CN210881700U - 无线充电设备的异物清理装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无线充电设备的异物清理装置，包括：覆盖单元和驱动单元；覆盖单元覆盖在送电单元上；覆盖单元具有外框，以及多个相邻设置的转动面，转动面一侧为自由端，另一侧为连接端，连接端与外框转动连接；相邻的两个转动面中，一个转动面的自由端朝向另一个转动面的连接端；驱动单元位于覆盖单元底侧，依次驱动转动面转动。本新型的装置，可以通过转动面依次转动，实现对异物的清理。该转动面具有多组，工作时依次转动，不需要过大的空间，就能实现对杂异物的清理。在一些实施例中，还可以直接通过送电单元获取电力，驱动工作，节约了额外的布线、电源成本，也避免了额外的设备对电磁场的影响。

Description

无线充电设备的异物清理装置

技术领域

本实用新型涉及充电技术，尤其涉及一种无线充电设备的异物清理装置。

背景技术

随着环保意识的加强，以及相关政策的推行，电动汽车的接受和普及程度越来越好，电动汽车的数量迅速增长，随之而来的问题也与日俱增，对车辆的充电时发生的问题便是其中之一。

目前对电动车充电的方式一般分为有线充电和无线充电两种。有线充电需要将充电插头插入车辆的充电腔内。这种方式，充电插头较为笨重，不方便操作使用。输电用的线缆就更影响灵活性，同时，线缆有可能发生漏电等安全问题。

无线充电技术可以很好的解决这个问题，但是目前的无线充电仍然面有亟需解决的问题。其中最主要的一个就是无线充电设备的送电单元和受电单元之间有可能存在异物干扰。

众所周知，无线充电时，具有相对设置的送电单元和受电单元，例如送电单元设置在停车场地面，车辆开到送电单元上方，使受电单元对准送电单元，实现充电。

然而，如果在两个单元之间存在异物，就会导致充电效率的下降，如果是金属异物，还会受到磁场的影响导致发热，从而造成了安全隐患。尤其是在车辆充电过程中，有金属异物的进入，对充电安全带来的巨大隐患。

现有技术中，具备检测异物进入的能力(例如图像检测、功率检测等方法)，如果存在异物进入的情况，都会采取停止充电的操作，避免发生安全事故。但这就意味着无法再对车辆进行充电，严重影响了车辆使用。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种无线充电设备的异物清理装置，能够清理异物，避免安全事故发生，尤其可以不间断地对车辆进行充电。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种无线充电设备的异物清理装置，包括：覆盖单元和驱动单元；所述覆盖单元覆盖在无线充电设备的送电单元上；其中，所述覆盖单元具有外框，以及多个相邻设置的转动面，所述转动面一侧为自由端，另一侧为连接端，所述连接端与所述外框转动连接；相邻的两个所述转动面中，其中一个所述转动面的所述自由端朝向另一个所述转动面的所述连接端；所述驱动单元位于所述覆盖单元底侧，依次驱动所述转动面转动。

优选的，所述驱动单元具有受电单元，所述受电单元由所述送电单元供电。

优选的，所述驱动单元具有曲线滑轨和顶块；其中，所述曲线滑轨设置在所述覆盖单元底侧，所述曲线滑轨具有多个波峰和多个波谷；所述顶块滑动地套设在所述曲线滑轨外，且当顶块滑动到一个所述波峰时，抵顶一个对应的所述转动面转动。

优选的，一个所述波峰位于一个所述转动面的所述自由端和所述连接端之间。

优选的，所述驱动单元还具有导轨、导程块、牵引索和电磁铁；其中，所述导轨的延伸方向与所述曲线滑轨的延伸方向相同；所述导程块滑动地设置在所述导轨上；所述牵引索连接所述导程块和所述顶块；所述电磁铁设置在所述导轨的一端或者两端，以驱动所述导程块在所述导轨上滑动。

