可供多臺待充電設備同時充電的無線充電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用電磁感應原理可供多臺待充電設備同時充電的無線充電裝置。該無線充電裝置包括有線圈檢測單元、控制單元、至少兩個發(fā)射線圈組件以及至少兩組二維移動機構，控制單元可以控制不同的二維移動機構驅動對應的發(fā)射線圈組件在不同的水平面內移動；同時該無線充電裝置還包括有驅動發(fā)射線圈組件沿豎直方向移動的升降機構，當線圈檢測單元檢測到放置于充電面上不同位置上的待充電設備中的接收線圈時，本發(fā)明可控制不同的發(fā)射線圈組件移動到對應的接收線圈的下方，并通過控制升降機構使發(fā)射線圈組件上升至合適的充電位置。本發(fā)明可適用于人群眾多的公共場合，利用可同時充電的特點可達到大大節(jié)省人們充電時間的目的。
【專利說明】可供多臺待充電設備同時充電的無線充電裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用電磁感應原理的無線充電裝置，特別是涉及一種可供多臺待充電設備同時充電的無線充電裝置。
[0002]
【背景技術】
[0003]隨著便攜式電子設備的日益普及，必須準備專屬的充電接頭為其充電成為需要解決的一個問題，使用者不經意間就會囤積許多不同接頭的充電裝置，從而造成使用上的不便和資源的浪費。為了解決上述問題，無線充電技術應運而生，無線充電技術相比有線充電來說，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在便捷性和可通用性，它主要是采用電磁感應原理來給便攜式電子設備充電，一般來說是在無線充電裝置內設有連接于外部交流電源的發(fā)射線圈，通過與便攜式電子設備內的接收線圈磁耦合進行電能傳輸，從而實現(xiàn)給內置電池進行充電。上述發(fā)射線圈可以是固定設置在無線充電裝置內部，也可以是設置成可移動的方式；可移動的發(fā)射線圈相比固定設置的方式而言，可以移動到與接收線圈相對應的位置耦合充電，保證其充電效率(若發(fā)射線圈與接收線圈的位置存在偏離則會影響充電效率)。
[0004]目前現(xiàn)有技術中針對可移動發(fā)射線圈的無線充電裝置已經提出了多種解決方案，例如美國專利US8305036中的其中一個實施例記載了一種用于給帶有內置電池的電子設備充電的充電座，其包括殼體以及殼體內的初級線圈、位移機構以及位置檢測控制單元，位置檢測控制單元能夠檢測到電子設備中感應線圈的位置，并控制位移機構將初級線圈移動到與感應線圈對應的位置，殼體的充電表面具有足夠大的尺寸，可以放置多臺電子設備(例如手機)，當位置檢測控制單元檢測到其中一臺電子設備中的內置電池為充滿狀態(tài)時，才會控制位移機構將初級線圈移動到附近另一臺電子設備的下方，對其內置的電池進行無線充電。因此這種方案中的充電座，雖然可以同時放置多臺電子設備，但是在同一時間內也只能給一臺電子設備充電，無法滿足在現(xiàn)實生活中(例如公共場合)多臺電子設備同時充電的需求。
[0005]
【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種充電效率高的并可供多臺待充電設備同時充電的無線充電裝置。
[0007]本發(fā)明提供的第一種技術方案如下:
該技術方案涉及的無線充電裝置，適用于同時對至少兩臺具有接收線圈的待充電設備進行無線充電，包括一殼體，該殼體具有一充電面，在充電時該充電面用于承載所述待充電設備；以及置于所述殼體內的:
