CN214337652U - 自动对位线圈的车载无线充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动对位线圈的车载无线充电器，包括壳体、电路板、无线充电线圈、夹臂机构、电流检测模块、支撑架和滑动设置的线圈支架；夹臂机构包括第一驱动电机、第二齿轮、第一夹臂和第二夹臂，第一夹臂包括第一齿条，第二夹臂包括第二齿条，第一、第二齿轮啮合；支撑架设有滑轨，线圈支架包括设于滑轨上的滑块，驱动机构驱动线圈支架滑动，驱动机构包括线圈支架上的第三齿条、第二驱动电机，与第三齿条啮合的第一齿轮；支撑架上设有第一霍尔元件和第二霍尔元件，线圈支架上设有第一磁体和第二磁体，第一磁体与第一霍尔元件相对设置，第二磁体与第二霍尔元件相对设置。本实用新型提高无线充电线圈与手机的接收线圈对位提高充电效率。

Description

自动对位线圈的车载无线充电器

技术领域

本实用新型涉及充电设备，特别涉及一种自动对位线圈的车载无线充电器。

背景技术

随着智能手机的普及，智能手机已经无时无刻的出现在各种生活场所中，同时也存在着各种各样不便的问题。当在车内使用手机时，由于驾驶员可能在驾驶过程中频繁的使用手机，那么便会造成较大的安全隐患，同时由于目前的车载支架大都是重力支架和手动支架，在固定手机的同时还需要给手机插充电线，如此便会浪费驾驶员的操作时间，增加交通安全风险，因此无线充电器便得到极大的引用，但是，现有的无线充电器无法针对不同尺寸大小的手机做出调整，因而不能保证无线充电圈与手机之间的相对位置在最佳，使得充电效率大打折扣。因此，如何设计一种能够保证各种移动终端与充电线圈快速、准确对位的车载无线充电器是业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种自动对位线圈的车载无线充电器，能够保证各种移动终端与充电线圈快速、准确对位。

本实用新型采用的技术方案是：一种自动对位线圈的车载无线充电器，包括壳体、电路板、无线充电线圈、相对运动以将移动终端夹紧的夹臂机构、电流检测模块，还包括：设于所述壳体内的支撑架；来回滑动地安装在所述支撑架上的线圈支架，所述无线充电线圈安装在所述线圈支架上，所述线圈支架的滑动方向垂直于所述夹臂机构的夹紧方向，且与夹持在夹臂机构上的移动终端相平行；驱动所述线圈支架滑动的驱动机构，所述电路板与所述驱动机构电连接；设置在所述支撑架上的且分别设置在线圈支架的两端的滑动极限位置上的第一霍尔元件和第二霍尔元件，所述第一霍尔元件与第二霍尔元件与所述电路板电连接；间隔地设于所述线圈支架的滑动方向上的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体与所述第一霍尔元件相对设置，所述第二磁体与所述第二霍尔元件相对设置。

进一步地，所述夹臂机构包括第一驱动电机、设于所述第一驱动电机输出轴上的第二齿轮、第一夹臂和第二夹臂；所述第一夹臂包括第一齿条，所述第二夹臂包括第二齿条，所述第一齿条与第二齿条相平行且同时与所述第二齿轮啮合。

进一步地，所述第一夹臂和第二夹臂均设有限位块，所述电路板上设有与所述限位块相对应的滑槽。

进一步地，所述电路板还包括：电流检测模块；触摸模块，所述触摸模块包括设于所述壳体表面的触摸键8；与所述第一驱动电机电连接的第一驱动模块，所述触摸模块和电流检测模块均与所述第一驱动模块电连接。

进一步地，所述触摸模块还包括记忆芯片和计数器。

进一步地，所述壳体包括依次扣合在一起的底壳和面壳，所述支撑架设于所述底壳和面壳之间，所述支撑架朝向所述面壳的一侧设有一对相平行的滑轨，所述线圈支架包括设于所述滑轨上的滑块。

进一步地，所述驱动机构包括：设于所述线圈支架上的并与所述滑轨相平行的第三齿条、设于所述底壳上的第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴穿过所述支撑架，所述第二驱动电机的输出轴上设有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第三齿条啮合。

进一步地，所述电路板还包括与所述电流检测模块电连接的第二驱动模块，所述第二驱动模块与所述第二驱动电机电连接。

进一步地，所述壳体还设有与所述电路板电连接的电源接口。

进一步地，所述车载无线充电器还包括电储能器，所述电储能器与所述电源接口和电路板电连接。

与现有技术比较，本实用新型中的车载无线充电器不但能够自动夹紧和松开手机，还可以调节无线充电线圈的位置，使无线充电线圈与手机线圈居中相对，从而提高了充电效能，这样减少了驾驶员在驾驶过程中对手机的操作，大大降低了驾驶的安全问题。

