铰接机构能量收集器及装置的制作方法

本发明涉及纳米发电机领域，进一步地涉及铰接机构能量收集器、智能穿戴设备及门结构等新发明创造。

背景技术：

1、当前，各类电子产品已广泛应用于人们生活的方方面面，如何提升电子产品续航能力是本领域技术人员所亟需解决的主要技术问题之一。尤其是对于能通话的智能穿戴设备类产品，原因是耗电大，体积限制，内置电池体积小，内置电池容量非常有限，而外部补充能量也非常有限。本领域技术人员当前所采用的解决方案主要有如下三类：

2、1、太阳能收集能量；

3、不足：室外有阳光才能收集能量，由于面积小，太阳能收集到的能量非常有限；室内能量非常微弱，能收集到的能量也非常低，1-10uw级。

4、2、温差发电；

5、通过皮肤温差发电，能量非常有限，1-10uw级别；当手表业皮肤没有温差，就无法发电。

6、3、动能发电；

7、模块较大，难以小型化在穿戴上应用。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明的目的在于提供铰接机构能量收集器及装置，其能够以铰接机构转动过程产生的摩擦为能量来源，利用摩擦起电和静电效应，把机械能转换为电能，继而实现不受太阳光、地点、各种场合影响，可以随时收集能量，延长电子产品续航时间的发明目的。

2、为了实现上述目的，本发明提供一种铰接机构能量收集器，其包括第一本体、第二本体、铰接机构和摩擦纳米发电机，所述第一本体通过所述铰接机构连接所述第二本体，所述摩擦纳米发电机包括若干摩擦单元，所述摩擦单元铺设于所述第一本体、所述第二本体和/或所述铰接机构上，在所述第一本体相对第二本体转动的过程中，使得所述摩擦单元被挤压摩擦并生电。

3、在一些实施方式中，所述铰接机构包括铰接座和转轴，所述铰接座设置于所述第二本体上，所述第一本体通过所述转轴铰接于所述铰接座上，所述摩擦单元设置于所述铰接座、所述转轴和/或第一本体上，通过在相对转动面上的摩擦单元被挤压摩擦并生电。

4、根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种设备主体可翻转的智能穿戴设备，包括设备主体、支架、铰接机构和穿戴部件，所述设备主体通过所述铰接机构可翻转的设置于所述支架上，所述穿戴部件的两端分别连接于所述支架相对设置的两端上。所述智能穿戴设备还包括摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机包括若干摩擦单元，所述摩擦单元铺设于所述设备主体、所述支架和/或铰接机构上，在所述设备主体相对支架翻转的过程中，使得所述摩擦单元被挤压摩擦并生电。

5、在一些实施方式中，所述智能穿戴设备为智能手表，所述铰接机构包括铰接座和转轴，所述铰接座具有一安装通道，所述设备主体设有间隔设置的第一表耳以及第二表耳，所述铰接座设置于所述支架上，所述安装通道位于所述第一表耳和所述第二表耳之间，且三者之间为同轴布置，所述转轴穿设于所述安装通道中，且所述转轴的两端由所述安装通道延伸连接至所述第一表耳和所述第二表耳中。

6、在一些实施方式中，所述转轴包括芯轴和阻尼轴段，所述阻尼轴段同轴套设于所述芯轴上，所述芯轴两端延伸至所述第一表耳和所述第二表耳中，所述阻尼轴段容置于所述安装通道内，且所述阻尼轴段两端面与所述第一表耳和所述第二表耳的相向内侧面相抵接，所述阻尼轴段两端面、所述第一表耳和所述第二表耳的相向内侧面设置有摩擦单元，通过设备主体相对支架翻转的过程，带动阻尼轴段两端面、所述第一表耳和所述第二表耳的相向内侧面中的摩擦单元相互挤压摩擦生电。

