CN104578233A - 一种批量充电的无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种批量充电的无线充电装置，包括充电模块及壳体；充电模块设置在所述壳体中；充电模块包括充电线圈及充电舱体；充电线圈包括充电架及绕线，充电架为非金属筒状，其在自身轴向上的前端开口，绕线缠绕于所述充电架上，用以产生电磁信号；所述充电舱体用于放置充电体，所述充电舱体沿所述充电线圈的轴向滑动装设在所述充电架内，且所述充电舱体能够从所述充电架的前端开口处滑出。由于舱体可以相对于壳体滑出，有效的增大了工作面，使得对充电体操作时大大提高了操作效率。

Description

一种批量充电的无线充电装置

技术领域

本发明涉及充电装置，尤其涉及一种批量充电的无线充电装置。

背景技术

传统的无线充电结构通过两电磁波感应原理进行充电，在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电。现有技术中的无线充电结构中，由于受充电效果的限制，要求接收端的线圈必须和发射端的线圈产生的磁感线垂直以保证充电效率。所以对IC卡等薄片状设备充电器对IC卡放置舱的设置一般为固定设置，同时由于舱体外围要设置发送端线圈使得开口只能在底端，使得IC卡等充电体在批量充电时操作十分不便，同时由于舱体还要兼顾固定充电体的功能，使得机构必然紧凑，而IC卡在充电过程所释放的热量无法顺畅排出，进而影响了充电效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无线充电装置，能够多个充电体进行批量充电，且操作方便。

为了解决充电效率低的技术问题，本发明提供了一种批量充电的无线充电装置，其特征在于，包括充电模块及壳体；所述充电模块设置在所述壳体中；所述充电模块包括充电线圈及充电舱体；所述充电线圈包括充电架及绕线，所述充电架为非金属筒状，其在自身轴向上的前端开口，所述绕线缠绕于所述充电架上，用以产生电磁信号；所述充电舱体用于放置充电体，所述充电舱体沿所述充电线圈的轴向滑动装设在所述充电架内；所述壳体的前端面设置有开口，所述充电舱体能够从所述充电架及所述壳体的前端开口处滑出。

其中，所述充电架的外壁设有凹槽，所述凹槽沿所述充电架的轴向呈螺旋状延伸，所述绕线设置在所述凹槽中。

其中，所述充电舱体内有多个支撑位，所述支撑位用于使片状的充电体垂直于所述充电线圈的轴向；

所述充电线圈所围成的横截面面积与所述充电体所占横截面面积二者之比小于2。

其中，所述充电模块还包括封闭罩，所述封闭罩包括封闭底盖；

所述封闭底盖包括两个侧板及连接件，两所述侧板平行设置，所述连接件连接在两所述侧板之间，所述充电线圈夹持在两所述侧板之间且位于所述连接件上方；两所述侧板向下延伸并抵靠于所述壳体的内底面，所述连接件与所述壳体的内底面之间设置间隙。

其中，所述充电舱体连接有直线导向机构；所述直线导向机构位于所述充电线圈的外侧；所述直线导向机构包括导轨及导轨支架，所述导轨滑动穿设所述导轨支架，所述导轨沿所述充电舱体的滑动方向延伸设置，其一端与所述充电舱体固定连接；所述导轨支架相对所述充电线圈固定设置；

所述充电舱体与所述充电架的内壁之间设有间隙，以使所述充电舱体悬空在所述充电线圈内。

其中，所述充电舱体的前端设有凸缘，所述导轨上与所述充电舱体固定连接的一端固定于所述凸缘；所述导轨的另一端设有止位块，当所述充电舱体向所述充电线圈外滑动至拉出的最大行程处时，所述止位块抵靠于所述导轨支架。

其中，所述充电模块还包括自动开关装置，所述自动开关装置电连接在所述充电模块的供电电路中，所述自动开关装置用于检测所述导轨的位置；所述自动开关装置相对所述导轨支架固定设置，当所述导轨移动时能够改变所述自动开关装置的开关状态；

