CN210090939U - 充电装置及智能手表 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种充电装置及智能手表，充电装置包括天线模块、转换模块、电源模块、开关模块以及控制模块；天线模块可选择性地耦接于转换模块，天线模块用于将空间微波能量转换为电能输出至转换模块；转换模块耦接于电源模块，转换模块用于接收电能并将电能电压转换后输出至电源模块，以为电源模块供能。开关模块耦接于天线模块与转换模块之间、且受控于控制模块，开关模块用于根据控制模块输出的控制信号切换天线模块与转换模块的耦接状态。本申请提供的充电装置及智能手表中，将空间微波能量转换为电能，可提高智能手表的续航能力。

Description

充电装置及智能手表

技术领域

本申请涉及可穿戴智能设备领域，具体涉及一种充电装置及智能手表。

背景技术

随着生活水平的提高，传统的手表已不能满足用户的需求。同时伴随着科学技术的进步，智能手表逐渐进入人们的生活。但是，目前智能手表的功能越来越复杂，其功耗也越来越大，而智能手表的内部空间有限，无法使用大容量的电池供电，所以提高智能手表的续航能力是如今亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种充电装置及智能手表，可提高智能手表的续航能力。

本申请实施例提供一种充电装置，用于集成至可穿戴智能设备；充电装置包括天线模块、转换模块、电源模块、开关模块以及控制模块；天线模块可选择性地耦接于转换模块，天线模块用于将空间微波能量转换为电能输出至转换模块；转换模块耦接于电源模块，转换模块用于接收电能并将电能电压转换后输出至电源模块，以为电源模块供能；开关模块耦接于天线模块与转换模块之间、且受控于控制模块，开关模块用于根据控制模块输出的控制信号切换天线模块与转换模块的耦接状态。

其中，在一些实施方式中，控制模块还耦接于电源模块，控制模块用于根据电源模块的电量变化输出控制信号至开关模块。

其中，在一些实施方式中，电源模块包括储能单元及耦接于储能单元的电量监测单元，电量监测单元还耦接于控制模块以用于在储能单元的当前电量未达到预设电量阈值时输出预警信号至控制模块，控制模块接收到预警信号时输出控制信号。

其中，在一些实施方式中，还包括耦接于控制模块的状态检测模块，状态检测模块用于检测可穿戴智能设备的工作状态以输出状态信号至所控制模块，控制模块还用于根据状态信号及储能单元的当前电量输出控制信号。

其中，在一些实施方式中，还包括耦接于控制模块的动作监测模块，动作监测模块用于根据可穿戴智能设备的执行动作输出动作信号至控制模块，控制模块接收到动作信号时输出控制信号。

其中，在一些实施方式中，开关模块包括三级管、场效应管、晶闸管以及电子开关中的任一个或多个组合。

其中，在一些实施方式中，开关模块包括按键开关。

本申请实施例还提供一种智能手表，包括手表本体以及上述任一项所述的充电装置。

其中，在一些实施方式中，手表本体包括主体部以及穿戴部，天线模块设于穿戴部。

其中，在一些实施方式中，主体部设有与按键开关连接的按键，按键用于根据按压状态触发按键开关。

本申请实施例提供的充电装置及智能手表，通过设置电源模块、天线模块、耦接于电源模块的转换模块、耦接于天线模块与转换模块之间的开关模块以及耦接于开关模块的控制模块，控制模块可输出控制信号控制开关模块的切换状态，进而使天线模块转而耦接至转换模块，此时通过天线模块将空间微波能量转换成电能，再经过转换模块将该电能电压转换后输出至电源模块为电源模块供电，从而提高智能手表的续航能力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的充电装置的功能模块框图。

图2为本申请实施例提供的充电装置的另一种模块框图。

图3为本申请实施例提供的智能手表的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

随着生活水平的提高，传统的手表已不能满足用户的需求。同时伴随着科学技术的进步，智能手表逐渐进入人们的生活。但是，目前智能手表的功能越来越复杂，其功耗也越来越大，而智能手表的内部空间有限，无法使用大容量的电池供电，所以提高智能手表的续航能力是如今亟待解决的问题。

