CN114470801A

CN114470801A - 一种无线充电式汽车玩具

Info

Publication number: CN114470801A
Application number: CN202111618628.4A
Authority: CN
Inventors: 姚冰楠; 王军强; 许巍; 林波; 陈霄; 李傲; 霍军涛
Original assignee: Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Current assignee: Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2022-05-13

Abstract

本发明公开了一种无线充电式汽车玩具，属于玩具汽车技术领域，能够解决现有玩具汽车在蓄电池电量不足或没有蓄电池的情况下，无法行驶的问题。所述汽车玩具包括轨道和玩具汽车，轨道由多个导轨部件组成；其中一对相邻的导轨部件上设置有电源接口，设置有电源接口的两个导轨部件之间通过绝缘锁扣连接，其余相邻导轨部件之间通过导电磁铁连接；导轨部件内部设置有无线充电发射装置，无线充电发射装置与导轨部件上的导电磁铁电连接；玩具汽车内部设置有无线充电接收装置和储电装置，无线充电接收装置用于与无线充电发射装置配合向储电装置充电；储电装置用于向玩具汽车的驱动提供电能。本发明用于玩具汽车的无线充电。

Description

一种无线充电式汽车玩具

技术领域

本发明涉及一种无线充电式汽车玩具，属于玩具汽车技术领域。

背景技术

随着能源短缺和环境污染问题日益严重，电动汽车受到了世界各国的大力推广。由于电池容量及充电基础设施等条件的限制，充电问题成为电动汽车发展过程中最主要的瓶颈问题。新兴的无线充电技术由于能解决传统有线充电的接口限制、安全隐患等缺点，越来越受到人们的关注。

无线充电是通过在发射端和接收端采用相应设备，以发射和接收信号，进而实现电能传输的技术，目前实现方式主要有电磁感应、磁共振、无线电波和电场耦合。例如，现有技术提供了一种无线充电公路系统及无线充电汽车，包括无线充电车道，设置有地下能量发射机构，利用电磁感应原理，为车载电池充电，实现边走边充。现有技术还提供了一种基于互感技术及无线充电道路的无线充电汽车系统，发射线圈埋于路面下，充电汽车底部和轮毂上均有接收线圈，且底部的接收线圈配有伸缩轴，可以减小与发射线圈的间距，提高了充电效率。

虽然无线充电技术成为当下的研究热点，但随着研究的深入也出现了许多问题。现有的电动汽车无线充电技术研究大部分停留在理想化状态，导致传输效率低下，使得在使用条件更加苛刻的现实生活中难以普及。

发明内容

本发明提供了一种无线充电式汽车玩具，能够解决现有玩具汽车在蓄电池电量不足或没有蓄电池的情况下，无法行驶的问题。

本发明将无线充电这一高端科学技术融于玩具中，既可以做益智玩具，又可以起到科普的作用。

本发明提供了一种无线充电式汽车玩具，包括轨道和玩具汽车，所述玩具汽车可在所述轨道上行驶；

所述轨道由多个导轨部件组成；其中一对相邻的导轨部件上设置有电源接口，设置有电源接口的两个导轨部件之间通过绝缘锁扣连接，其余相邻导轨部件之间通过导电磁铁连接；所述电源接口的正极和负极分别与其所在的导轨部件上的导电磁铁连接；所述导轨部件为矩形或弧形，多个矩形的导轨部件和多个弧形的导轨部件可围成封闭导轨；

所述导轨部件内部设置有无线充电发射装置，所述无线充电发射装置与所述导轨部件上的导电磁铁电连接；

所述玩具汽车内部设置有无线充电接收装置和储电装置，所述无线充电接收装置用于与所述无线充电发射装置配合向所述储电装置充电；所述储电装置用于向所述玩具汽车的驱动提供电能。

可选的，所述无线充电发射装置包括发射线圈、发射模块和控制开关；

所述发射线圈的首尾端分别通过导线与所述发射模块连接；所述发射模块通过导线分别连接在电源正极线和电源负极线上；所述电源正极线和所述电源负极线的两端分别连接在所述导电磁铁上；所述控制开关设置在所述发射模块与所述电源正极线或所述电源负极线的连接导线上。

