CN107029426A - 游戏手柄的充电装置及游戏手柄 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种游戏手柄充电装置，所述充电装置包括设置在手柄壳体内部且电连接手柄主板的充电电池、设置在一个或者多个手柄按键与对应的按键元器件之间的振动能量采集装置，所述振动能量采集装置包括压电元件层和能量传递单元组，所述压电元件和所述能量传递单元组相互接触，所述能量传递单元组设置在一个或者多个手柄按键下方，所述压电元件层贴合在所述按键元器件的上方，所述压电元件层连接所述充电电池，本发明的技术方案实现了在使用无线游戏手柄过程中对充电电池进行充电，无需额外充电或者使用干电池，延长了游戏手柄的有效使用时间，节省购买干电池的开销，还避免了在使用过程中出现电量用尽的情况，给人们良好的游戏体验。
Description
技术领域
本发明涉及游戏手柄技术领域，特别涉及游戏手柄的充电装置及游戏手柄。
背景技术
一般情况下，游戏手柄是一种常见电子游戏机的部件，是通过操纵其按钮等实现对游戏虚拟角色的控制。目前现有的游戏手柄大都采用有线充电方式(也包括了USB接口充电方式等)或者干电池供电，干电池使用玩之后需要更换电池，而有线充电方式是给充电电池充电，但是充电电池的使用时间有限，这两种情况都是如果当玩家正玩得高兴时突然间电量不足，会影响玩家的游戏体验。
在专利号为201610548271X的专利中，在使用游戏手柄时，采用两层聚合薄膜层来收集手柄按键所产生的机械能，两层聚合薄膜层经过摩擦，将摩擦产生的能量转换成了电能，但是由于游戏手柄大小的限制，产生的机械能并没有预期的多，所以，这种机械能或者说经过摩擦最终产生电能并不是很多。
发明内容
为解决游戏手柄中电池使用时间有线或者因为干电池更换造成开销大等技术问题，本发明提出一种游戏手柄的充电装置及一种游戏手柄来实现。
一种游戏手柄充电装置，所述充电装置包括设置在手柄壳体内部且电连接手柄主板的充电电池、设置在一个或者多个手柄按键与对应的按键元器件之间的振动能量采集装置，所述振动能量采集装置包括压电元件层和能量传递单元组，所述压电元件和所述能量传递单元组相互接触，所述能量传递单元组设置在一个或者多个手柄按键下方，所述压电元件层贴合在所述按键元器件的上方，所述压电元件层连接所述充电电池；
所述能量传递单元组包括至少一个能量传递单元，所述能量传递单元包括弹性梁和基座，所述能量传递单元自上而下依次排列；
当所述游戏手柄按键受到按压时，所述能量传递单元组中的第一个所述能量传递单元中的基座发生振动至使弹性梁发生弯曲和变形，弹性梁的弯曲变形能将能量依次传递给下一个所述能量传递单元，直到传递给最末端的能量传递单元内，最末端的能量传递单元导致压电元件层受到压缩载荷产生电能，产生的电能直接给充电电池充电。
作为一种可实施方式，所述压电元件层和所述基座的形状和尺寸均适配于手柄按键的形状和尺寸。
作为一种可实施方式，在所述基座上方与手柄按键相对应的位置设有凸起部，在所述基座下方与手柄按键相对应的位置也设有凸起部。
作为一种可实施方式，所述压电元件层为无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合制成的压电元件层。
作为一种可实施方式，所述无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合是指，无机压电陶瓷与有机高分子树脂的质量比为2:1到3:1之间。
一种游戏手柄，包括手柄主体，所述手柄主体设有手柄壳体，所述手柄壳体上设有若干手柄按键，所述手柄主体内设有手柄主板，所述手柄主板上设有按键元器件，还包括充电装置，所述充电装置包括设置在手柄壳体内部且电连接手柄主板的充电电池、设置在一个或者多个手柄按键与对应的按键元器件之间的振动能量采集装置，所述振动能量采集装置包括压电元件层和能量传递单元组，所述压电元件和所述能量传递单元组相互接触，所述能量传递单元组设置在一个或者多个手柄按键下方，所述压电元件层贴合在所述按键元器件的上方，所述压电元件层连接所述充电电池；
所述能量传递单元组包括至少一个能量传递单元，所述能量传递单元包括弹性梁和基座，所述能量传递单元自上而下依次排列；
当所述游戏手柄按键受到按压时，所述能量传递单元组中的第一个所述能量传递单元中的基座发生振动至使弹性梁发生弯曲和变形，弹性梁的弯曲变形能将能量依次传递给下一个所述能量传递单元，直到传递给最末端的能量传递单元内，最末端的能量传递单元导致压电元件层受到压缩载荷产生电能，产生的电能直接给充电电池充电。