線圈檢測單元，用于檢測放置于所述充電面上的待充電設備中的接收線圈的位置； 至少兩個發(fā)射線圈組件以及至少兩組用于驅動對應的發(fā)射線圈組件移動的二維移動機構，該二維移動機構可驅動對應的發(fā)射線圈組件在不同的水平面內移動；
升降機構，可使所述發(fā)射線圈組件沿豎直方向上移動；
控制單元，當線圈檢測單元檢測到接收線圈的位置時，該控制單元控制二維移動機構將對應的發(fā)射線圈組件沿水平面內移動至與所述接收線圈相電磁耦合的位置，并可控制升降機構將該發(fā)射線圈組件沿豎直方向移動至與所述接收線圈的預定距離上。
[0008]具體來講，所述二維移動機構包括可沿X軸方向滑動的第一滑塊和驅動該第一滑塊的X軸電機，以及可沿Y軸方向滑動的第二滑塊和驅動該第二滑塊的Y軸電機，所述發(fā)射線圈組件位于該第二滑塊上。
[0009]進一步，二維移動機構的具體形式可以是:所述第一滑塊呈細長狀，其底部沿細長方向設有齒條，所述Y軸電機固設于第二滑塊上，并且該Y軸電機的輸出端連接有與第一滑塊上的齒條相嚙合的齒輪。
[0010]進一步，二維移動機構的具體形式還可以是:所述Y軸電機固設在第一滑塊上，其輸出端連接有沿Y軸方向的螺桿，所述第二滑塊上設置有與該螺桿相匹配的螺紋結構，以使該第二滑塊在Y軸電機的驅動下可沿螺桿滑動。
[0011]進一步，所述線圈檢測單元位于二維移動機構的上方，所述升降機構可驅動發(fā)射線圈組件沿豎直方向上升至線圈檢測單元的下表面。
[0012]進一步，所述發(fā)射線圈組件包括一支撐臺以及設于支撐臺上的發(fā)射線圈。
[0013]進一步，上述升降機構的具體形式可以是:所述升降機構包括一 Z軸電機，該Z軸電機可驅動所述支撐臺沿豎直方向滑動。
[0014]進一步，上述升降機構的具體形式還可以是:所述升降機構包括一連接外部電源的控制線圈，該控制線圈內套設有一磁芯，該磁芯的一端與支撐臺連接。
[0015]進一步，所述至少兩組二維移動機構分層設置，在豎直方向上具有一定的高度差，以使其上的發(fā)射線圈組件可在不同的水平面內移動。
[0016]本發(fā)明提供的另一技術方案如下:
該技術方案涉及的無線充電裝置，用于同時對至少兩臺具有接收線圈的待充電設備進行無線充電，包括一充電面，該充電面具有一充電區(qū)域，在充電時所述待充電設備放置于充電區(qū)域內；以及嵌設于該充電面下方的:
線圈檢測單元，用于檢測放置于所述充電面上的待充電設備中的接收線圈的位置；至少兩個發(fā)射線圈組件以及至少兩組用于驅動對應的發(fā)射線圈組件移動的二維移動機構，該二維移動機構可驅動對應的發(fā)射線圈組件在不同的水平面內移動；
升降機構，可使所述發(fā)射線圈組件沿豎直方向上移動；
控制單元，當線圈檢測單元檢測到接收線圈的位置時，該控制單元控制二維移動機構將對應的發(fā)射線圈組件沿水平面內移動至與所述接收線圈相電磁耦合的位置，并可控制升降機構將該發(fā)射線圈組件沿豎直方向移動至與所述接收線圈的預定距離上。
