一種小功率無線充電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械電子的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種小功率無線充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代生活中，常采用電磁感應(yīng)式電能傳輸，對器件進行無線充電。由于電磁感應(yīng)傳輸?shù)木窒?，電磁感?yīng)的能量傳輸只能在很短的距離內(nèi)進行；在實驗室中，用電磁輻射進行能量傳輸，因不可操作性及安全性問題，使這種無線充電一直得不到應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供一種小功率無線充電裝置，其可獲得相對足夠的無線充電功率，可以在較遠距離內(nèi)對適當容量的充電電池進行全自動無線充電。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種小功率無線充電裝置，其中，包括充電系統(tǒng)(10)和光能發(fā)射系統(tǒng)(20);充電系統(tǒng)(10)包括光電轉(zhuǎn)換器(101)、充電電池、充電控制器、無線電發(fā)射器、導(dǎo)向探頭(105)。光能發(fā)射系統(tǒng)(20)包括無線電接收器、發(fā)射控制器、尋向機(203)和電光轉(zhuǎn)換器(204);
所述的充電系統(tǒng)(10)的充電電池在電能不足夠時，充電控制器觸發(fā)無線電發(fā)射器發(fā)射請求充電的無線電信號，光能發(fā)射系統(tǒng)(20)的無線電接收器收到請求充電的無線電信號后，發(fā)射控制器啟動尋向機(203)找到導(dǎo)向探頭(105)的物理位置，并啟動電光轉(zhuǎn)換器(204)，電光轉(zhuǎn)換器(204)輸出紅外線光柱投射至導(dǎo)向探頭(105)附近的光電轉(zhuǎn)換器(101)受光面上產(chǎn)生電能，光轉(zhuǎn)電能對充電電池進行充電，充電結(jié)束后，無線電發(fā)射器發(fā)射充電結(jié)束無線電信號，無線電接收器收到充電結(jié)束信號后，發(fā)射控制器關(guān)閉電光轉(zhuǎn)換器(204)工作。
[0005]本發(fā)明中，充電系統(tǒng)10的充電控制器不間斷采集充電電池的電能儲備信息，充電控制器采集到充電電池的電能儲備不足時，充電控制器通過無線電發(fā)射器向光能發(fā)射系統(tǒng)20發(fā)出“請求充電”的無線電信號，光能發(fā)射系統(tǒng)20收到“請求充電”的無線電信號后，啟動尋向機203，尋向機203自動尋找光電轉(zhuǎn)換器101的物理位置。發(fā)射控制器確認找到光電轉(zhuǎn)換器101的物理位置后，啟動電光轉(zhuǎn)換器204，把電能轉(zhuǎn)換成紅外光，并把紅外光有效聚焦成光柱，光柱在尋向機203協(xié)助下投射至光電轉(zhuǎn)換器101的受光面上，光電轉(zhuǎn)換器101把光能轉(zhuǎn)換成電能，光轉(zhuǎn)電能在控制器管理下對充電電池進行充電。在充電過程中，如有人體或異物阻擋紅外光傳輸，充電系統(tǒng)10發(fā)射“充電意外中斷”無線電信號，光能發(fā)射系統(tǒng)20收到信號后關(guān)閉電光轉(zhuǎn)換器，停止發(fā)射光能，并重新啟動尋向機203尋找光電轉(zhuǎn)換器101的物理位置，直至再次充電。當充電完成，充電系統(tǒng)10向光能發(fā)射系統(tǒng)20發(fā)射“充電完成”的無線電信號，光能發(fā)射系統(tǒng)20收到無線電信號后，自動關(guān)閉電光轉(zhuǎn)換器，一次充電完成。
[0006]與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是:本發(fā)明具有較高的能量傳輸效率，完全滿足適當容量充電電池的充電需要；本發(fā)明可以做到足夠的無線充電距離，完全突破電磁感應(yīng)無線充電的局限，在有效空間內(nèi)，充電電池任意放置在某一地方均可以得到有效自動充電，可以方便自動的對適當容量的充電電池進行有效充電。本發(fā)明全自動充電，省去人為動作的麻煩。本發(fā)明使用安全的光輻射功率，并使用控制器控制，完全避免紅外光對人體的熱輻射潛在損傷。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的原理示意圖。
[0008]圖2是充電系統(tǒng)10的功能模塊圖。
[0009]圖3是光能發(fā)射系統(tǒng)20的功能模塊圖。
[0010]圖4是尋向機203構(gòu)件圖。
[0011]圖5是尋向機203第一裝配圖。
[0012]圖6是尋向機203第二裝配圖。
[0013]圖7是尋向機203第三裝配圖。
[0014]圖8是尋向機203裝配完成圖。
[0015]圖9是尋向機203視圖。
[0016]圖10是尋向機203第一原理圖。
[0017]圖11是尋向機203第二原理圖。
[0018]圖12是裝備圖。
[0019]圖13是構(gòu)件圖。
