CN106329684A - 一种无线充电装置、方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种无线充电装置，所述装置包括：定位模块，用于定位至少一个待充电目标；能量发射模块，用于向所述至少一个待充电目标发射能量。本发明实施例还同时公开了一种无线充电方法及无线充电设备。

Description

一种无线充电装置、方法及设备
技术领域
本发明涉及无线充电技术，尤其涉及一种无线充电装置、方法及设备。
背景技术
无线充电技术(Wireless charging technology)主要利用电磁感应原理，在无线充电装置中设置有发送线圈，用于将电源的能量发送出去；在待充电目标中设置有接收线圈，通过在发送线圈中施加变化的电流，以产生变化的电磁场，变化的电磁场耦合到接收线圈，于是接收线圈中产生了充电电流，从而实现对待充电目标的无线充电。由于无线充电装置与待充电目标之间以电感耦合传送能量，两者之间不用电线连接，因此，无线充电装置及待充电目标都可以做到无导电接点外露。
现有的无线充电方案，都是将待充电目标放置在无线充电装置的垫子上进行充电，充电时不可移动；另外，待充电目标的数量也受制于无线充电装置的垫子大小。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种无线充电装置、方法及设备，不用将待充电目标放置在无线充电装置的垫子上就能充电，且待充电目标的数量也不再受限制。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种无线充电装置，所述装置包括：
定位模块，用于定位至少一个待充电目标；
能量发射模块，用于向所述至少一个待充电目标发射能量。
上述装置中，所述装置还包括：
确定模块，用于确定所述至少一个待充电目标在无线充电的预设范围内。
上述装置中，所述定位模块为相控雷达模块，用于获取所述至少一个待充电目标的信息，根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标。
上述装置中，所述相控雷达模块包括：
天线单元，用于发射检测电磁波和接收所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波；
放大单元，用于将接收到的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波放大；
处理单元，用于根据放大后的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波获取所述至少一个待充电目标的信息。
上述装置中，所述待充电目标的信息包括：速度、距离、方位角、俯仰角其中的至少之一。
本发明实施例还提供一种无线充电方法，所述方法包括：
定位至少一个待充电目标；
向所述至少一个待充电目标发射能量。
上述方法中，在所述定位至少一个待充电目标之后，在所述向所述至少一个待充电目标发射能量之前，所述方法还包括：
确定所述至少一个待充电目标在无线充电的预设范围内。
上述方法中，所述定位至少一个待充电目标，包括：
获取所述至少一个待充电目标的信息，根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标。
上述方法中，所述获取所述至少一个待充电目标的信息，根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标，包括：
发射检测电磁波；
接收所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波；
将接收到的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波放大；
根据放大后的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波获取所述至少一个待充电目标的信息；
根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标。
上述方法中，所述待充电目标的信息包括：速度、距离、方位角、俯仰角其中的至少之一。
本发明实施例还提供一种无线充电设备，所述设备包括：
定位器，用于定位至少一个待充电目标；
能量发射器，用于向所述至少一个待充电目标发射能量。
上述设备中，所述设备还包括：
第一处理器，用于确定所述至少一个待充电目标在无线充电的预设范围内。
上述设备中，所述定位器为相控雷达，用于获取所述至少一个待充电目标的信息，根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标。
上述设备中，所述相控雷达包括：
天线，用于发射检测电磁波和接收所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波；
放大器，用于将接收到的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波放大；
