感應(yīng)電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種感應(yīng)電源。在一個方面，本發(fā)明提供無線電源，其具有用于機械地將遠程裝置與所述電源互相連接的柱塞。所述柱塞可延伸/可收縮，以便與所述遠程裝置相互配合。在第二方面，本發(fā)明提供帶有可移動的初級線圈的無線電源，當(dāng)所述遠程裝置相對于所述充電表面設(shè)置在不同的位置的范圍內(nèi)時，可移動的初級線圈允許所述初級線圈與所述次級線圈之間的緊密的對準。所述可移動的初級線圈例如可通過釘、柱塞或磁體與所述遠程裝置聯(lián)接?；蛘撸墒謩拥卣{(diào)節(jié)所述可移動的初級線圈的位置。在第三方面，本發(fā)明提供具有繞公共軸線設(shè)置的多個充電臺的充電碗。各充電臺可包括允許在所述遠程裝置在所述充電表面上的定位中的一些自由度的可移動的初級線圈。在第四方面，本發(fā)明提供具有可手動地移動的初級線圈的無線電源。
【專利說明】感應(yīng)電源
[0001] 發(fā)明背景 本發(fā)明涉及無線電源（wireless power supply),并且更具體地涉及感應(yīng)電源。
[0002] 隨著便攜式電子器件的廣泛的和連續(xù)增長的使用，對無線電源系統(tǒng)有著不斷增長 的需要，這種系統(tǒng)能在不需要直接有線連接的情況下充電和/或為電子裝置供電。有線連 接存在多種問題，這些問題使他們不方便、累贅和美學(xué)上使人不愉快。或許最明顯地，有線 連接要求物理地插接和拔出所述裝置，會有亂糟糟的難看的花線，要求匹配花線上的插頭 和遠距離處的裝置并且用一根花線一次僅能為一個裝置充電。進一步地，對于常規(guī)的成對 的充電器，要求使用者保有和儲存和所擁有的裝置一樣多的有線DC電源。
[0003] 無線電源系統(tǒng)已被證明相對于有線連接具有顯著的改進。無線電源系統(tǒng)消除了對 將電子裝置連接到電源線的需要并且因此消除了許多與有線連接關(guān)聯(lián)的問題。許多常規(guī)的 無線電源系統(tǒng)依靠感應(yīng)電能轉(zhuǎn)移（即使用電磁場的電能轉(zhuǎn)移）以在沒有電線的情況下傳送 電能。典型的感應(yīng)電能轉(zhuǎn)移系統(tǒng)包括使用初級線圈以無線地傳送變化電磁場形式的能量的 感應(yīng)電源和使用次級線圈以將電磁場中的能量轉(zhuǎn)換為電能的遠程裝置。為了給感應(yīng)電能轉(zhuǎn) 移系統(tǒng)提供最佳效率，通常希望在初級線圈和次級線圈之間提供適當(dāng)?shù)膶?。對準通常?過使用托架（cradle)或其它的類似的結(jié)構(gòu)得以實現(xiàn)。例如，初級線圈可圍繞用以緊密地接 收遠程裝置的包含次級線圈的部分的杯形插座（receptacle)的外部定位。當(dāng)遠程裝置被 放置在杯中時，這兩個線圈通過機械的相互配合變?yōu)榫o密地對準。盡管有助于提供對準，但 是這個方法需要將遠程裝置小心翼翼地放置在托架內(nèi)和實質(zhì)上排除了電子裝置相對于電 源的運動。它還可能限制感應(yīng)電源與特別地構(gòu)造成適配在杯或托架中的單個的裝置一起使 用。它還限制了與多個包括次級線圈的裝置的可交換性的容易度。通過限定，在充電器中 的杯狀插座將提供與其被設(shè)計用于的次級裝置的緊密的相互配合。然而，對于其它的裝置， 它可能提供松配合或者太小以至于根本不允許任何配合的插座。
[0004] 在另一個常規(guī)的應(yīng)用中，電子裝置設(shè)置有匹配的無線充電器。在這個構(gòu)造中，無線 充電器包括向上延伸的固定釘以提供接收電子裝置的安裝結(jié)構(gòu)用于充電。裝置限定構(gòu)造成 緊密地配合在該釘上方的空處。在使用中，通過將裝置放置在無線充電器上使得空處配合 在該釘?shù)纳戏蕉鴮⒀b置對接在無線充電器上。在這個構(gòu)造中，當(dāng)遠程裝置被適當(dāng)?shù)貙釉?無線充電器上時，將初級線圈和次級線圈被定位成提供適當(dāng)?shù)膶?。盡管這個構(gòu)造提供在 電子裝置和它的匹配的無線充電器之間好的對準，它可能存在各種的問題。例如，將釘固定 并且因此不為遠程裝置提供任何的運動自由度。進一步地，固定的釘一直從充電表面延伸 (甚至當(dāng)遠程裝置不出現(xiàn)時），因而干擾了充電表面為其它目的的應(yīng)用。
[0005] 在又一個常規(guī)的應(yīng)用中，磁體用于將初級線圈和次級線圈吸引成緊密的對準。例 如，在一個常規(guī)的應(yīng)用中，初級線圈耦合初級磁體并且被松配合在充電表面的下方的空處 中。當(dāng)帶有次級磁體的遠程裝置放置在充電表面上而與初級磁體足夠接近時，初級磁體和 次級磁體的磁引力移動初級磁體經(jīng)過空處而與次級磁體形成對準。這個，進而，吸引初級線 圈和次級線圈緊形成密的對準。盡管提供一些改進，磁引力的力可能不足以在空處內(nèi)移動 初級磁體和初級線圈。在遠程裝置最初放置在充電表面上的位置使得初級磁體和次級磁體 還沒有處于緊密的對準時尤其如此。進一步地，因為允許初級磁體和初級線圈在空處內(nèi)自 由的移動，所以當(dāng)最初將遠程裝置放置在充電表面上時，他們的位置可能未知。這個可能使 得更難于一開始就將兩個磁體放在一起。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供具有用于機械地將遠程裝置和電源互相連接的柱塞的無線電源。在一 個實施例中，柱塞在收縮位置和延伸位置之間可移動地安裝在充電表面內(nèi)，在收縮位置中 柱塞可與充電表面平齊，在延伸位置中柱塞從充電表面伸出以與遠程裝置相互配合。遠程 裝置可設(shè)置有形狀被設(shè)計為用于容納柱塞的插座。
[0007] 在一個實施例中，柱塞和遠程裝置都設(shè)有磁體，這些磁體使得柱塞在遠程裝置接 近柱塞放置時延伸。在這個實施例中，例如可通過螺旋彈簧，將柱塞偏置在收縮位置，并且 在遠程裝置的磁體被足夠接近柱塞內(nèi)的磁體地放置時柱塞可延伸。
[0008] 在一個實施例中，柱塞可包括當(dāng)柱塞被延伸時激活無線電源的開關(guān)。開關(guān)可向無 線電源指示遠程裝置可能位于接收電能的適當(dāng)位置。無線電源可通過從〃待機〃狀態(tài)中喚 醒，并供電或試圖確定有效的遠程裝置的存在（例如遠程裝置適于接收來自無線電源的電 能）而響應(yīng)。
[0009] 在一個實施例中，初級線圈設(shè)置在柱塞內(nèi)，以便柱塞的延伸使初級線圈與次級線 圈更緊密的對準。例如，初級線圈可以是裝入柱塞的尖端的電線線圈，例如Litz點線。當(dāng) 柱塞延伸時，初級線圈可朝向遠程裝置延伸以提供更緊密的對準。
[0010] 在第二方面，本發(fā)明提供具有可移動的初級線圈的無線電源，當(dāng)遠程裝置相對于 充電表面被設(shè)置在不同的位置的范圍內(nèi)時，可移動的初級線圈允許初級線圈和次級線圈之 間的緊密的對準。
[0011] 在一個實施例中，無線電源包括安裝在充電表面中且具有至少一個運動自由度的 柱塞。在這個實施例中，初級線圈可以與柱塞相互連接以便初級線圈隨柱塞一起移動。在 一個實施例中，初級線圈相對于柱塞同軸地設(shè)置。相應(yīng)地，在使用中，初級線圈與柱塞一起 行進以保持與安裝在柱塞上的遠程裝置的次級線圈的緊密的對準。柱塞在從充電表面突出 的位置可以是可收縮的（如上所述）或固定的。應(yīng)該注意的是，圍繞柱塞的360度旋轉(zhuǎn)或 運動自由度是與這個設(shè)計相關(guān)聯(lián)的固有的自由度?？煞謩e地在360度旋轉(zhuǎn)的任何部分中獲 得無線電能。
[0012] 在一個實施例中，可移動的初級線圈通過一個或更多的磁體耦合到遠程裝置。在 這個實施例中，初級線圈可移動地安裝在無線電源內(nèi)并被耦合到磁體，以便磁體的運動導(dǎo) 致初級線圈的運動。在這個實施例中，遠程裝置設(shè)有磁體，當(dāng)遠程裝置被放置得足夠接近時 該磁體將吸引初級磁體，并吸引初級線圈與次級線圈對準?？蓪⒊跫壘€圈/初級磁體的組 合偏置在原位置（home position)。作為原位置的舉例，可以為這樣的位置：該位置允許使 用者放置并允許在放置期間在預(yù)期運動的已知區(qū)或區(qū)域內(nèi)的柱塞接合。
[0013] 在一個實施例中，初級線圈樞轉(zhuǎn)地安裝在連桿臂上，連桿臂給初級線圈提供沿著 兩個軸線的運動。在這個實施例中，連桿臂一端可樞轉(zhuǎn)地安裝在框架。初級線圈可容納在 大獎?wù)滦渭╩edallion)內(nèi)，該大獎?wù)滦渭修D(zhuǎn)地安裝在連桿臂的自由端。當(dāng)連桿臂的樞 轉(zhuǎn)運動與大獎?wù)滦渭臉修D(zhuǎn)運動結(jié)合時，初級線圈自由地沿著兩個軸線移動?？赏ㄟ^彈簧 將連桿臂偏置在原位置。
[0014] 在第三方面，本發(fā)明提供具有設(shè)置在公共軸線周圍的多個充電臺的充電碗。各充 電臺可包括傾斜的充電表面，傾斜的充電表面將遠程裝置保持在直立的位置并減少在相同 數(shù)量的裝置被置于一個平面上而充電時所要求的占地面積。
[0015] 在一個實施例中，各充電臺包括可移動的初級線圈，可移動的初級線圈允許在遠 程裝置在充電表面上定位中的一些自由度。在一個實施例中，可移動的初級線圈包括柱塞， 該柱塞機械地將遠程裝置耦合到初級線圈以便初級線圈沿著充電表面與遠程裝置一起移 動。在替代性的實施例中，可移動的初級線圈和遠程裝置包括將初級線圈和遠程裝置耦合 的磁體。磁體可將初級線圈吸引成與遠程裝置中的次級線圈對準，并且當(dāng)遠程裝置在充電 表面上被移動時可保持初級線圈和次級線圈對準。
[0016] 在一個實施例中，各充電臺包括單獨的無線電源電路。在這個實施例中，充電臺可 基本上彼此獨立地操作。在替代性的實施例中，充電臺包括至少二個接收來自公共的無線 電源電路的電能的充電臺。公共的無線電源電路可具有足夠的電能以同時地向多個初級線 圈供電或例如通過多路傳輸方案（multiplexing scheme)可交替地向單獨的初級線圈供 電。
