无线充电装置的制作方法

1.本技术属于电子产品技术领域，具体涉及一种无线充电装置。


背景技术：

2.随着支持无线充电技术的手机与其他智能移动终端，如智能手表、智能耳机、智能眼镜等的增多，用户需要同时为多部智能移动终端充电的场景也越发频繁，此时一对一的无线充电装置有天然缺陷：一是需要配备多个无线充电台座，但是无线充电台座本身体积较大，存在数量太多不便于收纳与携带的问题；二是只能串行地为多个设备逐一充电，存在充电耗时较长，且充电效率低的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的是提供一种无线充电装置，能够解决现有充电技术中，在多个设备存在充电需求时，存在充电效率低的问题。
4.为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：
5.第一方面，本技术实施例提供了一种无线充电装置，包括：
6.底座；固定于所述底座上的轨道支架；与所述轨道支架活动连接的滑轨；与所述滑轨活动连接的n个天线，n为大于1的整数；
7.其中，所述滑轨相对于所述轨道支架在第一状态和第二状态之间往复运动；所述天线在所述滑轨上往复运动，以调整所述天线的发射位置和发射方向。
8.在本技术实施例中，无线充电装置包括：底座；固定于所述底座上的轨道支架；与所述轨道支架活动连接的滑轨；与所述滑轨活动连接的n个天线，n为大于1的整数；通过滑轨相对于所述轨道支架在第一状态和第二状态之间往复运动，以及天线在滑轨上往复运动，来调整所述天线的发射位置和发射方向从而优化发射天线与待充电设备接收天线的能量传输效率，为各个待充电设备选择配对成功且效率最高的发射天线，实现在保证充电效率的同时，通过n个天线为多个待充电设备同时进行充电，解决了在多个设备存在充电需求时，存在的充电耗时长、充电效率低的问题，且便于收纳与携带。
附图说明
9.图1表示本发明实施例的无线充电装置结构示意图之一；
10.图2表示本发明实施例的无线充电装置结构示意图之二；
11.图3表示本发明实施例的无线充电装置结构示意图之三；
12.图4表示本发明实施例的轨道支架、滑轨、滑块和天线的爆炸示意图；
13.图5表示本发明实施例的无线充电装置结构示意图之四；
14.图6表示本发明实施例的无线充电装置结构示意图之五；
15.图7表示本发明实施例的滑块的截面示意图；
16.图8表示本发明实施例的滑块和天线的爆炸示意图；
17.图9表示本发明实施例的无线充电装置结构示意图之六；
18.图10表示本发明实施例无线充电装置结构示意图之七；
19.图11表示本发明实施例的滑块与天线支架的结构示意图；
20.图12表示本发明实施例的滑块与天线支架的剖面示意图；
21.图13表示本发明实施例的无线充电架构示意图。
22.图14表示本发明实施例的无线充电流程示意图之一；
23.图15表示本发明实施例的无线充电流程示意图之二。
24.附图标记说明：
25.1-底座；21-载物台；22-轨道支架；221-第一支撑臂；222-第二支撑臂；
26.223-第一电机；224-连接轴；225-框架结构；23-滑轨；231-轨道槽；24-滑块；241-滑块主体；242-第二电机；243-摩擦轮；244-第一线圈；245-第二线圈；246-电机齿轮；247-中间齿轮；248-摩擦轮齿轮；249-滑块上盖；250-垫片；251-中间齿轮限位；3-天线；31-天线本体；32-转动支架；
27.321-第一磁块；322-第二磁块；323-第一弹片；324-第一滚珠；325第二弹片；326-第二滚珠；33-天线支架；4-壳体；5-待充电设备。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
30.下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的控制方法进行详细地说明。
31.请参照图1至图12，本发明实施例提供了一种无线充电装置，包括：
