CN208386174U - 无线充电装置和无线充电系统 - Google Patents

Abstract

提供一种无线充电装置和无线充电系统。该无线充电装置包括：工作面板、发射线圈、基座、固定导轨以及驱动装置；该固定导轨相对该基座固定，该工作面板与该基座活动链接，该驱动装置分别与该发射线圈和该工作面板相连；该工作面板用于：放置设置有接收线圈的待充电设备；该发射线圈用于：发射电磁信号，以对待充电设备进行无线充电；该驱动装置用于：驱动该发射线圈沿该固定导轨运动，以及驱动该工作面板相对该基座运动。本申请提供的无线充电装置通过驱动该发射线圈沿与该无线充电装置的基座固定设置的固定导轨运动和/或驱动该工作面相对该基座运动，使得该接收线圈与该发射线圈对准，能够有效提高充电效率，进而提升用户体验。

Description

无线充电装置和无线充电系统

技术领域

本实施例中涉及领域，并且更具体地，涉及无线充电装置和无线充电系统。

背景技术

目前，在充电技术领域，待充电设备主要采用有线充电方式进行充电。

以手机为例，当需要为手机充电时，可以通过充电线缆(如通用串行总线(universal serial bus，USB)线缆)将手机与电源提供设备相连，并通过该充电线缆将电源提供设备的输出功率传输至手机，为手机内的电池充电。

然而，随着无线充电的普及，越来越多的电子设备都支持无线充电或者无线传输等功能，无线充电方式也越来越受到人们的青睐。现有的无线充电底座上的用于发射电磁波的发射线圈基本都是固定在底座上的，这就导致了待充电设备在放置到底座上时，需要找准位置，一旦位置偏差，充电效率就会降低，严重影响了用户体验。

实用新型内容

提供一种无线充电装置和无线充电系统，能够有效提高充电效率，进而提升用户体验。

一方面，提供了一种无线充电装置，包括：

工作面板、发射线圈、基座、固定导轨以及驱动装置；

所述固定导轨相对所述基座固定，所述工作面板与所述基座活动链接，所述驱动装置分别与所述发射线圈和所述工作面板相连；

所述工作面板用于：放置设置有接收线圈的待充电设备；

所述发射线圈用于：发射电磁信号，以对所述待充电设备进行无线充电；

所述驱动装置用于：驱动所述发射线圈沿所述固定导轨运动，以及驱动所述工作面板相对所述基座运动。

另一方面，提供了一种无线充电系统，包括：

前述无线充电装置，以及利用所述无线充电装置进行充电的待充电设备。

本申请提供的无线充电装置和无线充电系统，通过先后改变发射线圈和待充电设备的位置，具体地，通过驱动该发射线圈沿与该无线充电装置的基座固定设置的固定导轨运动和/或驱动该工作面相对该基座运动，使得该接收线圈与该发射线圈对准，能够有效提高充电效率，进而提升用户体验。此外，避免了分离设计该工作面板和基座，运行过程简单高效，对准精度高，进一步降低了设备成本。

附图说明

图1是本申请实施例的无线充电系统的结构示例图。

图2是本申请的无线充电装置的结构的示意性框图。

图3是本申请的无线充电装置的工作面板的移动方式的示意图。

图4是本申请的无线充电装置的示意性结构图。

图5是本申请的无线充电装置的另一示意性结构图。

图6是本申请的无线充电装置的另一示意性结构图。

具体实施方式

本实施例中基于无线充电技术对待充电设备进行充电，无线充电技术不需要电缆即可完成功率的传输，能够简化充电准备阶段的操作。

无线充电技术需要将电源提供设备(如适配器)与无线充电装置(如无线充电底座)相连，并通过该无线充电装置将电源提供设备的输出功率以无线的方式(如电磁信号或电磁波)传输至待充电设备，对待充电设备进行无线充电。按照无线充电原理不同，无线充电方式可分为磁耦合(或电磁感应)、磁共振以及无线电波三种方式。具体采用的无线充电标准可包括：QI标准、电源实物联盟(power matters alliance，PMA)标准、无线电源联盟(alliance for wireless power，A4WP)。QI标准和PMA标准均采用磁耦合方式进行无线充电。A4WP标准采用磁共振方式进行无线充电。

下面结合图1，对本申请的无线充电方式进行介绍。

如图1所示，无线充电系统包括电源提供设备110、无线充电装置120以及待充电设备130，其中无线充电装置120例如可以是无线充电底座，待充电设备130例如可以是终端。该电源提供设备110包括但不限于：适配器、交流电源、移动电源或电脑。

电源提供设备110与无线充电装置120连接之后，会将电源提供设备110的输出电流传输至无线充电装置120。无线充电装置120可以通过内部的无线发射电路121将电源提供设备110的输出电流转换成电磁信号(或电磁波)进行发射。例如，该无线发射电路121可以将电源提供设备110的输出电流转换成交流电，并通过发射线圈122(或发射天线)将该交流电转换成电磁信号。

