CN115459468A - 无线充电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线充电装置，包括底座、充电单元和驱动机构，底座形成用于承载待充电设备的平台，底座具有位于平台下侧的空腔，充电单元包括安装座和设于安装座的送电线圈，安装座可活动地设于空腔，以具有沿第一方向和第二方向移动的活动行程，驱动机构设于底座，且与安装座驱动连接，驱动机构用于驱动安装座移动，以使得当平台上承载待充电设备时，充电单元移动至送电线圈与待充电设备中的受电线圈对准。本发明提供的实施例中，当用户将待充电设备放置平台上时，驱动机构驱动平台下侧的充电单元移动至待充电设备下方，使得送电线圈与待充电设备中的受电线圈对准，从而保障无需充电效率，充电速度快，用户使用方便。

Description

无线充电装置

技术领域

本发明涉及无线充电技术领域，特别涉及一种无线充电装置。

背景技术

现有的无线充座中，送电线圈的位置基本固定，当用户将待充电设备放置在无线充电座上时，送电线圈和受电线圈很可能无法精确对准，导致充不上电或者充电效率降低。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种能够实现线圈位置自动校准的无线充电装置。

为实现上述目的，本发明提出一种无线充电装置，包括：

底座，形成用于承载待充电设备的平台，所述底座具有位于所述平台下侧的空腔；

充电单元，包括安装座和设于所述安装座的送电线圈，所述安装座可活动地设于所述空腔，以具有沿第一方向和第二方向移动的活动行程；以及，

驱动机构，设于所述底座，且与所述安装座驱动连接，所述驱动机构用于驱动所述安装座移动，以使得当所述平台上承载所述待充电设备时，所述充电单元移动至所述送电线圈与所述待充电设备中的受电线圈对准。

在一实施例中，所述驱动机构包括第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝杆沿所述第一方向延伸，且与设于所述安装座的第一螺母螺接，所述第二丝杆沿所述第二方向延伸，且与设于所述第一丝杆的第二螺母螺接。

在一实施例中，所述第一丝杆穿设于所述安装座，所述第二螺母设有两个，两个所述第二螺母分设于所述第一丝杆的两端，所述第二丝杆设有两根，各所述第二丝杆一一对应地穿设于各所述第二螺母，且分别转动安装于所述底座。

在一实施例中，所述驱动机构还包括第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部设于两个所述第二螺母中的至少其中一个，且与所述第一丝杆驱动连接，用于驱动所述第一丝杆转动，所述第二驱动部设有两个，两个所述第二驱动部设于所述底座，且一一对应地与各所述第二丝杆驱动连接，用于驱动各所述第二丝杆转动。

在一实施例中，还包括控制装置，所述控制装置与所述驱动机构及所述送电线圈电性连接，用于控制所述驱动机构驱动所述安装座移动，并中获取所述送电线圈的感应电流值，以使得所述控制装置根据所述感应电流值控制所述安装座移动。

在一实施例中，所述控制装置用于在所述待充电设备位于所述平台上时，获取所述送电线圈的实时感应电流值，当所述实时感应电流值达到预设的充电电流值时，所述控制装置控制所述驱动机构停止驱动所述安装座移动。

在一实施例中，所述控制装置用于在所述平台上承载所述待充电设备时，获取所述送电线圈的第一初始电流值，并控制所述安装座沿所述第一方向移动，所述控制装置用于在所述安装座沿所述第一方向移动预设的距离时，获取所述送电线圈的第一感应电流值，当所述第一感应电流值大于所述第一初始电流值，所述控制装置控制所述安装座沿所述第一方向继续移动，当所述第一感应电流值小于所述第一初始电流值时，所述控制装置控制安装座沿与所述第一方向相反的方向移动。

在一实施例中，所述控制装置用于在所述安装座沿所述第一方向或与所述第一方向相反的方向移动的行程中，获取所述送电线圈的第一实时感应电流值，当所述第一实时感应电流值呈减小趋势时，所述控制装置控制所述安装座停止沿所述第一方向移动。

在一实施例中，所述控制装置用于在所述安装座停止沿所述第一方向移动后，获取所述送电线圈的第二初始电流值，并控制所述安装座沿所述第二方向移动，所述控制装置用于在所述安装座沿所述第二方向移动预设的距离时，获取所述送电线圈的第二感应电流值，当所述第二感应电流值大于所述第二初始电流值时，所述控制装置控制所述安装座沿所述第二方向继续移动，当所述第二感应电流值小于所述第二初始电流值时，所述控制装置控制所述安装座沿与所述第二方向相反的方向移动。

