CN107690103A - 一种支持无线充电的头戴式耳机 - Google Patents

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刘申
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Abstract

本发明一种支持无线充电的头戴式耳机，各发射线圈所在平面与地面平行，各接收线圈所在平面与地面平行，即，发射线圈与相应的接收线圈平行设置，使得发射线圈产生的磁感线几乎全部通过相应的接收线圈，有助于延长感应距离、提高磁耦合效果，以增大充电距离和提高充电效率；进一步地，第一发射线圈与第一接收线圈平行的同时，所述第一发射线圈与第一接收线圈的圆心的连线与地面垂直，所述第二发射线圈与第二接收线圈的圆心的连线与地面垂直，即，发射线圈与对应的接收线圈对齐，此时发射线圈产生的磁感线能全部通过相应的接收线圈，获得最大的磁通量，磁耦合效果最好，进一步增大充电距离和提高充电效率。

Description

一种支持无线充电的头戴式耳机
技术领域
本发明涉及头戴式耳机，具体涉及一种支持无线充电的头戴式耳机。
背景技术
头戴式耳机主要由带有信号接收和信号放大的耳机以及供电模块组成，需要充电时，通常以有线方式对供电模块进行供电，其缺点在于用户忘带充电器时，在充电地点可能会因为适配器的充电线长短、充电接口大小不匹配导致无法充电，资源的利用具有一定的局限性。
现有的支持无线充电的头戴式耳机通常使用电磁感应原理进行充电，通过线圈进行能量耦合实现能量的传递，存在以下缺点：感应距离短，导致充电距离短；磁耦合效果差，导致充电效率低；只能在无线充电器的单侧对头戴式耳机进行无线充电，在大量手持电子设备需要充电的情况下，资源利用具有一定局限性。
发明内容
本发明提供一种支持无线充电的头戴式耳机，解决现有技术存在的充电距离短、充电效率低的问题。
充电效率充电距离
本发明通过以下技术方案解决上述问题：
一种支持无线充电的头戴式耳机，包括有倒置的T型支架，所述倒置的T型支架主要包括底座和支撑杆；所述底座和支撑杆固连；在所述底座内安装有两个磁感应器，分别为第一磁感应器和第二磁感应器；所述第一磁感应器内安装有第一发射线圈，所述第二磁感应器内安装有第二发射线圈；所述第一发射线圈所在平面与地面平行，所述第二发射线圈所在平面与地面平行。
还包括有U型头梁和2个供电模块；充电时，所述U型头梁跨置在所述支撑杆上；2个供电模块分别为第一供电模块和第二供电模块；所述第一供电模块安装在U型头梁的一端，所述第二供电模块安装在U型头梁的另一端；在所述第一供电模块内安装有第一接收线圈，所述第二供电模块内安装有第二接收线圈；所述第一接收线圈所在平面与地面平行，所述第二接收线圈所在平面与地面平行。
进一步地，所述支撑杆内设置有隔磁板，所述隔磁板贯穿整个支撑杆。
进一步地，所述第一发射线圈与第一接收线圈的圆心的连线与地面垂直，所述第二发射线圈与第二接收线圈的圆心的连线与地面垂直。
进一步地，所述第一发射线圈与第一接收线圈的距离为5-15cm。
进一步地，所述第一发射线圈为螺旋线圈，所述螺旋线圈主要由铜丝缠绕而成，所述螺旋线圈上的各圈铜丝之间的距离为铜丝半径的4倍。
与现有技术相比，具有如下特点：
1、提供一种支持无线充电的头戴式耳机，各发射线圈所在平面与地面平行，各接收线圈所在平面与地面平行，即，发射线圈与相应的接收线圈平行设置，使得发射线圈产生的磁感线几乎全部通过相应的接收线圈，有助于延长感应距离、提高磁耦合效果，以增大充电距离和提高充电效率；
2、充电时，第一发射线圈与第一接收线圈平行的同时，所述第一发射线圈与第一接收线圈的圆心的连线与地面垂直，所述第二发射线圈与第二接收线圈的圆心的连线与地面垂直，即，发射线圈与对应的接收线圈对齐，此时发射线圈产生的磁感线能全部通过相应的接收线圈，获得最大的磁通量，磁耦合效果最好，进一步增大充电距离和提高充电效率；
3、在倒置的T型支架的支撑杆内设置隔磁板，且隔磁板贯穿整个支撑杆，使得各套发射线圈和接收线圈之间的运行相互不干扰，有助于延长充电距离和提高充电效率，还能解决充电资源的使用受限问题；
4、各发射线圈和接收线圈均为螺旋线圈，螺旋线圈主要由铜丝缠绕而成，螺旋线圈上的各圈铜丝之间的距离为铜丝半径的4倍，在该距离下，线圈的品质因数Q值最高，磁耦合效果最好，充电效率最高。
附图说明
图1为本发明结构原理框图。
图中标号为：1、底座；2、支撑杆；3、第一发射线圈；4、第二发射线圈；5、隔磁板；6、U型头梁；7、第一接收线圈；8、第二接收线圈。
图2为一组发射线圈和接收线圈平行且对齐的示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
一种支持无线充电的头戴式耳机包括有倒置的T型支架，所述倒置的T型支架主要包括底座1和支撑杆2；所述底座1和支撑杆2固连；在所述底座1内安装有两个磁感应器，分别为第一磁感应器和第二磁感应器；所述第一磁感应器内安装有第一发射线圈3，所述第二磁感应器内安装有第二发射线圈4；所述第一发射线圈3所在平面与地面平行，所述第二发射线圈4所在平面与地面平行。上述设置是为了与各支持无线充电的头戴式耳机匹配使用时，各发射线圈与相应的接收线圈平行使用，尽可能获取最大的磁通量，进而尽可能得到最大磁耦合量。
一种支持无线充电的头戴式耳机，还包括有U型头梁6和2个供电模块；充电时，所述U型头梁6跨置在所述支撑杆2上；2个供电模块分别为第一供电模块和第二供电模块；所述第一供电模块安装在U型头梁6的一端，所述第二供电模块安装在U型头梁6的另一端；在所述第一供电模块内安装有第一接收线圈7，所述第二供电模块内安装有第二接收线圈8；所述第一接收线圈7所在平面与地面平行，所述第二接收线圈8所在平面与地面平行。充电时，第一发射线圈3产生的磁感线能几乎全部穿过第一接收线圈7，第二发射线圈4产生的感应线能几乎全部穿过第二接收线圈8，这种平行设置，能增大充电距离和提高充电效率。
假如没有设置隔磁板5，1个接收线圈会接收到来自2个甚至2个以上的发射线圈的磁感线，来自2个或2个以上的发射线圈的磁感线抵消，减小接收线圈能接收到的电动势，磁耦合效果很差，导致充电效率低。可见，有必要将各套发射线圈和接收线圈隔开使用，即发射线圈与相应的发射线圈能配套使用，与其他成套的发射线圈和接收线圈隔开使用，互不干扰。本发明在支撑杆2内设置有隔磁板5，所述隔磁板5贯穿整个支撑杆2，隔磁板将各成套使用的发射线圈和接收线圈隔开，使得每套发射线圈和接收线圈能单独使用，不影响其它成套的发射线圈和接收线圈。可见，隔磁板5的设置，有助于提高充电效率。用户还可根据需求，增设更多成套的发射线圈和接收线圈，并相应增设支撑杆，在支撑杆内设置隔磁板5，能支持更多数量的头戴式耳机充电。
进一步地，所述第一发射线圈3与第一接收线圈7的圆心的连线与地面垂直，所述第二发射线圈4与第二接收线圈8的圆心的连线与地面垂直。即，在充电时，所述第一发射线圈3与第一接收线圈7平行且对齐，所述第二发射线圈4与第二接收线圈8平行且对齐。在平行的基础上，进一步对齐，能使得发射线圈的所有磁通线均穿过相应的接收线圈，可进一步增大充电距离和提高充电效率。
所述第一发射线圈3与第一接收线圈7的距离为5-15cm。在各发射线圈与对应的接收线圈平行工作的前提下，发射线圈与接收线圈的距离可设置在5-15cm之间，该距离范围内头戴式耳机可正常充电，同理，第二发射线圈4和第二接收线圈8之间的距离也可设置为5-15cm。即，可认为此时本发明的充电距离可达5-15cm。
所述第一发射线圈3为螺旋线圈，所述螺旋线圈主要由铜丝缠绕而成，所述螺旋线圈上的各圈铜丝之间的距离p为铜丝半径r的4倍，即p＝4r。经数次实践，发现满足以下三个公式时，线圈品质因素最佳，即充电效率最高：
上述公式中，N为铜丝匝数，N为正整数，R0为最外层铜丝与铁芯中心线的距离，Ri为最内层铜丝与铁芯中心线的距离，p为相邻铜丝之间的距离，r为铜丝半径。
本发明的发射线圈与接收线圈的谐振频率为6.78Mhz，R0＝20mm，r＝0.5mm，N＝8，该参数下，充电效率最高。

