CN113904456A - 一种车载手机无线充电系统及其控制方法、车辆 - Google Patents

一种车载手机无线充电系统及其控制方法、车辆 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车载手机无线充电系统及其控制方法、车辆，包括副仪表本体、无线充电模块、升降台、用于驱动升降台升降的升降驱动机构、用于感知压力信号的压力传感器和控制模块，无线充电模块、升降驱动机构和压力传感器分别与控制模块连接；副仪表本体的顶部设置有容置腔，无线充电模块、升降台和升降驱动机构均设置在容置腔内，压力传感器设置在升降台上，升降台设置在无线充电模块和升降驱动机构的上方，升降驱动机构能够驱动升降台上升至初始位置与副仪表本体的顶面齐平，也能够驱动升降台下降至充电位置与无线充电模块的上表面贴合。通过本发明的车载手机无线充电系统，整体更和谐、美观，手机拿取方便，保证车辆通过颠簸路面时手机不滑出充电区域。

Description

一种车载手机无线充电系统及其控制方法、车辆
技术领域
本发明涉及车辆零部件技术领域，尤其涉及一种车载手机无线充电系统及其控制方法、车辆。
背景技术
随着汽车行业的不断发展，消费者对汽车性能特别是细节方面的要求越来越高。一般手机无线充电器布置在汽车副仪表板上，为了使汽车通过颠簸路面而手机充电不抖出充电区域，无线充电区域会沉一个“坑”放置手机。为了取手机方便此“坑”会设计得比实际需要容纳最大手机尺寸大，预留拿手机的手指空间。此方案存在两个问题：设计时，存在副仪表板上无线充电区域空间不足，只能放入手机无拿取手机手指空间问题，手机拿取不便；手机不充电时，此“坑”区域存在不美观问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种车载手机无线充电系统及车辆，整体更和谐、美观，手机拿取方便，保证车辆通过颠簸路面时手机不滑出充电区域。
为实现上述目的，本发明提供了一种车载手机无线充电系统，包括副仪表本体、无线充电模块、升降台、用于驱动升降台升降的升降驱动机构、用于感知压力信号的压力传感器和控制模块，所述无线充电模块、升降驱动机构和压力传感器分别与控制模块连接；
所述副仪表本体的顶部设置有容置腔，所述无线充电模块、升降台和升降驱动机构均设置在容置腔内，所述压力传感器设置在升降台上，所述升降台设置在无线充电模块和升降驱动机构的上方，顶部用于承载手机，所述升降驱动机构能够驱动升降台上升至初始位置与副仪表本体的顶面齐平，也能够驱动升降台下降至充电位置与无线充电模块的上表面贴合。
进一步，还包括用于采集升降台位置信号的位置传感器，所述位置传感器设置在容置腔的内壁上，所述位置传感器与控制模块连接。
进一步，所述位置传感器包括第一位置传感器和第二位置传感器，所述第一位置传感器和第二位置传感器设置在容置腔内壁上；所述第一位置传感器和第二位置传感器分别与控制模块连接，所述升降台上设置有触点，所述升降台上升至初始位置时，第一位置传感器与触点接触，所述升降台下降至充电位置时，第二位置传感器与触点接触。
进一步，所述升降台包括顶部用于承载手机的承载板和设置在承载板上且向下延伸的两个升降杆，所述升降驱动机构能够驱动升降杆带动承载板的升降。
进一步，所述升降驱动机构包括步进电机、蜗杆、涡轮、驱动轴、第一驱动齿轮和第二驱动齿轮；所述涡轮固定在驱动轴的中部，所述第一驱动齿轮和第二驱动齿轮分别固定在驱动轴的两端，所述步进电机的驱动轴固定有蜗杆，所述蜗杆与涡轮啮合；所述两个升降杆的下部设置有驱动齿，所述第一驱动齿轮和第二驱动齿轮分别与两个升降杆上的驱动齿啮合，所述步进电机与控制模块连接。
进一步，所述容置腔的内壁设置有限位台阶，所述限位台阶上表面与无线充电器的上表面齐平。
本发明还提供一种车载手机无线充电系统控制方法，用于所述的车载手机无线充电系统，所述方法包括：
车辆上电后，把手机放置在升降台上，按压升降台并持续预设时间，压力传感器感应到压力并向控制模块发出正信号，控制模块控制升降驱动机构驱动升降台下降至充电位置，通过无线充电模块为手机充电；