所述压电元件层和所述基座的形状和尺寸均适配于手柄按键的形状和尺寸。
作为一种可实施方式，所述基座上方对应手柄按键的位置设有凸起部，所述基座下方对应按键元器件位置也设有相同凸起部。
作为一种可实施方式，所述压电元件为无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合制成的压电元件层。
作为一种可实施方式，所述无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合是指，无机压电陶瓷与有机高分子树脂的质量比为2:1到3:1之间。
本发明相比于现有技术的有益效果在于：
本发明提供了一种游戏手柄充电装置，所述充电装置包括设置在手柄壳体内部且电连接手柄主板的充电电池、设置在一个或者多个手柄按键与对应的按键元器件之间的振动能量采集装置，所述振动能量采集装置包括压电元件层、弹性梁和基座，所述压电元件、弹性梁和基座依次接触，所述基座设置在一个或者多个手柄按键下方，所述压电元件层贴合在所述按键元器件的上方，所述压电元件层连接所述充电电池；
当所述游戏手柄按键受到按压时，所述基座振动，进而引起弹性梁的弯曲和变形，弹性梁的弯曲变形导致压电元件层受到压缩载荷产生电能，产生的电能直接给充电电池充电；
本发明的技术方案实现了在使用无线游戏手柄过程中对充电电池进行充电，无需额外充电或者使用干电池，延长了游戏手柄的有效使用时间，节省购买干电池的开销，还避免了在使用过程中出现电量用尽的情况，给人们良好的游戏体验。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的振动能量采集装置与手柄按键以及按键元器件的组装示意图；
图3为本发明的基座的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。
发明概述
本发明是一种游戏手柄充电装置，所述充电装置包括设置在手柄壳体内部且电连接手柄主板的充电电池、设置在一个或者多个手柄按键与对应的按键元器件之间的振动能量采集装置，所述振动能量采集装置包括压电元件层和能量传递单元组，所述压电元件和所述能量传递单元组相互接触，所述能量传递单元组设置在一个或者多个手柄按键下方，所述压电元件层5贴合在所述按键元器件21的上方，所述压电元件层5连接所述充电电池6；
所述能量传递单元组包括至少一个能量传递单元，所述能量传递单元包括弹性梁4和基座3，所述能量传递单元自上而下依次排列；
当所述游戏手柄按键2受到按压时，所述能量传递单元组中的第一个所述能量传递单元中的基座3发生振动至使弹性梁4发生弯曲和变形，弹性梁4的弯曲变形能将能量依次传递给下一个所述能量传递单元，直到传递给最末端的能量传递单元内，最末端的能量传递单元导致压电元件层5受到压缩载荷产生电能，产生的电能直接给充电电池6充电。
一种游戏手柄，包括手柄主体，所述手柄主体设有手柄壳体1，所述手柄壳体1上设有若干手柄按键2，所述手柄主体内设有手柄主板，所述手柄主板上设有按键元器件21，还包括充电装置，所述充电装置包括设置在手柄壳体内部且电连接手柄主板的充电电池、设置在一个或者多个手柄按键与对应的按键元器件之间的振动能量采集装置，所述振动能量采集装置包括压电元件层和能量传递单元组，所述压电元件和所述能量传递单元组相互接触，所述能量传递单元组设置在一个或者多个手柄按键下方，所述压电元件层5贴合在所述按键元器件21的上方，所述压电元件层5连接所述充电电池6；
所述能量传递单元组包括至少一个能量传递单元，所述能量传递单元包括弹性梁4和基座3，所述能量传递单元自上而下依次排列；
当所述游戏手柄按键2受到按压时，所述能量传递单元组中的第一个所述能量传递单元中的基座3发生振动至使弹性梁4发生弯曲和变形，弹性梁4的弯曲变形能将能量依次传递给下一个所述能量传递单元，直到传递给最末端的能量传递单元内，最末端的能量传递单元导致压电元件层5受到压缩载荷产生电能，产生的电能直接给充电电池6充电。
本发明的技术方案实现了在使用无线游戏手柄过程中对充电电池进行充电，无需额外充电或者使用干电池，延长了游戏手柄的有效使用时间，节省购买干电池的开销，还避免了在使用过程中出现电量用尽的情况，给人们良好的游戏体验。
实施例1
本发明是一种游戏手柄充电装置，如图1、2所述，所述充电装置包括设置在手柄壳体内部且电连接手柄主板的充电电池、设置在一个或者多个手柄按键与对应的按键元器件之间的振动能量采集装置，所述振动能量采集装置包括压电元件层和能量传递单元组，所述压电元件和所述能量传递单元组相互接触，所述能量传递单元组设置在一个或者多个手柄按键下方，所述压电元件层5贴合在所述按键元器件21的上方，所述压电元件层5连接所述充电电池6；
