一种具有紫外线强度监测功能的自供电柔性手环制造技术

本发明专利技术公开了一种具有紫外线强度监测功能的自供电柔性手环。自供电柔性手环包括导热层、热电供能模块、传感处理模块、封装层；传感处理模块上设有微处理器、液晶显示屏、传感器、比较器和升压器；热电功能模块上布置有多个热电模组，相邻两个热电模组之间通过柔性印刷电路板上的导线连接，使得柔性印刷电路板上的各个热电对串联连接在一起，串联后的两端作为热电供能模块的输出端输出电压。本发明专利技术的柔性手环通过采用柔性热电模组与功能模块集成的方式，实现了自供电，同时手环具有紫外线强度监测功能，可以指导个人的日常防晒工作，提高了手环的功能性，手环也实现多次弯曲，适用于曲率变化的人体皮肤表面。

【技术实现步骤摘要】
一种具有紫外线强度监测功能的自供电柔性手环
本专利技术涉及可穿戴电子设备领域，具体涉及一种具有紫外线强度监测功能的自供电柔性手环。
技术介绍
基于传感模块制造技术的不断提高，穿戴式电子设备也逐渐走进人们的日常生活，并发挥着越来越重要的作用。常见的穿戴式电子设备主要为智能手表、手环、以及智能服装等。对于穿戴式电子设备，常见的供电方案为锂电池供电，例如笔记本电脑、手机等，但是锂电池供电方式有一系列问题，如小型锂电池的储能有限，需要频繁充电或更换，限制了穿戴式电子设备的应用范围，并且废弃锂电池会对环境造成污染。而高功率密度的自供电方式可以保证穿戴式电子设备的持久续航，并且清洁环保，因此，实现穿戴式电子设备的自供能具有重要的意义，其中，热电模组可以收集人体热能，并转化为电能，但目前的结构尚未实现与其他功能模块的自供电集成。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了一种通过采用柔性热电模组与功能模块集成的方式，能实现自供电的柔性手环，同时手环具有紫外线强度监测功能，可以指导个人的日常防晒工作。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术包括导热层、封装层、热电供能模块和传感处理模块，热电供能模块包括左侧热电供能模块和右侧热电供能模块，导热层上依次布置有左侧热电供能模块、传感处理模块、右侧热电供能模块；传感处理模块上设有升压芯片、比较器、微处理器、传感模块、感光模块及液晶显示屏，升压芯片与比较器相连，微处理器与比较器、传感器、液晶显示屏相连，感光模块属于传感器内的一个部件；左侧热电供能模块和右侧热电供能模块结构相同，均包括柔性印刷电路板、N型热电块体、P型热电块体、铜电极、液晶显示屏、导线和散热层；柔性印刷电路板上布置多个热电模组，多个热电模组沿导热层周向间隔布置，每个热电模组主要由两对热电对构成，热电对包括一个N型热电块体和一个P型热电块体，N型热电块体和P型热电块体的顶部之间通过铜电极连接，热电模组的两对热电对顶面的铜电极上覆盖有散热层；封装层套装于热电供能模块和传感处理模块外部。所述的相邻两个热电模组之间通过柔性印刷电路板上的导线连接，使得柔性印刷电路板上的各个热电对串联连接在一起，串联后的两端作为热电供能模块的输出端输出电压。所述导热层穿戴在手腕上，导热层接收手腕的热能传递到两个热电供能模块，两个热电供能模块将热能转换为电能输出电压到升压器，升压器将电压升高后输入到比较器，比较器根据阈值比较对升压器提供的电压进行控制输出分别到微处理器和传感器，微处理器向传感器发送测量控制信号，传感器通过感光模块采集信号发送到微处理器，微处理器将采集的信号输出到液晶显示屏。所述传感器用于测量紫外线强度，紫外线指数通过液晶显示屏更新显示。所述的热电模组的热电对对数根据传感处理电路对输出电压和功率的要求选择。所述的热电模组所用材料为碲化铋系半导体，柔性印刷电路板所用材料为聚酰亚胺，封装层所用材料为聚二甲基硅氧烷，散热层所用材料为泡沫铜。