發(fā)明解讀無(wú)線充電裝置及系統(tǒng)

無(wú)線充電技術(shù)是利用近場(chǎng)感應(yīng)，也就是電感耦合，由供電設(shè)備將能量傳送至用電設(shè)備的裝置，該裝置使用接收到的能量對(duì)電池充電，并同時(shí)供其本身運(yùn)作之用。由于上述裝置與用電設(shè)備之間以電感耦合傳送能量，兩者之間不用電線連接。

無(wú)線充電裝置一般由發(fā)射端和接收端組成，發(fā)射端與接收端的線圈發(fā)生能量傳遞而進(jìn)行充電。無(wú)線充電裝置在各種電子設(shè)備中廣泛使用，例如，自動(dòng)割草機(jī)。無(wú)線充電在自動(dòng)割草機(jī)中應(yīng)用時(shí)，發(fā)射端置于地面的固定位置，接收端安裝在自動(dòng)割草機(jī)上。當(dāng)發(fā)射端上有金屬等異物時(shí)，由于發(fā)射端平放在底面上，金屬等異物仍留在發(fā)射端上，充電時(shí)，金屬等異物的存在，會(huì)引起線圈過(guò)熱而損傷充電線圈，從而無(wú)法正常充電。此外，若發(fā)射端與接收端間存在其他異物，可能影響近場(chǎng)感應(yīng)效果，降低充電效率。

發(fā)明內(nèi)容：

一種無(wú)線充電裝置，無(wú)線充電裝置用于給機(jī)器進(jìn)行充電，包括：彈性結(jié)構(gòu)，彈性結(jié)構(gòu)用于安裝在地面上，且彈性結(jié)構(gòu)相對(duì)地面呈傾斜狀態(tài)；發(fā)射端，發(fā)射端設(shè)置在彈性結(jié)構(gòu)上；及接收端，接收端用于安裝在機(jī)器上；充電時(shí)，彈性結(jié)構(gòu)受到機(jī)器的壓縮作用，彈性結(jié)構(gòu)帶動(dòng)發(fā)射端運(yùn)動(dòng)，發(fā)射端與地面呈平行狀態(tài)，且發(fā)射端和接收端相對(duì)，進(jìn)行充電；不充電時(shí)，機(jī)器攜帶接收端離開(kāi)彈性結(jié)構(gòu)，發(fā)射端在彈性結(jié)構(gòu)的作用下，恢復(fù)至相對(duì)地面呈傾斜狀態(tài)。

上述無(wú)線充電裝置，通過(guò)設(shè)置彈性結(jié)構(gòu)，該彈性結(jié)構(gòu)用于安裝在地面上，且彈性結(jié)構(gòu)相對(duì)地面傾斜狀態(tài)，發(fā)射端設(shè)置在彈性結(jié)構(gòu)上，從而發(fā)射端在彈性結(jié)構(gòu)的作用下也相對(duì)地面呈呈傾斜狀態(tài)，從而當(dāng)發(fā)射端存在金屬等異物時(shí)，金屬等異物能自動(dòng)清理，而充電時(shí)，彈性結(jié)構(gòu)受到機(jī)器的自身重力的作用，彈性結(jié)構(gòu)受到壓縮作用，使得發(fā)射端和地面平行，此時(shí)，接收端和發(fā)射端相對(duì)，進(jìn)行充電。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，彈性結(jié)構(gòu)包括固定部、板以及彈簧，固定部用于安裝在地面上，板的一端和固定部活動(dòng)連接，板在與地面垂直的方向上相對(duì)固定部運(yùn)動(dòng)，彈簧的一端用于安裝在地面上，彈簧的另一端設(shè)置在板的另一端。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，固定部和板之間鉸鏈連接，且固定部的高度和彈簧處于最大壓縮時(shí)的高度相等。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，彈簧為壓簧、拉簧或扭簧。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，板上設(shè)有兩條用于機(jī)器行走的軌道，軌道呈對(duì)稱(chēng)分布或非對(duì)稱(chēng)分布。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，板的兩側(cè)分別設(shè)有用于機(jī)器行走的軌道。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，彈性結(jié)構(gòu)在自由狀態(tài)時(shí)與地面之間的夾角大于0度，且小于等于45度。

一種無(wú)線充電系統(tǒng)，包括機(jī)器和上述無(wú)線充電裝置，無(wú)線充電裝置給機(jī)器進(jìn)行充電，彈性結(jié)構(gòu)用于安裝在地面上，發(fā)射端設(shè)置在彈性結(jié)構(gòu)上，接收端安裝在機(jī)器上；充電時(shí)，彈性結(jié)構(gòu)受到機(jī)器的壓縮作用，彈性結(jié)構(gòu)帶動(dòng)發(fā)射端運(yùn)動(dòng)，發(fā)射端與地面呈平行狀態(tài)，且發(fā)射端和接收端相對(duì)，進(jìn)行充電；不充電時(shí)，機(jī)器攜帶接收端離開(kāi)彈性結(jié)構(gòu)，發(fā)射端在彈性結(jié)構(gòu)的作用下，恢復(fù)至相對(duì)地面呈傾斜狀態(tài)。

