一种单马达双驱动机构和车载无线充电器的制作方法

1.本发明涉及车载充电器领域，具体的说，是涉及一种单马达双驱动机构和车载无线充电器。


背景技术：

2.车载无线充电器用于车辆中使用，能够提供夹持手机的功能，该车载无线充电器的手机夹持部也能提供为手机无线充电的功能。为了实现产品的自动化，市面上出现了夹臂自动夹持手机和无线充电线圈自动检测手机、与手机自动对位的车载无线充电器。
3.但现有的自动化车载无线充电器结构复杂，需要两个驱动马达分别驱动夹臂的夹持功能和无线充电线圈移动对位的功能，导致车载无线充电器尺寸大、十分笨重，占用车内较大的空间，且安装不方便。
4.以上问题，值得解决。


技术实现要素：

5.为了克服现有的技术的不足，本发明提供一种单马达双驱动机构和车载无线充电器。
6.本发明技术方案如下所述：一种单马达双驱动机构，包括第一受力移动机构和第二受力移动机构，其特征在于，还包括一个马达，所述马达的输出轴上设有上齿轮和下齿轮，所述马达带动所述上齿轮和所述下齿轮同步转动，且两个齿轮可沿着所述输出轴同步上下滑动；当所述上齿轮和所述下齿轮上滑至对应的第一位置时，所述上齿轮与第一受力移动机构啮合，所述下齿轮与第二受力移动机构脱离，所述马达通过所述上齿轮驱动所述第一受力移动机构；当所述上齿轮和所述下齿轮下滑至对应的第二位置时，所述上齿轮与第一受力移动机构脱离，所述下齿轮与第二受力移动机构啮合，所述马达通过所述下齿轮驱动所述第二受力移动机构。
7.根据上述方案的本发明，其特征在于，所述马达的输出轴上设有带螺纹的轴心螺杆，所述上齿轮和所述下齿轮均套设在所述轴心螺杆上、并与该轴心螺杆螺纹连接。
8.根据上述方案的本发明，其特征在于，沿着自下而上的方向，所述轴心螺杆上的螺杆螺纹顺时针旋转并延伸，所述上齿轮和所述下齿轮上均设有与所述螺杆螺纹同向的螺纹槽。
9.根据上述方案的本发明，其特征在于，所述上齿轮和所述下齿轮之间设有上弹簧，所述下齿轮与所述马达之间设有下弹簧，所述上弹簧随着所述上齿轮下滑至其第二位置，逐渐推动所述下齿轮，所述下弹簧随着所述下齿轮下滑至其第二位置，逐渐收缩并获得将所述下齿轮复位的弹力。
10.另一方面，本发明还提供一种车载无线充电器，包括壳体、设于所述壳体上的线圈
移动组件、弹性夹持组件，其特征在于，还包括上述方案所述的单马达双驱动机构；当所述单马达双驱动结构的上齿轮和下齿轮上滑至对应的第一位置时，所述上齿轮与线圈移动组件啮合，所述下齿轮与弹性夹持组件脱离；当所述上齿轮和所述下齿轮下滑至对应的第二位置时，所述上齿轮与线圈移动组件脱离，所述下齿轮与弹性夹持组件啮合。
11.根据上述方案的本发明，其特征在于，所述线圈移动组件包括线圈滑动板及带动所述线圈滑动板复位的滑动板弹簧，所述滑动板弹簧处于拉伸状态，所述线圈滑动板可沿着所述壳体来回滑动。
12.根据上述方案的本发明，其特征在于，所述线圈滑动板上设有滑动板齿条，所述马达逆时针转动时，所述上齿轮上滑至其第一位置并与所述滑动板齿条啮合，所述马达通过所述上齿轮带动所述线圈滑动板向车载无线充电器的底部滑动；所述马达顺时针转动时，所述滑动板弹簧带动所述线圈滑动板复位。
13.根据上述方案的本发明，其特征在于，所述壳体上设有滑轨，所述线圈滑动板上设有与所述滑轨位置对应的滑槽，所述线圈滑动板上的滑轨沿着所述滑槽来回滑动。
14.根据上述方案的本发明，其特征在于，所述弹性夹持组件包括夹臂及带动所述夹臂复位的夹臂弹簧，所述夹臂弹簧处于拉伸状态，所述夹臂可沿着所述壳体左右滑动。
15.根据上述方案的本发明，其特征在于，所述夹臂上设有夹臂齿条，所述马达顺时针转动时，下齿轮下滑至其第二位置并与所述夹臂齿条啮合，所述马达通过所述下齿轮带动所述夹臂向外侧滑动。
16.根据上述方案的本发明，其有益效果在于：本发明的单马达双驱动机构能够完成一个马达即可驱动两个受力移动机构运动，从而利于简化设备的结构，缩小设备的尺寸；本发明的车载无线充电器通过一个马达既驱动弹性夹持组件夹持待充电的手机，也驱动线圈移动组件，进行无线充电线圈与手机的自动对位，从而使得结构简单，节省了成本和缩小了产品体积，节省车内使用空间。
