可实时无线供电的佩戴套装

文档序号:540128 发布日期:2021-06-04 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 可实时无线供电的佩戴套装 (Wearing suit capable of supplying power wirelessly in real time ) 是由 王旭东 鲁长波 徐万里 周友杰 安高军 穆祥静 徐曦萌 孙彦丽 刘盼盼 孙辉 于 2019-12-03 设计创作,主要内容包括:本发明公开一种可实时无线供电的佩戴套装,所述可实时无线供电的佩戴套装包括战术头盔和战术背心,战术头盔设置有无线充电接收装置,所述无线充电接收装置包括依次电学连接的无线接收线圈、整流稳压模块以及电源管理模块;战术背心设置有蓄能电池和与所述蓄能电池电学连接的无线充电发射装置,所述无线充电发射装置包括电学连接的高频逆变器以及无线发射线圈,其中,所述无线接收线圈和所述无线发射线圈的安装位置相对应。本发明通过无线充电的方式,使战术头盔上的用带设备实现了随用随充的电能供给,使之摆脱储能电池和电源线的束缚,以获得更好的用户体验。(The invention discloses a wearing suit capable of supplying power wirelessly in real time, which comprises a tactical helmet and a tactical vest, wherein the tactical helmet is provided with a wireless charging receiving device, and the wireless charging receiving device comprises a wireless receiving coil, a rectifying and voltage-stabilizing module and a power supply management module which are electrically connected in sequence; the tactical vest is provided with an energy storage battery and a wireless charging transmitting device electrically connected with the energy storage battery, wherein the wireless charging transmitting device comprises a high-frequency inverter and a wireless transmitting coil which are electrically connected, and the installation positions of the wireless receiving coil and the wireless transmitting coil correspond to each other. According to the invention, the belt-used equipment on the tactical helmet realizes the supply of electric energy which is charged at any time, so that the tactical helmet is free from the constraint of an energy storage battery and a power line, and better user experience is obtained.)

可实时无线供电的佩戴套装

技术领域

本发明属于智能穿戴设备技术领域,具体而言,涉及一种可实时无线供电的佩戴套装。

背景技术

随着虚拟现实头盔、运动拍摄头盔等智能头盔的普及,视频图像采集、移动通信、导航定位等越来越多的用电设备集成到智能头盔上,广泛应用于运动、探险、矿山等领域,然而随着头盔所携带的用电设备种类和数量的增多,能量需求增大,供电接口也变得越来越复杂。

目前智能头盔的能量供给方式主要是通过内置储能电池或者电源线进行供电。在头盔上内置储能电池的方式,一是电池容量小,用电设备续航时间短;二是增加了头盔重量,不利于运动过程中头盔保持稳定。采用有线电源线缆供电的方式,一是供电接口和接插件类型多样,难以实现标准化,通用性和互换性较差;二是由于线缆的束缚,头盔摘戴不便,且在运动过程中线缆容易被树枝、障碍物等挂断,供电可靠性和安全性较差,极大的降低了用户体验。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷,提供一种可实时无线供电的佩戴套装,以提高用户体验满意度。

为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:

根据本发明的一个方面,提供了一种可实时无线供电的佩戴套装,所述可实时无线供电的佩戴套装包括战术头盔和战术背心,战术头盔设置有无线充电接收装置,所述无线充电接收装置包括依次电学连接的无线接收线圈、整流稳压模块以及电源管理模块;战术背心设置有蓄能电池和与所述蓄能电池电学连接的无线充电发射装置,所述无线充电发射装置包括电学连接的高频逆变器以及无线发射线圈,其中,所述无线接收线圈和所述无线发射线圈的安装位置相对应。

根据本发明的一实施方式,其中所述整流稳压模块为高频整流器。

根据本发明的一示例性实施例,所述可实时无线供电的佩戴套装还包括线圈位移稳定装置,所述线圈位移稳定装置安装于所述战术头盔后部近下沿位置,且分别与所述战术头盔和所述无线接收线圈刚性连接,使所述无线接收线圈处于悬置状态,并与所述无线发射线圈保持相对位置不变。

根据本发明的另一示例性实施例,所述线圈位移稳定装置包括固定于无线接收线圈上的座体和可转动地设置于所述座体内的光滑球体支杆,所述光滑球体支杆固定于所述战术头盔上。

优选地,所述蓄能电池设置于所述战术背心的腰部位置,且所述蓄能电池为软包电池。

进一步地,所述无线充电发射装置还包括信号发生器,所述信号发生器位于所述战术背心的胸前且与所述蓄能电池电学连接。

更进一步地,所述无线发射线圈设置于所述战术背心的背部领口位置,且大致呈与背部领口匹配的弧形结构,所述无线接收线圈位于战术头盔后部下沿位置,且大致呈与所述战术头盔后部下沿匹配的弧形结构。

根据本发明的另一示例性实施例,所述可实时无线供电的佩戴套装还包括充电匹配单元,所述充电匹配单元为红外感应传感器、激光测距传感器或者接近开关,且所述充电匹配单元位于所述战术头盔或者所述战术背心上。

