本發(fā)明屬于手機領域，特別涉及一種智能手機殼及智能防護方法

背景技術：

現(xiàn)代社會，手機對于人們來說基本是一個必需品，而隨著生活水平提高，人們不斷地追求更好的手機，要求手機有更高的配置，需求之一便是手機的屏幕分辨率越來越高，同樣的，手機屏幕的價格也越來越貴，如某品牌的曲面屏，摔碎之后更換價格達到2000元，相當于手機價格的三分之一。因此希望可以發(fā)明一種新的手機殼，以確保在正常高度范圍內(nèi)，手機無論以哪個角度掉落都不會摔壞屏幕，本發(fā)明將汽車安全氣囊的技術應用到手機殼上，通過反應物反應產(chǎn)生大量氣體，使手機殼內(nèi)的彈性薄膜膨脹，包裹住手機來緩沖掉落的沖擊，確保手機不會有損傷。據(jù)調(diào)查，僅英國iphone用戶每年維修費用就高達數(shù)十億英鎊，因而這種手機安全系統(tǒng)將具有廣闊的應用市場?，F(xiàn)有的手機殼保護手機方案都不夠完善，已知的手機殼安全系統(tǒng)技術方案中，均是在手機殼與地面撞擊后安全系統(tǒng)方才工作，手機殼僅為一個緩沖部件，因不能夠?qū)⑹謾C觸地的沖擊有效吸收，所以不能有效防止手機碎屏。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術問題是：通過手機殼中的安裝電子系統(tǒng)，確保手機殼能夠判別手機處于跌落狀態(tài)，以減小安全氣囊誤觸發(fā)幾率，并保證手機與地面撞擊前彈出氣囊保護手機。

本發(fā)明的技術方案是：一種智能防護手機殼，包括支撐層4和外包裹層1，氣囊薄膜2和反應層3；外包裹層1上設有若干光敏電阻9；所述支撐層4和外包裹層1相互銜接形成手機殼最外層，支撐層4內(nèi)壁與手機接觸；反應層3為最內(nèi)層，氣囊薄膜2位于反應層3和手機殼最外層之間，且氣囊薄膜2包裹反應層3；反應層3和氣囊薄膜2之間設有電路板6，反應層3由放電裝置5和反應材料組成；電路板6上有若干觸點，其中兩個觸點與放電裝置5通過導線7連接，一部分與外包裹層1上的若干光敏電阻9連接；一部分與開關k1、開關k2連接，；所述放電裝置包括密封條11和金屬尖端12，密封條11內(nèi)設有易燃物、電路板6和金屬尖端12；所述電路板6包括主控制電路和輔助控制電路，其中主控制電路由紐扣電池d1、開關k1、貼片光敏電阻9、微處理器相互串聯(lián)連接而成，在貼片光敏電阻9上并聯(lián)有開關k2；輔助控制線路包括重力傳感器和計時器電路，計時器電路由計時器、紐扣電池d2和外部的放電裝置5串聯(lián)連接而成，計時器起控制該電路閉合作用，并與微處理器并聯(lián)連接。

本發(fā)明的進一步技術方案是：所述密封條11中的易燃物為硝酸鉀、硫磺、木炭粉末混合物。

本發(fā)明的進一步技術方案是：所述反應層3中的反應材料為硝酸銨。

本發(fā)明的進一步技術方案是：一種智能防護手機殼的智能防護方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：初始工作條件判斷：閉合開關k1，手機殼進入防護狀態(tài)，此時進入步驟二；斷開開關k1，斷開開關k2時，或者斷開開關k1，閉合開關k2時，進入步驟三；

步驟二：分為以下子步驟：

子步驟一，當所有貼片光敏電阻9感應相對光強大于等于0.3時，閉合開關k1，斷開開關k2；重力傳感器將手機的瞬時電壓信號傳入微處理器，微處理器根據(jù)各個電壓信號測得手機跌落時各個瞬間的加速度，當?shù)竭_手機跌落高度為1米對應的加速度時，微處理器給計時器發(fā)送計時指令，計時器計時，當?shù)竭_提前設定的時間后，時間計時器中內(nèi)置開關自動閉合，使輔助控制電路接通，電荷在放電裝置5內(nèi)的金屬尖端大量聚集，產(chǎn)生尖端放電，促使放電裝置5反應物密封條11內(nèi)包裹的反應物發(fā)生化學反應，釋放足夠熱量，使周圍反應材料受熱發(fā)生化學反應，釋放大量氣體，保證手機落地前，彈性氣囊薄膜2充氣膨脹，手機緩沖落地；

子步驟二：當所有貼片光敏電阻9感應相對光強小于0.3mcd時，閉合開關k1，閉合開關k2，使得貼片光敏電阻9短路，使微處理器控制電路始終處于接通狀態(tài)，微處理器可以不斷感知手機各時刻的加速度，手機殼始終保持工作狀態(tài)；

