承載可穿戴電子設備傳感器的載體的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種可與傳統串連接裝飾品混搭使用的承載可穿戴電子設備傳感器的載體。其包括涉及生物、搖擺與定位傳感的傳感器、電路集成及供電裝置，該載體為至少一個可串接的具有中空內腔并呈封閉狀的第一構件；每個第一構件具有貫穿其上下兩端的穿心管，所有第一構件可通過柔性繩索或軟帶穿過對應的穿心管串接在一起；傳感器、電路集成和供電裝置固定在第一構件的中空內腔里，在每個第一構件穿心管的兩個端口分別設有裸露的可接收無線充電器充電的輸入電極環和靜電、漏電保護部件；在穿心管端口還設有防水密封結構。其可與多種可穿戴裝飾真品混搭使用，在不改變第一構件的情況下，通過更換不同類型傳感器的方式改變該可穿戴智能電子產品的功能。
【專利說明】承載可穿戴電子設備傳感器的載體

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種承載電子設備的載體，特別涉及一種適用于承載生物傳感器、搖擺傳感器與定位傳感器的可穿戴電子設備的載體。

【背景技術】
[0002]目前，隨著Google Glass (谷歌眼鏡)、Nike+FuelBand SE (智能健身腕帶)、智能手表等可穿戴智能電子產品(又稱可穿戴電子設備)的問世，人們意圖將越來越多的智能電子產品整合到使用者的身體、衣服或配件上，再通過軟件支持以及數據交互、云端交互來實現強大的應用功能，由此可知，可穿戴智能電子設備將會對人們的生活、感知帶來很大的轉變。
[0003]現有技術中的可穿戴智能電子產品的結構基本上是將傳感器、電路集成和供電電池同可穿戴載體制作成一體化結構，例如:一體化手環、項鏈吊墜、耳機、手表等等。現有技術中的可穿戴智能電子產品存在如下不足:
[0004]I)價格昂貴。Google Glass 售價高達 1500 美兀；Nike+FuelBand SE 售價為 149美元而阿迪達斯即將推出的安卓系統智能手表售價399美元。
[0005]2)電池續航時間短。普通的智能手表電池使用時間在24小時左右，如果開啟更多功能耗電量會增加，這樣使用者不得不每天充兩次電才能正常使用。
[0006]3)容易使人產生審美疲勞。由于其一體化不可變化的結構，會使消費者因長期佩戴而產生喜新厭舊的感覺。
[0007]4)不可維修。由于其一體化結構，使得其出現故障時，不可維修。


【發明內容】

[0008]本發明要解決的技術問題是提供一種可承載各種穿戴式智能電子產品所用的傳感器和電路集成的載體，該載體可與傳統串連接裝飾品混搭使用。
[0009]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:
[0010]本發明的承載可穿戴電子設備傳感器的載體，包括涉及生物傳感、搖擺傳感與定位傳感的傳感器、電路集成及供電裝置，其特征在于:
[0011]該載體為至少一個可串接的具有中空內腔并呈封閉狀的第一構件；
[0012]每個第一構件具有貫穿其上下兩端的由塑膠材料制作的穿心管，所有第一構件可通過柔性繩索或軟帶穿過對應的穿心管串接在一起，該柔性繩索或軟帶的兩端置于該載體之外，第一構件的外殼環繞對應的穿心管設置并固接在該穿心管的外壁上，所述穿心管與中空內腔連通；
[0013]所述傳感器、電路集成和供電裝置固定在第一構件的中空內腔里，在每個第一構件的所述穿心管的兩個端口分別設有裸露的可接收無線充電器充電的輸入電極環和靜電、漏電保護部件，所述輸入電極環通過全橋電路與所述的供電裝置相連接；
[0014]在每個第一構件的穿心管端口還設有防水密封結構。
[0015]所述第一構件為兩個，所述傳感器和電路集成置于一個第一構件的中空內腔中，所述充電裝置設于另一個第一構件的中空內腔中，兩個第一構件之間可通過柔性電纜線將所述電路集成與充電裝置導電連接。
[0016]所述充電裝置為伴侶電池。