32.底座1；固定于所述底座1上的轨道支架22；与所述轨道支架22活动连接的滑轨23；与所述滑轨23活动连接的n个天线3，n为大于1的整数；其中，所述滑轨23相对于所述轨道支架22在第一状态和第二状态之间往复运动；所述天线3在所述滑轨23上往复运动，以调整所述天线3的发射位置和发射方向。
33.其中，天线的种类在此不做限定，作为一种可选的实施方式，天线可以均为毫米波天线，而毫米波天线发射的毫米波具有带宽范围大，传播衰减小，受自然光和热辐射源影响小等特点，在传输过程中能量损失相对较小。这样，使得毫米波的能量损失较小，从而进一步提升对待充电设备的充电效率。
34.需要指出，以手机为例，受天线方向性的影响，发射天线和接收天线在不同位置与角度时，其能量传输效率是不同的，两者距离较近且角度较好时能量传输效率高，两者距离
较远或角度较差时能量传输效率低，甚至出现不能正常匹配的情况。
35.该实施例中，通过滑轨23相对于所述轨道支架22在第一状态和第二状态之间往复运动，以及天线3在滑轨上往复运动，来调整所述天线3的发射位置和发射方向，即调整天线3的发射角度，以及调整天线3与待充电设备5之间的位置关系，从而优化发射天线3与待充电设备5的接收天线之间的能量传输效率，使发射天线3与接收天线耦合度最高，达到提高待充电设备5摆放的灵活度，并减少能量损耗，提高无线充电效率的效果。因此，该实施例能够解决在多个设备存在充电需求时，存在的充电耗时长、充电效率低的问题，且不便于收纳与携带。
36.需要指出的是，滑轨23和天线3的往复运动可以基于用户的输入进行控制，如用户手动调整滑轨23和天线3的位置；或者也可以基于待充电设备5的放置位置进行自动控制。
37.作为一种示例，在为多个设备进行充电时，无线充电装置通过调整天线3位置，从n个所述天线中确定与多个待充电设备匹配成功且充电效率大于预设阈值的m个目标天线，m为小于或等于n的正整数。
38.在一实施例中，所述装置还包括：控制单元和位置检测单元；其中，所述位置检测单元与所述控制单元通信连接，所述位置检测单元用于获取待充电设备5的位置信息；所述控制单元用于根据所述位置信息，控制所述滑轨23相对于所述轨道支架22在第一状态和第二状态之间往复运动，以及控制所述天线3在所述滑轨23上往复运动。
39.该实施例中，通过位置检测单元能够获取待充电设备5的放置的位置信息，从而控制单元根据该位置信息，自动控制滑轨23和天线3移动，以调整天线3的发射角度，以及调整天线3与待充电设备5之间的位置关系。
40.在一实施例中，所述滑轨23为环状结构，所述第一状态和所述第二状态是绕所述滑轨23的径向转轴，相对于所述轨道支架22转动180度的两种状态。
41.如图1和2所示，所述滑轨23与所述轨道支架22转动连接；通过所述滑轨23相对所述轨道支架22转动，所述滑轨23的移动轨迹包围载物台21。
42.需要指出的是，环状结构包括：圆环、方环、规则或不规则边长的多边形环等。
43.作为另一种示例，滑轨23也可为至少两个曲状结构，如半圆环形、“u”型、“凹”字型等。
44.该实施例中，滑轨23转动过程中，相对于所述轨道支架22转动180度的两种状态，使滑轨23的移动轨迹能够将载物台21包围。这样，结合天线3在滑轨23上滑动，可以使天线3的发射具有包围载物台21的全方位的发射角度，由于天线可调整的发射角度覆盖载物台，这样有利于提高天线与待充电设备5的充电匹配程度，并调整天线3至充电效率较高的发射位置。
45.具体的，如图1和2所示，所述轨道支架22包括：第一支撑臂221和第二支撑臂222；所述第一支撑臂221与所述滑轨23的第一位置转动连接，所述第二支撑臂222通过第一电机223与所述滑轨23的第二位置转动连接，所述第一电机223与所述控制单元电连接；所述第一位置与所述第二位置处于所述环状结构的同一径向轴线上；所述装置还包括：载物台21，所述载物台21通过连接轴224与所述第一支撑臂221固定连接，所述滑轨23的第一位置穿过所述连接轴224；所述滑轨23相对所述轨道支架22转动时，所述载物台21置于所述环状结构内。
46.其中，该滑轨23可以为两个半圆环结构，或也可以为至少一个完整圆环结构。
47.需要指出的是，环状导轨23穿过第一支撑臂221与载物台21的连接轴224，不影响导轨23的转动。
