无线充电家具创意探索(1)

1、无线充电家具创意探索答辩人：白 蓉制作人：夏丹若、黄心雨 杨 凯、李一凡统筹PPT讲解资料搜集共同完成报告书PPT制作建模草图绘制黄心雨白蓉夏丹若杨凯李一凡随着智能手机屏幕越来越大，功能越来越多，耗电量越来耗电量越来越大越大，手机充电也越来越频繁充电也越来越频繁。杂乱的数据线杂乱的数据线和频繁的插拔频繁的插拔使人人们对充电过程感到不胜其烦们对充电过程感到不胜其烦，不仅如此，频繁的插拔还容易容易引起手机充电接口的损坏手机充电接口的损坏，因此，人们需要一种更加便捷可靠便捷可靠的充电充电方法方法。手机无线充电技术是一种依靠空间磁场耦合依靠空间磁场耦合将供电端的电电能传输给手机能传输给手机电池从而对其

2、进行充电的技术，这是一种全新的充电方法，克服了传统手机充电方法的弊端，可以使充电更加灵活、灵活、方便、安全方便、安全。这种新的充电方法具有广阔的发展和应用前景广阔的发展和应用前景，目前已受到了相关研究机构和企业的高度关注，且已有一些相关产品面市。01前期调研02产品分析研究03产品造型与细节Contents目录A现状分析C种类分析D无线充电设备一般需求B无线充电与有线充电对比E线圈定位 早在上世纪 70 年代美国就有人提出了无线充电的概念。直到现在2015年已经有很多科学家陆陆续续的发明或者改进了无线充电技术。 在标准制定方面，目前比较主流的无线充电标准主要有三个，分别为 Qi 标准、PMA

3、标准和 A4WP 标准。 国外研究现状 在实际应用方面，诺基亚诺基亚于 2012 年 9 月首先推出首先推出了带无线充无线充电功能电功能Lumia 920 智能手机智能手机，同时诺基亚为了推广为了推广手机无线充电技术，还将该技术引用到将该技术引用到机场、咖啡馆、茶馆等公共场所公共场所，并提供免费服务提供免费服务，下图是旧金山某咖啡馆桌子上的无线充电标志，用户只要将具有无线充电功能的手手机放在虚线框内机放在虚线框内就可以进行充电。旧金山某咖啡馆桌子上的无线充电标志 星巴克星巴克也已开始进行无线充电服务试点进行无线充电服务试点，在波士顿地区波士顿地区的 17 17 家门店安家门店安装装了无线充电器

4、无线充电器；科技巨头谷歌公司谷歌公司也在其 Nexus Nexus 系列手机系列手机中加入无线充加入无线充电技术电技术，并推出了第一款支持无线充电的平板电脑支持无线充电的平板电脑Nexus7；另外 ， 三星三星也已加入无线充电联盟 ；智能芯片制造巨头芯片制造巨头德州仪器已推出推出了多款无线充电多款无线充电器发射端电源芯片和接收端电源芯片器发射端电源芯片和接收端电源芯片，恩智浦、IDT 等国际大公司国际大公司也纷纷发发布无线充电产品布无线充电产品抢占市场 。在车载无线充电器方面，Delphi Automotive 所开发的车内无线充电系统车内无线充电系统可以对无线耳机、智能手机、平板电脑等多种便

5、携式电子设备充电，通用汽车通用汽车（GM）也与 Powermat Technologies 合作开发车内无线充电系统。 星巴克的无线充电桌相对于国外来说，国内对无线供电技术的研究起步较晚，到本世纪初本世纪初才有团队开始研究。无线充电技术源于感应耦合非接触式电能传输技术源于感应耦合非接触式电能传输技术，国内国内研究该技术的研究该技术的主要有重庆大学、北京邮电大学、电子科技大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、海尔集团等高校和企业高校和企业。在实际应用方面实际应用方面，海尔集团海尔集团和重庆大学合作，共同推出了一系列采用无线推出了一系列采用无线供电技术的产品供电技术的产品，如无尾电视、无尾厨房电器无尾电

