一種智能服裝電源及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能服裝電源及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，越來越多的智能服裝出現(xiàn)在人們的生活中，目前的智能服裝一般采用充電電池供電，充電電池通過外接電源進行充電，在人們穿著智能服裝時不能進行充電，智能服裝上的電源也不能自發(fā)電，導(dǎo)致智能服裝上的充電電池消耗較快。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有智能服裝上的電源不能自發(fā)電的技術(shù)問題，提供了一種智能服裝電源及其工作方法，其能夠利用人的手臂運動進行發(fā)電，給充電電池供電，延長了充電電池的供電時間。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
本發(fā)明的一種智能服裝電源，包括儲電裝置和發(fā)電裝置，所述發(fā)電裝置包括至少一個發(fā)電機構(gòu)，所述發(fā)電機構(gòu)包括設(shè)置在服裝衣袖上的殼體，所述殼體內(nèi)固定設(shè)有主軸和具有電樞繞組的定子鐵芯，所述殼體上設(shè)有連接電樞繞組的整流濾波電路，所述主軸上設(shè)有可自由轉(zhuǎn)動的磁鐵，所述儲電裝置包括中央處理單元、單刀雙擲開關(guān)、指示燈、充電電池、充電電路、電子開關(guān)、充電接口、電池電壓檢測模塊以及用于檢測發(fā)電裝置輸出電壓的輸出電壓檢測模塊，所述發(fā)電裝置內(nèi)的發(fā)電機構(gòu)串聯(lián)輸出，所述發(fā)電裝置的輸出端與電子開關(guān)的輸入端電連接，所述電子開關(guān)的輸出端與單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點電連接，所述單刀雙擲開關(guān)的第二靜觸點與充電接口電連接，所述單刀雙擲開關(guān)的動觸點與充電電路的輸入端電連接，所述充電電路的輸出端與充電電池電連接，所述中央處理單元分別與指示燈、充電電池、電子開關(guān)的控制端、電池電壓檢測模塊和輸出電壓檢測模塊電連接。
[0005]在本技術(shù)方案中，穿上智能服裝的人手臂運動時，發(fā)電機構(gòu)內(nèi)的磁鐵會繞著主軸轉(zhuǎn)動，磁鐵與定子鐵芯的相對位置發(fā)生變化，電樞繞組感應(yīng)磁場變化產(chǎn)生感應(yīng)電動勢輸出到整流濾波電路，整流濾波電路將電樞繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢整流濾波為直流電動勢輸出。發(fā)電裝置內(nèi)的發(fā)電機構(gòu)串聯(lián)輸出到電子開關(guān)的輸入端。
[0006]中央處理單元通過輸出電壓檢測模塊對發(fā)電裝置輸出的電壓進行采樣，采樣周期為T，中央處理單元計算最新一個采樣周期T內(nèi)發(fā)電裝置輸出電壓的平均值Uinavg，如果平均值Uinavg >上限值Vmax，則中央處理單元輸出占空比為D的PffM波到電子開關(guān)(電子開關(guān)在控制端輸入高電平時導(dǎo)通，在控制端輸入低電平時斷開)，使得輸入到充電電路的電壓值Uinavg*D ( Vmax,當(dāng)單刀雙擲開關(guān)連通電子開關(guān)和充電電路時，充電電路給充電電池充電；如果下限值Vmin彡平均值Uinavg彡上限值Vmax，則中央處理單元控制電子開關(guān)始終導(dǎo)通，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)連通電子開關(guān)和充電電路時，充電電路給充電電池充電；如果平均值Uinavg <下限值Vmin，則中央處理單元控制電子開關(guān)始終斷開，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)連通電子開關(guān)和充電電路時，充電電路不給充電電池充電。中央處理單元通過對電子開關(guān)的控制，使得輸入到充電電路的電壓穩(wěn)定在下限值Vmin和上限值Vmax之間，保護充電電路，如果充電電路的輸入電壓大于上限值Vmax，充電電路容易損壞，如果充電電路的輸入電壓低于下限值Vmin，充電電路無輸出。