当所述充电舱体向所述充电线圈内滑动至推入的最大行程处时，所述充电线圈的供电电路在所述自动开关装置的控制下导通；当所述充电舱体向所述充电线圈外滑动时，所述充电线圈的供电电路在所述自动开关装置的控制下断路。

其中，所述壳体为金属材质，所述充电模块还包括内屏蔽框；所述内屏蔽框设置在所述壳体中，所述充电线圈设置在所述内屏蔽框中，所述充电线圈与所述内屏蔽框之间设有间隙，所述内屏蔽框与所述壳体之间设有间隙。

其中，所述无线充电装置还包括散热模块及电路模块；所述散热模块包括第一风扇及第二风扇；

所述充电架的后端开口，所述第一风扇设置在所述充电架的后端开口处；所述无线充电装置还包括电路模块，所述电路模块电连接于所述充电模块及散热模块，用于控制所述充电模块及散热模块的工作；

所述充电模块、所述第一风扇、所述电路模块、及所述第二风扇沿所述充电线圈的轴向依次排布设置，且所述第一风扇及所述第二风扇的送风方向朝向所述充电架的后方。

其中，所述凸缘设置于壳体外侧，所述导轨通过所述开口和所述凸缘相连，所述壳体的前端开口处向后凹陷与所述凸缘形成拉槽，所述拉槽内开设有连通至所述壳体内的进风口；所述充电舱体上开设有散热通孔。

本发明提供的无线充电装置，利用充电舱体可以使得充电体位于充电线圈内部；利用充电架在自身轴向上的长度，可以使得充电线圈产生的磁场在充电线圈内的部分为直线，使磁场垂直于充电体，同时可以在充电线圈内容纳更多充电体，形成隧道式充电结构，能够一次性对多个充电体进行批量充电，在操作时，充电舱体可以拉出壳体，增大了操作面，便于充电体的取出和放入，操作方便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供的无线充电装置的示意图；

图2是图1中无线充电装置的充电模块的示意图；

图3是图2中充电模块的部分分解示意图；

图4是图3中充电模块部分部件装配后的前侧正投影图；

图5是图2中充电模块与壳体底座的连接示意图；

图6是图1中无线充电装置打开顶壳后的示意图；

图7是图6中无线充电装置的俯视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请一并参阅图1至图7，本发明实施方式提供的一种批量充电的无线充电装置，包括充电模块1、散热模块2、电路模块3及壳体4。壳体4包括底座41及顶壳42。充电模块1、散热模块2、及电路模块3均设置在壳体4中。散热模块2用于为充电模块1及电路模块3散热。电路模块3电连接于充电模块1及散热模块2，用于控制充电模块1及散热模块2的工作。

如图2至图6所示，充电模块1包括充电线圈11、充电舱体12、内屏蔽框13。充电舱体12沿充电线圈11轴向滑动连接于充电线圈11内，内屏蔽框13设置在壳体4中，充电线圈11设置在内屏蔽框13中，内屏蔽框13与壳体4也为金属材质，具有屏蔽功能。

如图3所示，充电线圈11包括充电架111及绕线(图中未示出)。充电架111为非金属筒状，其在自身轴向上的前端开口，绕线缠绕于充电架111上，用以产生电磁信号。充电舱体12用于放置充电体，充电舱体12沿充电线圈11的轴向滑动装设在充电架111内。壳体4的前端面设置有开口，充电舱体12能够从充电架111及壳体4的前端开口处滑出。当充电舱体12从充电架111及壳体4中滑出时，能够增大操作面，便于将充电体放置在充电舱体12中，当充电舱体12滑入至充电线圈11中时，可以使得充电体位于充电线圈11的内部之中，操作方便快捷。此处，需要说明的是，本发明中，“前”指充电舱体12从充电线圈11内滑出的滑出方向，“后”指充电舱体12向充电线圈11内滑动的滑入方向。