取手机时，按压升降台并持续预设时间，压力传感器感应到压力并向控制模块发出正信号，控制模块控制升降驱动机构驱动升降台上升至初始位置与副仪表本体的顶面齐平。
进一步，所述车辆上电后，把手机放在升降台上，按压手机上表面并持续预设时间，压力传感器感应到压力并向控制模块发出正信号，控制模块控制升降驱动机构驱动升降台下降至充电位置，通过无线充电模块为手机充；具体执行以下步骤：
车辆上电后，升降台在初始位置与副仪表板本体平齐，此时第一位置传感器处于接通状态并向控制模块发出正信号，第二位置传感器处于断开状态并向控制模块发出负信号，压力传感器未感应到压力并向控制模块发出负信号；
把手机放在升降台上，按压手机上表面并持续预设时间，压力传感器感应到压力，向控制模块发出正信号，控制模块控制升降驱动机构驱动升降台下降；在下降过程中，第一位置传感器处于断开状态并向控制模块发出负信号，压力传感器未感应到压力向控制模块发出负信号；当下降至第二位置传感器接通并向控制模块发出正信号，控制模块控制升降驱动机构停止工作，此时升降台到达充电位置，通过无线充电模块为手机充电。
进一步，所述取手机时，按压升降台并持续预设时间，压力传感器感应到压力并向控制模块发出正信号，控制模块控制升降驱动机构驱动升降台上升至初始位置与副仪表本体的顶面齐平；具体执行以下步骤：
取手机时，按压升降台并持续预设时间，此时压力传感器感应到压力并向控制模块正信号，第一位置传感器处于断开状态并向控制模块发出负信号，第二位置传感器处于接通状态并向控制模块发出正信号，控制模块控制升降驱动机构驱动升降台上升，在上升过程中，第二位置传感器断开并向控制模块发出负信号，压力传感器未感应到压力向控制模块发出负信号；当上升至第一位置传感器接通并向控制模块发出正信号，控制模块控制升降驱动机构停止工作，此时升降台到达初始位置并与副仪表本体的顶面齐平。
本发明还提供一种车辆，包括所述的车载手机无线充电系统。
本发明与现有技术相比较具有以下优点：
本发明的车载手机无线充电系统及其控制方法、车辆，手机充电时，升降台会自动下沉至容置腔内，保证车辆通过颠簸路面时手机不滑出充电区域；不充电时，升降台与副仪表本体的顶面齐平，整体更和谐、美观，手机拿取方便；存在自锁结构，系统未通电时，不能通过手指按压使升降台下移。
附图说明
图1为副仪表本体的结构示意图；
图2为本发明车载手机无线充电系统的结构示意图；
图3为本发明车载手机无线充电系统（充电位置）的结构示意图；
图4为图2中各传感器、升降机构和无线充电器与控制模块连接的电路图。
图中：
1-副仪表本体，11-容置腔，111-限位台阶；2-无线充电模块；3-升降台，31-承载板，32-升降杆；4-升降驱动机构，41-步进电机，42-蜗杆，43-涡轮，44-驱动轴，45-第一驱动齿轮，46-第二驱动齿轮；5-压力传感器，6-位置传感器，61-第一位置传感器，62-第二位置传感器；7-控制模块；A-手机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
参见图1至图3所示，本实施例公开了一种车载手机无线充电系统，包括副仪表本体1、无线充电模块2、升降台3、用于驱动升降台3升降的升降驱动机构4和用于感知压力信号的压力传感器5，所述无线充电模块2、升降驱动机构4和压力传感器5分别与控制模块7连接；
所述副仪表本体1的顶部设置有容置腔11，所述无线充电模块2、升降台3和升降驱动机构4均设置在容置腔11内，所述压力传感器5设置在升降台3上，所述升降台3设置在无线充电模块2和升降驱动机构4的上方，顶部用于承载手机，所述升降驱动机构4能够驱动升降台3上升至初始位置与副仪表本体1的顶面齐平，也能够驱动升降台3下降至充电位置与无线充电模块2的上表面贴合。
在本实施例中，还包括用于采集升降台位置信号的位置传感器6，所述位置传感器6设置在容置腔11的内壁上，所述位置传感器6与控制模块7连接。
