CN102077304B

CN102077304B - 电感性耦合棚架以及贮存箱

Info

Publication number: CN102077304B
Application number: CN2009801104185A
Authority: CN
Inventors: L·约翰森; C·布朗宁
Original assignee: L&P Property Management Co
Current assignee: L&P Property Management Co
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2029-04-23
Also published as: KR20110107728A; KR101556027B1; JP2012518975A; JP5562872B2; CN102077304A

Abstract

提供了具有集成的一次线圈的电感性耦合棚架单元和贮存箱，以及用于贮存以及对设备充电的电感性耦合***。电力被从一次线圈电感性耦合到包含二次线圈的设备。一次线圈可以被集成到棚架单元中，以便对贮存在棚架单元上的设备充电。一次线圈可被类似地集成到贮存箱中。电感性耦合的棚架单元也可被配置为容纳和保持例如工具箱等的电感性耦合贮存箱。工具箱中的集成的二次线圈接收从棚架单元中的一次线圈电感性耦合的电力。工具箱中的集成的一次线圈于是将接收到的电力电感性耦合到个体设备中的二次线圈。集成的一次线圈可提供变化的量的电力。

Description

电感性耦合棚架以及贮存箱

背景技术

与当今世界许多常见电子设备相关的一个问题在于必需与多种电子设备相关联的电线(cord)和电缆。可再充电的无线(cordless)设备是常见的替代方案。这些设备仍需要充电并需要相关联的电线和电缆来提供这种充电。

技术已发展到通过提供电感性耦合电路来解决这些限制。此电路动态地寻找谐振并对从一次线圈到具有二次线圈的二次设备的电力传输进行最优化。该电力传输可在多种、变化的负载条件下发生。通过使用该电路，一次供给电路对其运行进行适应，以便配合被供电的二次设备的需要。该电路也允许一次供给电路向多个二次设备同时供电。

发明内容

已经开发出智能、电感性耦合电力电路，以便在不需要有线连接的情况下从电源向设备传输电力。一次线圈电感性地将电力耦合到集成在例如膝上型计算机、PDA、手机和电力工具等设备中的二次线圈。本发明的实施例将该电感性耦合技术并入棚架(shelving)单元、贮存箱(stroagecontainer)和用于对设备进行充电和贮存的***。

在一个实施例中，一次线圈被集成到棚架单元的棚架中。低、中、高功率的一次线圈可以以任意位置、数量和组合集成在棚架中。棚架单元可安装在车辆中。

在另一个实施例中，一次线圈被集成在贮存箱中。低、中、高功率的一次线圈可以以任意位置、数量和组合集成在贮存箱中。贮存箱可以是被配置为容纳和保持包含二次线圈的设备的工具箱。贮存箱也可以包含集成的二次线圈，二次线圈被配置为接收由外部一次线圈电感性耦合的电力。

在又一个实施例中，提供了对工具进行贮存和充电的***。具有被集成到棚架中的一次线圈的棚架单元被配置为容纳电感性耦合贮存箱。贮存箱包含集成的二次线圈，二次线圈被配置为接收由集成在棚架中的一次线圈电感性耦合的电力。被电感性耦合到贮存箱的电力于是又由集成在贮存箱中的一次线圈电感性耦合到设备中的二次线圈。该***可被安装在车辆中。

提供此“发明内容”以便以简化的方式介绍概念的选择，其将在下面在“具体实施方式”中进一步介绍。此“发明内容”并非旨在指明权利要求主题的关键特征或实质性特征，也并非旨在用于对权利要求主题的范围进行限制。

附图说明

下面参照附图对本发明进行详细描述，在附图中：

图1为一种电感性耦合棚架单元的局部透视图；

图2为一种电感性耦合贮存箱的透视图；

图3为底部外壳被移除的情况下图2的电感性耦合贮存箱的正交底视图；

图4为图2的电感性耦合贮存箱的局部透视图；

图5为一种电感性耦合工具机座的透视图；以及

图6为图5的电感性耦合工具机座的分解透视图。

具体实施方式

这里对本发明的实施例进行具体介绍以满足法律要求。然而，描述本身并不意味着对本专利的范围进行限制。相反，发明人已经想到权利要求主题也可以用其他方式实现。

如背景部分所提到的，已经开发出提供智能电感性耦合电路的技术。该电路动态地寻找谐振并对从一次线圈到具有二次线圈的二次设备的电力传输进行最优化。该电路允许一次线圈确定并供给二次设备的电力需求。通过使用该电路，一次供给电路对其运行进行适应，以便配合被供电的二次设备的需要。该电路也允许一次供给电路向多个二次设备同时供电。该电路和该电路的运行的实例包含在下述美国专利中，其全部并入此处作为参考：6,436,299；6,673,250；6,731,071；6,806,649；6,812,645；6,831,417；6,917,163；6,975,198；7,116,200；7,118,240；7,126,450以及7,132,918。

