CN109193958B - 无线充电装置及其充电机构和电子系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于无线充电装置的充电机构，所述充电机构包括线圈安装件和移动单元，所述线圈安装件用于承载无线充电发射线圈，且所述线圈安装件安装在所述移动单元上，所述移动单元用于带动所述线圈安装件移动至目标位置。本发明还提供一种无线充电装置和一种电子系统。所述无线充电装置可以自动为所述电子系统中的电子设备进行充电。

Description

无线充电装置及其充电机构和电子系统

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体地，涉及一种无线充电装置、该无线充电装置的充电机构和包括所述无线充电装置的电子系统。

背景技术

随着人们生活水平的提高、电子技术的发展，已经出现了电子画屏。电子画屏的用途很多，例如，有用作电子屏风的电子画屏、还有挂在墙体上、或者摆在桌上用作装饰画的电子画屏。

通常，多个画屏组合使用，由于显示的图像不同，因此，各个画屏的耗电量也不同。在充电时，需要人工检查各个画屏的耗电量，然后再将充电装置人工移动至需要充电的画屏前对画屏进行充电，费时且不方便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种充电机构、包括该充电机构的无线充电装置和一种包括该无线充电装置的电子系统，所述充电装置能够至少解决上述技术问题之一。

为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种用于无线充电装置的充电机构，其中，所述充电机构包括线圈安装件和移动单元，所述线圈安装件用于承载无线充电发射线圈，且所述线圈安装件安装在所述移动单元上，所述移动单元用于带动所述线圈安装件移动至目标位置。

优选地，所述移动单元包括驱动部和执行部，所述线圈安装件设置在所述执行部上，所述驱动部用于接收移动触发信号，并根据所述移动触发信号驱动所述执行部移动，以带动所述线圈安装件移动。

优选地，所述执行部包括旋转杆、升降杆、滑块和导筒，所述线圈安装件形成为杆状，且所述导筒套设在所述线圈安装件外部，所述导筒的侧壁上形成有开槽，所述开槽的长度方向与所述导筒的轴线方向一致，

所述升降杆的一端通过所述开槽插入导筒内与所述线圈安装件的一端相连，且所述升降杆的长度方向与所述线圈安装件的长度方向相交，所述无线充电发射线圈用于设置在所述线圈安装件的另一端；

所述滑块可滑动地设置在所述升降杆上，且所述滑块上设置有引导通孔；

所述旋转杆的一端用于与所述驱动部的输出端相连，所述旋转杆的另一端能够穿过所述引导通孔，且能够在所述引导通孔中滑动。

优选地，所述执行部还包括弹簧，所述弹簧套设在所述旋转杆上，且位于所述滑块和所述旋转杆的一端之间。

优选地，所述导筒的顶部设置有朝向所述导筒的轴线延伸的顶限位件，所述线圈安装件的底部设置有环绕该线圈安装件的外周表面设置、且沿径向向外延伸的底限位件，所述顶限位件限定的开口尺寸小于所述底限位件的尺寸，所述顶限位件上设置有第一磁体，所述底限位件上设置有第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体能够互相吸引。

优选地，所述导筒包括多个子导筒，多个子导筒的直径逐渐减小，且套设在一起，以使得所述导筒能够伸缩，每个所述子导筒上都形成有子开槽，多个子开槽对齐，以形成所述开槽，所述线圈安装件设置在最内部的子导筒中，所述顶限位件设置在最内部的子导筒的顶部，

位于最内部的子导筒的外部的子导筒上还设置有辅助顶限位件，所述辅助顶部限位件朝向所述导筒的轴线延伸。

优选地，所述升降杆包括升降杆本体和推出件，所述推出件包括推出盘和多个叶片，所述升降杆本体的一端位于所述导筒的外侧，所述升降杆本体的另一端插入所述导筒内，所述升降杆本体的轴线方向与所述导筒的轴线方向相交，所述旋转件的另一端可滑动地设置在所述升降杆本体上，所述推出盘设置在所述升降杆本体的另一端，所述推出盘的轴线方向与所述升降杆本体的轴线方向垂直，多个所述叶片环绕所述推出盘的轴线设置在所述推出盘上，且所述叶片的一端与所述推出盘铰接。