[0017]具體來說，所述充電面可以是辦公場所、公共場所或咖啡廳中桌或臺表面的一部分。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:由于本發(fā)明中的無線充電裝置包括有至少兩組二維移動機構，控制單元可以控制不同的二維移動機構驅動對應的發(fā)射線圈組件在不同的水平面內移動；同時該無線充電裝置還包括有驅動發(fā)射線圈組件沿豎直方向移動的升降機構，當線圈檢測單元檢測到放置于充電面上不同位置上的待充電設備中的接收線圈時，控制單元控制不同的發(fā)射線圈組件移動到對應的接收線圈的下方，并通過控制升降機構使發(fā)射線圈組件上升至合適的充電位置。本發(fā)明的這種方案可以應用于辦公區(qū)域、公共場所、娛樂場所等需要多人同時對設備充電的場合，不僅可以達到節(jié)約時間的目的，而且該無線充電裝置內的發(fā)射線圈組件可以自動與接收線圈對齊位置，保證較高的充電效率。
[0019]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實施例一的無線充電裝置的結構分解圖；
圖2是本發(fā)明實施例一中二維移動機構的結構示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例一中第一滑塊底部的結構示意圖；
圖4是本發(fā)明實施例二的無線充電裝置的結構示意圖；
圖5是本發(fā)明實施例二的無線充電裝置的分解示意圖；
圖6是本發(fā)明實施例二中升降機構的示意圖。
[0021]
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明涉及的無線充電裝置主要用于同時對多臺智能手機、便攜式電子產品、數(shù)碼相機等移動設備進行充電，該移動設備內一般具有內置電池以及接收線圈，其接收線圈接收本發(fā)明的無線充電裝置發(fā)射的電能，并對內置電池充電。除了上述的電子產品外，本發(fā)明還可以擴展為電動汽車實現(xiàn)無線充電。本發(fā)明可用于同時對至少兩臺具有接收線圈的待充電設備進行無線充電，它包括有一殼體，該殼體具有一充電面，在充電時該充電面用于承載所述待充電設備；以及置于所述殼體內的線圈檢測單元、控制單元、至少兩個發(fā)射線圈組件以及至少兩組用于驅動對應的發(fā)射線圈組件移動的二維移動機構、升降機構?？刂茊卧梢钥刂贫S移動機構以及升降機構將不同發(fā)射線圈組件移動至對應的接收線圈下方合適的充電位置，實現(xiàn)多臺待充電設備的同時充電。其中位于最上層的發(fā)射線圈組件可以不設置有升降機構，位于最上層之下的其它發(fā)射線圈組件均對應設置有升降機構，可使其上升至與接收線圈較為合適的距離。當然可以理解的是，也可以是所有的發(fā)射線圈組件均配置有一升降機構。下面就以兩個發(fā)射線圈組件為具體實施例對本發(fā)明的結構以及工作原理作進一步闡述，當然可以根據以下實施例的描述擴展為多個發(fā)射線圈組件。
[0023]實施例一:
如圖1和圖2所不,本實施例的無線充電裝置包括有殼體和置于該殼體內部的線圈檢測單元2、控制單元、兩個發(fā)射線圈組件6和7以及分別驅動發(fā)射線圈組件6和7在不同水平面內移動的二維移動機構4、5。二維移動機構4位于上層,二維移動機構5位于下層,二者在豎直方向上具有一定的高度差。通常位于上層的發(fā)射線圈組件6不配置有升降機構，而位于下層的發(fā)射線圈組件7則配置有升降機構。該殼體是由上殼體I和下殼體3組成，上殼體I具有一充電面101，待充電的設備可放置在上殼體I的充電面101上進行充電，充電面101具有足夠大尺寸，可放置兩臺待充電設備。所述線圈檢測單元2集成于一線路板上，用于檢測待充電設備內的接收線圈的位置，其線路板上具有檢測電路，檢測電路中包括有若干個可與接收線圈磁耦合的感應小線圈，檢測電路可以通過感應小線圈向待充電設備側發(fā)送激勵信號，當某一位置上有磁反饋信號產生時，即可確定接收線圈的位置。