第二处理器，用于根据放大后的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波获取所述至少一个待充电目标的信息。
上述设备中，所述待充电目标的信息包括：速度、距离、方位角、俯仰角其中的至少之一。
本发明实施例提供的无线充电装置、方法及设备，通过无线充电装置发射检测电磁波并接收到待充电目标反射的检测电磁波，通过多普勒效应原理获得至少一个待充电目标的信息并定位(锁定)至少一个待充电目标后，确定至少一个待充电目标在无线充电的预设范围内，定向给已定位的至少一个待充电目标发射电磁能量波，至少一个待充电目标将接收到的电磁能量波转换为电能后供电池充电；如此，由于至少一个待充电目标被无线充电装置锁定，故而至少一个待充电目标在有效范围内移动的时候，无线充电装置发射的电磁能量波也会跟随着至少一个待充电目标移动，不需要将至少一个待充电目标固定在特定的充电垫子上，方便了用户的使用；并且，防止了至少一个待充电目标放置在充电垫子上跌落的风险。
另外，无线充电装置可以同时定位多个待充电目标，并且，可以同时给多个待充电目标充电，只要这些待充电目标进入无线充电装置覆盖的范围，就可以自动给这些待充电目标充电，这些待充电目标的数量也不再受制于无线充电装置的垫子大小。
附图说明
图1为本发明无线充电装置实施例的结构示意图；
图2为本发明无线充电装置实施例中相控雷达模块的结构示意图；
图3为本发明无线充电方法实施例的流程图；
图4为本发明无线充电设备实施例的结构示意图；
图5为本发明无线充电设备实施例中相控雷达的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1为本发明无线充电装置实施例的结构示意图，如图1所示，无线充电装置01包括：定位模块11及能量发射模块12；其中，
定位模块11，用于定位至少一个待充电目标；
能量发射模块12，用于向所述至少一个待充电目标发射能量；
待充电目标的数量可以为1个、2个或者多个。
进一步的，无线充电装置01还包括：确定模块13；其中，
确定模块13，用于确定所述至少一个待充电目标在无线充电的预设范围内。
进一步的，所述定位模块11为相控雷达模块，用于获取所述至少一个待充电目标的信息，根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标；其中，所述待充电目标的信息包括了速度、距离、方位角、俯仰角它们其中的至少一个。
图2为本发明无线充电装置实施例中相控雷达模块的结构示意图，如图2所示，相控雷达模块21包括了天线单元211、放大单元212、处理单元213；具体的，无线充电装置01中的相控雷达模块21通过天线单元211向空间发射检测电磁波，当检测电磁波到达待至少一个充电目标上后会反射检测电磁波，相控雷达模块21中的天线单元211接收到至少一个待充电目标反射的检测电磁波后，通过相控雷达模块21中的放大单元212将接收到的至少一个待充电目标反射的检测电磁波放大，再经过相控雷达模块21中的处理单元213获取到至少一个待充电目标的信息；其中，处理单元213通过多普勒效应原理可以获取到至少一个待充电目标的移动速度、方位角及俯仰角，从而使相控雷达模块定位(锁定)待充电目标。
待充电目标的移动速度可以通过以下公式计算得到：
其中，f'为相控雷达模块21接收到返回检测电磁波的接收频率；f为相控雷达模块21发射检测电磁波的发射频率；v为检测电磁波的行进速度；vo为待充电目标的移动速度，若接近无线充电装置01则运算符号为+号,反之则为-号；vs为无线充电装置01的移动速度，若接近待充电目标则运算符号为-号，反之则为+号。
待充电目标的方位角及俯仰角可以通过三坐标原理获得。
无线充电装置01的相控雷达模块21定位到待充电目标后，通过S＝CT/2可以计算出待充电目标和相控雷达模块21的距离；其中，S为待充电目标和相控雷达模块21的距离；C为电磁波传播速度(光速)；T为相控雷达模块21从发出检测电磁波到接收到反射的检测电磁波的时间。
无线充电装置01的确定模块13根据至少一个待充电目标和相控雷达模块21的距离，判断至少一个待充电目标是否是在无线充电的预设范围内，如果确定在无线充电的预设范围内，通过能量发射模块12向已定位的至少一个待充电目标定向发送电磁能量波；如果确定不在无线充电的预设范围内，不向已定位的至少一个待充电目标定向发送电磁能量波；这里需要说明的是，在本发明实施例中，无线充电的预设范围可以根据实际需求进行设置，在此不加以限定。
如果至少一个待充电目标在预设范围内移动时，由于相控雷达模块21时时定位至少一个待充电目标，所以可以根据至少一个待充电目标的移动随时调整能量发射模块12向至少一个待充电目标定向发射电磁能量波。
至少一个待充电目标在接收到由能量发射模块12发送来的电磁能量波后，其充电电路模块将电磁能量波转换成交流电，即电磁能量波转换成电能；其中，充电电路模块可以根据电磁感应技术、磁共振技术、微波技术等将电磁能量波转换成电能。
由于交流电无法直接给电池充电，必须要将交流电转换成直流电才能供待充电目标的电池充电，待充电目标中的整流电路模块将交流电整流成直流电，供电池充电。
