一种支持多协议的手机无线群充系统

1.本发明涉及电力电子变换技术领域，特别涉及一种支持多协议的手机无线群充系统。


背景技术：

2.无线充电会成为未来手机、可穿戴产品、小家电等重要的充电方式，甚至可以作为电力传输。但是不同的手机之间，不同厂商之间，以及手机和电动牙刷之间如果不能兼容充电，那么就会出现比较大的麻烦！跟我们家用电一样，大多数都是 220v，或者 110v，无线充电也有自己的标准，目前主要是三种，两大阵营！目前主流的无线充电标准有三种：power matters alliance(pma)标准、qi标准、alliance for wireless power(a4wp)标准，其中wpc（qi标准）使用的电磁波频率是100-205khz，pma使用的电磁波频率为277-375khz。pma重点引入“电磁谐振无线充电”技术，与qi的“电磁感应技术”有所区别，前者传输效率可能较低，但可以实现稍远距离的无线充电。后者需要近距离接触，例如将手机放在一个底座上，不用接线就可以通过感应充电，但这样充电效率较高。
3.申请号为201610110260.3的发明专利公开了一种支持多协议的手机桌面无线群充系统，包括：与桌面集成的网侧变换器、总线供电模块、桌面导轨式直流母线、无线功率发射模块、发射线圈和手机；所述网侧变换器将工频单相交流电变换为稳定的高压直流电，输出给总线供电模块；所述总线供电模块将高压直流电转换为低压直流电输送至桌面导轨式直流母线；所述无线功率发射模块在桌面导轨式直流母线上取电，并将取得的低压直流电输出连接至发射线圈；所述发射线圈产生的能量通过空间磁能穿过非金属桌面传递至带有接收线圈的手机。通过上述方式，本发明可以支持分布式多点无线充电，支持多种无线电能传输协议，能够识别手机并可以计量与收费。
4.上述技术完成了在桌面上对手机的无线群充，同时增设的收费设定，实现了商业转化，节省了人力成本。但是上述技术局限于在桌面上进行接触式充电，对于正在使用手机的人群来说，需要以手机接触无线充电桌面，进而带动身体靠近桌面，此时正在使用手机的人需要勾着头操作手机，即上述技术通过充电的方式，限制了人的活动自由，且长时间勾着头看手机容易对颈椎操作疲劳，时间久了对颈椎不好，眼睛容易疲劳，容易造成散光危害，现急需一种能够解决在进行手机无线充电时操作手机不方便的技术。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种支持多协议的手机无线群充系统，能够解决在进行手机无线充电时操作手机不方便的问题。
6.为了解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种支持多协议的手机无线群充系统，与市电连接，包括网侧变换器和供电模块，所述网侧转换器与市电相连，又与供电模块相连，将市电转换为高压直流电输出给供电模块，所述供电模块用于将高压直流电转换为低压直流电，还包括：
若干充电模块：包括发射线圈和接收线圈，所述接收线圈接有手机；若干功率调节模块：所述功率调节模块与供电模块相连，又与发射线圈相连；所述功率调节模块支持多种无线电能传输协议，用于将取自供电模块的低压直流电输出至发射线圈；所述发射线圈用于根据无线电能传输协议产生对应频率的空间磁能，所述接收线圈用于接收发射线圈产生的空间磁能，并转换成电能给手机充电；若干充电台：包括台面和多方位调节支架，所述台面与多方位调节支架铰接；所述发射线圈安装在台面上，所述调节支架能对台面进行多方位调节，所述多方位调节包括但不限于上下升降和上下倾斜；还包括数据处理模组，所述数据处理模组用于控制功率调节模块在固定间隔时间发出至少两种手机无线充电通信协议的通讯检测信号，等待手机响应，根据手机响应附带的协议信息建立对应充电频率的传输通道；若通讯检测信号失去手机响应，则关闭充电传输通道。