Claims (5)

1.一种支持无线充电的头戴式耳机，其特征在于：
包括有倒置的T型支架，所述倒置的T型支架主要包括底座(1)和支撑杆(2)；
所述底座(1)和支撑杆(2)固连；在所述底座(1)内安装有两个磁感应器，分别为第一磁感应器和第二磁感应器；所述第一磁感应器内安装有第一发射线圈(3)，所述第二磁感应器内安装有第二发射线圈(4)；所述第一发射线圈(3)所在平面与地面平行，所述第二发射线圈(4)所在平面与地面平行。
还包括有U型头梁(6)和2个供电模块；充电时，所述U型头梁(6)跨置在所述支撑杆(2)上；
2个供电模块分别为第一供电模块和第二供电模块；所述第一供电模块安装在U型头梁(6)的一端，所述第二供电模块安装在U型头梁(6)的另一端；在所述第一供电模块内安装有第一接收线圈(7)，所述第二供电模块内安装有第二接收线圈(8)；所述第一接收线圈(7)所在平面与地面平行，所述第二接收线圈(8)所在平面与地面平行。
2.根据权利要求1所述的一种支持无线充电的头戴式耳机，其特征在于：所述支撑杆(2)内设置有隔磁板(5)，所述隔磁板(5)贯穿整个支撑杆(2)。
3.根据权利要求1所述的一种支持无线充电的头戴式耳机，其特征在于：
所述第一发射线圈(3)与第一接收线圈(7)的圆心的连线与地面垂直，所述第二发射线圈(4)与第二接收线圈(8)的圆心的连线与地面垂直。
4.根据权利要求1所述的一种支持无线充电的头戴式耳机，其特征在于：所述第一发射线圈(3)与第一接收线圈(7)的距离为5-15cm。
5.根据权利要求1所述的一种支持无线充电的头戴式耳机，其特征在于：所述第一发射线圈(3)为螺旋线圈，所述螺旋线圈主要由铜丝缠绕而成，所述螺旋线圈上的各圈铜丝之间的距离为铜丝半径的4倍。
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