本申请实施例中，在无线充电之前，无线充电装置120与待充电设备130会预先协商无线发射电路121的发射功率。假设无线充电装置120与待充电设备130之间协商的功率为5W，则无线接收电路131的输出电压和输出电流一般为5V和1A。假设无线充电装置120与待充电设备130之间协商的功率为10.8W，则无线接收电路131的输出电压和输出电流一般为9V和1.2A。

在实际操作中，待充电设备130可以通过无线接收电路131接收无线发射电路121发射的电磁信号，并将该电磁信号转换成无线接收电路131的输出电流。例如，该无线接收电路131可以通过接收线圈134(或接收天线)将无线发射电路121发射的电磁信号转换成交流电，并对该交流电进行整流和/或滤波等操作，将该交流电转换成无线接收电路131的输出电压和输出电流。

然而，无线接收电路131的输出电压并不适合直接加载到电池133两端，而是需要先经过待充电设备130内的电压管理电路132进行变换，以得到待充电设备130内的电池133所预期的充电电压和/或充电电流。

电压管理电路132可用于对无线接收电路131的输出电压进行变换(如恒压和/或恒流控制)，以满足电池133所预期的充电电压和/或充电电流的需求。

作为一种示例，该电压管理电路132可指充电管理模块，例如充电集成电路(integratedcircuit，IC)。在电池133的充电过程中，电压管理电路132可用于对电池133的充电电压和/或充电电流进行管理。该电压管理电路132可以包含电压反馈功能，和/或，电流反馈功能，进一步地，电压管理电路132还可以包含电压检测功能和/或电流检测功能。以实现对电池133的充电电压和/或充电电流的管理。

举例来说，电池的充电过程可包括涓流充电阶段，恒流充电阶段和恒压充电阶段中的一个或者多个。在涓流充电阶段，电压管理电路132可利用电流反馈功能使得在涓流充电阶段进入到电池133的电流满足电池133所预期的充电电流大小(譬如第一充电电流)。在恒流充电阶段，电压管理电路132可利用电流反馈功能使得在恒流充电阶段进入电池133的电流满足电池133所预期的充电电流大小(譬如第二充电电流，该第二充电电流可大于第一充电电流)。在恒压充电阶段，电压管理电路132可利用电压反馈功能使得在恒压充电阶段加载到电池133两端的电压的大小满足电池133所预期的充电电压大小。

作为一种示例，当无线接收电路131的输出电压大于电池133所预期的充电电压时，电压管理电路132可用于对无线接收电路131的输出电压进行降压处理，以使降压转换后得到的充电电压满足电池133所预期的充电电压需求。

作为又一种示例，当无线接收电路131的输出电压小于电池133所预期的充电电压时，电压管理电路132可用于对无线接收电路131的输出电压进行升压处理，以使升压转换后得到的充电电压满足电池133所预期的充电电压需求。

例如，以无线接收电路131输出5V恒定电压为例，当电池133包括一个电芯(以锂电池电芯为例，一个电芯的充电截止电压一般为4.2V)时，电压管理电路132(例如Buck降压电路)可对无线接收电路131的输出电压进行降压处理，以使得降压后得到的充电电压满足电池133所预期的充电电压需求。

例如，以无线接收电路131输出5V恒定电压为例，当电池133包括相互串联的两节或两节以上电芯(以锂电池电芯为例，一个电芯的充电截止电压一般为4.2V)时，电压管理电路132(例如Boost升压电路)可对无线接收电路131的输出电压进行升压处理，以使得升压后得到的充电电压满足电池133所预期的充电电压需求。

应理解，图1所示的无线充电系统仅为示例，附图中涉及的部分或者全部具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式对进行组合或拆分，甚至可以直接删除部分具体技术特征以简化系统，也可以添加附图未标示的具体技术特征以提高系统性能，本申请不做具体限定。例如，图1中的电压管理电路可拆分为降压电路、升压电路以及检测电路。又例如，图1所示的电压管理电路为可选电路。又例如，图1所示的无线充电系统还可以设置有通信功能。

然而，在图1所示的无线充电系统框架中，无线充电装置120上的用于发射电磁波的发射线圈122基本都是固定在底座上的，这就导致了待充电设备130在放置到无线充电装置120上时，需要找准位置，一旦位置偏差，充电效率就会降低，进而会严重影响用户体验。

为了解决上述问题，本申请实施例中提供了一种无线充电装置。该无线充电装置中的发射线圈以及该无线充电装置的工作面板具有可调节性，由此，待充电设备放置在该无线充电装置上时，可针对该无线充电装置中的发射线圈的位置进行调节，并对准待充电设备中的接收线圈，以提高充电效率，进而提升用户体验。

