本實用新型涉及電子技術領域，特別是涉及一種電磁能量采集裝置及可穿戴設備。

背景技術：

隨著科技技術的發(fā)展，人們越來越多的使用如智能手表，智能手環(huán)等智能可穿戴設備。目前的可穿戴設備的設計都是自身配備一個電池，在電池電量耗盡或不足的時候需要用戶對該可穿戴設備進行更換電池或者將該可穿戴設備停止使用后再進行充電。但是可穿戴設備體積小，從而決定了可穿戴設備配備的電池的體積小，因此電池的容量較小，同時可穿戴設備功能豐富，功耗較大，所以導致可穿戴設備正常續(xù)航能力有限。

一般可以通過電磁能量采集裝置來解決上述問題，但是目前電磁能量采集裝置結構復雜，且成本高，難以應用在可穿戴設備上。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種結構簡單、成本低廉的電磁能量采集裝置以及可穿戴設備。

一種電磁能量采集裝置，包括：

體硅；

至少一個凹槽，所述至少一個凹槽設置于所述體硅上，所述凹槽內設置有磁場；

導電針，所述導電針設置于所述凹槽中；

能量采集模塊，所述能量采集模塊與所述導電針相連接；

所述導電針在所述電磁能量采集裝置振動時進行切割磁感線運動，并生成相應的感應電動勢；所述能量采集模塊采集與所述感應電動勢相對應的電能。

上述電磁能量采集裝置，其結構簡單，易于操作，僅僅需要在體硅的凹槽中設置導電針即可在電磁能量采集裝置振動時，將電磁能量采集裝置振動的動能轉換成電能，大大地降低了電磁能量采集裝置的成本，應用范圍較為廣泛。

在其中一個實施例中，所述導電針進行切割磁感線運動的運動方向與所述磁場的方向垂直。

在其中一個實施例中，還包括永磁體，所述永磁體附著于所述凹槽的表面，以在所述凹槽內形成所述磁場。

在其中一個實施例中，所述凹槽刻蝕在所述體硅上，所述永磁體電鍍在所述凹槽的表面。

在其中一個實施例中，所述能量采集模塊包括：

變壓器，所述變壓器的初級與所述導電針相連接，所述變壓器用于改變所述電能的電壓后，輸出所述電能。

在其中一個實施例中，所述能量采集模塊還包括：

整流單元，所述整流單元的輸入端與所述變壓器的輸出端相連接；

濾波單元，所述濾波單元的輸入端與所述整流單元的輸出端相連接；

所述整流單元以及所述濾波單元用于將所述電能整流濾波成直流電流。

在其中一個實施例中，還包括傳感器，所述傳感器的輸出端與所述導電針相連接，所述傳感器檢測到所述電磁能量采集裝置的振動信號時，所述導電針進行切割磁感線運動。

在其中一個實施例中，還包括執(zhí)行器，所述執(zhí)行器設置于所述傳感器與所述導電針之間，所述傳感器的輸出端與所述執(zhí)行器的輸入端相連接，所述執(zhí)行器的輸出端與所述導電針相連接；

所述執(zhí)行器用于處理所述傳感器檢測到的振動信號后，控制所述導電針進行切割磁感線運動。

在其中一個實施例中，所述傳感器為MEMS傳感器。

一種可穿戴設備，包括上述的電磁能量采集裝置；以及

儲能裝置，所述電磁能量采集裝置的輸出端與所述儲能裝置相連接，所述儲能裝置用于存儲所述電磁能量采集裝置所采集的電能。

上述的可穿戴設備，設置有上述的電磁能量采集裝置，成本低廉，應用范圍廣泛，且能夠將用戶運動時的動能轉換為電能，保持了該可穿戴設備的電池電量的穩(wěn)定性，從而提高了該可穿戴設備的續(xù)航能力。

附圖說明

圖1為本實用新型的一實施例中的電磁能量采集裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型的一實施例中的電磁感應產能模塊的結構示意圖；

圖3為本實用新型的一實施例中的能量采集模塊的結構示意圖；

圖4為本實用新型的一實施例中的可穿戴設備的結構示意圖。

其中，

A 可穿戴設備

100 電磁能量采集裝置

110 電磁感應產能模塊

111 體硅

112 永磁體

113 磁場

114 導電針

120 傳感器

130 能量采集模塊

131 變壓器

132 整流單元

133 濾波單元

200 儲能裝置

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

在詳細說明根據(jù)本實用新型的實施例前，應該注意到的是，所述的實施例主要在于與電磁能量采集裝置100及可穿戴設備A相關的系統(tǒng)組件的組合。因此，所屬系統(tǒng)組件已經在附圖中通過常規(guī)符號在適當?shù)奈恢帽硎境鰜砹?，并且只示出了與理解本實用新型的實施例有關的細節(jié)，以免因對于得益于本實用新型的本領域普通技術人員而言顯而易見的那些細節(jié)模糊了本實用新型的公開內容。

在本文中，諸如左和右，上和下，前和后，第一和第二之類的關系術語僅僅用來區(qū)分一個實體或動作與另一個實體或動作，而不一定要求或暗示這種實體或動作之間的任何實際的這種關系或順序。術語“包括”、“包含”或任何其他變體旨在涵蓋非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包含這些要素，而且還包含沒有明確列出的其他要素，或者為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。

