CN101978443A - 电感性耦合工作台 - Google Patents

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CN101978443A CN2009801103394A CN200980110339A CN101978443A CN 101978443 A CN101978443 A CN 101978443A CN 2009801103394 A CN2009801103394 A CN 2009801103394A CN 200980110339 A CN200980110339 A CN 200980110339A CN 101978443 A CN101978443 A CN 101978443A
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Abstract

提供了具有集成一次线圈的电感性耦合工作台。电力被从具有集成一次线圈的工作台电感性地耦合到包含二次线圈的手持设备。电感性耦合工作台可以是家庭工作台、人体工学工业工作架、安装在车辆内部的工作台或可从车辆外部使用的可收缩工作台。集成在工作台中的一次线圈可以提供变化的量的电力。包含二次线圈的设备——例如膝上型计算机、PDA、手机以及电力工具——在被放置在集成了一次线圈的工作台上时被充电。

Description

电感性耦合工作台
背景技术
与当今世界常见电子设备相关的一个问题在于必需与多种电子设备相关联的电线(cord)和电缆。可再充电的无线(cordless)设备是常见的替代方案。这些设备仍需要充电并需要相关联的电线和电缆来提供这种充电。
技术已发展到通过提供电感性耦合电路来解决这些限制。此电路动态地寻找谐振并对从一次线圈到具有二次线圈的二次设备的电力传输进行最优化。该电力传输可在多种、变化的负载条件下发生。通过使用该电路，一次供给电路对其运行进行适应，以便配合被供电的二次设备的需要。该电路也允许一次供给电路向多个二次设备同时供电。
发明内容
已经开发出智能、电感性耦合电力电路，以便在不需要有线连接的情况下从电源向设备传输电力。一次线圈电感性地将电力耦合到集成在例如膝上型计算机、PDA、手机和电力工具等设备中的二次线圈。本发明的实施例将该技术并入家庭和工业工作台(work surface)中。
集成在工作台中的一次线圈电感性地将电力耦合到集成在例如膝上型计算机、PDA、手机和电力工具等设备中的二次线圈。工作台可以是例如餐桌和工作架(work bench)等的家庭工作台。一次线圈也可以被集成在例如工业人体工学工作架等的工业工作台中。电感性耦合工作台也可以安装在车辆中。车辆工作台可安装在车辆的内部，或者，可安装可收缩的工作台，使得其可从车辆外部使用。
低、中、高功率的一次线圈可以以任意位置、数量和组合集成在工作台中。工作台上的例如LED等的指示器可显示包含二次线圈的设备应放在何处以便充电。
提供此“发明内容”以便以简化的方式介绍概念的选择，其将在下面在“具体实施方式”中进一步介绍。此“发明内容”并非旨在指明权利要求主题的关键特征或实质性特征，也并非旨在用于对权利要求主题的范围进行限制。
附图说明
下面参照附图对本发明进行详细描述，在附图中：
图1为一种人体工学工作架的透视图；
图2为一种低功率一次线圈的实施例的透视图；
图3为一种中功率一次线圈的实施例的透视图；
图4为具有可调节外壳的一次线圈的实施例的透视图；
图5为安装了低功率和中功率一次线圈的工作架的透视图；
图6为安装在车辆中的电感性耦合工作台的透视图；
图7为安装在车辆中的电感性耦合工作台的脱离出的部件的局部透视图；
图8为包含在图7的电感性耦合工作台上充电的二次线圈的工具的放大局部透视图；
图9为对包含二次线圈的设备充电的电感性耦合工作台的透视图；
图10为安装在车辆中的电感性耦合工作台的脱离出的部件的局部透视图；
图11为安装在车辆中的可伸缩电感性耦合工作台的透视图；以及
图12为安装在车辆中的可伸缩电感性耦合工作台的透视图。
具体实施方式
这里对本发明的实施例进行具体介绍以满足法律要求。然而，描述本身并不意味着对本专利的范围进行限制。相反，发明人已经想到权利要求主题也可以用其他方式实现。