可选的，所述导轨部件包括上半部和下半部，所述上半部和所述下半部卡接；所述无线充电发射装置设置在所述上半部和所述下半部之间。

可选的，所述无线充电接收装置包括有与所述发射线圈匹配的接收线圈和接收模块。

可选的，所述玩具汽车上设置有可抽拉式的接收端，所述无线充电接收装置设置在所述接收端的底部。

可选的，所述接收端的顶部设置有导磁材料。

可选的，所述导磁材料为非晶纳米晶片或铁氧体片。

可选的，所述电源接口为USB接口或DC接口。

可选的，所述储电装置为可充电式蓄电池。

可选的，所述发射线圈为多个铜线圈。

可选的，所述发射线圈为圆形、矩形和椭圆形中的任一种。

可选的，所述发射线圈由导线绕制而成；或者，所述发射线圈由覆铜板蚀刻而成。

可选的，所述电源正极线和所述电源负极线为导线或者由覆铜板蚀刻而成。

本发明能产生的有益效果包括：

本发明提供的无线充电式汽车玩具，通过制定特殊轨道和玩具汽车，让小朋友在娱乐的过程中切身体会无线充电式能源汽车的原理，达到科普的目的；同时，解决现有玩具汽车在蓄电池电量不足或没有蓄电池的情况下，依然可以行驶的问题，实现边走边充且减少使用蓄电池的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无线充电式汽车玩具整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的导轨部件结构示意图；

图3为本发明实施例提供的无线充电发射装置结构示意图；

图4为本发明实施例提供的玩具汽车简图；

图5为本发明实施例提供的玩具汽车底部示意图。

部件和附图标记列表：

1、轨道；11、导轨部件；111、上半部；112、下半部；113、发射线圈；114、发射模块；115、导电磁铁；116、电源正极线；117、第一导线；118、第二导线；119、电源负极线；120、第三导线；121、第四导线；122、控制开关；13、电源接口；2、玩具汽车；21、接收端；22、储电装置；23、电机动力装置；211、接收线圈；212、接收模块。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。

为了使人们更加方便地了解电动汽车无线充电技术，本发明将提供一种可拆卸的无线充电玩具汽车演示模型，让孩子们亲自动手操作，在娱乐中学习科学知识。另一方面，针对现有玩具汽车需要安装更换蓄电池，带来的废弃电池污染环境问题，或者在进行有线充电的过程中不能使用的问题，本发明将对现有玩具汽车进行改造，实现边走边充且减少使用蓄电池的目的。

具体的，本发明实施例提供了一种无线充电式汽车玩具，如图1至图3所示，包括轨道1和玩具汽车2，玩具汽车2可在轨道1上行驶；轨道1是可以拆卸的，由多个导轨部件11组成；其中一对相邻的导轨部件11上设置有电源接口13，设置有电源接口13的两个导轨部件11之间通过绝缘锁扣连接，其余相邻导轨部件11之间通过导电磁铁115连接。导轨部件11可以为矩形或弧形，多个矩形的导轨部件11和多个弧形的导轨部件11可围成封闭导轨。

电源接口13的正极和负极分别与其所在的导轨部件11上的导电磁铁115连接；电源接口13可以为USB接口或DC接口。

导轨部件11内部设置有无线充电发射装置，无线充电发射装置与导轨部件11上的导电磁铁115电连接。

参考图4和图5所示，玩具汽车2内部设置有无线充电接收装置和储电装置22，无线充电接收装置用于与无线充电发射装置配合向储电装置22充电；储电装置22用于向玩具汽车2的驱动提供电能。

当电源接口13通电以后，玩具汽车2在不安装蓄电池或蓄电池没电的形况下，可以在轨道1上正常行驶，实现边走边充。

进一步的，参考图2所示，导轨部件11包括上半部111和下半部112，上半部111和下半部112卡接形成整体；无线充电发射装置设置在上半部111和下半部112之间。

参考图3所示，无线充电发射装置包括发射线圈113、发射模块114和控制开关122；发射线圈113贴附在上半部111的背面，发射线圈113的首尾端分别通过第二导线118和第四导线121与发射模块114连接；发射模块114通过第一导线117和第三导线120分别连接在电源正极线116和电源负极线119上；电源正极线116和电源负极线119的两端分别连接在导电磁铁115上；控制开关122设置在发射模块114与电源正极线116或电源负极线119的连接导线(即第一导线117或第三导线120)上。第一导线117和电源负极线119绝缘，导轨部件11可以通过导电磁铁115相互连接导通。