[0017] 在一個方面，本發(fā)明提供簡單的和有效的機械結(jié)構(gòu)，其用于幫助在無線電源的初 級線圈和遠程裝置的次級線圈之間的改進的對準。在那些包括可延伸的柱塞的實施例中， 當(dāng)不使用時，柱塞可收縮并因此不會阻斷充電表面。當(dāng)充電表面是桌面或者是在不充電時 可用于其它目的的其它表面時，這是特別有益的。當(dāng)使用不接受柱塞的運動并且能夠保持 平齊的裝置時，這也是有利的。在柱塞磁力接合但不能移動的應(yīng)用中，感應(yīng)連接仍是非常實 用的，且給使用者的反饋是積極的。這個屬性允許這些裝置可直接地互換，除了運動接合電 源的情況。其它的感測和方法能夠用于可相互操作的表面。用磁體使柱塞延伸/收縮是 方便的和可靠的，因為它不需要直接的使用者的相互作用。在那些初級線圈設(shè)置在柱塞內(nèi) 的實施例中，柱塞的運動可用于提供改進的耦合和因此提供改進的性能。利用柱塞的運動 以激活電源的實施例，可提供減少的電能消耗，因為僅當(dāng)柱塞被延伸時他們才為遠程裝置 供電。使用移動的初級線圈，在遠程裝置位于充電表面上時，為該遠程裝置提供了運動自由 度。在遠程裝置和初級線圈（例如借助柱塞）之間的機械耦合，提供初級線圈的可靠的物 理運動。在另一個方面，本發(fā)明提供允許以減少的占地面積對多個裝置無線供電的充電碗。 充電碗包括圍繞公共軸線布置的傾斜的充電表面。
[0018] 本發(fā)明的這些和其它的目的、優(yōu)點和特性將通過參考本實施例和附圖的描述更完 全地理解和領(lǐng)悟。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電源的透視圖，顯示柱塞在收縮位置。
[0020] 圖2是柱塞在延伸位置的無線電源和遠程裝置的透視圖。
[0021] 圖3是無線電源的分解透視圖。
[0022] 圖4是顯示柱塞在收縮位置的電源的剖視圖。
[0023] 圖5是顯示柱塞在延伸位置的電源和遠程裝置的剖視圖。
[0024] 圖6是顯示柱塞在收縮位置的第一替代性的電源的透視圖。
[0025] 圖7是顯示柱塞在延伸位置的第一替代性的電源的透視圖。
[0026] 圖8是顯示柱塞在收縮位置的第一替代性的電源的剖視圖。
[0027] 圖9是顯示柱塞在延伸位置的第一替代性的電源的剖視圖。
[0028] 圖10是具有常開開關(guān)的第二替代性的電源的剖視圖。
[0029] 圖11是具有常閉開關(guān)的第二替代性的電源的剖視圖。
[0030] 圖12是根據(jù)第三替代性的實施例的電源的代表性的俯視圖。
[0031] 圖13是圖12的電源的代表性的正視圖。
[0032] 圖14是設(shè)置在圖12的電源上的遠程裝置的透視圖。
[0033] 圖15是圖12的電源的代表性的剖視圖。
[0034] 圖16是替代性的活動屏門軌道（tambour track)的代表性的俯視圖。
[0035] 圖17是圖16的活動屏門軌道的代表性的端視圖。
[0036] 圖18是遠程裝置定位在傾斜的充電表面上的代表性的側(cè)視圖。
[0037] 圖19是遠程裝置定位在垂直的充電表面上的代表性的側(cè)視圖。
[0038] 圖20是遠程裝置的代表性的側(cè)視圖。
[0039] 圖21是遠程裝置定位在垂直的充電表面上和顯示帶有芯的柱塞經(jīng)過初級線圈和 次級線圈的代表性的側(cè)視圖。
[0040] 圖22是帶有發(fā)光環(huán)的充電表面的代表性的俯視圖。
[0041] 圖23是帶有發(fā)光環(huán)的充電表面的代表性的端視圖。
[0042] 圖24是根據(jù)本發(fā)明的一方面的充電碗的透視圖。
[0043] 圖25是充電碗電子器件的示意圖示。
[0044] 圖26是充電碗的分解透視圖。
[0045] 圖27是充電碗框架的部分分解透視圖。
[0046] 圖28是安裝有所有線圈運動組件的充電碗框架的透視圖。
[0047] 圖29是框架安裝在充電蓋上的底部分解透視圖。
[0048] 圖30是基座安裝在框架/充電蓋上的底部局部分解透視圖。
[0049] 圖31是檢查孔蓋板（access plate)安裝在框架/充電蓋/基座上的底部局部分 解透視圖。
[0050] 圖32是線圈運動組件的前透視圖。
[0051] 圖33是線圈運動組件的后透視圖。
[0052] 圖34是線圈運動組件的分解透視圖。
[0053] 圖35是充電蓋的一部分的分解透視圖。
[0054] 圖36是充電蓋的一部分的透視圖。
[0055] 圖37是帶有移動釘?shù)奶娲缘某潆娡氲耐敢晥D。
[0056] 圖38是安裝有線圈運動組件的替代性的充電碗的框架的透視圖。
[0057] 圖39是顯示柱塞收縮位置的第二替代性的充電碗的一部分的透視圖。
[0058] 圖40是顯示柱塞延伸位置的第二替代性的充電碗的一部分的透視圖。
[0059] 圖41是帶有可延伸/可收縮柱塞的線圈運動組件的大獎?wù)滦渭耐敢晥D。
[0060] 圖42是帶有可延伸/可收縮柱塞的線圈運動組件的大獎?wù)滦渭姆纸馔敢晥D。 [0061] 圖43是通過在圖34中的收縮的柱塞截取的橫截面剖視圖。
[0062] 圖44是又一個替代性的無線電源的透視圖。
[0063] 圖45是圖44的無線電源在移走蓋的情況下的透視圖。
[0064] 圖46是圖44的無線電源在移走蓋的情況下的俯視平面圖。
[0065] 圖47是替代性的無線電源結(jié)合在汽車儀表盤內(nèi)的透視圖。
[0066] 圖48是顯示遠程裝置在一個充電臺上的圖47的無線電源的透視圖。
[0067] 圖49是圖47的無線電源從儀表盤移走的后透視圖。
[0068] 圖50是圖47的無線電源的局部-分解后透視圖。
[0069] 圖51是具有在未鎖定位置的滑動托架（carriage)鎖定機構(gòu)的無線電源的實施例 的局部分解透視圖。
[0070] 圖52是具有在未鎖定位置的滑動托架鎖定機構(gòu)的無線電源的實施例的局部分解 透視圖。 具體實施例
[0071] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的無線電源10顯示在圖1中。無線電源10 -般地包括殼體 11，殼體包含電源電路12,包括用于產(chǎn)生感應(yīng)電場的初級線圈14。殼體12包括充電表面16， 遠程裝置，例如便攜式電子裝置（例如膝上型電腦100)，能夠可移動地放置在充電表面16 上面，以接收無線充電/電能。無線電源10包括設(shè)置在充電表面16中的柱塞（plunger) 18。 柱塞18相對于充電表面16可延伸/可收縮。柱塞18可被延伸以提供與遠程裝置機械相 互連接并且對準遠程裝置的結(jié)構(gòu)，以及當(dāng)沒有裝置放置在無線電源10上時被收縮以提供 大致平齊的充電表面16。電子裝置100可包括適于與柱塞18相互配合的插孔106 (參見圖 5)。在圖示的實施例中，柱塞16通過包含在柱塞18和電子裝置100中的磁體的操作而延 伸和收縮。盡管本發(fā)明示出為與構(gòu)造成對膝上型計算機100充電/供電的系統(tǒng)相關(guān)，但是 本發(fā)明很適合用于對各種各樣的電子裝置，例如移動電話、個人數(shù)字助理、媒體播放器、遙 控器、顯示屏、監(jiān)視器和個人游戲系統(tǒng)，以及其它的耗電裝置，例如家用電器，廚房電器和工 具充電。
[0072] 如上所述，無線電源10包括電源電路12(參見圖1)。本發(fā)明的各種實施例基本 上可包含任何無線電源電路。然而，在圖示的實施例中，本發(fā)明包含從Ada, Michigan的 Fulton Innovations可獲得的eCoupledTM感應(yīng)電源技術(shù)。在一個實施例中，本發(fā)明包括自 適應(yīng)感應(yīng)電源系統(tǒng)，它能夠基于被供電的一個裝置或者多個裝置的需要，來改變通過感應(yīng) 耦合供應(yīng)的電能量。自適應(yīng)感應(yīng)電源系統(tǒng)可具有在操作開始時以正確的幅值向電子裝置 供應(yīng)電能，以及連續(xù)監(jiān)視電源電路并且根據(jù)需要做出實時的調(diào)節(jié)的能力。這個技術(shù)允許電 源電路適應(yīng)遠程裝置的電能需求的變化。例如，電源電路可具有以下能力：調(diào)節(jié)例如頻率， 占空比和電能幅值等特征；適應(yīng)不同的裝置，包括不同裝置的組合；以及調(diào)節(jié)初級線圈和 次級線圈之間的不對準。通過引用將給Baarman等人的美國專利6，436，299 ;給Kuennen 等人的美國專利6,825,620 ;給Baarman的美國專利7,212,414 ;給Baarma的美國公開 2004/0150934號和給Baarman的美國公開2004/0130915號結(jié)合于本文中。本發(fā)明可包括 具有以下能力的電源系統(tǒng)：識別遠程裝置和證實它從電源系統(tǒng)接收電能的能力。通過引用 將給Baarman等人的美國公開2007/0042729號；給Baarman的美國臨時申請60/883,127 號；和給Baarman的美國臨時申請60/883,125號結(jié)合于本文中。這個技術(shù)可允許電源系統(tǒng) 調(diào)整自己從而以峰值效率與大量裝置一甚至是具有顯著不同的電能需求的裝置一一起運 轉(zhuǎn)。盡管不作要求，但是前述的eCoupledTM技術(shù)提供設(shè)計靈活性并且允許系統(tǒng)向多個裝置 供電。本發(fā)明還可包括多相感應(yīng)電源，例如三相感應(yīng)電源。多相感應(yīng)電源系統(tǒng)可提高效率、 降低成本和降低電源系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量。通過引用將Baarman的于2007年9月28日提交 的標(biāo)題為〃多相感應(yīng)電源系統(tǒng)〃（"Multiphase Inductive Power Supply System")的美國 臨時申請60/976,137號結(jié)合于本文中。