参见图4所示，所述位置传感器6包括第一位置传感器61和第二位置传感器62，所述第一位置传感器61和第二位置传感器62设置在容置腔11内壁上；所述第一位置传感器61和第二位置传感器62分别与控制模块7连接；所述升降台3上设置有触点，所述升降台3上升至初始位置时，第一位置传感器61与触点接触，所述升降台3下降至充电位置时，第二位置传感器62与触点接触。第一位置传感器61与触点接触时，第一位置传感器61接通，发出正信号；第二位置传感器62与触点接触时，第二位置传感器62接通，发出正信号。
在本实施例中，所述升降台3包括顶部用于承载手机的承载板31和设置在承载板31上且向下延伸的两个升降杆32，所述升降驱动机构4能够驱动升降杆32带动承载板31的升降。
在本实施例中，所述升降驱动机构4包括步进电机41、蜗杆42、涡轮43、驱动轴44、第一驱动齿轮45和第二驱动齿轮46；所述涡轮43固定在驱动轴44的中部，所述第一驱动齿轮45和第二驱动齿轮46分别固定在驱动轴44的两端，所述步进电机41的驱动轴固定有蜗杆42，所述蜗杆42与涡轮43啮合；所述两个升降杆32的下部设置有驱动齿321，所述第一驱动齿轮45和第二驱动齿轮46分别与两个升降杆32上的驱动齿321啮合，所述步进电机41与控制模块7连接。
在本实施例中，所述容置腔11的内壁设置有限位台阶111，所述限位台阶111上表面与无线充电器2的上表面齐平。
本实施例还公开了一种车载手机无线充电系统控制方法，用于上述的车载手机无线充电系统，所述方法包括：
车辆上电后，把手机放置在升降台3上，按压升降台3并持续预设时间，压力传感器5感应到压力并向控制模块7发出正信号，控制模块7控制升降驱动机构4驱动升降台3下降至充电位置，通过无线充电模块2为手机充电；
取手机时，按压升降台3并持续预设时间，压力传感器感应到压力并向控制模块7发出正信号，控制模块7控制升降驱动机构4驱动升降台3上升至初始位置与副仪表本体1的顶面齐平。
在本实施例中，所述车辆上电后，把手机A放在升降台3上，按压手机A上表面并持续预设时间，压力传感器5感应到压力并向控制模块7发出正信号，控制模块7控制升降驱动机构4驱动升降台3下降至充电位置，通过无线充电模块2为手机A充；具体执行以下步骤：
车辆上电后，升降台3在初始位置与副仪表板本体1平齐，此时第一位置传感器61处于接通状态并向控制模块7发出正信号，第二位置传感器62处于断开状态并向控制模块7发出负信号，压力传感器5未感应到压力并向控制模块7发出负信号；
把手机A放在升降台3上，按压手机A上表面并持续预设时间，压力传感器5感应到压力，向控制模块7发出正信号，控制模块7控制升降驱动机构4驱动升降台3下降；在下降过程中，第一位置传感器61处于断开状态并向控制模块7发出负信号，压力传感器5未感应到压力向控制模块7发出负信号；当下降至第二位置传感器62接通并向控制模块7发出正信号，控制模块7控制升降驱动机构4停止工作，此时升降台3到达充电位置，通过无线充电模块2为手机充电。
在本实施例中，所述取手机时，按压升降台3并持续预设时间，压力传感器5感应到压力并向控制模块7发出正信号，控制模块7控制升降驱动机构4驱动升降台3上升至初始位置与副仪表本体1的顶面齐平；具体执行以下步骤：
取手机时，按压升降台3并持续预设时间，此时压力传感器5感应到压力并向控制模块7正信号，第一位置传感器62处于断开状态并向控制模块7发出负信号，第二位置传感器62处于接通状态并向控制模块7发出正信号，控制模块7控制升降驱动机构4驱动升降台3上升，在上升过程中，第二位置传感器61断开并向控制模块7发出负信号，压力传感器5未感应到压力向控制模块7发出负信号；当上升至第一位置传感器61接通并向控制模块7发出正信号，控制模块7控制升降驱动机构4停止工作，此时升降台3到达初始位置并与副仪表本体1的顶面齐平。
本实施例公开了一种车辆，包括上述的车载手机无线充电系统。
汽车上电后此系统通电，下电后此系统断电。第一位置传感器61接通后发出正信号，未接通发出负信号。第二位置传感器62接通后发出正信号，未接通发出负信号。压力传感器8在手指按压预设时间后发出正信号，在手指不再按压后发出负信号，预设时间为1s，在某些实施例中，预设时间也可以取其他数值。