本专利技术具有的有益效果是：本专利技术在手环中集成了热电供能模块及传感处理模块，使柔性手环实现自供电，扩展了穿戴手环后的活动范围；紫外线定时监测供能提高了手环的功能性，可以指导个人的日常防晒工作。本专利技术左侧和右侧热电供能模块通过两端正负极与传感处理模块组成串联结构，提高了输出电压，同时也提供了一种清洁持久的供电方式；手环采用聚二甲基硅氧烷封装，柔性较好，可以实现多次弯曲，适用于曲率变化的人体皮肤表面。附图说明图1是本专利技术的自供能柔性手环局部剖面外观示意图；图2是本专利技术的电路驱动示意图；图3是自供能柔性手环左侧外观示意图；图4是自供能柔性手环右侧外观示意图；图5是自供能柔性手环内部爆炸示意图；图6是传感处理电路示意图；图7是热电模组示意图；图8是热电模组排布示意图。图中：1、传感处理模块，2、左侧热电供能模块，3、右侧热电供能模块，4、左侧热电模组，5、右侧热电模组，6、导热层，7、微处理器，8、传感模块，9、感光模块，10、比较器，11、升压芯片，12、散热层，13、N型热电块体，14、柔性印刷电路板，15、P型热电块体，16、铜电极，17、液晶显示屏，18、导线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1、图3和图4所示，紫外线强度监测功能的自供电柔性手环包括导热层6、封装层、热电供能模块和传感处理模块1，热电供能模块包括左侧热电供能模块2和右侧热电供能模块3，导热层上依次布置有左侧热电供能模块2、传感处理模块1、右侧热电供能模块3，导热层6穿戴在人手腕上，传感处理模块1位于手腕上部对应的导热层6的表面；封装层套装包裹在热电供能模块和传感处理模块1外部。如图5和图6所示，传感处理模块1上设有升压芯片11、比较器10、微处理器7、传感模块8、感光模块9及液晶显示屏17，升压芯片11与比较器10相连，微处理器7与比较器10、传感器8、液晶显示屏17相连，感光模块9属于传感器8内的一个部件。左侧热电供能模块2和右侧热电供能模块3结构相同，均包括柔性印刷电路板14、N型热电块体13、P型热电块体15、铜电极16、液晶显示屏17、导线18和散热层12。如图7所示，柔性印刷电路板14上布置多个热电模组，多个热电模组沿导热层6周向间隔布置，每个热电模组主要由两对热电对沿同一直线排列构成，热电对包括一个N型热电块体13和一个P型热电块体15，N型热电块体13和P型热电块体15的顶部之间通过铜电极16连接，热电模组的两对热电对顶面的铜电极16上覆盖有散热层12，使得每个热电模组上覆盖各自的散热层12。如图8所示，相邻两个热电模组之间通过柔性印刷电路板14上的导线18连接，使得柔性印刷电路板14上的各个热电对串联连接在一起，串联后的两端作为热电供能模块的输出端输出电压。如图7所示，相邻两个热电单元中的N型热电块体13和P型热电块体15相交错布置，例如，第一个热电单元中沿导热层6的轴向(手环的穿戴方向)的热电块体分别为第一个P型热电块体15、第一个N型热电块体13、第二个P型热电块体15、第二个N型热电块体13；第二个热电单元中沿导热层6的轴向手环的穿戴方向的热电块体分别为第一个N型热电块体13、第一个P型热电块体15、第二个N型热电块体13、第二个P型热电块体15。具体实施中，第一个热电单元和第二个热电单元中位于最外侧的两个对应热电块体之间通过导线18连接，即第一个热电单元的第一个P型热电块体13和第二个热电单元的第一个N型热电块体15通过导线18连接；第二个热电单元和第三个热电单元中位于最中间的两个对应热电块体之间通过导线18连接，即第二个热点单元的第一个N型热电块体13和第三个热电单元的第二个P型热电块体15通过导线18连接。热电模组的热电对数根据传感处理电路对输出电压和功率的要求选择。