形成如上所述的电感性耦合电力电路所必需的一次线圈可被集成在棚架单元中。具有集成的一次线圈的棚架单元可以是房屋或办公室中的传统棚架单元，或者棚架单元可安装在车辆上。

图1示出了棚架单元的部分。棚架单元10包含棚架12，14，16和18。虽然图1显示出四个棚架，电感性耦合棚架单元可包含任意数量的棚架。对接区26被附着到棚架16并装有一次线圈。一次线圈可被附着到对接区26的表面、附着在对接区26下面或嵌入对接区26之中。一次线圈也可作为替代地集成在棚架16而不是对接区26中。在一个这样的实施例中，在棚架中钻出圆柱形孔洞，并且一次线圈从棚架下面被附着，使得一次线圈的顶部与棚架表面齐平。一次线圈也可以安装在棚架下面，由螺钉、螺栓、承托架或其他任何方式附着。在其它实施例中，一次线圈可嵌入棚架，并具有从棚架边缘引出或者贯穿支持棚架单元的硬件的电线。

继续参考图1，如果棚架单元10被安装在车辆中，被集成在对接区26中的一次线圈可以从车辆的电池或电路汲取电力。建筑物中的棚架单元能通过到电力插座的连接对所集成的一次线圈供电。对接区26被形成为提供与工具箱28的摩擦接合。尽管图1显示的是工具箱，棚架单元可被配置为容纳和保持任何电感性耦合贮存箱。也可想到夹子、锁定装置或其他用于将工具箱28与对接区26固定的方式。该接合允许工具箱28从对接区26移开以便使用，而在贮存期间将工具箱28保持在适当的位置。对于在车辆中的实施，上述摩擦接合确保了工具箱28在运输过程中保持在适当的位置。

电感性耦合贮存箱也能在没有对接表面26的情况下简单地静止在电感性耦合棚架单元上。在这样的实施例中，一次线圈可被集成在棚架16中。即使在使用对接表面26时，一次线圈也能集成在棚架16而不是对接表面26中。在其它实施例中，多个一次线圈被嵌入或以其他方式集成到棚架16或对接表面26中。在具有多个一次线圈的实施例中，所述多个线圈可以被一个控制电路控制。

继续参考图1，对接区26包括小指示灯30，其在工具箱28确切地位于适当的位置且充电时点亮。工具箱28优选为容纳一排无线电力工具。该电力工具装备有通用二次线圈和电池组单元，或者全部装备有个体电池和二次线圈单元。其他包含二次线圈的设备——例如便携式电脑和其他便携式电子设备——也也被贮存在与对接区26接合的电感性耦合贮存箱中。工具箱28被配置为将从对接区26内的一次线圈电感性耦合的电力分配到工具箱28中的多个二次线圈。具体而言，如下面进一步描述的，对接区26中的一次线圈向集成在工具箱中的多个二次线圈分配电力。集成在工具箱28中的二次线圈向集成到工具箱28的多个一次线圈分配电力。这些集成的一次线圈于是将电力电感性耦合到电池组单元中的二次线圈。该实施例允许工具在不使用时充电。对于安装在车辆中的棚架，工具将能够在服务车辆从工作地点到工作地点行驶时充电，允许工人携带充电后的工具到达任何工作地点。在另一个实施例中，对接区26中的一次线圈可直接将电力电感性耦合到包含在设备电池组单元中的二次线圈。

图2-4为工具箱28的详细视图。如图2和图4所示，工具箱28被设计为容纳一个或多于一个的电力工具32。电力工具是无线的并具有关联的电池组34。工具箱28被设计为对电力工具进行定向并将它们保持在适当的位置。更具体地，工具箱28在工具箱的底部为多个工具中的每一个形成对接区。这些对接区被设计为将工具的电池组34定向为直接在工具箱28中的一次线圈上方。图2显示出没有工具的工具箱28。

图3显示出工具箱28底部的内侧，其具有多个电路和一次线圈。如上所述，一次线圈被定向为将电力传递到工具的电池组。集成到工具箱28的一次线圈从集成到工具箱28的二次线圈接收电力，二次线圈接收从集成到对接区26的一次线圈电感性耦合的电力。集成到工具箱28的一次线圈可由个体电路或由一个电路控制机构控制。在具有多个一次线圈的实施例中，一个电路可控制所有的所述多个一次线圈。