升降台3在初始位置与副仪表板本体1平齐，第一位置传感器61接通，发出正信号，把手机A放到升降台3上，手指轻轻按压手机A上表面持续1s，压力传感器5感应到压力，发出正信号，第二位置传感器62处于断开状态，发出负信号。当压力传感器5和第一位置传感器61均发出正信号，以及第二位置传感器62发出负信号后，步进电机41带动蜗杆42正转，蜗杆42带动涡轮43，涡轮43带动驱动轴44、第一驱动齿轮45和第二驱动齿轮46转动，第一驱动齿轮45和第二驱动齿轮46带动升降台3往下移动，升降台3开始往下移动后，第一位置传感器61断开，发出负信号，升降台3降到充电位置后第二位置传感器62接通，发出正信号，压力传感器5由于没有手指持续按压发出负信号，压力传感器5发出负信号，第一位置传感器61发出负信号，第二位置传感器62发出正信号，此时步进电机41停止转动，此时升降台3到达充电位置，手机A开始充电。
取手机时，手指轻轻按压手机A上表面持续1s，压力传感器5感应到压力，发出正信号,第二位置传感器62一直处于接通状态，发出正信号，第一位置传感器61处于断开状态，发出负信号，步进电机41带动蜗杆42反转，蜗杆42带动涡轮43，涡轮43带动驱动轴44、第一驱动齿轮45和第二驱动齿轮46转动，第一驱动齿轮45第二驱动齿轮46带动升降台3往上移动，升降台3开始上升后第一位置传感器61断开，升降台3上升到初始位置后第一位置传感器61接通，压力传感器5由于没有手指持续按压发出负信号，压力传感器5发出负信号，第一位置传感器61发出正信号，第二位置传感器62发出负信号，步进电机41停止转动，此时升降台3已经与副仪表本体1的上表面处于同一高度，手机A已经高于副仪表本体1，可以方便取出。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载手机无线充电系统，其特征在于，包括副仪表本体（1）、无线充电模块（2）、升降台（3）、用于驱动升降台（3）升降的升降驱动机构（4）、用于感知压力信号的压力传感器（5）和控制模块（7），所述无线充电模块（2）、升降驱动机构（4）和压力传感器（5）分别与控制模块（7）连接；
所述副仪表本体（1）的顶部设置有容置腔（11），所述无线充电模块（2）、升降台（3）和升降驱动机构（4）均设置在容置腔（11）内，所述压力传感器（5）设置在升降台（3）上，所述升降台（3）设置在无线充电模块（2）和升降驱动机构（4）的上方，顶部用于承载手机，所述升降驱动机构（4）能够驱动升降台（3）上升至初始位置与副仪表本体（1）的顶面齐平，也能够驱动升降台（3）下降至充电位置与无线充电模块（2）的上表面贴合。
2.根据权利要求1所述的车载手机无线充电系统，其特征在于，还包括用于采集升降台位置信号的位置传感器（6），所述位置传感器（6）设置在容置腔（11）的内壁上，所述位置传感器（6）与控制模块（7）连接。
3.根据权利要求2所述的车载手机无线充电系统，其特征在于，所述位置传感器（6）包括第一位置传感器（61）和第二位置传感器（62），所述第一位置传感器（61）和第二位置传感器（62）设置在容置腔（11）内壁上；所述第一位置传感器（61）和第二位置传感器（62）分别与控制模块（7）连接；所述升降台（3）上设置有触点，所述升降台（3）上升至初始位置时，第一位置传感器（61）与触点接触，所述升降台（3）下降至充电位置时，第二位置传感器（62）与触点接触。
4.根据权利要求1或2或3所述的车载手机无线充电系统，其特征在于，所述升降台（3）包括顶部用于承载手机的承载板（31）和设置在承载板（31）上且向下延伸的两个升降杆（32），所述升降驱动机构（4）能够驱动升降杆（32）带动承载板（31）的升降。
