PCB电路板设置在所述塑胶支架中部，所述天线馈点设置在PCB电路板的边缘处，所述连接部件由塑胶支架上的定位孔固定，所述定位孔位于塑胶支架的边缘并与PCB电路板的天线馈点或天线地线相对应。

2.根据权利要求1所述的智能手表，其特征在于，所述智能手表采用玻璃纤维材料制成的表盘，所述表盘位于所述智能手表电路模块的上方。

3.根据权利要求1所述的智能手表，其特征在于，所述连接部件为弹性连接件，该弹性连接件一端与圈口弹性接触，另一端与PCB板的天线馈点弹性接触。

4.根据权利要求3所述的智能手表，其特征在于，所述弹性连接件为被竖直固定的弹针，所述弹针两端分别与所述圈口及所述天线馈点弹性接触。

5.根据权利要求3或4所述的智能手表，其特征在于，所述圈口内具有可与所述弹性连接件抵靠接触的台阶面。

6.根据权利要求1所述的智能手表，其特征在于，所述PCB电路板中部设置有指针驱动部件，指针驱动部件驱动指针转动；所述指针驱动部件为石英机芯或机械机芯。

7.根据权利要求4所述的智能手表，其特征在于，所述塑胶支架分为上支架和下支架，且上下支架将PCB电路板夹设在中部；所述定位孔位于上支架；定位孔设有多个，分别与PCB电路板的天线馈点或天线地线对应，所述弹针也设置有多个，所述弹针的数量少于或等于定位孔的数量。

8.根据权利要求1所述的智能手表，其特征在于，所述壳体也由导电材料制成，且所述壳体与所述智能手表电路模块的电池负极连接。

9.根据权利要求8所述的智能手表，其特征在于，还包括一个用于固定所述智能电路模块的电池的金属件，该金属件具有向第二壳体延伸的弹片，该弹片连接电池的负极和所述壳体；所述金属件边缘设有若干扣合结构，该扣合结构与固定在PCB电路板上下侧的上支架及下支架相对应，该金属件通过所述扣合结构固定在所述智能电路模块外，同时对上下支架进行扣合并固定PCB电路板。