[0017]在所述第一構件的兩個輸入電極環之間還設有外置的第二構件，第二構件為與第一構件采用套夾式連接的可套置于手腕、腳腕或脖項上的具有中空腔體的圓環，或者為套夾式伴侶電池其外形結構呈可穿戴仿真裝飾品，在所述第二構件的圓環內可安裝大容量的充電電池、其它用途的傳感器和/或通訊收發器，第二構件中的所述電池的套夾兩個輸出電極端與第一構件上的輸入電極環相連接。
[0018]所述輸入電極環為與穿心管端口形狀大小適配的由可與磁性材料相吸的含鐵鈷鎳材料制成的極片。
[0019]所述穿心管縱向軌跡為直線型、弧線型或曲線型。
[0020]所述第一構件的外形為環繞所述穿心管的球形、橢圓體、圓柱體、棱臺形、錐臺形、象牙形或彎蛇曲折形。
[0021]所述第一構件由金屬和塑膠材料組合制作，其外表面可為仿真陶瓷、玻璃或玉石表面的裝飾層。
[0022]所述裝飾層的色彩、花紋及圖案同與其一起混搭穿戴的真實裝飾品適配。
[0023]與現有技術相比，本發明采用中空內腔并呈封閉狀的以串連接方式連接在一起的第一構件，將具有生物傳感、搖擺傳感與定位傳感的傳感器、電路集成及供電裝置定置于該第一構件的中空內腔中，該結構不僅可以通過改變第一構件的外形結構達到與多種可穿戴裝飾真品(如寶石、玉石、沉香或貴金屬等材質制作的手鏈、項鏈、手環或串珠等)的混搭使用，保持使用者始終對其具有新鮮感，而且可以在不改變該第一構件的情況下，通過更換不同類型傳感器的方式改變該可穿戴智能電子產品的功能。
[0024]本發明進一步的將充電電池設為伴侶電池，伴侶電池包含串接同結構構件的伴侶電池和利用兩端裸露電極的套夾結構構件的伴侶電池，通過伴侶電池在佩戴中的連接，能夠在不取下傳感器情況下對傳感器充電，使其電池續航能力大大增長，而且第一構件的穿心管與外界為密封的結構，即使該載體落入水中，其也不會產生漏電現象。
[0025]本發明再進一步的將外置的第二構件以套夾連接方式與第一構件連接在一起，其不僅可大大拓寬本發明載體的適用性，而且在使用容量更大的充電電池和多種類型的傳感器或通訊器件下，還可大大提高本發明載體電池的續航能力和使用功能。
[0026]本發明可避免使用者出現審美疲勞的感覺，提高其佩戴興趣。其可通過多種產品的級聯組合，擴展使用功能。其利用繩索和軟帶將多個第一構件固定結合，既牢固可靠不易脫落，還可根據需要佩帶于胸前、腰部或手腳腕部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發明載體的第一構件示意圖之一。
[0028]圖2為本發明載體的第一構件示意圖之二。
[0029]圖3為本發明載體的兩個第一構件串連接示意圖之一。
[0030]圖4為本發明載體的兩個第一構件串連接示意圖之二。
[0031]圖5為本發明載體的第一構件與第二構件串連接示意圖之一。
[0032]圖6為本發明載體的第一構件與第二構件串連接示意圖之二。
[0033]圖7為穿心管橫截面形狀呈長條矩形的示意圖。
[0034]附圖標記如下:
[0035]第一構件1、穿心管11、輸入電極環12、中空內腔13、內端口 14、外端口 15、繩索或軟帶2、第二構件3、中空腔體31、輸出電極端32、傳感器4、電路集成5、供電裝置6、充電電池7、通訊收發器8。

【具體實施方式】
[0036]本發明的承載可穿戴電子設備傳感器4的載體可與多種可穿戴裝飾真品(如寶石、玉石、沉香或貴金屬等材質制作的手鏈、項鏈、手環或串珠等)的混搭使用。
[0037]如圖1、2、3、4所示，其是由若干對形狀、結構和大小相同的第一構件I通過柔性繩索和軟帶串連接構成，每個構件具有中空內腔13和貫穿該第一構件I上下兩端的穿心管11，每個第一構件I的所述穿心管11與所述中空內腔13相通，穿心管11的兩個端口設有可將中空內腔13與外界隔離的防水密封結構。
[0038]所述的穿心管11橫截面形狀呈兩端為半圓的長條矩形(如圖7所示)或圓形，其縱向軌跡為直線型、弧線型或曲線型，穿心管11截面面積的大小以能夠有效地增加繩索數量或利用軟帶改進佩戴舒適性(軟帶通常適合于較大設備的佩戴)。