优选的，所述电磁铁设置在所述导轨两端，所述顶块为磁铁，所述电磁铁通过磁极变化驱动所述导程块在所述导轨上滑动。

优选的，所述驱动单元具多个凸轮，每一个凸轮位于一个所述转动面下方，且相邻的两个所述凸轮中，后一个所述凸轮角度滞后于前一个所述凸轮的角度，且每个所述凸轮的转速相同。

优选的，每个所述凸轮上形成有驱动齿；所述驱动单元还具有链条，所述链条和所述驱动齿啮合。

本实用新型的无线充电设备的异物清理装置，可以通过转动面依次的转动，实现对异物的清理。该转动面具有多组，工作时依次转动，不需要过大的空间，就能实现对异物的清理。清理了异物，一方面避免了安全隐患，另一方面不会引发停止充电，保证了充电效率和车辆的正常充电使用。在一些实施例中，还可以直接通过送电单元获取电力，驱动工作，节约了额外的布线、电源成本，也避免了额外的设备受到电磁场的影响，或者影响充电工作。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型无线充电设备的异物清理装置的使用状态参考图；

图2为本实用新型无线充电设备的异物清理装置中驱动单元和转动面的原理示意图；

图3为本实用新型无线充电设备的异物清理装置中转动面的示意图；

图4A为本实用新型无线充电设备的异物清理装置中驱动单元采用顶块时的一种示意图；

图4B为本实用新型无线充电设备的异物清理装置中驱动单元采用顶块时的另一种示意图；

图5为本实用新型无线充电设备的异物清理装置中驱动单元采用凸轮时的示意图；

图6为本实用新型无线充电设备的异物清理装置中覆盖膜和收集盒的示意图。

附图标记说明：

送电单元1、覆盖单元2、转动面3、受电单元4、曲线滑轨5、顶块6、导轨7、导程块8、牵引索9、电磁铁10、凸轮11、收集盒12、自由端31、连接端32。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

本实用新型公开一种无线充电设备的异物清理装置，参见图1，该设备包括覆盖单元2和驱动单元。

覆盖单元2覆盖在无线充电设备的送电单元1上，以用来清理异物，覆盖单元2由驱动单元提供动力，实现上述的清理功能。

送电单元1是汽车无线充电时的设备，一般是设置在固定面。例如停车场(停车库)的车位上。该送电单元1的工作方式、设置方式等，对于本领技术人员来说，是可以获知的。本文为了方便说明，以地面作为固定面的一个选择，进行说明。

送电单元1安装在地面上，一般为了不影响车辆的行驶，可以在地面上挖出一个安装送电单元1的凹坑，以使送电单元1的工作面与地面基本持平。而送电单元1的其他相关结构，例如线路、固定结构等，都可以设置在该凹坑内，具体如何设置，本申请不在进行赘述。

使用时，车辆底盘或其他位置安装有车载受电单元，车辆行驶到对应位置，车载受电单元从送电单元1处获取电力，实现对车辆的充电。一般而言，车辆底盘与送电单元1之间具有一定的间隙。

本实用新型的覆盖单元2覆盖在送电单元1上，该覆盖单元2的厚度比较薄，在10cm以下，更优选的可以在1cm以下，具体的厚度，可以根据实际情况，例如强度需求、重量需求或者成本需求进行选择。该覆盖单元2起到对送电单元1的保护作用，例如防水、防撞击等，同事，该覆盖单元2在驱动单元的配合下，还能实现对表面的异物清理功能。具体实现方式下文会进行说明。该覆盖单元2可以直接安装使用在现有的送电单元1上。

上述的覆盖单元2具有外框，和多个转动面3，参见图1和图2，转动面3具有多个，均和覆盖单元2的外框转动连接。该外框可以是与送电单元1固定连接，也可以是直接固定在地面上。另外，外框可以是完整的框型结构，也可以是对应每个转动面3设置的，多个独立的单元。无论是完整结构还是独立单元，只要能实现对转动面3的连接均可以适用于本实用新型。