[0073] 盡管沒有詳細地圖示，電源電路12 -般地包括將墻壁電源（例如AC主電源）轉(zhuǎn) 換為適合于產(chǎn)生理想的電磁場的電信號的電路。部分地由于遠程裝置的電能需求、初級線 圈和次級線圈的特性以及在電源和遠程裝置之間電磁耦合的特性，理想的電磁場可隨不同 的應(yīng)用而改變。電源電路12可包括控制器和振蕩子電路，例如串聯(lián)諧振振蕩子電路。控 制器可包括產(chǎn)生適當(dāng)?shù)碾娦盘柌⑦m當(dāng)?shù)碾娦盘枒?yīng)用于振蕩子電路以便振蕩子電路產(chǎn)生 理想的電磁場所需的電路和程序。振蕩子電路一般地包括電容器和初級線圈。電容器的值 可隨不同的應(yīng)用而變化，例如，以調(diào)節(jié)振蕩子電路的諧振頻率。初級線圈可以是電線線圈 (例如Litz電線）或能夠響應(yīng)于供應(yīng)到振蕩子電路的電能而產(chǎn)生適合的電磁場的其它電路 部件。例如，初級線圈可以是根據(jù)美國序列號60/975,953的印刷電路板線圈，美國序列號 60/975,953 的標(biāo)題為〃印刷電路板線圈〃（"Printed Circuit Board Coil〃），由 Baarman 等人于2007年9月28日提交，并且作為一個整體通過引用結(jié)合于此?？蓪⒖刂破骶幊桃?周期性地〃脈沖（ping) 〃初級線圈以通過測量來自初級線圈的反射阻抗來檢測待充電的裝 置的存在。當(dāng)檢測到裝置時，控制器可打開并根據(jù)其操作算法驅(qū)動初級線圈?？刂破鬟€可 開啟指示燈（如果其存在的話）以提供控制器正在供電的可視的指示。
[0074] 如上所述，無線電源10可包括殼體11。圖示的實施例的殼體11包括充電表面16, 便攜式電子裝置，例如膝上型電腦100可移動地放置于充電表面16上以無線地接收可用于 對便攜式裝置充電和/或供電的電能。殼體11可設(shè)計成嵌入工作表面，例如柜臺面或桌面。 或者，殼體11可設(shè)計成作為獨立裝置而運轉(zhuǎn)。如果裝在工作表面中，那么可將殼體11安裝 成充電表面16與工作表面平齊。無線電源10還可包括設(shè)置在充電表面16內(nèi)的柱塞18。 此實施例的柱塞18相對于充電表面16可延伸/可收縮。柱塞18可被延伸以提供與電子 裝置（參見圖2)的機械相互連接，并且當(dāng)沒有裝置被放置在無線電源10(參見圖1)上時， 可被收縮以提供大致平齊的充電表面16。為了方便電源10和裝置100之間的緊密的對準， 裝置100可包括適于與柱塞18 (參見圖5)緊密地相互配合的插孔106。
[0075] 圖3顯示無線電源10的一部分的底部分解透視圖。如顯示的那樣，無線電源10 包括殼體11、初級線圈14、初級鐵氧體20、柱塞彈簧22、柱塞18、初級磁體24、柱塞帽26和 組件蓋28。殼體11可由各種各樣的材料制造。例如，殼體11可由塑料注射成型。殼體11 可包括充電表面16和用于將殼體11安裝到支撐結(jié)構(gòu)，例如桌面或柜臺面的寬凸緣40。在 圖示的實施例中，殼體11包括柱塞頸42,柱塞頸42限定構(gòu)造成緊密地容納柱塞18的中心 開口 44?？蛇x擇柱塞頸42的長度以設(shè)定柱塞18在〃延伸〃的方向上行進的范圍。柱塞 頸42可包括構(gòu)造成如在下文中更詳細地描述地容納柱塞彈簧22的內(nèi)臺肩46。如顯示的那 樣，此實施例的內(nèi)臺肩46具有足夠的深度以容納壓縮的柱塞彈簧22(如顯示在圖5中的那 樣），其允許柱塞18在延伸時直接地接合柱塞頸42。
[0076] 在這個實施例中，初級線圈14是電線線圈，例如Litz電線?？蛇x擇初級線圈14 的大小、形狀和其它的特性以匹配應(yīng)用。初級線圈14可通過其它類型的能夠產(chǎn)生足夠的電 磁場的初級線圈替代。例如，如上所述，初級線圈可替代性地為印刷電路板線圈，例如公開 在美國序列號60/975,953,標(biāo)題為〃印刷電路板線圈〃 ("Printed Circuit Board Coil〃） 中的印刷電路板線圈。
[0077] 圖示的實施例的電源10包括初級鐵氧體20,以幫助控制由初級線圈14產(chǎn)生的電 磁場。例如，初級鐵氧體20構(gòu)造成將周圍的電子器件與電磁場屏蔽開并且還提高感應(yīng)耦合 的性能。圖示的鐵氧體20為具有底座48和頸50的大致環(huán)形。底座48構(gòu)造為與初級線圈 14大致一起延伸。如顯示在圖4中的那樣，頸50構(gòu)造成裝入初級線圈14的中心內(nèi)。初級 鐵氧體20可由任何適合的鐵氧體材料制造。初級鐵氧體的大小、形狀和構(gòu)造可根據(jù)需要隨 不同的應(yīng)用而改變，并且在那些不需要它的應(yīng)用中可得以除去。一般地希望最小化初級線 圈的頂部和充電表面之間的距離。在圖示的實施例中，這個距離約小于〇. Γ'，但是在一些 應(yīng)用中這個距離可更大。
[0078] 在這個實施例中，柱塞彈簧22設(shè)置在柱塞18和殼體11之間以將柱塞18偏壓在 收縮位置。彈簧22基本上可位于能夠偏壓柱塞18在期望位置的任何位置。盡管它基本上 可以是任何能夠?qū)⑵珘毫κ┘拥街?8的部件，但是柱塞彈簧22可以是同心地裝上柱塞 18的螺旋彈簧。若需要時，柱塞彈簧22可由塑料或其它的非鐵材料制造。柱塞彈簧22的 大小，強度和其它的特性可隨不同的應(yīng)用根據(jù)各種問題而變化，例如理想的強度，耐久性和 柱塞動作的范圍。
[0079] 圖示的柱塞18 -般地包括帶有開口端54和封閉端56的中空的圓柱體52,和設(shè)置 在開口端54上的保持凸緣58。如顯示的那樣，可使封閉端56成方形，或可使其逐漸變細， 以便插入遠程裝置100的插孔106內(nèi)。保持凸緣58構(gòu)造成保持柱塞18在殼體11內(nèi)并且 與柱塞彈簧22相互作用。圓柱體52在橫截面上為大致環(huán)形，但是必要時可具有不同的橫 截面。例如，可選擇圓柱體52的橫截面的形狀以決定遠程裝置和柱塞18之間的特定的對 準。在圖示的實施例，環(huán)形的橫截面允許遠程裝置關(guān)于柱塞18的基本上無約束的旋轉(zhuǎn)自由 度。作為一種選擇，具有方形橫截面的柱塞可用于要求遠程裝置被放置在四個位置中的一 個上。其它的舉例包括矩形橫截面用于兩個位置，六邊形用于六個位置，五邊形用于五個位 置和八邊形用于八個位置。在又一個舉例，水滴狀或非對稱橫截面可用于要求遠程裝置被 放置在單個的位置上。在圖示的實施例中，電源10包括與單個的遠程裝置相互配合的單個 柱塞18。需要時，電源10可包括兩個或更多與單個的裝置相互配合的柱塞。例如，電源10 可包括兩個柱塞，兩個柱塞與單個的遠程裝置的兩個插孔相互配合（未顯示）。兩個柱塞可 協(xié)作以確保電源10和遠程裝置之間特定的對準。
[0080] 在圖示的實施例中，柱塞18通過磁性力致動。更具體地，圖示的實施例包括設(shè)置 在柱塞18中的初級磁體24和設(shè)置在便攜式裝置100中的次級磁體104。當(dāng)使次級磁體104 移至與初級磁體24足夠?qū)蕰r，磁引力使柱塞18延伸進入插孔106內(nèi)。圖示的實施例的 初級磁體24是裝入柱塞18內(nèi)的圓盤形永久磁體。然而，初級磁體24可具有其它的形狀并 且可設(shè)置在它可以與次級磁體104相互作用以延伸柱塞18的其它位置。圖示的實施例的 初級磁體24可以是永久性的稀土磁體。然而，它基本上可以是，能夠提供理想的柱塞18致 動的任何磁體。需要時，初級磁體24可以是粘結(jié)磁體，粘結(jié)磁體在磁場存在的情況下更不 易受加熱影響。
[0081] 圖示的實施例的電源10包括同心地裝入柱塞18的開口端內(nèi)的柱塞帽26。柱塞帽 26可固定在柱塞18內(nèi)的適當(dāng)?shù)奈恢?。例如，柱塞?6可通過摩擦力配合、卡合，緊固件或 膠黏劑固定在適當(dāng)?shù)奈恢?。此外，柱塞?6保持初級磁體24在柱塞18內(nèi)的適當(dāng)位置并且 與組件蓋28相互作用以引導(dǎo)柱塞的往返運動（在下面更詳細地描述）。
[0082] 組件蓋28大致為平面板，其構(gòu)造成保持電源10的部件在適當(dāng)?shù)奈恢?。組件蓋28 可通過螺釘（未顯示）或其它的緊固件固定。組件蓋28可選擇性地用卡合或其它方式固 定到殼體11。圖示的實施例的組件蓋28限定柱塞開口 60,柱塞開口 60構(gòu)造成可滑動地容 納柱塞帽26。柱塞開口 60可緊密地容納柱塞帽26以當(dāng)柱塞18延伸或收縮時機械地引導(dǎo) 柱塞18的運動。
[0083] 本發(fā)明適合使用于提供電能給基本上任何能夠無線地接收電能的遠程裝置。在圖 示的實施例中，電源10產(chǎn)生電磁場并且因此適合使用于提供電能給能夠借助電磁場接收 電能的遠程裝置。在一些圖示中，遠程裝置100顯示為膝上型計算機，并且在其它的圖示 中，它顯示為普通的便攜式電子裝置。遠程裝置100包括次級線圈，例如電線線圈102。次 級線圈102可具有與初級線圈14相一致的內(nèi)和外徑。如上所述，遠程裝置100限定構(gòu)造成 緊密地容納柱塞18的插孔106?？墒共蹇?06成方形（如顯示在圖5中的那樣），或者其 在口部可為傾斜的以便柱塞18的插入。在圖示的實施例，柱塞18構(gòu)造成通過磁體的相互 作用延伸和收縮。相應(yīng)地，遠程裝置100包括次級磁體104,在這個實施例，次級磁體104相 鄰插孔106的末端設(shè)置。遠程裝置100還可包括次級鐵氧體108。次級鐵氧體108可以是 圓盤形并且可以具有足夠的直徑以覆蓋次級線圈102。盡管沒有顯示，但是遠程裝置100還 包括用于接收產(chǎn)生在次級線圈102中的電能和使用所述電能以給遠程裝置100充電或供電 的電路。取決于電源電路12的性質(zhì)，遠程裝置100可包括更復(fù)雜的電路，例如能夠傳遞用 在供電過程中的信息（例如電能需求信息或?qū)崟r電能接收信息）的通訊電路或能夠傳遞數(shù) 據(jù)到遠程裝置和/或傳遞來自遠程裝置的數(shù)據(jù)的通訊電路。
