CN110336908A - 一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，包括手机支架夹紧机构、电源状态采集模块、控制单元及能量储存，所述的电源状态采集模块检测供电状态，并把该状态转换为电信号提供给控制单元；所述能量储存单元从电源获取能量并进行储存；所述控制单元在得到电源断开信号后，利用能量储存单元内存储的能量，控制手机支架夹紧机构进行释放动作，消除手机支架夹紧机构对移动设备自由度的限制。本发明所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，手机支架的电源断开后，手机支架对手机的夹紧力释放，消除手机支架对手机自由度的限制，从而方便用户拿取手机。

Description

一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统

技术领域

本发明涉及手机支架领域，尤其是一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统。

背景技术

目前已有多种可以自动夹紧的手机支架，该类手机支架均使用电机作为驱动单元，驱动夹紧臂夹紧手机。但该类手机支架均存在手机支架断电后系统便立即停止工作，此时夹紧臂依然处于对手机夹紧状态的问题。该问题使得用户在使用时对手机支架断电后无法拿取手机。

发明内容

本发明为了克服上述中存在的问题，提供了一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，通过在手机支架内置一个电源状态采集模块和能量储存装置，在检测到手机支架的电源断开后，使用能量储存装置内的能量将夹紧机构进行释放，使手机支架对手机的夹紧力释放，消除手机支架对手机自由度的限制，从而方便用户拿取手机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，包括手机支架夹紧机构、电源状态采集模块、控制单元及能量储存，所述的电源状态采集模块检测供电状态，并把该状态转换为电信号提供给控制单元；所述能量储存单元从电源获取能量并进行储存；所述控制单元在得到电源断开信号后，利用能量储存单元内存储的能量，控制手机支架夹紧机构进行释放动作，消除手机支架夹紧机构对移动设备自由度的限制。

作为优选，所述能量储存单元至少包含电容、储能式电容、电感、电池、机械储能弹簧、重力储能结构能量。

作为优选，所述的手机支架夹紧机构包括支架体、分别设置于支架体两侧部的一对夹持片以及驱动机构；所述支架体的内部安装的PCB板，电源状态采集模块、控制单元及能量储存安装于PCB板上。

作为优选，所述夹持片分别具有穿插于支架体两侧内部的导向板，导向板底部设置有齿条；所述的驱动机构包括主齿轮、从动齿轮以及电机，电机驱动主齿轮转动，主齿轮与从动齿轮相互啮合，主齿轮及从动齿轮的上侧分别与两块导向板的齿条啮合。

作为优选，所述的主齿轮侧部设置有第一斜齿轮；所述电机的主轴上设置有第二斜齿轮，第二斜齿轮与第一斜齿轮相互啮合。

作为优选，所述的导向板设置有至少一个圆弧形导向槽，两个导向板的圆弧形导向槽部分重叠，支架体内部设置有至少一个导向柱，导向柱穿过圆弧形导向槽。

作为优选，所述的导向柱为三个，中部导向柱分别穿过两个导向板的重叠部分圆弧形导向槽，两侧的导向柱分别穿过两个导向板的非重叠部分圆弧形导向槽。

作为优选，所述支架体的底部设置有移动设备托架。

作为优选，所述的支架体包括底壳体、上壳体以及背壳，背壳与移动设备相贴，无线充电模组设置于上壳体与背壳之间。

作为优选，所述上壳体与背壳之间还设置有指示灯模组。

本发明的有益效果是：一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，当手机支架的电源断开后，手机支架有一个自动释放的功能，该功能可以解除手机支架对移动设备自由度的限制，方便对移动设备的拿取。现有方案在断电后无法进行夹紧力的释放，无法解除对移动设备自由度的限制，如需要拿取移动设备需要再次对手机支架进行通电，之后进行手动释放操作；夹持机构使用圆弧运动轨迹，拥有更大的夹持范围，同时具有断电自动放松功能，夹持机构采用直流电机驱动，在支架断电时自动放松夹持机构，方便用户拿取手机。同时具有无线充电功能和传统线缆充电功能，自动夹紧部分使用前距离传感器和后人体触摸传感器来实现夹紧和放松功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统的结构示意图；

