无线充电底座及无线充电底座控制方法

摘要

本发明提供了一种无线充电底座及无线充电底座控制方法。一种无线充电底座包括座体、多个转轮、多个压力传感器、充电模块及控制机构。多个转轮可转动设于收容槽内，转轮用于带动待充电装置于充电平台上移动。多个压力传感器设置于转轮的下方，压力传感器用于测量转轮受到的来自待充电装置的压力值。充电模块设于座体内，充电模块位于多个转轮的中心位置。控制机构根据多个压力值之间大小关系，控制转轮转动，使各个压力传感器受到的压力值大小相等，待充电装置的重心位置运动至多个转轮的中心位置。上述无线充电底座的充电模块可以与待充电装置的接收线圈相互对准，保证无线充电底座对待充电装置的充电效率。

说明书

技术领域

本发明涉及无线充电领域，特别涉及一种无线充电底座及无线充电底座控制方法。

背景技术

无线充电技术源于无线电能传输技术，可分为小功率无线充电和大功率无线充电两种方式。由于充电器与待充电装置之间以磁场传送能量，两者之间不用电线连接。

目前，市面上无线充电器大多为无线充电底座，无线充电底座设有发射线圈，待充电装置设有接收线圈。当对待充电装置进行无线充电的时候，无线充电底座的发射线圈与待充电装置的接收线圈的位置相互对准，以保证顺利充电。

但是，当用户将待充电装置摆放在无线充电底座上时，经常会发生待充电装置的结构线圈的摆放位置与无线充电底座的发生线圈发生偏离的情况。发生此情况后，由于发射线圈和接收线圈的耦合程度下降，导致电磁能量传输的效率下降，发射线圈需要提供更多的能量才能维持接收线圈的充电功率。由于待充电装置摆放偏移，发射线圈需要发射更多的能量，导致无线充电底座发热，对系统稳定工作及充电速度造成影响。当待充电装置摆放过于偏离时，会导致无线充电底座充电失败或触发失败导致无法充电等情况。

发明内容

本公开的目的在于提供一种能够保证无线充电底座的充电模块与待充电装置实现无线充电对准，保证无线充电底座具有较高充电效率的技术。

根据本公开的一方面，提供了一种无线充电底座。

一种无线充电底座，用于对待充电装置充电，包括：

座体，设有用于放置所述待充电装置的充电平台，所述充电平台开设有收容槽；

多个转轮，可转动设于所述收容槽内，所述转轮突出于所述充电平台，所述转轮用于带动所述待充电装置于所述充电平台上移动；

多个压力传感器，设置于所述转轮的下方，所述压力传感器用于测量所述转轮受到的来自所述待充电装置的压力值；

充电模块，设于所述座体内，所述充电模块位于多个所述转轮的中心位置；

控制机构，与所述压力传感器电连接，所述控制机构获取多个所述压力传感器得到的多个所述压力值，根据多个所述压力值之间大小关系，控制所述转轮转动，使各个所述压力传感器受到的压力值大小相等，所述待充电装置的重心位置运动至多个所述转轮的中心位置，与所述充电模块相对。

根据本公开的另一方面，还提供一种无线充电底座控制方法。

一种无线充电底座控制方法，包括：

接收多个压力传感器测量的压力值；

根据多个所述压力值之间大小关系，控制所述转轮转动，带动待充电装置于充电平台上运动；

直至每个压力传感器测量的压力值大小相等，开启所述充电模块进行充电。

上述无线充电底座通过控制转轮转动，使待充电装置实现运动，调节待充电装置的位置。直至每个压力传感器测量的压力值大小相等的时候，则说明待充电装置与座体内的充电模块相互对准，即待充电装置的接收线圈运动至充电模块的发射线圈的下方。则上述无线充电底座可以通过压力传感器、转轮及控制机构使充电模块与待充电装置之间实现自动、精准的对准。

因此，上述无线充电底座可以提高对待充电装置的充电效率，提升电磁能量传输的效率，降低发射端的功率和发热，提升待充电装置的接收效率，降低发射线圈和接收线圈的温升，提高无线充电底座的稳定性和待充电装置充电安全性。