[0084] 圖4和5是電源10的代表性的圖示，顯示柱塞18在收縮位置（圖4)和在延伸位 置（圖5)。如顯示在圖4中的那樣，將柱塞彈簧22安裝在殼體11和柱塞18的保持凸緣 58之間。柱塞彈簧22保持柱塞18在收縮位置直到次級磁體104與柱塞18足夠接近從而 使在初級磁體24和次級磁體104之間的吸引力克服彈簧22。初級磁體24設(shè)置在柱塞本體 52在封閉端56的中空的中心內(nèi)，在那里它將接近遠程裝置100上的次級磁體104?，F(xiàn)在參 閱圖5,遠程裝置100放置在充電表面16上，以便插孔106與柱塞18對準。如顯示的那樣， 初級磁體24和次級磁體104之間的吸引力已經(jīng)延伸柱塞18使得柱塞彈簧22壓縮進入內(nèi) 臺肩46中。延伸的柱塞18緊密地安裝在插孔106內(nèi)以機械地將次級線圈102和初級線圈 14對準。
[0085] 在顯示在圖6-9中的替代性的實施例中，無線電源10'包括設(shè)置在柱塞18'內(nèi)的 初級線圈14'。除如這里描述的和顯示在相應(yīng)的附圖中的以外，無線電源10'基本上與無線 電源10相同。這些圖顯示包含在殼體11'中的柱塞18'在收縮（圖6和8)位置和在延伸 (圖7和9)位置。如同無線電源10,無線電源10'的柱塞18'構(gòu)造成利用磁體延伸超出充 電表面16'和收縮至與充電表面16'平齊的對準。如顯示的那樣，柱塞18'包括足夠大小 的中空本體52'以容納初級線圈14'。在這個實施例中，電源10'可包括也裝入柱塞18'內(nèi) 的初級鐵氧體20'和初級磁體24'。初級線圈14'、初級鐵氧體20'和初級磁體24'通過柱 塞帽26'固定在柱塞18'的本體52'中。
[0086] 在顯示在圖10-11中的替代性的實施例中，無線電源10"包括與柱塞18"聯(lián)接的 開關(guān)90以僅當(dāng)柱塞18〃延伸時激活電源10"。除如這里描述的和顯示在相應(yīng)的圖中的以 夕卜，這個實施例的無線電源10〃基本上與無線電源10相同。在這個實施例中，基于開關(guān)90 的位置可使控制電路啟用（enable)或停用（disable)。在一些實施例中，在以其它方式維 持電源10的操作的同時，"啟用〃和〃停用〃電源10"可包括激勵或去激勵初級線圈14"。 例如，控制電路可包括具有以下能力的控制器：適當(dāng)時確定開關(guān)90的位置和使電能能夠/ 不能夠供應(yīng)到初級線圈14"?；蛘?，開關(guān)90可直接控制電源10"，例如，通過當(dāng)柱塞18〃收 縮時阻止電能流到電源10"。在顯示在圖11中的實施例中，充電表面可以在柱塞的頂部表 面上繼續(xù)。墻面和顏色、木紋理和其它的處理可以被應(yīng)用來防止這些柱塞變得顯眼和允許 柱塞融入周圍環(huán)境中。
[0087] 在這個實施例中，開關(guān)90定位在殼體11〃中并且聯(lián)接到柱塞帽26"，其與柱塞18〃 一起移動。更具體地，這個實施例的柱塞帽26"機械連接到開關(guān)90以便于柱塞帽26"的運 動導(dǎo)致開關(guān)90的機械的致動。開關(guān)90可以是例如顯示在圖10中的"常開"開關(guān)，或例如 顯示在圖11中的"常閉"開關(guān)。開關(guān)可選擇地為霍爾效應(yīng)開關(guān)、簧片開關(guān)或其它能夠感應(yīng) 柱塞18"運動的開關(guān)?；魻栃?yīng)開關(guān)、簧片開關(guān)或其它的感應(yīng)開關(guān)可感應(yīng)初級磁體24"的 運動。
[0088] 包括可延伸/可收縮柱塞的任何實施例的無線電源可包括用于柱塞的自動延伸 和收縮的系統(tǒng)。例如，電源電路可具有確定遠程裝置何時出現(xiàn)然后延伸柱塞的能力，以及確 定遠程裝置何時移走然后收縮柱塞的能力。在一個實施例中，通過周期性地脈沖振蕩電路 和直接地或間接地評估在振蕩電路中的電能，電源確定遠程裝置何時出現(xiàn)。遠程裝置出現(xiàn) 在足夠接近初級線圈的范圍內(nèi)將導(dǎo)致振蕩電路中電能的增加。例如，無線電源可包括傳感 器，例如在振蕩電路中的電流傳感器或電壓傳感器。在這個舉例中，閑置電源（例如當(dāng)前不 供電到遠程裝置的電源）可周期性地將電能的短脈沖應(yīng)用于振蕩電路和使用傳感器測量 指示振蕩電路中電量的特性。電源可被預(yù)編程為帶有被確定為指示遠程裝置（或潛在的遠 程裝置）的出現(xiàn)的閾值。一旦傳感器讀數(shù)滿足或超出這個閾值，無線電源可延伸柱塞。當(dāng) 閾值不再滿足時，例如，因為測量的特性由于遠程裝置的移走已降值，柱塞可收縮。在包括 電源和遠程裝置之間的通訊的實施例中，如果在充電表面上的物體未能發(fā)送指示它是有效 的遠程裝置的信息，那么電源可收縮柱塞。作為另一個舉例，遠程裝置可具有觸發(fā)在電源內(nèi) 的開關(guān)的能力。例如，遠程裝置可具有能夠觸發(fā)電源內(nèi)的簧片開關(guān)、霍爾效應(yīng)傳感器或其它 磁-可致動開關(guān)的磁體。當(dāng)開關(guān)被遠程裝置的出現(xiàn)致動時，無線電源可延伸柱塞。當(dāng)開關(guān) 再次通過遠程裝置的移走致動時，無線電源可收縮柱塞。盡管沒有顯示，自動化的柱塞延伸 /收縮機構(gòu)可包括螺線管、馬達或另一個適合的電的，機械的或機電的機構(gòu)。
[0089] 本發(fā)明的第二方面顯示在圖12-17中。在這個方面，電源210包括釘218和可移 動地安裝在充電表面216內(nèi)的初級線圈214。一旦遠程裝置100放置在釘218上，當(dāng)遠程裝 置100在充電表面216上移動時，釘218和初級線圈214將與遠程裝置100 -起移動。這 個便于初級線圈214和次級線圈104之間的緊密的對準，同時提供遠程裝置100在充電表 面216上的空間自由度。
[0090] 本發(fā)明的這個方面的一個實施例顯示在圖12-15中。在這個實施例中，釘218在 單個方向上可沿著充電表面216移動。無線電源210包括殼體211、電源電路212、初級線 圈（例如初級線圈214)、充電表面216、釘218和可移動的活動屏門表面250。釘218安裝 在活動屏門表面250內(nèi)以便于釘218與活動屏門表面250 -起移動。充電表面216包括用 于操作性地保持活動屏門表面250的軌道252。活動屏門軌道252和活動屏門表面250為 一般常規(guī)的并且因此將不詳細地描述。只想說活動屏門表面250包括多個板條(或其它相 似的部件)，這些板條沿著它們的縱向邊互相鉸接地連接?；顒悠灵T表面250的側(cè)邊可滑動 地裝入活動屏門軌道252內(nèi)以便活動屏門表面250可沿著軌道252移動?，F(xiàn)在參閱圖15， 軌道252是彎曲的以便活動屏門表面250可滾動到它自己的下方。充電表面216限定沿著 活動屏門軌道252定位的狹縫254。釘218可以是經(jīng)過充電表面216上的狹縫254從活動 屏門表面250伸出的固定的部件。釘218關(guān)于充電表面216延伸的距離可隨不同的應(yīng)用而 改變，但是大致為安全地接收遠程裝置100的足夠的距離?；蛘撸缭趫D15中表示的那樣， 釘218可延伸和可收縮，例如，如同電源10的柱塞18那樣通過磁體的操作。初級線圈214 可安裝到活動屏門表面250的內(nèi)部以與釘218 -起移動。例如，初級線圈214能夠以與釘 218同軸對準的方式安裝。盡管不顯示，必要時，電源210可包括初級鐵氧體。在使用中，隨 著將插孔106裝到釘218上，遠程裝置100被放置在充電表面216上。這對準了初級線圈 214和次級線圈104以提供改進的無線電能轉(zhuǎn)移。在遠程裝置100放置在釘218上之后，在 活動屏門表面250移動的方向上，遠程裝置100可以沿著充電表面216來回地移動。當(dāng)遠 程裝置100移動時，釘218與遠程裝置100 -起移動，由此移動初級線圈214以當(dāng)遠程裝置 100移動時保持在初級線圈214和次級線圈104之間的緊密的對準。
[0091] 如上所述，電源210提供可沿著單個的方向移動的釘218。必要時，釘218可設(shè)置 有附加的自由度。例如，如顯示在圖16-17中的那樣，活動屏門表面250'可構(gòu)造成允許釘 218的橫向的和縱向的運動。如顯示的那樣，這個實施例的活動屏門表面250'可包括相對 于相鄰板條261橫向自由移動的板條260。這個可通過在可移動的板條260和它的相鄰板 條261之間提供舌狀物和槽接合來實現(xiàn)，如顯示在圖17中的那樣。釘218可安裝在可移動 的板條260中以便它可以在整個的活動屏門表面250'沿著活動屏門軌道移動時縱向地移 動并且它可以在可移動的板條260相對于活動屏門表面250'的其余部分橫向地移動時橫 向地移動。
[0092] 在顯示在圖1-5的實施例中，電源10包括大致沿著水平面延伸的充電表面16,例 如桌面或工作臺面。電源10還較好地適合于以不同的取向使用。例如，如在圖18-21中表 示的那樣，電源10 (和/或充電表面16)能夠以不同的角度傾斜以允許它使用在各種各樣 的應(yīng)用中，例如固定視頻監(jiān)視器或觀察器到墻壁上，固定燈到墻壁上，固定便攜式電子裝置 到車輛中的儀器盤上或固定遙控器到設(shè)備的表面上。圖18顯示遠程裝置100定位在傾斜 的充電表面16上，例如汽車儀表盤。在這個實施例（和其它的實施例）中，柱塞18可通過 不能夠延伸/收縮的固定的釘所替代。圖19顯示遠程裝置100定位在垂直的充電表面16， 例如墻壁上。圖20顯示意圖放置在圖21的電源10上的遠程裝置100。圖21的電源10包 括具有電磁磁芯材料19的柱塞18,其通過黑陰影（black shaded)區(qū)域表示。如顯示的那 樣，一旦柱塞18延伸，磁芯材料19橫跨初級線圈14和次級線圈104之間的間隙以提供電 磁磁芯材料的益處。在這些實施例中，柱塞18和插孔106相互作用以將遠程裝置支撐在充 電表面16上。為了提高柱塞18和插孔106之間的互相連接，柱塞18和插孔106可設(shè)置有 互補輪廓。例如，柱塞18的尖端可包括突起而插孔106可包括相應(yīng)的底切（undercut)(未 顯不）。作為另一個舉例，柱塞18能夠以一角度面向充電表面16并且插孔106能夠以相 應(yīng)的角度（未顯示）被限定。在這個實施例中，釘被設(shè)計為保持裝置在垂直或半-垂直的 位置。通過將插孔放置在選定的裝置的重心上將允許以適合的取向懸掛或允許該裝置沿適 合的方向受重力作用。當(dāng)小于垂直的表面被使用時，使用材料的表面摩擦力可能變得重要。 Teflon表面或處理可用于允許裝置自由地移動并且在其它的應(yīng)用中與橡膠類似的表面或 處理可選擇來抵制或阻止運動。還應(yīng)該注意小底切或唇狀物可精細設(shè)置在插孔中。相反的 細節(jié)可設(shè)計在釘上以在裝置的重量將裝置移動至在釘?shù)纳喜可系牡浊兄泻?，允許釘和插孔 更好的固定在垂直或半垂直的位置上。（未顯示）在另一個實施例中，柱塞本體和柱塞可以 是鐵氧體以更好地將電能從初級線圈耦合到次級線圈。鐵氧體柱塞組件可包括可移動的鐵 氧體柱塞和纏在鐵氧體柱塞周圍以與柱塞一起移動的線圈。