优选地，所述执行部还包括叶片控制器，所述叶片控制器用于控制各个叶片绕该叶片与所述推出盘的铰接处所旋转的角度，以使得在将线圈安装件以及各个子导筒依次推出的过程中所述推出件的外径从小向大变化，并分别与所述线圈安装件以及各个子导筒的直径相匹配。

优选地，所述移动单元还包括探测元件，所述探测元件设置在所述线圈安装件上，所述探测元件用于在检测到物体时生成停止信号，以控制所述移动单元停止。

作为本发明的第二个方面，提供一种无线充电装置，其中，所述无线充电装置包括本发明所提供的上述充电机构。

优选地，所述无线充电机构为权利要求2至7中任意一项所述的无线充电机构，所述无线充电装置还包括电量检测模块，所述电量检测模块用于检测各个电子设备的剩余电量，并根据各个待充电电子设备的剩余电量确定待充电的电子设备的位置，并根据该待充电的电子设备的位置信息生成触发信号并发送至所述驱动部。

作为本发明的第三个方面，提供一种电子系统，所述电子系统包括多个电子设备和无线充电装置，所述电子设备上设置有无线充电接收线圈，所述无线充电装置为本发明所提供的上述无线充电装置。

优选地，所述电子设备包括电子画屏。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明所提供的充电机构的示意图，其中，线圈安装件未从导筒中伸出；

图2是图1中所示的充电机构中，线圈安装件从导筒中伸出的示意图；

图3是导筒的示意图；

图4是升降杆的主视示意图；

图5是升降杆的俯视示意图，其中，叶片处于未展开状态；

图6是升降杆的俯视示意图，其中，叶片处于部分展开状态；

图7是升降杆的俯视示意图，其中，叶片处于完全展开状态；

图8是本发明所提供的充电机构拆除导筒后的示意图，其中，线圈安装件处于最低位置；

图9是本发明所提供的充电机构拆除线圈安装件后的示意图，其中，升降杆处于最低位置；

图10是旋转杆逆时针旋转过预定角度、使得升降杆处于较高位置的示意图；

图11是旋转杆逆时针旋转至使得升降杆处于最高位置的示意图；

图12是旋转杆从图11中所示的位置继续逆时针旋转、使得升降杆降落的示意图；

图13所示的是线圈安装件从导筒中伸出时的剖视示意图；

图14是图13中I处的放大图；

图15是导筒的剖视示意图；

图16是电子画屏的示意图。

附图标记说明

110：线圈安装件 120：无线充电发射线圈

210：无线充电接收线圈 130：执行部

131：旋转杆 132：升降杆

133：滑块 134：弹簧

135：导筒 110a：底限位件

135a：开槽 135b：顶限位件

135c：辅助顶限位件 135d：辅助底限位件

132a：升降杆本体 132b：推出件

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的一个方面，提供一种用于无线充电装置的充电机构，其中，如图1和图2所示，所述充电机构包括线圈安装件110和移动单元，线圈安装件110用于承载无线充电发射线圈120，且线圈安装件110安装在所述移动单元上，所述移动单元用于带动线圈安装件110移动至目标位置。

所述充电机构用于与无线充电发射线圈120配合使用，相应地，与包括所述充电机构的无线充电装置配合使用的电子设备(即，待充电的电子设备)包括无线充电接收线圈210。此处“目标位置”可以是待充电的电子设备的位置，将线圈安装件110移动至所述目标位置后，线圈安装件110上的无线充电发射线圈120可以与电子设备上的无线充电接收线圈210匹配，进而为电子设备进行充电。

利用包括所述充电机构的充电装置为电子设备进行充电时，只需要获取待充电的电子设备的位置信息、即可控制无线充电发射线圈移动至相应的无线充电接收线圈处对待充电的电子设备进行充电，无需人工插接充电结构、也无需人工移动充电设备，从而可以减少对多个电子设备进行充电时的人工成本，提高充电效率，确保电子设备的正常运行。