附图说明

图1为根据本公开的一实施方式的无线充电底座的结构示意图；

图2为根据图1所示的无线充电底座的透视结构示意图；

图3为根据图1所示的无线充电底座的电学模块示意图；

图4为根据本公开的一实施方式的无线充电底座控制方法的流程图；

图5为根据图4所示的步骤S2的具体流程图；

图6为根据图4所示的步骤S2的具体流程图。

附图标记说明如下：10、无线充电底座；10、座体；110、充电平台；111、收容腔；113、收容槽；115、避让槽；117、凹槽；12、转轮；121、第一转轮；122、第二转轮；123、第三转轮；124、第四转轮；125、转轴；13、充电模块；14、压力传感器；15、控制机构；16、电机；17、传送带；18、感应模块。

具体实施方式

尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本公开原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本公开的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多示例实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的示例实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、实现或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或控制机构装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

本公开提出一种无线充电底座。无线充电底座用于对待充电装置进行无线充电。待充电装置可以为智能移动终端、移动电源、电动汽车、笔记本电脑、无人机、电子书、电子烟、智能穿戴设备、扫地机器人、蓝牙音箱、电动牙刷及可充电无线鼠标等电子设备。此处对无线充电底座的应用充电对象不做限定，只要该电子设备具有可充电电池，能够实现无线充电即可应用本公开提供的无线充电底座。为方便说明，待充电装置以手机为例进行说明，手机的重量均匀分布，并且，其无线充电接收线圈位于手机的中心位置。因此，手机的重心与手机的中心相重合。

具体在本实施方式中，请参见图1及图2，无线充电底座10包括座体11、多个转轮12、充电模块13、多个压力传感器14及控制机构15。多个转轮12可转动设置于座体11的充电平台的表面上，充电模块13设于充电平台的下发。并且，多个压力传感器14对应设于转轮12的下方。

座体11设有用于放置待充电装置的充电平台110。座体11的表面为充电平台110，充电平台110用于放置待充电装置。

对充电平台110的形状不作限定，充电平台110可以为圆形或方形、不规则形状等。并且，对于充电平台110的大小，当待充电装置任意放置于充电平台110上的时候，保证待充电装置的充电模块13能够运动至充电模块13，可以使待充电装置的接收线圈与充电模块13的发射线圈上下相对。

座体11内部开设有用于收容充电模块13的收容腔111。收容腔111的形状与充电模块13的运动区域大致相同。收容腔111的形状可以为矩形、圆形等。具体在本实施方式中，座体11的收容腔111的形状为矩形。

充电模块13设于座体11的收容腔111内。充电模块13包括电路板131及充电线圈132。电路板131用于防止充电模块13的各种电学元件。充电线圈132设于电路板131上。充电线圈132可以为发射线圈或接收线圈。相应地，待充电装置的充电线圈可以为接收线圈或发射线圈。

具体在本实施方式中，充电线圈132为发射线圈。发射线圈用于发射电磁能量，待充电装置设有接收线圈，接收线圈用于接收电磁能量，以对待充电装置进行充电。充电线圈132的中心即为充电模块13的中心。当充电线圈132的中心能够与待充电装置的接收线圈的中心完全对准的时候，则发射线圈与接收线圈的耦合程度最好，充电效率最高，则该位置为最佳充电位置。

在其他实施方式中，充电线圈132还可以为接收线圈。相应地，待充电装置的充电线圈为发射线圈。则待充电设备还可以对无线充电底座的电池进行充电。因此，该无线充电底座还可以通过电池存储电能，以备在停电的时候，无线充电底座还可以对待充电装置进行充电。此处对充电模块13的充电线圈132及待充电装置的充电线圈的功能不做限定，只要两个充电线圈存在一发射线圈和一接收线圈，可以实现充电即可。

并且，充电模块13位于多个转轮12的中心位置。即充电线圈132的中心位于多个转轮12的中心。

充电平台110开设有收容槽113。收容槽113用于收容转轮12。收容槽113的形状与转轮12的形状相符，以使转轮12能够在收容槽113内正常转动。

多个转轮12可转动设于收容槽113内，转轮12突出于充电平台。当待充电装置放置于充电平台上，且与转轮12接触的时候，则转轮12能够用于带动待充电装置于充电平台上移动。

