一种智能车锁及无线充电系统的制作方法

本发明涉及智能车锁充电技术领域，具体而言，涉及一种智能车锁及无线充电系统。

背景技术：

目前，共享单车的智能车锁中因增加了一些特定功能的部件，比如全球定位系统(Global Positioning System，GPS)定位部件、网络通信部件和一些有特定功能的检测部件，因而对电能的消耗较大，为了避免电池的频频更换，现有的智能车锁中一般安装充电电池，而充电方式就显得尤为关键。

现有的智能车锁中只能依靠有线连接外部发电设备进行充电比如安装太阳能电池板或者发电花鼓，通过有线连接的方式传输电流，这样虽然能够随时给智能车锁进行充电，但是需要在每台共享单车上安装发电部件，一方面增加了单车的重量，降低了用户体验度，另一方面增加了单车的成本。此外，这种充电方式中连接的电线在外置时一方面容易受损影响充电，另一方面连接的电线使得单车不美观，且连接的电线在置于共享单车的横梁内时则不利于后期的维护。

综上，现有的共享单车上智能车锁中的充电电池仅仅支持有线充电的方式进行充电，使得充电方式繁琐，且充电成本较高。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种智能车锁及无线充电系统，以提高对智能车锁的充电便捷性。

第一方面，本发明实施例提供了一种智能车锁，包括：充电电池、电能接收线圈和接收转换电路，所述接收转换电路分别与所述电能接收线圈和所述充电电池连接；

所述电能接收线圈，用于在感应到外部电能发射线圈产生的交变磁场时产生交变电流，并将产生的交变电流传输给所述接收转换电路；

所述接收转换电路，用于将接收的所述交变电流转换为直流电，利用所述直流电对所述充电电池进行充电。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，所述电能接收线圈具体用于：

当与所述外部电能发射线圈的距离小于设定距离时，通过感应所述外部电能发射线圈产生的交变磁场产生所述交变电流。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，所述接收转换电路还用于：

在确定所述电能接收线圈感应到外部电能发射线圈产生的设定频率的交变磁场时产生谐振，使得所述电能接收线圈产生所述交变电流。

结合第一方面的第一种可能的实施方式或者第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，所述智能车锁还包括铁芯，所述电能接收线圈缠绕在所述铁芯上。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，所述智能车锁还包括微处理器和通信部件，所述微处理器和所述通信部件均与所述充电电池连接；

所述微处理器，用于获取所述充电电池的剩余电量值，当所述剩余电量值小于设定值时，通过所述通信部件向后台服务器发送请求充电指令。

第二方面，本发明实施例提供了一种无线充电系统，包括内置有电能接收线圈的智能车锁、在设定的停车范围内的电能发射线圈、以及充电电源；

所述充电电源，用于为所述电能发射线圈提供电能；

所述电能发射线圈，用于接收所述充电电源提供的电能，并产生交变磁场，以便所述智能车锁上的电能接收线圈感应到该交变磁场后，产生电能。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，所述充电电源为市政电源，用于提供交变电流。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，所述无线充电系统还包括电源管理电路，所述电源管理电路分别连接所述充电电源和所述电能发射线圈；

所述电源管理电路，用于调节所述市政电源输出的所述交变电流的频率。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，所述电能发射线圈、所述市政电源和所述电源管理电路设置于所述设定的停车范围内的地表下。

结合第二方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，所述电能发射线圈的线圈直径大于所述智能车锁中的电能接收线圈的线圈直径。

本发明实施例提供的一种智能车锁及无线充电系统，该智能车锁内安装电能接收线圈与接收转换电路，能够通过无线连接的方式接收电能，并对充电电池进行充电，与现有技术中的智能车锁相比，其可以通过无线方式获得电能，避免了依靠有线充电的带来的不便，降低了充电成本。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例1中所提供的一种智能车锁的结构示意图；

图2示出了本发明实施例1所提供的另一种智能车锁的结构示意图；

图3示出了本发明实施例2所提供的一种无线充电系统的结构示意图；

图4示出了本发明实施例2所提供的另一种无线充电系统的结构示意图。

图标：100-充电电池；101-电能接收线圈；102-接收转换电路；103-微处理器；104-通信部件；300-智能车锁；301-电能发射线圈；302-充电电源；303-电源管理电路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例1提供了一种智能车锁，其结构示意图如1所示，包括充电电池100、电能接收线圈101和接收转换电路102，该接收转换电路102分别与电能接收线圈101和充电电池100连接。

其中，电能接收线圈101，用于在感应到外部电能发射线圈产生的交变磁场时产生交变电流，并将产生的交变电流传输给接收转换电路102。

接收转换电路102，用于将接收到的上述交变电流转换为直流电，利用该直流电对充电电池100进行充电。

其中，上述直流电的值等于充电电池100的输入额定电流值。

一般情况下，上述接收转换电路102包括整流电路和稳压电路，可以将接收到的交流电压转变为稳定的直流电，该直流电可以直接传输给上述充电电池100。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，电能接收线圈101与外部电能发射线圈通过两种方式进行无线充电，分别为电磁感应方式和磁共振方式。

其中电磁感应方式充电的原理是：变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，即可以给电能发射线圈输入交变电流，使得该电能发射线圈产生交变磁场，当电能接收线圈感应到该交变磁场时，产生对应的交变电流。