7.基本原理及有益效果：人们在餐馆、咖啡馆、书店等场所，会有长时间在固定位置的停留，目前常规的充电方式为，租用移动充电宝，或者找插座使用充电器进行充电，都是非常不便的，本方案包括网侧变换器和供电模块，网侧转换器与市电相连将市电的交流电转换成高压直流电输出给供电模块，供电模块将高压直流电转换为低压直流电，功率调节模块输入低压直流电，输出多种无线电能传输协议所指代频率的低压直流电到发射线圈，发射线圈通电，产生磁场，位于该磁场中的接收线圈在磁场的作用下，产生电流，从而给手机充电。充电台可进行活动调节，支持升降和倾斜，手机放在充电台上充电，通过对调节支架的操作能达到对充电台高度和倾斜角度的调节。
8.本方案功率调节模块能将适应性调节多个无线电能传输协议的电磁波频率，从而达到了对多种类支持无线充电的手机进行充电，减少了电源线的加入，使用更为便捷。
9.本方案中每个充电台对一个手机进行充电，且每个功率调节模块对自己连接的输出线圈发出的电磁波频率是独立控制的，即可支持多种无线电能传输协议的手机完成同时进行充电。
10.本方案给在给手机进行无线充电时正在操作手机的人提供了可调节的台面，能够通过对调节支架的手动调整，使得台面进行升降和倾斜，使得操作手机的人能够在一个比较舒适的角度下操作手机，防止勾头使得颈椎操作疲劳，时间久了对颈椎不好，眼睛容易疲劳，容易造成散光危害，影响到身体健康。
11.本方案建立自动检测调节的通道，针对无线充电频率的调节，以及充电通道的建设都是自发性的，由数据处理模组统筹，更为精准与便携，通过对通讯检测信号的甄别得出开始充电（手机响应）和结束充电（失去手机响应）的判断，从而精准把控开启和关闭传输通道的时机，避免产生电能浪费。
12.综上，通过对调节支架的操作达到了对充电台的台面高度和倾斜角度的调节的目的，进而每个充电台都有对应的一个功率调节模块，使得能完成对多种无线电能传输协议的手机完成同时进行充电，也解决了手机无线充电时操作手机不方便的问题。
13.进一步，还包括磁吸夹紧装置，所述磁吸夹紧装置固定在台面上，用于固定手机。
14.有益效果：磁吸夹紧技术娴熟，应用宽广，且与手机的固定较为方便，易于固放也易于取离。
15.进一步，还包括摄像头，所述摄像头固定在台面上，用于获取手机用户的图像信息；所述数据处理模组接收图像信息，对图像信息中的像素点进行提取和聚类，提取手机主人的人脸信息；绑定手机主人的人脸信息和手机响应附带的协议信息之间的关联关系。
16.有益效果：通过摄像头的图像与数据处理模组的处理，完成对手机主人和手机之间的身份绑定，若丢失后的手机再次出现在充电台上，能够通知原主人，保护了财产安全。
17.进一步，所述调节支架包括上支撑杆和下支撑杆，所述上支撑杆上端与台面铰接，上支撑杆下端与所述下支撑杆上端转动连接，所述下支撑杆下端固定于地面。
18.有益效果：操作简便，易于实施。
19.进一步，还包括驱动电机、主动齿轮、从动齿轮，所述下支撑杆内部开有空腔，所述上支撑杆与下支撑杆转动连接的部位开有通孔，所述通孔内设有支架转动轴，所述支架转动轴与下支撑杆转动连接，所述支架转动轴与上支撑杆固定连接，所述空腔内部的支架转动轴与从动齿轮键连接，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，所述驱动电机的输出轴与主动齿轮同轴固定，所述驱动电机固定在空腔内部。
20.有益效果：使用电机驱动，减少了人力操作难度。
21.进一步，数据处理模组提取图像信息中人眼位置，建立人眼与手机中心位置的矢量关系，控制驱动电机转动，使得所述矢量关系的方向与台面的夹角为预设的恒定值。