充电架111为非金属筒状，利用充电架111在自身轴向上的长度，可以使得充电线圈11产生的磁场在充电线圈11内的部分为近似直线，使磁场近似垂直于充电体，同时可以在充电线圈11内容纳更多充电体，形成隧道式充电结构，有效提高充电效率。充电架111整体为长方体，其长度方向为其轴向，其横截面为方形，可以有效利用空间。本实施例中，充电架111的后端亦开口，以便于通风散热。

充电架111的外壁设有凹槽110，凹槽110沿充电架111的轴向呈螺旋状延伸，绕线设置在凹槽110中，以便于绕线的设置，保证绕线定位牢固而不会偏移。作为优选，螺旋状的凹槽110中相邻两槽之间的间距为5mm。绕线可以为多股，优选为2-3股直径为0.8mm的金属线。充电舱体12内设有多个支撑位(图中未示出)，支撑位用于使片状的充电体垂直于充电线圈11的轴向。充电线圈11所围成的横截面面积与充电体所占横截面面积二者之比小于2，即充电体所占横截面面积与充电线圈11所围成的横截面面积二者之比大于0.5，本实施例中，作为优选，充电线圈11所围成的横截面面积与充电体所占横截面面积二者之比小于1.44，以保证充电效率，同时利于通风散热。

如图3所示，充电模块1进一步还可以包括封闭罩，封闭罩包括封闭底盖15及封闭上盖16。封闭底盖15与封闭上盖16固定连接，且充电线圈11夹持固定在封闭底盖15与固定上盖16之间。以利于充电线圈11的装配及维护。

封闭底盖15包括两个侧板151及连接件152，两侧板151平行设置，连接件152连接在两侧板151之间，充电线圈11夹持在两侧板151之间且位于所述连接件152上方，以便于充电线圈11的装配。两侧板151向下延伸并抵靠于壳体4的内底面，所述连接件152与壳体4的内底面之间设置间隙。本实施例中，壳体4的内底面位于壳体4的底座41上，两侧板151的下端抵靠于底座41，连接件152与底座41之间设置间隙。连接件152可以为板状，当然作为另外的实施方式，连接件152也可以为杆状，使用两个或多个连接件152将两侧板151连接，另外，两侧壁板151和连接件152也可以是一体的。

封闭上盖16为折弯成U形的板状，其两侧支臂分别与封闭底盖15的两侧板151固定连接，以使充电线圈11夹持固定在封闭底盖15与封闭上盖16之间。更具体地，封闭上盖16与封闭底盖15卡扣连接，以便于拆装维护。利用封闭上盖16可以更好的固定充电线圈11，在其他的实施方式中，也可以不设置封闭上盖。

充电舱体12为非金属材料制成，避免充电舱体12本身对充电效果造成影响。充电舱体12内设置有支撑位，用于使充电体与充电线圈11形成的磁场保持垂直。如图4所示，充电舱体12上可以开设多个散热通孔120，以利于散热，本实施例中，散热通孔120开设在充电舱体的底面及后端面上，当然在不影响支撑位时，也可以在充电舱体12的侧面开设散热通孔。

如图5、图6所示，充电舱体12连接有直线导向机构17，以保证充电舱体12滑动的稳定性。直线导向机构17位于充电线圈11的外侧，以避免对充电线圈11内充电作业造成干涉。直线导向机构17包括导轨171及导轨支架172，导轨171滑动穿设导轨支架172，导轨171沿充电舱体12的滑动方向延伸设置，其一端与充电舱体12固定连接。导轨支架172相对充电线圈11固定设置，即导轨支架172可以固定连接于本装置中任何相对充电线圈11位置固定的部件上。充电舱体12与充电架111的内壁之间设有间隙，使得充电舱体12悬空在充电线圈11内，避免充电舱体12与充电线圈11之间产生摩擦，提高安全性、可靠性及用户体验，充电舱体12的滑出可以是半自动或全自动滑出。同时利用充电舱体12与充电线圈11之间的间隙可以进行通风散热，保证散热性能。

