本實用新型涉及電磁共振無線充電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能無線充電掃地機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，快節(jié)奏生活的需要，掃地機(jī)器人因其智能清潔的有效性被廣大消費(fèi)者認(rèn)可，其中自動回充電技術(shù)的掃地機(jī)器人更深受市場青睞。

目前市面上常見智能掃地機(jī)器人的自動充電，需要機(jī)器人的正負(fù)極裸露金屬觸片和充電底座的正負(fù)極裸露金屬觸片完全正確電連接才能充電，其存在以下缺點：

1、掃地機(jī)器人在工作過程中，當(dāng)檢測到電量低時，通過充電底座發(fā)出信號，然后機(jī)器人頂部的接收器接收到信號，最終找到“回家”的路，但是在某些情況下會出現(xiàn)無法導(dǎo)航，如受墻體阻擋，導(dǎo)航信號變?nèi)?，從而?dǎo)致無法回到充電底座而擱淺在“半路上”。

2、掃地機(jī)器的返航充電，多采用紅外線定位、藍(lán)牙定位或雷達(dá)定位等技術(shù)，需要非常高的巡航對接技術(shù)，對硬軟件設(shè)計精度要求較高，從而增加設(shè)計成本。

3、掃地機(jī)器人的掃地工作與電池的續(xù)充電不能同時進(jìn)行，而且掃地機(jī)器人的電池完成充滿，需要很長一段時間，偶爾導(dǎo)致需要工作的時候，電量不足，工作才開展一半就得充電。

4、充電座的裸露金屬片容易被兒童誤操作而觸碰到，易導(dǎo)致觸點的危險隱患，另外在潮濕環(huán)境里容易發(fā)生短路的危險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供了一種采用磁共振的方式且在掃地機(jī)移動或靜止時均能進(jìn)行無線充電的智能無線充電掃地機(jī)。

實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種智能無線充電掃地機(jī)，包括掃地機(jī)本體和配合掃地機(jī)本體進(jìn)行無線充電的磁共振充電基座，所述掃地機(jī)本體內(nèi)設(shè)有MCU模塊及分別與MCU模塊相連的電源管理模塊和射頻主控芯片，所述電源管理模塊連接有無線充電控制芯片和電池，所述無線充電控制芯片連接有能量接收線圈；所述磁共振充電基座內(nèi)設(shè)有與市電相連并可發(fā)射高頻非輻射磁場的磁共振發(fā)射線圈、與射頻主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的射頻接收芯片，所述射頻接收芯片與磁共振發(fā)射線圈相連用于控制磁共振發(fā)射線圈的通斷，所述能量接收線圈通過磁場耦合與磁共振發(fā)射線圈進(jìn)行能量傳遞，所述MCU模塊上還連接有與智能通訊設(shè)備相連的無線通訊模塊，所述智能通訊設(shè)備通過訪問MCU模塊用于監(jiān)測電池電量及控制磁共振發(fā)射線圈開啟以實現(xiàn)磁共振無線充電。

作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述磁共振發(fā)射線圈的通電電路上串聯(lián)有晶閘管，所述射頻接收芯片的控制端與晶閘管相連用于控制通電電路的通斷。

作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述磁共振發(fā)射線圈產(chǎn)生的高頻非輻射磁場的振動頻率為10MHz。

作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述磁共振發(fā)射線圈與能量接收線圈的材料均為直徑5mm的圓形銅線圈，銅線圈的固有頻率均為10MHz。

作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述能量接收線圈內(nèi)設(shè)有將電磁波轉(zhuǎn)化為電能的諧振回路，所述充電控制芯片內(nèi)設(shè)有依次相連的整流、濾波、穩(wěn)壓電路。

作為本實用新型的優(yōu)選技術(shù)方案，所述智通訊能設(shè)備為智能手機(jī)、筆記本或電腦，無線通訊模塊為藍(lán)牙或Wifi通訊模塊。

本實用新型的智能無線充電掃地機(jī)可以達(dá)到如下有益效果：

本實用新型的智能無線充電掃地機(jī)，通過包括掃地機(jī)本體和配合掃地機(jī)本體進(jìn)行無線充電的磁共振充電基座，所述掃地機(jī)本體內(nèi)設(shè)有MCU模塊及分別與MCU模塊相連的電源管理模塊和射頻主控芯片，所述電源管理模塊連接有無線充電控制芯片和電池，所述無線充電控制芯片連接有能量接收線圈；所述磁共振充電基座內(nèi)設(shè)有與市電相連并可發(fā)射高頻非輻射磁場的磁共振發(fā)射線圈、與射頻主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的射頻接收芯片，所述射頻接收芯片與磁共振發(fā)射線圈相連用于控制磁共振發(fā)射線圈的通斷，所述能量接收線圈通過磁場耦合與磁共振發(fā)射線圈進(jìn)行能量傳遞，所述MCU模塊上還連接有與智能通訊設(shè)備相連的無線通訊模塊，所述智能通訊設(shè)備通過訪問MCU模塊用于監(jiān)測電池電量及控制磁共振發(fā)射線圈開啟以實現(xiàn)磁共振無線充電，使得掃地機(jī)本體通過磁共振技術(shù)及無線的方式把電能傳輸并存儲電池中，磁共振所產(chǎn)生的高頻非輻射磁場的范圍從幾厘米到幾米，使得掃地機(jī)本體不僅能在靜止時，并且在移動時均能進(jìn)行無線充電，且掃地機(jī)本體與磁共振充電基座通過射頻通訊對無線充電動作進(jìn)行控制。另外，本實用新型具有兩種充電選擇模式，一方面，通過電源管理模塊檢測電池電量，進(jìn)行自動無線充電；另一方面，通過智能通訊設(shè)備對MCU模塊的控制，可人為操控，開啟無線充電。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1為本實用新型智能無線充電掃地機(jī)提供的一實例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