附图说明
17.图1为本发明中单马达双驱动机构的结构示意图；图2为单马达双驱动机构中两个齿轮下滑至第二位置的结构示意图；图3为单马达双驱动机构中两个齿轮上滑至第一位置的结构示意图；图4为单马达双驱动机构的结构分解图；图5为本发明中车载无线充电器的结构分解图；图6为图5中a部分的放大图。
18.在图中，1、马达；101、输出轴；102、齿轮组限位盖板；103、齿轮组支撑圈；2、上齿轮；3、下齿轮；4、轴心螺杆；401、上轴心螺杆；402、下轴心螺杆；5、上弹簧；6、下弹簧；701、底壳；702、面盖；703、中板；704、齿轮轴垫板；705、传动齿轮；706、夹臂驱动齿轮；
8、线圈移动组件；801、线圈滑动板；802、滑动板齿条；803、滑动板弹簧；804、无线充电线圈；9、弹性夹持组件；901、夹臂；902、夹臂弹簧；903、夹臂齿条。
具体实施方式
19.为了更好地理解本发明的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本发明进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
20.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
21.术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
22.术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。
[0023]“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。
[0024]
如图1
‑
图4所示，一种单马达1双驱动机构，包括一个马达1、第一受力移动机构和第二受力移动机构，马达1的输出轴101上设有上齿轮2和下齿轮3，马达1带动上齿轮2和下齿轮3同步转动，且两个齿轮可沿着输出轴101同步上下滑动，当上齿轮2和下齿轮3上滑至对应的第一位置时（即上齿轮2滑动至上齿轮2的第一位置，下齿轮3上滑至下齿轮3的第一位置），上齿轮2与第一受力移动机构啮合，下齿轮3与第二受力移动机构脱离，使得马达1驱动第一受力移动机构；当上齿轮2和下齿轮3下滑至对应的第二位置时，上齿轮2与第一受力移动机构脱离，下齿轮3与第二受力移动机构啮合，此时马达1驱动第二受力移动机构。
[0025]
本发明所述的“同步”为广义的同步，并不说明每时每刻上齿轮和下齿轮处于相同的状态。即上齿轮向下运动时会带动下齿轮向下移动，在状态改变的瞬间，下齿轮可以相对上齿轮有瞬间的状态变化延时。
[0026]
可见，相比于使用两个马达分别驱动两个受力移动机构的现有技术，本发明的单马达双驱动机构能够完成一个马达即可驱动两个受力移动机构运动，从而利于简化设备的结构，缩小设备的尺寸。
[0027]
在本实施例中，马达1的输出轴101上设有带螺纹的轴心螺杆4，上齿轮2和下齿轮3均套设在该轴心螺杆4上、并与轴心螺杆4螺纹连接，当轴心螺杆4随着马达1的输出轴101转动时，上齿轮2和下齿轮3可顺着轴心螺杆4上的螺杆螺纹上下滑动。
[0028]
轴心螺杆4上的螺杆螺纹沿着自下而上的方向，顺时针旋转并延伸，而上齿轮2和下齿轮3内环侧壁均设有与螺杆螺纹同向且匹配的螺纹槽。当齿轮受到外力作用，转动状态受限制时，上齿轮2和下齿轮3将随着马达1的转动而滑动，例如上齿轮2受阻则沿着螺杆螺纹下滑，下齿轮3受阻则沿着螺杆螺纹上滑。
[0029]
在其他实施例中，也可将螺杆螺纹设计成逆时针方向，该结构仅仅是改变马达1转动方向与两个齿轮上下方向的关系，不影响功能实现，均为本发明的保护范围，例如本实施例中，轴心螺杆4的螺杆螺纹顺时针方向，则马达1逆时针转动时，齿轮可上滑，马达1顺时针
转动时，齿轮可下滑；相反，若轴心螺杆4的螺杆螺纹逆时针方向，则马达1顺时针转动时，齿轮可上滑，马达1逆时针转动时，齿轮可下滑。
[0030]