[0093] 充電表面16可設(shè)置有指示器以顯示無線電源10的出現(xiàn)和/或在充電表面16內(nèi)的 柱塞18的位置。例如，如顯示在圖22-23中的那樣，電源10可包括發(fā)光環(huán)70。發(fā)光環(huán)70 可圍繞柱塞18同軸地設(shè)置，并且基本上可由任何半透明的或透明的材料制造。LED或其它 光源71可相鄰發(fā)光環(huán)70地定位在殼體11中以照亮發(fā)光環(huán)70 (參見圖23)。充電表面16 可包括其它形式的標(biāo)記，例如其它形式的照明、特定的外形、印刷的材料或圖形。
[0094] 在另一個方面，本發(fā)明提供能夠無線地供應(yīng)電能給多個遠程裝置的多臺式充電碗 400 (例如參見圖24和37)。電能可被遠程裝置使用以用于基本上任何目的，包括對蓄電池 (或者其它的電能存儲裝置，例如超級電容器）充電或向遠程裝置供電。在圖示的實施例 中，充電碗400包括五個充電臺402a-e。充電臺的數(shù)量可隨不同的應(yīng)用而改變。充電碗400 可包括能夠供應(yīng)電能到各種充電臺的基本上任何無線電源電路。在顯示在圖25的實施例 中，各充電臺402a_e包括獨立的控制器408a_e(參見圖31)，因而給每個充電臺402a_e提 供基本上獨立的操作。所有的控制器408a-e接收來自單個的DC電源401的DC電能。這 個方法實質(zhì)上消除了對協(xié)調(diào)單獨的充電臺402a_e的操作的任何需要。圖25顯示在充電碗 400的一個實施例中的電路的表示。在這個表示中，單個的充電臺402a的元件和遠程裝置 100更詳細地顯示。其余的四個充電臺402b-e較不詳細地顯示，但是應(yīng)該理解的是它們能 夠反映充電臺402a的細節(jié)?；蛘撸械某潆娕_402a_e可通過單個的控制器（未顯示）供 電。例如，充電碗可包括具有足夠的供電能力以同時地對所有的充電臺充電（未顯示）的 單個控制器。作為另一個舉例，充電碗可包括單個的控制器，其不具有同時對所有的臺充電 的足夠的電能，但相反地，利用各種各樣的配電算法（未顯示）中的任何一種供應(yīng)電能到充 電臺。示范性配電算法包括：（1)在時間片中提供少量電能（slug)給各被占用的充電臺以 便隨著時間的過去所有裝置接收大體上相等的電能量，（2)在時間片中提供少量電能給各 被占用的充電臺，這些時間片的長度根據(jù)不同的裝置的電能需求而變化，（3)按照遠程裝置 被放置到充電碗中的順序一次一個地對遠程裝置完全充電或（4)在被占用的充電臺之間 劃分并同時地供應(yīng)可用的電能。列出的配電算法意圖為示范性的并且不意圖限制本發(fā)明到 任何特定的配電算法。
[0095] 在圖示的實施例中，充電碗400包括可移動的初級線圈404a_e，可移動的初級線 圈404a_e向遠程裝置100提供位置自由度同時維持初級線圈404a_e和次級線圈102之間 的緊密的對準。在圖24-36的實施例中，將初級線圈404a-e和次級線圈102通過磁體耦合 成緊密的對準。然而，在圖37-43中圖示的實施例中，將初級線圈和次級線圈利用柱塞/釘 機械地聯(lián)接（如以下更詳細地描述）。
[0096] 圖24-36的充電碗400適合用于向使用電能的大量裝置供電。用于與充電碗400 一起使用的遠程裝置100不需要包括插孔106,并且次級磁體104可在被消除的插孔106的 位置被同軸地定位在次級線圈102的中心內(nèi)。
[0097] 現(xiàn)在參閱圖26,充電碗400 -般地包括基座410、框架412、充電蓋414、帽416和檢 查孔蓋板418。電源電路可安裝到基座410和/或框架412。例如，單獨的印刷電路板組件 (PCBA)控制器408a_e可安裝到各框架板430a_e (以下描述）的背面以控制相應(yīng)的充電臺 402a-e(參見圖31)的操作。所有的五個PCBA控制器408a-e可接收來自安裝到基座410 和/或框架412的單個的AC/DC電源401 (參見圖25)的電能。在此情況下，框架412支撐 初級線圈404a-e和線圈運動組件406a-e (參見圖27和28)。充電蓋414覆蓋框架412和 提供五個單獨的充電表面403a-e (參見圖29)。將充電蓋414的形狀確定為限定在各充電 表面403a_e的底座處的架426a_e。架426a_e可當(dāng)遠程裝置100被放置在充電表面403a_e 上時支撐遠程裝置100?；?10為框架412提供底座并且可包括腳428用以在支撐表面 上支撐充電碗400(參見圖30)，例如桌面或工作臺面上。檢查孔蓋板418關(guān)閉充電碗400 的底部并可被移走以提供到電源電路的入口（參見圖31)。帽416關(guān)閉充電碗400的頂部。 可將帽416的形狀確定為限定瓶、杯或盤，或可設(shè)置有其它的實用性（參見圖24和26)。
[0098] 現(xiàn)在參閱圖27和28,框架412 -般地包括四個梯形板430a_e，這些梯形板沿著 他們的側(cè)面連接在一起以粗略地限定五側(cè)面截頭棱錐。板430a_e可包括用于附接各種部 件到板430a-e的多個螺釘凸出物。例如，螺釘凸出物431a用于將控制器408固定到各板 的背面，螺釘凸出物431b用于固定導(dǎo)向板432a-e (以下描述），螺釘凸出物431c用于固 定主要的樞軸螺釘436(以下描述）以及螺釘凸出物431d用于固定電線夾具螺釘（未標(biāo) 號）。板430a_e可限定開口以允許電線從板430a_e的背面上的控制器408延伸到初級線 圈458a_e。在圖示的實施例中，將導(dǎo)向板432a_e安裝在各板430a_e上，例如，通過螺釘或 其它的緊固件。
[0099] 在圖示的實施例中，線圈運動組件406a_e安裝到各板430a_e在相應(yīng)的導(dǎo)向板 432a-e的上面。線圈運動組件406a-e允許初級線圈458移動以保持與遠程裝置100對準。 為簡單起見，單個的線圈運動組件406a顯示在圖27中。當(dāng)完全地裝配時，單獨的線圈運 動組件406b-e安裝到各導(dǎo)向板432b-e (參見圖28)的表面。通過主要的樞軸螺釘436,線 圈運動組件406a樞轉(zhuǎn)地安裝到框架412。將主要的樞軸螺釘436經(jīng)過主要的樞軸墊圈438 和主要的樞軸套管440安裝，并可被直接地擰入螺釘凸出物431c中和/或通過螺母（未顯 示）固定在板430a的相反的側(cè)面上。線圈運動組件406a可通過扭轉(zhuǎn)彈簧442或其它的偏 置部件被偏置在中心或原位置上。如顯示的那樣，可將扭轉(zhuǎn)彈簧442裝上主要的樞軸套管 440上。當(dāng)沒有遠程裝置100出現(xiàn)時，扭轉(zhuǎn)彈簧442使得線圈運動組件406a回復(fù)到已知的 〃原〃位置。因為線圈運動組件406a_e的開始位置已知，當(dāng)遠程裝置100放置在充電表面 403a_e中的任何一個表面上時，這個可以便于遠程裝置100和初級線圈458a_e之間的最初 的對準。
[0100] 在圖24-34的實施例中，線圈運動組件406a_e通過位于線圈運動組件406a_e和 遠程裝置100中的磁體與遠程裝置100耦合。單個的線圈運動組件406a的前和后透視圖 分別地顯示在圖32和33。線圈運動組件406a的分解透視圖顯示在圖34中。其余的線圈 運動組件406b-e實質(zhì)上與線圈運動組件406a相同并且因此將不單獨地描述。如可能最佳 的顯示在圖34中的那樣，線圈運動組件406a-般地包括連桿臂450、大獎?wù)滦渭?52、鐵氧 體板454、初級磁體456和初級線圈458。圖示的連桿臂450在一端限定樞軸箍464而在另 一端限定樞軸孔466。連桿臂450還可包括電線路由耳片468a-b，通過這些耳片可將電線 從電源電路路由到初級線圈458。
[0101] 大獎?wù)滦渭?52包括U形夾460、大致圓形的殼體468和接線環(huán)470。將多個球軸 承472裝入大獎?wù)滦渭?52的前和后部以方便其在充電碗400內(nèi)的平滑且容易的運動。后 球軸承472裝入限定在凸出物480的末端上的軸承座474 (參見圖33)內(nèi)。前球軸承472 裝入凹陷在大獎?wù)滦渭?52的前表面內(nèi)的軸承座474(參見圖34)內(nèi)。在使用中，后球軸承 472沿著導(dǎo)向板432a的前表面行進而前球軸承472沿著充電表面403a的后部行進。球軸 承的數(shù)量、大小和位置可根據(jù)應(yīng)用而改變。必要時，球軸承可被消除或由其它低-摩擦力結(jié) 構(gòu)，例如PTFE滑塊或其相似的低摩擦力材料替代。連桿臂450通過大獎?wù)滦渭臉休S螺釘 462樞轉(zhuǎn)地固定到U形夾460。將大獎?wù)滦渭臉休S套管464裝上大獎?wù)滦渭臉休S螺釘 462以便大獎?wù)滦渭?52相對于連桿臂450的樞轉(zhuǎn)運動。如可能最佳的顯示在圖33中的那 樣，大獎?wù)滦渭?52可包括在它背面上的電線路由槽476和電線螺釘478。在這個位置，可 將來自初級線圈458的電線連接到來自控制電路的電線。
[0102] 將鐵氧體板454、初級磁體456和初級線圈458裝入大獎?wù)滦渭?52的圓形殼體 468內(nèi)。在圖7^的實施例中，鐵氧體板454的直徑稍微小于殼體468的內(nèi)直徑。鐵氧體板 454可限定電線狹縫476以使電線路由到初級線圈458或從初級線圈458路由電線。初級 線圈458可具有稍微小于殼體468的內(nèi)直徑的外直徑和大小足以容納初級磁體456的內(nèi)直 徑。