近十几年来，随着移动通信技术不断的更新迭代，人们生活质量逐渐提高，传统的手表已不能满足用户的需求，智能手表逐渐进入人们的生活。但是，目前智能手表的功能越来越复杂，其功耗也越来越大，而智能手表的内部空间有限，无法使用大容量的电池供电，从而导致智能手表的续航能力不足，用户需要频繁为智能手表充电，不胜其烦。与此同时，移动通信技术的迭代使基站的数量急剧上升。然而基站发射的微波能量只有小部分为终端设备接收，大部分微波能量游离在自由空间内被大地、建筑物以及大气衰减并消耗，造成能量的流失以及浪费。

因此，发明人经过长期的研究与实验，提出利用空间微波能量为智能手表提供续航的解决方案，并由此提出一种充电装置及智能手表，该充电装置可以将空间微波能量转化为可为智能手表供能的电能，以此提高智能手表的续航能力。该充电装置包括天线模块、转换模块、电源模块、开关模块以及控制模块；天线模块可选择性地耦接于转换模块，天线模块用于将空间微波能量转换为电能输出至转换模块；转换模块耦接于电源模块，转换模块用于接收电能并将该电能电压转换后输出至电源模块，以为电源模块供能；开关模块耦接于天线模块与转换模块之间、且受控于控制模块，开关模块用于根据控制模块输出的控制信号切换天线模块与转换模块的耦接状态。其中，通过天线模块将空间微波能量转换成电能，再经过转换模块将该电能电压转换后输出至电源模块为电源模块供电，从而提高智能手表的续航能力。

在本申请实施例中，除非另有明确的规定或限定，术语“耦接”、“连接”、“电连接”应做广义理解。例如，“耦接”可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通，也可以是非物理连接，也可以表示电信号的流向。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1，本实施新型实施例提供了一种充电装置100，用于集成至可穿戴智能设备，可穿戴智能设备包括但不限于智能手表、智能手环以及智能首饰等。本实施例中，可穿戴智能设备以智能手表为例进行说明。充电装置100 包括天线模块110、开关模块120、转换模块130、电源模块140、以及控制模块150。其中，天线模块110可选择性地耦接于转换模块130；转换模块130 耦接于电源模块140；开关模块120耦接于天线模块110及转换模块130之间，同时开关模块120还耦接于控制模块150。应当理解的是，在本申请文件中，如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一组件。说明书及权利要求并不以名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包括”“包含”为一开放式用语，故应解释成“包括但不限定于”、“包含但不限定于”。

天线模块110用于接收空间微波能量，并将微波能量转换为电能输出；开关模块120用于根据控制模块150输出的控制信号切换天线模块110与转换模块130的耦接状态；转换模块130用于接收天线模块110输出的电能并将该电能经电压转换后输出至电源模块140，以为电源模块140供能。

本实施例中，天线模块110为整流天线，整流天线能够将空间传播的射频能量转换为直流电。具体地，天线模块110包括接收天线111、耦接于接收天线111的滤波单元112以及耦接于滤波单元112的整流单元113。接收天线111 接收空间微波能量并将其转为交流电输出至滤波单元112，该交流电经滤波单元112及整流单元113的滤波、整流、滤波后转化为直流电。进一步地，接收天线111可包括偶极子天线、缝隙耦合微带天线、双斜方形圆极化天线、双频圆极化天线以及双圆极化宽带天线阵列中的任一个或多个的组合。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实施例中，开关模块120可包括三级管、场效应管、晶闸管以及电子开关中的任一个或多个的组合。开关模块120接收到控制模块150输出的控制信号时，可切换天线模块110与转换模块130的耦接状态。例如，开关模块 120接收到控制信号时，将原本相互断开的天线模块110与转换模块130切换至相互耦接的状态；同样地，也可将原本相互耦接的天线模块110与转换模块 130切换至相互断开。进一步地，在天线模块110与转换模块130处于相互断开状态时，此时天线模块110可正常进行辐射，例如接收GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)信号作为GPS天线，或者接收Wi-Fi信号作为Wi-Fi天线等。在天线模块110与转换模块130处于相互耦接的状态时，此时天线模块110可接收空间游离的微波能量，并将其转化为电能输出至转换模块130。进一步地，在天线模块110与转换模块130处于相互耦接状态时，天线模块110仍然可同时接收诸如GPS信号、Wi-Fi信号等。换而言之，开关模块120仅切换天线模块110与转换模块130之间的耦接状态，而不改变天线模块110与其他功能模块的耦接状态，使天线模块110能够在通信的基础上进行电能采集以及转换。

