203A中心轴线在一条直线上，电光转换器204的输出光柱S与这条中心轴线保持平行，并保持有效的距离；红外线光束Y的中心轴线和纵向扫描枪203B中心轴线在一条直线上，电光转换器输出光柱S与这条中心轴线保持平行，并保持有效的距离。如图16所示，启动横向扫描马达203E，横向扫描马达203E主轴按箭头所示方向转动，横向扫描枪203A在横向马达动力驱动下转动，红外光束X跟随转动扫描。如图17所示，启动纵向扫描马达203F，红外光束Y跟随纵向扫描马达203F同步转动扫描。
[0039]如图18所示，导向探头105安装在光电转换器101的受光面的中央位置。如图19所示，将充电系统10放置在寻向机203扫描空间内，并使导向探头101能有效接收到寻向机203发射的红外线信号，横向扫描枪203A按箭头所示方向扫描，当横向扫描枪203A红外线信号扫描到导向探头101，发射控制器使横向扫描马达203E停止转动，横向扫描枪203A同步停转，使横向扫描枪203A发出的纵向“一”字型光带ZF停留在导向探头上。如图20所示，横向扫描枪203A保持停止位置不变，纵向扫描马达203F主轴按箭头所示方向转动，驱动纵向扫描枪203B按箭头所示方向纵向扫描，纵向扫描枪203B发射的横向“一”字型光带HF扫描到导向探头101，发射控制器使纵向扫描马达203F停止转动，纵向扫描枪203B停止转动，纵向扫描枪203B发出的横向“一”字型光带HF停留在导向探头105上。如图20所示，横向光带HF和纵向光带ZF相交点就是导向探头105物理位置。如图21所示，电光转换器204与横向扫描枪203A同步停转，光柱S跟随停转，光柱S跟随横向扫描枪203将光柱投射至导向探头横向坐标方向。如图22所示，在横向坐标方向固定状态下，光柱S在纵向扫描枪的动力驱动下与纵向扫描枪同步停转，电光转换器204输出光柱S在纵向扫描枪203B动力驱动下，使电光转换器204输出光柱S投射至导向探头105附近。导向探头105安装在光电转换器101受光面中央位置，电光转换器204输出光柱S将投射至导向探头105附近的光电转换器101受光面上。
[0040]在本实施例中，所述的红外线设备，所述的电子技术均是公知技术，本例中不做详述；在本实施例中所述的光路和光路构件，均是公知技术，本例中不做详述。
[0041]在本实施例中，电光转换器204的电光器件使用红外线激光二极管，红外线激光二极管自带驱动电路。光电转换器105使用砷化镓光电池组。在本实施例中，横向扫描马达203E和纵向扫描马达203F使用步进马达，并自带变速箱和驱动电路。充电电池使用锂电池，并自带控制电路。导向探头105使用红外线接收头。
[0042]将本实施例中所有模组的电子线路和电缆有效连接。
[0043]将充电系统10和光能发射系统20有效放置在不同的物理位置，并保持充电系统10的导向探头能够有效接收到寻向机203发射的红外线编码信号。
[0044]如图2所示，充电控制器不间断采集充电电池的电能储备量，充电电池的电能信息和导向探头105接收到的红外线信号都被送到充电控制器，充电控制器根据不同的信号，通过无线电发射器发出相应的无线电信号。如图3所示，无线电接收器将接收到的无线电信号送到发射控制器，发射控制器根据不同的无线电信号，控制寻向机203和电光转换器204的工作。
[0045]如图23所示，充电电池需要充电时，充电系统10通过无线电发射器发射“请求充电”的无线电信号A1。如图24所示，光能发射系统20通过无线电接收器收到“请求充电”的无线电信号A1后，信号送到发射控制器，发射控制器启动寻向机203工作，寻向机203首先启动横向扫描枪203A进行扫描，在扫描同时，横向扫描枪203A发射“横向扫描马达停止”的红外线编码信号X，横向扫描枪203A在扫描过程中，扫描到充电系统10的导向探头105，导向探头105接收到“横向马达停止”的红外线编码信号X，信号送到充电控制器，充电控制器通过无线电发射器发射“横向扫描马达停止”的无线电信号A2。光能发射系统20通过无线电接收器收到“横向马达停止”无线电信号A2后，信号送到发射控制器，发射控制器停止横向扫描马达203E转动，横向扫描枪203A停止扫描，电光转换器204与横向扫描枪同步停转，使电光转换器204输出光柱S射向导向探头105的横向坐标方向，并停止在该方向。