并且，通过第一霍尔元件和第一磁体产生霍尔效应来控制线圈支架上方的极限滑动位置，通过第二霍尔元件和第二磁体产生霍尔效应来控制线圈支架下方的极限滑动位置，从而限制线圈支架的滑动位置，避免线圈支架过渡位移与壳体内部频繁碰撞接触，始终使线圈支架在最合理的范围内移动以找到最佳的充电位置，提高无线充电线圈与手机的对位效率；同时，使用霍尔元件大大提高了车载无线充电器的使用寿命，减少了故障的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中车载无线充电器的立体结构示意简图；

图2为本实用新型中车载无线充电器的爆炸结构示意简图；

图3为本实用新型中夹臂机构的安装结构示意简图；

图4为本实用新型中线圈支架的滑动安装结构示意简图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。

如图1、2所示，本申请中的自动对位线圈的车载无线充电器主要包括壳体1，安装在壳体1内的电路板2、无线充电线圈3，在壳体1上还设有夹臂机构4。

具体地，壳体1主要包括底壳11、支撑架12和面壳13，底壳11、支撑架12和面壳13三者依次扣合拼接在一起，面壳13的一侧即为手机的安装一侧，且在面壳13的外侧还设有一个装饰板14来保证整体的美观；电路板2设于支撑架12的下方，位于支撑架12与底壳11之间，无线充电线圈3设于支撑架12的上方，位于支撑架12与面壳13之间。

如图3所示，夹臂机构4包括第一夹臂41、第二夹臂42以及第一驱动电机43，第一夹臂41和第二夹臂42分别设置在壳体1的两侧，第一驱动电机43用于带动第一、第二夹臂相对移动以夹紧手机；其中，第一驱动电机43设于电路板2的下部空间内，第一驱动电机43的输出轴朝向上方穿过电路板2的中部，在第一驱动电机43的输出轴上还设有第二齿轮44。

其中，第一夹臂41包括延伸至壳体1内的第一齿条411，第二夹臂42包括延伸至壳体1内的第二齿条421，第一齿条411与第二齿条421相平行且同时与第二齿轮44啮合，当第一驱动电机43驱动时，带动其输出轴上的第二齿轮44转动，第二齿轮44带动第一齿条411和第二齿条421相对运动或相互背离，当第一齿条411和第二齿条421相对运动时，第一夹臂41和第二夹臂42相互靠近以将手机夹紧，当第一齿条411和第二齿条421相互背离运动时，第一夹臂41和第二夹臂42相互远离以将手机松开。

进一步地，第一夹臂41还包括一条延伸至壳体1内的第一杆体412，第一杆体412与第一齿条411相平行，且第一杆体412设置在第二齿轮44相对于第一齿条411的另一侧；第二夹臂42还包括一条延伸至壳体1内的第二杆体422，第二杆体422与第二齿条421相平行，且第二杆体422设置在第二齿轮44相对于第二齿条421的另一侧；且第一杆体412、第一齿条411、第二杆体422和第二齿条421均设置在电路板2的上方，第一杆体412、第一齿条411、第二杆体422和第二齿条421的下方各设有一限位块，且在电路板2上还开设有与各限位块一一对应的滑槽，滑槽的长度方向朝第一夹臂41到第二夹臂42延伸，这样便保证第一、第二夹臂能够以直线状相对运动而不发生偏移，保证两夹臂的同步稳定运动。

进一步地，本申请还包括带动无线充电线圈3移动的机构，其包括：线圈支架5，线圈支架5安装在支撑架12的上方，无线充电线圈3安装在线圈支架5上，线圈支架5能够沿支撑架12来回滑动设置，但线圈支架5的滑动方向要求垂直于夹臂机构4的夹紧方向，且与夹持在夹臂机构4上的移动终端相平行；以X、Y、Z表示立体方向举例说明，这样便使得在夹臂机构4的作用下保证移动终端（手机）X、Z方向固定在与无线充电线圈3的最佳位置，而滑动线圈支架5保证无线充电线圈3与移动终端Y方向，保证两者在Y方向上的最佳位置，从而保证任何尺寸的移动终端均能够与无线充电线圈3之间的相对位置保持在最佳，进而保证对不同尺寸大小的手机进行有效充电。