22.有益效果：对台面的倾斜控制实现了智能化控制，使得人眼与手机的夹角始终处于一个比较舒服的状态，保证了用户的使用体验，也保护了用户的颈椎健康。
23.进一步，还包括控制按键，所述控制按键设置在台面上，用于用户对数据处理模组中预设的夹角数值进行调整。
24.有益效果：用户可个性化调节眼睛和手机中心的夹角数值，适用性更广，用户体验更好。
25.进一步，所述手机主人能通过手机端添加若干临时用户的人脸信息。有益效果：添加临时用户的人脸信息后，即可解锁桌面的适应性调节，可以根据临时用户的操作习惯进行自动或手动调节，使得台面位于一个合适的倾斜角度。
26.进一步，在通讯检测信号失去手机响应时，数据处理模组提取最后的图像画面中的人脸信息，并比对最后的图像画面中人脸信息与手机主人的人脸信息和临时用户的人脸信息，若未能比对成功，便对最后的图像画面进行标注并保存。
27.有益效果：留存最后的图像画面，防止找不到最后取走手机的人，在手机有遗失时，能够为用户或者相关部门提供实际证据和线索。
附图说明
28.图1为一种支持多协议的手机无线群充系统实施例一的逻辑图；图2为一种支持多协议的手机无线群充系统实施例一的立体图；图3为一种支持多协议的手机无线群充系统实施例一的上支杆和下支杆连接处的剖视图；图4为一种支持多协议的手机无线群充系统实施例二的台面正视图；图5为一种支持多协议的手机无线群充系统实施例二的吸盘固定装置的正视图；图6为一种支持多协议的手机无线群充系统实施例二的移动台的立体图。
具体实施方式
29.下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的标记包括：台面1、发射线圈11、上支撑杆2、下支撑杆3、支架转动轴4、主动锥齿轮51、从动锥齿轮52、驱动电机6、摄像头7、吸盘固定装置8、第一伺服电机81、第一滚珠座811、第一丝杠8111、第二伺服电机82、第二滚珠座821、第二丝杠8222、第一安装台83、第一同步台831、第一同步杆8333、第二安装台84、第二同步台841、第二同步杆8444、横杆813、竖杆824、吸盘固定台85。
30.实施例一如附图1所示，一种支持多协议的手机无线群充系统，包括一个网侧变换器和供电模块，网侧变换器和市电连接，网侧转换器选择正弦波逆变器大功率转换器，将市电转换为高压直流电（1kv)，供电模块选用降压变压器，将高压直流电转换为低压直流电（5v)，两个功率调节器与降压变压器并联，即两个功率调节器的接入电压均为恒定低压，两个功率调节器的输出端分别串联了发射线圈11，发射线圈11在功率调节器输出的电压作用下，能够发出对应频率的电磁波，功率调节器选用变频器，针对电压频率进行调节。还包括两个充电台，如附图2所示，每个充电台都由一个台面1和调节支架组成，调节支架包括上支撑杆2和下支撑杆3，所述上支撑杆2上端与台面1铰接，上支撑杆2下端与所述下支撑杆3上端转动连接，下支撑杆3与地面之间还设置有电动伸缩杆（图未示出），电动伸缩杆的顶端与下支撑杆3的底端固定连接，电动伸缩杆的底端固定在地面上，电动伸缩杆通电后能够进行伸缩，从而带动下支撑杆3上升或下降，继而带动上支撑杆2和台面1同步上升或下降。如图3所示，下支撑杆3上端开设有空腔，上支撑杆2下端的内壁与下支撑杆3的上端的外壁抵接，且开设有通孔，支架转动轴4穿过通孔，支架转动轴4的直径与通孔的直径等大，支架转动轴4与下支撑杆3转动连接，支架转动轴4的两端与上支撑杆2固定连接，在支架转动轴4转动时，下支撑杆3保持直立，上支撑杆2在转动轴的带动下，发生转动，从而带动台面1倾斜。支架转动轴4与从动齿轮键连接，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，所述驱动电机6的输出轴与主动齿轮同轴固定，所述驱动电机6固定在空腔内部。驱动电机6的启停由数据处理模组控制接电时长，从而达到控制台面1倾斜的目的，数据处理模组控制驱动电机6的驱动时长，从而达到台面1倾斜角度的精准控制。数据处理模组选用i5 7400 cpu 及相关组件，用于对数据进行分析和发出控制指令。