在一实施例中，所述待充电设备为耳机充电盒，所述无线充电装置为耳机充电盒无线充电座。

本发明提供的无线充电装置包括底座、充电单元和驱动机构，底座包括用于承载待充电设备的平台，所述底座形成位于所述平台下侧的空腔，所述充电单元包括安装座和设于所述安装座的送电线圈，所述安装座可活动地设于所述空腔，以具有沿第一方向和第二方向移动的活动行程，所述驱动机构设于所述底座，且与所述安装座驱动连接，所述驱动机构用于驱动所述安装座移动，以使得当所述平台上承载所述待充电设备时，所述充电单元移动至所述送电线圈与所述待充电设备中的受电线圈对准。本发明提供的实施例中，当用户将待充电设备放置平台上时，驱动机构驱动平台下侧的充电单元移动至待充电设备下方，使得送电线圈与待充电设备中的受电线圈对准，从而保障无需充电效率，充电速度快，用户使用方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的无线充电装置一实施例的立体结构示意图，其中待充电设备放置在平台上；

图2为图1中无线充电装置的立体结构示意图，其中待充电设备未放置于平台；

图3为图1中无线充电装置和待充电设备的立体结构分解示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

请参阅图1至图3，本申请公开一种无线充电装置100，所述无线充电装置100利用电磁感应原理的采用无线充电方式对待充电设备200充电。具体地，所述无线充电内部设置有用于供电的送电线圈22，当待充电设备200靠近所述无线充电装置100时，所述送电线圈22与待充电设备200中的受电线圈201发生能量耦合，使得受电线圈201产生感应电流，实现对待充电设备200的充电。

具体地，所述无线充电装置100可以是一种充电座，所述无线充电装置100包括底座10、充电单元20和驱动机构30，所述底座10的外观形状不作限制，例如可以是平板状、块状或圆筒状等。所述底座10形成用于承载待充电设备200的平台11，所述待充电设备200可以是手机、耳机204充电盒202或电动牙刷等电子设备，当用户需要对待充电设备200充电时，可将所述待充电设备200放置于平台11上侧。在本实施例中，以耳机204充电盒202用无线充电装置100进行说明。请参阅图3，所述充电盒202用于收纳耳机204，并设有受电线圈201和电池203，受电线圈201通过能量耦合接收送电线圈22的送电，实现对电池203的充电，而电池203和耳机204之间通过触点电性连接，实现电池203对耳机204的充电。

请继续参阅图3，所述底座10形成有用于承载待充电设备200的平台，所述底座10具有位于所述平台11下侧的空腔12，所述充电单元20包括安装座21和设于所述安装座21的送电线圈22，所述安装座21可活动地设于所述空腔12，从而以具有沿第一方向和第二方向移动的活动行程。在本实施例中，所述第一方向与所述第二方向垂直。可以理解所述第一方向和所述第二方向大致与所述平台11的上侧面平行，以使得所述安装座21能够移动至所述平台11下侧的基本所有区域。所述送电线圈22设于所述安装座21上，随所述安装座21移动，最好所述送电线圈22设于所述安装座21上侧，以减小所述送电线圈22与所述待充电设备200中的受电线圈201之间的距离，从而获得更高的充电效率。所述驱动机构30设于所述底座10，且与所述安装座21驱动连接，所述驱动机构30用于驱动所述安装座21移动，以使得当所述平台11上承载所述待充电设备200时，所述充电单元20移动至所述送电线圈22与所述待充电设备200中的受电线圈201对准。

本发实施例中，当用户将待充电设备200放置平台11上时，驱动机构30驱动平台11下侧的充电单元20移动至待充电设备200下方，使得送电线圈22与待充电设备200中的受电线圈201对准，从而保障无需充电效率，充电速度快，用户使用方便。