[0007]中央處理單元通過電池電壓檢測模塊檢測充電電池的電壓，當(dāng)充電電池電壓大于設(shè)定值Vl時，中央處理單元控制電子開關(guān)斷開，停止充電，指示燈發(fā)出綠光；當(dāng)充電電池電壓低于設(shè)定值V2時，中央處理單元控制指示燈發(fā)出紅光，用戶需操作單刀雙擲開關(guān)將充電接口和充電電路連通，將外接電源與充電接口連通，通過外接電源給充電電池充電。
[0008]本方案利用人走路、工作、運動等活動時手臂的擺動動作，使發(fā)電機構(gòu)的磁鐵轉(zhuǎn)動，電樞繞組發(fā)出電能，通過電路處理，形成一個穩(wěn)恒的電源，給智能服裝的相關(guān)電子器件，如微型傳感器、小功率LED等供電。
[0009]作為優(yōu)選，所述整流濾波電路包括整流橋U2和電容Cl，所述電樞繞組的兩個輸出端分別與整流橋U2的兩個輸入端電連接，所述整流橋U2的輸出端正極與電容Cl 一端電連接，所述整流橋U2的輸出端負(fù)極與電容Cl另一端都接地。
[0010]作為優(yōu)選，所述電子開關(guān)包括光電親合器U4、電阻R6、電阻R7和三極管Q1，光電親合器U4的發(fā)射部輸入端通過電阻R7與充電電池的正極電連接，光電親合器U4的發(fā)射部輸出端與三極管Ql的集電極電連接，三極管Ql的基極與中央處理單元電連接，三極管Ql的發(fā)射極接地，光電親合器U4的接收部輸入端與發(fā)電裝置的輸出端電連接，光電親合器U4的接收部輸出端與單刀雙擲開關(guān)的第一靜觸點電連接。
[0011]作為優(yōu)選，所述磁鐵一端的側(cè)面設(shè)置有配重塊。人的手臂在動作時，如人走路時手臂擺動，衣袖上的發(fā)電機構(gòu)隨著手臂的動作變換位置，磁鐵一端設(shè)置配重塊，使得磁鐵隨著人手臂動作變換位置后，由于磁鐵帶配重塊一端比另一端重，磁鐵帶配重塊一端會受重力作用運動，最終回到最低位置，從而使磁鐵與定子鐵芯的相對位置變化較大，電樞繞組感應(yīng)磁場變化產(chǎn)生的電能更多。
[0012]作為優(yōu)選，所述配重塊由非導(dǎo)磁性材料制成。配重塊不會影響磁鐵的磁場分布。
[0013]本發(fā)明的一種智能服裝電源的工作方法，包括以下步驟:中央處理單元通過輸出電壓檢測模塊對發(fā)電裝置輸出的電壓進行采樣，采樣周期為T，中央處理單元計算最新一個采樣周期T內(nèi)發(fā)電裝置輸出電壓的平均值Uinavg，如果平均值Uinavg大于設(shè)定的上限值Vmax，則中央處理單元輸出占空比為D的PffM波到電子開關(guān)，使得輸入到充電電路的電壓值Uinavg*D ( Vmax,當(dāng)單刀雙擲開關(guān)連通電子開關(guān)和充電電路時，充電電路給充電電池充電；如果平均值Uinavg大于等于設(shè)定的下限值Vmin且平均值Uinavg小于等于上限值Vmax,則中央處理單元控制電子開關(guān)始終導(dǎo)通，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)連通電子開關(guān)和充電電路時，充電電路給充電電池充電；如果平均值Uinavg小于下限值Vmin，則中央處理單元控制電子開關(guān)始終斷開，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)連通電子開關(guān)和充電電路時，充電電路不給充電電池充電。