一般的，覆盖单元2的整体，也就是包括外框和转动面3，不采用金属材质，以避免影响无线充电的效率。另外，在下文可能会提及的，设置在覆盖单元2上方，或者设置在送电单元1上方的零部件，除了必要工件(如受电单元4)，也基本是非金属材料。这些非金属材质，可以使用塑料，例如酚醛塑料，也就是电木。当然，其他非金属材质也可以根据需要进行选择使用，其要求就是避免对充电过程造成影响。

下面具体的说明转动面3的结构和连接方式。

转动面3的两侧分别为自由端31和连接端32。一般的该转动面为的投影为长方形结构，如图3所示，自由端31和连接端32位于该长方形结构的两个相对的较长的边。

连接端32和外框转动连接，例如可以使用转轴等实现该连接。相邻的转动面3中，一个转动面3的自由端31朝向另一个转动面的连接端32。也就是转动面3是以较长的边作为相邻边平行设置的。参见图3，为了方便说明，在自由端31填充有颗粒噪点，在连接端32未进行填充，以更清晰的出处两个位置。

上述的设置方式，可以保证转动面3依次转动时，异物可以被逐级移动，最终清除。即，第一个转动面3转动后，将上部的异物倾倒至第二个转动面3上，依次直至最后一个转动面3将异物清除出送电单元1的工作区域。当然，为了实现异物送出工作区域，覆盖单元2的区域或者说其设置的转动面3所涵盖的区域，要超出工作区域。

上述转动面3的转动，由驱动单元提供动力。而驱动单元所需的动力可以取自外部电源。而在更优选的实施例中，可以直接从送电单元1进行取电，也就是驱动单元具有受电单元4，受电单元4直接由送电单元1供电。这样能够减少或者说避免额外电源的使用，即能节省成本，又能避免外部电源对无线充电设备之间的干扰。图4A和图4B中示意出了受电单元4，其会配合其他结构进行电力供给。

需要了解，这里的受电单元4是驱动单元的电能来源，并不影响车载受电单元的使用。也就是说，送电单元1可以实现对车辆的充电，又能实现对驱动单元的供电，二者部冲突、不影响(或者说影响较小)。

具体的实施中，送电单元1可以是一个整体，同时对受电单元4和车载受电单元进行供电，也可以是额外的独立出一个附属区域，单独对受电单元4供电。

下面说明驱动单元一种可选的实施方式。

参见图1和图2驱动单元具有曲线滑轨5和顶块6。顶块6滑动地套设在曲线滑轨5上，沿着曲线滑轨5实现曲线运动，通过曲线运动抵顶转动面转动。

曲线滑轨5设置在覆盖单元2底侧，曲线滑轨5具有多个波峰和多个波谷；且当顶块6滑动到一个波峰时，抵顶一个对应的转动面3转动。

一般一个波峰位于一个转动面3的自由端31和连接端32之间。也就是说每个转动面3都有对唯一对应的波峰。顶块6从波谷滑向波峰的过程中，逐步推动转动面3移动，从波峰向波谷滑动时脱离对转动面3的推动。由于曲线滑轨5设置的位置和顶块6形状的影响，在波峰向波谷滑动的过程中，还可以是推动转动面3转动的过程，但至少在顶块6到达波谷时，脱离与转动面3的接触。

通过上述的机构可以知晓，无论顶块6沿着曲线滑轨5的哪个方向滑动，都能实现转动面3的固定转动顺序。

下面说明如何实现对顶块6的驱动。

第一种方法，如图4A所示，在曲线滑轨5的两侧，分别设置电磁铁10，顶块6上设置有磁铁，或者顶块6本身就为磁铁。通过电磁铁10的磁场变化，实现对顶块6的位置驱动。

第二种方法，在在曲线滑轨5的一侧设置电磁铁10，顶块6上设置磁铁，或者顶块6是能够被磁铁吸附的材料，并且顶块6通过弹性结构连接到曲线滑轨5的另一侧。通过电磁铁10的磁场变化以及弹性结构的弹性恢复力，实现对顶块6的驱动。