图2是本发明所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统的电路连接结构示意图；

图3是本发明所述的手机支架夹紧机构的整体结构示意图；

图4是本发明所述的手机支架夹紧机构的后侧结构示意图；

图5是本发明所述的手机支架夹紧机构的内部结构示意图；

图6是本发明所述的手机支架夹紧机构的后背内侧结构示意图；

图7是本发明所述的手机支架夹紧机构的夹持机构结构示意图；

图8是本发明所述的手机支架夹紧机构的主齿轮、从动齿轮及电机结构示意图；

图9是本发明所述的手机支架夹紧机构的爆炸结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1、2所示的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，包括手机支架夹紧机构、电源状态采集模块、控制单元及能量储存，所述的电源状态采集模块检测供电状态，并把该状态转换为电信号提供给控制单元；所述能量储存单元从电源获取能量并进行储存；所述控制单元在得到电源断开信号后，利用能量储存单元内存储的能量，控制手机支架夹紧机构进行释放动作，消除手机支架夹紧机构对移动设备自由度的限制。

所述能量储存单元至少包含电容、储能式电容、电感、电池、机械储能弹簧、重力储能结构能量。本实施例中的能量储存单元不仅限于上述能量。

如图1所示，电源状态采集模块B、控制单元C和能量储存单元D，附图1中A为电源接口，E为手机支架夹紧机构。其中A、B和C之间为信号传递，电源状态采集模块B采集电源接口的电源输入状态，将该信号转换为控制单元C可以处理的电信号传递给控制单元C。A、C、D和E之间为能量传递，其中电源接口A与控制单元C之间的能量传递方向为A到C的单向传递，电源接口A与能量储存单元D之间的能量传递方向为A到D的单向传递。

在电源接口接通后，能量储存单元D从电源接口A获得能量并进行储存，当电源接口断开后，电源状态采集模块B将电源断开信号传递给控制单元C，控制单元C调用能量储存单元D内储存的能量驱动手机支架夹紧机构E进行释放动作。

本发明的断电自动释放系统，当手机支架的电源断开后，手机支架有一个自动释放的功能，该功能可以解除手机支架对移动设备自由度的限制，方便对移动设备的拿取。现有方案在断电后无法进行夹紧力的释放，无法解除对移动设备自由度的限制，如需要拿取移动设备需要再次对手机支架进行通电，之后进行手动释放操作。

实施例2

如图3-9手机支架夹紧机构中的两块夹持片2用于固定移动设备，两块夹持片2分别具有穿插于支架体1两侧内部的导向板3，导向板3底部设置有齿条31；所述的驱动机构包括主齿轮4、从动齿轮5以及电机6，电机6驱动主齿轮4转动，主齿轮4与从动齿轮5相互啮合，主齿轮4及从动齿轮5的上侧分别与两块导向板3的齿条31啮合。

所述的主齿轮4侧部设置有第一斜齿轮41；所述电机6的主轴上设置有第二斜齿轮61，第二斜齿轮61与第一斜齿轮41相互啮合。

所述的导向板3设置有至少一个圆弧形导向槽31，两个导向板3的圆弧形导向槽31部分重叠，支架体1内部设置有至少一个导向柱11，导向柱11穿过圆弧形导向槽31。

所述的导向柱11为三个，中部导向柱11分别穿过两个导向板3的重叠部分圆弧形导向槽31，两侧的导向柱11分别穿过两个导向板3的非重叠部分圆弧形导向槽31。

所述支架体1的底部设置有移动设备托架12。该托架用于支撑移动设备放置在支架上时产生的沿重力加速度方向上的力。移动设备托架具有一个力传感器，该传感器包含但不限于压力传感器、应变传感器等，该力传感器可以感知放置在支架上的移动设备的重力。

其中，移动设备托架12与夹持片2内侧均设置有防滑垫。

所述的支架体1包括底壳体13、上壳体14以及背壳15，背壳15与移动设备相贴，无线充电模组10设置于上壳体14与背壳15之间。无线充电模组可以为支持无线充电的移动设备进行充电。