[0103] 在使用中，在線圈運動組件406a_e和框架412之間的樞軸連接與在連桿臂450和 大獎?wù)滦渭?52之間的樞軸連接協(xié)作地給初級線圈458提供寬范圍的運動。當(dāng)遠程裝置 100放置在充電臺402a-e上時，次級磁體104和初級磁體456通過磁引力吸引在一起。磁 引力克服彈簧442的偏壓并將初級線圈458移動成與次級線圈102對準。球軸承472方便 大獎?wù)滦渭?52在充電臺402a-e內(nèi)的平滑和容易的運動。一旦通過磁體耦合，在線圈運動 組件406a_e的運動限制內(nèi)，遠程裝置100可自由地在充電表面上移動而不會喪失初級線圈 458和次級線圈102之間的對準。
[0104] 在圖示的實施例中，各充電臺402a_e包括指示燈422a_e(例如LED)以傳達充電 臺400的狀態(tài)。光源422a-e可簡單地傳達臺是開還是關(guān)，或它可提供更詳盡的信息。例 如，燈422a_e能夠以不同的方式閃耀或改變顏色/亮度以指示不同的狀態(tài)。必要時，燈 422a_e可以規(guī)定的方式閃爍以傳達信息，例如不同的誤差狀況。在圖示的實施例中，各充電 臺402a_e包括燈管424a_e。燈管424a_e暴露在相應(yīng)的充電表面403a_e的下方的使用者 可容易地看見的位置?，F(xiàn)在參見圖35和36,用于充電臺402a的燈管424a可固定在相應(yīng)的 架426a的下表面，例如，通過螺釘或其它的緊固件。其余的燈管424b-e可相似地安裝在相 應(yīng)的架426b-e的下方。
[0105] 在本發(fā)明的這個方面的替代性的實施例中，線圈運動組件機械地聯(lián)接到遠程裝置 (而不是如以上描述的磁力地耦合）。如顯示在圖37-43中的那樣，充電碗600可包括在各 充電臺602a_e中的可移動的釘656a_e。釘656a_e可以裝入遠程裝置100的插孔106內(nèi)從 而以與上面關(guān)于無線電源10的所描述的實質(zhì)上相同的方式機械地將遠程裝置100聯(lián)接到 初級線圈658a_e。除如下面描述和顯示在相應(yīng)的圖中的以外，這個實施例基本上與充電碗 400相同。
[0106] 在這個實施例中，充電碗600 -般地包括基座610、框架612、充電蓋614、帽616和 檢查孔蓋板（未顯示）?？蚣?12支撐初級線圈658a_e和線圈運動組件606a_e。充電蓋 614覆蓋框架612并提供五個單獨的充電表面603a-e。帽616關(guān)閉充電碗600的頂部。檢 查孔蓋板（未顯示）關(guān)閉充電碗600的底部，如以上參照充電碗400所示。
[0107] 圖38顯示在充電蓋614移走的情況下的充電碗600。如能夠看到的那樣，釘 656a_e安裝在線圈運動組件606a_e的中心。除初級磁體456a_e由釘656a_e替代以外，線 圈運動組件606a_e大致與線圈運動組件406a_e相同。釘656a_e不動地固定到大獎?wù)滦?件652a-e并且延伸足夠的距離以裝入遠程裝置100的插孔106內(nèi)。以上結(jié)合充電碗400 描述的連桿，允許大獎?wù)滦渭?52并且因此允許釘656a_e在充電表面603a_e的下方移動。 各充電表面603a_e限定釘656a_e被裝入的狹縫605a_e。狹縫605a_e允許釘656a_e的向 上/向下移動。
[0108] 必要時，在充電表面603a_e的表面中的狹縫605a_e可在向左/向右方向上加寬 以使釘656a_e能向左/向右運動。線圈運動組件606a_e的連桿，除如以上描述的向上/ 向下之外，還允許釘656a_e向左/向右移動。
[0109] 圖37和38的實施例顯示固定的釘656a_e。必要時，固定的釘656a_e可由可延 伸/可收縮的柱塞656a-e'替代。出于公開的目的，結(jié)合在圖39 - 43示出的單個的充電 臺602a'描述了這個替代性的實施例。其余的充電臺602b-e'基本上與充電臺602a'相同 并且因此將不單獨地描述。如在先前描述的柱塞實施例中的那樣，柱塞656a'可收縮（參 見圖39)到提供相對平的充電表面603a'或延伸（參見圖40)到提供用于將遠程裝置100 機械地聯(lián)接到初級線圈658a'的結(jié)構(gòu)。
[0110] 這個實施例的線圈運動組件606a_e'基本上與以上描述的線圈運動組件606a_e 的相同，除柱塞656a_e'安裝在大獎?wù)滦渭?52a'中以用于往返運動以外?，F(xiàn)在參見圖 41-43,各線圈運動組件包括通過連桿臂可移動地安裝到框架的大獎?wù)滦渭?52a'。大獎?wù)?形件652a'包括限定中心開口 681的管形柱塞頸680'。柱塞656a'可移動地位于在柱塞頸 680'內(nèi)，它的本體657從大獎?wù)滦渭?52a'的前側(cè)突出和它的保持凸緣683設(shè)置在大獎?wù)?形件652a'的后側(cè)上。在這個實施例中，柱塞656a'為中空的柱塞并且內(nèi)裝有將與遠程裝 置100中的次級磁體104相互作用以延伸柱塞656a'的初級磁體686a'。螺旋彈簧682a' 位于柱塞656a'和大獎?wù)滦渭?52a'之間以偏置柱塞656a'在收縮位置上。插頭帽684a' 裝入柱塞頸680'的嘴口以固定柱塞656a'。初級線圈658a'和初級鐵氧體654a'設(shè)置在大 獎?wù)滦渭?52a'的圓形殼體658a'內(nèi)，如以上結(jié)合大獎?wù)滦渭?52描述的那樣。
[0111] 圖43是充電碗600'的一部分的剖視圖，顯示單個的充電臺602a'的一部分的內(nèi) 部構(gòu)造。這個圖示顯示充電表面603a'和線圈運動組件606a'。如顯示的那樣，線圈運動 組件606a'相鄰充電表面603a'設(shè)置，柱塞656a'貫穿充電表面603a'上的狹縫605a'延 伸。在這個具體的實施例中，柱塞656a'構(gòu)造成保持在狹縫605a'中并且當(dāng)在收縮位置時 位于與充電表面平齊的位置。盡管沒有顯示，多個球軸承可在大獎?wù)滦渭?74'和充電表面 603a'之間被置于軸承座676中（參見圖43)。
[0112] 無線電源的另一個替代性的實施例顯示在圖44-46中。在這個實施例中，無線電 源700 -般地包括殼體711、電源電路712、初級線圈714和初級磁體724 (參見圖45和46)。 殼體711包括蓋713和底座715。蓋713限定能夠容納用于無線地接收來自電源700的電 能的遠程裝置的遠程裝置支撐表面716。初級線圈714可在遠程裝置支撐表面716的下方 移動（如通過圖44的線A表示的那樣）以允許初級線圈714如期望的那樣移動以提供在初 級線圈714和放置在表面716上的遠程裝置的次級線圈（未顯示）之間的緊密對準。在圖 示的實施例中，初級線圈714和初級磁體724支撐在載體702上，載體702可沿著形成在底 座715上的滾道704移動。如顯示的那樣，載體702通過輪706或其它的軸承支撐在滾道 704上。盡管軸承的數(shù)量可改變，但是圖示的實施例包括四個軸承。這個實施例的載體702 用于以充分小的阻力移動使得初級磁體724能夠?qū)⒊跫壘€圈714吸引成與遠程裝置（未顯 示）中的次級線圈對準。例如，初級磁體724可與位于遠程裝置(未示出）中的次級磁體或 與磁體吸引子（例如一塊金屬）相互作用?；蛘撸h程裝置可包括次級磁體并且電源可包 括磁體吸引子。在圖示的實施例中，初級磁體724和次級磁體（未顯示）分別地位于初級 線圈和次級線圈（未顯示）的中心附近。相應(yīng)地，當(dāng)初級磁體724和次級磁體（未顯示） 通過磁引力吸引在一起時，它使得初級線圈714和次級線圈（未顯示）移動至同軸的對準。 電源700可包括用于使載體702 (和因此初級線圈714和初級磁體724)返回到原位置的彈 簧708或其它的偏置構(gòu)件。例如，圖示的實施例的電源包括〃C〃-形彈簧708, 〃C〃-形彈簧 708定位在載體702和殼體711 (或相對于殼體固定的一些其它的部件）之間。彈簧708 促使載體702朝向滾道704的一端抵靠在止動器717上。相應(yīng)地，在這個實施例中，當(dāng)載體 702返回到與止動器717接合時到達原位置。盡管彈簧力可隨不同的應(yīng)用而改變，但是彈簧 708選擇成具有在載體702的運動的理想范圍內(nèi)被初級磁體724和/或次級磁體（或者磁 體吸引子）的磁引力克服的力。
[0113] 在使用中，使用者可以將遠程裝置放置在表面716上的一個位置，以便它的次級 磁體（或者磁體吸引子）變成通過磁力耦合到初級磁體。例如，這個可以通過將遠程裝置 放置在次級磁體（或者磁體吸引子）與初級磁體724粗略的對準的一個位置上而發(fā)生。然 后遠程裝置可滑動到在表面716上的理想的位置并且磁引力將使得初級線圈714連同遠程 裝置一起移動，由此維持在初級線圈714和次級線圈（未顯示）之間的緊密的對準。
[0114] 電源的進一步替代性的實施例顯示在圖47-49中。在這個實施例中，經(jīng)過控制器 的手動操作，例如控制旋鈕，初級線圈可被移動。出于公開的目的，參照集成到汽車儀表盤 中的無線電源來對這個實施例進行描述。然而，它沒有被限制于使用在汽車應(yīng)用中。它可結(jié) 合于基本上任何其它的應(yīng)用中。例如，手動可定位的初級線圈可結(jié)合于桌面充電器，例如充 電墊或充電碗，或者它可直接地結(jié)合于工作表面，例如案面，桌面或臺面。兩個電源臺802a 和802b可通過單獨的電源電路（未顯示）驅(qū)動。這允許兩個電源臺802a和802b實質(zhì)上 互相獨立地操作?；蛘?，兩個電源臺802a和802b可通過單套的電源電路驅(qū)動。例如，單個 的電源電路能夠同時供應(yīng)電能給兩個初級線圈或使用時間分片或其它的多路方法單獨地 供應(yīng)電能給兩個初級線圈。