具体地,所述可实时无线供电的佩戴套装还包括充电匹配单元,所述充电匹配单元包括设置于所述战术头盔上的第一通信模块和设置于所述战术背心上并与所述第一通信模块相匹配的第二通信模块,其中,所述第一通信模块和所述第二通信模块两者中的一者发射信号,另一者接收所述信号。

由上述技术方案可知,本发明的可实时无线供电的佩戴套装的优点和积极效果在于:可实时无线供电的佩戴套装采用了无线充电的方式,使战术头盔上的用带设备实现了随用随充的电能供给,使之摆脱储能电池和电源线的束缚,以获得更好的用户体验。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明,本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解,并非一定是按比例绘制。在附图中,同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中:

图1是根据一示例性实施方式示出的一种可实时无线供电的佩戴套装的结构图。

图2是图1中的战术背心的结构图。

图3是图1中的可实时无线供电的佩戴套装的工作原理图。

图4是图1中的线圈位移稳定装置的结构示意图。

附图标记说明:

1、战术头盔; 2、无线接收线圈;

3、线圈位移稳定装置; 4、第一通信模块;

5、第二通信模块; 6、无线发射线圈;

7、战术背心; 8、软包电池;

9、发射端电路模块; 10、信号发生器;

11、电路开关; 12、下端封装元件;

13、光滑球体支杆; 14、上端封装元件;

15、高频逆变器; 16、高频整流器;

17、电源管理模块; 18、功能模块。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本发明将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。

参照图1至图4,显示本发明一种具体实施方式提供的可实时无线供电的佩戴套装的结构图,该可实时无线供电的佩戴套装可以包括用于戴在头上的战术头盔1和用于穿在身上的战术背心7,其中,战术头盔1内没有设置蓄能电池,而是在战术背心7上设置了蓄能电池,该蓄能电池可以用于给战术头盔1进行无线充电。由于蓄能电池设置在了战术背心7上,战术背心7的重量可以分布在佩戴者的躯干部分,尤其是蓄能电池的重量很大一部分作用在肩膀和后背上,从而使重量分布开,减小了局部受力,从而能够获得更好的佩戴体验。相比于现有技术中的内置蓄能电池的头盔,本发明提供的可实时无线供电的佩戴套装可以携带体积更大的蓄能电池,从而可以使所携带的装备的待机时间更长。由于战术头盔1内部不再需要另外设置蓄能电池,可大大减少战术头盔的重量,从而可以一定程度上降低头部负重,提高用于体验。

继续参照图1,战术背心7可以为马甲、T恤衫或者带有袖子的外套等,本发明仅以马甲为例进行说明。马甲上可以设置有蓄能电池、与该蓄能电池电学连接的无线充电发射装置,其中,蓄能电池可以设置于马甲的腰部位置。考虑到人体穿戴的舒适性,蓄能电池可采用柔性软包电池8,经符合人体工程学的弧形外壳封装,与人体腰部弧形自然贴合,从而提高用户使用的舒适度。战术背心7上还设置有用于控制电能传输的开启或者关闭的电路开关11,该电路开关11可以为手动开关,也可以为电动开关。除此,战术背心7还设置有与蓄能电池电学连接的信号发生器10,以用于激励蓄能电池的直流电转变为交流电,该信号发生器10可以位于战术背心7的胸前,或者其他位置,也都在本发明的保护范围内。当然,在战术背心7内的各种电路集合为一个发射端电路模块9,便于电路的更换和维修。

无线充电发射装置可以包括电学连接高频逆变器15和无线发射线圈6,其中,无线接收线圈2和无线发射线圈6的安装位置相对应。无线发射线圈6可以设置于战术背心7的背部领口位置,无线接收线圈2位于战术头盔1后部下沿,以便于提高磁场能量的接收效率。无线发射线圈6大致呈与背部领口匹配的弧形,例如但不限于,可以呈板条构件。高频逆变器15用于将蓄能电池发出直流电转变为交流电,从而将电能转化为电磁能通过无线发射线圈6传输给无线接收线圈2。

战术头盔1中还具备充电匹配单元,在战术头盔1进行充电之前,充电匹配单元可以用于检测无线发射线圈6和无线接收线圈2两者之间位置等是否匹配,只有当两者匹配了才可以进行电能传输。充电匹配单元可以是红外感应传感器、激光测距传感器或者接近开关,该充电匹配单元可以位于战术背心7和战术头盔1两者中的一者上,以检测战术背心7和战术头盔1两者中的另一者是否匹配。当然,充电匹配单元还可以包括分别位于战术头盔1和战术背心7上的第一通信模块和与第一通信模块匹配的第二通信模块,用于检测无线发射线圈6和无线接收线圈2两者之间的位置、型号是否匹配。这里,第一通信模块和第二通信模块两者中的一者可以为用于发射信号的信号发生器,两者中的另一者可以为接收上述的发射信号的信号接收器。