上齿轮2和下齿轮3之间设有上弹簧5，下齿轮3与马达1之间设有下弹簧6，上弹簧5用于传递两个齿轮之间的作用力，使两个齿轮同步上下滑。例如当上齿轮2向下滑动至其第二位置时，通过上弹簧5推动下齿轮3同步向下滑动，当下齿轮3在下弹簧6的作用下向上滑动至其第一位置时，通过上弹簧5推动上齿轮2同步向上滑动；上弹簧5作为两个齿轮的动力传递构件，还能够为两个齿轮之间提供扭力缓冲效果，使得齿轮在滑动和状态改变过程中更加顺畅，减轻马达1负担，例如在上齿轮2转动状态受阻、滑动瞬间，下齿轮3依然随着马达1转动，上、下齿轮3存在转速差，上齿轮2完全脱离第一受力移动机构后，两齿轮继续同步转动。
[0031]
下弹簧6用于将下齿轮3复位至第一位置，随着下齿轮3下滑动至其第二位置时，下弹簧6逐渐收缩，并获得将下齿轮3复位的弹力。
[0032]
在一个优选实施例中，上齿轮2从其第一位置p1移动到其第二位置p2的距离等于上齿轮2的壁厚，下齿轮3从其第二位置q2移动到其第一位置q1的距离等于下齿轮3的壁厚。具体地在本实施例中，上齿轮2的第一位置p1是其与第一受力移动组件啮合时的位置，上齿轮2的第二位置p2是其正好与第一受力移动组件脱离的位置；下齿轮3的第一位置q1是其正好与第二受力移动脱离的位置，下齿轮3的第二位置q2是其与第二受力移动组件啮合时的位置。
[0033]
在其他实施例中，上弹簧可以替换成其他弹性或非弹性构件，实现连接上齿轮和下齿轮；下弹簧也可以替换成其他能够提供弹力的弹性件。
[0034]
在一个可选实施例中，轴心螺杆4由上轴心螺杆401和下轴心螺杆402组成，且上轴心螺杆401的顶部设有齿轮组限位盖板102，能够防止齿轮滑出轴心螺杆4；下轴心螺杆402的底部设有齿轮组支撑圈103，用于限定下齿轮3下移的最低位置，同时使得下齿轮3下滑到位后能够在最低位置处平稳转动，更好地进行动力传动。
[0035]
如图5和图6所示，本发明还提供一种车载无线充电器，包括壳体、设于壳体上的线圈移动组件8和弹性夹持组件9，还包括上述方案中的单马达1双驱动机构，当单马达1双驱动结构的上齿轮2和下齿轮3上滑至对应的第一位置时，上齿轮2与线圈移动组件8啮合，下齿轮3与弹性夹持组件9脱离；当上齿轮2和下齿轮3下滑至对应的第二位置时，上齿轮2与线圈移动组件8脱离，下齿轮3与弹性夹持组件9啮合。
[0036]
弹性夹持组件9包括一对可开合的夹臂901，用于夹持需要充电的电子设备，例如常用的手机，而线圈移动组件8搭载着无线充电线圈804，控制无线充电线圈804来回移动，故本发明的车载无线充电器通过一个马达既驱动弹性夹持组件夹持待充电的手机，也驱动线圈移动组件，进行无线充电线圈与手机的自动对位。
[0037]
需要说明的是，当无线充电线圈804移动至手机电池处时，可输出较大电流，得到反馈信号，继而通过控制系统控制马达1停止驱动线圈移动组件8，完成无线充电线圈804与手机电池的自动对位。
[0038]
在本实施例中，线圈移动组件8包括线圈滑动板801、带动线圈滑动板801复位的滑动板弹簧803，滑动板弹簧803一端与壳体的中板703固定，另一端与线圈滑动板801固定，滑动板弹簧803处于拉伸状态，从而在线圈滑动板801上施加一个拉力，当线圈滑动板801在单
马达1双驱动机构的上齿轮2驱动下向车载无线充电器的底部滑动时，由于驱动力方向（上齿轮2转动方向）逆着滑动板弹簧803的弹性拉力方向，滑动板弹簧803弹力逐渐增大，施加在线圈滑动板801上的拉力随之增大；当驱动力方向顺着滑动板弹簧803的弹性拉力方向时，滑动板弹簧803带动线圈滑动板801向车载无线充电器的顶部滑动，在该过程中上齿轮2与马达1同步转动，起着稳定线圈滑动板801滑动的作用，故实现线圈滑动板801可沿着壳体来回滑动。
[0039]
在一个优选实施例中，线圈滑动板801上设有滑动板齿条802，马达1逆时针转动时，上齿轮2上滑至其第一位置并与滑动板齿条802啮合，马达1通过上齿轮2带动线圈滑动板向车载无线充电器的底部滑动，完成无线充电线圈804与手机电池处对位；马达1顺时针转动时，滑动板弹簧803带动线圈滑动板801复位，线圈滑动板801向车载无线充电器的顶部滑动，由于该过程中，上齿轮2顺着滑动板齿条802，上齿轮2随着马达1同步转动，不会发生下滑。
