发明解读无线充电装置及系统

无线充电技术是利用近场感应，也就是电感耦合，由供电设备将能量传送至用电设备的装置，该装置使用接收到的能量对电池充电，并同时供其本身运作之用。由于上述装置与用电设备之间以电感耦合传送能量，两者之间不用电线连接。

无线充电装置一般由发射端和接收端组成，发射端与接收端的线圈发生能量传递而进行充电。无线充电装置在各种电子设备中广泛使用，例如，自动割草机。无线充电在自动割草机中应用时，发射端置于地面的固定位置，接收端安装在自动割草机上。当发射端上有金属等异物时，由于发射端平放在底面上，金属等异物仍留在发射端上，充电时，金属等异物的存在，会引起线圈过热而损伤充电线圈，从而无法正常充电。此外，若发射端与接收端间存在其他异物，可能影响近场感应效果，降低充电效率。

发明内容：

一种无线充电装置，无线充电装置用于给机器进行充电，包括：弹性结构，弹性结构用于安装在地面上，且弹性结构相对地面呈倾斜状态；发射端，发射端设置在弹性结构上；及接收端，接收端用于安装在机器上；充电时，弹性结构受到机器的压缩作用，弹性结构带动发射端运动，发射端与地面呈平行状态，且发射端和接收端相对，进行充电；不充电时，机器携带接收端离开弹性结构，发射端在弹性结构的作用下，恢复至相对地面呈倾斜状态。

上述无线充电装置，通过设置弹性结构，该弹性结构用于安装在地面上，且弹性结构相对地面倾斜状态，发射端设置在弹性结构上，从而发射端在弹性结构的作用下也相对地面呈呈倾斜状态，从而当发射端存在金属等异物时，金属等异物能自动清理，而充电时，弹性结构受到机器的自身重力的作用，弹性结构受到压缩作用，使得发射端和地面平行，此时，接收端和发射端相对，进行充电。

在其中一个实施例中，弹性结构包括固定部、板以及弹簧，固定部用于安装在地面上，板的一端和固定部活动连接，板在与地面垂直的方向上相对固定部运动，弹簧的一端用于安装在地面上，弹簧的另一端设置在板的另一端。

在其中一个实施例中，固定部和板之间铰链连接，且固定部的高度和弹簧处于最大压缩时的高度相等。

在其中一个实施例中，弹簧为压簧、拉簧或扭簧。

在其中一个实施例中，板上设有两条用于机器行走的轨道，轨道呈对称分布或非对称分布。

在其中一个实施例中，板的两侧分别设有用于机器行走的轨道。

在其中一个实施例中，弹性结构在自由状态时与地面之间的夹角大于0度，且小于等于45度。

一种无线充电系统，包括机器和上述无线充电装置，无线充电装置给机器进行充电，弹性结构用于安装在地面上，发射端设置在弹性结构上，接收端安装在机器上；充电时，弹性结构受到机器的压缩作用，弹性结构带动发射端运动，发射端与地面呈平行状态，且发射端和接收端相对，进行充电；不充电时，机器携带接收端离开弹性结构，发射端在弹性结构的作用下，恢复至相对地面呈倾斜状态。

上述无线充电系统，能实现对发射端上的金属等异物清理，防止发射端与接收端间因金属等异物被干扰或损伤，保证充电安全。

实施方式：

如图1所示，一实施例的无线充电装置100包括弹性结构110、发射端120以及接收端130。弹性结构110用于安装在地面200上，且弹性结构110和地面200呈一定的角度θ。发射端120设置在弹性结构110上，发射端120在弹性结构110的作用下，使得发射端120相对地面200呈倾斜状态。

以无线充电装置100在自动割草机应用为例，接收端130安装在自动割草机300上。接收端130和自动割草机300中的充电管理模块310电连接，充电管理模块310和电池包320电连接，接收端130通过充电管理模块310对电池包320进行充电，电池包320和电机330连接，从而驱动电机330运动，而刀片340安装在电机330上，进而带动刀片340运动，自动割草机300在行进过程中进行切割。

参考图2，弹性结构110包括固定部111、板112以及弹簧113。固定部111固定安装在地面200上，板112的一端和固定部111活动连接，板112在垂直方向上相对固定部111运动，弹簧113的一端固定在地面200上，弹簧113的另一端固定在板112的另一端，从而板112在弹簧113的弹力作用下与地面200呈一定的角度。

固定部111和板112之间铰链连接，固定部111的高度和弹簧113处于最大压缩时的高度相等，从而对板112施加压力使得弹簧113压缩时，板112能够和地面200平行。