如背景部分所提到的，已经开发出提供智能电感性耦合电路的技术。该电路动态地寻找谐振并对从一次线圈到具有二次线圈的二次设备的电力传输进行最优化。该电路允许一次线圈确定并供给二次设备的电力需求。通过使用该电路，一次供给电路对其运行进行适应，以便配合被供电的二次设备的需要。该电路也允许一次供给电路向多个二次设备同时供电。该电路和该电路的运行的实例包含在下述美国专利中，其全部并入此处作为参考：6,436,299；6,673,250；6,731,071；6,806,649；6,812,645；6,831,417；6,917,163；6,975,198；7,116,200；7,118,240；7,126,450以及7,132,918。
电感性耦合电路可用于向无线设备供电和再充电，无线设备包括手机、PDA、闪光灯、膝上型计算机和电力工具。每个无线设备具有二次线圈。创建电感性耦合电路所需要的一次线圈可集成在工业或家庭工作台中。具有集成的一次线圈的这种台面的实例包括餐桌、家庭工作架、工业工作架、人体工学工作架、工业人体工学工作架、车辆内的移动工作台、可伸缩工作台、车辆内的可伸缩工作台。
图1示出了人体工学工作架100。工作架100的工作台102包括中央工作台104、工作台侧翼106与108、工作台前后翼110与112。除了中央工作台104外，一些实施例可仅仅包括工作台侧翼106、工作台侧翼108、工作台前翼110或工作台后翼112。另外的实施例可包括所有翼或翼的任意组合。
继续参考图1，工作台侧翼106与108以及工作台前后翼110与112成曲线形，使得它们在附着到中央工作台104时构成人体工学工作台。工作台侧翼106和108以及工作台前后翼110和112可以通过螺钉、螺栓或其他连接机构附着到中央工作台104。在一个实施例中，工作台侧翼106和108以及工作台前翼110和后翼112比中央工作台104薄，但具有本质上与中央工作台104一样厚的延伸的边缘。这允许翼通过伸展的边缘被螺钉或螺栓固定在中央工作台104的侧面。也可想到其他连接方式，例如在中央工作台104、工作台侧翼106和108以及工作台前翼110和后翼112下面延伸的支撑梁。
继续参考图1，工作台102由支撑结构114支撑。支撑结构114包含支撑元件116、118、120和122。在一些实施例中，支撑元件可附着于轮。在其他实施例中，支撑元件可端接(terminate)在基本上平坦的基座内。贮存托盘124附着在由支撑元件116、118、120和122限定的空间里。在一些实施例中，贮存托盘124可附着或安置在水平的支撑元件上，该水平的支撑元件在支撑元件116、118、120和122之间延伸。工作站挡板(work station shield)126可附着于工作台后翼112、中央工作台104或支撑结构114。贮存托盘128附着于工作站挡板126。工作站挡板126和贮存托盘128以基本上与工作台后翼112相同的方式成曲线形，以创造人体工学工作空间。曲线的凹面使得，与凹面部分是直线形时相比，工作架100的最远部分更靠近使用者。
电感性耦合电路可被并入到工作架中，例如图1的工作架100中。用于这种电路的集成一次线圈由线圈位置指示器130、132、134和136指示。线圈位置指示器130、132、134和136不必指示线圈尺寸或充电区域，这取决于特定的一次线圈是低功率、中功率还是高功率。
图2-4示出了可被并入到工作架的一次线圈的实施例。一次线圈可被设计以提供低、中或高的功率量。图2示出了低功率一次线圈200。低功率一次线圈200被设计为提供直到大约20瓦特的通过一次线圈200向二次设备线圈传输的电力。低功率一次线圈200通过电线202和插头203连接到电气插座。翼片(tab)204、206和208提供了孔眼210、212和214，其允许一次线圈200经由螺钉、螺栓或其他连接方式附着于工作架下侧。在替代性实施例中，低功率一次线圈200通过电线连接到电池或其他电源。
在一个实施例中，在工作台中钻有圆柱形孔眼，例如在图1的中央工作台104或者翼106或108中，低功率一次线圈200从工作台下方被附着，使得低功率一次线圈200的顶部与工作台是平齐的。低功率一次线圈200可包含充电指示器。充电指示器可以是LED或其它光源。充电指示器还可以为基本上跟随低功率一次线圈200的轮廓的光源或LED的环。当二次设备中的二次线圈从一次线圈汲取电力时，充电指示器点亮。因而，当二次线圈被放置在低功率一次线圈200上并充电时，发生充电指示器的点亮。在其他实施例中，导光管或电气连接可被使用，以便将充电指示器放置在工作架上的任何地方。在进一步的实施例中，充电指示器可勾画出大概的区域，在该区域中，二次设备可被放置并通过与特定一次线圈的电感性耦合而充电。