31.发射线圈11固定在充电台的台面1的反面的中间，台面1正面为充电面，台面1正面中心（即台面1反面的对应位置）为充电区域，充电区域设置有磁吸固定装置，采用某品牌的磁吸固定基座组，能够将来充电的手机固定在台面1上，支持无线充电的手机自带有接收线圈；所述数据处理模组用于控制功率调节模块0.1s发出至少两种手机无线充电通信协议的通讯检测信号，等待手机响应，根据手机响应附带的协议信息建立对应充电频率的传输通道，开始对手机进行充电；若通讯检测信号失去手机响应，则关闭充电传输通道，断开充电连接。
32.还包括摄像头7，摄像头7安装在台面1中心靠上位置，即充电区域上方的台面1上，用于获取手机用户的图像信息；所述数据处理模组接收图像信息，对图像信息中的像素点进行提取和聚类，提取手机主人的人脸信息；绑定手机主人的人脸信息和手机响应附带的协议信息之间的关联关系，手机主人能够通过手机端与数据处理模组产生通讯交互，自由
添加手机临时用户，基于摄像头7对画面捕捉，识别出画面中的人脸信息，并进行对应绑定，若最后取走手机的人脸信息与手机主人或临时用户的人脸信息均不匹配，则对最后的图像画面进行标注并保存，即保留最后取走手机人的图像信息。
33.数控处理模组控制驱动电机6的逻辑来自人的目光方向与手机形成的夹角，“对眼睛来讲，不管物体以什么角度摆放，眼睛瞳孔正对物体看起来最舒服，因为此时你不需要转动眼球。所以说为了得到最舒适的观感，最好是去改变物体的角度或人移动位置，而不是去靠转动眼球。”本实施例选择人眼目光正视手机中心的角度为舒适角度，即人眼目光与手机屏幕中心垂直。数据处理模组控制驱动电机6转动，使得台面1与人的目光方向垂直。台面1上也固定有控制按键，控制按键用于手动调节台面1的倾斜角度，通过用户操作控制按键选择自定义的倾斜角度，控制按键将用户所选择的指令传输至数据处理模组，数据处理模组根据指令详情控制驱动电机6转动，从而使得台面1朝用户意愿的倾斜角度。
34.实施例二实施例二与实施例一的不同之处在于：还包括吸盘固定装置8，如附图4-6所示，吸盘固定装置8设置于台面1上方（目前的手机主摄像头基本在手机背面的靠左边或靠中的位置，吸盘固定装置8依照此设定，相对发射线圈11的位置设置在发射线圈11的上方偏右的位置），第一伺服电机81的输出轴与第一丝杠8111同轴固定连接，第一滚珠座811与第一丝杠8111滑动连接；第二伺服电机82的输出轴与第二丝杠8222同轴固定连接，第二滚珠座821与第二丝杠8222滑动连接；第一安装台83与第一同步杆8333固定连接，第一同步台831与第一同步杆8333滑动连接；第二安装台84与第二同步杆8444固定连接，第二同步台841与第二同步杆8444滑动连接；第一伺服电机81、第一丝杠8111、第二伺服电机82、第二丝杠8222、第一安装台83、第一同步杆8333、第二安装台84、第二同步杆8444、依次围成如图5所示的矩形，且第一伺服电机81，第二伺服电机82，第一安装台83，第二安装台84均固定在台面1上所开的凹槽内，第一伺服电机81，第二伺服电机82，第一安装台83，第二安装台84的机体高度均与凹槽顶部高度一致，即第一伺服电机81、第二伺服电机82、第一安装台83、第二安装台84的高度与台面1平齐。伺服电机选用微型伺服电机，推荐型号为 pfm-16p050、16ysk3012.g-1、伺服舵机马达 cl-1718等易于安装，且体积较小的伺服电机。