7、在一些实施方式中，所述阻尼轴段由可用作所述摩擦单元的摩擦纳米发电材料制作形成。

8、在一些实施方式中，所述智能穿戴设备还包括用以对外输出电能的第一导电部分和第二导电部分，所述第一导电部分和所述第二导电部分与所述摩擦单元电连接。

9、在一些实施方式中，所述芯轴为导电材料制作，所述第一导电部分一端延伸至第一表耳内部，并与所述芯轴导电连接，用于导出所述芯轴与外部摩擦产生的电；所述第二导电部分设置在所述设备主体上，用于导出所述摩擦主体与外部摩擦产生的电。

10、在一些实施方式中，所述铰接座侧面和所述设备主体的铰接面上设置有所述摩擦单元，通过在相对转动面上的摩擦单元被挤压摩擦并生电。

11、在一些实施方式中，所述铰接座由可用作所述摩擦单元的摩擦纳米发电材料制作形成。

12、在一些实施方式中，所述穿戴部件的两端通过铰接方式可相对转动的连接于所述支架相对设置的两端上，在所述穿戴部件两端与所述支架可相对转动的面上分别设置若干所述摩擦单元，通过在相对转动面上的摩擦单元被挤压摩擦并生电。

13、在一些实施方式中，所述穿戴部件为链条式表带，相邻链节通过生耳铰接，至少一处相邻链节的相对可转动面上设置有若干所述摩擦单元，通过在相对转动面上的摩擦单元被挤压摩擦并生电。

14、在一些实施方式中，所述摩擦单元包括第一电极件、第二电极件、第一摩擦件以及第二摩擦件；所述第一摩擦件设置在所述第一电极件上，所述第二摩擦件设置在所述第二电极件上；在工作时，第一摩擦件与第二摩擦件接触相互挤压摩擦，且所述第一摩擦件的材质与所述第二摩擦件的材质不同。

15、在一些实施方式中，第一电极件和第二电极件的材料均为铜；第一摩擦件的材料为尼龙，第二摩擦件的材料为特氟龙；所述第一电极件与所述第二电极件上均设置有导电部分以输出电能。

16、在一些实施方式中，所述智能穿戴设备还包括电压调理电路和储能模块，所述电压调理电路用于将所述摩擦纳米发电机的输出电信号转换成低压电信号后传输给所述储能模块，所述储能模块用于储存电能。

17、根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种智能穿戴设备，包括设备主体、铰接机构和穿戴部件，所述穿戴部件的两端分别通过一所述铰接机构连接于所述设备主体相对设置的两端上；所述智能穿戴设备还包括摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机包括若干摩擦单元，所述摩擦单元铺设于所述设备主体、所述穿戴部件和/或铰接机构上，在所述穿戴部件相对所述设备主体转动的过程中，使得所述摩擦单元被挤压摩擦并生电。

18、在一些实施方式中，所述智能穿戴设备为智能手表、智能眼镜或智能手环。

19、根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种翻盖手机，包括盖体、铰接机构、手机主体和摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机包括若干摩擦单元，所述摩擦单元铺设于所述手机主体、所述盖体和/或铰接机构上，在所述盖体相对所述手机主体翻盖的过程中，使得所述摩擦单元被挤压摩擦并生电。

20、根据本发明的另一方面，本发明进一步提供柔性屏折叠手机，包括第一手机主体、铰接机构、第二手机主体和摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机包括若干摩擦单元，所述摩擦单元铺设于所述第一手机主体、所述第二手机主体和/或铰接机构上，在所述第一手机主体相对所述第一手机主体折叠的过程中，使得所述摩擦单元被挤压摩擦并生电。

21、根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种折叠式电动牙刷，包括第一主体、第二主体和铰接机构，所述第一主体通过所述铰接机构与所述第二主体可相对转动折叠相连；所述折叠式电动牙刷还包括摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机包括若干摩擦单元，所述摩擦单元铺设于所述第一主体、所述第二主体和/或铰接机构上，在所述第一主体相对所述第二主体转动的过程中，使得所述摩擦单元被挤压摩擦并生电。