在本发明中，对所述移动单元的具体结构不做特殊的规定。在本发明所提供的一种优选实施方式中，所述移动单元包括驱动部(未示出)和执行部，线圈安装件110设置在所述执行部上，所述驱动部用于接收移动触发信号，并根据所述移动触发信号驱动所述执行部移动。

优选地，如图1和图2所示，执行部130包括旋转杆131、升降杆132、滑块133、和导筒135。

线圈安装件110形成为杆状，且导筒135套设在线圈安装件110外部。如图3所示，导筒135的侧壁上形成有开槽135a，该开槽135a的长度方向与导筒135的轴线方向一致。

升降杆132的一端通过开槽135a插入导筒135内与线圈安装件110的一端相连，且升降杆132的长度方向与线圈安装件110的长度方向相交(优选垂直)，无线充电发射线圈120用于设置在线圈安装件110的另一端。

滑块133可滑动地设置在升降杆132上，且滑块133上设置有引导通孔。

旋转杆131的一端用于与所述驱动部的输出端相连，旋转杆131的另一端能够穿过所述引导通孔并在所述引导通孔中滑动。

旋转杆131穿过滑块133的一端的移动轨迹为圆周(即，图9至图12中的双点划线圆)。由于滑块133中设置了引导通孔，因此，当旋转杆131在驱动部的驱动下旋转时，滑块133不会对旋转杆131造成过约束，确保旋转杆131能够正常转动。

在本发明中，执行部130的初始状态为升降杆132处于导筒135的底部。当旋转杆131旋转时，旋转杆131穿过滑块133中引导通孔的一端做圆周运动。由于滑块133与升降杆132相连、并且受到升降杆132的限制，滑块133将在旋转杆131的带动下上升或下降，相应地，升降杆132也产生上升或下降的移动。

在本发明中，对旋转杆131的旋转角度不做特殊的限定。使用者可以根据需求自行设定。在本发明中，可以利用伺服电机作为所述驱动部，使得旋转杆131绕同一方向旋转实现升降杆132上升和下降，因此，伺服电机的输出轴仅绕同一方向旋转，不会出现正反转交替，从而可以提高伺服电机的使用寿命。相应地，执行部130还可以包括弹簧134，该弹簧134套设在旋转杆131上，且位于滑块133和旋转杆131的一端之间。

如上文中所述，旋转杆131穿过滑块133的一端的移动轨迹为圆周(即，图9至图12中的双点划线圆)，当旋转杆131旋转至竖直状态时，在滑块133的重力以及升降杆132的重力作用下，滑块133有向下滑动的趋势。此时，弹簧134可以对滑块133进行支撑，从而防止升降杆132下降。

当旋转杆131绕同一方向旋转(例如，图中的逆时针方向)时，旋转杆131穿过滑块133中引导通孔的一端做圆周运动。由于滑块与升降杆132相连、并且受到升降杆132的限制，滑块133将在旋转杆131的带动下上升或下降，相应地，升降杆132也产生上升或下降的移动。

具体地，升降杆132的初始位置处于导筒135的底部(如图8所示)，当旋转杆131逆时针旋转时，先带动滑块133以及升降杆132上升，例如，可以升上至图10中所示的位置。旋转杆131继续旋转至该旋转杆131处于竖直状态时，可以将升降杆132带动至最高位置。由于设置了弹性件134，可以对滑块133进行支撑，并防止滑块133在自身重力的作用下滑落，以使得滑块133以及升降杆132保持在最高位置处。

当旋转杆从竖直状态继续逆时针旋转时，旋转杆131穿过滑块133中引导通孔的一端的高度下降，并且由于旋转杆131在引导通孔中的滑动133，可以将滑块133的位置压低，并带动升降杆132的位置降低(如图11所示)。当旋转杆131从图11中所示的位置继续旋转，可以进一步压低滑块133的位置，进而进一步的压低升降杆132的位置。