下面结合图2和图3，对本申请实施例中提供的无线充电装置200进行介绍。

如图2所示，本申请实施提供的无线充电装置200可以包括：工作面板210、发射线圈250、基座230、固定导轨240以及驱动装置220；该固定导轨240相对该基座230固定，该工作面板210与该基座230活动链接，该驱动装置220分别与该发射线圈250和该工作面板210相连；其中，该工作面板210用于：放置设置有接收线圈的待充电设备；该发射线圈250用于：发射电磁信号，以对待充电设备进行无线充电；该驱动装置220用于：驱动该发射线圈250沿该固定导轨240运动，以及驱动该工作面板210相对该基座230运动。需要注意的是，本申请中无线充电装置200中的发射线圈250的位置和待充电设备中接收线圈的位置均具有可调节性。具体地，针对发射线圈250来说，发射线圈250可以在固定导轨240上运动，而固定导轨240相对基座230固定设置，例如，该固定导轨240可固定连接在基座230上，换句话说，该发射线圈250可相对基座230运动。针对接收线圈，设置有该接收线圈的待充电设备放置在工作面板210上时，在该工作面板210相对基座230进行运动时，该接收线圈也相对该基座230发生运动。例如，如图3所示，当工作面板210相对基座230做逆时针转动时，该工作面板210上的待充电设备310中的接收线圈311也按照逆时针进行运动(如图3所示的待充电设备310和接收线圈311由实线所在位置移动至虚线所在位置)，在基座230上的发射线圈250不发生运动时，相当于该接收线圈311相对该发射线圈250运动。同样地，当发射线圈250在固定导轨240上进行运动且工作面板210相对基座230不运动时，相当于该发射线圈250相对该接收线圈311运动。在其它实施例中，该发射线圈250和该接收线圈311可相对该基座230同时发生运动，本申请实施例不做具体限定。本申请提供的无线充电的装置，通过先后改变发射线圈250和待充电设备310的位置，具体地，通过驱动该发射线圈250沿与该无线充电装置的基座230固定设置的固定导轨240运动和/或驱动该工作面210相对该基座230运动，使得该接收线圈311与该发射线圈250对准，能够有效提高充电效率，进而提升用户体验。此外，避免了分离设计该工作面板210和基座230，运行过程简单高效，对准精度高，进一步降低了设备成本。

在一个可选地实施例中，该工作面板210的上表面可以设置有防滑层。由此，在该工作面板210相对基座230进行运动时，能够保证该工作面板210上的待充电设备310以及待充电设备310中的该接收线圈311也相对该基座230发生运动。

应当理解，该无线充电装置可以为任何包括有上文涉及的工作面板210、发射线圈250、基座230、固定导轨240以及驱动装置220的设备，例如，该无线充电装置可以为无线充电底座。此外，待充电设备为任意包括设置有接收线圈的设备，例如终端。上述终端可以是任意终端设备，例如，该终端包括但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(public switched telephone network，PSTN)、数字用户线路(digitalsubscriber line，DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(wireless local area network，WLAN)、诸如手持数字视频广播(digital video broadcasting handheld，DVB-H)网络的数字电视网络、卫星网络、调幅-调频(amplitude modulation-frequency modulation，AM-FM)广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”以及/或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(personal communication system，PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(globalpositioning system,GPS)接收器的个人数字助理(personal digital assistant，PDA)；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。另外，本申请实施例中所使用到的待充电设备或终端还可包括移动电源(power bank)，该移动电源能够接收无线充电装置的充电，从而将能量存储起来，以为其他电子装置提供能量。

下面结合图4至图6对本申请的无线充电装置的具体结构进行说明：

一方面，针对用于驱动发射线圈在固定导轨上运动的驱动装置的机械结构，在一个可选地实施例中，如图4所示，该驱动装置可以包括：曲柄413和连杆414；该曲柄413通过该连杆414连接至该发射线圈416，该连杆414用于将该曲柄413的转动转化为该发射线圈416在该固定导轨上的往复运动。进一步地，该驱动装置还可以包括：第一齿轮412，该第一齿轮412与该曲柄413相连，用于驱动该曲柄413转动。进一步地，该第一齿轮411的轮齿用于与步进电机410的轮齿啮合，该步进电机410用于驱动该第一齿轮411转动。此外，为了保证该第一齿轮411能够有效的驱动该曲柄413转动，在一个可实现实施例中，该第一齿轮412可以通过转动轮盘412连接至曲柄413。由此，步进电机410驱动该第一齿轮411转动时，可以带动发射线圈416在固定导轨417上运动。另一方面，针对用于驱动工作面板相对基座运动的驱动装置的机械结构，在一个可选地实施例中，如图4所示，该驱动装置可以包括：第二齿轮421，该第二齿轮421与该工作面板422连接。进一步地，该工作面板422的内侧壁形成有轮齿，该第二齿轮421的轮齿与该内侧壁形成的该轮齿啮合。更进一步地，该内侧壁可以与该基座420垂直。进一步地，该第二齿轮421的轮齿用于与步进电机410的轮齿啮合，该步进电机410用于驱动该第二齿轮421转动。由此，步进电机410驱动该第二齿轮421转动时，可以带动工作面板422一起转动。如图4所示，进一步地，该无线充电装置还可以包括：滑块415，该发射线圈416通过该滑块415设置在该固定导轨417上。更进一步地，该固定导轨417为直线导轨。换句话说，在图4所示的实施例中，发射线圈416通过滑块415放置在固定导轨417上，然后通过曲柄滑块机构中的连杆414带动其发射线圈416沿固定导轨417运动，具体地，固定导轨417固定在基座420中，连杆414和曲柄413活动连接，曲柄413固定在转动轮盘412上；此外，工作面板422用于承载待充电设备，与基座420活动配合，工作面板422上表面为防滑层，且其竖直内侧壁设置有轮齿并与第二齿轮421的齿轮啮合，由此，通过第二齿轮421与竖直内侧壁设置有轮齿啮合使得工作面板422相对基座420运动。