本實用新型目的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實施方式

應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1所示，智能無線充電掃地機(jī)包括掃地機(jī)本體和配合掃地機(jī)本體進(jìn)行無線充電的磁共振充電基座，所述掃地機(jī)本體內(nèi)設(shè)有MCU模塊及分別與MCU模塊相連的電源管理模塊和射頻主控芯片，所述電源管理模塊連接有無線充電控制芯片和電池，所述無線充電控制芯片連接有能量接收線圈；所述磁共振充電基座內(nèi)設(shè)有與市電相連并可發(fā)射高頻非輻射磁場的磁共振發(fā)射線圈、與射頻主控芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的射頻接收芯片，所述射頻接收芯片與磁共振發(fā)射線圈相連用于控制磁共振發(fā)射線圈的通斷，所述能量接收線圈通過磁場耦合與磁共振發(fā)射線圈進(jìn)行能量傳遞，所述MCU模塊上還連接有與智能通訊設(shè)備相連的無線通訊模塊，所述智能通訊設(shè)備通過訪問MCU模塊用于監(jiān)測電池電量及控制磁共振發(fā)射線圈開啟以實現(xiàn)磁共振無線充電。

具體實施中，所述磁共振發(fā)射線圈的通電電路上串聯(lián)有晶閘管，所述射頻接收芯片的控制端與晶閘管相連用于控制通電電路的通斷。

具體實施中，所述磁共振發(fā)射線圈產(chǎn)生的高頻非輻射磁場的振動頻率為10MHz，所述磁共振發(fā)射線圈與能量接收線圈的材料均為直徑5mm的圓形銅線圈，銅線圈的固有頻率均為10MHz。

具體實施中，所述能量接收線圈內(nèi)設(shè)有將電磁波轉(zhuǎn)化為電能的諧振回路，所述充電控制芯片內(nèi)設(shè)有依次相連的整流、濾波、穩(wěn)壓電路，所述整流電路接收由電磁波轉(zhuǎn)化的電能后，再通過穩(wěn)壓電路得到電源管理模塊所需的工作電壓。

具體實施中，所述智通訊能設(shè)備為智能手機(jī)、筆記本或電腦，無線通訊模塊為藍(lán)牙或Wifi通訊模塊。

為了讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解并實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案，下面詳述本實用新型的無線充電原理。

磁共振無線充電原理：

磁共振發(fā)射線圈接入市電，并轉(zhuǎn)換為高頻交流信號，使發(fā)送端的磁共振發(fā)射線圈在周圍一定距離內(nèi)產(chǎn)生一個高頻變化很大的非發(fā)射性的電磁場，而當(dāng)掃地機(jī)本體在該磁場內(nèi)，能量接收線圈位于這個電磁場中時，發(fā)送端磁共振發(fā)射線圈的磁通量的高頻變化在接收端能量接收線圈中會產(chǎn)生一定的高頻感應(yīng)電動勢的電磁波。

然后通過加在能量接收線圈末端的諧振回路將高頻感應(yīng)電動勢的電磁波轉(zhuǎn)化為電能，該電能進(jìn)一步通過充電控制芯片的整流、濾波、穩(wěn)壓處理，就可以得到供電池充電的直流電流。

磁場共振式充電與電磁感應(yīng)式充電有所不同，它不會向外發(fā)射電磁波，而只是在周圍形成一個磁場，且消耗電能比感應(yīng)式充電低，傳輸距離更遠(yuǎn)，為幾十厘米到幾米，是一種非常適合掃地機(jī)本體等家用電器設(shè)備的無線充電方式。

充電控制原理：

電源管理模塊不僅給MCU模塊提供工作電能，還對電池進(jìn)行充電控制并實時監(jiān)測電池電量，并將監(jiān)測的電量值反饋給MCU模塊，射頻主控芯片與MCU模塊共享數(shù)據(jù)，若電量低于預(yù)設(shè)閾值，則射頻主控芯片發(fā)送充電指令給磁共振充電基座上的射頻接收芯片，射頻接收芯片控制充電底座內(nèi)的磁共振發(fā)射線圈的接通。此時，處在磁場內(nèi)的掃地機(jī)本體采用上述電磁共振的無線充電原理對電池進(jìn)行自動充電。另外還可通過智能通訊設(shè)備監(jiān)控掃地機(jī)本體的設(shè)備狀態(tài)，在電源管理模塊未收到電池的低電量反饋的情況下，可通過遠(yuǎn)程控制使磁共振發(fā)射線圈的接通，從而實現(xiàn)人為控制充電。

當(dāng)電池充電到一定電量后，即達(dá)到高電量閾值，MCU模塊通過控制射頻接收芯片再次控制充電發(fā)射線圈斷開。掃地機(jī)本體在長期使用過程中，電池的電量始終維持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，這樣便于有效防止電池長期處于虧空或滿電狀態(tài)，有效的提高電池的使用壽命。

雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式，但是本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，可以對本實施方式做出多種變更或修改，而不背離本實用新型的原理和實質(zhì)，本實用新型的保護(hù)范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。