本专利技术的使用操作过程如图2所示，导热层6穿戴在手腕上，导热层6接收手腕的热能传递到两个热电供能模块，两个热电供能模块将热能转换为电能，输出电压到升压器，升压器将电压升高后输入到比较器10，比较器10根据阈值比较对升压器11提供的电压进行控制输出分别到微处理器7和传感器8，微处理器7向传感器8发送测量控制信号，传感器8通过感光模块9将所采集的紫外线强度信号发送到微处理器7，微处理器7将采集的信号输出到液晶显本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有紫外线强度监测功能的自供电柔性手环，其特征在于：包括导热层(6)、封装层、热电供能模块和传感处理模块(1)，热电供能模块包括左侧热电供能模块(2)和右侧热电供能模块(3)，导热层(6)外表面依次布置有左侧热电供能模块(2)、传感处理模块(1)、右侧热电供能模块(3)；封装层套装包裹在热电供能模块和传感处理模块(1)外部；传感处理模块(1)上设有升压芯片(11)、比较器(10)、微处理器(7)、传感模块(8)和液晶显示屏(17)，升压芯片(11)与比较器(10)相连，微处理器(7)分别与比较器(10)、传感器(8)、液晶显示屏(17)相连；左侧热电供能模块(2)和右侧热电供能模块(3)结构相同，均包括柔性印刷电路板(14)、N型热电块体(13)、P型热电块体(15)、铜电极(16)、液晶显示屏(17)和散热层(12)；柔性印刷电路板(14)上布置多个热电模组，多个热电模组沿导热层(6)周向间隔布置，每个热电模组主要由两对热电对构成，热电对包括一个N型热电块体(13)和一个P型热电块体(15)，N型热电块体(13)和P型热电块体(15)的顶部之间通过铜电极(16)连接，热电模组的两对热电对顶面的铜电极(16)上覆盖有散热层(12)；相邻两个所述热电模组之间通过柔性印刷电路板(14)上的导线(18)连接，使得柔性印刷电路板(14)上的各个热电对串联连接在一起，串联后的两端作为热电供能模块的输出端输出电压。...

【技术特征摘要】
1.一种具有紫外线强度监测功能的自供电柔性手环，其特征在于：包括导热层(6)、封装层、热电供能模块和传感处理模块(1)，热电供能模块包括左侧热电供能模块(2)和右侧热电供能模块(3)，导热层(6)外表面依次布置有左侧热电供能模块(2)、传感处理模块(1)、右侧热电供能模块(3)；封装层套装包裹在热电供能模块和传感处理模块(1)外部；传感处理模块(1)上设有升压芯片(11)、比较器(10)、微处理器(7)、传感模块(8)和液晶显示屏(17)，升压芯片(11)与比较器(10)相连，微处理器(7)分别与比较器(10)、传感器(8)、液晶显示屏(17)相连；左侧热电供能模块(2)和右侧热电供能模块(3)结构相同，均包括柔性印刷电路板(14)、N型热电块体(13)、P型热电块体(15)、铜电极(16)、液晶显示屏(17)和散热层(12)；柔性印刷电路板(14)上布置多个热电模组，多个热电模组沿导热层(6)周向间隔布置，每个热电模组主要由两对热电对构成，热电对包括一个N型热电块体(13)和一个P型热电块体(15)，N型热电块体(13)和P型热电块体(15)的顶部之间通过铜电极(16)连接，热电模组的两对热电对顶面的铜电极(16)上覆盖有散热层(12)；相邻两个所述热电模组之间通过柔性印刷电路板(14)上的导线(18)连接，使得柔性印刷电路板(14)上的各个热电对串联连接在一起，串联后的两端作为热电供能模块的输出端输出电压。2.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪延成，史尧光，郭晓涛，梅德庆，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33