在实际操作中，当发射线圈416需要在固定导轨417上运动时，步进电机410驱动该第一齿轮411，第一齿轮411带动转动轮盘412转动，从而带动曲柄413转动，进而带动连杆414拉动发射线圈416活动；当工作面板422需要旋转活动时，步进电机410驱动该第二齿轮421，第二齿轮421带动工作面板422旋转活动，实现待充电设备与基座420的相对运动。总而言之，本申请实施例中，步进电机410驱动该第一齿轮411转动时，可以带动发射线圈416在固定导轨417上运动，而步进电机410驱动该第二齿轮421转动时，可以带动工作面板422一起转动。

具体地，该步进电机410可以是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制组件。在非超载的情况下，该步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给该步进电机加一个脉冲信号，该步进电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。本申请实施例中的步进电机可以是单相步进电机，也可以是多相步进电机。单相步进电机可以配置有单路电脉冲驱动，输出功率满足能够带动位置调整装置的机械结构。多相步进电机可以配置有多相方波脉冲驱动。使用多相步进电机时，单路电脉冲信号可先通过脉冲分配器转换为多相脉冲信号，在经功率放大后分别送入步进电机各项绕组。每输入一个脉冲到脉冲分配器，步进电机各相的通电状态就发生变化，转子会转过一定的角度(称为步距角)。理想情况下，步进电机转过的角度和输入的脉冲数成正比，连续输入一定频率的脉冲时，电机的转速与输入脉冲的频率保持严格的对应关系，不受电压波动和负载变化的影响。此外，以步进电机410驱动该第一齿轮411转动和/或驱动该第二齿轮421转动仅为示例，在其他可替代实施例中，也可以采用其他类型的电机或者驱动部件驱动该第一齿轮411转动和/或驱动该第二齿轮421转动。例如，电动机。

应当理解，图4所示的工作面板422为圆形为示例性描述，本申请实施例不限于此，例如，在其它可选地实施例中，该工作面板的形状可以为方形、椭圆形和多边形等等。例如，如图5所示，该无线充电装置的工作面板可以为方形。还应当理解，图4所示的固定导轨417为圆形导轨仅为示例性描述，在其它可选地实施例中，该固定导轨还可以是弧形导轨，也可以是圆形导轨，还可以是曲线导轨。还应当理解，上述以该工作面板422的内侧壁形成有轮齿，且该第二齿轮421的轮齿与该内侧壁形成的该轮齿啮合为例，本申请实施例不限于此。在其他可选实施例中，该第二齿轮421的轴部相对该工作面板固定。例如，如图6所示，该第二齿轮521的轴部与该工作面板522的中心固定连接，由此，通过该第二齿轮521的轴部与该工作面板522的中心固定连接关系，步进电机610驱动该第二齿轮521转动时，可以带动工作面板522一起转动。此外，如图6所示，该无线充电装置同样可以包括：步进电机(steppingmotor)510，第一齿轮512，移动转盘512，曲柄513，连杆514，滑块515以及发射线圈516；其中，该发射线圈516通过该滑块515设置在该固定导轨517上。该曲柄513通过该连杆514连接至该发射线圈516，该第一齿轮512与该曲柄513相连，该第一齿轮511的轮齿与步进电机510的轮齿啮合，该第一齿轮512可以通过转动轮盘512连接至曲柄513，即步进电机510驱动第一齿轮511转动时，可以驱动发射线圈516在固定导轨517上运动。

还应理解，图4所示的各个部件以及具体连接关系仅为示例，本申请实施例不限于此。例如，在其他可替代实施例中，图4所示的曲柄413和连杆414也可以通过其它实现方式代替，例如通过牵引线牵引该发射线圈416在固定导轨上运动，又例如，图4所示的由曲柄413、连杆414以及滑块415可以指用曲柄和滑块来实现转动和移动相互转换的任何平面连杆机构，例如，对心曲柄滑块机构，又例如，偏置曲柄滑块机构。