图5和图6示出了一示例性实施例，在该实施例中，电感性耦合贮存箱为工具机座500。机座体502包含模塑间隔504，其被配置为容纳和保持无线钻头506。无线钻头506可被容易地移开以便使用，并在贮存在工具机座500中时充电。模塑间隔504可在图6中很好的看到。在其他实施例中，机座体502可包含一个或多于一个模塑间隔，用于容纳和保持包含二次线圈的其他设备。一次线圈被嵌入或以其他方式安装在机座体502中，密切接近每个模塑间隔，使得电力从每个一次线圈电感性耦合到设备中的每个二次线圈。图5中，一次线圈被嵌入或以其他方式安装在机座体502中，使得当无线钻头被放置在模塑间隔504中时，无线钻头506中的二次线圈密切接近基座体502中的一次线圈502，且电力从一次线圈被电感性耦合到二次线圈。

继续参考图5和图6，在一些实施例中，机座体502也包含模塑间隔508，该模塑间隔被配置为容纳和保持额外的电池510，其包含二次线圈。一次线圈被嵌入或以其他方式安装在机座体502中，密切接近模塑间隔508，使得额外的电池510在贮存在模塑间隔508中时充电。更进一步的实施例包括能对包含二次线圈的多个设备充电的多个一次线圈。

继续参考图5和图6，机座体502成锥形，使得其顶部比底部宽。机座体502的一侧大体上平坦。现在参考图6，侧板512包含该大体平坦的侧。工具机座500可紧贴例如车壁或建筑物壁等的侧表面安装。当紧贴侧表面安装时，侧板512被螺钉固定、螺栓固定、在托架中安装或以其他方式紧贴侧表面安装。如果工具机座500安装在车辆里，嵌入的一次线圈从车辆的电池或引擎接收电力。如果工具机座安装在建筑物壁上，一次线圈可从电力插座或电池接收电力。

一次线圈可以是低、中或高功率的。低功率一次线圈提供直到大概20瓦特的功率。中功率一次线圈提供大概20和100瓦特之间的功率。高功率一次线圈提供大于大概100瓦特的电力。任意数量和组合的一次线圈可以集成在图1的对接区26和棚架12、14、16和18中。

返回图1，对于一次线圈直接集成到棚架12、14、16或18且不使用对接表面的实施例，指示器优选为用于促进电感性耦合贮存箱的恰当的放置。特别地，区域的轮廓与徽标、图片或其他标记一起优选为在棚架12、14、16或18上提供。具体而言，可对于集成到棚架12、14、16或18的每个一次线圈存在指示灯。更特别地，指示灯被嵌入在棚架表面下面，并且被允许光通过的材料——例如树脂玻璃——覆盖。指示灯可在设备被放置在相应的一次线圈上并充电时开启。其他指示器——例如暗线——能为每个一次线圈示出充电区域的轮廓。充电区域轮廓的示出也可用LED或其他照亮的指示器进行。

在这里描述的具有多个一次线圈的实施例中，一个电路可控制所有的所述多个一次线圈。

已经联系特定实施例对本发明进行了介绍。这些实施例在所有方面是说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明范围的情况下，本发明所属领域普通技术人员将会想到替代性的实施例。

由此将会明了，本发明良好地适于获得上面给出的所有目的和目标，以及对该***和方法来说显然和固有的其它优点。将会明了，特定特征以及子组合具有实用性，并可在不参照其它特征与子组合的情况下使用。这一点可由权利要求想到，并且包含在权利要求的范围内。