如此往复，通过旋转杆131绕同一方向的旋转可以实现升降杆132先上升、上升到高位置后下降。

参见图14，为了防止线圈安装件110从导筒135中脱出、确保线圈安装件110在充电过程中处于稳定状态，优选地，导筒135的顶部设置有朝向导筒135的轴线延伸的顶限位件135b，线圈安装件110的底部设置有环绕该线圈安装件110的外周表面设置、且沿径向向外延伸的底限位件110a。

在本发明中，顶限位件135b限定的开口尺寸小于底限位件110a的尺寸，当升降杆132上升至导筒135的顶部时，线圈安装件110的底限位件110a抵靠在导筒135的顶限位件上，以防止线圈安装件110从导筒135中脱出。

为了维持线圈安装件110的位置，优选地，顶限位件135b上设置有第一磁体，底限位件110a上设置有第二磁体，第一磁体和第二磁体能够互相吸引。当线圈安装件110上升至其底限位件110a与顶限位件135b接触的位置时，第一磁体和第二磁体110b相吸，从而可以将线圈安装件110维持在该位置。如图13中所示，当线圈安装件110被推到最高位置后，第一磁体与第二磁体相吸，即便升降杆132降落至最低位置，仍然可以将线圈安装件110维持在较高的位置。

容易理解的是，第一磁体和第二磁体中的一者为磁铁，第一磁体和第二磁体中的另一者可以为导磁材料制成的元件(例如，由铁、钴、镍及其合金制成的元件)，或者第一磁体和第二磁体中的另一者也可以为磁铁。

作为一种优选实施方式，第一磁体和第二磁体中的至少一者为电磁铁。当需要使线圈安装件110降落时，对电磁铁断电即可消除第一磁体和第二磁体之间的吸引力，进而在线圈安装件110自身重力的作用下实现线圈安装件110的降落。

优选地，可以在子导筒内设置缓冲材料，从而可以确保各个子套筒下降时受到摩擦力的作用缓慢下降。

在本发明中，可以通过控制旋转杆131的旋转角度来控制线圈安装件110在竖直方向移动的距离。为了使得线圈安装件110在竖直方向上的移动范围更大，优选地，可以将导筒135设置为伸缩筒。

具体地，导筒135包括多个子导筒，多个子导筒的直径逐渐减小，且依次套设在一起，以使得导筒135能够伸缩。相应地，每个所述子导筒上都形成有子开槽，多个子开槽对齐，以形成开槽135a，线圈安装件110设置在最内部的子导筒中，顶限位件135b设置在最内部的子导筒的顶部。

在所述导筒135中，除了最内部的子导筒之外的其余子导筒的顶部均设置有辅助顶限位件135c，辅助顶部限位件135c朝向导筒135的轴线延伸，位于最外侧的子导筒内侧的子导筒的底部的外表面上环绕设置有辅助底限位件135d，该辅助底限位件135d的外径大于设置该辅助底限位件135d的子导筒外侧的子导筒的辅助顶限位件135c限定的开口的直径。

相应地，辅助顶限位件上设置有第一辅助磁体，辅助底限位件上设置有第二辅助磁体，所述第一辅助磁体与所述第二辅助磁体能够相吸，从而可以确保子导筒伸出时的稳定性。

在本发明中，对如何控制各个子导筒伸出并没有特殊的要求。例如，可以通过滑轮组的方式实现各个子导筒的伸缩。为了便于使得不同直径的子导筒伸出，优选地，如图4至图7中所示，升降杆132包括升降杆本体132a和推出件132b。推出件132b包括推出盘和多个叶片，升降杆本体132a的一端位于所述导筒的外侧，升降杆本体132a的另一端插入所述导筒内。升降杆本体132a的轴线方向与所述导筒的轴线方向相交，所述旋转件的另一端可滑动地设置在升降杆本体132a上。

所述推出盘设置在升降杆本体132a的另一端，在本发明中，推出盘可以为圆盘，所述推出盘的轴线方向与升降杆本体132a的轴线方向垂直，多个所述叶片环绕所述推出盘的轴线设置在所述推出盘上，且所述叶片的一端与所述推出盘铰接。