上述無(wú)線充電系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射端上的金屬等異物清理，防止發(fā)射端與接收端間因金屬等異物被干擾或損傷，保證充電安全。

實(shí)施方式：

如圖1所示，一實(shí)施例的無(wú)線充電裝置100包括彈性結(jié)構(gòu)110、發(fā)射端120以及接收端130。彈性結(jié)構(gòu)110用于安裝在地面200上，且彈性結(jié)構(gòu)110和地面200呈一定的角度θ。發(fā)射端120設(shè)置在彈性結(jié)構(gòu)110上，發(fā)射端120在彈性結(jié)構(gòu)110的作用下，使得發(fā)射端120相對(duì)地面200呈傾斜狀態(tài)。

以無(wú)線充電裝置100在自動(dòng)割草機(jī)應(yīng)用為例，接收端130安裝在自動(dòng)割草機(jī)300上。接收端130和自動(dòng)割草機(jī)300中的充電管理模塊310電連接，充電管理模塊310和電池包320電連接，接收端130通過(guò)充電管理模塊310對(duì)電池包320進(jìn)行充電，電池包320和電機(jī)330連接，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)330運(yùn)動(dòng)，而刀片340安裝在電機(jī)330上，進(jìn)而帶動(dòng)刀片340運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)割草機(jī)300在行進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行切割。

參考圖2，彈性結(jié)構(gòu)110包括固定部111、板112以及彈簧113。固定部111固定安裝在地面200上，板112的一端和固定部111活動(dòng)連接，板112在垂直方向上相對(duì)固定部111運(yùn)動(dòng)，彈簧113的一端固定在地面200上，彈簧113的另一端固定在板112的另一端，從而板112在彈簧113的彈力作用下與地面200呈一定的角度。

固定部111和板112之間鉸鏈連接，固定部111的高度和彈簧113處于最大壓縮時(shí)的高度相等，從而對(duì)板112施加壓力使得彈簧113壓縮時(shí)，板112能夠和地面200平行。

彈簧113為壓簧、拉簧、扭簧或其他彈簧等。當(dāng)彈簧113為壓簧時(shí)，板112在壓簧的壓力作用呈傾斜狀態(tài)，板112和地面200之間的角度θ大于0度，且小于等于45度，從而發(fā)射端120傾斜；當(dāng)彈簧113為拉簧時(shí)，板112在拉簧的拉力作用呈傾斜狀態(tài)，從而發(fā)射端120傾斜；當(dāng)彈簧113為扭簧時(shí)，板112在扭簧的扭力作用呈傾斜狀態(tài)，從而發(fā)射端120傾斜。

需要說(shuō)明的是，固定部111也可以為轉(zhuǎn)軸等，板112可以繞著轉(zhuǎn)軸在垂直方向上運(yùn)動(dòng)。自動(dòng)割草機(jī)300沿著預(yù)定的路徑進(jìn)行切割，當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)300需要進(jìn)行充電時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)300行進(jìn)到預(yù)定的位置進(jìn)行充電，無(wú)線充電裝置100安裝在該預(yù)定位置。

為了便于自動(dòng)割草機(jī)300在板112上行走，板112上設(shè)置有兩條軌道，兩條軌道對(duì)稱(chēng)分布在板112上，兩條軌道之間的距離和自動(dòng)割草機(jī)300的后輪之間的距離相等，從而當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)300需要進(jìn)行充電時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)300沿著軌道運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)割草機(jī)300碾壓板112，利用自動(dòng)割草機(jī)300的自身重力，壓縮彈簧113，直至彈簧113處于最大壓縮狀態(tài)，又由于固定部111的高度和彈簧113處于最大壓縮時(shí)的高度相等，從而使得發(fā)射端120處于平放狀態(tài)，發(fā)射端120和地面200平行，如圖3所示。需要說(shuō)明的是，兩條軌道在板112上也可以呈非對(duì)稱(chēng)分布。

參考圖3，板112的長(zhǎng)度小于自動(dòng)割草機(jī)300的機(jī)身長(zhǎng)度，且板112的長(zhǎng)度大于自動(dòng)割草機(jī)300的機(jī)身長(zhǎng)度的一半，從而當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)300沿著軌道行進(jìn)至停止時(shí)，安裝在自動(dòng)割草機(jī)300上的接收端130與地面200近似平行，從而接收端130和發(fā)射端120近似平行，且接收端130和發(fā)射端120相對(duì)，發(fā)射端120和接收端130平放對(duì)準(zhǔn)充電，從而對(duì)自動(dòng)割草機(jī)300進(jìn)行充電。由于固定部111的高度比較小，因此，即使接收端130和發(fā)射端120近似平行，也不會(huì)影響充電效率。