在一些实施方式中，开关模块120可为单刀多掷开关，例如单刀双掷开关或单刀四掷开关。单刀多掷开关的动端连接天线模块110，不动端分别连接转换模块130及射频电路，通过控制模块150的控制信号，开关模块120切换天线模块110的不同连接状态。

在一些实施方式中，开关模块120也可为按键开关。按键开关可连接外部按键，通过手动按压外部按键来触发按键开关，进而使按键开关将天线模块110与转换模块130切换至相互耦接状态。

转换模块130用于将接收到的电能进行电压转换后输出至电源模块140，具体地，转换模块130用于将接收到的直流电信号的电压值转换为符合电源模块140供电的预设电压值。本实施例中，转换模块130可为降压型电压转换器。

电源模块140包括储能单元141以及耦接于储能单元141的电量监测单元 142。其中，储能单元141耦接于转换模块130，转换模块130将电能进行电压转换后输出至储能单元141以为储能单元141供能。储能单元141用于为可穿戴智能设备的电子元件(例如传感器、显示器等)提供电源，本实施例中，储能单元141为可充电电池。在一些实施方式中，储能单元141可为电容器。

控制模块150可以为微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)。控制模块150还耦接于电源模块140，控制模块150用于根据电源模块140的电量变化输出控制信号至开关模块120。具体地，控制模块150耦接于电量监测单元 142，电量监测单元142用于监测储能单元141的电量，并在储能单元141未达到预设电量阈值时输出预警信号至控制模块150。当控制模块150接收预警信号时输出控制信号至开关模块120，使开关模块120将天线模块110及转换模块130切换至相互耦接状态。进一步地，电量监测单元142预设有电量阈值，并且电量监测单元142用于实时监测储能单元141的电压值以确定储能单元 141的当前电量，若当前电量低于电量阈值，则输出预警信号至控制模块150。例如，可将电量阈值预设为10％、15％、20％等，当储能单元141的电量低于 10％或15％或20％时，则通过天线模块110为储能单元141供能，进而提升了可穿戴智能设备的续航能力。

进一步地，请参阅图2，充电装置100还可以包括状态检测模块160以及动作监测模块170，状态检测模块160以及动作监测模块170均耦接于控制模块150。

进一步地，控制模块150包括第一输入端、第二输入端以及第三输入端。具体地，第一输入端为引脚INT1，第二输入端为引脚INT2，第三输入端为引脚INT3。控制模块150的第一输入端耦接于电量监测单元142，控制模块150 的第二输入端耦接于状态检测模块160，控制模块150的第三输入端耦接于动作监测模块170。应当理解的是，本说明书中术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