本实施例中，导轨支架172固定于封闭底盖15，更具体地，导轨支架172固定于封闭底盖15的侧板151外侧。

直线导向机构17为两组，对称设置在充电线圈11的两侧，以保证充电舱体12滑动的平衡性。充电舱体12的前端设有凸缘121，导轨171上与充电舱体固定连接的一端固定于凸缘121，利用凸缘121可使得导轨171与充电舱体12的侧壁之间存在间隙，以便在二者之间留出充电线圈11的空间。导轨171的另一端设有止位块171a，当充电舱体12向充电线圈11外滑动至拉出的最大行程处时，止位块171a抵靠于导轨支架172，以避免导轨171与导轨支架172在滑动过程中分离，从而限制充电舱体12从充电线圈11中拉出的行程。

充电模块1还可以包括自动开关装置18，自动开关装置18电连接在充电模块1的供电电路中，自动开关装置18用于检测导轨171的位置，从而确定出充电舱体12的位置，实现控制充电作业的开关。自动开关装置18相对导轨支架172固定设置，当导轨171移动时能够改变自动开关装置18的开关状态。

当充电舱体12向充电线圈11内滑动至推入的最大行程处时，充电线圈11的供电电路在自动开关装置18的控制下导通；当充电舱体12向充电线圈11外滑动时，充电线圈11的供电电路在自动开关装置18的控制下断路。本实施例中，自动开关装置18电连接于电路模块3，通过电路模块3来控制充电线圈11供电电路的通断。利用自动开关装置18使得只有在充电舱体12正确推入到充电线圈11中时才能开始充电，防止未推入时误充。自动开关装置18可以是各类接触式开关，如行程开关、微动开关等，也可以是各类非接触式开关，如接近开关、红外感应开关、霍尔开关等等。

自动开关装置18相对导轨支架172固定设置，即自动开关装置18可以固定连接于本无线充电装置中任何相对导轨支架172位置固定的静部件上，可便于自动开关装置18与电路模块3之间的线路布局，保证连接可靠性。

本实施例中，优选地，自动开关装置18为簧片滚轮式微动开关，固定于封闭底盖15的侧板151上。导轨171上设有与自动开关装置18的滚轮相配合的定位槽(图中未标示)，当充电舱体12向充电线圈11内滑动至推入状态时，自动开关装置18的滚轮位于定位槽中，自动开关装置18的动触点与静触点分离；当充电舱体12向充电线圈11外滑动时，滚轮从定位槽中移出，滚轮与导轨171的外周面配合，自动开关装置18的动触点与静触点接触，从而检测出充电舱体12的位置变化，同时自动开关装置18将信号变化发送至电路模块3，电路模块3断开充电线圈11的电路，停止充电。

如图2所示，充电线圈11与内屏蔽框13之间设有间隙，内屏蔽框13与壳体4之间设有间隙。内屏蔽框13与壳体4均为金属材质制成，利用内屏蔽框13与壳体4形成两层屏蔽结构，能够使场能最优最大化的不向外辐射。优选地，内屏蔽框13与充电线圈11之间的间隙为5-10cm，内屏蔽框13与壳体之间的间隙为5-10cm。本实施例中，内屏蔽框13与充电线圈11之间的间隙为10cm，内屏蔽框13与外屏蔽框14之间的间隙为10cm，在保证屏蔽效果的同时，可以使得结构紧凑，减小整体体积。