[0115] 如顯示在圖47和48中的那樣，電源臺802a和802b位于儀表盤上，例如，汽車的 中控臺（Center counsel)900。在這個具體的實施例中，無線電源800包括兩個并排的無線 電源臺802a和802b。然而，臺的數(shù)量和相對的位置可隨不同的應(yīng)用而改變。兩個電源臺 802a和802b基本上相同，不同僅在于他們互為對方的鏡像。各電源臺802a和802b包括支 撐表面816a和816b以支撐遠程裝置。將支撐表面816a、816b是傾斜的，但大致垂直，以保 持各遠程裝置（例如參見圖48中的遠程裝置910)處于大致可見的朝向。表面816a、816b 的位置和朝向可隨不同的應(yīng)用而改變。各電源臺802a和802b包括可移動的初級線圈814a 和814b (代表性地顯示在圖48中）和用于沿著圖48的線B表示的方向手動地調(diào)節(jié)初級線 圈814a和814b的位置的控制器810a和810b?？梢苿拥某跫壘€圈814a和814b允許使用 者調(diào)節(jié)以實現(xiàn)與次級線圈對準，即使是當(dāng)次級線圈可能隨不同的遠程裝置而位于不同的位 置時。
[0116] 在圖示的實施例中，初級線圈814a和814b可利用齒條和齒輪組件移動?，F(xiàn)在參考 圖49和50,無線電源800 -般地包括表面板850、齒輪箱852和后蓋854。初級線圈814a和 814b支撐在滑動托架818a和818b上。滑動托架818a和818b可滑動地裝入齒輪箱852上 的通道820a和820b中。各滑動托架818a和818b包括齒排822b (或齒條），齒排822b (或 齒條）構(gòu)造成與容納在齒輪箱852 (參見圖50)中的驅(qū)動齒輪824a和824b (或齒輪）接合。 控制旋鈕810a和810b通過軸856a和856b分別地聯(lián)接到驅(qū)動齒輪824a和824b。相應(yīng)地， 控制旋鈕810a和810b的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致相應(yīng)的軸856a和856b和相應(yīng)的驅(qū)動齒輪824a和824b 的旋轉(zhuǎn)。各驅(qū)動齒輪824a和824b的齒與相應(yīng)的齒排822b的齒相嚙合，以便控制旋鈕810a 和810b的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致相應(yīng)的滑動托架818a和818b和因此相應(yīng)的初級線圈814a和814b的 線性運動。在圖示的實施例中，控制旋鈕810a和810b為可延伸/可收縮的旋鈕，以便它們 在不使用時可以被收縮入儀表盤900內(nèi)。在這點上，控制旋鈕810a和810b可包括提供旋 鈕的可選擇的延伸和收縮的幾乎任何結(jié)構(gòu)。許多適合的可延伸/可收縮機構(gòu)，例如，與汽車 收音機控制旋鈕共用。本發(fā)明不限于圖示的機械連接，而是例如可以包括幾乎任何機械的 或機電的連接以用于響應(yīng)于使用者輸入提供初級線圈的運動。例如，在替代性的實施例中， 初級線圈可支撐在滑動托架上，滑動托架通過滑動控制臂直接地移動。圖示的實施例向滑 動托架提供單自由度（例如沿著單一運動線路運動）。本發(fā)明可選擇性地向初級線圈提供 另外的自由度。例如，滑動托架可沿著兩個不同運動線路移動，因而允許在平面內(nèi)而不是簡 單地沿著一條線路調(diào)節(jié)滑動托架（和因此初級線圈）的位置。這個可通過提供兩個不同的 控制器實現(xiàn)，例如一個用于沿著〃x〃方向運動的控制器（例如旋鈕或滑動器）和用于沿著 "y"方向運動的第二控制器（例如滑動器的旋鈕）?；蛘?，可提供單個的控制器（例如操縱 桿）以控制沿著兩個自由度的運動。
[0117] 本發(fā)明可包括用于固定初級線圈814a或814b在給定的位置上的鎖定機構(gòu)。例如， 在一些應(yīng)用中，初級線圈（或初級線圈滑動托架）能夠意外運動，并且可提供鎖定機構(gòu)以固 定初級線圈（或初級線圈滑動托架）抵制這種意外運動。在無線電源800的背景下，初級 線圈滑動托架818a或818b可能在重力或來自移動車輛遭遇的力量的影響下移動。例如， 在重力作用下和通過路上凸塊的撞擊影響，滑動托架818a或818b隨著時間的過去可向下 滑動。
[0118] 鎖定機構(gòu)的一個實施例顯示在圖51和52中。這些圖示顯示帶有一體的鎖定機構(gòu) 的單個線圈移動組件902的一部分。參考圖51，系統(tǒng)900包括固定齒條904,固定齒條904 相鄰包括齒條922的移動的滑動托架918設(shè)置。固定齒條904包括構(gòu)造成與驅(qū)動齒輪924 的齒相互配合的齒906。更進一步地，當(dāng)控制器910延伸和收縮時，軸956攜帶驅(qū)動齒輪924 軸向地移動?？刂破?10的運動還在鎖定（圖52)和未鎖定（圖51)位置之間軸向地移動 驅(qū)動齒輪924。在鎖定位置，將驅(qū)動齒輪924定位以便它的齒與固定齒條904和移動齒條 922相互配合。因為固定齒條904不能運動，所以固定齒條904阻止互相嚙合的驅(qū)動齒輪 924的旋轉(zhuǎn)運動。旋轉(zhuǎn)-鎖定的驅(qū)動齒輪924,轉(zhuǎn)而阻止移動的滑動托架918的運動。在未 鎖定位置，將驅(qū)動齒輪924軸向地移動至一個位置，在該位置處它與移動的滑動托架918互 相嚙合，但是不與固定齒條904互相嚙合。在這個位置，使用者自由旋轉(zhuǎn)控制器910,控制器 910旋轉(zhuǎn)軸956和驅(qū)動齒輪924,這轉(zhuǎn)而導(dǎo)致移動的滑動托架918并因此初級線圈914的運 動。
[0119] 無線電源可包括用于鎖定機構(gòu)的自動操作的電路和程序。例如，電源電路可具有 確定初級線圈和次級線圈之間的適當(dāng)?shù)穆?lián)接何時存在的能力。當(dāng)檢測到適當(dāng)?shù)穆?lián)接后，無 線電源可接合鎖定機構(gòu)。在一個實施例中，這個可通過為無線電源設(shè)置傳感器來實現(xiàn)，例如 在振蕩電路中的電流傳感器，能夠提供指示耦合質(zhì)量的信號。一旦傳感器讀數(shù)滿足或超出 確定為指示足夠的耦合的某一閾值，無線電源可接合鎖定機構(gòu)。當(dāng)不再滿足閾值時可使鎖 定機構(gòu)脫離，例如，因為遠程裝置已被移走。作為另一個舉例，遠程裝置可具有以下能力：確 定初級線圈和次級線圈之間的適當(dāng)?shù)鸟詈虾螘r存在，以及提供相應(yīng)的電信號到無線電源。 當(dāng)電信號被收到后，無線電源可接合鎖定機構(gòu)。在一個實施例中，遠程裝置可包括傳感器， 例如電流或電壓傳感器，能夠獲取指示遠程裝置中正在被無線地接收的電量的讀數(shù)。當(dāng)傳 感器讀數(shù)指示遠程裝置正在閾值處或閾值以上接收電能時，遠程裝置可提供信號到無線電 源。盡管沒有顯示，自動化的鎖定機構(gòu)可包括螺線管、馬達或另一個電的、機械的或機電的 機構(gòu)用于選擇性地將驅(qū)動齒輪924軸向地移動成與固定齒條904接合或者脫離。在另一個 實施例中，自動化的鎖定機構(gòu)可包括斷開器或其它的鎖定機構(gòu)，斷開器或其它的鎖定機構(gòu) 可被選擇性地移動成與滑動托架918或滑動托架傳動系統(tǒng)中的一些部分接合以保持滑動 托架918在固定的位置。例如，自動化的鎖定機構(gòu)可包括具有固定齒的自動化的樞軸臂（未 顯示），固定齒構(gòu)造成與驅(qū)動齒輪924的齒相互嚙合?？墒棺詣踊臉休S臂選擇性地與驅(qū)動 齒輪924的齒嚙合以選擇性地鎖定驅(qū)動齒輪924抵制旋轉(zhuǎn)。
[0120] 在一些應(yīng)用中，手動的控制機構(gòu)可具有足夠的內(nèi)阻以阻止意外運動，并且因此可 不受益于鎖定機構(gòu)。例如，在滑動托架和滑動托架通道之間可能存在足夠的摩擦力以阻止 滑動托架在沒有手動作用力的情況下移動。作為另一個舉例，在軸和軸支撐結(jié)構(gòu)之間存在 足夠的摩擦力阻止意外的滑動托架運動。
[0121] 電源可包括LED830a和830b或其它形式的反饋以告訴使用者初級線圈814a和 814b何時與次級線圈（未顯示）充分地對準。例如，各臺802a和802b可包括LED830a和 830b，LED830a和830b隨著初級線圈814a和814b和相應(yīng)的次級線圈（未顯示）開始越來 越好的對準時變得越來越明亮。在這個實施例中，使用者可以轉(zhuǎn)動控制旋鈕810a和810b 直到發(fā)現(xiàn)最明亮的LED位置?；蛘?，各臺802a和802b可包括LED830a和830b，一旦初級 線圈814a和814b與次級線圈（未顯示）充分的對準，LED830a和830b就發(fā)光。電源800 可提供其它的形式的反饋，例如可聽的或觸覺的反饋，以指示在初級線圈和次級線圈之間 的對準或?qū)食潭?。反饋機構(gòu)可選擇地或附加地包括在遠程裝置910中。例如，遠程裝置 910可提供視覺的、聽覺的或觸覺的反饋以指示在初級線圈和次級線圈之間的對準或?qū)?程度。采用帶有顯示屏的遠程裝置910,遠程裝置910可被編程為以利用屏幕提供視覺的反 饋。
[0122] 以上描述用于本發(fā)明的當(dāng)前實施例。在不背離如所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精 神和更多方面的情況下，可進行各種更改和改變，所附權(quán)利要求應(yīng)根據(jù)包括等同原則的專 利法的原則進行解釋。例如使用冠詞"一"、〃一個"、〃該〃或〃所述〃對單數(shù)形式的權(quán)利 要求元件的任何引用并不是要理解為將該元件限制為單數(shù)。本發(fā)明的公開是通過描述各種 替代性實施例進行的。除非有清楚地相反聲明，否則即使未明確聲明，在一個實施例中公開 的替代性的和可選的特征和元件也可結(jié)合于其它實施例。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于將電能供應(yīng)到遠程裝置的無線電源系統(tǒng)，包括： 電源電路； 初級線圈，其與所述電源電路電耦合，所述初級線圈能夠響應(yīng)從所述電源電路接收電 能而產(chǎn)生電磁場； 無線電源表面，所述表面設(shè)置在所述電磁場內(nèi)；以及 柱塞，其被支撐在所述表面中，所述柱塞能夠在第一位置和第二位置之間移動，在第一 位置中，所述柱塞大致與所述無線電源表面平齊或凹陷成低于所述無線電源表面，在第二 位置中，所述柱塞從所述無線電源表面延伸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括遠程裝置，所述遠程裝置具有插座以當(dāng)所 述柱塞在所述第二位置時容納所述柱塞。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述遠程裝置和所述柱塞中的至少一個包括磁 體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述遠程裝置和所述柱塞均包括磁體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括操作地連接到所述柱塞和所述電源電路的 開關(guān)，所述開關(guān)響應(yīng)所述柱塞的運動而激活和去激活所述電源電路。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述初級線圈通過所述柱塞承載。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括使所述柱塞在所述第一位置和所述第二位 置之間移動的柱塞運動機構(gòu)。