48.该实施例中，第一电机223连接环状结构的滑轨23，并驱动滑轨23沿着第一电机223延长轴线进行至少为180
°
的转动，以实现滑轨23覆盖为完整球面，滑轨23上装有发射天线3，发射天线3可以沿着滑轨23移动和悬停，从而实现发射天线3的移动范围基本覆盖整个球面，能够提高待充电设备5摆放的灵活度。
49.在一实施例中，所述滑轨23与所述轨道支架22滑动连接；通过所述滑轨23相对所述轨道支架22移动，所述滑轨23的移动范围覆盖所述载物台21。
50.该实施例中，滑轨23可以为框架结构或曲状结构，如倒“u型”的两个底角与轨道支架22滑动连接；或者，可以为由框架结构组成。
51.在一实施例中，所述轨道支架22包括导轨结构，所述滑轨23通过所述导轨结构与所述轨道支架22滑动连接；所述第一状态和所述第二状态分别为所述滑轨23处于所述导轨结构的起始端和结束端的两种状态；其中，所述天线3沿所述滑轨23的滑动方向与所述滑轨23沿所述导轨结构的滑动方向互相垂直。
52.该实施例中，滑轨23的移动方向，与滑块23沿着滑轨23的移动方向是互相垂直的，两个互相垂直方向的独立移动叠加为滑块23在对应平面的多位置移动，从而实现与滑块24连接的发射天线3的多位置移动，能够提高待充电设备5摆放的灵活度。
53.具体的，在一实施例中，如图3至6所示，无线充电装置还包括：载物台21；所述轨道支架22包括：多个框架结构225，所述底座1和多个所述框架结构225围设所述载物台21形成充电空间；每个所述框架结构225上设有所述导轨结构，所述导轨结构滑动连接有至少一个所述滑轨23。
54.如图3、5和6中示出的是四面框架结构，可以理解，其也可以为五面、六面的框架结构，不以此为限。
55.示例性的，如图4中，其示出的是一个框架结构225与滑轨23、滑块24、天线3的爆炸示意图。轨道支架2包括两条支撑杆，固定在其中一面上，并在内侧设有开口作为导轨结构；滑轨23与轨道支架22的开口卡接，可以沿着轨道支架22的开口来回移动。在一实施例中，无线充电装置还包括：n个滑块24；其中，n个所述天线3与所述滑块24连接，所述滑块24与所述滑轨23滑动连接。
56.该实施例中，通过控制单元控制滑轨23和滑块24移动，调整天线3的发射位置和发射角度。其中，滑块24与天线3为一一对应关系，可以理解的是，一个滑块24也可以连接多个天线3。
57.示例性的，如图4中，滑轨23上还有两条支撑杆，其内侧设有开口；滑块24连接在滑轨23上，可以沿着滑轨23的支撑杆来回移动。
58.在一实施例中，所述滑块24包括：滑块主体241、第二电机242和摩擦轮243；所述滑块主体241与所述滑轨23的轨道槽231活动连接；所述第二电机242固定于所述滑块主体241上，且与所述摩擦轮243转动连接；所述摩擦轮243与所述滑轨23接触；所述第二电机242与控制单元电连接，通过控制单元控制所述第二电机242转动，带动所述摩擦轮243转动，所述滑块24相对所述滑轨23移动。
59.示例性的，如图7至10所示，天线3与滑块主体21连接，滑块主体21中间有凹槽用于与导轨23连接。滑块主体21内部的腔体中，摩擦轮243及摩擦轮齿轮248套在滑块主体21伸出的两根支撑柱上，另一侧有两个滑块电机(第二电机242)，滑块电机分别配有电机齿轮246。在摩擦轮243和电机齿轮246之间还有一组中间齿轮247及其限位251。再通过摩擦轮齿轮248及电机齿轮246的两组垫片250，连接滑块上盖249。
60.进一步地，在一实施例中，所述第二电机242为两个，所述摩擦轮243为两个，一个所述第二电机242连接一个所述摩擦轮243；其中，在两个所述第二电机242的转动方向相反时，所述滑块24停止移动。
61.示例性的，隐藏滑块上盖249，滑块24移动和滑块24悬停的齿轮状态如图9和10所示，第二电机242带动电机齿轮246转动，再通过中间齿轮247，把转动传递给摩擦轮齿轮248。摩擦轮齿轮248再带动摩擦轮243作用在滑轨23上。其中，两组第二电机242同向转动时，通过齿轮组带动摩擦轮243同向旋转，由于摩擦轮243与滑轨23之间的摩擦力，带动滑块24及天线3沿着滑轨23移动，如图9中箭头所示。两组第二电机242反向转动时，通过齿轮组带动摩擦轮243反向旋转，由于摩擦轮243与滑轨23之间的摩擦力，使滑块24及天线3悬停在特定位置，如图10中箭头所示。
