一种带超声波距离感应的无线充电车载手机支架的制作方法

本实用新型涉及无线充电技术领域，具体为一种带超声波距离感应的无线充电车载手机支架。

背景技术：

近年来无线充电技术的研究与发展呈现快速发展状态，无线充电已经在各个领域得到使用，为人们高效的生产生活带来了不少的便捷；在车载手机充电器领域也自然而然的衍生出了车载无线手机充电器。然而要实现无线充电技术则必须解决无线充电启动控制的问题。现阶段解决这一问题的技术方案主要有红外感应控制、语音识别控制，继而衍生出了红外感应无线车载充电器、语音识别无线车载充电器的车载无线手机充电器。但现有技术也还存在各种各样的问题，如红外感应无线车载充电器对感应距离不可控，对手机背部颜色非常敏感，语音识别无线车载充电器的语音识别率过低，语言受限，且做出一款高识别度的语音车载无线充电器造价昂贵，市场前景不佳。

超声波作为一种无线感应技术工具，已经在距离测量等领域已经广泛且成熟运用，将它引入到车载无线手机充电器上面可以解决距离不可控的问题，同时也不会带来识别率低的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种带超声波距离感应的无线充电车载手机支架，以解决上述背景技术中存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种带超声波距离感应的无线充电车载手机支架，包括第一支架夹、支架背壳、电机、第二支架夹，所述支架背壳成凹盘状，在支架背壳一侧有第一固定定位销，在支架背壳另一侧有第二固定定位销，在支架背壳的中部位置有两条沿宽度方向的导轨；电机固定安装于支架背壳上的导轨的外侧，电机的输出轴伸入导轨内侧且与导轨在水平方向垂直；第二支架夹可拆卸安装在支架背壳上的导轨上，第二支架夹的背板置于导轨与电机的输出轴之间，并由支架背壳一侧的第二固定定位销进行定位；第一支架夹可拆卸安装在第二支架夹上方，第一支架夹的背板位于电机的输出轴的上方位置且与其连接，并由支架背壳一侧的第一固定定位销进行定位；在支架背壳中还安装有超声波距离感应与无线充电系统。

进一步的，所述超声波距离感应与无线充电系统包括：

MCU，用于负责逻辑运算以及传感器采集，执行；

无线充电模组，采用QI标准的无线充电系统用于对手机进行无线充电；

电机驱动模组，用于控制支架夹的开合运动；

超声波发射模组，用于电能转化为固定频率的超声波信号向预定方向发射；

超声波接收模组，用于接收超声波信号，放大后提供给MCU处理。

进一步的，所述超声波发射模组由Q1、Q2、Q3、Q4四个三极管组成经典H桥电路为超声波发射模组提供固定频率的电压震荡，利用超声波发射模组将电能转换成超声波能量，向固定方向发射；所述超声波接收模组利用超声波接收装置UL2将接收到的超声波能量转换成电能，经过Q5、Q6、Q7三级放大滤波后得到超声波的数字信号，提供给MCU，MCU更具发射超声波信号时间和接收超声波时间差一级声音在空气中传播特性计算出物体距离。

进一步的，所述超声波发射模组与超声波接收模组在无线充电车载手机支架连接汽车电路情况下实时监测是否有手机处于待充电位置，并将监测数据传输给MCU。

进一步的，所所述MCU根据超声波发射模组与超声波接收模组的数据信息计算出物体距离后，在达到设定的疑是需充电距离时，发送指令控制电机驱动模组张开第一支架夹与第二支架夹，在达到设定的可充电距离时，发送指令控制电机驱动模组闭合第一支架夹与第二支架夹。

进一步的，所述第一支架夹与第二支架夹成侧T字形，第一支架夹与支架背壳连接的背板上有中空的第一滑道，第一支架夹的背板一端有第一凹槽；第二支架夹与支架背壳连接的背板上有中空的第二滑道，第二支架夹的背板一端有第二凹槽。

进一步的，所述第一支架夹的背板下方在靠近电机安装的一边有第一平面齿槽，第二支架夹的背板上方在靠近电机安装的一边有第二平面齿槽，第一平面齿槽和第二平面齿槽都与电机输出端的齿轮吻合并分别安装在电机输出端齿轮的上下方。

进一步的，位于第一支架夹下方的支架背壳左侧外部有一按键，该按键为机械按键或触摸按键。

进一步的，所述第一支架夹与第二支架夹的用于接触手机的突出部上各有一圈的软垫。

进一步的，所述第一固定定位销、第二固定定位销和导轨与支架背壳是一体成型的。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、稳定性：本超声波无线车载充电方案主要和传统红外无线车载无线充对比主要体现在感应距离可控，甚至可以简单进行手势识别，识别精度达到1cm。抗干扰能力强，并不会出现像传统红外一样在太阳光直射下失灵的现象；

2、操作性：整个超声波车载无线充电器只有一个按键提供给用户，按键可以为机械按键或触摸按键，使用简单。

附图说明

图1为本实用新型的结构组装示意图；

图2为本实用新型的结构拆分示意图；

图3为本实用新型的支架闭合结构示意图；

图4为本实用新型的超声波距离感应与无线充电系统模组示意图；

图5为本实用新型的超声波发射模组一实施例的电路图；

图6为本实用新型的超声波接收模组一实施例的电路图。

图中：第一支架夹1、支架背壳2、电机3、第二支架夹4、第一滑道11、第一平面齿槽12、第一凹槽13、第一固定定位销21、第二固定定位销22、导轨23、超声波发射装置24、超声波接收装置25、第二滑道41、第二平面齿槽42、第二凹槽43、MCU 51、无线充电模组52、电机驱动模组53、超声波发射模组54、超声波接收模组55。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