本发明实施例提供的无线充电装置，由于至少一个待充电目标被无线充电装置锁定，故而至少一个待充电目标在有效范围内移动的时候，无线充电装置发射的电磁能量波也会跟随着至少一个待充电目标移动，不需要将至少一个待充电目标固定在特定的充电垫子上，方便了用户的使用；并且，防止了至少一个待充电目标放置在充电垫子上跌落的风险。
另外，无线充电装置可以同时定位多个待充电目标，并且，可以同时给多个待充电目标充电，只要这些待充电目标进入无线充电装置覆盖的范围，就可以自动给这些待充电目标充电，待充电目标的数量也不再受制于无线充电装置的垫子大小。
图3为本发明无线充电方法实施例的流程图，如图3所示，该方法可以包括：
步骤301、无线充电装置发射检测信号。
无线充电装置中的相控雷达模块向空间发射检测电磁波。
步骤302、至少一个待充电目标反射检测信号。
检测电磁波到达至少一个待充电目标后会反射该检测电磁波。
步骤303、无线充电装置判断是否接收到至少一个待充电目标反射的检测电磁波。
无线充电装置中的相控雷达模块判断是否接收到至少一个待充电目标反射的检测电磁波，如果没有接收到至少一个待充电设备反射的检测电磁波，执行步骤304；如果接收到至少一个待充电目标反射的检测电磁波，执行步骤305。
步骤304、无线充电装置结束无线充电。
步骤305、无线充电装置定位至少一个待充电目标。
无线充电装置中的相控雷达模块根据接收到的至少一个待充电设备反射的检测电磁波通过多普勒效应原理及三坐标原理获取至少一个待充电目标的信息，再根据获取到的至少一个待充电目标的信息定位(锁定)至少一个待充电目标；其中，待充电目标的信息包括了待充电目标的移动速度、方位角及俯仰角它们其中的至少一个。
待充电目标的移动速度可以通过以下公式计算得到：
其中，f'为相控雷达模块21接收到返回检测电磁波的接收频率；f为相控雷达模块21发射检测电磁波的发射频率；v为检测电磁波的行进速度；vo为待充电目标的移动速度，若接近无线充电装置01则运算符号为+号,反之则为-号；vs为无线充电装置01的移动速度，若接近待充电目标则运算符号为-号，反之则为+号。
待充电目标的方位角及俯仰角可以通过三坐标原理获得。
步骤306、无线充电装置判断当前定位后的至少一个待充电目标是否在无线充电的预设范围内。
无线充电装置中的确定模块首先通过S＝CT/2可以计算出至少一个待充电目标和无线充电装置的距离；其中，S为待充电目标和无线充电装置的距离；C为电磁波传播速度(光速)；T为无线充电装置从发出检测电磁波到接收到反射的检测电磁波的时间；其次，判断当前定位后的至少一个待充电目标是否在无线充电的预设范围内，如果当前定位后的至少一个待充电目标不在无线充电的预设范围内，执行步骤301；如果当前定位后的至少一个待充电目标在无线充电的预设范围内，执行步骤307。
步骤307、无线充电装置向当前定位后的至少一个待充电目标发射能量。
无线充电装置中的发射能量模块向当前定位后的至少一个待充电目标定向发射电磁能量波。
步骤308、至少一个待充电目标将能量转换为电能供电池充电。
至少一个待充电目标在接收到由能量发射模块发送来的电磁能量波后，其充电电路模块将电磁能量波转换成交流电，即电磁能量波转换成电能；其中，充电电路模块可以根据电磁感应技术、磁共振技术、微波技术等将电磁能量波转换成电能。
由于交流电无法直接给电池充电，必须要将交流电转换成直流电才能给待充电目标的电池充电，待充电目标中的整流电路模块将交流电整流成直流电，给电池充电。
本实施例的方法，可以用于执行上述所示装置实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
图4为本发明无线充电设备实施例的结构示意图，如图4所示，无线充电设备04包括：定位器41及能量发射器42；其中，
定位器41，用于定位至少一个待充电目标；
能量发射器42，用于向所述至少一个待充电目标发射能量；
待充电目标的数量可以为1个、2个或者多个。
进一步的，无线充电装置04还包括：第一处理器43；其中，
第一处理器43，用于确定所述至少一个待充电目标在无线充电的预设范围内。
进一步的，所述定位器41为相控雷达，用于获取所述至少一个待充电目标的信息，根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标；其中，所述待充电目标的信息包括了速度、距离、方位角、俯仰角它们其中的至少一个。
图5为本发明无线充电设备实施例中相控雷达的结构示意图，如图5所示，相控雷达51包括了天线511、放大器512、第二处理器513。
其中，所述天线511，用于发射检测电磁波和接收所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波；
所述放大器512，用于将接收到的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波放大；
所述第二处理器513，用于根据放大后的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波获取所述至少一个待充电目标的信息。