在实际操作中，如图4所示，该无线充电装置还可以包括处理器430，具体地，处理器430通过滑块415连接至发射线圈416，该处理器430还和步进电机410连接，该处理器430可以用于检测放置在工作面板422上的待充电设备相对发射线圈416的位置和/或接收线圈的接收功率和/或待充电设备的充电效率值，并基于该相对位置和/或接收线圈的接收功率和/或待充电设备的充电效率值，通过驱动滑块415驱动发射线圈416和/或驱动工作面板422运动。作为示例，充电效率的计算公式可以为：η＝Pout/Pin，Pout为待充电设备的功率，Pin为发射线圈输出的功率。作为示例，该处理器430可以通过微控制单元(micro controlunit，MCU)实现，或者可以通过MCU与待充电设备内部的应用处理器(applicationprocessor，AP)共同实现。为了便于描述，下文直接将该处理器430通过驱动滑块415驱动发射线圈416直接描述为该处理器430驱动发射线圈416。

下面对于该处理器检测放置在工作面板上的待充电设备中的接收线圈的接收功率和/或待充电设备的充电效率值，并基于该接收线圈的接收功率和/或待充电设备的充电效率值驱动发射线圈和/或工作面板运动的实现方式进行说明，为了便于描述，本实施例中，从驱动装置驱动发射线圈运动以及驱动装置驱动工作面板运动的角度，以处理器确定充电效率值，以及基于该充电效率值控制驱动装置驱动发射线圈和/或工作面板的实现方式为例进行说明：

在一个可选地实施例中，该无线充电装置还可以包括：通信装置，用于与待充电设备通信，以获取待充电设备的该接收线圈的接收功率。由此，结合该通信装置，该处理器获取到该接收线圈的接收功率之后，可以根据该接收功率，以及该发射线圈的发射功率，计算充电效率值；并在该充电效率值小于或等于预设的充电效率值时，控制该驱动装置驱动该发射线圈和/或驱动该工作面板运动。具体地，该驱动装置驱动该工作面板运动时，该处理器驱动该工作面板相对该基座按照第一方向运动；如果充电效率值增加，继续驱动该工作面板相对该基座按照该第一方向运动，直到该充电效率值的步进值小于或等于第一阈值，或，如果充电效率值减小，驱动该工作面板相对该基座，按照相反于该第一方向的第二方向移动，直到该充电效率值的步进值小于或等于该第一阈值。作为一个示例，该第一阈值可以为该驱动装置驱动该工作面板相对该基座时充电效率值的步进值的最小值。进一步地，该驱动装置驱动该工作面板相对该基座运动的情况下，如果该充电效率值的步进值小于或等于该第一阈值，且该充电效率值未达到预设的充电效率值时，该驱动装置驱动该发射线圈沿着该固定导轨运动。该驱动装置驱动该接收线圈运动时，该驱动装置驱动该发射线圈沿着该固定导轨，按照第三方向运动，如果充电效率值增加，继续驱动该发射线圈沿着该固定导轨，按照该第三方向移动，直到该充电效率值的步进值小于或等于第二阈值，或，如果充电效率值减小，驱动该发射线圈沿着该固定导轨，按照相反于该第三方向的第四方向移动，直到该充电效率值的步进值小于或等于该第二阈值。可选地，该第二阈值为该驱动装置驱动该发射线圈沿着该固定导轨运动时的步进值的最小值。进一步地，该驱动装置驱动该发射线圈沿着该固定导轨的情况下，如果该充电效率值的步进值小于或等于该第二阈值，且该充电效率值未达到预设的充电效率值时，驱动该工作面板相对该基座运动。

换句话说，本实施例中处理器可以具体用于执行以下步骤：

步骤1：当处理器检测到发射线圈和待充电设备之间建立无线充电连接时，处理器在充电预设时间段△t内，记录该接收线圈的初始位置及该位置下的充电效率η0，若η0<ηmax时，说明充电效率比较低，需要调节底座线圈，否则无需驱动步进电机。

步骤2：处理器向步进电机发出第一方向控制信号，步进电机运转△θ角度，与步进电机啮合的并且与工作面板啮合的齿轮相应转过△θ角度，进而工作面板旋转△θ角度，记录待充电设备在此位置的充电效率值η1。若η1>η0，说明工作面板运转方向正确，可以继续沿该方向调整；若η1<η0，说明工作面板运转方向相反，需向相反方向调整；直到调整到ηk和ηk-1的差值小于步进值的最小值，说明位置合适，无需再调整，此位置是第一方向上充电效率最大的位置，此时结束这一控制信号，保持待充电设备位置。

步骤3：处理器向步进电机发出第二方向控制信号，步进电机运转△θ角度，与步进电机啮合的并且与曲柄连接的齿轮相应转过△θ角度，曲柄带动连杆使发射线圈沿固定导轨运动长度△S，记录待充电设备在此位置的充电效率值η1。若η1>η0，说明线圈运转方向正确，可以继续沿该方向调整；若η1<η0，说明线圈运转方向相反，需向相反方向调整；直到调整到ηk和ηk-1的差值小于步进值的最小值，此时发射已处于效率最大位置，两线圈已对准，结束这一控制信号。