状态检测模块160用于检测可穿戴智能设备的工作状态以输出状态信号至控制模块150，控制模块150接收到状态信号时，根据状态信号输出控制信号至开关模块120，以使开关模块120切换天线模块110与转换模块130的耦接状态。进一步地，可穿戴智能设备的工作状态包括以下状态的任意一种或多种：关机状态、休眠状态、待机状态。状态检测模块160用于检测可穿戴智能设备是否处于关机状态或休眠状态，根据检测结果输出不同电平状态的状态信号至控制模块150的第二输入端，控制模块150根据第二输入端的电平的变化输出控制信号至开关模块120，以使开关模块120切换天线模块110与转换模块130的耦接状态。例如，当状态检测模块160检测到可穿戴智能设备处于待机状态或休眠时，输出一个高电平的状态信号至控制模块150的引脚INT2，进而控制模块150根据引脚INT2的电平状态信号输出控制至开关模块120，使开关模块120将天线模块110与转换模块130切换至相互耦接状态，从而使可穿戴智能设备处于待机状态或休眠时能够自动进行充电。可以理解的是，上述的电平信号的高或低仅为了方便描述而设置，并不对具体实施例进行限定。

进一步地，电量监测单元142还通过监测储能单元141的电压值来监测储能单元141的当前电量是否已满，控制模块150可根据可穿戴智能设备的工作状态及储能单元141的当前电量来输出控制信号。控制模块150还包括逻辑门电路，例如逻辑与门电路，控制模块150通过逻辑与门电路判断引脚INT1和引脚INT2的电平状态，当储能单元141的电量未满、且可穿戴智能设备处于休眠状态时，控制模块150则输出控制信号至开关模块120，以使开关模块120 将天线模块110与转换模块130切换至相互耦接状态，进而通过天线模块110为可穿戴智能设备供能，提高可穿戴智能设备的续航能力。

动作监测模块170用于根据可穿戴智能设备的执行动作输出动作信号至控制模块150。控制模块150用于在接收到动作信号时输出控制信号至开关模块120，以使开关模块120将天线模块110与转换模块130切换至相互耦接状态。执行动作指可穿戴智能设备根据用户操作而所执行的动作。例如，由用户的触控操作及开关操作而引起的电信号变化，动作监测模块170根据监测到的电信号变化输出不同电平状态的动作信号至控制模块150的第三输入端，控制模块150根据第三输入端的电平的变化输出控制信号至开关模块120，以使开关模块120将天线模块110与转换模块130切换至相互耦接状态，进而通过天线模块110为可穿戴智能设备供能，提高可穿戴智能设备的续航能力。

本申请实施例提供的充电装置，通过设置电源模块、天线模块、耦接于电源模块的转换模块、耦接于天线模块与转换模块之间的开关模块以及耦接于开关模块的控制模块，控制模块可输出控制信号控制开关模块的切换状态，进而使天线模块转而耦接至转换模块，此时通过天线模块将空间微波能量转换成电能，再经过转换模块将该电能电压转换后输出至电源模块为电源模块供电，从而提高可穿戴智能设备的续航能力。

可以理解的是，上述的“模块”可以是集成在电路板上的电气元件、电路结构以及芯片等；同时“模块”也可以是独立于电路板的功能模块，例如传感器组件、摄像头组件等。

请参阅图3，基于上述的充电装置100，本申请实施例还提供了一种智能手表200，该智能手表200包括手表本体210以及如上述任一种充电装置100。其中，手表主体210包括主体部211及穿戴部212。

主体部211可以为表盘，其包括显示面板2111及边框2122。其中，显示面板2111可以为触控显示面板，显示面板2111与边框2122连接形成收容空间，智能手表200的电子元件收容于该收容空间内。因此，显示面板2111及边框2122连接形成的结构可以为电子元件提供防护作用，避免电子元件受外力撞击而导致内部元件错位或损坏，从而延长了智能手表200的使用寿命。需要说明的是，显示面板2111为具有显示作用的屏幕，以显示可穿戴智能设备的相关界面或信息，以供用户观看或操作。智能手表200的电子元件可以包括受话器、麦克风、摄像模组、电池、中央处理器、传感器等中至少一种。进一步地，显示面板2111与电子元件电性连接，以实现智能手表200的相关功能 (如显示功能、人机交互功能等)。电子元件与显示面板的具体结构，在此不作赘述。