本实施例的设备，可以用于执行上述实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
在实际应用中，所述定位模块11、能量发射模块12、确定模块13可由位于无线充电装置上的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)或现场可编程门阵列(FPGA)等器件实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种无线充电装置，其特征在于，所述装置包括：
定位模块，用于定位至少一个待充电目标；
能量发射模块，用于向所述至少一个待充电目标发射能量。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
确定模块，用于确定所述至少一个待充电目标在无线充电的预设范围内。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述定位模块为相控雷达模块，用于获取所述至少一个待充电目标的信息，根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述相控雷达模块包括：
天线单元，用于发射检测电磁波和接收所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波；
放大单元，用于将接收到的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波放大；
处理单元，用于根据放大后的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波获取所述至少一个待充电目标的信息。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述待充电目标的信息包括：速度、距离、方位角、俯仰角其中的至少之一。
6.一种无线充电方法，其特征在于，所述方法包括：
定位至少一个待充电目标；
向所述至少一个待充电目标发射能量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述定位至少一个待充电目标之后，在所述向所述至少一个待充电目标发射能量之前，所述方法还包括：
确定所述至少一个待充电目标在无线充电的预设范围内。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述定位至少一个待充电目标，包括：
获取所述至少一个待充电目标的信息，根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取所述至少一个待充电目标的信息，根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标，包括：
发射检测电磁波；
接收所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波；
将接收到的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波放大；
根据放大后的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波获取所述至少一个待充电目标的信息；
根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述待充电目标的信息包括：速度、距离、方位角、俯仰角其中的至少之一。
11.一种无线充电设备，其特征在于，所述设备包括：
定位器，用于定位至少一个待充电目标；
能量发射器，用于向所述至少一个待充电目标发射能量。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：
第一处理器，用于确定所述至少一个待充电目标在无线充电的预设范围内。
13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述定位器为相控雷达，用于获取所述至少一个待充电目标的信息，根据所述至少一个待充电目标的信息定位所述至少一个待充电目标。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，所述相控雷达包括：
天线，用于发射检测电磁波和接收所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波；
放大器，用于将接收到的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波放大；
第二处理器，用于根据放大后的所述至少一个待充电目标返回的检测电磁波获取所述至少一个待充电目标的信息。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述待充电目标的信息包括：速度、距离、方位角、俯仰角其中的至少之一。
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