如图1、2、3所示，本实用新型提供了一种带超声波距离感应的无线充电车载手机支架，包括第一支架夹1、支架背壳2、电机3、第二支架夹4，所述支架背壳2成凹盘状，在支架背壳2一侧有第一固定定位销21，在支架背壳2另一侧有第二固定定位销22，在支架背壳2的中部位置有两条沿宽度方向的导轨23；电机3固定安装于支架背壳2上的导轨23的外侧，电机3的输出轴伸入导轨23内侧且与导轨23在水平方向垂直；第二支架夹4可拆卸安装在支架背壳2上的导轨23上，第二支架夹4的背板置于导轨23与电机3的输出轴之间，并由支架背壳2一侧的第二固定定位销22进行定位；第一支架夹1可拆卸安装在第二支架夹4上方，第一支架夹1的背板位于电机3的输出轴的上方位置且与其连接，并由支架背壳2一侧的第一固定定位销21进行定位；在支架背壳2中还安装有超声波距离感应与无线充电系统5。

所述电机3是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，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，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动电机3按设定的方向转动一个固定的角度；它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的。

所述第一支架夹1与第二支架夹4成侧T字形，第一支架夹1与支架背壳2连接的背板上有中空的第一滑道11，第一支架夹1的背板一端有第一凹槽13；第二支架夹4与支架背壳2连接的背板上有中空的第二滑道41，第二支架夹4的背板一端有第二凹槽43。所述第一滑道11与第二滑道41均可以设置为1-3条中空滑道。所述第一凹槽13与第二凹槽43可以为U型凹槽也可以为长方形凹槽，所述第一凹槽13与第二凹槽43均可以设置为1-3个的凹槽。

所述第一支架夹1的背板下方在靠近电机3安装的一边有第一平面齿槽12，第二支架夹4的背板上方在靠近电机3安装的一边有第二平面齿槽42，第一平面齿槽12和第二平面齿槽42都与电机3输出端的齿轮吻合并分别安装在电机3输出端齿轮的上下方。

当电机驱动模组53接到工作指令，电机3转动，输出端的齿轮带动第一支架夹1与第二支架夹4，实现张合运动以及固定手机的动作。所述第一支架夹1与第二支架夹4的用于接触手机的突出部上各有一圈软垫，该软垫可以是橡胶的也可以是泡沫材质的，用于方便手机的夹持和防止手机在汽车行驶过程中由于颠簸晃动而脱落。此外，所述第一固定定位销21、第二固定定位销22和导轨23与支架背壳2是一体成型的；位于第一支架夹1下方的支架背壳2左侧外部有一按键，该按键为机械按键或触摸按键，用于提供给使用者进行手动开启支架。位于支架背壳2上还安装有超声波发射装置24和超声波接收装置25，用于发射超声波和接收超声波，实现超声波距离感应功能。所述支架背壳2的背部还有供连接汽车电路的接口，用于连接汽车电路实现为手机的无线充电功能。

如图4所示，所述超声波距离感应与无线充电系统5包括MCU 51、无线充电模组52、电机驱动模组53、超声波发射模组54、超声波接收模组55。所述MCU 51作为中央控制系统，负责逻辑运算以及传感器采集，执行；无线充电模组52，采用QI标准的无线充电系统用于对手机进行无线充电；电机驱动模组53，用于控制支架夹的开合运动；所述超声波发射模组用于将电能转化为固定频率的超声波信号向指定方向发射出去；所述超声波接收模组用于将超声波发射模组54发射后并返回的超声波信号接收并放大后提供给MCU处理。

如图5所示，所述超声波发射模组54利用Q1、Q2、Q3、Q4四个三极管组成经典H桥电路为超声波发射模组提供固定频率的电压震荡，利用超声波发射模组将电能转换成超声波能量，向固定方向发射；如图6所示，所述超声波接收模组55利用超声波接收装置UL2将接收到的超声波能量转换成电能，经过Q5、Q6、Q7三级放大滤波后得到超声波的数字信号，提供给MCU，MCU更具发射超声波信号时间和接收超声波时间差一级声音在空气中传播特性计算出物体距离。

所述超声波发射模组54与超声波接收模组55在无线充电车载手机支架连接汽车电路情况下实时监测是否有手机处于待充电位置，并将监测数据传输给MCU 51。所述MCU 51根据超声波发射模组54与超声波接收模组55的数据信息计算出物体距离后，在达到设定的疑是需充电距离时，发送指令控制电机驱动模组53张开第一支架夹1与第二支架夹4，在达到设定的可充电距离时，发送指令控制电机驱动模组53闭合第一支架夹1与第二支架夹4。

工作原理：首先将超声波距离感应的无线充电车载手机支架与汽车电路连接，再将手机靠近支架，超声波发射模组54和超声波接收模组55将手机靠近的距离的信息传输到MCU 51，MCU 51计算并判断是否有手机放入；若判断无手机放入，则使用者还可以用按键打开第一支架夹1与第二支架夹4并启动无线充电命令，而后等待无线充电模组回报手机类型，再根据手机类型判断是否支持无线充电；若判断有手机放入，则指令电机驱动模组53打开第一支架夹1与第二支架夹4并启动无线充电命令，而后等待无线充电模组回报手机类型，再根据手机类型判断是否支持无线充电。

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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。