請參閱圖1所示，圖1為本實用新型的一實施例中的電磁能量采集裝置的結構示意圖。在該實施例中，電磁能量采集裝置100包括電磁感應產能模塊110以及能量采集模塊130。當電磁能量采集裝置100振動時，電磁感應產能模塊110將電磁能量采集裝置100振動所產生的動能轉化為電能后輸出至能量采集模塊130。在其中一個實施例中，電磁能量采集裝置100包括還傳感器120，傳感器120能夠感應到電磁能量采集裝置100振動，且將感應到的電磁能量采集裝置100振動的振動信號發(fā)送至電磁感應產能模塊110。

本實施例中，為了簡化電磁能量采集裝置100的結構，使得電磁能量采集裝置100能夠普遍使用，請參閱圖2所示，圖2為本實用新型的一實施例中的電磁感應產能模塊的結構示意圖。在該實施例中，電磁感應產能模塊110包括體硅111、至少一個凹槽以及導電針114。至少一個凹槽設置于體硅111上，且凹槽內設置有磁場113；當電磁能量采集裝置100振動時，導電針114進行切割磁感線運動，并生成相應的感應電動勢，能量采集模塊130采集與感應電動勢相對應的電能。上述電磁能量采集裝置100，其結構簡單，易于操作，僅僅需要在體硅的凹槽中設置導電針114即可在電磁能量采集裝置100振動時，將電磁能量采集裝置100振動的動能轉換成電能，大大地降低了電磁能量采集裝置100的成本。且在其中一個實施例中，引入傳感器120來檢測電磁能量采集裝置100振動信號，準確性高，應用范圍廣泛。

在其中一種實施方式中，為了在凹槽中產生磁場113，本實施方式中的電磁能量采集裝置100還包括永磁體112，永磁體112附著于凹槽的表面。且在實際使用中，通?？梢酝ㄟ^電鍍的方式將永磁體112電鍍在凹槽的表面。另外，可以通過體硅111微加工技術在體硅111上刻蝕多個凹槽。通過微型化的集成工藝技術有效地減少了電磁能量采集裝置100的體積，從而可以降低其在穿戴式設備中所占空間，應用范圍廣泛。

在其中一種實施方式中，由于感應電動勢e＝BLVCosθ，為了保證產生的感應電動勢最大，導電針114進行切割磁感線運動的運動方向與磁場113的方向垂直。

在其中一種實施方式中，傳感器120為微型傳感器，所述微型傳感器為MEMS傳感器。本實施方式中通過MEMS(Microelectromechanical Systems，微機電系統(tǒng))技術來實現(xiàn)將動能轉化為電能裝置，大大減少了電磁能量采集裝置100的體積，從而可以降低其在穿戴式設備中所占空間。在其中一種實施方式中，電磁能量采集裝置100還可以包括執(zhí)行器，執(zhí)行器設置于傳感器120與導電針114之間，傳感器120的輸出端與執(zhí)行器的輸入端相連接，執(zhí)行器的輸出端與導電針114相連接；執(zhí)行器用于處理傳感器120檢測到的振動信號后，控制導電針114進行切割磁感線運動，從而產生感應電動勢，且通過該執(zhí)行器，可以保證導電針114進行切割磁感線運動的運動方向與磁場113的方向垂直，從而產生的感應電動勢最大。

在其中一種實施方式中，請參閱圖3所示，圖3為本實用新型的一實施例中的能量采集模塊的結構示意圖。其中能量采集模塊130包括變壓器131，變壓器131的初級與導電針114相連接，變壓器131用于改變電能的電壓后，輸出電能。由于產生的感應電動勢的大小可能與需求不相符合，所以需要變壓器131來改變其電壓的大小。另外，由于產生的感應電動勢為交流電，需要將其轉換成直流電后才能使用，因此，能量采集模塊130還包括整流單元132以及濾波單元133，整流單元132的輸入端與變壓器131的輸出端相連接，整流單元132的輸出端與濾波單元133的輸入端相連接；整流單元132以及濾波單元133用于將所述電能整流濾波成直流電流。

請參閱圖4所示，圖4為本實用新型的一實施例中的可穿戴設備的結構示意圖。本實施例中的可穿戴設備A包括電磁能量采集裝置100以及儲能裝置200，電磁能量采集裝置100的輸出端與儲能裝置200相連接，儲能裝置200用于存儲電磁能量采集裝置100所采集的電能，從而可以在可穿戴設備A用電時，輸出電能。上述的可穿戴設備A，通過電磁能量采集裝置100將用戶運動時的動能轉換為電能，保持了該可穿戴設備A的電池電量的穩(wěn)定性，從而提高了該可穿戴設備A的續(xù)航能力，且整個電磁能量采集裝置100可以由MEMS技術實現(xiàn)，其具有結構簡單、設計合理、智能化程度高、使用操作方便、集成度高、成本低、精度高的特點。

且在其中一種實施方式中，儲能裝置200可以為可充電電池?？沙潆婋姵乜梢詾殇囯姵亍㈡嚉潆姵?、電解電容或者超級電容等。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。