CN111727542A - 带定位器的充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种充电装置。该充电装置包括无线底座；无线充电线圈，其连接至无线底座；以及控制器集成电路(IC)，其连接至无线充电线圈，其中所述无线底座设置为从充电装置中的第一位置移动至充电装置中的第二位置。

Description

带定位器的充电装置

在先申请

本申请根据美国专利法35U.S.C.§119，基于并要求于2018年11月9日向美国专利商标局递交的美国申请No.16/186,045的优先权，该申请要求2018年3月20日向美国专利商标局递交的美国临时申请No.62/645,591和2018年1月26日向美国专利商标局递交的美国临时申请No.62/622,592的优先权，其通过引用整体并入本文。

背景技术

1.技术领域

本发明通常涉及充电装置领域，更具体地，涉及使用家具对电子设备充电。

2.相关技术说明

近年来，电子设备的使用越来越多。特别地，在当今社会中，能够充电并使用电池的电子设备非常普遍。某些电子设备，例如移动电话，例如可能会被广泛使用，并且可能需要全天充电。

随着近年来便携式电子设备数量的大量增加，找到快速、可靠和可用的充电解决方案已成为问题。

通常，电子设备用户必须通过使用连接到外部电源的壁式充电器为设备的电池充电。或者，一些电子设备可以无线充电。

无线充电由于其便利性而对用户是有利的。用户可以将其电子设备放在无线充电区域(即，放在垫子上)以开始对其设备充电，而无需像壁式充电器和其他传统充电机构那样插入其设备。

然而，无线充电器受到需要将电子设备放置在特定区域中以进行充电的限制。通常，充电区域很小，用户必须谨慎地将电子设备放置在正确的充电位置。

发明内容

本发明目的在于解决至少上述问题和/或缺点，并且提供至少以下描述的优点。

本发明的一个方面针对一种包括无线底座的充电装置；连接到无线底座的无线充电线圈；和连接到无线充电线圈的控制器集成电路(IC)，其中无线底座设置为从充电装置内部的第一位置移动到充电装置内部的第二位置。

本发明的另一方面提供了一种包括无线底座的充电装置；连接到无线底座的无线充电线圈；连接到无线充电线圈的控制器IC；沿水平方向定位的第一组滑动器；沿垂直方向定位并连接到轴承上的第二组滑动器，该轴承形成沿着第一组滑动器可移动的接头，其中无线底座设置为从充电装置内部的第一位置沿着第一组滑动器和第二组滑动器中的至少一个移动到充电装置内部的第二位置。

根据本发明的一方面，一种充电装置包括：无线底座；连接到无线底座的无线充电线圈；连接到无线充电线圈的控制器IC；位于充电装置的中央部分的转子轴承；从充电装置的外边缘延伸到充电装置的中心部分的径向臂；以及设置为使径向臂绕充电装置的中心部分360度旋转的旋转电机，其中无线底座设置为从充电装置内部的第一位置移动到充电装置内部的第二位置。

附图说明

根据以下结合附图的详细描述，本发明的各个方面、特征和优点将变得更加明显，其中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的不设有通用串行总线(USB)端口的固定充电线圈的示意图；

图2示出了根据本发明的一个实施例的设有内部USB端口的固定充电线圈的示意图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的设有外部USB端口的固定充电线圈的示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的可移动充电线圈的示意图；