所述能量传递单元组包括至少一个能量传递单元，所述能量传递单元包括弹性梁4和基座3，所述能量传递单元自上而下依次排列；
当所述游戏手柄按键2受到按压时，所述能量传递单元组中的第一个所述能量传递单元中的基座3发生振动至使弹性梁4发生弯曲和变形，弹性梁4的弯曲变形能将能量依次传递给下一个所述能量传递单元，直到传递给最末端的能量传递单元内，最末端的能量传递单元导致压电元件层5受到压缩载荷产生电能，产生的电能直接给充电电池6充电。
在本实施例中，如图1所示，采用了两个能量传递单元相互叠加，能量传递单元的作用其实质就是将按压游戏手柄按键2产生的能量进行收集和传递，由于加入了弹性梁4，可以将基座3发生的形变放大，因此，两个能量传递单元经过叠加之后，放大的效果更好，更佳有利于压电元件层5收集所产生的能量并且将能量进行转换，最终实现给充电电池6充电。
进一步地，所述压电元件层5和所述基座3的形状和尺寸均适配于手柄按键2的形状和尺寸。
如图3所示，基座3上方对应手柄按键2的位置设有凸起部31，所述基座3下方对应按键元器件21位置也设有相同凸起部31。
进一步地，压电元件层5为无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合制成的压电元件层。无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合的混合物既兼备无机和有机压电材料的性能，经过验证，压电性能比单一无机压电陶瓷效果更佳，具有结构简单，不易受电磁干扰，便于加工制作，且结构易于实现小型化、集成化以及便携式的特性，而且不影响按键元器件21接收手柄按键2的按压，并且按键元器件21接收手柄按键2按压的时候也不会使按键元器件21产生延时。
更进一步来讲，无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合是指，无机压电陶瓷与有机高分子树脂的质量比为2:1到3:1之间。该质量比例范围不仅使压电性能比单一无机压电陶瓷性能好，并且结合了有机高分子树脂的可塑性强、硬度大、耐磨、耐热、耐腐蚀、耐溶剂、电绝缘性强等特性，使压电元件层5的性能更佳稳定并且不易损坏。
基于上述一种游戏手柄充电装置研发了一种游戏手柄，包括手柄主体，所述手柄主体设有手柄壳体1，所述手柄壳体1上设有若干手柄按键2，所述手柄主体内设有手柄主板，所述手柄主板上设有按键元器件21，所述充电装置包括设置在手柄壳体内部且电连接手柄主板的充电电池、设置在一个或者多个手柄按键与对应的按键元器件之间的振动能量采集装置，所述振动能量采集装置包括压电元件层和能量传递单元组，所述压电元件和所述能量传递单元组相互接触，所述能量传递单元组设置在一个或者多个手柄按键下方，所述压电元件层5贴合在所述按键元器件21的上方，所述压电元件层5连接所述充电电池6；
所述能量传递单元组包括至少一个能量传递单元，所述能量传递单元包括弹性梁4和基座3，所述能量传递单元自上而下依次排列；
当所述游戏手柄按键2受到按压时，所述能量传递单元组中的第一个所述能量传递单元中的基座3发生振动至使弹性梁4发生弯曲和变形，弹性梁4的弯曲变形能将能量依次传递给下一个所述能量传递单元，直到传递给最末端的能量传递单元内，最末端的能量传递单元导致压电元件层5受到压缩载荷产生电能，产生的电能直接给充电电池6充电。
进一步地，所述压电元件层5和所述基座3的形状和尺寸均适配于手柄按键2的形状和尺寸。
如图3所示，在基座3上方与手柄按键2相对应的位置设有凸起部31，在基座3下方与手柄按键2相对应的位置也设有凸起部31。
进一步地，压电元件层5为无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合制成的压电元件层。无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合的混合物既兼备无机和有机压电材料的性能，经过验证，压电性能比单一无机压电陶瓷效果更佳，具有结构简单，不易受电磁干扰，便于加工制作，且结构易于实现小型化、集成化以及便携式的特性，而且不影响按键元器件21接收手柄按键2的按压，并且按键元器件21接收手柄按键2按压的时候也不会使按键元器件21产生延时。