6、视、无尾厨房电器等。在手机无线充电器方面手机无线充电器方面海尔集团已经研制出已经研制出可以同时给多部手机充电的无线充电器同时给多部手机充电的无线充电器，图示是海尔集团在 2013 年 IFA 展上推出的无线供电器，可以同时为 4 部手机充电。IT 厂商华硕华硕也推出了一款带有无线充电功能的台式电脑推出了一款带有无线充电功能的台式电脑 M51AC，可以给带有无线充电功能的手机充电。国外研究现状海尔集团在 2013 年 IFA 展上推出的无线供电器,可以同时为 4 部手机充电位置位置优点优点缺点缺点电池上集成1.容易使用和更换2.零售商销售方便3.灵活，电池可以放置在相似的手机中就实现无线充电4.

7、手机结构和电路不需要调整1.线圈和控制电路需要占一定空间因此会减小手机电池容量2.潜在的温升过高问题3.有可能还要对电池后盖进行设计调整电池盖上1.容易使用和更换2.零售商销售方便3.电池后盖要增加设计调整1.电池后盖要做设计调整2.电池后盖要与电路板端有连接占电路板和电池后盖上1.需要提前设计电路板和电池后盖均需要做设计调整2.温升效果最好需要提前做设计计划和调整结论：采用电池后盖方案和电路板电池盖综合方案。这样不仅可以保证手机有放置电池的空间，同时有较好的温升表现。目前无线充电按照原理和实现方式可以分为三类，即电磁感应、无线电波、电磁共振电磁感应、无线电波、电磁共振。1、法拉第电磁感应原理

8、法拉第电磁感应原理，它是利用一对线圈之间的电磁感应来实现充电的一种技术。此技术一般的传输距离是小于一厘米传输距离是小于一厘米，功率通常达到几瓦到几功率通常达到几瓦到几百瓦，百瓦，用户需要将手机放在充电器表面上进行充将手机放在充电器表面上进行充电电。2、无线电波无线电波是另一个技术技术，此种技术由于巨大的巨大的空间路径损耗空间路径损耗，一般只能用于功率非常小电子设只能用于功率非常小电子设备上备上，通常情况不大于一百毫瓦，不大于一百毫瓦，接收装置和发射装置的距离最远不能超过几米距离最远不能超过几米。3、另一种技术是利用电磁共振的原理电磁共振的原理。曾经一个物理学家带领他的团队，利用这个技术使距离发

9、射端几百米的灯泡点亮，这种距离传输相对较大功率距离传输相对较大功率确实是个新成果，这个试验中用的线圈是几十米的，而现在商业化需要较小的线圈而现在商业化需要较小的线圈，而传输端线圈小，传输端线圈小，接收端收到的功率就减小，有很大的能源损耗接收端收到的功率就减小，有很大的能源损耗。无线充电技术无线充电技术 传输功率传输功率传输距离传输距离特点特点电磁感应几瓦到几百瓦小于十毫米充电器和待充电设备要很近，终端产品的初级线圈和电路之间要进行屏蔽，充电器和手机进行通信无线电波不超过一百毫瓦最高不超过十传输功率小，无法在短时间内完成手机的充电任务，效率低，发射的大量功率以无线电波形式浪费掉电磁共振几千瓦三到

10、四米必须对所需频率进行保护，几米范围内传输需要几百兆赫兹的频率结论：采用电磁感应充电技术，功率低，虽然距离短，但是在封闭空间内，这种距离短的传输方式更能发挥作用。对于商业化的手机无线充电方案来说一般需求如下：系统轻薄小巧，不占空间轻薄小巧，不占空间；发射端的输入为220V220V工频交流电工频交流电；接收端输出电压输出电压为稳定的5V5V直流电直流电，额定输出电流为电流为0.5A0.5A； 工作在额定状态时，有较高的传输效率； 发射端表面没有接收端或接收端不需要充电时，自动进入待机状态；待机功耗较低； 不同的工作状态有不同的指示灯提示，当充电不正常时有警示音；手机端和充电端线圈基本有三种定位方