62.在一实施例中，所述天线3包括：天线本体31、转动支架32和天线支架33；所述天线本体31与所述天线支架33固定连接，所述天线支架33与所述转动支架32转动连接，所述转动支架32与所述滑块24转动连接。
63.该实施例中，通过天线支架33与转动支架32转动连接，转动支架32与滑块24转动连接，实现通过两个相互独立的转动角度，叠加实现天线的多个角度转动，以增加天线活动的灵活性。
64.在一具体实施例中，参见图11，所述滑块24设置有开槽，所述转动支架32置于所述开槽中；所述转动支架32为四边形的环状结构，所述转动支架32的其中两个对角分别通过第一转动结构与所述滑块24连接；所述转动支架32的另两个对角分别通过第二转动结构与所述天线支架33连接；所述转动支架32相邻的两个侧面上分别设置有第一磁块321和第二磁块322；所述滑块24在相对所述第一磁块321的位置设置有第一线圈244，在相对所述第二磁块322的位置设置有第二线圈245；所述第一线圈244和所述第二线圈245与控制单元电连接。
65.该实施例中，控制单元控制两组正交的线圈与磁铁来驱动转动支架32和天线支架33分别通过第一转动结构和第二转动结构转动；其中，第一转动结构和第二转动结构均为两个，且分别布置在不同的对角线上，这样，能够通过两个相互独立的对角线为轴的转动，实现天线的多个角度转动，以增加天线活动的灵活性。
66.在一具体实施例中，所述第一转动结构包括：第一弹片323和第一滚珠324；所述第一弹片323与所述天线支架33固定连接，所述第一弹片323通过所述第一滚珠324与所述滑块24转动连接；所述第二转动结构包括：第二弹片325和第二滚珠326；所述第二弹片325与所述转动支架32固定连接，所述第二弹片325通过所述第二滚珠326与所述天线支架33转动连接。
67.示例性的，如图12所示，其示出的是滑块24沿a-a’和b到b’的截面示意图，滑块24连接在滑轨23上，滑块24在靠装置内部的一侧留有开槽，以放置转动支架32；转动支架32呈
方形环状，转动支架32的四个角安装有弹片，其中2个对角的第一弹片323通过第一滚珠324(包含对角位置的2个滚珠)与天线支架33连接；另外2个对角的第二弹片325通过第二滚珠326(包含对角位置的2个滚珠)与滑块23连接。
68.在一实施例中，所述载物台21上设置有位置检测单元；所述位置检测单元用于检测待充电设备5的放置位置，且所述位置检测单元与所述控制单元通信连接。
69.参见图2和图6所示，将手机、耳机等待充电设备5放入该无线充电装置，开启无线充电模式。无线充电装置中的位置检测单元，将各个待充电设备5的位置信息反馈给控制单元。控制单元通过滑轨23的移动，及滑块24在滑轨23上的移动，将发射天线移动到靠近待充电设备5的位置。n个发射天线会尝试与各个待充电设备5进行配对连接。在配对成功的组合中，控制单元选择配对成功且能量传输效率最高的天线组合，为待充电设备5进行充电。
70.需要指出的是，图2所示场景中，2个发射天线3都在载物台21的同一侧，同样也可以根据待充电设备5的摆放姿态，移动发射天线3到载物台21的两侧，以改善发射天线3与待充电设备5的接收天线之间的能量传输效率。如此，能够最小程度限制移动终端的摆放姿态，且保证高效的能量传输。
71.其中，载物台21为非金属材料，以免影响天线能量传输。
72.在一实施例中，装置还包括：设置在外侧的壳体4，所述壳体4具有开口和容纳腔。
73.该实施例中，开口用于放入和取出待充电设备5，壳体4形成的容纳腔可以保护天线结构并减少天线辐射对人体的影响。
74.在一实施例中，无线充电装置还包括：设置于所述底座1上的显示单元，所述显示单元用于显示待充电设备5的充电状态信息。
75.该实施例中，充电状态信息包括待充电设备是否与目标天线配对成功，待充电设备5的充电状态(包括是否处于充电状态中，当前充电量等信息中的至少一种)以及待充电设备5或者无线充电装置的异常信息等信息中的至少一项。