[0039]所述的第一構件I的外形可為環繞所述穿心管11的球形、橢圓體、圓柱體、棱臺形、錐臺形、象牙形或彎蛇曲折形。第一構件I可由金屬和塑膠材料組合制作，并在其外表面上通過現有技術中特殊的表面處理工藝涂敷或貼合使其具有仿真效果的裝飾層，該裝飾層的色彩、花紋及圖案、甚至材質與同其一起混搭使用的可穿戴裝飾真品適配，由此，達到裝飾真品與先進科技的合理結合，并提高佩戴舒適度。
[0040]在所述的中空內腔13中可根據需要固定設置不同功能用途的用于可穿戴智能電子產品的傳感器4(如生物傳感器4、搖擺傳感器4或定位傳感器4等，可以為傳感器4、執行器或電源設備)、電路集成5和供電裝置6，所述的電路集成5包括微處理器、存儲器、燈光、通信收發器。
[0041]所有第一構件I之間通過柔性繩索或軟帶2穿過所述穿心管11串接在一起，該柔性繩索或軟帶2的兩端置于該載體之外；
[0042]所述傳感器4、電路集成5和供電裝置6固定在所述構件的中空內腔13里，在每個第一構件I的所述穿心管11的兩個端口分別設有裸露的可接收無線充電器充電的輸入電極環12和靜電、漏電保護部件，所述輸入電極環12通過全橋電路與所述的供電裝置6相連接；輸入電極環12對外不分極性，由于內部橋電路的結構，其具有可自動識別輸入極性的識別特性；在每個構件的穿心管11的兩個端口設有防水密封結構，即使將其浸泡在水中也不會出現漏電現象。
[0043]所述輸入電極環12為與穿心管11端口形狀大小適配的可被磁性吸引的材質制成(優選鐵鈷鎳材料所制)，能夠通過磁性充電電極吸合傳感器4電極提高連接性能，可用于充電中的電極吸合提高接觸性能(但在內部裝有磁性敏感傳感器4時，佩戴時，要避免使用磁性電極的伴侶電池)。
[0044]每個第一構件I的外形優選為球形或圓柱形。每個第一構件I由金屬和塑膠材料組合所制，其先通過一次注塑成型為兩個半球形或半圓柱形部分和穿心管11，將所述的傳感器4、電路集成5和供電裝置6安裝于對應的中空內腔13中后，再通過粘膠或螺釘結構將兩半球或半圓柱部分與穿心管11密封固接在一起。
[0045]兩個構件中的穿心管11為直線型,各構件的中空內腔13為環繞穿心管11壁的球形，穿心管11與中空內腔13局部相通。其中可將傳感器4和電路集成5設置于一個第一構件I的中空內腔13中，并內置小容量電池，充電裝置(本發明優選為可充電的伴侶電池)可放置在另一個第一構件I的中空內腔13中。利用柔性繩索或軟帶2穿過兩個第一構件I的穿心管11將其串連接在一起，柔性繩索軟帶的兩個端頭置于兩個構件之外并可同時串接其他飾品系結成可佩戴在使用者脖項或腕部的環狀或成兩個端頭分別系結在使用者服飾不同位置的開放狀。
[0046]通過連接導線將電路集成5的輸入電極設于每個第一構件I穿心管11的兩個端口，該兩個端口分別為內端口 14和外端口 15 (定義:兩個第一構件I穿心管11相接處的端口為內端口 14，相背處的穿心管11端口為外端口 15，下同)，其中，內端口 14的電極可直接接觸連接，外端口 15的電極為裸露電極，可配合柔性電線相連閉合充電電路，連接后可以在佩戴中進行充電提高電池續航能力。
[0047]相鄰兩個第一構件I之間可以是松散的串接，但當與串接伴侶電池同時佩戴時，需要用柔性導線閉合電極連接。但與套夾伴侶電池同時佩戴時，僅僅將套夾伴侶電池套在該第一構件I上的輸入電極環12自然連接充電。
[0048]也可以將外部套夾直接套在該第一構件I上并自然直接連接兩個輸入電極環12并進行充電，在非佩戴時，若要充電可通過無線微波充電器對該第一構件I充電。
[0049]還可利用柔性電纜閉合相鄰兩個第一構件I的內端口 14，進行佩戴中小電流充電(通常為1mA至20mA，根據具體的需求可調整)，另外也可利用兩端電極裸露的特性，提供套夾式伴侶電池，直接包裹第一構件I并自然接觸兩端電極進行佩戴中充電，其套夾式伴侶電池表面做裝飾造型設計配合穿戴裝束。
[0050]另外配有套夾伴侶電池也可用于佩戴中充電提高電池續航能力，該套夾伴侶電池直接套入第一構件I由第二構件3對其兩端電極充電；非佩戴充電時，利用外置的充電裝置通過兩個裸露電極對設置于中空內腔13中的裝置進行充電或通過無線微波對內部裝置非電極接觸充電。