如图6和图7所示，通过控制所述叶片的旋转角度，可以使得所述推出件具有不同的外径，以与相应的子导筒配合并将该子导筒推出。

图5中所示的实施方式中，所有的叶片旋转至推出盘的直径范围内，此时推出件132b的外径即为推出盘的外径，可以将导筒中最内侧的子导筒推出。

图6中所示的实施方式中，叶片顺时针旋转了一定角度，此时推出件132b的外径大于推出件132b在图5中所示的状态时的直径，从而可以将位于最内侧的子导筒外侧的子导筒推出。

图7中所示的实施方式中，叶片从图6中所示的状态继续顺时针旋转，此时推出件132b的外径大于推出件132b在图6中所示的状态时的直径，从而可以将与最外侧子导筒相邻子导筒推出。

具体地，所述执行部还包括叶片控制器，所述叶片控制器用于控制各个叶片绕该叶片与所述推出盘的铰接处所旋转的角度，以使得在将线圈安装件以及各个子导筒依次推出的过程中所述推出件的外径从小向大变化，并分别与所述线圈安装件以及各个子导筒的直径相匹配。

换言之，所述推出件每推一个子导筒伸出后，所述叶片控制器控制所述叶片向外旋转，以适应于位于伸出的子导筒外侧的子导筒的直径。

如图8中所示，线圈安装件110设置在所述推出盘的上表面上，在推出盘推出子导筒的同时，可以带动线圈安装件110上升。

作为一种优选实施方式，所述执行部还包括水平移动件，可以利用所述水平移动件带通整个充电机构在水平方向移动。

优选地，所述移动单元还包括探测元件，所述探测元件设置在所述线圈安装件上，所述探测元件用于在检测到物体时生成停止信号，以控制所述移动单元停止。

具体地，探测元件可以将所述停止信号发送至所述驱动部，所述驱动部用于在接收到所述停止信号后停止输出。

作为一种优选实施方式，所述探测元件可以包括红外探测元件。

本发明所提供的充电机构既可以包括无线充电发射线圈120，也可以不包括无线充电发射线圈120。当充电机构不包括无线充电发射线圈120时，使用者可以自行准备或购买无线充电发射线圈120，并将无线充电发射线圈120安装在线圈安装件上。

优选地，所述充电机构包括无线充电发射线圈，所述无线充电发射线圈安装在所述线圈安装件上。

作为本发明的第二个方面，提供一种无线充电装置，其中，所述无线充电装置包括本发明所提供的上述充电机构。

如上文中所述，所述充电机构可以将无线充电发射线圈移动至待充电的电子设备处(即，目标位置)，节约了人力资源，降低了人工成本。

优选地，所述无线充电装置还包括电量检测模块，所述电量检测模块用于检测各个电子设备的剩余电量，并根据各个待充电电子设备的剩余电量确定待充电的电子设备的位置，并根据该待充电的电子设备的位置信息生成触发信号并发送至所述驱动部。

在利用本发明所提供的无线充电装置进行充电时，可以利用电量检测模块自动检测各个电子设备的剩余电量，从而实现对电子设备的自动充电，进一步提高了充电效率。

作为本发明的第三个方面，提供一种电子系统，所述电子系统包括多个电子设备和无线充电装置，其中，如图16所示，所述电子设备上设置有无线充电接收线圈210，所述无线充电装置为本发明所提供的上述无线充电装置。

优选地，所述电子设备包括电子画屏。所述电子系统可以包括多个电子画屏的组合，利用所述无线充电装置可以自动为需要充电的画屏进行充电。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于无线充电装置的充电机构，其特征在于，所述充电机构包括线圈安装件和移动单元，所述线圈安装件用于承载无线充电发射线圈，且所述线圈安装件安装在所述移动单元上，所述移动单元用于带动所述线圈安装件移动至目标位置，所述移动单元包括驱动部和执行部，所述线圈安装件设置在所述执行部上，所述驱动部用于接收移动触发信号，并根据所述移动触发信号驱动所述执行部移动，以带动所述线圈安装件移动，所述执行部包括旋转杆、升降杆、滑块和导筒，所述线圈安装件形成为杆状，且所述导筒套设在所述线圈安装件外部，所述导筒的侧壁上形成有开槽，所述开槽的长度方向与所述导筒的轴线方向一致，