Claims

1.一种电感性耦合棚架单元，包含：

具有棚架的棚架单元；

集成在所述棚架中的第一一次线圈，第一一次线圈被连接到电源，第一一次线圈能够将电力电感性耦合到包含二次线圈的设备；

棚架表面上的一个或多于一个的指示器，其对于第一一次线圈显示充电区域，充电区域为这样的区域：在该区域中，第一一次线圈与二次线圈之间的电感性耦合能被获得；

电感性耦合贮存箱，其包含：

第一二次线圈，其与贮存箱的外表面相关联，以便在贮存箱被放置在棚架上时提供与第一一次线圈的邻近与对准，

第一间隔，其中可移除地保持具有第二二次线圈的第一设备，第一间隔包含与其相关联并且定位为与第二二次线圈对准的第二一次线圈，

第二间隔，其中可移除地保持具有第三二次线圈的第二设备，第二间隔包含与其相关联并且定位为与第三二次线圈对准的第三一次线圈，以及

分配电路，其电气耦合在第一二次线圈与第二以及第三一次线圈之间；以及

对接单元，其在充电区域上耦合到棚架，并容纳贮存箱，贮存箱可移除地布置在对接单元中，且对接单元对贮存箱进行保持，以克服贮存箱在与棚架平行的平面内的横向移动。

2.根据权利要求1的电感性耦合棚架单元，还包括对于每个一次线圈显示充电区域的指示器。

3.根据权利要求1的电感性耦合棚架单元，其中，所述一个或多于一个的一次线圈为选自低功率一次线圈、中功率一次线圈、高功率一次线圈的一次线圈的组合。

4.根据权利要求1的电感性耦合棚架单元，其中，被配置以容纳和保持电感性耦合贮存箱的对接单元被附着到棚架单元，且其中，集成在所述一个或多于一个棚架中的所述一个或多于一个的一次线圈被集成在对接单元中。

5.根据权利要求4的电感性耦合棚架单元，其中，电感性耦合贮存箱是工具箱。

6.根据权利要求1的电感性耦合棚架单元，其中，棚架单元被安装在车辆中。

7.根据权利要求1的电感性耦合棚架单元，其中，多个一次线圈被集成在所述一个或多于一个的棚架中，且其中，所述多个一次线圈由一个电路控制。

8.一种电感性耦合贮存箱，包括：

对接单元，其被耦合到棚架；以及

贮存箱，其可移除地保持在对接单元中并包含：

第一二次线圈，其与贮存箱的外表面相关联，与和对接单元或棚架相关联的一次线圈邻近和对准，

第一间隔，其被配置为在其中容纳且可移除地保持第一电气设备，第一电气设备具有包含第二二次线圈的电池，第一间隔包含与其相关联并且定位为在第一电气设备被布置在第一间隔中时与第二二次线圈对准的第一一次线圈，

第二间隔，其被配置为在其中容纳且可移除地保持备用电池，备用电池具有第三二次线圈并被配置为用于第一电气设备，第二间隔包含与其相关联并且定位在备用电池在布置在第二间隔中时与第三二次线圈对准的第二一次线圈，以及

分配电路，其电气耦合在第一二次线圈与第一以及第二一次线圈之间，分配电路将第二以及第三一次线圈分别适应于电池以及备用电池的电力需求。

9.根据权利要求8的电感性耦合贮存箱，其中，所述一个或多于一个的内部一次线圈是选自低功率一次线圈、中功率一次线圈、高功率一次线圈的一次线圈的组合。

10.根据权利要求8的电感性耦合贮存箱，其中，多个一次线圈被集成在电感性耦合贮存箱中，且其中，所述多个一次线圈由一个电路控制。

11.根据权利要求8的电感性耦合贮存箱，其中，贮存箱是包含间隔的工具箱，间隔被设计为容纳和保持包含一个或多于一个二次线圈的一个或多于一个的工具。

12.根据权利要求8的电感性耦合贮存箱，其中，贮存箱为安装在侧表面上的工具机座。

13.根据权利要求8的电感性耦合贮存箱，还包括：一个或多于一个集成在贮存箱中的二次线圈，其中，集成在贮存箱中的一个或多于一个的二次线圈能够接收从一个或多于一个的外部一次线圈电感性耦合的电力，且其中，电感性耦合到集成在贮存箱中的二次线圈的电力被传输到集成在贮存箱中的所述一个或多于一个的一次线圈。

14.根据权利要求13的电感性耦合贮存箱，其中，贮存箱被设计为接收从包含一个或多于一个的一次线圈的表面电感性耦合的电力。

15.一种用于贮存和对设备进行电感性充电的***，包括：一个或多于一个的表面；集成到所述一个或多于一个表面中的一个或多于一个的一次线圈，其中，所述一个或多于一个一次线圈的每一个连接到电源，且其中，所述一个或多于一个一次线圈的每一个能够将电力电感性耦合到二次线圈；贮存箱，其能够贮存一个或多于一个包含二次线圈的设备。

16.根据权利要求15的***，还包括：一个或多于一个集成在贮存箱中的二次线圈，其中，二次线圈能够接收从集成在所述一个或多于一个表面中的所述一个或多于一个一次线圈电感性耦合的电力；集成到贮存箱中的一个或多于一个的一次线圈，其能够将由集成到贮存箱中的二次线圈接收的电力电感性耦合到包含一个或多于一个二次线圈的所述一个或多于一个的设备。

17.根据权利要求15的***，其中，所述一个或多于一个的表面是棚架单元中的棚架。

18.根据权利要求15的***，其中，被配置为容纳和保持贮存箱的对接区被附着到棚架单元。

19.根据权利要求15的***，其中，贮存箱是工具箱。

20.根据权利要求15的***，其中，***安装在车辆中。