[0020]圖14是第一原理圖。
[0021]圖15是第二原理圖。
[0022]圖16是第三原理圖。
[0023]圖17是第四原理圖。
[0024]圖18是第五原理圖圖19是第六原理圖。
[0025]圖20是第七原理圖。
[0026]圖21是第八原理圖。
[0027]圖22是第九原理圖。
[0028]圖23是第十原理圖。
[0029]圖24是第^^一原理圖。
[0030]圖25是第十二原理圖。
【具體實施方式】
[0031]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(chǎn)品的尺寸；對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。附圖中描述位置關(guān)系僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。
[0032]如圖1所示，一種小功率自動無線充電方法，包括充電系統(tǒng)10和光能發(fā)射系統(tǒng)20。充電系統(tǒng)10需要充電時，發(fā)射無線電請求信號，光能發(fā)射系統(tǒng)20收到充電請求后，自動尋找充電系統(tǒng)10的物理位置，并輸出光柱S投射至充電系統(tǒng)10的光電轉(zhuǎn)換器101受光面產(chǎn)生電能，光轉(zhuǎn)電能在控制器管理下對充電電池102充電。
[0033]圖2所示為充電系統(tǒng)10功能模塊圖和工作示意圖。充電系統(tǒng)10包括光電轉(zhuǎn)換器101、充電電池、充電控制器、無線電發(fā)射器、導(dǎo)向探頭105。圖3所示為光能發(fā)射系統(tǒng)20功能模塊圖和工作示意圖。光能發(fā)射系統(tǒng)20由無線電接收器、發(fā)射控制器、尋向機203和電光轉(zhuǎn)換器204構(gòu)成。
[0034]如圖2所示，充電控制器采集到充電電池的電能儲備不足時，充電控制器通過無線電發(fā)射器向光能發(fā)射系統(tǒng)20發(fā)出“請求充電”的無線電信號；如圖3所示，光能發(fā)射系統(tǒng)20的無線電接收器收到“請求充電”的信號后，光能發(fā)射系統(tǒng)20的發(fā)射控制器啟動尋向機203，尋向機203協(xié)助尋找光電轉(zhuǎn)換器101的物理位置，光發(fā)射系統(tǒng)20確認尋向機203準確找到光電轉(zhuǎn)換器101的物理位置后，啟動電光轉(zhuǎn)換器204，把電能轉(zhuǎn)換成紅外光，并把紅外光有效聚焦成光柱，光柱在尋向機203協(xié)助下投射至光電轉(zhuǎn)換器101的受光面上，將光能轉(zhuǎn)換成電能，光轉(zhuǎn)電能在控制器管理下，對充電電池進行充電。光電轉(zhuǎn)換器101是將光能轉(zhuǎn)換成電能的器件，充電電池是儲存電能的工具，充電控制器為微控制單元。電光轉(zhuǎn)換器204包括將電能轉(zhuǎn)換成紅外光的器件和光路組件，發(fā)射控制器為微控制單元，無線電發(fā)射器和無線電接收器是無線電收發(fā)工具，尋向機203和導(dǎo)向探頭105用于協(xié)助尋找光電轉(zhuǎn)換器101的物理位置。
[0035]圖4所示為尋向機203構(gòu)件圖。尋向機203包括橫向掃描槍203A、橫向掃描馬達203E、縱向掃描槍203B、縱向掃描馬達203F。掃描馬達自帶驅(qū)動電路和變速箱。圖5、圖
6、圖7所示為尋向機構(gòu)件裝配圖，如圖5所示，將橫向掃描馬達203E主軸裝入橫向掃描槍203A主軸鎖孔，并使其固定；如圖6所示，將縱向掃描馬達203F主軸裝入縱向掃描槍203B主軸鎖孔，并使其固定；如圖7所示，將縱向掃描槍203B和縱向掃描馬達203F裝入橫向掃描槍203A槍臂鎖槽，并使其固定，圖8所示為尋向機203。如圖9視圖所示，橫向掃描馬達203E主軸和縱向掃描馬達203F主軸呈垂直狀態(tài)。
[0036]如圖10所示，橫向掃描槍203A和縱向掃描槍203B腔體內(nèi)裝有紅外線發(fā)射器，紅外線發(fā)射器發(fā)出的編碼紅外光線通過光路整形，從橫向掃描槍203A的一個端面向外射出縱向“一”字型光束X，從縱向掃描槍203B的一個端面向外射出橫向“一”字型光束Y。在圖10中，為了清楚描述掃描槍發(fā)射的紅外線輻射空間，在尋向機視圖基礎(chǔ)上加入了紅外線輻射空間模擬。圖11所示為橫向掃描槍203A和縱向掃描槍203B發(fā)射的紅外線投射至幕墻上的效果圖，如圖所示，橫向掃描槍203A投射出縱向“一”字型光帶ZF，縱向掃描槍203B投射出橫向“一”字型光帶HF。如圖12所示，將電光轉(zhuǎn)換器204固定安裝在縱向掃描槍203B槍臂上。如圖13所示，電光轉(zhuǎn)換器204將電能轉(zhuǎn)換成紅外光后，光經(jīng)過光路組件聚焦成光柱，從電光轉(zhuǎn)換器204端面輸出光柱S。如圖14所不，光柱S與電光轉(zhuǎn)換器204中心軸線在一條直線上。如圖15所示，橫向掃描槍203A和縱向掃描槍203B中心軸線平行；紅外線光束X的中心軸線和橫向掃描槍203A中心軸線在一條直線上，電光轉(zhuǎn)換器204的輸出光柱S與這條中心軸線保持平行，并保持有效的距離；紅外線光束Y的中心軸線和縱向掃