下面对于该处理器检测放置在工作面板上的待充电设备中的接收线圈相对发射线圈的位置，并基于该相对位置驱动发射线圈和/或工作面板运动的实现方式进行说明，为了便于描述，从驱动装置驱动发射线圈运动以及驱动装置驱动工作面板运动的角度，对处理器确定发射线圈相对接收线圈的相对位置，以及基于该相对位置控制驱动装置的实现方式进行说明：

在一个可选地实施例中，该无线充电装置还可以包括：红外热感应装置，用于在待充电设备进行充电时进行红外热感应，并向该处理器输出红外热感应结果；该处理器具体用于：根据该红外热感应结果确定该相对位置。其中，红外热感应传感装置可以固定在发射线圈下方，并保持一定距离，进一步地，该距离大小可以根据无线充电装置的用于放置待充电设备的表面区域来确定，由此可以尽量保证红外热感应的范围。在实际操作中，该处理器用于：根据预设信息以及该红外热感应结果，确定特定发热特征在待充电设备所对应的位置，该预设信息表征待充电设备的各个已知部分在特定充电阶段和/或充电效率下的发热特征，该红外热感应结果为该特定充电阶段和/或充电效率下的待充电设备的发热特征；根据该特定发热特征在待充电设备所对应的位置，确定该接收线圈在待充电设备所对应的位置，进而确定该接收线圈相对该工作面板的位置；根据该发射线圈相对该工作面板的位置和该接收线圈相对该工作面板的位置，确定该相对位置。也就是，在将红外热感应传感装置获取到的待充电设备在特定充电阶段和/或充电效率下的发热云图中的特定发热特征，去与预设的在该特定充电阶段和/或充电效率下的发热云图中发热特征匹配，基于预设的发热云图，确定该匹配的发热特征在待充电设备上的位置，由于接收线圈针对具有特定发热特征的位置是固定的，从而可以基于该位置可以确定出接收线圈相对工作面板的位置，进而根据该发射线圈相对该工作面板的位置和该接收线圈相对该工作面板的位置，确定该相对位置。其中，本实施例中的发热特征可以以发热云图的方式体现，发热云图体现了各个部分的发热情况。发热云图也可以称为热成像云图或温度云图等。例如，作为示例，该特定发热特征为：温度值最高。

在另一个可选地实施例中，该无线充电装置还可以包括：压力感应装置，用于在待充电设备进行充电时进行压力感应，并向该处理器输出压力感应结果；该处理器具体用于：根据该压力感应结果确定该相对位置。具体地，该处理器用于：根据该压力感应结果，确定待充电设备的中心点相对该工作面板的位置；根据待充电设备的中心点相对该工作面板的位置，确定该接收线圈在待充电设备所对应的位置，进而确定该接收线圈相对该工作面板的位置；根据该发射线圈相对该工作面板的位置和该接收线圈相对该工作面板的位置，确定该相对位置。作为示例，该压力感应装置可以为电阻式压力传感器。

在另一个可选地实施例中，该处理器具体用于：获取第一图像，该第一图像为透过该工作面板采集的图像，该第一图像可以包括待充电设备的图像，待充电设备的图像可以包括标识图案，该标识图案的位置用于指示该接收线圈的位置；基于该第一图像生成坐标系，形成第二图像；基于该标识图案在该第二图像中的坐标，确定该接收线圈在该第二图像中的第一坐标；基于该第一坐标确定该相对位置。作为示例，该标识图案可以包括以下中的至少一种：待充电设备的角标识图案和待充电设备的商标标识图案。此外，本申请实施例中，由于待充电设备在第二图像中的尺寸和待充电设备的实际尺寸并不严格对应。也就是说，采集图像的尺寸和待充电设备的实际尺寸有可能成缩放关系。因此，为了准确地确定出该标识图案在第二图像中的坐标。作为示例，该处理器获取该第一图像并确定该第一坐标后，可以根据该标识图案在该第二图像中的坐标、待充电设备中该标识图案与该接收线圈的位置关系和第一缩放比，确定该第一坐标，该第一缩放比为待充电设备在该第二图像中的缩放比。更具体地，该第二图像还可以包括该发射线圈的图像，由此，该处理器用于基于该第一坐标确定该相对位置时，可以先确定该发射线圈的图像在该第二图像中的该第二坐标，然后根据该第一坐标和该第二坐标确定该相对位置。由于本申请实施例中，处理器在第二图像的坐标系上计算出的发射线圈和接收线圈的距离并不一定为实际距离，因此，为了进一步提高移动参数的准确性，作为示例，该处理器可以根据该第一坐标和该第二坐标，确定该发射线圈在该第二图像中相对该接收线圈的位置；根据该发射线圈在该第二图像中相对该接收线圈的位置和第二缩放比确定该相对位置，该第二缩放比为该工作面板在该第二图像中的缩放比。在一个实施例中，该无线充电装置还可以包括图像采集装置，由此，该处理器可以通过该图像采集装置获取该第一图像。进一步地，该工作面板的一侧用于放置待充电设备，该图像采集装置位于该工作面板的另一侧，且该工作面板的组成材料为透明材料。更进一步地，该图像采集装置距离该工作面板存在间隔，该间隔用于使得该图像采集装置可采集到完整的该工作面板。可选地，该图像采集装置为相机。