35.如图5-6所示，第一滚珠座811与第一同步台831对立设置，横杆813的左端与第一滚珠座811固定连接，横杆813的右端与第一同步台831固定连接，横杆813有两根。第二滚珠座821与第二同步台841对立设置，竖杆824的上端与第二珠丝杠螺母固定连接，竖杆824的下端与第二同步台841固定连接，竖杆824有两根。竖杆824与第一丝杠8111和第一同步杆8333平行，横杆813与第二丝杠8222与第二同步杆8444平行。还包括吸盘固定台85，吸盘固定台85即与横杆813滑动连接，又与竖杆824滑动连接。
36.第一伺服电机81与第二伺服电机82为动力源，分别带动第一同步台83、第二同步台84，分别进行同步的上下、左右移动。第一伺服电机81与第一安装台83控制横杆813的上下移动，第二伺服电机82与第二安装台84控制竖杆824的左右移动，从而实现了吸盘固定台85的上下左右移动。吸盘固定台85上方固定有吸盘，吸盘的高度与台面1平齐。
37.第一伺服电机81，第二伺服电机82的接电均由数据处理模组控制，即数据处理模组发出对应伺服电机的控制信号控制伺服电机转动，使得对应的滚珠座在对应的丝杠上滑动。控制逻辑为，在用户将手机放置在台面1的过程中，台面1上的摄像头7捕捉到手机摄像
头的画面，并传输至数据处理模组，数据处理模组根据连续2个画面（本方案中取0.1s一个画面周期，即0.2s内手机摄像头在图像中的位置变化）中的手机摄像头位置移动，建立手机摄像头移动的矢量图，确定手机摄像头的移动方向，根据移动方向进行正向延伸，与台面1的交点即为最终摄像头的落点位置（落点位置在吸盘固定装置8中吸盘固定台85的活动区域内）；数据处理模组将吸盘固定装置8中吸盘固定台85的活动区域（即数轴，横轴的移动范围）建立坐标轴，以图51所示，左下方第一伺服电机81为坐标原点。数据处理模组根据落点位置的坐标，生成对应伺服电机的控制信号，使得对应伺服电机通电，并推动吸盘固定台85至落点位置，用户给手机施加推力，推力大小与手机重量相同，完成吸盘对手机摄像头的吸附。
38.手机的摄像头与吸盘接触后，相对固定，开始充电，防止掉落。在充电过程中，数据处理模块根据通讯检测信号与手机产生通讯，收集手机实时的充电效率，若充电效率比预期值低了10%以上（例如一种型号手机正常5分钟可以充5%的电，但实际只充了3%的电），则发出发射线圈11和接收线圈未对齐的信号，数据处理模块控制第一伺服电机81，第二伺服电机82通电，推动转动台进行微小移动，每次移动距离为1mm，数据处理模块根据每分钟的充电效率反馈，来判断移动方向。例如，第一次为正上方移动，一分钟后充电效率较移动前提升了，但并未达到正常的充电效率，则认定此次移动有效；第二次继续朝正上方移动，停留一分钟后充电效率较移动前降低，则此次移动无效；第三次先往正下方移动，回到第二次移动的起始位置，然后朝左移动，若此时充电效率提升，且达到正常充电效率，则一直停留在此位置充电。
39.本方案解决了部分手机内部没有设置磁吸组件，使得无法与实施例一中的磁吸夹紧装置相配合，完成固定的问题，同时也解决了因手机放置不规范，导致充电效率低的问题。
40.以上的仅是本发明的实施例，该发明不限遇刺逝世案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本技术给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本技术的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。