76.在一实施例中，该无线充电装置的内部还设置有风扇，通过风扇，可以散去天线产生的热量。
77.而作为一种可选的实施方式，参见图13，无线充电装置还包括：整流滤波电路102、高频转换电路103和功率放大电路104，所述整流滤波电路102用于与电源电连接，且所述整流滤波电路102依次通过所述高频转换电路103、所述功率放大电路104与所述天线电连接。这样，通过上述整流滤波电路102、高频转换电路103和功率放大电路104等部件，使得电流在无线充电装置内的转换可以更加方便，同时，电流经过功率放大电路104之后，可以增大电流的发射性能，从而使得对待充电设备5的充电效率更高，进而节省了待充电设备5的充电时间。
78.而待充电设备5可以包括接收天线501、整流转换电路502和负载503，接收天线501可以接收上述天线发射的能量，并通过整流转换电路502将上述能量转换为电能，再流向负载503，而负载503可以被称作为电池，从而达到给待充电设备5的电池进行无线充电的效果。
79.下面结合附图14和15对无线充电过程进行介绍。
80.作为一种示例，如图14中，其示出的是如图6所示的无线充电装置的充电流程示意图，主要包括以下步骤：
81.步骤1，移动终端(待充电设备)放入无线充电装置。
82.步骤2，位置检测单元检测移动终端的位置信息，并反馈给控制单元。
83.步骤3，控制单元控制天线在一定范围内移动至靠近移动终端的位置，并调整天线角度指向移动终端。
84.步骤4，控制单元控制天线逐一与移动终端进行配对。
85.步骤5，控制单元监控各天线与各移动终端是否配对成功，并测试配对成功场景的充电效率数据。
86.步骤6，判断是否配对成功；若是，则进行步骤7；若否，则进行步骤10。
87.步骤7，在配对成功的组合中，控制单元分别选择配对成功且效率高的天线，为各个移动终端进行充电，并显示各移动终端的充电状态信息。
88.步骤8，判断用户是否调整移动终端的位置或方向；若是，则进行步骤2；若否，则进行步骤9。
89.步骤9，继续充电至完成，并显示各移动终端的充电状态信息。
90.步骤10，无一组合配对成功时，控制单元结束无线充电，并显示各移动终端的充电状态信息。
91.步骤11，判断用户是否调整移动终端的位置或方向；若是，则进行步骤2；若否，则进行步骤12。
92.步骤12，结束充电，并显示各移动终端的充电状态信息。
93.作为一种示例，如图15中，其示出的是如图2所示的无线充电装置的充电流程示意图，主要包括以下步骤：
94.步骤1，移动终端(待充电设备)放入无线充电装置。
95.步骤2，位置检测单元检测移动终端的位置信息，并反馈给控制单元。
96.步骤3，控制单元通过控制环形导轨(滑轨23)转动及滑块在环形导轨上的移动，将发射天线移动至靠近移动终端的位置。
97.步骤4，控制单元控制天线逐一与移动终端进行配对。
98.步骤5，控制单元监控各天线与各移动终端是否配对成功，并测试配对成功场景的充电效率数据。
99.步骤6，判断是否配对成功；若是，则进行步骤7；若否，则进行步骤10。
100.步骤7，在配对成功的组合中，控制单元分别选择配对成功且效率高的天线，为各个移动终端进行充电，并显示各移动终端的充电状态信息。
101.步骤8，判断用户是否调整移动终端的位置或方向；若是，则进行步骤2；若否，则进行步骤9。
102.步骤9，继续充电至完成，并显示各移动终端的充电状态信息。
103.步骤10，无一组合配对成功时，控制单元结束无线充电，并显示各移动终端的充电状态信息。
104.步骤11，判断用户是否调整移动终端的位置或方向；若是，则进行步骤2；若否，则进行步骤12。
105.步骤12，结束充电，并显示各移动终端的充电状态信息。
106.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排
他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
107.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本技术的保护之内。