[0046]如图25所示，寻向机203在停止横向扫描的同时，纵向扫描枪203B和纵向扫描马达203F开始扫描，纵向扫描枪203B进行扫描的同时发射“纵向扫描马达停止”的红外线编码信号Y，在扫描过程中，纵向扫描枪203B发射的“纵向扫描马达停止”红外线编码信号Y扫描到导向探头105，导向探头105将接收到的“纵向扫描马达停止”信号传给充电控制器，充电控制器通过无线电发射器发射“纵向扫描马达停止”的无线电信号A3，无线电接收器在收到无线电信号A3后，信号送到发射控制器，发射控制器停止纵向扫描马达203F的转动，使纵向扫描枪203B发射出的红外线光带停止在导向探头105上。电光转换器204与横向扫描枪203B同步停转，使电光转换器204在纵向扫描枪203B和横向扫描枪203A动力驱动下找到输出光柱S投射目标。
[0047]发射控制器确认横向坐标和纵向坐标都已成功找到后，发射控制器使横向扫描枪203A和纵向扫描枪203B保持停止时状态，并关闭寻向机203工作以节省能耗。同时启动电光转换器204，电光转换器204输出红外线激光光柱S，红外线激光光柱S投射至导向探头105附近的光电转换器101受光面，光电转换器101受到红外线激光辐射，产生电能，电能在控制器的管理下对充电电池进行充电。
[0048]在充电过程中遇到意外中断，充电控制器将通过无线电发射器发射“意外中断”无线电信号，无线电接收器收到信号后，发射控制器即时关闭电光转换器204的工作，以节省能耗和提高系统安全性。同时，再次启动寻向机203工作，找到光电转换器101的准确位置后进行充电工作。
[0049]当充电电池充电完成，充电控制器采集到充电电池充电已经足够时，充电控制器通过无线电发射器发射“充电完成”的无线电信号，无线电接收器收到“充电完成”的无线电信号后，发射控制器关闭电光转换器204工作。光发射系统20将置于待机状态，等待下一次“充电请求”无线电信号。一次充电完成。
[0050]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种小功率无线充电装置，其特征在于，包括充电系统(10)和光能发射系统(20)，所述充电系统(10)与光能发射系统(20)之间可进行无线传输；充电系统(10)包括光电转换器(101)、充电电池、充电控制器、无线电发射器和导向探头(105)，所述光电转换器(101)与充电电池连接，充电电池与充电控制器连接，充电控制器连接无线电发射器和导向探头(105);光能发射系统(20)包括无线电接收器、发射控制器、寻向机(203)和电光转换器(204)，所述无线电接收器连接发射控制器，发射控制器连接寻向机(203)和电光转换器(204)。
【专利摘要】本实用新型涉及机械电子的技术领域，更具体地，涉及一种小功率无线充电装置。一种小功率无线充电装置，括充电系统和光能发射系统；充电系统包括光电转换器、充电电池、充电控制器、无线电发射器、导向探头。光能发射系统包括无线电接收器、发射控制器、寻向机和电光转换器。本实用新型具有较高的能量传输效率，完全满足适当容量充电电池的充电需要；本实用新型可以有足够无线充电距离，突破电磁感应无线充电的局限，在有效空间内，充电电池任意放置在某一地方均得到有效自动充电，方便自动对适当容量充电电池进行充电。本实用新型全自动充电，省去人为动作的麻烦。本实用新型使用安全的光辐射功率，使用控制器控制，避免红外光对人体的热辐射潜在损伤。
【IPC分类】H02S10/30, G08C17/02, H02J7/00
【公开号】CN205004765
【申请号】CN201520520249
【发明人】潘跃兵
【申请人】潘跃兵
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年7月17日