第三种方法，参见图4B，通过形成引导机构实现对顶块6的驱动。通过导轨7、导程块8、牵引索9和电磁铁10组成引导结构，具体的，导轨7的延伸方向与曲线滑轨5的延伸方向相同；导程块8滑动地设置在导轨7上；牵引索9连接导程块8和顶块6；电磁铁10设置在导轨7的一端或者两端。与上述第一种方法和第二种方法提到的设置情况相似，例如电磁铁10设置在导轨7两端，顶块6为磁铁，电磁铁10通过磁极变化驱动导程块8在导轨7上滑动。当然，也可以是在导轨7的一端设置电磁铁10，原理与上述相似，不再进行具体赘述。

工作时，电磁铁10通过电磁力对导程块8实现驱动，导程块8通过牵引索9带动顶块6移动。

引导结构可以是一组也可以是多组，图4B示出的结构就使用了两组引导机构，完成对顶块6的驱动。

上述导轨7、导程块8和牵引索9，一般的采用非金属材料，也是为了表面对充电过程影响，导轨7和导程块8可以使用塑料等材质。牵引索9可以选用尼龙等材料。

上述三种方式中，使用的电磁铁10，均与受电单元4联通，通过受电单元4实现供电。当然还会对应有处理模块，例如稳流器、处理器等，这些对于本领域技术人员，可以根据需要设置，本申请不做赘述。一般的，无线充电设备是具有异物检测功能的，对异物的清理，是在检测到异物存在时启动的。

清理过程中，可以根据实际清理情况调节电磁铁10的工作性能。例如根据异物不同尺寸估算重量，或者直接测量异物重量，根据重量来调节工作强度，这样既能保证清除异物，又能减少能量消耗，尤其是从送电单元1取电时，减少不必要的能量损耗。上述使用重量作为依据是举例说明，并不用于限制其他实施方式的可能。

以上三种方法，都是通过顶块6实现的，也就是驱动单元一种可选的实施方式，下面，说明驱动单元另一种实施方式。

在该实施方式中，参见图5，驱动单元具多个凸轮11，每一个凸轮位于一个转动面3下方，且相邻的两个凸轮11中，后一个凸轮11角度滞后于前一个凸轮11的角度，且每个凸轮11的转速相同。在多个凸轮11中可能具有角度相同的存在，但是这两个角度相同的凸轮不会相邻。这也是为了避免相邻的两个转动面3同时转动，异物可能掉落到转动面3下方，从而无法清理。

角度的具体设置，可以根据实际尺寸等需求调节，其需要满足的是，相邻的两个转动面3中，第一转动面3至少达到最大行程之后，第二转动面3才可以开始转动，这也是避免异物掉到转动面3下面。

进一步，每个凸轮11上形成有驱动齿；驱动单元还具有链条，链条和驱动齿啮合。链条能够保证每个凸轮11的同步转动。

这里同样优选的使用塑料材质的凸轮11和链条。

需要注意，上文多处提及使用塑料而非金属材料，是为了避免金属在充电过程中影响电磁场。塑料只是一种优选的材料，并非用于限制本申请。

以上使用顶块6的实施方式和使用凸轮11的实施方式中，均需要保证，相邻的两个转动面3不会同时开启，或者说至少前一个转动面3达到最大行程后，下一个转动面才能开始运动。原因如上述，是为了避免异物掉落到转动面3下。

为了更好的解决异物掉落问题，同时也减少对转动面3开启时间的精度要求，这两个实施方式均可以添加覆盖膜，覆盖膜设置在覆盖单元2上方，或者，在一个转动面3的自由端31连接到上一个转动面3的连接端32。