其中，发射线圈113的形状可以是圆形、矩形或椭圆形等，发射线圈113可以由导线绕制而成，也可以由覆铜板蚀刻而成。本发明实施例对于发射线圈113的设置数量不做限定，在实际应用中，发射线圈113可以是1个或2个铜线圈，也可以是多个铜线圈。

电源正极线116和电源负极线119可以是导线，也可以由覆铜板蚀刻而成。

本发明的玩具汽车2与普通玩具小汽车相比，增加了无线充电接收装置。参考图4和图5所示，玩具汽车2设有可抽拉式的接收端21、储电装置22(可以为可充电式蓄电池)和电机动力装置23，在接收端21的底部装有与发射线圈113匹配的接收线圈211和接收模块212，在接收端21的顶部可以放上非晶纳米晶片或铁氧体片等导磁材料，作为增强器可以提高无线充电的效率。需要说明的是，该导磁材料与接收端21可拆卸连接，技术人员可以根据实际需求来决定是否设置，本发明实施例对此不做限定。

根据场地，可以选择合适数量的矩形的导轨部件11和弧形的导轨部件11，组装成一个封闭完整的导轨，电源接口13可以设置在两个弧形的导轨部件11之间，这两个弧形的导轨部件11之间并不导通，而是通过绝缘锁扣连接。在此之前，可根据需要接通每个发射线圈113上的控制开关122，连通的线圈之间并联，通过电源接口13接通电源之后，在没有蓄电池或者蓄电池缺电的情况下，将玩具汽车2放在轨道1上，可以达到边行驶边充电的目的。

与传统玩具小汽车相比，本发明可以实现无线充电。一方面，在安装蓄电池的情况下，具有普通玩具小汽车的功能；另一方面在不安装蓄电池或蓄电池需要充电而小汽车不能工作的情况下，放在组装的轨道1上，就可以实现边行驶边充电，不仅节约了时间，也减少了蓄电池的使用，保护了环境。

其中，轨道1可以拆卸，不仅可以根据空间大小选择组装合适尺寸的轨道1，在不使用的情况下也方便收纳，而不占用场地。

每个发射端配有控制开关122，可根据需要选择是否导通，从而形成不同间距的充电模式。

玩具汽车2的接收端可抽拉，配置非晶等导磁材料作为增强器，可以提高无线充电的效率。

该汽车玩具组装简单，携带方便，普适性强，可以作为科普演示模型，进行关于无线充电式能源汽车的宣传教育，从不同角度切身体验和了解无线充电技术，达到寓教于乐的目的。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims

1.一种无线充电式汽车玩具，其特征在于，包括轨道和玩具汽车，所述玩具汽车可在所述轨道上行驶；

2.根据权利要求1所述的无线充电式汽车玩具，其特征在于，所述无线充电发射装置包括发射线圈、发射模块和控制开关；

3.根据权利要求1或2所述的无线充电式汽车玩具，其特征在于，所述导轨部件包括上半部和下半部，所述上半部和所述下半部卡接；所述无线充电发射装置设置在所述上半部和所述下半部之间。

4.根据权利要求2所述的无线充电式汽车玩具，其特征在于，所述无线充电接收装置包括有与所述发射线圈匹配的接收线圈和接收模块。

5.根据权利要求1所述的无线充电式汽车玩具，其特征在于，所述玩具汽车上设置有可抽拉式的接收端，所述无线充电接收装置设置在所述接收端的底部。

6.根据权利要求5所述的无线充电式汽车玩具，其特征在于，所述接收端的顶部设置有导磁材料。

7.根据权利要求6所述的无线充电式汽车玩具，其特征在于，所述导磁材料为非晶纳米晶片或铁氧体片。

8.根据权利要求1所述的无线充电式汽车玩具，其特征在于，所述电源接口为USB接口或DC接口。

9.根据权利要求1所述的无线充电式汽车玩具，其特征在于，所述储电装置为可充电式蓄电池。

10.根据权利要求2所述的无线充电式汽车玩具，其特征在于，所述发射线圈为多个铜线圈。