所述驱动机构30对所述安装座21的驱动形式不作限制，例如可以是蜗杆齿轮配合驱动、可以是齿轮齿条配合驱动、还可以是带轮传动驱动等。在本实施例中，为了使得所述充电座具有较小的体积，所述驱动机构30采用丝杆螺母的方式传动驱动。具体地，请继续参阅图3，所述驱动机构30包括第一丝杆31和第二丝杆32，所述第一丝杆31沿所述第一方向延伸，且与设于所述安装座21的第一螺母310螺接，所述第二丝杆32沿所述第二方向延伸，且与设于所述第一丝杆31的第二螺母320螺接。在本实施例中，当需要驱动所述安装座21沿第一方向移动时，所述第一丝杆31转动，与其螺接第一螺母310转动并沿第一方向移动，带动所述安装座21及其上设置的送电线圈22沿第一方向移动。而当需要驱动所述安装座21沿第二方向移动时，所述第二丝杆32转动，与其螺接的第二螺母320转动并沿第二方向移动，带动所述第一丝杆31及所述充电单元20一同沿第二方向移动。采用上述结构，一方面可以使得充电单元20能够移动至所述待充电设备200下方，使得所述送电线圈22与所述受电线圈201对准，从而提高充电效率、缩短充电时间，提升用户使用体验。另一方面，丝杆螺母传动结构具有较小的体积，尤其在所述平台11的法向上可具有较小的尺寸，从而使得所述无线充电装置100外形更薄，更轻便美观，符合用户的使用需求。再者，通过调节所述第一丝杆31和所述第二丝杆32的转动圈数，就能够精准地控制所述充电单元20在所述第一方向和所述第二方向上的移动距离，使得所述送电线圈22与所述受电线圈201的对准效果更好。

在上一实施例的基础上，为了使得所述安装座21移动更加平稳可靠，请继续参阅图3，在一实施例中，所述第一丝杆31穿设于所述安装座21，所述第二螺母320设有两个，两个所述第二螺母320分设于所述第一丝杆31的两端，所述第二丝杆32设有两根，各所述第二丝杆32一一对应地穿设于各所述第二螺母320，且分别转动安装于所述底座10。在本实施例中，安装座21由第一丝杆31承载，同时第一丝杆31的两端又分别通过两个第二螺母320与两个平行间隔设置的第二丝杆32螺接，如此，所述安装座21具有对称的承载结构，使得充电单元20整体移动更加平稳可靠，避免送电线圈22倾斜影响充电效率。

在优选的实施例中，请继续参阅图3，所述驱动机构30还包括第一驱动部311和第二驱动部321，所述第一驱动部311设于两个所述第二螺母320中的至少其中一个，且与所述第一丝杆31驱动连接，用于驱动所述第一丝杆31转动，所述第二驱动部321设有两个，两个所述第二驱动部321设于所述底座10，且一一对应地与各所述第二丝杆32驱动连接，用于驱动各所述第二丝杆32转动。在本实施例中，所述第一驱动部311和所述第二驱动部321分别可以是步进电机，也可以是其他动力提供装置，通过控制所述第一驱动部311和所述第二驱动部321，就能够驱动所述第一丝杆31和所述第二丝杆32转动，从而根据需要将所述充电单元20移动至合适的位置，使得所述充电单元20中的所述送电线圈22与所述待充电设备200中的所述受电线圈201对准，从而提高充电效率、缩短充电时间，提升用户使用体验。

在无线充电中，所述送电线圈22与所述受电线圈201之间的距离影响所述送电线圈22和所述受电线圈201之间的耦合效果，而该耦合效果可通过受电线圈201所产生的感应电流强度直观地表现出来。也就是说，当所述送电线圈22和所述受电线圈201距离较远时，所述受电线圈201所产生的感应电流值相对较小，而随着送电线圈22和所述受电线圈201之间的距离减小，所述受电线圈201所产生的感应电流随之增大，直至所述送电线圈22和所述受电线圈201距离在合适的范围内，所述送电线圈22与所述受电线圈201之间的耦合效果最好，充电效率最高。

基于上述特性，在上述实施例的基础上，一实施例中，所述无线充电装置100还包括控制装置，所述控制装置与所述驱动机构30及所述送电线圈22电性连接，用于控制所述驱动机构30驱动所述安装座21移动，并中获取所述送电线圈22的感应电流值，以使得所述控制装置根据所述感应电流值控制所述安装座21移动。所述控制装置包括存储器、处理器及存储于所述存储器并可由所述处理器上运行的无线充电装置100的控制程序，在运行该控制程序时，控制装置根据获取到的所述送电线圈22的感应电流值控制所述安装座21移动，以使得所述送电线圈22和所述受电线圈201对准。在本实施例中，控制装置可通过获取受电线圈201的感应电流值大小，确定所述送电线圈22与所述受电线圈201之间的距离，并通过在送电线圈22移动过程中，所述受电线圈201的感应电流的大小变化反馈，控制所述驱动机构30驱动所述安装座21移动，调整所述送电线圈22的移动方向，直至所述送电线圈22与所述受电线圈201对准，获得最高的充电效率。