转轮12的个数可以为多个。多个转轮12呈正多边形分布。即，当转轮12为三个的时候，三个转轮12呈正三角形分布；当转轮12为四个的时候，四个转轮12呈正方形分布。则四个转轮12的中心即为正方形的中心位置，两条对角线的交点处。具体地，转轮12包括第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124。

具体在本实施方式中，转轮12通过转轴125可转动连接于充电平台上。充电平台110开设有用于避让转轴125的避让槽115。避让槽115可以使转轴125自由转动。避免转轴125凸出于充电平台110，影响待充电装置的移动。

转轴125的轴向指向多个转轮12的中心位置。即，第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124的转轴125轴向均经过正方形的中心位置。转轮12的转动方向为垂直于转轴125的轴向，转轮12转动，从而带动待充电装置随着转轮12的转动方向进行移动。因此，通过调节转轮12的转向，可以实现调节位于转轮12上的待充电装置的移动方向。

并且，本实施方式的充电平台为正方形平台。且第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124分别设于该正方形四个侧边的中点处，因此第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124也位于另一正方形的四个顶点处。

多个压力传感器14设置于转轮12的下方。压力传感器14用于测量转轮12受到的来自待充电装置的压力值。每个转轮12的下方均设有一压力传感器14。转轮12设有四个，则压力传感器14为四个。

当转轮12不受压力作用的时候，转轮12可以自由转动。当待充电装置压持于转轮12上的时候，则转轮12受到待充电装置的重力作用，对压力传感器14会产生压力作用。由于不同转轮12位于待充电装置的各个不同位置，受到的重力的分力大小也不相同，因此压力传感器14测量得到的压力值大小也不相同。

无线充电底座还包括电机16。电机16的驱动轴与转轮12驱动连接，控制机构15与电机16电连接。控制机构15通过控制电机16的转速及转动方向控制转轮12的转向及转速。

在其他实施方式中，电机16还可以省略，转轮12还可以由外界驱动设备来驱动转动，或者由人工驱动使其转动。

无线充电底座还包括传送带17。电机16通过传送带17与转轮12传动连接。传送带17可以方便连接电机16的驱动轴及转轮12的转轴125。并且，座体11的侧壁上开设有凹槽117。传送带17收容于凹槽117内，避免突出于座体11的外侧壁，影响传送带17的正常转动。

可以理解，在空间位置不限制的情况下，电机16还可以直接与转轮12驱动连接。

请参见图3，控制机构15与压力传感器14电连接。控制机构15获取多个压力传感器14得到的多个压力值，根据多个压力值之间大小关系，控制转轮12转动，直至使各个压力传感器14受到的压力值大小相等，则说明该待充电装置的重心即位于多个转轮12的中心位置处。具体地，控制机构15接收四个转轮12下的四个压力传感器14测量得到的压力值。控制机构15根据多个压力值的大小，控制多个转轮12的转动方向及转动速度。

首先，将待充电装置放置于充电平台110上，待充电装置至少同时压持于两个转轮12上，即待充电装置至少同时压持于第一转轮121及第二转轮122上。控制机构15接收第一转轮121的第一压力值，及第二转轮122的第二压力值。控制机构15控制第一转轮121或第二转轮122转动，直到待充电装置能够压持于第三转轮123。此时，控制机构15接收第三压力值。控制机构15控制第一转轮121或第二转轮122减速运动。为方便说明，控制机构15先控制第一转轮121转动，当待充电装置压持于第三转轮123上的时候，第三转轮123以与第一转轮121的转动方向相同转动方向的转动。第一转轮121减速转动。

控制机构15控制第二转轮122及第三转轮123，以相同的转速及转动方向转动，使待充电装置能够压持住第四转轮124。此时，控制机构15接收第四压力值。控制机构15接收第四压力值，控制机构15控制第四转轮124以相同的转动方向转动。控制机构15再根据接收的第一压力值、第二压力值、第三压力值及第四压力值分别对第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124进行转动控制，对待充电装置于第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124上的位置进行微调，直至第一压力值、第二压力值、第三压力值及第四压力值相等。