8. -種用于將電能供應(yīng)到遠程裝置的無線電源，包括： 電源電路； 初級線圈，其與所述電源電路電耦合，所述初級線圈能夠響應(yīng)所述電源電路所供應(yīng)的 電能而產(chǎn)生電磁場； 無線電源表面，所述表面設(shè)置在所述電磁場內(nèi)；以及 突起，其支撐在所述表面上，所述突起能夠以至少一個自由度沿著所述表面移動，所述 初級線圈與所述突起相互連接，由此所述突起的運動導(dǎo)致所述初級線圈的運動。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述突起為能夠收縮位置和延伸位置之間移動 的柱塞，在收縮位置中，所述柱塞大致與所述無線電源表面平齊或凹陷成低于所述無線電 源表面，在延伸位置中，所述柱塞從所述無線電源表面延伸出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進一步包括安裝成相對于所述表面樞軸運動的連桿 臂，所述初級線圈安裝在所述連桿臂上。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進一步包括樞轉(zhuǎn)地安裝在所述連桿臂上的載體，所 述突起和所述初級線圈安裝在所述載體上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，進一步包括促使所述連桿臂和所述載體中的至少一 個朝向原位置運動的偏置元件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，進一步包括促使所述連桿臂朝向原位置運動的偏置 元件和促使所述載體朝向原位置運動的偏置元件。
14. 一種用于無線地將電能供應(yīng)到遠程裝置的無線電源系統(tǒng)，包括： 電源電路； 初級線圈，其與所述電源電路電耦合，所述初級線圈能夠響應(yīng)所述電源電路所供應(yīng)的 電能而產(chǎn)生電磁場； 無線電源表面，所述表面設(shè)置在所述電磁場內(nèi)并適于在所述電磁場內(nèi)支撐遠程裝置； 可移動的載體，其安裝成與所述表面相鄰，所述初級線圈由所述載體承載；以及 控制器，用于手動地調(diào)節(jié)所述載體和因此所述初級線圈的相對于所述表面的位置，由 此能夠選擇性地移動所述初級線圈，以實現(xiàn)與放置在所述表面上的遠程裝置中的次級線圈 的改進的對準，從而改善所述初級線圈與所述次級線圈之間的耦合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，進一步包括提供指示所述初級線圈與所述遠程裝置 中的所述次級線圈之間的對準程度的反饋的反饋指示器。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器進一步被限定為用于相對于所述 表面線性地移動所述可移動的載體的致動器。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器包括齒輪和齒條組件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，所述可移動的載體與所述齒條聯(lián)接，并且其中 所述控制器包括聯(lián)接到所述齒輪的旋鈕，由此通過所述旋鈕的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致所述可移動的載體 的線性運動。
19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述反饋指示器包括燈。
20. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述表面進一步限定為傾斜的表面；并且進一 步包括設(shè)置成朝向所述傾斜的表面的底部的遠程裝置支撐件。
21. -種用于將電能供應(yīng)到一個或更多的遠程裝置的無線電源，包括： 設(shè)置在公共軸線周圍的多個臺，每個所述臺包括： 用于支撐遠程裝置的傾斜表面； 設(shè)置成與所述傾斜表面相鄰的可移動的載體； 支撐在所述載體上的初級線圈；以及 用于將所述可移動的載體聯(lián)接到遠程裝置的聯(lián)接器，由此通過所述遠程裝置沿著所述 表面的運動導(dǎo)致所述載體和所述初級線圈在所述表面的下方的運動；以及 用于將電能供應(yīng)到所述初級線圈中的至少一個的電源電路。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的無線電源，其中，所述聯(lián)接器包括在所述載體和所述遠程 裝置中的至少一個內(nèi)的磁體。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的無線電源，其中，所述聯(lián)接器包括從所述載體延伸成突出 所述表面的突起。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的無線電源，其中，所述多個臺進一步被限定為大致對稱地 布置在所述公共軸線的周圍的五個臺。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的無線電源，其中，所述電源電路包括用于每個所述臺的單 獨的電源電路。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的無線電源，其中，所述突起為能夠收縮位置和延伸位置之 間移動的柱塞，在收縮位置中，所述柱塞大致與所述表面平齊或凹陷成低于所述表面，在延 伸位置中，所述柱塞從所述表面延伸出。
27. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，進一步包括安裝成相對于所述表面樞軸運動的連桿 臂，所述載體安裝在所述連桿臂上。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，所述載體樞轉(zhuǎn)地安裝在所述連桿臂上。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，進一步包括促使所述連桿臂和所述載體中的至少一 個朝向原位置運動的偏置元件。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的系統(tǒng)，進一步包括促使所述連桿臂朝向原位置運動的第一 偏置元件和促使所述載體朝向原位置運動的第二偏置元件。
31. -種無線電源系統(tǒng)，包括： 充電表面，用于支撐帶有次級線圈的遠程裝置，所述次級線圈能夠相對于所述充電表 面被定位于不同的位置； 可移動的載體，設(shè)置成與所述充電表面相鄰； 初級線圈，其被支撐在所述載體上； 電源電路，用于給所述初級線圈供應(yīng)電能；以及 手動的載體運動機構(gòu)，所述載體運動機構(gòu)提供所述載體相對于所述充電表面的選擇性 的運動，其中能夠手動地調(diào)節(jié)所述載體，以便提供所述次級線圈與所述遠程裝置的所述初 級線圈之間的最佳的對準。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，進一步包括能夠選擇性地移動到鎖定位置以將所述 載體鎖定在固定的位置從而阻止所述載體的意外運動的鎖定機構(gòu)。
33. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中，所述可移動的載體能夠沿著單個的運動線路 運動，所述運動機構(gòu)允許所述載體沿著所述單個的運動線路的選擇性的運動。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，進一步包括用于提供對所述初級線圈與所述遠程裝 置的所述次級線圈之間的對準程度的指示的反饋。
35. 根據(jù)權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，進一步包括能夠選擇性地移動到鎖定位置以將所述 載體鎖定在固定的位置從而阻止所述載體的意外運動的鎖定機構(gòu)。
36. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中，所述可移動的載體能夠沿著至少二個不同的 自由度運動，所述運動機構(gòu)允許所述載體沿著每個所述自由度的選擇性的運動。
【文檔編號】H02J17/00GK104092313SQ201410215189
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2010年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2009年1月6日
【發(fā)明者】D.W.巴曼, W.T.小斯通納, M.J.諾爾康克, C.J.穆爾, J.K.施萬內(nèi)克, T.J.勒皮恩, R.J.韋伯, R.D.尚珀 申請人:捷通國際有限公司