在调整发射线圈的位置过程中，该处理器可以在获取该第一图像之后，基于该第一图像生成坐标系形成第二图像之前，对该第一图像进行图像分析，在确定出标识图案在该第一图像中的位置后，再生成第二图像，并确定该标识图案在该第二图像中的坐标。该处理器也可以基于该第一图像生成坐标系形成第二图像之后，对该第二图像进行图像分析，在确定出标识图案在该第二图像中的坐标。

下面对本申请实施例中以对第一图像的分析方法为例进行示例性说明。

作为一种示例，处理器可以对第一图像进行图像二值化(Image Binarization)处理。

在数字图像处理中，以二值图像处理实现而构成的系统非常多。因此，采用“二值化”处理图像，不仅应用性强，而且有利于在对图像做进一步处理时，图像的集合性质只与像素点的值为0或255的点的位置有关，不再涉及像素的多级值，使处理变得简单，而且数据的处理和压缩量小。本申请实施例中，处理器可以对该第一图像进行图像二值化(ImageBinarization)处理，获取该第一图像的二值图像，并计算该二值图像的水平梯度响应值和垂直梯度响应值，确定该标识图案的位置。具体地，可以将所有灰度大于或等于阈值的像素被判定为属于特定物体(即上文中的标识图案)，其灰度值用255表示，否则这些像素点被排除在物体区域以外，灰度值为0，表示背景或者例外的物体区域。可以发现，如果某特定物体在内部有均匀一致的灰度值(例如上文中的商标标识图案)，并且其处在一个具有其他等级灰度值的均匀背景下(例如商标标识处于手机后盖背景下)，使用阈值法就可以得到比较好的分割效果。

作为又一种示例，处理器还可以对第一图像进行霍夫变换(Hough Transform)处理。

Hough变换是图像处理中的一种特征提取技术，它通过一种投票算法检测具有特定形状的物体。本申请实施例中可以采用经典霍夫变换检测该第一图像中的直线，即，可以对上文中第一图像中待充电设备的周边直线进行检测，进而根据多个直线相交的位置，确定该第二图像中的角标识图案。此外，本申请实施例中还可以将霍夫变换扩展到任意形状物体的识别，例如商标标识图案。在实现过程中，Hough变换过程涉及两个坐标空间之间的变换。具体地，将在一个坐标空间中具有相同形状的曲线或直线映射到另一个坐标空间的一个点上形成峰值，进而把检测任意形状的问题转化为统计峰值问题。本申请实施例中，可以利用霍夫变换对确定该标识图案在第一图像中的位置。

作为又一种示例，处理器还可以通过索贝尔算子(Sobel operator)分析该第一图像。

Sobel算子是图像处理中的算子之一，本申请实施例中，可以通过Sobel算子对该第一图像进行边缘检测。在技术上，它是一离散性差分算子，用来运算该第一图像亮度函数的梯度的近似值。在该第一图像的任何一点使用此算子，将会产生对应的梯度矢量或是其法矢量。

Sobel算子涉及的术语包括：

边缘：灰度或结构等信息的突变处，利用该特征可以分割该第一图像。

本领域技术人员可以理解，物体的边缘是以图像局部特性的不连续性的形式出现的。例如，灰度值的突变，颜色的突变，纹理结构的突变等。从本质上说，边缘就意味着一个区域的终结和另外一个区域的开始。图像的边缘信息在图像分析和人的视觉中十分重要，是图像识别中提取图像特征的一个重要属性。

此外，图像的边缘有方向和幅度两个特性，沿边缘走向的像素变化平缓，而垂直于边缘走向的像素变化剧烈。这种变化可能呈现为跳跃型、房顶型和凸缘型。这些变化分别对应景物中不同的物理状态。例如，跳跃型变化常常对应图像的深度或者是反射边界，而后两者则常常反映图像的表面法线方向不连续。要注意的是，实际要分析的图像往往是比较复杂的，需要根据实际情况进行具体分析。

边缘点：图像中具有坐标[x，y]，且处在强度显著变化的位置上的点。

边缘段：对应于边缘点坐标[x，y]及其方位，边缘的方位可能是梯度角。

在实现过程中，Sobel算子计算完该第一图像中所有的像素点处的梯度值G(x，y)后，选择一个阈值T，如果(x，y)处的G(x，y)>T，则认为该点是边缘点或边缘段。另外，由于Sobel算子只需要采用2个方向的亮度值投影，即水平梯度响应及垂直梯度响应，使得边缘检测的计算简单，速度快。本申请实施例中，通过对第一图像进行Sobel轮廓提取与阈值分割，能够分析出本申请实施例的标识图案，进而建立坐标系形成该第二图像，并确定出该标识图案在该第二图像中的坐标。应理解，Sobel算子仅是本申请实施例的示例性说明，本申请实施例不限于此，例如，还可以是罗伯特(Robert)算子、普鲁伊特(Prewitt)算子、高斯拉普拉斯(Laplacian of Gaussian,LOG)算子等。