当待充电装置能够平衡放置于第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124上，则待充电装置的重力能够平均分散在第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124上。因此待充电装置的重心位置位于第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124的中心位置，以保证待充电装置的受力平衡。

充电模块13与控制机构15电连接。当控制结构接收到的所有压力值大小均相等的时候，即待充电装置的重心位置运动至多个转轮12的中心位置的时候，控制机构15开启充电模块13开始充电。

当待充电装置与充电模块13相对准的时候，控制机构15激发开启充电模块13，使充电模块13开始无线充电发射信号，开始进行无线充电。因此，充电模块13的发射线圈与待充电手机的接收线圈能够保证对准，则该充电模块13的充电过程，实现最大传输效率充电。

可以理解，在其他实施方式中，无线充电底座10对于充电模块13的开启，也可以由外置开关设备进行控制。

具体在本实施方式中，充电模块13置于多个转轮12的中心位置处，待充电装置的中心位置与充电模块13的中心位置相对准。

可以理解，如果待充电装置的中心位置与多个转轮12的中心位置之间存在偏差的时候，可以理解，充电模块13的发射线圈与待充电手机的接收线圈也可以不完全对准。对于体积较小的待充电装置，例如，充电耳机或充电手表等。首先该体积较小的待充电装置可以放置于体积较小的无线充电盒内。对于该体积较小的无线充电盒均落入在无线充电底座的充电线圈132的充电耦合范围内。即，无线充电底座的充电线圈132的充电耦合范围大于该无线充电盒的体积。则只需将无线充电盒稳定放置于多个转轮12上，即可使该待充电装置落入到该充电线圈的充电耦合范围内，同样可以实现对待充电装置进行高效率充电。

压力传感器12还用于感应充电平台110上是否放置待充电装置。当充电平台110上放置有待充电装置，即压力传感器12检测到待充电装置摆放于充电平台110上，则触发开启控制机构15。

可以理解，无线充电底座10对于控制机构15的开启，也可以由外置开关设备进行控制。

控制机构15在根据多个压力值之间大小关系，控制转轮12转动的时候，控制机构15还可以用于获取多次所述待充电装置的运动路线。根据多个所述运动路线得到最优运动路线。控制机构15再根据该最优运动路线，控制所述转轮12转动。

当无线充电底座第一次使用时，控制机构15控制各个转轮12转动将待充电装置移动至与充电模块13相对的位置，并记录该待充电装置的运动路线，用时时长，及对应的各个转轮12的转速及转动时间。经过多次使用后，控制机构15记录多次待充电装置的运动路线、用时时长，及相应的各个转轮12的转速及转动时间。控制机构15根据多次待充电装置的运动路线的用时长短，可以得到待充电装置的最优运动路线。该最优运动路线代表了待充电装置从该用户的习惯放置位置，运动至与充电模块13相对的位置处，用时最短的运动路线。

当该用户再次使用该无线充电底座的时候，当待充电装置位于该用户偏好位置点或者位于其附近。控制机构15可以根据该最优运动路线，控制各个转轮12转动，则多个转轮12相互配合以最快的速度将待充电装置与充电模块13相互对准。转轮12能够在较短的时间内，尽快地使待充电装置与充电模块13相互对准进行充电，减少用户的等待时长，提高无线充电底座的充电效率。

因此，本实施方式的无线充电底座通过转轮12使待充电装置实现运动，通过调节转轮12的转速和转动方向，调节待充电装置的位置，使待充电装置的接收线圈与充电模块13的发射线圈相互对准。因此，上述无线充电底座可以实现发射线圈和接收线圈最高效率的耦合，提升电磁场的耦合程度，提升电磁能量传输的效率，降低发射端的功率和发热，提升待充电装置的接收效率，降低发射线圈和接收线圈的温升，提高无线充电底座的稳定性和待充电装置充电安全性。也可以避免异物检测FOD(Foreign Object Debris)发生，导致充电失败或无法充电的现象发生。