图5示出了根据本发明的一个实施例的可移动充电线圈的示意图；

图6示出了根据本发明的一个实施例的可移动充电线圈的示意图；

图7示出了根据本发明的一个实施例的可移动充电线圈的示意图；

图8示出了根据本发明的一个实施例的可移动充电线圈的示意图。

具体实施方式

本发明的实施例的目的在于提供一种用于电子设备的充电器，并参照附图进行详细描述。可能略去对本领域已知的结构或工艺的详细描述，以免模糊本发明的主题。

相同的编号用于对应出现在多个图中的相似元件。当已经参照先前的图描述了那些元件时，省略对类似元件的描述。

首先参考图1，提供了示出根据本发明的一个实施例的不设有USB端口的固定充电线圈的示意图。

图1所示的不设USB端口的固定充电线圈包括壳体1，壳体1容纳有线圈2、功率级/控制器3和控制IC。壳体1可以被嵌入较大的物体之内并呈现为较大物体的一部分，例如家具的一部分(即，床头柜的顶部、咖啡桌的顶部或沙发的扶手)。

线圈2连接到功率级/控制器3和控制IC4。线圈2提供了特定的频率特性，该特性能够通过电磁感应或电磁谐振将电荷无线传输到外部电子设备。外部电子设备可以位于线圈2附近接收电荷。例如，外部电子设备可以位于壳体1的外部以接收无线电荷。

功率级/控制器3和控制IC 4连接至电源线5，以将线圈2连接至壁式电源6。功率级/控制器3通过根据线圈2的频率特性向线圈2供应预定电流，可支持15瓦的无线充电。控制IC 4可以控制功率级/控制器3的工作。

壁式电源6将电源线5连接到高压引脚7。高压引脚7可以插入壁式插座中，以将电力输入到壁式电源6中。

或者，壁式电源可以替换为位于壳体1内的可再充电电池。即，可再充电电池可以由壁式电源6充电并且向线圈2供电。

参考图2，提供了示出根据本发明的一个实施例的具有内部USB端口的固定充电线圈的示意图。

该固定充电线圈设有用于有线快速充电的电路。电源线5连接至低压电线8，将低压电输入DC/DC切换控制器9。输入DC/DC切换控制器9的用于有线快速充电的低压可以低于输入功率级/控制器3和控制IC 4的用于无线充电的电压。

DC/DC切换控制器9连接至反馈机构10，用于接收USB快速充电控制器11的反馈，USB快速充电控制器11也连接至DC/DC切换控制器9。该DC/DC切换控制器9可以将来自低压电线的低压输入转换为高压。或者，该DC/DC切换控制器9可以将输入电压转换为低压。反馈机构10将来自USB快速充电控制器11的反馈信息提供给DC/DC切换控制器9。反馈信息可以包括USB快速充电控制器11的实时工作情况，并且可以向DC/DC切换控制器9提供信息，以调节电压转换。

低压电线8、DC/DC切换控制器9、反馈信号设备10、USB充电控制器11和USB插座12可以与线圈2、功率级/控制器3和控制IC 4一起容纳在壳体1中。

USB快速充电控制器11直接连接至USB插座12并向USB插座12提供电信号。外部电子设备可以通过USB插座12充电。

参照图3，提供了示出根据本发明的一个实施例的设有外部USB端口的固定充电线圈的示意图。

在设有外部USB端口的固定充电线圈中，USB快速充电控制器11通过USB电线13连接至USB插座12。USB电线13将来自USB快速充电控制器11的电信号提供给USB插座12。外部电子设备可以通过USB插座12充电。

此外，USB插座12可以包括定制IC，以在充电时与外部设备的IC(即，移动电话的主IC)通信。外部IC可以通过USB插座12向USB快速充电控制器11传送实时充电规格信息，例如功率、电压和安培标准。

参照图4-6，提供了示出根据本发明的实施例的可移动充电线圈的示意图。

可将可移动充电线圈放置在家具的内部，以使外部电子设备能够放置在家具的外部(即，在其顶部)进行充电。换句话说，由于可以调节可移动充电线圈的位置来适应电子设备的位置，因此电子设备能够进行无线充电的区域更大。

用于可移动充电线圈2的壳体1可容纳滑动器14、轴承15、无线底座16、X轴电动机17和Y轴电动机18。

此外，壳体1可以具有多种用途。例如，壳体1可以是桌子的顶侧，或者是沙发的一部分(即，中部、侧部或搁脚凳)。如将要讨论的，本实施例针对壳体1的任何适配变型，只要其能够执行可移动充电线圈的功能即可。