参见图6，在自由端31顶部，优选的是在底侧，设置有收集盒12，收集盒12内具有绕料轴，覆盖膜一端固定在绕料轴中，另一端连接在相邻的(自由端31靠近的)转动面3上，并且是为相邻的转动面3的中部，也就是自由端31和连接端32之间。

绕料轴内具有弹性结构，使其能够将覆盖膜收集到收集盒12内，在转动面3转动时，又能将覆盖膜从收集盒12内放出。

这样，即使相邻的转动面3的转动时间重叠，异物也会被覆盖膜阻挡。另外一方面，也避免了在转动面3转动后，异物从其他位置掉入转动面3下方的情况(例如滚动的石块，恰好在转动面3转动后滚入其下方)。

综上，本实用新型的无线充电设备的异物清理装置能够实现对异物的清理功能。清理异物后，避免了安全问题的发生，也不会影响正常的充电工作。清理过程中，依次转动的转动面3需要的空间更小，能够满足车辆充电时，车辆底盘和地面之间的空隙要求。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (8)

1.一种无线充电设备的异物清理装置，其特征在于，包括：

覆盖单元(2)和驱动单元；所述覆盖单元(2)用于覆盖在无线充电设备的送电单元(1)上；其中，

所述覆盖单元(2)具有外框，以及多个相邻设置的转动面(3)，所述转动面(3)一侧为自由端(31)，另一侧为连接端(32)，所述连接端(32)与所述外框转动连接；相邻的两个所述转动面(3)中，其中一个所述转动面(3)的所述自由端(31)朝向另一个所述转动面的所述连接端(32)；

所述驱动单元位于所述覆盖单元(2)底侧，依次驱动所述转动面(3)转动。

2.根据权利要求1所述的无线充电设备的异物清理装置，其特征在于，

所述驱动单元具有受电单元(4)，所述受电单元(4)由所述送电单元(1)供电。

3.根据权利要求1所述的无线充电设备的异物清理装置，其特征在于，

所述驱动单元具有曲线滑轨(5)和顶块(6)；其中，

所述曲线滑轨(5)设置在所述覆盖单元(2)底侧，所述曲线滑轨(5)具有多个波峰和多个波谷；

所述顶块(6)滑动地套设在所述曲线滑轨(5)外，且当顶块(6)滑动到一个所述波峰时，抵顶一个对应的所述转动面(3)转动。

4.根据权利要求3所述的无线充电设备的异物清理装置，其特征在于，

一个所述波峰位于一个所述转动面(3)的所述自由端(31)和所述连接端(32)之间。

5.根据权利要求3所述的无线充电设备的异物清理装置，其特征在于，

所述驱动单元还具有导轨(7)、导程块(8)、牵引索(9)和电磁铁(10)；其中，

所述导轨(7)的延伸方向与所述曲线滑轨(5)的延伸方向相同；

所述导程块(8)滑动地设置在所述导轨(7)上；

所述牵引索(9)连接所述导程块(8)和所述顶块(6)；

所述电磁铁(10)设置在所述导轨(7)的一端或者两端，以驱动所述导程块(8)在所述导轨(7)上滑动。

6.根据权利要求5所述的无线充电设备的异物清理装置，其特征在于，

所述电磁铁(10)设置在所述导轨(7)两端，所述顶块(6)为磁铁，所述电磁铁(10)通过磁极变化驱动所述导程块(8)在所述导轨(7)上滑动。

7.根据权利要求1所述的无线充电设备的异物清理装置，其特征在于，

所述驱动单元具多个凸轮(11)，每一个凸轮位于一个所述转动面(3)下方，且相邻的两个所述凸轮(11)中，后一个所述凸轮(11)角度滞后于前一个所述凸轮(11)的角度，且每个所述凸轮(11)的转速相同。

8.根据权利要求7所述的无线充电设备的异物清理装置，其特征在于，

每个所述凸轮(11)上形成有驱动齿；

所述驱动单元还具有链条，所述链条和所述驱动齿啮合。

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