因此，通过上述无线充电底座可实现多设备、不定位置的无线充电，可以在办公桌、汽车、餐饮店等处使用，极大的方便了待充电装置的电能补给。

在其他实施方式中，转轮12还可以为三个。三个转轮12可以分布布置于等边三角形的三个顶点处。三个转轮12的转轴125均指向该等边三角形的中心位置。充电模块13设于该三个转轮12的中心位置，即，充电模块13位于该等边三角形的中心位置。

当待充电装置至少放置于两个转轮12上，则两个转轮12中的一个转轮12转动，带动该待充电装置的运动至第三个转轮12上。控制机构15控制第三个转轮12，使待充电装置的重力能够均匀分布于三个转轮12上。则待充电装置的重力均匀分布于三个转轮12上，则待充电装置的重心落入于三个转轮12的中心位置。因此，待充电装置与充电模块13上、下相对，以实现使待充电装置的接收线圈与充电模块13的发射线圈相互对准。因此，上述无线充电底座可以实现发射线圈和接收线圈最高效率的耦合，提升无线充电底座的电磁能量传输的效率。

可以理解，在其他实施方式中，转轮12还可以五个、六个等，此处对转轮12的个数不做限定，只要能够使待充电装置能够受力平衡的放置于多个转轮12上，并且能够于多个转轮12的中心位置相对设置即可。

本公开还提供一种无线充电底座控制方法，请参阅图4，该种无线充电底座控制方法包括以下步骤：

一种无线充电底座控制方法，包括：

步骤S1，接收多个压力传感器测量的压力值。

步骤S2，根据多个压力值之间大小关系，控制转轮转动，带动待充电装置于充电平台上运动。

步骤S3，直至每个压力传感器测量的压力值大小相等，开启充电模块进行充电。

请参阅图5，其中，步骤S2，根据多个压力值之间大小关系，控制转轮12转动，带动待充电装置于充电平台上运动的步骤，包括：

步骤S21，根据接收的至少两个所述压力值之间大小关系，接收至少两个所述转轮12压力值，其中，两所述转轮12为第一转轮121的第一压力值，及第二转轮122的第二压力值，所述控制机构15控制所述第一转轮121及/或第二转轮122转动，带动所述待充电装置运动。

步骤S22，使所述待充电装置运动至所述第三转轮123，所述控制机构15接收第三压力值，控制所述第一转轮121、第二转轮122及/或第三转轮123转动，直至所述第一压力值、第二压力值及第三压力值相等。

具体在本实施方式中，转轮12还包括第四转轮124，当待充电装置运动至第四转轮124上的时候，第四转轮124下方的压力传感器14测量得到第四压力值。

控制机构15根据接收的第一压力值、第二压力值、第三压力值及第四压力值分别对第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124进行转动控制，对待充电装置于第一转轮121、第二转轮122、第三转轮123及第四转轮124上的位置进行微调，直至第一压力值、第二压力值、第三压力值及第四压力值相等。

请参阅图6，其中，步骤S2，根据多个压力值之间大小关系，控制转轮12转动，带动待充电装置于充电平台上运动的步骤，具体还可以包括：

步骤S201，获取多次所述待充电装置的运动路线。

控制机构15控制各个转轮12转动将待充电装置移动至与充电模块13相对的位置，并记录该待充电装置的运动路线，用时时长，及对应的各个转轮12的转速及转动时间。经过多次使用后，控制机构15记录多次待充电装置的运动路线、用时时长，及相应的各个转轮12的转速及转动时间。

步骤S202，根据多个运动路线得到最优运动路线。

控制机构15根据多次待充电装置的运动路线的用时长短，可以得到待充电装置的最优运动路线。该最优运动路线代表了待充电装置从该用户的习惯放置位置，运动至与充电模块13相对的位置处，用时最短的运动路线。

因此，当该用户再次使用该无线充电底座的时候，当待充电装置位于该用户偏好位置点或者位于其附近。控制机构15可以根据该最优运动路线，控制各个转轮12转动，则多个转轮12相互配合以最快的速度将待充电装置与充电模块13相互对准，减少用户等待充电装置移动到位的时长，提高无线充电底座的充电效率。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本公开，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。