壳体1包括多个滑动器14-1和14-2，它们分别在垂直和水平位置、或分别沿Y和X轴定向。垂直滑动器14-1的端部连接到轴承15，轴承15形成可沿着水平滑动器移动的接头。

无线底座16可以是连接到无线线圈2、功率级/控制器3和控制器IC 4的平台。无线底座16相对于壳体1不是固定的。因此，无线底座16可在壳体1内部移动，并且相对于线圈2静止不动。

无线底座16可以通过X轴马达17在水平方向上移动，并且可以通过Y轴马达18在垂直方向上移动。

如图4所示，X轴电动机17可以定位在壳体1的内部，但是不位于无线底座16上。Y轴电动机18可以定位为固定在无线底座16上。因此，Y轴电动机18可以随无线底座16移动，而X轴电动机17不会随之移动。

Y轴电动机18控制无线底座16在垂直方向上的移动。X轴电动机17控制无线底座16在水平方向上的移动。因此，包括线圈2的无线底座16可以在两个方向上移动，以对外部电子设备执行无线充电。另外，可以在无线底座16的上方或下方应用Z轴电动机，以升高或降低无线线圈2。

因此，可以将待充电的设备(即，移动电话或平板电脑)放置在壳体1的顶部，并且可以使用电动机来调节无线底座16的位置，以使得线圈2定位在待充电的设备附近(即，下方)。

可以基于待充电设备接收到的信号的强度来确定待充电设备的位置。例如，线圈2可以向待充电的设备发射无线功率，并且控制器IC 4可以基于待充电的设备接收的无线功率的第一信号强度来确定第一功率水平。接下来，电动机可以沿一个方向移动无线底座16并向待充电的设备发射无线功率，控制器IC 4可以基于待充电设备接收到的无线功率的第二信号强度来确定第二功率水平。如果确定基于第二信号强度的第二功率水平大于基于第一信号强度的第一功率水平，则控制器IC 4可以确定待充电的设备位于无线底座16所去往的方向。如果第二信号强度小于基于第一信号强度的第一功率水平，则控制器IC 4可以确定待充电的设备不在无线底座16所去往的方向上。

或者，可以根据蓝牙信号的强度、根据调谐频率或者通过使用嵌入在壳体1中的传感器(即，检测重量的位置传感器)来确定待充电设备的位置。

参考图5，Y轴马达18可以定位在壳体1内，但是不固定在无线底座16上。在本实施例中，Y轴马达18仍然控制无线底座16的垂直方向的移动，但是不固定在无线底座16上。

参考图6，X轴电动机17和Y轴电动机18可以定位成固定在无线底座16上。在本实施例中，X轴电动机18仍然控制无线底座16在水平方向上的移动，并固定在无线底座16上。

参考图7-8，提供了示出根据本发明的实施例的可移动充电线圈的示意图。

参照图7，壳体1是圆形的。无线底座16位于从壳体1的外边缘延伸至壳体1的中央的径向臂19上，壳体1的中央有旋转电机20。径向臂19的一端固定至转子轴承21-1上，转子轴承21-1连接至旋转电机20。旋转电机20通过使用转子轴承21-1能够将径向臂19绕旋转电机360度旋转。此外，Y轴电机18位于无线底座16上，并且可以在径向方向沿径向臂19的长度移动无线底座16。

此外，Z轴电机可以在上下方向移动无线底座。

参照图8，壳体1还包括螺旋轨道22-1和螺旋销23-1。螺旋销23-1将螺旋轨道22-1连接到径向臂19，并且可以沿着螺旋轨道22-1移动，使得无线底座16可以沿着螺旋轨道22-1旋转。