磁共振充电方式充电的原理是：该充电系统由能量发射装置和能量接收装置组成，当两个装置调整到相同频率，或者说在一个特定的频率上共振，它们就可以交换彼此的能量，类似于声音的共振，即通过某种方式，使得电能发射线圈产生设定频率的磁场，该设定频率与接收转换电路的谐振频率一致，则接收转换电路感应到该设定频率的磁场时，发生谐振，使得电能接收线圈产生交变电流。

上述两种充电方式，通过磁共振充电方式的电能发射线圈与电能接收线圈的距离大于通过磁感应充电方式的电能发射线圈与电能接收线圈的距离。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，电能接收线圈101具体用于：当与外部电能发射线圈的距离小于设定距离时，通过感应外部电能发射线圈产生的交变磁场产生交变电流。

此时，电能接收线圈101处于外部电能发射线圈产生的交变磁场中，通过该交变磁场产生了交变电流。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，接收转换电路102还用于：在确定电能接收线圈101感应到外部电能发射线圈产生的设定频率的交变磁场时产生谐振，使得电能接收线圈101产生交变电流。

比如，可以在接收转换电路中增加一定值的电阻、电感和电容元件，使得接收转换电路变为具体一定的谐振频率的电路。

为了增强电能接收线圈中通过的磁场强度，一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，该智能车锁还包括铁芯，电能接收线圈缠绕在该铁芯上。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例1中提出，如图2所示，智能车锁还包括微处理器103和通信部件104，微处理器103和通信部件104均与充电电池100连接；

其中，微处理器103，用于获取充电电池100的剩余电量值，当剩余电量值小于设定值时，通过通信部件104向后台服务器发送请求充电指令。

充电电池100，用于给微处理器103和通信部件104进行供电。

比如，后台服务器接收到该指令时，可以通知工作人员给该智能车锁进行无线充电。

实施例2

本发明实施例2提供了一种无线充电系统，如图3所示，包括内置电能接收线圈的智能车锁300，在设定的停车范围内的电能发射线圈301以及充电电源302。该智能车锁300可以是实施例1中的智能车锁。

其中，充电电源302，用于为电能发射线圈301提供电能。

电能发射线圈301，用于接收充电电源302提供的电能，并产生交变磁场，以便智能车锁300上的电能接收线圈感应到该交变磁场后，产生电能。

特别的，为了方便，该充电电源302可以为市政电源，用于提供交变电流。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例2中提出，如图4所示，该无线充电系统还包括电源管理电路303，电源管理电路303分别连接充电电源302和电能发射线圈301。

电源管理电路303，用于调节市政电源输出的交变电流的频率。

当电能发射线圈301与电能接收线圈通过磁共振方式进行充电时，显然市政电源输出的电流频率无法满足，可以通过电源管理电路303将市政电源输出的交变电流变为直流电，再将此直流电变为设定频率的高频交流电输送到该电能发射线圈301。

考虑到智能车锁300的应用环境，比如当智能车锁300安装在共享单车上时，上述设定的停车范围就包括道路两侧的停车区域，或者由固定停车桩的地方。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例2提出的技术方案中，电能发射线圈、市政电源和电源管理电路均设置在上述设定的停车范围内的地表下。

比如，可以在设定的停车范围内的地表下，均匀设置几排或者在设定位置设置几个电能发射线圈，通过电源管理电路将市政电源输出的交变电流调制到设定频率的交流电，该设定频率的交流电通过电能发射线圈后产生设定频率的磁场，如果该地表上停放着安装着上述智能车锁的共享单车，且该智能车锁中的谐振电路的谐振频率与电能发射线圈产生的设定频率的磁场的频率相同，则智能车锁中的电能接收线圈可以与电能发射线圈进行能量传输。

此外，电能发射线圈301与电能接收线圈之间还可以通过电磁感应方式进行充电，比如，当电能接收线圈接感应到电能发射线圈301产生的交变磁场时，则会产生交变电流。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例2中提出，电能发射线圈301、市政电源埋于共享单车停车区域的地表下，当共享单车或者其他安装上述智能车锁300的自行车或者电动车停靠在该区域时，智能车锁300中的电能接收线圈能够感应到电能发射线圈301产生的交变磁场，从而产生交变电流，通过内部的接收转换电路对充电电池进行充电。

为了增强电能发射线圈301产生的交变磁场，可以在电能发射线圈301中增加磁芯。

一种较佳的实施方式，在本发明实施例2中提出，电能发射线圈301的线圈直径大于智能车锁300中的电能接收线圈的线圈直径。

由于通过磁感应方式充电过程中，需要电能接收线圈与电能发射线圈301具有特定的位置关系，即需要电能发射线圈301中的磁束能够通过电能接收线圈，在具体实施中，为了使得智能车锁300中的电能接收线圈可以感应到由电能发射线圈301产生的磁束，可以将电能发射线圈301的线圈直径做的比电能接收线圈的线圈直径大一些，以便电能发射线圈301产生的磁束可以被电能接收线圈感应到，或者一个电能发射线圈301产生的磁束，能够同时被较多的电能接收线圈感应到。

基于上述分析可知，与相关技术中的智能车锁相比，本发明实施例提供的智能车锁内安装电能接收线圈与接收转换电路，能够通过无线连接的方式接收电能，并对充电电池进行充电，与现有技术中的智能车锁相比，其可以通过无线方式获得电能，避免了依靠有线充电的带来的不便，降低了充电成本。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。