当战术头盔1与战术背心7位置、型号等匹配后,信号接收器能够顺利接收到信号发生器传来的信号,并可以向用户发出匹配成功的信号,例如可以通过发出“嘀”的声音通知用户,或者通过显示灯变亮来通知用户。第一通信模块在战术头盔1上所在的位置可以与第二通信模块在战术背心7上的位置匹配,以便于信号传输,例如,第一通信模块可以位于战术头盔1的右耳部位置,第二通信模块可以位于战术背心7的右肩位置,两者之间传输可以避免外界遮挡。

战术头盔1内设置有无线充电接收装置,该无线充电接收装置可以包括无线接收线圈2,该无线接收线圈2用于与位于战术背心7内的无线充电发射装置的无线发射线圈形成电磁感应,实现战术头盔1的无线充电功能,通过无线充电的方式,实现对战术头盔1的持续不间断电能供给,使之摆脱储能电池和电源线的束缚,以获得更好的用户体验。

无线接收线圈2可以设置于战术头盔1的后部,例如设置于战术头盔后部下沿,且该无线发射线圈2可以呈弧形,以能够与战术头盔1贴合设置,例如该无线发射线圈2可以为板条构件。

如图3所示,战术头盔1内还可以设置有与该无线接收线圈2电学连接的整流稳压模块和电源管理模块17,整流稳压模块用于对充电电流进行整流并稳压,例如可以采用稳压数字电路、高频整流器实现。电源管理模块17可以用于将电流有效分配给战术头盔1携带的功能模块18,例如视频图像采集模块、移动通信模块或者导航定位模块。

无线接收线圈2在高频磁场的作用下可以产生交变电流,经高频整流器16转换为直流输出,再通过电源管理模块17后根据不同设备的用电需求转换为对应的电压和功率,分别向集成在智能头盔上的多个用电设备供电。

参照图1和图4,在该无线接收线圈2的上方可以设置有线圈位移稳定装置3,该线圈位移稳定装置3能够在头部进行俯仰和旋转等运动过程中,使无线接收线圈2相对战术头盔1的位移变化量较小,从而保持无线接收线圈2与无线充电线圈6位置对应,以提高无线充电效率。

线圈位移稳定装置3安装于战术头盔1后部近下沿位置,且分别与战术头盔1和无线接收线圈2刚性连接,使无线接收线圈2处于悬置状态,并与无线发射线圈6保持相对位置不变。

如图4所示,线圈位移稳定装置3可以包括固定于无线接收线圈2上的座体和可转动地设置于座体内的光滑球体支杆13,该光滑球体支杆13可以固定于战术头盔1上以随战术头盔1的运动而运动,其中,光滑球体支杆13包括大致呈球形的球形本体和位于球形本体上方的支柱,该光滑球体支杆13的支柱可以固定于战术头盔1上。

座体可以具有用于容纳光滑球体支杆13的球形本体的球形凹腔,该球形凹腔的表面光滑,具有较小的表面粗糙度,从而能够提供一对光滑的球面摩擦副。具体地,座体可以包括下端封装元件12和上端封装元件14,下端封装元件12具有由顶面向内凹陷的第一凹腔,上端封装元件14由底面向内凹陷形成有第二凹腔。第一凹腔与第二凹腔对接以形成大致球形的腔体,以便于容纳光滑球体支杆13的球形本体。下端封装元件12和上端封装元件14可以通过螺纹连接而固定为一体。例如,下端封装元件12的外周面上可以具有外螺纹,上端封装元件14可以具有与该外螺纹匹配的内螺纹。或者,也可以将内螺纹设置在下端封装元件12上,将外螺纹设置在上端封装元件14上。根据需要,下端封装元件12和上端封装元件14也可以通过卡扣连接,或者紧固件连接,或者利用粘接剂粘连在一起。

战术头盔1在使用过程中,随头部进行前后俯仰和左右旋转时,光滑球体支杆13随战术头盔发生微小的位移或转动,球形本体在下端封装元件12和上端封装元件14所形成的光滑球面凹腔内发生相对位移。由于光滑球面凹腔摩擦系数很小,下端封装元件12和上端封装元件14以及无线接收线圈2在重力的作用下可以始终保持自然下垂,由此可以获得较高的无线充电效率。

当战术头盔1所携带的设备需要供电时,首先可以先打开战术背心7上的电路开关11,由第二通信模块接收第一通信模块发射的信号,当两者验证匹配成功后,储能电池的能量以直流形式输出,在信号发生器10的激励下,直流电经放大电路逆变为高频交流电,再通过无线发射线圈6将电能转换成高频的磁场能量,从而进一步向无线接收线圈2传输电能,战术头盔1的无线接收线圈2,在高频磁场的作用下产生交变电流,经高频整流转换为直流输出,再通过电源管理模块17后根据不同设备的用电需求转换为对应的电压和功率,分别向集成在战术头盔1上的多个用电设备供电。

本发明提供的可实时无线供电的佩戴套装中,采用了无线充电的方式,使战术头盔上的用带设备实现了随用随供的电能供给,提高了可实时无线供电的佩戴套装用电设备的能源综合利用效率,使战术头盔1能够摆脱储能电池和电源线的束缚,以获得更好的佩戴体验。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在上面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下,不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

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