弹簧113为压簧、拉簧、扭簧或其他弹簧等。当弹簧113为压簧时，板112在压簧的压力作用呈倾斜状态，板112和地面200之间的角度θ大于0度，且小于等于45度，从而发射端120倾斜；当弹簧113为拉簧时，板112在拉簧的拉力作用呈倾斜状态，从而发射端120倾斜；当弹簧113为扭簧时，板112在扭簧的扭力作用呈倾斜状态，从而发射端120倾斜。

需要说明的是，固定部111也可以为转轴等，板112可以绕着转轴在垂直方向上运动。自动割草机300沿着预定的路径进行切割，当自动割草机300需要进行充电时，自动割草机300行进到预定的位置进行充电，无线充电装置100安装在该预定位置。

为了便于自动割草机300在板112上行走，板112上设置有两条轨道，两条轨道对称分布在板112上，两条轨道之间的距离和自动割草机300的后轮之间的距离相等，从而当自动割草机300需要进行充电时，自动割草机300沿着轨道运动，自动割草机300碾压板112，利用自动割草机300的自身重力，压缩弹簧113，直至弹簧113处于最大压缩状态，又由于固定部111的高度和弹簧113处于最大压缩时的高度相等，从而使得发射端120处于平放状态，发射端120和地面200平行，如图3所示。需要说明的是，两条轨道在板112上也可以呈非对称分布。

参考图3，板112的长度小于自动割草机300的机身长度，且板112的长度大于自动割草机300的机身长度的一半，从而当自动割草机300沿着轨道行进至停止时，安装在自动割草机300上的接收端130与地面200近似平行，从而接收端130和发射端120近似平行，且接收端130和发射端120相对，发射端120和接收端130平放对准充电，从而对自动割草机300进行充电。由于固定部111的高度比较小，因此，即使接收端130和发射端120近似平行，也不会影响充电效率。

在另一个实施例中，板112的长度大于自动割草机300的机身长度，从而当自动割草机300沿着轨道运动压缩弹簧113时，自动割草机300的整个机身都能位于板112上，从而使得自动割草机300上的接收端130和发射端120平行。

而当自动割草机300不需要充电时，自动割草机300离开弹性结构110，板112在弹簧113的作用下呈倾斜状态，从而设置在板112上的发射端120也呈倾斜状态，进而当发射端120上有金属等异物时，由于发射端120呈倾斜状态，所以金属等异物会无法留存，会在其自身重力的作用下从发射端120上掉下来，从而保证在自动割草机300充电时，不会由于金属等异物的存在而因为线圈过热而损坏充电线圈，进而保证自动割草机300的正常充电。

需要说明的是，两条轨道也可以分别设置在板112的两侧，轨道可以通过螺栓等和板112固定连接。

无线充电装置100，通过将弹性结构110安装在地面200上，该弹性结构110相对地面200呈倾斜状态，发射端120设置在弹性结构110上，从而发射端120在弹性结构110的作用下也相对地面200呈倾斜状态，从而当发射端120存在金属等异物时，金属等异物能自动清理，而充电时，弹性结构110受到机器自身重力的作用，弹性结构110受到压缩作用，使得发射端120和地面200平行，且机器上的接收端130和发射端120相对，发射端120和接收端130平放对准充电。通过弹性结构110的设置，不仅能实现对发射端120上的金属等异物清理，还能实现平放对准充电。

如图1所示，一实施例的无线充电系统包括上述无线充电装置100和机器300。机器300为自动割草机，无线充电装置100包括弹性结构110、发射端120以及接收端130，弹性结构110用于安装在地面200上，且弹性结构110和地面200呈一定的角度θ。发射端120设置在弹性结构110上，发射端120在弹性结构110的作用下，使得发射端120相对地面200呈倾斜状态，接收端130安装在机器300上。

此外，弹性结构包括固定部111、板112以及弹簧113。固定部111固定安装在地面200上，板112的一端和固定部111活动连接，板112在垂直方向上相对固定部111运动，弹簧113的一端固定在地面200上，弹簧113的另一端固定在板112的另一端，从而板112在弹簧113的弹力作用下与地面200呈一定的角度。

充电时，弹性结构110受到机器300的压缩作用，弹性结构110带动发射端120运动，发射端120与地面200呈平行状态，且发射端120和接收端130相对，进行充电；不充电时，机器300携带接收端130离开弹性结构110，发射端120在弹性结构110的作用下，恢复至与地面200呈倾斜状态，从而实现对发射端上的金属等异物清理，防止发射端与接收端间因金属等异物被干扰或损伤，保证充电安全。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是专利说明记载的范围。

以上实施例仅表达了发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。因此，发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。