[0014]作為優(yōu)選，中央處理單元通過電池電壓檢測模塊檢測充電電池的電壓，當(dāng)充電電池電壓大于設(shè)定值Vl時，中央處理單元控制電子開關(guān)斷開，停止充電，指示燈發(fā)出綠光；當(dāng)充電電池電壓低于設(shè)定值V2時，中央處理單元控制指示燈發(fā)出紅光，提醒用戶操作單刀雙擲開關(guān)將充電接口和充電電路連通，通過外接電源給充電電池充電。
[0015]本發(fā)明的實質(zhì)性效果是:能夠利用人的手臂運動進行發(fā)電，給充電電池供電，延長了充電電池的供電時間。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的一種電路原理連接框圖；
圖2是發(fā)電機構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是整流濾波電路的一種電路原理圖；
圖4是電子開關(guān)的一種電路原理圖。
[0017]圖中:1、發(fā)電裝置，2、發(fā)電機構(gòu)，3、主軸，4、電樞繞組，5、定子鐵芯，6、磁鐵，7、中央處理單元，8、單刀雙擲開關(guān)，9、指示燈，10、充電電池，11、充電電路，12、電子開關(guān)，13、充電接口，14、電池電壓檢測模塊，15、輸出電壓檢測模塊，16、配重塊。
【具體實施方式】
[0018]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
[0019]實施例1:本實施例的一種智能服裝電源，如圖1、圖2所示，包括儲電裝置和發(fā)電裝置1，發(fā)電裝置I包括若干個發(fā)電機構(gòu)2，發(fā)電機構(gòu)2包括設(shè)置在服裝衣袖上的殼體，殼體內(nèi)固定設(shè)有主軸3和具有電樞繞組4的定子鐵芯5，殼體上設(shè)有連接電樞繞組4的整流濾波電路，主軸3上設(shè)有可自由轉(zhuǎn)動的磁鐵6，磁鐵6 —端的兩個側(cè)面對稱設(shè)置有配重塊16，配重塊16由非導(dǎo)磁性材料制成，儲電裝置包括中央處理單元7、單刀雙擲開關(guān)8、指示燈9、充電電池10、充電電路11、電子開關(guān)12、充電接口 13、電池電壓檢測模塊14以及用于檢測發(fā)電裝置I輸出電壓的輸出電壓檢測模塊15，發(fā)電裝置I內(nèi)的發(fā)電機構(gòu)2串聯(lián)輸出，發(fā)電裝置I的輸出端與電子開關(guān)12的輸入端電連接，電子開關(guān)12的輸出端與單刀雙擲開關(guān)8的第一靜觸點電連接，單刀雙擲開關(guān)8的第二靜觸點與充電接口 13電連接，單刀雙擲開關(guān)8的動觸點與充電電路11的輸入端電連接，充電電路11的輸出端與充電電池10電連接，中央處理單元7分別與指示燈9、充電電池10、電子開關(guān)12的控制端、電池電壓檢測模塊14和輸出電壓檢測模塊15電連接。
[0020]磁鐵一端設(shè)置有配重塊，人的手臂在動作時，如人走路時手臂擺動，衣袖上的發(fā)電機構(gòu)隨著手臂的動作變換位置，磁鐵一端設(shè)置配重塊，使得磁鐵隨著人手臂動作變換位置后，由于磁鐵帶配重塊一端比另一端重，磁鐵帶配重塊一端會受重力作用運動，最終回到最低位置，從而使磁鐵與定子鐵芯的相對位置變化較大，電樞繞組感應(yīng)磁場變化產(chǎn)生的電能更多。配重塊由非導(dǎo)磁性材料制成，使得配重塊不會影響磁鐵的磁場分布。
[0021]穿上智能服裝的人手臂運動時，發(fā)電機構(gòu)內(nèi)的磁鐵繞著主軸轉(zhuǎn)動，磁鐵與定子鐵芯的相對位置發(fā)生變化，電樞繞組感應(yīng)磁場