步驟三：手機殼進入非防護狀態(tài)。

發(fā)明效果

本發(fā)明的技術效果在于：與國內(nèi)現(xiàn)有技術方案相比，本發(fā)明技術方案具有下述明顯優(yōu)點：

1.手機殼具有自主識別手機是否處于跌落狀態(tài)的功能。

2.能夠有效減少安全氣囊誤觸發(fā)幾率。

3.可以保證手機在與地面撞擊前安全氣囊彈開，有效保護手機。

4.設有手動控制開關，可以讓用戶自由選擇開啟或閉合安全氣囊保護系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本裝置正視圖

圖2為本裝置俯視圖

圖3為本裝置側(cè)視圖

圖4為本裝置內(nèi)部剖視圖

圖5為本裝置氣囊彈開示意圖

圖6為本裝置剖視圖

圖7為本裝置反應層正面圖

圖8為本裝置反應層透視圖

圖9為本裝置反應層背面圖

圖10為放電裝置示意圖

圖11為氣囊薄膜正面圖

圖12為本裝置氣囊薄膜背面圖

圖13為本裝置外包裹材質(zhì)正面圖

圖14為本裝置外包裹材質(zhì)上的線路圖

圖15為本裝置外包裹材質(zhì)背面圖

圖16為本裝置電路板示意圖

圖17為本裝置信號流示意圖

附圖標記說明：1—外包裹層；2—氣囊薄膜；3—反應層；4—支撐層；5—放電裝置；6—電路板；7—導線；8—觸點；9—貼片光敏電阻；10—開關k1和k2；11—密封條；12—金屬尖端；

具體實施方式

參見圖1-圖17，本裝置總體結構由四層構成，1為外包裹材質(zhì)(與手接觸的部分，可以設置不同材料)，2為氣囊薄膜(其中包裹反應層)，3為反應層，4為支撐層(支撐手機和手機殼的外部結構)。在反應層中安裝有放電裝置5、電路板6。放電裝置5上安裝有銅導線13、反應物密封條11、金屬尖端12。電路板6上安裝有重力傳感器、微處理器、計時器、紐扣電池d1、紐扣電池d2、開關k1、觸點8。在外包裹材質(zhì)1的中框上貼附有貼片光敏電阻9、手動控制開關k2。貼片光敏電阻9與電路板6間布置有銅導線7。

工作過程：手機運動過程，加速度使重力傳感器中的不存在對稱中心的異極晶體發(fā)生變形，進而產(chǎn)生電壓，并將該電壓信號發(fā)送給微處理器。由實驗測得的加速度與電壓關系，便可由電壓測得加速度。

當手機放置于口袋中或手持手機時，貼片光敏電阻全部或部分被遮蔽，阻值極高，使得微處理器控制電路處于斷開狀態(tài)，安全氣囊系統(tǒng)不工作。

在手機跌落過程，手機殼中框完全曝光，貼附于手機殼中框的串聯(lián)貼片光敏電阻阻值迅速降低，微處理器電路接通，同時測得手機加速度達到1g后，微處理器給計時器發(fā)送計時指令，計時器開始計時，假設手機屏幕安全落地距離為1m，則由1m處自由落體時間為0.45s，假設有反應物反應到氣囊彈開所需時間為0.05s，因此從安全距離自由落體時間(0.45s)中扣除氣囊彈開所需時間(0.05s)，即當計時器計得手機處于重力加速度下運動時間達0.40s后，便打開紐扣電池d2開關，通過尖端放電，放電裝置內(nèi)發(fā)生化學反應釋放足量熱量，促使周圍反應物發(fā)生化學反應，釋放大量氣體，保證手機落地前，氣囊彈開，手機緩沖落地。若計時器計得手機處于重力加速度下運動時間不足0.40s，加速度便已改變，則微處理器發(fā)送停止計時信號，計時清零。

傍晚時，暗室環(huán)境中貼片光敏電阻阻值高，手機跌落時，安全氣囊保護系統(tǒng)無法工作，這種情況下，可自主選擇打開手動控制開關k2，將貼片光敏電阻短路，使得微處理器電路接通，安全氣囊保持工作狀態(tài)。

外包裹材質(zhì)1和支撐層4連接在一起構成手機安全氣囊保護殼外層，緊貼外層為氣囊薄膜2，氣囊薄膜2中包裹反應層3，反應層3中安裝有放電裝置5、電路板6和能釋放氣體的反應物硝酸銨。

外包裹材質(zhì)1的中框四周貼附有個8貼片光敏電阻9，中框左右兩側(cè)延長度方向各均布3個貼片光敏電阻，在中框上下側(cè)中間位置各貼附1個貼片光敏電阻。貼片光敏電阻9通過銅導線7與電路板6相連，銅導線7與電路板6連接方式為觸點連接。

電路板6設置有主控制電路和輔助控制電路，主控制電路由紐扣電池d1、開關k1、貼片光敏電阻9、微處理器串聯(lián)連接而成，在貼片光敏電阻9上并聯(lián)有手動控制開關k2。輔助控制線路包括重力傳感器和計時器電路，計時器電路由計時器、放電裝置5和紐扣電池d2串聯(lián)連接而成，計時器起控制該電路閉合作用，并與微處理器并聯(lián)連接。