[0040]
在一个可选实施例中，壳体上设有滑轨，线圈滑动板801上设有与滑轨位置对应的滑槽，线圈滑动板801上的滑轨沿着滑槽来回滑动。
[0041]
在本实施例中，弹性夹持组件9包括夹臂901及带动夹臂901复位的夹臂弹簧902，夹臂弹簧902处于拉伸状态，夹臂901可沿着壳体左右滑动。夹臂901包括左夹臂和右夹臂，左夹臂上设有左夹臂弹簧，右夹臂上设有右夹臂弹簧，左夹臂弹簧和右夹臂弹簧均处于拉伸状态，当左、右夹臂两侧张开时，左、右夹臂弹簧的弹力逐渐增大。
[0042]
在一个优选实施例中，夹臂901上设有夹臂齿条903，马达1顺时针转动时，下齿轮3下滑至其第二位置并与夹臂齿条903啮合，马达1通过下齿轮3带动两个夹臂901向外侧滑动、夹臂901逐渐张开。具体地在本实施例中，壳体上设有传动齿轮705和夹臂驱动齿轮706，传动齿轮705与夹臂驱动齿轮706啮合，夹臂驱动齿轮706与夹臂齿条903啮合，下齿轮3下滑至其第二位置时与传动齿轮705啮合连接，实现与夹臂齿条903啮合。
[0043]
马达1逆时针转动时，下齿轮3转动方向顺着夹臂弹簧902的弹性拉力方向，夹臂弹簧902带动夹臂回夹，在该过程中下齿轮3与马达1同步转动，起着稳定夹臂901逐步收紧的作用。
[0044]
在一个可选实施例中，壳体包括底壳701、中板703以及面盖702，中板703固定于底壳701和面盖702围成的空间内。线圈滑动板801设于中板703的上侧，且线圈滑动板801沿着中板703来回滑动；夹臂901设于中板703的下侧，且夹臂901沿着中板703左右滑动。
[0045]
本发明还提供一种车载无线充电器的实现方法，本实施例中螺杆螺纹采用上述方案中的顺时针方向设计，其步骤如下：s1、弹性夹持组件的夹臂张开，放入手机；s101、马达顺时针旋转，由于上齿轮和上弹簧的作用，下齿轮沿着轴心螺杆的螺杆螺纹下滑，啮合入传动齿轮；s102、下齿轮压缩下弹簧，且下齿轮下移到底部抵住齿轮组支撑圈后，不再下滑并随马达顺时针旋转；s103、下齿轮通过传动齿轮带动夹臂驱动齿轮顺时针旋转，两个夹臂张开；s104、将手机放至夹持位上，进入步骤s2；s2、夹臂收紧、夹住手机；
s201、控制系统令马达逆时针旋转，夹臂在夹臂弹簧和下齿轮的作用下，逐步回夹；s202、夹臂夹住手机或到位后，下齿轮转动状态受阻，同时在下弹簧的弹力作用下，下齿轮沿着轴心螺杆上滑，直到脱离弹性夹持组件；s203、下齿轮通过上弹簧推动上齿轮上滑，进入步骤s3；s3、线圈移动组件移动对位，开始充电；s301、上齿轮在下齿轮和上弹簧的作用下，沿着轴心螺杆上滑，啮合入线圈滑动板；s302、上齿轮上滑至抵住齿轮组限位盖板后，不再上滑并随马达逆时针旋转；s303、上齿轮通过滑动板齿条带动线圈滑动板向车载无线充电器的底部滑动；s304、无线充电线圈与手机充电区对位后，马达停止转动，开始充电；s4、弹性夹持组件张开，取下手机；s401、完成充电后，马达顺时针旋转，线圈滑动板在滑动板弹簧和上齿轮的作用下，向车载无线充电器的顶部移动；s402、线圈滑动板移动至顶部后，上齿轮转动状态受阻，沿着轴心螺杆下滑，直到脱离线圈移动组件；s403、上齿轮通过上弹簧推动下齿轮下滑，使得下齿轮啮合入弹性夹持组件；s404、同上述步骤s101
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步骤s103，夹臂张开，取下手机。
[0046]
故本发明通过一个马达实现双驱动，完成夹持手机和无线充电线圈自动对位。
[0047]
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，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0048]
以上实施例仅表达了本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，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。