继续参考图2，在替代实施例中，低功率一次线圈200可被插入到工作台下侧的空腔中并被附着。在这样的实施例中，低功率一次线圈200从工作台的上面不可见。在其他实施例中，低功率一次线圈200和任意指示器灯可被嵌入在工作台下方并由与工作台平齐的树脂玻璃或其他透明材料覆盖。低功率一次线圈200可被安装在工作台的任意位置。例如，另外参考图1，低功率一次线圈200可以安装在中央工作台104、工作台侧翼106和108或工作台前后翼110与112下面。任意数量的低功率一次线圈可被安装在特定工作台中。
图3示出了中功率一次线圈300。中功率一次线圈300被设计为提供大约20与100瓦特之间的从一次线圈300向二次设备传输的功率，但也可提供更多或更少的功率。中功率一次线圈300通过电线302和插头304被连接到电气插座。在替代实施例中，低功率一次线圈300通过电线302被连接到电池或其他电源。中功率一次线圈300提供了与低功率一次线圈200类似的翼片与孔的连接机构。
图4示出了封装在可调节外壳402中的一次线圈400。外壳402的基座部分404带有螺纹并螺旋固定在外壳402的顶部部分406中。顶部部分406能被收紧或松开，以便在凸缘408和附属翼片410、412、414之间提供更多或更少的距离。可调节外壳402允许一次线圈400被安装在具有一厚度范围的工作台中。一次线圈400可以安装在工作台中钻出或以其他方式制造出的圆柱形孔中。顶部部分406的凸缘408可比圆柱形孔宽，并放置在工作台顶部，且比工作台顶面略高。作为替代的是，工作台可在沿着圆柱形孔的周缘与凸缘408高度基本一样的深度上具有凹陷，使得边缘408装配在凹陷中，且一次线圈与工作台顶面基本平坦。
图5示出了安装了低功率和中功率一次线圈的人体工学工作架500。中功率和低功率一次线圈被安装在中央工作台502下面。中功率一次线圈被安装在膝上型计算机504下面，使得该线圈从中央工作台502上方不可见。膝上型计算机504在被放置在中功率一次线圈上时充电。低功率一次线圈被安装在PDA 506下面。PDA 506在被放置在低功率一次线圈上时充电。无线钻头508被放置在安装在工作台侧翼510下的第二中功率一次线圈上。无线钻头508在被放置在第二中功率一次线圈上时充电。闪光灯512被放置在安装在工作台侧翼514下的第二低功率一次线圈上。闪光灯512在被放在第二低功率一次线圈上时充电。在每一个一次线圈被安装的位置上，可以在工作台的顶部创造一个再充电区域。可以明了，在任意位置，任意数量的一次线圈可以被安装，并且与所创造的在充电地区对应。还应明了，所示再充电设备仅仅是示例性的，实际上无限数量且多种的设备可通过安装在工作架中的一次线圈充电，只要它们具有适合的二次线圈。
除了包含在新生产的工作架中的电感性耦合电路以外，可以想到一种用于将现有工作架和其他工业工作台改进到具有电感性耦合电路的套件。该套件包括：一个或多于一个的一次线圈，例如图2中的低功率一次线圈200或图4中的中功率一次线圈400；用于将线圈附着到工作台的工具；安装指示。
图6示出了安装在车辆中的电感性耦合工作台。低、中或高功率一次线圈被集成在工作台600中。可使用一次线圈的任何组合。一次线圈可通过电池、车辆发动机或其他方式被供电。再充电闪光灯602和无线钻头604被示为在集成在工作台600中的一次线圈上方。工作台600可由车辆壁或天花板悬吊、由车辆地板支撑或附着于车辆侧面。在一个实施例中，支撑工作台600的支撑结构包括贮存间隔606。支架608也可安装在工作台600上。安装在车辆中的电感性耦合工作台的另一视图示于图7。图8为可再充电闪光灯602、工作台600和贮存间隔606的详细图示。
图9示出了显示出充电区域的电感性耦合工作台。工作台900被分为充电区域902、904和906。中功率一次线圈位于充电区域902下面。对无线钻头908充电，无线钻头908包含二次线圈。方位指示器910也被包含在工作台900中。方位指示器910可以是LED或其他光源，或可以为包含二次线圈的设备应被放置在那里以便高效充电的非发光指示器。充电区域902可指示一物理范围，在该物理范围内，包含二次线圈的设备能够由充电区域902下面集成在工作台900中的一次线圈充电。低功率一次线圈位于充电区域906和904下面，以对可再充电闪光灯912和PDA 914充电。
图10也示出了一种安装在车辆中的电感性耦合工作台。膝上型计算机1002和PDA 1004正在集成在工作台600中的一次线圈上充电。