線圈檢測單元2的具體結構和電路均為現(xiàn)有技術，可參見美國專利US8305036中的詳細描述，在此不再贅述。所述控制單元可與線圈檢測單元2集成于同一線路板上，控制單元的作用是接收線圈檢測單元2提供的位置信號，并控制二維移動機構4、5將相應的發(fā)射線圈組件6、7移動至與接收線圈相電磁耦合的位置，發(fā)射線圈組件6、7連接有外部交流電源，并和各自對應的接收線圈之間通過電磁耦合實現(xiàn)電能傳輸。
[0024]所述線圈檢測單元2位于二維移動機構4、5的上方，并緊貼上殼體I的下表面，在充電時發(fā)射線圈組件6、7可緊貼線圈檢測單元2所在的線路板的下表面，這樣可以提高充電效率。二維移動機構4位于上層，其包括可沿X軸方向滑動的第一滑塊401和驅動該第一滑塊401的X軸電機403，以及可沿Y軸方向滑動的第二滑塊402和驅動該第二滑塊402的Y軸電機406，射線圈組件6位于該第二滑塊402上。X軸電機403的輸出端連接有一螺桿404，第一滑塊401為沿著Y軸方向的細長結構，在其一端上設有與螺桿404相匹配的內螺紋結構，另一端擱置在光滑的平臺9上。在X軸電機403的驅動下，第一滑塊401可沿著導軌405在X軸方向滑動。第二滑塊402的具體結構見后續(xù)描述。
[0025]如圖3所示，在細長狀的第一滑塊401的底部沿Y軸方向設有齒條4011，Y軸電機406固設于第二滑塊402上，并且該Y軸電機406的輸出端連接有與第一滑塊401上的齒條4011相嚙合的齒輪407。在Y軸電機406的驅動下，第二滑塊402可在第一滑塊401上沿著Y軸方向滑動。同樣的，位于下層的二維移動機構5的整體結構與二維移動機構4相同，二維移動機構5包括第一滑塊501以及驅動第一滑塊501在X方向移動的X軸電機503,還有在第一滑塊501上沿Y軸方向滑動的第二滑塊502，其第二滑塊502的驅動方式與二維移動機構4中的相同，在此不再贅述。
[0026]參見圖1及圖2，位于下層的二維移動機構5上的發(fā)射線圈組件7包括一支撐臺701以及設于支撐臺701上的發(fā)射線圈702，在第二滑塊502上設有一沿豎直方向的導柱8，支撐臺701以及發(fā)射線圈702可在升降機構的驅動下沿著導柱8上升或者下降。該升降機構可以采用一常規(guī)的Z軸電機(圖中未示出)，該Z軸電機可驅動所述支撐臺701沿Z軸(SP豎直方向)滑動。當正常充電時，Z軸電機可驅動支撐臺701沿Z軸上升，使發(fā)射線圈702緊貼線圈檢測單元2的下表面。同樣的，升降機構還可以采用其它方式，如圖6所示，升降機構包括一連接外部電源的控制線圈，該控制線圈內套設有一磁芯，該磁芯的一端與支撐臺連接，磁芯可沿一磁芯導柱上下運動。在控制線圈通電后，在控制線圈內產生磁場，磁芯在磁場作用下可沿豎直方向上升，并抬起支撐臺使支撐臺上的發(fā)射線圈緊貼線圈檢測單元的下表面。需要說明的是，由于發(fā)射線圈組件7在升降機構的作用下可上升至線圈檢測單元2的下表面，與發(fā)射線圈組件6處于同一水平面上，因此在發(fā)射線圈組件7移動或者升降過程中，控制單元可以檢測位于上層的二維移動機構4是否會對發(fā)射線圈組件7的升降產生妨礙，同時在設計殼體的外形尺寸時，也可以將殼體外形設計成沿X軸方向的長條狀，其Y軸方向的寬度足以容納一臺待充電設備(例如智能手機)即可，這樣可以保證多臺智能手機是沿著X軸的長度方向放置，避免位于下層發(fā)射線圈組件在運動中與上層的二維移動機構之間產生妨礙。