所述升降杆的一端通过所述开槽插入导筒内与所述线圈安装件的一端相连，且所述升降杆的长度方向与所述线圈安装件的长度方向相交，所述无线充电发射线圈用于设置在所述线圈安装件的另一端；

所述滑块可滑动地设置在所述升降杆上，且所述滑块上设置有引导通孔；

所述旋转杆的一端用于与所述驱动部的输出端相连，所述旋转杆的另一端能够穿过所述引导通孔，且能够在所述引导通孔中滑动。

2.根据权利要求1所述的充电机构，其特征在于，所述执行部还包括弹簧，所述弹簧套设在所述旋转杆上，且位于所述滑块和所述旋转杆的一端之间。

3.根据权利要求1所述的充电机构，其特征在于，所述导筒的顶部设置有朝向所述导筒的轴线延伸的顶限位件，所述线圈安装件的底部设置有环绕该线圈安装件的外周表面设置、且沿径向向外延伸的底限位件，所述顶限位件限定的开口尺寸小于所述底限位件的尺寸，所述顶限位件上设置有第一磁体，所述底限位件上设置有第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体能够互相吸引。

4.根据权利要求3所述的充电机构，其特征在于，所述导筒包括多个子导筒，多个子导筒的直径逐渐减小，且套设在一起，以使得所述导筒能够伸缩，每个所述子导筒上都形成有子开槽，多个子开槽对齐，以形成所述开槽，所述线圈安装件设置在最内部的子导筒中，所述顶限位件设置在最内部的子导筒的顶部，

位于最内部的子导筒的外部的子导筒上还设置有辅助顶限位件，所述辅助顶部限位件朝向所述导筒的轴线延伸。

5.根据权利要求4所述的充电机构，其特征在于，所述升降杆包括升降杆本体和推出件，所述推出件包括推出盘和多个叶片，所述升降杆本体的一端位于所述导筒的外侧，所述升降杆本体的另一端插入所述导筒内，所述升降杆本体的轴线方向与所述导筒的轴线方向相交，所述旋转件的另一端可滑动地设置在所述升降杆本体上，所述推出盘设置在所述升降杆本体的另一端，所述推出盘的轴线方向与所述升降杆本体的轴线方向垂直，多个所述叶片环绕所述推出盘的轴线设置在所述推出盘上，且所述叶片的一端与所述推出盘铰接。

6.根据权利要求5所述的充电机构，其特征在于，所述执行部还包括叶片控制器，所述叶片控制器用于控制各个叶片绕该叶片与所述推出盘的铰接处所旋转的角度，以使得在将线圈安装件以及各个子导筒依次推出的过程中所述推出件的外径从小向大变化，并分别与所述线圈安装件以及各个子导筒的直径相匹配。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的充电机构，其特征在于，所述移动单元还包括探测元件，所述探测元件设置在所述线圈安装件上，所述探测元件用于在检测到物体时生成停止信号，以控制所述移动单元停止。

8.一种无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置包括权利要求1至7中任意一项所述的充电机构。

9.根据权利要求8所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置还包括电量检测模块，所述电量检测模块用于检测各个电子设备的剩余电量，并根据各个待充电电子设备的剩余电量确定待充电的电子设备的位置，并根据该待充电的电子设备的位置信息生成触发信号并发送至所述驱动部。

10.一种电子系统，所述电子系统包括多个电子设备和无线充电装置，其特征在于，所述电子设备上设置有无线充电接收线圈，所述无线充电装置为权利要求8或9所述的无线充电装置。

11.根据权利要求10所述的电子系统，其特征在于，所述电子设备包括电子画屏。

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