进一步地，支撑架12上设有一对相互平行的滑轨121，其中滑轨121为可拆卸的滑杆，线圈支架5的下端设有滑块，滑块安装在滑轨上，从而使得线圈支架5能够沿滑轨来回滑动。

在其他实施例中，也可以在支撑架12上设置滑块，在线圈支架5上设置与之相适配的滑轨来使两者进行滑动；当然也可以使用其他滑动机构实现支撑架12和线圈支架5想相对滑动，例如滑槽和滑块的结构、滑槽和滑轮的结构等。

进一步地，如图3、4所示，本申请还设有第二驱动电机6和驱动机构来带动线圈支架5进行滑动，其中，第一驱动电机43和第二驱动电机6均安装在底壳11内，第二驱动电机6的输出轴穿过支撑架12，且在第二驱动电机6的输出轴上设有第一齿轮61，且在线圈支架5下方的第三齿条62，第一齿轮61则与第三齿条62啮合，且第三齿条62平行于滑轨121设置，从而使得在第二驱动电机6的带动下，线圈支架5能够沿滑轨121来回滑动；驱动机构这样设置的好处在于能够很好的传递第二驱动电机6的输出功率，更加容易控制线圈支架5的滑动。

进一步地，本申请在支撑架12上设置了与电路板2电连接的第一霍尔元件122和第二霍尔元件123，第一霍尔元件122和第二霍尔元件123分别设置在支撑架12的上下两端，其中第一霍尔元件122位于线圈支架5的滑动方向的最上端的极限位置，而第二霍尔元件123位于线圈支架5的滑动方向上的最下端的极限位置上，并且在线圈支架5上的滑动方向的上下两个端部位置各设置了第一磁体51和第二磁体52，其中第一磁体51与第一霍尔元件122相对应设置，第二磁体52与第二霍尔元件123相对应。

通过这样的设置，从而使得当线圈支架5向上滑动至极限位置时，第一霍尔元件122与第一磁体51正对，发出电信号给第二驱动模块，第二驱动模块驱动第二驱动电机6反转或停止转动；同理，当线圈支架5向下滑动至极限位置时，第二霍尔元件123与第二磁体52正对发出电信号给第二驱动模块，第二驱动模块驱动第二驱动电机6反转或停止转动。这样设置能够限制线圈支架5的滑动位置，避免线圈支架5过渡位移与壳体1内部频繁碰撞接触，始终使线圈支架5在最合理的范围内移动以找到最佳的充电位置，提高无线充电线圈3与手机的对位效率；同时，使用霍尔元件大大提高了车载无线充电器的使用寿命，减少了故障的发生。

如图4所示，本申请中的电路板2上还设有电流检测模块、第二驱动模块、第一驱动模块以及触摸模块，从而达到自动夹紧、松开以及调整充电位置的目的。

其中电流检测模块能够检测手机是否放置并给手机充电，当手机放置到充电器上时，无线充电线圈3能够感应到手机内的充电线圈（手机中的金属），从而确定充电器上有手机放置，电流检测模块能够通过无线充电线圈3检测到手机放置，并产生检测信号，第一驱动模块与电流检测模块电相连，当电流检测模块产生检测信号后，会发送给第一驱动模块，第一驱动模块与第一驱动电机43电连接，当第一驱动模块接收到检测信号后，其控制第一驱动电机43转动以自动夹紧手机，达到固定的效果。

同时，为了方便驾驶员操作，在壳体1上还设有触摸键8，触摸模块与触摸键8通过电片电连接，驾驶员通过触摸触摸键8，触摸模块能够感应到相应的信号，并产生驱动信号，触摸模块与第一驱动模块电相连，触摸模块产生驱动信号后，会发送给第一驱动模块，第一驱动模块接收到该驱动信号后，会控制第一驱动电机43反向转动松开（也可以通过触摸实现夹紧功能）手机。

进一步地，在触摸模块中还设有记忆芯片和计数器，计数器用于确定触摸键8被触摸次数，记忆芯片用于记录上次触摸键8被触摸后发出的驱动信号，当通过触摸控制夹臂松开时，触摸模块发出与相同的驱动信号控制第一驱动电机43反向转动松开手机。

进一步地，电流检测模块还与第二驱动模块电连接，电流检测模块还能够检测手机与无线充电线圈3之间的位置是否正对，这可以通过检测无线充电线圈3所产生的电压得出手机与无线充电线圈3之间的偏差方向，当电流检测模块检测到手机与无线充电线圈3之间位置不对应（产生偏差）即发出相应的驱动信号至第二驱动模块，第二驱动模块同步驱动第二驱动电机6，进而带动线圈支架5在其滑轨上移动，直至电流检测模块检测到的电压值达到最有效的充电值。