内屏蔽框13为方体状，其前端和底面开口，以便充电舱体12的推拉滑动和安装拆卸。同时内屏蔽框13的后端板上开设有多个通孔，以便于通风散热。

如图1及图7所示，散热模块2包括第一风扇21及第二风扇22，第一风扇21设置在充电架111的后端开口处。充电模块1、第一风扇21、电路模块3、及第二风扇沿充电线圈11的轴向依次排布设置，且第一风扇21及第二风扇22的送风方向朝向所述充电架的后方，使得整个散热气流沿充电线圈11的轴向从前向后流动，保证通风的流畅性，可以对充电模块1及电路模块3进行散热。更具体地，第一风扇21固定于内屏蔽框13的后端板上，且第一风扇21的轴向平行于充电线圈11的轴向或与充电线圈11的轴向重合，以利于空气流动。

如图1所示，充电舱体12的凸缘121设置于壳体4外侧，导轨171通过开口和凸缘121相连，壳体4的开口处向后凹陷与凸缘121形成拉槽40，拉槽40内开设有连通至壳体4内的进风口。充电舱体12的底面开设有散热通孔，还可在充电舱体12的其他侧壁设置散热通孔以增强散热效果，例如后壁和与凸缘相隔开的前壁。向外拉出充电舱体12时，使用者的手可以伸入至拉槽40中，拉动充电舱体12使充电舱体12从充电线圈中滑出，在不影响进风的前提下不影响整个无线充电装置前部的美观，合理地利用了空间，同时方便将充电舱体拉出。壳体4的后端面开设有出风口，结合充电舱体上设置的散热通孔可以更好的对充电体散热，使得整个散热气流沿充电线圈11的轴向流动，保证通风的流畅性。

如图1、图5、图6所示，壳体4包括底座41、顶壳42及前壳43，充电模块1及电路模块3均固定于底座41上。底座41为沿充电线圈轴向设置的长条形，其后端固定有后壳壁411，出风口开设在后壳壁411上，第二风扇固定于后壳壁411的内侧面，以进行通风散热。顶壳42亦为长条形，其横截面为U形，U形的两支臂端部固定于底座的两侧，使得充电模块1、电路模块3、及散热模块2均位于顶壳42的两支臂之间，打开顶壳42即可露出壳体4内的所有部件，以便于维护。前壳43固定于底座41的前端处，壳体4的开口、拉槽均形成在前壳43上，其中图2中隐去了前壳43。

本发明提供的无线充电装置，利用充电舱体12可以使得充电体位于充电线圈内部；利用充电架111在自身轴向上的长度，可以使得充电线圈11产生的磁场在充电线圈11内的部分为近似直线，使磁场垂直于充电体，同时可以在充电线圈11内容纳更多充电体，形成隧道式充电结构，可以一次性将大量充电体放置在充电舱体内完成充电，充电体不受数量限制，有效提高充电效率。利用直线导向机构17及充电舱体12的悬空设计，提高用户体验，方便操作使用。散热模块2、电路模块3及充电模块1的布局合理，能有效解决充电产生的多余热量，提高产品安全性及可靠性。利用内屏蔽框13与壳体4两层屏蔽结构能够使场能最优最大化，外屏蔽框能使能量不向外辐射，有效防止电磁辐射，减小能量损耗，提高充电效率。本发明提供的无线充电装置，尤其适用于智能交通(Intelligent Transportation System，简称ITS)领域中，对有源RDID电子标签进行批量充电，一次能够对上千个电子标签进行充电，有效提高充电效率。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种批量充电的无线充电装置，其特征在于，包括充电模块及壳体；所述充电模块设置在所述壳体中；所述充电模块包括充电线圈及充电舱体；所述充电线圈包括充电架及绕线，所述充电架为非金属筒状，其在自身轴向上的前端开口，所述绕线缠绕于所述充电架上，用以产生电磁信号；所述充电舱体用于放置充电体，所述充电舱体沿所述充电线圈的轴向滑动装设在所述充电架内；所述壳体的前端面设置有开口，所述充电舱体能够从所述充电架及所述壳体的前端开口处滑出。