[0051]在兩個電極端口可以采用外置的套夾伴侶電池(充電套)對其完成充電，充電套具備一定的裝飾性、美觀性和便攜性。該充電套為可充電電池7設計，不需要再連接電源線，而通過內部電池實現對本設備的充電，充電周期不超過1.5小時。完成充電后，可以取下充電套，該充電套可以作為移動便攜充電器使用，在不佩戴本發明時，可以利用桌面型充電器補充電力保持充滿以備用下次使用。
[0052]進一步的，如圖5、6所示，本發明的載體在所述第一構件I的兩個輸入電極環12之間還設有外置的第二構件3，第二構件3為與第一構件I采用套夾式連接的可套置于手腕、腳腕或脖項上的具有中空腔體31的類圓環，或者為套夾式伴侶電池其外形結構呈可穿戴仿真裝飾品，在所述第二構件3的類圓環內可安裝大容量的充電電池7、其它用途的傳感器4和/或通訊收發器8，第二構件3中的所述電池的套夾兩端輸出電極端32與第一構件I上的輸入電極環12相連接。
[0053]第二構件3中可放置較大容量的充電電池7和其它類型的傳感器4、通訊收發器8，其通過套夾連接方式，可以對第一構件I進行微電流充電，內部有充放電電流監測電路連接，通過設定安全電流范圍(最小和最大，具體范圍結合傳感器4特性決定，通常設定1mA至20mA作為安全電流輸出范圍)判定是否存在水中浸泡漏電或外部短路，對于電流過小和電流過大都進行自動斷路，并定時再次啟動和判斷，僅僅當電流在安全范圍情況下進行持續輸出供電。第二構件3兩端電極輸出時為直流弱電，不對外部其他產生危險。整個構件采用防水式全密封設計，僅僅兩個電極裸露并連接ESD和漏電保護。
[0054]本發明利用所述穿心管11兩端口電極的結構設計，可級聯同類產品在同一根繩索或軟帶2上，并配合簡單的柔性連接導線達到多設備電極互聯，在具備電極互聯的條件下，可以利用其中一個或多個設備作為電池設備而對其它設備充電，即伴侶充電模式，伴侶電池配合的工作模式，可以大大提高電池的續航能力，最大化延長佩戴時間，并且可以在佩戴中方便充電而沒有連線累贅的煩惱和無線充電輻射的煩惱。級聯的設計也可用于其傳感器4或執行器的配合搭配使用，將不同功能的相同結構產品組合佩戴，使其使用功能增多。
[0055]當置于中空內腔13中的是傳感器4或執行器時(即第一構件I)，所述第一構件I兩端口的電極不具備對外輸出電流的能力，這樣可以有效地防水和保護內部電路；若是電源設備時，尤其是伴侶充電電池7時(即第二構件3)，即利用本微型電源對其它設備充電，此時兩端口電極則為對外可輸出電極，由于第一構件I的兩端口電極內部接有橋電路，不關心電極連接極性，因此在第二構件3的輸出電極端32設計上不必關注對外極性的外觀上區分，但可以在產品描述中指示，并不在實際使用中關注極性。兩個輸出電極端32內部會對外部等效阻抗和輸出電流做嚴格的監測，對于微小漏電和短路漏電情況能夠自動實時監測并自動斷電功能，通常安全范圍設定為1mA至20mA,即對于小于1mA的情況視為外部存在漏電的假定，而對于大于20mA的情況視為外部存在短路的假定，僅僅對于電流在1mA至20mA以內的情況視為正常工作電流，在第二構件3中的輸出端串接一個低阻值電阻器，并對其兩端電壓差進行判斷從而識別處1mA至20mA的安全供電范圍，當電路識別到超限時，會自動關閉輸出一段時間以達到保護作用，并會定時啟動第二次嘗試，即如果第二次嘗試中發現電流達到合理范圍時仍可以持續供電，其假定條件是外部漏電或短路情況已經解除，同時也會監測放電過程中的電壓與電流釋放情況，即僅僅在滿足標準安全電流范圍內的放電才被允許執行，否則自動關閉對外輸出。
[0056]設備出于對佩戴方式的識別考慮，在非無線收發器擺放的一側設計有人體感應電路，可以感應到人體的電容特性，判斷是否靠近人體甚至多么近的距離。
[0057]在放置該人體感應傳感器4的一側，會設計有明顯的標志，用于提示最佳佩戴方向。
[0058]產品設計中可以設計為橢球體或異型外觀，可以進行防滾動設計。