所述上壳体14与背壳15之间还设置有指示灯模组16。用于指示支架状态，提供环境氛围光，同时兼具局部照明功能。指示灯模组包含多个LED发光单元，每个发光单元可以支持独立控制，以达到多种动态光学效果；指示灯模组内的LED发光单元可以为单色LED单元也可以为多色LED单元，多色LED单元包含但不限于双色LED单元、三色LED单元和四色LED单元。

支架体1背部设置有与外部铰接安装的机械接口17。机械接口17位于底壳体13上，底壳体13还具有通风散热孔131。机械接口可以对接包含但不限于球头式安装架、出风口夹式安装架、吸盘式安装架和粘贴式安装架等。

底壳体13与上壳体14之间具有容腔，容腔内设置有控制主板18，控制主板18侧部设置有电源接口181。电源接口181包含但不限于USB-A B C型接口、圆形DC电源接口等。

还设置有有USB母座接口182，该接口用于对不支持无线充电的移动设备进行充电；USB母座接口包含但不限于USB-A、USB-B、USB-C型母座接口；USB母座接口可以分别单独工作，也可以同时工作，两者之间工作独立，不产生干扰。

所述控制主板18还包含有电源模组、主控芯片、前距离传感器，后触摸传感器、蓝牙模组、温度传感器、夹持机构位置传感器、加速度传感器、夹持力传感器、压力传感器、电能储存装置、电源输入接口、电源输出接口和定位模块。

电能储存装置可以在支架输入电源断开后持续为支架提供电能，以满足输入电源断开后的用于功能需求；电能储存装置包含但不限于电容、储能式电容、电感、电池等；电能储存装置包含但不限于一次性电能储存装置和可充电式电能储存装置；电能储存装置，可提供一个断电夹持机构自动放松功能。该功能可以在断电后取消对所夹持的移动设备的自由度的限制，方便用户取放移动设备。

夹持机构采用夹持力控制方法进行工作，内部集成有夹持力传感器，通过夹持力传感器感知对移动设备的夹持状态，以及控制夹持力度，保证对移动设备的夹持稳定性。

夹持力传感器包含但不限于压力传感器、应变传感器、电流传感器等；压力传感器通过直接读取夹持机构对移动设备的压力来得到夹持力。应变传感器可以通过夹持机构在夹持力作用下的结构形变来得到夹持力。电流传感器可以通过对电机输出的力矩得出夹持机构对移动设备的夹持力。

支架体具有一个加速度传感器。

可以通过力传感器和加速度传感器得出移动设备放置在支架上的空间角度和移动设备的重量。得出的移动设备重量信息，和夹持力数据得出最优化的夹持力控制。从而保证移动设备放置在支架上后可以得到最稳定的固定，当移动设备的重量和放置角度超出支架可以承受的范围后，可以使用指示灯模组进行警示；

本发明的夹持机构中具有位置反馈传感器，该位置反馈传感器包含但不限于直线位移传感器、旋转位移传感器、电容式位移传感器、霍尔式位移传感器、编码器等；

通过位置反馈传感器，可以对夹持机构的运动位置进行精确定位；

本发明具有蓝牙通信模块，使用蓝牙通信模块可以扫描支架附近具有蓝牙功能的移动设备。可以获取移动设备的名称、地址和于支架之间的距离等数据。

蓝牙通信模块可以与移动设备之间建立数据连接，通过移动设备可以对支架进行状态查看，功能控制等操作；通过蓝牙通信模块获取的数据，和位置反馈传感器数据，可以在移动设备靠近支架时自动识别出移动设备型号，从而控制夹持机构移动到对应型号移动设备合适的宽度，方便移动设备的放置，同时保证快速对移动设备进行稳定的夹持；支架体内部具有温度感应器，可以感知本发明的温度数据。温度感应器可以有一个或多个。当识别到温度超出正常工作温度范围时，支架将限制或停止部分或全部功能，以保证安全性；支架体内具有散热设计，该散热设计包含但不限于通风式散热设计和热传导式散热设计；具有通风孔道，可以使用散热风扇进行主动式散热，也可以利用外部气流进行被动式散热。