5.根据权利要求4所述的车载手机无线充电系统，其特征在于，所述升降驱动机构（4）包括步进电机（41）、蜗杆（42）、涡轮（43）、驱动轴（44）、第一驱动齿轮（45）和第二驱动齿轮（46）；所述涡轮（43）固定在驱动轴（44）的中部，所述第一驱动齿轮（45）和第二驱动齿轮（46）分别固定在驱动轴（44）的两端，所述步进电机（41）的驱动轴固定有蜗杆（42），所述蜗杆（42）与涡轮（43）啮合；所述两个升降杆（32）的下部设置有驱动齿（321），所述第一驱动齿轮（45）和第二驱动齿轮（46）分别与两个升降杆（32）上的驱动齿（321）啮合，所述步进电机（41）与控制模块（7）连接。
6.根据权利要求1或2或3或5所述的车载手机无线充电系统，其特征在于，所述容置腔（11）的内壁设置有限位台阶（111），所述限位台阶（111）上表面与无线充电器（2）的上表面齐平。
7.一种车载手机无线充电系统控制方法，其特征在于，用于如权利要求1至6任一所述的车载手机无线充电系统，所述方法包括：
车辆上电后，把手机放置在升降台（3）上，按压升降台（3）并持续预设时间，压力传感器（5）感应到压力并向控制模块（7）发出正信号，控制模块（7）控制升降驱动机构（4）驱动升降台（3）下降至充电位置，通过无线充电模块（2）为手机充电；
取手机时，按压升降台（3）并持续预设时间，压力传感器感应到压力并向控制模块（7）发出正信号，控制模块（7）控制升降驱动机构（4）驱动升降台（3）上升至初始位置与副仪表本体（1）的顶面齐平。
8.根据权利要求7所述的车载手机无线充电系统控制方法，其特征在于，所述车辆上电后，把手机（A）放在升降台（3）上，按压手机（A）上表面并持续预设时间，压力传感器（5）感应到压力并向控制模块（7）发出正信号，控制模块（7）控制升降驱动机构（4）驱动升降台（3）下降至充电位置，通过无线充电模块（2）为手机（A）充；具体执行以下步骤：
车辆上电后，升降台（3）在初始位置与副仪表板本体（1）平齐，此时第一位置传感器（61）处于接通状态并向控制模块（7）发出正信号，第二位置传感器（62）处于断开状态并向控制模块（7）发出负信号，压力传感器（5）未感应到压力并向控制模块（7）发出负信号；
把手机（A）放在升降台（3）上，按压手机（A）上表面并持续预设时间，压力传感器（5）感应到压力，向控制模块（7）发出正信号，控制模块（7）控制升降驱动机构（4）驱动升降台（3）下降；在下降过程中，第一位置传感器（61）处于断开状态并向控制模块（7）发出负信号，压力传感器（5）未感应到压力向控制模块（7）发出负信号；当下降至第二位置传感器（62）接通并向控制模块（7）发出正信号，控制模块（7）控制升降驱动机构（4）停止工作，此时升降台（3）到达充电位置，通过无线充电模块（2）为手机充电。
9.根据权利要求7或8所述的车载手机无线充电系统控制方法，其特征在于，所述取手机时，按压升降台（3）并持续预设时间，压力传感器（5）感应到压力并向控制模块（7）发出正信号，控制模块（7）控制升降驱动机构（4）驱动升降台（3）上升至初始位置与副仪表本体（1）的顶面齐平；具体执行以下步骤：
取手机时，按压升降台（3）并持续预设时间，此时压力传感器（5）感应到压力并向控制模块（7）正信号，第一位置传感器（62）处于断开状态并向控制模块（7）发出负信号，第二位置传感器（62）处于接通状态并向控制模块（7）发出正信号，控制模块（7）控制升降驱动机构（4）驱动升降台（3）上升，在上升过程中，第二位置传感器（61）断开并向控制模块（7）发出负信号，压力传感器（5）未感应到压力向控制模块（7）发出负信号；当上升至第一位置传感器（61）接通并向控制模块（7）发出正信号，控制模块（7）控制升降驱动机构（4）停止工作，此时升降台（3）到达初始位置并与副仪表本体（1）的顶面齐平。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至6任一所述的车载手机无线充电系统。
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彭海兰: "自动化生产线安装与调试", 武汉大学出版社 *

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