2.如权利要求1所述的批量充电的无线充电装置，其特征在于，所述充电架的外壁设有凹槽，所述凹槽沿所述充电架的轴向呈螺旋状延伸，所述绕线设置在所述凹槽中。

3.如权利要求1所述的批量充电的无线充电装置，其特征在于，所述充电舱体内有多个支撑位，所述支撑位用于使片状的充电体垂直于所述充电线圈的轴向；

所述充电线圈所围成的横截面面积与所述充电体所占横截面面积二者之比小于2。

4.如权利要求1所述的批量充电的无线充电装置，其特征在于，所述充电模块还包括封闭罩，所述封闭罩包括封闭底盖；

所述封闭底盖包括两个侧板及连接件，两所述侧板平行设置，所述连接件连接在两所述侧板之间，所述充电线圈夹持在两所述侧板之间且位于所述连接件上方；两所述侧板向下延伸并抵靠于所述壳体的内底面，所述连接件与所述壳体的内底面之间设置间隙。

5.如权利要求1-4任一项所述的批量充电的无线充电装置，其特征在于，所述充电舱体连接有直线导向机构；所述直线导向机构位于所述充电线圈的外侧；所述直线导向机构包括导轨及导轨支架，所述导轨滑动穿设所述导轨支架，所述导轨沿所述充电舱体的滑动方向延伸设置，其一端与所述充电舱体固定连接；所述导轨支架相对所述充电线圈固定设置；

所述充电舱体与所述充电架的内壁之间设有间隙，以使所述充电舱体悬空在所述充电线圈内。

6.如权利要求5所述的批量充电的无线充电装置，其特征在于，所述充电舱体的前端设有凸缘，所述导轨上与所述充电舱体固定连接的一端固定于所述凸缘；所述导轨的另一端设有止位块，当所述充电舱体向所述充电线圈外滑动至拉出的最大行程处时，所述止位块抵靠于所述导轨支架。

7.如权利要求5所述的批量充电的无线充电装置，其特征在于，所述充电模块还包括自动开关装置，所述自动开关装置电连接在所述充电模块的供电电路中，所述自动开关装置用于检测所述导轨的位置；所述自动开关装置相对所述导轨支架固定设置，当所述导轨移动时能够改变所述自动开关装置的开关状态；

当所述充电舱体向所述充电线圈内滑动至推入的最大行程处时，所述充电线圈的供电电路在所述自动开关装置的控制下导通；当所述充电舱体向所述充电线圈外滑动时，所述充电线圈的供电电路在所述自动开关装置的控制下断路。

8.如权利要求1-4任一项所述的批量充电的无线充电装置，其特征在于，所述壳体为金属材质，所述充电模块还包括内屏蔽框；所述内屏蔽框设置在所述壳体中，所述充电线圈设置在所述内屏蔽框中，所述充电线圈与所述内屏蔽框之间设有间隙，所述内屏蔽框与所述壳体之间设有间隙。

9.如权利要求5所述的批量充电的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置还包括散热模块及电路模块；所述散热模块包括第一风扇及第二风扇；

所述充电架的后端开口，所述第一风扇设置在所述充电架的后端开口处；所述无线充电装置还包括电路模块，所述电路模块电连接于所述充电模块及散热模块，用于控制所述充电模块及散热模块的工作；

所述充电模块、所述第一风扇、所述电路模块、及所述第二风扇沿所述充电线圈的轴向依次排布设置，且所述第一风扇及所述第二风扇的送风方向朝向所述充电架的后方。

10.如权利要求9所述的批量充电的无线充电装置，其特征在于，所述凸缘设置于壳体外侧，所述导轨通过所述开口和所述凸缘相连，所述壳体的前端开口处向后凹陷与所述凸缘形成拉槽，所述拉槽内开设有连通至所述壳体内的进风口；所述充电舱体上开设有散热通孔。