螺旋轨道22-1从壳体1的中心朝向壳体1的外边缘向外延伸。螺旋轨道22-1的形状为螺旋形，其在径向方向上具有固定的宽度A。

另外，Z轴电机可以使无线底座沿上下方向移动。

尽管已经参照本发明特定的优选实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。

Claims (20)

1.一种充电装置，其包括

无线底座；

无线充电线圈，其连接至无线底座；以及

控制器集成电路(IC)，其连接至无线充电线圈，

其特征在于，所述无线底座设置为从充电装置中的第一位置移动至充电装置中的第二位置。

2.根据权利要求1所述的充电装置，还包括至少一个电机，设置为将所述无线底座从所述第一位置移动到所述第二位置。

3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述至少一个电机连接至所述无线底座。

4.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述至少一个电机位于所述充电装置内，但是不与无线底座连接。

5.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述至少一个电机包括设置为在第一方向移动所述无线底座的第一电机和在垂直于第一方向的第二方向移动所述无线底座的第二电机。

6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述第一电机连接至所述无线底座，所述第二电机不与所述无线底座连接。

7.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述控制器IC设置为根据从外部设备发送来的信号的强度确定所述第二位置。

8.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，所述第二位置比第一位置更靠近所述外部设备。

9.根据权利要求1所述的充电装置，还包括通用串行总线(USB)插座，用于USB快速充电。

10.根据权利要求1所述的充电装置，还包括多个滑动器，所述无线底座设置为在滑动器上移动。

11.根据权利要求10所述的充电装置，其特征在于，所述多个滑动器中的第一组滑动器沿第一方向定位，所述多个滑动器中的第二组滑动器沿第二方向定位，所述第二方向垂直于第一方向，并且

其中，所述多个滑动器中的第一组滑动器的端部连接有轴承，形成可沿第二组滑动器移动的接头。

12.根据权利要求1所述的充电装置，还包括转子轴承，位于所述充电装置的中央位置。

13.根据权利要求12所述的充电装置，还包括连接至转子轴承的旋转电机。

14.根据权利要求13所述的充电装置，还包括从所述充电装置的外边缘延伸的径向臂，其一端固定至转子轴承，

其中所述旋转电机设置为使径向臂绕充电装置的中心部分360度旋转。

15.根据权利要求14所述的充电装置，还包括线性电机，设置为将无线底座沿径向臂在径向方向移动。

16.根据权利要求14所述的充电装置，还包括

螺旋轨道，其从所述充电装置的中心位置向外延伸；以及

螺旋销，其设置为将螺旋轨道连接到径向臂，

其中所述旋转电机设置为通过旋转径向臂，将无线底座沿着螺旋轨道移动。

17.根据权利要求12所述的充电装置，其特征在于，所述控制器IC设置为根据从外部设备发送的信号强度确定第二位置。

18.根据权利要求17所述的充电装置，其特征在于，所述第二位置比所述第一位置更靠近所述外部设备。

19.一种充电装置，其包括

无线底座；

无线充电线圈，其连接至无线底座；

控制器集成电路(IC)，其连接至无线充电线圈；

在水平方向上定位的第一组滑动器；以及

沿垂直方向定位并连接到轴承上的第二组滑动器，所述轴承形成可沿着第一组滑动器移动的接头，

其特征在于，所述无线底座设置为从充电装置中的第一位置沿着第一组滑动器和第二组滑动器中的至少一个移动到充电装置中的第二位置。

20.一种充电装置，其包括

无线底座；

无线充电线圈，其连接至无线底座；

控制器集成电路(IC)，其连接至无线充电线圈；

转子轴承，位于所述充电装置的中央部分；

径向臂，其从充电装置的外边缘延伸到充电装置的中心部分；以及

旋转电机，其设置为使径向臂绕所述充电装置的中心部分360度旋转，

其特征在于，所述无线底座设置为从充电装置中的第一位置移动至充电装置中的第二位置。

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