一次线圈也可安装在附着到一结构的可伸缩电感性耦合工作台中。该构造可以是、但不限于车辆、办公室或建筑物内或外壁、写字台、讲台或餐桌。图11和12示出了可伸缩电感性耦合工作台被附着于车辆且可从车外使用的实施例。更具体地，该车辆具有可折叠支架1102。支架1102沿着其顶缘以铰链耦合到车辆。设置限位器，以便在支架全部打开时在水平方向支撑支架。支架1102因而可从与车辆侧面平齐的贮存位置移动到提供水平工作台的使用位置。该支架有锁止机构以便将之保持在贮存位置。支架1102具有耦合于该支架的充电站1104。充电站1104具有包含在盖1106内的多个一次线圈。充电站1104也有直接位于盖1106上方的充电垫板1108。垫板1108优选地具有类似于图9对于工作台900所示的充电指示器和充电区域。与内部工作台900一样，充电站1104可具有邻近充电区域的指示灯，该指示灯在包含二次线圈的设备放在适当位置并充电时点亮。充电站1104因而直接紧邻外部工作台在车辆外部提供具有多个再充电区域的再充电站。这允许用户在不接触车辆内部的情况下对无线设备(例如图11和12所示的无线钻头、膝上型计算机、手机和闪光灯)充电。
在这里描述的具有多个一次线圈的实施例中，一个电路可以控制全部的多个一次线圈。
应当明了，可以想到，安装在上述工作台中的一次线圈的所有实施方式为在销售前安装一个或多于一个一次线圈的新制造的商品，或是可在销售后安装一个或多于一个一次线圈的套件。
已经联系特定实施例对本发明进行了介绍。这些实施例在所有方面是说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明范围的情况下，本发明所属领域普通技术人员将会想到替代性的实施例。
由此将会明了，本发明良好地适于获得上面给出的所有目的和目标，以及对该系统和方法来说显然和固有的其它优点。将会明了，特定特征以及子组合具有实用性，并可在不参照其它特征与子组合的情况下使用。这一点可由权利要求想到，并且包含在权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种电感性耦合工作台，包括：工作台；一个或多于一个的集成在工作台中的一次线圈，其中，每个一次线圈连接到电源，且其中，每个一次线圈能够对包含二次线圈的设备及进行电感性供电。
2.根据权利要求1的电感性耦合工作台，还包括显示各个一次线圈的充电区域的指示器。
3.根据权利要求1的电感性耦合工作台，其中，所述一个或多于一个的一次线圈被嵌入在工作台中。
4.根据权利要求1的电感性耦合工作台，其中，所述一个或多于一个的一次线圈被附着在工作台下面。
5.根据权利要求1的电感性耦合工作台，其中，所述一个或多于一个的一次线圈是选自低功率一次线圈、中功率一次线圈和高功率一次线圈的一次线圈的组合。
6.根据权利要求1的电感性耦合工作台，其中，工作台安装在车辆中。
7.根据权利要求1的电感性耦合工作台，其中，多个一次线圈被集成在工作台中，且其中，所述多个一次线圈由一个电路控制。
8.一种电感性耦合工业工作台，包括：具有工作台的工业工作架；一个或多于一个集成在工作台中的一次线圈，其中，每个一次线圈连接到电源，且其中，每个一次线圈能够对包含二次线圈的设备进行电感性供电。
9.根据权利要求8的电感性耦合工业工作台，还包括显示各个一次线圈的充电区域的指示器。
10.根据权利要求8的电感性耦合工业工作台，其中，所述一个或多于一个的一次线圈被嵌入在工作台中。
11.根据权利要求8的电感性耦合工业工作台，其中，所述一个或多于一个的一次线圈被附着在工作台下面。
12.根据权利要求8的电感性耦合工业工作台，其中，多个一次线圈被集成在所述工作台中，且其中，所述多个一次线圈由一个电路控制。
13.根据权利要求8的电感性耦合工业工作台，其中，工作架是人体工学工作架。
14.根据权利要求13的电感性耦合工业工作台，还包括人体工学侧方、前方和后方可附着工作台延伸物。
15.根据权利要求14的电感性耦合工业工作台，其中，一个或多于一个的一次线圈被集成在一个或多于一个的所述可附着工作台延伸物中。
16.一种可伸缩电感性耦合工作台，包括：可伸缩工作台，其中，可伸缩工作台被附着于一结构；集成在可伸缩工作台中的一个或多于一个的一次线圈，其中，每个一次线圈连接到电源，且其中，每个一次线圈能够对包含二次线圈的设备进行电感性供电。
17.根据权利要求16的可伸缩电感性耦合工作台，还包括显示各个一次线圈的充电区域的指示器。
18.根据权利要求16的可伸缩电感性耦合工作台，其中，多个一次线圈被集成在工作台中，且其中，所述多个一次线圈由一个电路控制。
19.根据权利要求16的可伸缩电感性耦合工作台，其中，所述结构为车辆。
20.根据权利要求19的可伸缩电感性耦合工作台，其中，工作台收缩到车辆中的贮存间隔中。
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