在另一個(gè)實(shí)施例中，板112的長(zhǎng)度大于自動(dòng)割草機(jī)300的機(jī)身長(zhǎng)度，從而當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)300沿著軌道運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧113時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)300的整個(gè)機(jī)身都能位于板112上，從而使得自動(dòng)割草機(jī)300上的接收端130和發(fā)射端120平行。

而當(dāng)自動(dòng)割草機(jī)300不需要充電時(shí)，自動(dòng)割草機(jī)300離開(kāi)彈性結(jié)構(gòu)110，板112在彈簧113的作用下呈傾斜狀態(tài)，從而設(shè)置在板112上的發(fā)射端120也呈傾斜狀態(tài)，進(jìn)而當(dāng)發(fā)射端120上有金屬等異物時(shí)，由于發(fā)射端120呈傾斜狀態(tài)，所以金屬等異物會(huì)無(wú)法留存，會(huì)在其自身重力的作用下從發(fā)射端120上掉下來(lái)，從而保證在自動(dòng)割草機(jī)300充電時(shí)，不會(huì)由于金屬等異物的存在而因?yàn)榫€圈過(guò)熱而損壞充電線圈，進(jìn)而保證自動(dòng)割草機(jī)300的正常充電。

需要說(shuō)明的是，兩條軌道也可以分別設(shè)置在板112的兩側(cè)，軌道可以通過(guò)螺栓等和板112固定連接。

無(wú)線充電裝置100，通過(guò)將彈性結(jié)構(gòu)110安裝在地面200上，該彈性結(jié)構(gòu)110相對(duì)地面200呈傾斜狀態(tài)，發(fā)射端120設(shè)置在彈性結(jié)構(gòu)110上，從而發(fā)射端120在彈性結(jié)構(gòu)110的作用下也相對(duì)地面200呈傾斜狀態(tài)，從而當(dāng)發(fā)射端120存在金屬等異物時(shí)，金屬等異物能自動(dòng)清理，而充電時(shí)，彈性結(jié)構(gòu)110受到機(jī)器自身重力的作用，彈性結(jié)構(gòu)110受到壓縮作用，使得發(fā)射端120和地面200平行，且機(jī)器上的接收端130和發(fā)射端120相對(duì)，發(fā)射端120和接收端130平放對(duì)準(zhǔn)充電。通過(guò)彈性結(jié)構(gòu)110的設(shè)置，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射端120上的金屬等異物清理，還能實(shí)現(xiàn)平放對(duì)準(zhǔn)充電。

如圖1所示，一實(shí)施例的無(wú)線充電系統(tǒng)包括上述無(wú)線充電裝置100和機(jī)器300。機(jī)器300為自動(dòng)割草機(jī)，無(wú)線充電裝置100包括彈性結(jié)構(gòu)110、發(fā)射端120以及接收端130，彈性結(jié)構(gòu)110用于安裝在地面200上，且彈性結(jié)構(gòu)110和地面200呈一定的角度θ。發(fā)射端120設(shè)置在彈性結(jié)構(gòu)110上，發(fā)射端120在彈性結(jié)構(gòu)110的作用下，使得發(fā)射端120相對(duì)地面200呈傾斜狀態(tài)，接收端130安裝在機(jī)器300上。

此外，彈性結(jié)構(gòu)包括固定部111、板112以及彈簧113。固定部111固定安裝在地面200上，板112的一端和固定部111活動(dòng)連接，板112在垂直方向上相對(duì)固定部111運(yùn)動(dòng)，彈簧113的一端固定在地面200上，彈簧113的另一端固定在板112的另一端，從而板112在彈簧113的彈力作用下與地面200呈一定的角度。

充電時(shí)，彈性結(jié)構(gòu)110受到機(jī)器300的壓縮作用，彈性結(jié)構(gòu)110帶動(dòng)發(fā)射端120運(yùn)動(dòng)，發(fā)射端120與地面200呈平行狀態(tài)，且發(fā)射端120和接收端130相對(duì)，進(jìn)行充電；不充電時(shí)，機(jī)器300攜帶接收端130離開(kāi)彈性結(jié)構(gòu)110，發(fā)射端120在彈性結(jié)構(gòu)110的作用下，恢復(fù)至與地面200呈傾斜狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射端上的金屬等異物清理，防止發(fā)射端與接收端間因金屬等異物被干擾或損傷，保證充電安全。以上實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是專(zhuān)利說(shuō)明記載的范圍。

以上實(shí)施例僅表達(dá)了發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。