需要说明的是，本实用新型中第二驱动电机43采用可断电自锁的步进电机，由于步进电机自身的特性，当步进电机驱动两夹臂夹紧手机后，步进电机会实现自锁，当步进电机自锁后，会使两夹臂固定起来，即使汽车在运行收到颠簸时，其也能很好的固定手机，大大降低了手机掉落的风险；同时，由于步进电机的自锁功能，可以延长其使用寿命。

在壳体1内还设有电源接口7，电源接口7与电路板2通过内部走线电连接，实现对电路板2各个电路模块供电；同时，车载无线充电器还包括电储能器，电储能器在电源接口7接通，其能够储存一定的电量，当断电时，电储能器能够继续给电路板2及夹臂机构4供电，保证电动夹臂机构4的稳定使用，有利于驾驶员在驾驶过程中的安全使用。

优选地，电储能器可以为电容或者电池。

与现有技术相比，本实用新型自动对位线圈的车载无线充电器能够自动夹紧和松开手机，自动调节线圈与手机线圈居中，提高了充电效能，减少了驾驶员在驾驶过程中对手机的操作，大大降低了驾驶的安全问题。同时，使车载无线充电器能够适应各种款式的手机，实现小到如iphoe SE手机和大到三星S20G手机与无线充线圈最佳匹配，达到效率最高充电模式，改善了手机大小不一造成线圈偏移充电效率低或不充电问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动对位线圈的车载无线充电器，包括壳体、电路板、无线充电线圈、相对运动以将移动终端夹紧的夹臂机构、电流检测模块，其特征在于，还包括：

设于所述壳体内的支撑架；

来回滑动地安装在所述支撑架上的线圈支架，所述无线充电线圈安装在所述线圈支架上，所述线圈支架的滑动方向垂直于所述夹臂机构的夹紧方向，且与夹持在夹臂机构上的移动终端相平行；

驱动所述线圈支架滑动的驱动机构，所述电路板与所述驱动机构电连接；

设置在所述支撑架上的且分别设置在线圈支架的两端的滑动极限位置上的第一霍尔元件和第二霍尔元件，所述第一霍尔元件与第二霍尔元件与所述电路板电连接；

间隔地设于所述线圈支架的滑动方向上的第一磁体和第二磁体，所述第一磁体与所述第一霍尔元件相对设置，所述第二磁体与所述第二霍尔元件相对设置。

2.根据权利要求1所述的车载无线充电器，其特征在于，所述夹臂机构包括第一驱动电机、设于所述第一驱动电机输出轴上的第二齿轮、第一夹臂和第二夹臂；所述第一夹臂包括第一齿条，所述第二夹臂包括第二齿条，所述第一齿条与第二齿条相平行且同时与所述第二齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的车载无线充电器，其特征在于，所述第一夹臂和第二夹臂均设有限位块，所述电路板上设有与所述限位块相对应的滑槽。

4.根据权利要求2所述的车载无线充电器，其特征在于，所述电路板还包括：电流检测模块；触摸模块，所述触摸模块包括设于所述壳体表面的触摸键（8）；与所述第一驱动电机电连接的第一驱动模块，所述触摸模块和电流检测模块均与所述第一驱动模块电连接。

5.根据权利要求4所述的车载无线充电器，其特征在于，所述触摸模块还包括记忆芯片和计数器。

6.根据权利要求1所述的车载无线充电器，其特征在于，所述壳体包括依次扣合在一起的底壳和面壳，所述支撑架设于所述底壳和面壳之间，所述支撑架朝向所述面壳的一侧设有一对相平行的滑轨，所述线圈支架包括设于所述滑轨上的滑块。

7.根据权利要求6所述的车载无线充电器，其特征在于，所述驱动机构包括：设于所述线圈支架上的并与所述滑轨相平行的第三齿条、设于所述底壳上的第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴穿过所述支撑架，所述第二驱动电机的输出轴上设有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第三齿条啮合。

8.根据权利要求7所述的车载无线充电器，其特征在于，所述电路板还包括与所述电流检测模块电连接的第二驱动模块，所述第二驱动模块与所述第二驱动电机电连接。

9.根据权利要求1所述的车载无线充电器，其特征在于，所述壳体还设有与所述电路板电连接的电源接口。

10.根据权利要求9所述的车载无线充电器，其特征在于，所述车载无线充电器还包括电储能器，所述电储能器与所述电源接口和电路板电连接。

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