本发明的自动夹紧移动设备支架的工作原理如下：

1.通电后，在距离传感器、触摸传感器或蓝牙模块检测到有移动设备靠近时，控制主板驱动减速驱动电机总成松开夹持机构；

2.当移动设备放置上支架后，控制主板驱动减速驱动电机总成使夹持机构对移动设备进行夹紧操作；

3.移动设备支持无线充电功能时，在移动设备放置入支架后，支架的无线充电模组将自动开始对移动设备进行充电；

4.移动设备不支持无线充电功能时，用户可以手动使用连接线连接移动设备和支架的电源输出接口，连接上后支架自动开始对移动设备进行充电；

5.在支架正在对支架上所夹持的移动设备进行无线充电的同时，支架的电源输出接口也可以连接其他未放置在支架上的移动设备进行供电；

6.当用户手触摸支架的后触摸传感器时，控制主板将驱动减速驱动电机总成使夹持机构放松，以使用户可以取下移动设备；

7.当支架夹持住移动设备处于夹紧状态，支架电源输出断开时，控制主板将调用电能储存装置内的电能驱动减速驱动电机总成使夹持机构放松，以方便用户拿取移动设备；

8.温度传感器为检测支架内部温度数据，当温度超出正常工作的温度范围时，控制主板将限制无线充电和电源输出接口的输出功率，或完全关断输出，以控制支架内部温度；同时结合支架上的通风散热孔，以及热传导结构对支架进行温度管理。

夹持机构使用圆弧运动轨迹，拥有更大的夹持范围，同时具有断电自动放松功能，夹持机构采用直流电机驱动，在支架断电时自动放松夹持机构，方便用户拿取手机。同时具有无线充电功能和传统线缆充电功能，自动夹紧部分使用前距离传感器和后人体触摸传感器来实现夹紧和放松功能。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，其特征在于：包括手机支架夹紧机构、电源状态采集模块、控制单元及能量储存，所述的电源状态采集模块检测供电状态，并把该状态转换为电信号提供给控制单元；所述能量储存单元从电源获取能量并进行储存；所述控制单元在得到电源断开信号后，利用能量储存单元内存储的能量，控制手机支架夹紧机构进行释放动作，消除手机支架夹紧机构对移动设备自由度的限制。

2.根据权利要求1所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，其特征在于：所述能量储存单元至少包含电容、储能式电容、电感、电池、机械储能弹簧、重力储能结构能量。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，其特征在于：所述的手机支架夹紧机构包括支架体、分别设置于支架体两侧部的一对夹持片以及驱动机构；所述支架体的内部安装的PCB板，电源状态采集模块、控制单元及能量储存安装于PCB板上。

4.根据权利要求3所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，其特征在于：所述夹持片分别具有穿插于支架体两侧内部的导向板，导向板底部设置有齿条；所述的驱动机构包括主齿轮、从动齿轮以及电机，电机驱动主齿轮转动，主齿轮与从动齿轮相互啮合，主齿轮及从动齿轮的上侧分别与两块导向板的齿条啮合。

5.根据权利要求4所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，其特征在于：所述的主齿轮侧部设置有第一斜齿轮；所述电机的主轴上设置有第二斜齿轮，第二斜齿轮与第一斜齿轮相互啮合。

6.根据权利要求5所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，其特征在于：所述的导向板设置有至少一个圆弧形导向槽，两个导向板的圆弧形导向槽部分重叠，支架体内部设置有至少一个导向柱，导向柱穿过圆弧形导向槽。

7.根据权利要求6所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，其特征在于：所述的导向柱为三个，中部导向柱分别穿过两个导向板的重叠部分圆弧形导向槽，两侧的导向柱分别穿过两个导向板的非重叠部分圆弧形导向槽。

8.根据权利要求7所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，其特征在于：所述支架体的底部设置有移动设备托架。

9.根据权利要求8所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，其特征在于：所述的支架体包括底壳体、上壳体以及背壳，背壳与移动设备相贴，无线充电模组设置于上壳体与背壳之间。

10.根据权利要求9所述的一种用于自动夹紧手机支架的断电自动释放系统，其特征在于：所述上壳体与背壳之间还设置有指示灯模组。