11、式三种定位方式：即“线圈阵型”、“可移动线圈型”以及“磁铁吸引型”。下面描述三种定位方式：1、磁铁固定位置定位方式磁铁固定位置定位方式，此种定位方式需要手机端的磁铁和充电器端的磁铁通过相反的磁性互相吸引，使手机端和充电器端在固定的位置相互吸引在一起。2、电磁称合阵列定位（线圈阵列定位）方式电磁称合阵列定位（线圈阵列定位）方式，它是一种基于屯磁称合阵列定位的无线电能传输技术，充电器发射端有很多线圈排成的阵列，控制器可以对电磁耦合阵列的线圈与接收端线圈的贴合度做检测，其中，可以它只对稱合度最高的线圈供电，这种定位可以使得电设备无论处于何种方向，而且避免了电能浪费和电磁辐射辐射，手机就可以在保证高效

12、率能量传输的条件下在一定的范围内任意移动，增加了手机充电的位置自由度。3、运动线圈定位方式运动线圈定位方式也称可移动线圈定位可移动线圈定位是一种发射线圈随着接收线圈的位置而调整到最佳位置的定位方式，这种技术跟电磁称合阵列定位一样要求控制器对电磁稱合阵列线圈与接收端线圈的稱合度做检测，此种技术也同样允许手机在一定范围内移动，同样增加了充电的自由度。我们最终采用采用磁铁固定位置定位磁铁固定位置定位方式方式，手机端的磁铁手机端的磁铁和充电器端充电器端的磁铁的磁铁通过相反磁极相吸相反磁极相吸的原理原理进行定位进行定位。三种定位方式D灵感来源C造型分析B人机关系分析A总体方案框图从人机工程学角度来分析，

13、这款无线充电设备，通过用户的需求和平时人们的习惯，来设计的。比如人们都喜欢打开在眼前的盒子，来一探究竟，都喜欢看新奇的事物。而且为了不违反桌子的定义，我们把东西放到桌子里面，这样桌子还是可以写字，放东西，趴在上面。为了不影响双重体验，我们为桌子加上了蓝牙装置，可以在充电时，盖子关闭的状态下，听到自己喜欢的音乐。1、色彩，由于是商业化产品，要被大众接受，所以采用透明的钢化玻璃板作为盒子的盖子，内部装置为白色充电装置。2、人对材质的直觉心理是不可否认的，而质感本身又是一种艺术形式，使产品与人的互动性更强。所以我们采用高性能磁性材料（隔磁材料）。3、形是营造主题的重要方面，主要通过产品的尺度、形状、

14、比例及层次关系对心理体验的影响。由于桌子的形状主要是长方形的，所以我们的设计也打算以长方形为主，内部装置以方形为主，因为设备线圈比较好对应。 产品的创意和灵感主要来源于八音盒，因为八音盒的结构和外观都符合我们设计的主题，盖子的保护，和内部结构的精密程度，都是我们应该达到的标准，不能说完全一样，但是也算得上有异曲同工之妙，现在市场上的产品都是圆形，长圆形，我们的产品突破外观，做成带圆角的长方体，方形让我们有多的安全感，而且和手机外形一致，更容易贴合表面。D建模方案C草图方案B总体介绍A头脑风暴无线充电桌无线充电桌桌子长方形盒子盖子充电插座有孔触电危险注意提示无线手机苹果礼物圣诞节松树森林环保平安夜卫星科技纳米技术芯片乔布斯有影响力方便面条锅电磁炉电磁感应小孩贪玩安全问题采用电池后盖方案和电路板电池盖综合方案。采用电磁感应充电技术，功率低，虽然距离短，但是在封闭空间内，这种距离短的传输方式更能发挥作用。采用长方体外形盒子，透明颜