22、根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种移动充电盒，包括电池、盒体、盖体和铰接机构，所述盖体通过所述铰接机构盖设于所述盒体的敞口端面上，所述电池设置于所述盒体内，所述盒体上设置有充电接口。所述移动充电盒还包括摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机包括若干摩擦单元，所述摩擦单元铺设于所述盒体、所述盖体和/或铰接机构上，在所述盖体相对所述盒体转动的过程中，使得所述摩擦单元被挤压摩擦并生电，给所述电池进行充电。

23、根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种门结构，包括门板、门框和铰接机构，所述门板通过所述铰接机构可开闭的铰接于所述门框上；所述门结构还包括摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机包括若干摩擦单元，所述摩擦单元铺设于所述门板、所述门框和/或铰接机构上，在所述门板相对所述门框开闭的过程中，使得所述摩擦单元被挤压摩擦并生电。

24、与现有技术相比，本发明所提供的铰接机构能量收集器及装置具有以下一个或多个有益效果：

25、1、本发明所提供的铰接机构能量收集器及各类装置均是基于铰接机构和摩擦纳米发电机进行巧妙结合这一总的发明构思进行发明创造，巧妙的将摩擦纳米发电机和铰接机构进行结合，有效地利用铰接机构转动过程对摩擦纳米发电机的摩擦单元进行挤压摩擦，利用其摩擦起电和静电效应，把机械能转换为电能，继而实现不受太阳光、地点、各种场合影响，可以随时收集能量，延长电子产品续航时间的发明目的。

26、2、本发明所提供的铰接机构能量收集器可直接应用于各种具备铰接机构的现有产品装置中，进行自供电改造升级，在原有产品铰接机构转动过程中，为产品本身或其他用电设备提供能量，或进行能量收集储存备用，尤其适用于智能穿戴设备这类小型电子产品中。当然了，也可以进行单独使用，作为手动应急发电器。

27、3、本发明所提供的设备主体可翻转的智能穿戴设备，如可翻盖或翻转的智能手表，将其与摩擦纳米发电机进行相关结合改造后，将翻转用的铰接机构变成手表自供电发电机，实现翻转的同时，通过摩擦纳米发电，收集能量，给穿戴设备充电，延长穿戴设备续航时间。

28、4、本发明所提供的设备主体可翻转的智能穿戴设备还能够实现手动应急发电，通过设备主体翻转进行快速手动发电，让穿戴设备随时随地发电，永不断电，解决穿戴产品在没有电的情况下，应急发电，解燃眉之急，及时与外界取得联系。

29、5、本发明所提供的设备主体可翻转的智能穿戴设备若采用链条式表带，则还可以进一步在表带两端铰接处和相邻链节铰接处加设摩擦单元，提升发电机发电效率。

30、6、本发明所提供的翻盖手机和柔性屏折叠手机，将其与摩擦纳米发电机进行相关结合改造后，将翻盖用或折叠用的铰接机构变成手机自供电发电机，实现使用过程中，同步摩擦纳米发电，收集能量，给手机充电，延长手机续航时间。

31、7、本发明所提供的折叠式电动牙刷，将其与摩擦纳米发电机进行相关结合改造后，将折叠用的铰接机构变成牙刷自供电发电机，实现使用过程中，同步摩擦纳米发电，收集能量，给电动牙刷充电，延长电动牙刷续航时间。

32、8、本发明所提供的移动充电盒，将其与摩擦纳米发电机进行相关结合改造后，将其铰接机构变成自供电发电机，实现使用过程中，同步摩擦纳米发电，收集能量，给电池充电，可用作给移动电源、无线耳机充电盒、智能眼镜充电收纳盒。

33、9、本发明所提供的门结构，将其与摩擦纳米发电机进行相关结合改造后，将其铰接机构变成自供电发电机，实现使用过程中，同步摩擦纳米发电，收集能量，给自身电子部件(如电子门锁、电子猫眼或监控摄像头等)使用或进行储能备用。