在上一实施例的基础上，所述控制装置用于在所述平台11上承载所述待充电设备200时，获取所述送电线圈22的第一初始电流值，并控制所述安装座21沿所述第一方向移动，所述控制装置用于在所述安装座21沿所述第一方向移动预设的距离时，获取所述送电线圈22的第一感应电流值，当所述第一感应电流值大于所述第一初始电流值，所述控制装置控制所述安装座21沿所述第一方向继续移动，当所述第一感应电流值小于所述第一初始电流值时，所述控制装置控制安装座21沿与所述第一方向相反的方向移动。在本实施例中，在所述待充电设备200刚被放置于所述平台11上时，需要判断受电线圈201与送电线圈22的相对方位，以选择合适的方向移动所述安装座21。具体地，本实施例中，通过在第一方向上预移动所述送电线圈22，再比较送电线圈22的电流变化，若所述送电线圈22的感应电流变小，则说明受电线圈201在第一方向的反方向上，因而可控制安装座21沿第一方向的反方向移动。而若在沿第一方向移动后，送电线圈22的感应电流变大，则说明受电线圈201在第一方向上，因而可控制安装座21继续沿第一方向移动，以接近受电线圈201。需要说明的是，在本发明中，第一方向的反方向即与第一方向呈180度的方向，同样第二方向的反方向即与第二方向呈180度的方向。

基于上一实施例，还需要判断安装座21移动到何处停止，因而在本实施例中，所述控制装置用于在所述安装座21沿所述第一方向或与所述第一方向相反的方向移动的行程中，获取所述送电线圈22的第一实时感应电流值，当所述第一实时感应电流值呈减小趋势时，所述控制装置控制所述安装座21停止沿所述第一方向移动。可以理解，在安装座21移动的过程中，若送电线圈22的感应电流值持续变大，则说明送电线圈22与受电线圈201逐渐接近，反之，则说明送电线圈22与受电线圈201逐渐远离。因而在本实施例中，通过获取送电线圈22移动过程中，送电线圈22中第一实时感应电流值的大小变化，可判断何时应停止在该方向上移动线圈。在本实施例中，可以预设的时间间隔或安装座21预设的移动距离为间隔检测所述送电线圈22中的第一实时感应电流值，并将获取的多个第一实时感应电流值进行大小比较，当第一实时感应电流值持续增大或持平时，可驱动所述安装座21继续沿第一方向移动，而当第一实时感应电流值第一次减小时，就可以控制驱动机构30停止驱动所述安装座21，使得所述送电线圈22停止移动。

所述送电线圈22停止移动时，可能在第二方向上与受电线圈201之间具有间隔，因而在优选的实施例中，所述控制装置用于在所述安装座21停止沿所述第一方向移动后，获取所述送电线圈22的第二初始电流值，并控制所述安装座21沿所述第二方向移动，所述控制装置用于在所述安装座21沿所述第二方向移动预设的距离时，获取所述送电线圈22的第二感应电流值，当所述第二感应电流值大于所述第二初始电流值时，所述控制装置控制所述安装座21沿所述第二方向继续移动，当所述第二感应电流值小于所述第二初始电流值时，所述控制装置控制所述安装座21沿与所述第二方向相反的方向移动。在本实施例中，基于与前述实施例相同的原理，通过在第二方向上预移动安装座21，并监控所述送电线圈22的第二感应电流值变化，获知所述受电线圈201相对所述送电线圈22的方向所在。