[0059]從而可以有效地保持最佳佩戴方式。
[0060]而對于收發器功率極低的本發明產品，可以不關心其佩戴方式的情況下，設計為標準球體形式。
[0061]第一構件I的穿心管11兩端口輸入電極環12均采用卡槽結合設計和支持磁性吸引材料的設計，能夠實現磁性體的自動貼合，而即使不使用磁性貼合方法時，能夠利用卡槽約束裝配伴侶充電設備或充電套，能夠利用卡位或磁性有效地對電極連接做固定。兩端口的電極僅僅用于小電流流通目的，因此設備均在內部設計有電流保護電路，能夠自動屏蔽異常電流接入或輸出。
[0062]本發明產品表面能夠進行裝飾物貼面，從而有利于與傳統裝飾品混合搭配使用。
【權利要求】
1.一種承載可穿戴電子設備傳感器的載體，包括涉及生物傳感、搖擺傳感與定位傳感的傳感器(4)、電路集成(5)及供電裝置￠)，其特征在于: 該載體為至少一個可串接的具有中空內腔(13)并呈封閉狀的第一構件(I)； 每個第一構件(I)具有貫穿其上下兩端的由塑膠材料制作的穿心管(11)，所有第一構件(I)可通過柔性繩索或軟帶(2)穿過對應的穿心管(11)串接在一起，該柔性繩索或軟帶(2)的兩端置于該載體之外，第一構件(I)的外殼環繞對應的穿心管(11)設置并固接在該穿心管(11)的外壁上，所述穿心管(11)與中空內腔(13)連通； 所述傳感器(4)、電路集成(5)和供電裝置(6)固定在第一構件⑴的中空內腔(13)里，在每個第一構件(I)的所述穿心管(11)的兩個端口分別設有裸露的可接收無線充電器充電的輸入電極環(12)和靜電、漏電保護部件，所述輸入電極環(12)通過全橋電路與所述的供電裝置(6)相連接； 在每個第一構件(I)的穿心管(11)端口還設有防水密封結構。
2.根據權利要求1所述的承載可穿戴電子設備傳感器的載體，其特征在于:所述第一構件(I)為兩個，所述傳感器(4)和電路集成(5)置于一個第一構件(I)的中空內腔(13)中，所述充電裝置設于另一個第一構件⑴的中空內腔(13)中，兩個第一構件⑴之間可通過柔性電纜線將所述電路集成(5)與充電裝置導電連接。
3.根據權利要求2所述的承載可穿戴電子設備傳感器的載體，其特征在于:所述充電裝置為伴侶電池。
4.根據權利要求1所述的承載可穿戴電子設備傳感器的載體，其特征在于:在所述第一構件(I)的兩個輸入電極環(12)之間還設有外置的第二構件(3)，第二構件(3)為與第一構件(I)采用套夾式連接的可套置于手腕、腳腕或脖項上的具有中空腔體(31)的圓環，或者為套夾式伴侶電池其外形結構呈可穿戴仿真裝飾品，在所述第二構件(3)的圓環內可安裝大容量的充電電池(7)、其它用途的傳感器(4)和/或通訊收發器(8)，第二構件(3)中的所述電池的套夾兩個輸出電極端(32)與第一構件(I)上的輸入電極環(12)相連接。
5.根據權利要求1所述的承載可穿戴電子設備傳感器的載體，其特征在于:所述輸入電極環(12)為與穿心管(11)端口形狀大小適配的由可與磁性材料相吸的含鐵鈷鎳材料制成的極片。
6.根據權利要求1所述的承載可穿戴電子設備傳感器的載體，其特征在于:所述穿心管(11)縱向軌跡為直線型、弧線型或曲線型。
7.根據權利要求6所述的承載可穿戴電子設備傳感器的載體，其特征在于:所述第一構件(I)的外形為環繞所述穿心管(11)的球形、橢圓體、圓柱體、棱臺形、錐臺形、象牙形或彎蛇曲折形。
8.根據權利要求1所述的承載可穿戴電子設備傳感器的載體，其特征在于:所述第一構件(I)由金屬和塑膠材料組合制作，其外表面可為仿真陶瓷、玻璃或玉石表面的裝飾層。
9.根據權利要求8所述的承載可穿戴電子設備傳感器的載體，其特征在于:所述裝飾層的色彩、花紋及圖案同與其一起混搭穿戴的真實裝飾品適配。
【文檔編號】G01D11/00GK104197971SQ201410414818
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月21日 優先權日:2014年8月21日
【發明者】管恩平, 管子晴 申請人:管恩平