放電裝置由密封條11、金屬尖端12及密封條11內(nèi)的反應物硝酸銨組成，并由銅導線13與電路板通過觸點8連接。

電路板6通過粘結方式貼附在氣囊薄膜2的下表面，銅導線7一端與電路板觸點8焊接，另一端穿過氣囊薄膜2，與外包裹材質(zhì)1中框四周貼附的貼片光敏電阻9焊接在一起。

對氣囊材質(zhì)要求：折疊性能好，長期折疊強度不降低；耐熱性能優(yōu)異，有益于抑制灼熱的煙氣迅速向外傳熱；強度高，富有彈性，耐沖擊強度較高；與橡膠材料的粘結性能良好，可以選用棉綸長絲。

反應物密封條11中的易燃物質(zhì)是硝酸鉀、硫磺、木炭粉末混合物，可以通過電火花方式引燃，釋放足夠的熱量，激發(fā)密封條11外部反應物硝酸銨發(fā)生化學反應釋放足量氣體。氣囊薄膜2包裹區(qū)域統(tǒng)稱為反應層3，反應層3設有放電裝置5、電路板6和反應材料，電路板6的底面通過粘結方式貼附在氣囊薄膜2的內(nèi)表面，并使電路板6底面上的觸點與氣囊薄膜2上的開孔位置相對應。

在外部環(huán)境相對光強大于0.3時，此時外部光線好，為明亮環(huán)境下，手機殼外包裹層1上的若干光敏電阻9均受光照時，阻值迅速減小，主控制電路接通。當光敏電阻9部分或全部被遮蔽時，阻值極高，使得微處理器所處的控制電路處于斷開狀態(tài)，安全氣囊系統(tǒng)不工作。

需要說明的是，相對光強指所處環(huán)境光強與自然光光強之比。每個光敏電阻感受到的相對光強均大于0.3時，認為電路接通；本實施例中，串聯(lián)光敏電阻個數(shù)為7個，光敏電阻對光線十分敏感，隨光照強度升高，電阻阻值迅速降低，已知資料顯示光敏電阻在相對光強為0.1時，光敏電阻阻值為3500kω，相對光強為0.3時，阻值降至500kω,不是所有光敏電阻感受到的相對光強之和大于0.3時認為電路接通，因為一旦有一個光敏電阻感受到的相對光強過小，就會使其阻值迅速增大，電路總阻值也迅速增大，電路無法接通。

手機運動時，產(chǎn)生加速度使電路板6上重力傳感器中的不存在對稱中心的異極晶體發(fā)生變形，進而產(chǎn)生電壓，并將該電壓信號不斷地發(fā)送給電路板6上的微處理器(由實驗測得的加速度與電壓關系，便可由電壓測得加速度)，微處理器由測得的電壓信號計算出手機各時刻的加速度。

在手機跌落過程，手機殼外包裹層1上的若干光敏電阻9完全曝光，串聯(lián)在一起的若干光敏電阻9阻值迅速降低，微處理器控制電路接通，并由重力傳感器測得的各瞬時電壓信號，算得手機跌落過程各時刻的加速度，當測得手機加速度達到1g時，微處理器給電路板6計時器發(fā)送計時指令，計時器開始計時，假設手機屏幕安全落地距離為1m，則由1m處自由落體時間為0.45s，假設有反應物反應到氣囊彈開所需時間為0.05s，因此從安全距離自由落體時間(0.45s)中扣除氣囊彈開所需時間(0.05s)，即當計時器計得手機處于重力加速度下運動時間達0.40s后，計時器中內(nèi)置開關閉合，使紐扣電池d2所在電路接通，電荷在反應層3放電裝置5內(nèi)的金屬尖端大量聚集，產(chǎn)生尖端放電，促使放電裝置5反應物密封條11內(nèi)包裹的反應物發(fā)生化學反應，釋放足夠熱量，使周圍反應材料受熱發(fā)生化學反應，釋放大量氣體，保證手機落地前，彈性氣囊薄膜2充氣膨脹，手機緩沖落地。當計時器計時時間不足0.40s，微處理器測得的加速度便不足1g，則微處理器向計時器發(fā)送停止計時信號，計時器計時清零。

在外部環(huán)境相對光強小于0.3時，此時外部光線不充足。本實施例中舉例為黑暗環(huán)境中，光敏電阻9阻值極高，手機跌落時，微處理器控制電路依舊處于斷開狀態(tài)，安全氣囊保護系統(tǒng)無法工作，這種情況下，可自主選擇打開手動控制開關k2，將光敏電阻9短路，使得微處理器控制電路始終處于接通狀態(tài)，微處理器可以不斷感知手機各時刻的加速度，安全氣囊保護系統(tǒng)始終保持工作狀態(tài)。

開關k1為總開關，開關k1斷開時，電路板6上的微處理器控制電路始終處于斷開狀態(tài)，安全氣囊保護系統(tǒng)不再工作，手機殼只起到裝飾作用。