在上述实施例中，还需要根据所述送电线圈22的实时感应电流值大小判断所述送电线圈22与所述受电线圈201是否对准，具体地，可以在所述待充电设备200位于所述平台11上时，获取所述送电线圈22的实时感应电流值，当所述实时感应电流值达到预设的充电电流值时，所述控制装置控制所述驱动机构30停止驱动所述安装座21移动。在本实施例中，所述预设的充电电流值可根据无线充电装置100的型号预先设定，达到该充电电流值说明送电线圈22和受电线圈201之间达到最大的充电效率，也即两者对准。控制装置检测所述送电线圈22的实时感应电流值大小，可以理解，该实时感应电流值可随所述送电线圈22的移动而变化，当所述实时感应电流值达到预设的充电电流值时，说明送电线圈22与受电线圈201已对准，无需再通过驱动机构30驱动移动所述安装座21。在一些实施例中，可能用户将待充电设备200放置于平台11上时，送电线圈22与受电线圈201已经对准，此时也无需驱动机构30驱动安装座21移动。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种无线充电装置，其特征在于，包括：

底座，形成用于承载待充电设备的平台，所述底座具有位于所述平台下侧的空腔；

充电单元，包括安装座和设于所述安装座的送电线圈，所述安装座可活动地设于所述空腔，以具有沿第一方向和第二方向移动的活动行程；以及，

驱动机构，设于所述底座，且与所述安装座驱动连接，所述驱动机构用于驱动所述安装座移动，以使得当所述平台上承载所述待充电设备时，所述充电单元移动至所述送电线圈与所述待充电设备中的受电线圈对准。

2.如权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述驱动机构包括第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝杆沿所述第一方向延伸，且与设于所述安装座的第一螺母螺接，所述第二丝杆沿所述第二方向延伸，且与设于所述第一丝杆的第二螺母螺接。

3.如权利要求2所述的无线充电装置，其特征在于，所述第一丝杆穿设于所述安装座，所述第二螺母设有两个，两个所述第二螺母分设于所述第一丝杆的两端，所述第二丝杆设有两根，各所述第二丝杆一一对应地穿设于各所述第二螺母，且分别转动安装于所述底座。

4.如权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，所述驱动机构还包括第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部设于两个所述第二螺母中的至少其中一个，且与所述第一丝杆驱动连接，用于驱动所述第一丝杆转动，所述第二驱动部设有两个，两个所述第二驱动部设于所述底座，且一一对应地与各所述第二丝杆驱动连接，用于驱动各所述第二丝杆转动。

5.如权利要求1至4中任一项所述的无线充电装置，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置与所述驱动机构及所述送电线圈电性连接，用于控制所述驱动机构驱动所述安装座移动，并中获取所述送电线圈的感应电流值，以使得所述控制装置根据所述感应电流值控制所述安装座移动。

6.如权利要求5所述的无线充电装置，其特征在于，所述控制装置用于在所述待充电设备位于所述平台上时，获取所述送电线圈的实时感应电流值，当所述实时感应电流值达到预设的充电电流值时，所述控制装置控制所述驱动机构停止驱动所述安装座移动。

7.如权利要求6所述的无线充电装置，其特征在于，所述控制装置用于在所述平台上承载所述待充电设备时，获取所述送电线圈的第一初始电流值，并控制所述安装座沿所述第一方向移动，所述控制装置用于在所述安装座沿所述第一方向移动预设的距离时，获取所述送电线圈的第一感应电流值，当所述第一感应电流值大于所述第一初始电流值，所述控制装置控制所述安装座沿所述第一方向继续移动，当所述第一感应电流值小于所述第一初始电流值时，所述控制装置控制安装座沿与所述第一方向相反的方向移动。

8.如权利要求7所述的无线充电装置，其特征在于，所述控制装置用于在所述安装座沿所述第一方向或与所述第一方向相反的方向移动的行程中，获取所述送电线圈的第一实时感应电流值，当所述第一实时感应电流值呈减小趋势时，所述控制装置控制所述安装座停止沿所述第一方向移动。

9.如权利要求8所述的无线充电装置，其特征在于，所述控制装置用于在所述安装座停止沿所述第一方向移动后，获取所述送电线圈的第二初始电流值，并控制所述安装座沿所述第二方向移动，所述控制装置用于在所述安装座沿所述第二方向移动预设的距离时，获取所述送电线圈的第二感应电流值，当所述第二感应电流值大于所述第二初始电流值时，所述控制装置控制所述安装座沿所述第二方向继续移动，当所述第二感应电流值小于所述第二初始电流值时，所述控制装置控制所述安装座沿与所述第二方向相反的方向移动。

10.如权利要求1至4及6至9中任一项所述的无线充电装置，其特征在于，所述待充电设备为耳机充电盒，所述无线充电装置为耳机充电盒无线充电座。

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