更进一步来讲，无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合是指，无机压电陶瓷与有机高分子树脂的质量比为2:1到3:1之间。该质量比例范围不仅使压电性能比单一无机压电陶瓷性能好，并且结合了有机高分子树脂的可塑性强、硬度大、耐磨、耐热、耐腐蚀、耐溶剂、电绝缘性强等特性，使压电元件层5的性能更佳稳定并且不易损坏。
在实施例1中的弹性梁4上端设有凹陷部，弹性梁4的外径大于基座3下端凸起部31的外径并且凹陷部的尺寸大于凸起部31的尺寸，凹陷部用来和基座3下端的凸起部31相互配合，两者配合好之后不易发生偏移，不影响按键元器件21接收手柄按键2的按压。弹性梁4所选取的材料为铝。
在实施例1中的有机高分子树脂为聚乳酸树脂，经济实用，无污染，耐磨，可塑性强。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种游戏手柄充电装置，其特征在于：所述充电装置包括设置在手柄壳体内部且电连接手柄主板的充电电池、设置在一个或者多个手柄按键与对应的按键元器件之间的振动能量采集装置，所述振动能量采集装置包括压电元件层和能量传递单元组，所述压电元件和所述能量传递单元组相互接触，所述能量传递单元组设置在一个或者多个手柄按键下方，所述压电元件层贴合在所述按键元器件的上方，所述压电元件层连接所述充电电池；
所述能量传递单元组包括至少一个能量传递单元，所述能量传递单元包括弹性梁和基座，所述能量传递单元自上而下依次排列；
当所述游戏手柄按键受到按压时，所述能量传递单元组中的第一个所述能量传递单元中的基座发生振动至使弹性梁发生弯曲和变形，弹性梁的弯曲变形能将能量依次传递给下一个所述能量传递单元，直到传递给最末端的能量传递单元内，最末端的能量传递单元导致压电元件层受到压缩载荷产生电能，产生的电能直接给充电电池充电。
2.根据权利要求1所述的一种游戏手柄充电装置，其特征在于：所述压电元件层和所述基座的形状和尺寸均适配于手柄按键的形状和尺寸。
3.根据权利要求1所述的一种游戏手柄充电装置，其特征在于：在所述基座上方与手柄按键相对应的位置设有凸起部，在所述基座下方与手柄按键相对应的位置也设有凸起部。
4.根据权利要求1所述的一种游戏手柄充电装置，其特征在于：所述压电元件层为无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合制成的压电元件层。
5.根据权利要求4所述的一种游戏手柄充电装置，其特征在于：所述无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合是指，无机压电陶瓷与有机高分子树脂的质量比为2:1到3:1之间。
6.一种游戏手柄，包括手柄主体，所述手柄主体设有手柄壳体，所述手柄壳体上设有若干手柄按键，所述手柄主体内设有手柄主板，所述手柄主板上设有按键元器件，其特征在于，还包括充电装置，所述充电装置包括设置在手柄壳体内部且电连接手柄主板的充电电池、设置在一个或者多个手柄按键与对应的按键元器件之间的振动能量采集装置，所述振动能量采集装置包括压电元件层和能量传递单元组，所述压电元件和所述能量传递单元组相互接触，所述能量传递单元组设置在一个或者多个手柄按键下方，所述压电元件层贴合在所述按键元器件的上方，所述压电元件层连接所述充电电池；
所述能量传递单元组包括至少一个能量传递单元，所述能量传递单元包括弹性梁和基座，所述能量传递单元自上而下依次排列；
当所述游戏手柄按键受到按压时，所述能量传递单元组中的第一个所述能量传递单元中的基座发生振动至使弹性梁发生弯曲和变形，弹性梁的弯曲变形能将能量依次传递给下一个所述能量传递单元，直到传递给最末端的能量传递单元内，最末端的能量传递单元导致压电元件层受到压缩载荷产生电能，产生的电能直接给充电电池充电。
7.根据权利要求6所述的游戏手柄，其特征在于：所述压电元件层和所述基座的形状和尺寸均适配于手柄按键的形状和尺寸。
8.根据权利要求6所述的游戏手柄，其特征在于：所述基座上方对应手柄按键的位置设有凸起部，所述基座下方对应按键元器件位置也设有相同凸起部。
9.根据权利要求6所述的游戏手柄，其特征在于：所述压电元件为无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合制成的压电元件层。
10.根据权利要求9所述的游戏手柄，其特征在于：所述无机压电陶瓷和有机高分子树脂混合是指，无机压电陶瓷与有机高分子树脂的质量比为2:1到3:1之间。
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