万泉 葛苏慧 张欣 张淑莲

摘  要：文章设计一款多功能手机充电支架，不仅在手机使用过程中方便给手机充电，而且具有人体红外感应灯的功能，这两个功能都可以通过直流5V电压供电。该支架的亮点在三个方面：第一，可灵活弯曲的铝合金灯臂，可以240度转动和180度摆动的转轴设计;第二，USB充电线固定的设计，通过“U”型线槽，凸块及插槽设计，既保证美观又方便使用;第三，人体红外感应灯的设计，实际实用过程中更省电。整个设计的最大创新是多个功能的结合，具有良好的应用价值。

关键词：充电支架;“U”型线槽;人体红外感应

中图分类号：TB472        文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）13-0106-02

Abstract： In this paper， a multifunctional mobile phone charging bracket is designed， which is not only convenient to charge the mobile phone in the process of using the mobile phone， but also has the function of human infrared induction lamp， both of which can be powered by DC 5V voltage. The bright spot of the bracket is in three aspects： first， the flexible bending aluminum alloy lamp arm， which can rotate 240 degrees and swing 180 degrees; second， the design of fixing the USB charging line， through the design of U-shaped wire groove， convex block and slot， It is not only beautiful but also convenient to use. thirdly， the design of human infrared induction lamp saves more power in the practical process. The biggest innovation of the whole design is the combination of multiple functions， which has good application value.

Keywords： charging bracket; U-shaped wire groove; human body infrared induction

1 概述

手机能够方便充电始终是一个值得探讨的问题，当前智能手机已完全深入到我们生活中，大多数情况每天都要给手机充电，特别是通过手机看视频，电量消耗得快，经常选择一边看手机一边充电，那么能不能设计一款手机充电器，既可以让你以非常舒服的方式（一定范围内可以任意角度和高度固定手机）看手机视频，又能方便充电呢？本论文旨在设计这样一款多用途的手机充电支架，另外还具有人体感应灯的功能，特别在夜间，靠近会自动开启，具有良好的应用价值。

之所以可以把多个功能集成到一起带来便利，这里关键一点是手机充电的电压和感应灯的电压都可以设计成直流5V电压供电，这一点非常重要。

2 需解决关键问题

对于这款多功能手机充电支架，需要解决的关键问题主要有如下三个方面：

（1）手机要方便固定，并且一定范围内手机的高度和角度要灵活而方便的调整。

（2）方便给手机充电，USB充电线固定方便而且美观。

（3）直流5V人体感应电路设计，感应探头布局要合理。

本设计关键点是将各功能有效而美观的集成在一起，方便使用。

3 多功能充电支架结构设计

针对上面提到的需要解决的三个关键问题，分别提出的设计方案如下。

3.1 手机固定功能设计

首先是手机高度的大幅度调整，这一点采用可以灵活弯曲的铝合金材质来实现，能做到弯曲而稳固，见图1铝合金臂。

通过铝合金臂可以实现手机的空间的定位，为了能够精确的定位，夹头采用可旋转式的设计，使得夹头可以多方向和角度的旋转，具体设计见如图2夹头可旋转式设计，包括240度可旋转的转轴和180度可前后、左右摆动的转轴。

在图2中，可以看到可伸缩的夹子，可以伸长和缩短以适应不同尺寸的手机。

通过上述的设计就可以很方便的实现手机的准确空间定位。

3.2 USB充电线实用性设计

USB充电线的设计要保证使用的方便和固定的美观。基于这些要求见图3USB充电线部分设计。

USB充电线从夹头的一侧伸长，沿着“U”形线槽绕夹头四分之三圈，最后固定到夹头的另一侧面的凹槽中。这里特别说明的是USB充电线的固定，从图2和图3可以看出，USB充电线头可以最终插入到夹头的凹槽中，这起到固定的作用，另外夹头上还有凸块，USB充电线可以从凸块的中间压入，这样能起到很好的固定线的效果，并且稍用力就可以将线从凸块处拽出，这样的设计看上去会更美观。当使用USB充电线的时候，从夹头的一侧凹槽拔出插头，沿夹头的侧面“U”形线槽拽开整条USB充电线就能方便的给手机充电，充电完毕复原即可。

3.3 感应灯设计

感应灯设计到夹头的另一侧面，采用发光二极管阵列，这样可以同时利用USB充电线的电壓来供电。感应灯的位置及人体感应探头的位置如图4所示。考虑到整个电路的供电都要用到直流5V的电压，设计出系统的整体供电电路图见图5所示整体电路设计图。

通过电路清晰看出，直流5V的电压可供手机充电，同时可以为感应灯提供电压，这里不需要担心整个系统的供电功率问题，因为手机充电和感应灯分别设计在夹头的两侧，一般情况下两者不会同时工作。

当有人靠近感应探头后， RD-624的输出out为高电平，三极管T1导通，然后继电器J1工作，感应灯电路导通，感应灯开启，反之感应灯电路关闭。

4 结论

本论文设计一款多功能的充电支架，能够在手机使用的过程中方便给手机充电，同时具有智能感应灯的功能，能够给平时的生活带来很多便利，具有良好的应用前景。

参考文献：

[1]沈梁锋.红外线感应灯的应用和相关问题的解决[J].科技信息，2006.

[2]陈永甫.红外线探测和技术电路[M].人民邮电出版社，2004.