[0027]由于上述實施例一的無線充電裝置中的其它部件均內置于一個殼體中，其整體體積一般而言較小，適用于私人家庭或辦公人員較少的辦公場所內，滿足不同人員的電子設備需要同時充電的需求。
[0028]實施例二:
如圖4和圖5所示，本實施例的無線充電裝置包括一充電面10，該充電面10具有一充電區(qū)域(未示出)，在充電時待充電設備放置于充電區(qū)域內。該充電面10可以是辦公場所或者公共場所中桌面的一部分，或者是咖啡廳等場合桌子或吧臺表面的一部分。在該充電面10的充電區(qū)域的下方嵌設有線圈檢測單元15、控制單元、兩個發(fā)射線圈組件13和14以及分別驅動發(fā)射線圈組件13和14在不同水平面內移動的二維移動機構11、12。線圈檢測單元15緊貼充電面10的下表面設置，其中線圈檢測單元15、控制單元以及發(fā)射線圈組件13、14的具體結構均與實施例一相應的部件相同，本實施例與實施例一主要不同之處在于二維移動機構11、12的具體結構。
[0029]二維移動機構11位于上層，二維移動機構12位于下層,二者在豎直方向上具有一定的高度差。二維移動機構11包括沿著X軸方向移動的第一滑塊1101和驅動它的X軸電機1102、以及沿Y軸方向移動的第二滑塊1103和驅動它的Y軸電機1104。X軸電機1102的輸出端連接有沿X方向的螺桿1105，第一滑塊1101上設置有與螺桿1105相匹配的內螺紋結構，在X軸電機1102的驅動下，第一滑塊1101可沿螺桿1105滑動。Y軸電機1104固設在第一滑塊1101上，其輸出端連接有沿Y軸方向的螺桿1106，所述第二滑塊1103上設置有與該螺桿1106相匹配的螺紋結構，以使該第二滑塊1103在Y軸電機1104的驅動下可沿螺桿1106滑動。同樣的，二維移動機構12包括沿著X軸方向移動的第一滑塊1201和驅動它的X軸電機1202、以及沿Y軸方向移動的第二滑塊1203和驅動它的Y軸電機1204，與二維移動機構11的結構相同。發(fā)射線圈組件14固定設置在第二滑塊1103上，該發(fā)射線圈組件14包括支撐臺1401和位于該支撐臺1401上的發(fā)射線圈1402，支撐臺1401可在升降機構的作用下沿豎直方向運動，升降機構的具體結構見后續(xù)描述。
[0030]參見圖6所示，本實施例中的升降機構的具體結構如下，在第二滑塊1203上設置有一磁芯導柱16,磁芯導柱16外圍套設有一連接外部電源的控制線圈17,磁芯導柱16內部中空，其中內套設有一磁芯18，該磁芯18的一端與支撐臺1401連接。在自由狀態(tài)下，支撐臺1401以及發(fā)射線圈1402被自由放置在第二滑塊1203的上表面，當控制線圈17中通電時，在控制線圈17內可產生磁場，磁芯18在磁場作用下可在磁芯導柱16的引導下將支撐臺1401向上頂出一定的高度，在控制線圈17斷電后支撐臺1401會下落到原來位置，或者控制線圈17內產生反向磁場，將磁芯18吸引到原來位置?？梢岳斫獾氖?，這種升降機構的具體方式也能應用于實施例一中。
[0031 ] 由于本實施例的無線充電裝置的主要部件并非集中于一個殼體內，而是嵌設在一個充電面以下，因此本實施例體積尺寸可以作的較為大型，主要適用于公共人群較多的場合下的桌子或臺面上。
【權利要求】