穿戴部212可以为表带，其可以通过磁吸触点、卡扣结构等可拆卸的方式与主体部211连接。进一步地，穿戴部212为两个，两个穿戴部212分别连接于主体部211，且两个穿戴部212相互连接以形成环状，进而通过环状固定于用户的手臂。

进一步地，接收天线111设置在穿戴部212，进而使接收天线111远离主体部211的电子元件，避免电子元件对接收天线111的辐射造成干扰。同时，由于主体部211的空间有限，将接收天线111设置在穿戴部212可使接收天线 111有更大的净空区域，保证接收天线111的辐射性能，加强智能手表200续航的稳定性。

在一些实施方式中，开关模块120为设置在主体部211的按键开关。边框 2112设置有与按键开关连接的按键230，用户通过按压按键230可触发按键开关的开合状态，进而切换天线模块110及转换模块130的耦接状态。

本申请实施例提供的智能手表，通过设置电源模块、天线模块、耦接于电源模块的转换模块、耦接于天线模块与转换模块之间的开关模块以及耦接于开关模块的控制模块，控制模块可输出控制信号控制开关模块的切换状态，进而使天线模块转而耦接至转换模块，此时通过天线模块将空间微波能量转换成电能，再经过转换模块将该电能电压转换后输出至电源模块为电源模块供电，从而提高可穿戴智能设备的续航能力。并且将接收天线设置在穿戴部，保证了接收天线的辐射性能，加强智能手表续航的稳定性。

描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合及组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的精神及范围。

Claims (10)

1.一种充电装置，用于集成至可穿戴智能设备，其特征在于，包括天线模块、转换模块、电源模块、开关模块以及控制模块；

所述天线模块可选择性地耦接于所述转换模块，所述天线模块用于将空间微波能量转换为电能输出至所述转换模块；

所述转换模块耦接于所述电源模块，所述转换模块用于接收所述电能并将所述电能经电压转换后输出至所述电源模块，以为所述电源模块供能；

所述开关模块耦接于所述天线模块与所述转换模块之间、且受控于所述控制模块，所述开关模块用于根据所述控制模块输出的控制信号切换所述天线模块与所述转换模块的耦接状态。

2.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述控制模块还耦接于所述电源模块，所述控制模块用于根据所述电源模块的电量变化输出所述控制信号至所述开关模块。

3.如权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述电源模块包括储能单元及耦接于所述储能单元的电量监测单元，所述电量监测单元还耦接于所述控制模块以用于在所述储能单元的当前电量未达到预设电量阈值时输出预警信号至所述控制模块，所述控制模块接收到所述预警信号时输出控制信号。

4.如权利要求3所述的充电装置，其特征在于，还包括耦接于所述控制模块的状态检测模块，所述状态检测模块用于检测所述可穿戴智能设备的工作状态以输出状态信号至所控制模块，所述控制模块还用于根据所述状态信号及所述储能单元的当前电量输出控制信号。

5.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，还包括耦接于所述控制模块的动作监测模块，所述动作监测模块用于根据所述可穿戴智能设备的执行动作输出动作信号至所述控制模块，所述控制模块接收到所述动作信号时输出所述控制信号。

6.如权利要求1～5任一项所述的充电装置，其特征在于，所述开关模块包括三级管、场效应管、晶闸管以及电子开关中的任一个或多个组合。

7.如权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述开关模块为按键开关，所述按键开关可由按压触发以切换所述天线模块与所述转换模块的耦接状态。

8.一种智能手表，其特征在于，包括手表本体以及如上述权利要求1～6任一项所述的充电装置，所述充电装置设置于所述手表本体。

9.如权利要求8所述的智能手表，其特征在于，所述手表本体包括主体部以及穿戴部，所述天线模块设于所述穿戴部。

10.如权利要求9所述的智能手表，其特征在于，所述开关模块为按键开关，所述主体部设有与所述按键开关连接的按键，所述按键用于根据自身的按压状态触发所述按键开关。

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