在其他实施例中，为了进一步提高图像处理的准确度，还可以在检测图像之前，通过阈值分割的方式对原始图像进行“二值化”处理。即，将灰度图像二值化，得到二值图像，并在二值图像的基础上进行图像检测。

此外，本申请实施例中，还提供了一种无线充电系统，该无线充电系统可以上文所描述的无线充电装置，以及利用该无线充电装置进行充电的待充电设备。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其他任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

本申请提及的装置、设备均可以为芯片系统，也可以是具有壳体的装置或设备。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例中方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种无线充电装置，其特征在于，包括：

工作面板、发射线圈、基座、固定导轨以及驱动装置；

所述固定导轨相对所述基座固定，所述工作面板与所述基座活动链接，所述驱动装置分别与所述发射线圈和所述工作面板相连；

所述工作面板用于：放置设置有接收线圈的待充电设备；

所述发射线圈用于：发射电磁信号，以对所述待充电设备进行无线充电；

所述驱动装置用于：驱动所述发射线圈沿所述固定导轨运动，以及驱动所述工作面板相对所述基座运动。

2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述工作面板的上表面设置有防滑层。

3.根据权利要求1或2所述的无线充电装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

曲柄和连杆；

所述曲柄通过所述连杆连接至所述发射线圈；

所述连杆用于将所述曲柄的转动转化为所述发射线圈在所述固定导轨上的往复运动。

4.根据权利要求3所述的无线充电装置，其特征在于，所述驱动装置还包括：

第一齿轮，所述第一齿轮与所述曲柄相连，用于驱动所述曲柄转动。

5.根据权利要求4所述的无线充电装置，其特征在于，所述第一齿轮的轮齿用于与步进电机的轮齿啮合。

6.根据权利要求1或2所述的无线充电装置，其特征在于，所述驱动装置包括：

第二齿轮，所述第二齿轮与所述工作面板连接。

7.根据权利要求6所述的无线充电装置，其特征在于，所述工作面板的内侧壁形成有轮齿，所述第二齿轮的轮齿与所述内侧壁形成的所述轮齿啮合。

8.根据权利要求7所述的无线充电装置，其特征在于，所述内侧壁与所述基座垂直。

9.根据权利要求6所述的无线充电装置，其特征在于，所述第二齿轮的轴部相对所述工作面板固定。

10.根据权利要求9所述的无线充电装置，其特征在于，所述第二齿轮的轴部与所述工作面板的中心固定连接。

11.根据权利要求6所述的无线充电装置，其特征在于，所述第二齿轮的轮齿用于与步进电机的轮齿啮合。

12.根据权利要求1或2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：

滑块，所述发射线圈通过所述滑块设置在所述固定导轨上。

13.根据权利要求1或2所述的无线充电装置，其特征在于，所述固定导轨为直线导轨或者圆形导轨。

14.根据权利要求1或2所述的无线充电装置，其特征在于，所述工作面板的形状为方形或者圆形。

15.根据权利要求1或2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：

通信装置，用于与所述待充电设备通信，以获取所述待充电设备的所述接收线圈的接收功率。

16.根据权利要求15所述的无线充电装置，其特征在于，所述驱动装置具体用于：

驱动所述发射线圈沿着所述固定导轨，按照第三方向运动，

如果充电效率值增加，继续驱动所述发射线圈沿着所述固定导轨，按照所述第三方向移动，直到所述充电效率值的步进值小于或等于第二阈值，或，

如果充电效率值减小，驱动所述发射线圈沿着所述固定导轨，按照相反于所述第三方向的第四方向移动，直到所述充电效率值的步进值小于或等于所述第二阈值。

17.根据权利要求16所述的无线充电装置，其特征在于，所述第二阈值为所述驱动装置驱动所述发射线圈沿着所述固定导轨运动时的步进值的最小值。

18.根据权利要求16所述的无线充电装置，其特征在于，所述驱动装置具体用于：

所述驱动装置驱动所述发射线圈沿着所述固定导轨的情况下，如果所述充电效率值的步进值小于或等于所述第二阈值，且所述充电效率值未达到预设的充电效率值时，驱动所述工作面板相对所述基座运动。

19.根据权利要求1或2所述的无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置为无线充电底座。

20.根据权利要求1或2所述的无线充电装置，其特征在于，所述待充电设备为终端。

21.一种无线充电系统，其特征在于，包括：

权利要求1至20中任一项所述的无线充电装置，以及利用所述无线充电装置进行充电的待充电设备。