1.一種可供多臺待充電設備同時充電的無線充電裝置，用于同時對至少兩臺具有接收線圈的待充電設備進行無線充電，其特征在于，包括一殼體，該殼體具有一充電面，在充電時該充電面用于承載所述待充電設備；以及置于所述殼體內的: 線圈檢測單元，用于檢測放置于所述充電面上的待充電設備中的接收線圈的位置； 至少兩個發(fā)射線圈組件以及至少兩組用于驅動對應的發(fā)射線圈組件移動的二維移動機構，該二維移動機構可驅動對應的發(fā)射線圈組件在不同的水平面內移動； 升降機構，可使所述發(fā)射線圈組件沿豎直方向上移動； 控制單元，當線圈檢測單元檢測到接收線圈的位置時，該控制單元控制二維移動機構將對應的發(fā)射線圈組件沿水平面內移動至與所述接收線圈相電磁耦合的位置，并可控制升降機構將該發(fā)射線圈組件沿豎直方向移動至與所述接收線圈的預定距離上。
2.根據權利要求1所述的無線充電裝置，其特征在于:所述二維移動機構包括可沿X軸方向滑動的第一滑塊和驅動該第一滑塊的X軸電機，以及可沿Y軸方向滑動的第二滑塊和驅動該第二滑塊的Y軸電機，所述發(fā)射線圈組件位于該第二滑塊上。
3.根據權利要求2所述的無線充電裝置，其特征在于:所述第一滑塊呈細長狀，其底部沿細長方向設有齒條，所述Y軸電機固設于第二滑塊上，并且該Y軸電機的輸出端連接有與第一滑塊上的齒條相嚙合的齒輪。
4.根據權利要求2所述的無線充電裝置，其特征在于:所述Y軸電機固設在第一滑塊上，其輸出端連接有沿Y軸方向的螺桿，所述第二滑塊上設置有與該螺桿相匹配的螺紋結構，以使該第二滑塊在Y軸電機的驅動下可沿螺桿滑動。`
5.根據權利要求1所述的無線充電裝置，其特征在于:所述線圈檢測單元位于二維移動機構的上方，所述升降機構可驅動發(fā)射線圈組件沿豎直方向上升至線圈檢測單元的下表面。
6.根據權利要求1所述的無線充電裝置，其特征在于:所述發(fā)射線圈組件包括一支撐臺以及設于支撐臺上的發(fā)射線圈。
7.根據權利要求6所述的無線充電裝置，其特征在于:所述升降機構包括一Z軸電機，該Z軸電機可驅動所述支撐臺沿豎直方向滑動。
8.根據權利要求6所述的無線充電裝置，其特征在于:所述升降機構包括一連接外部電源的控制線圈，該控制線圈內套設有一磁芯，該磁芯的一端與支撐臺連接。
9.根據權利要求1所述的無線充電裝置，其特征在于:所述至少兩組二維移動機構分層設置，在豎直方向上具有一定的高度差。
10.一種可供多臺待充電設備同時充電的無線充電裝置，用于同時對至少兩臺具有接收線圈的待充電設備進行無線充電，其特征在于，包括一充電面，該充電面具有一充電區(qū)域，在充電時所述待充電設備放置于充電區(qū)域內；以及嵌設于該充電面下方的: 線圈檢測單元，用于檢測放置于所述充電面上的待充電設備中的接收線圈的位置； 至少兩個發(fā)射線圈組件以及至少兩組用于驅動對應的發(fā)射線圈組件移動的二維移動機構，該二維移動機構可驅動對應的發(fā)射線圈組件在不同的水平面內移動； 升降機構，可使所述發(fā)射線圈組件沿豎直方向上移動； 控制單元，當線圈檢測單元檢測到接收線圈的位置時，該控制單元控制二維移動機構將對應的發(fā)射線圈組件沿水平面內移動至與所述接收線圈相電磁耦合的位置，并可控制升降機構將該發(fā)射線圈組件沿豎直方向移動至與所述接收線圈的預定距離上。
11.根據權利要求10所述的無線充電裝置，其特征在于:所述充電面為辦公場所、公共場所或咖啡廳中桌或臺表面的一部分。
【文檔編號】H02J17/00GK103618350SQ201310605636
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權日:2013年11月26日
【發(fā)明者】李永海, 徐中立, 楊浩, 高梅 申請人:深圳市合元科技有限公司