用于具有可充电电池的游戏装置的无线充电舱和充电舱架的接近传感系统制造方法及图纸

一种系统，用于自动监测具有可充电电池的授权的游戏装置或物体接近或接触用于游戏装置或物体的无线充电舱，自动启动和管理授权的游戏装置的充电操作，并在可充电电池充满电或将授权的游戏装置移出无线充电范围时自动停用所述充电操作。用所述充电操作。用所述充电操作。

【技术实现步骤摘要】
用于具有可充电电池的游戏装置的无线充电舱和充电舱架的接近传感系统
[0001]本申请是申请日为2019年3月27日、申请号为201980035126.3、专利技术名称为“用于具有可充电电池的游戏装置的无线充电舱和充电舱架”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请是2019年3月27日提交的第16/367,047号美国申请、现为2020年12月8日发表为第10,862,350号美国专利的后续申请，其要求2018年3月27日提交的第62/648,443号美国临时专利申请的优先权，两者以其整体通过引用并入本文。


[0004]本专利技术一般涉及用于诸如装备有电子设备的篮球、橄榄球、英式足球、冰球之类的游戏装置的无线充电舱和充电舱架，所述游戏装置包含一个或多个可充电电池，以及更具体地，涉及用于这种无线充电舱和充电舱架的接近传感系统。

技术介绍

[0005]微型电子和无线数据通信技术的最新发展引起了运动产业中关于包含传感器、印刷电路板、传送器、接收器和其他电子器件的游戏装置和设备(如篮球、篮球鞋、橄榄球、橄榄球护垫、橄榄球头盔、英式足球、球鞋、冰球、冰球护垫、溜冰鞋、棒球、标枪等)的市场快速增长。这些集成的电子器件共同合作，产生关于游戏装置或设备在游戏或练习赛期间的当前位置、运动、轨迹和状态的极其详细的数据并将这些数据传送至邻近的计算机系统或网络。传感器、传送器、接收器和其他电子器件通常由小型可充电电池供电，可充电电池附接至嵌在运动设备内部的印刷电路板。必须通过将运动用品与电池充电装置联接而周期性地对充电电池进行再充电。为了使用者的最佳便利性，制造商越来越多地在体育设备中包括无线电池充电接收电路，以便通过将运动装置或设备移动成与无线电池充电器物理接触或接近而可以对可充电电池充电。
[0006]在美国，联邦通信委员会(“FCC”)为各种频率的电磁辐射水平设定了限制，从而有效地限制了无线电池充电器的持续时间和传送距离。因此，使无线电池充电器处于激活的传送状态，而实际上全部或部分耗尽的可充电电池并未向具有可充电电池的诸如游戏球或其他运动装置之类的装置(例如篮球、橄榄球或英式足球)递送电荷，不仅浪费能量(对于电池供电的充电器的实施方式，更高的效率很重要)，而且可能会违反当前或将来的FCC规定。用于游戏装置的无线电池充电器还应避免对未经许可的装置(例如手机)意外充电(或过度充电)，以免引起火灾危险。
[0007]另一方面，对于使用者来说，手动激活和停用具有可充电电池的球类和设备的无线充电器既麻烦又不方便。手动激活运动设备的无线充电也容易出错，因为使用者经常不知道充电需要多长时间才能完成，可能会过早地把运动装置从充电器移除，可能忘记停用充电器，或者可能不是在电池充电完成时停用充电器。换句话说，手动激活和停用无线充电器可能需要大量的猜测，这往往导致大量的能源浪费，并导致充电电池的损坏或退化。此
外，虽然可以使用机械或光学开关检测游戏装置的存在，并且只有在机械或光学开关接合时才会激活充电器，这种系统一般制造和维护成本很高，并且不具备许多大学、半专业和专业运动环境所需的保真性、可靠性和耐久性。
[0008]因此，在运动产业中，非常需要一种在各种因素(例如，具有可充电电池的运动装置(例如球)是否在充电器的范围内；可充电电池是否已经基本充满电；以及一次充电器在没有与可充电电池联接的情况下被激活的时间)的基础上都可靠且耐用的装置和方法，用于自动启动、监测和完成运动设备的一次和二次无线充电装置的无线充电操作。

技术实现思路

[0009]本专利技术的实施方式提供用于运动设备的无线充电舱和充电舱架，其能自动处理在无线充电传送电路范围内的具有可充电电池的授权游戏装置的充电操作，并且当具有可充电电池的授权游戏装置移出无线充电传送电路范围时，自动停用无线充电传送电路。本专利技术的无线充电装置通常构造成进行与为邻近的可充电装置进行充电有关的以下功能中的一项或多项：(1)使用射频收发器自动检测并确认具有可充电电池的授权游戏装置的存在和范围，(2)自动确定可充电电池的当前充电状态，(3)自动激活和停用充电电路以对游戏装置中的可充电电池进行充电，(4)自动确定可充电电池的充电结束时间(电池充满状态)，(5)自动确定何时将游戏装置从充电范围中移除，以及(6)在充电之前、期间和之后自动交换其他相关联的与充电有关的数据的消息。
附图说明
[0010]对本领域的技术人员来说，在参考附图阅读下面的说明书和所附的权利要求书后，本专利技术的实施方式的各种优点将变得显而易见，在附图中：
[0011]图1A、图1B和图1C分别示出了根据本专利技术的一个实施方式的充电舱架的等距视图、充电舱架的一部分的放大等距视图以及等距视图以及充电舱架的侧视图；
[0012]图2示出了将总共二十(20)个篮球保持在四排平行的水平杆上的球充电舱架的前视图；
[0013]图3示出了图2中所示的球充电舱架的一部分的放大图；
[0014]图4A、图4B和图4C分别示出了根据本专利技术的一个实施方式的无线充电舱的等距视图、俯视图和侧视图；
[0015]图5A、图5B和图5C分别示出了安装搁板的侧视图、俯视图和前视图，该安装搁板在本专利技术的某些实施方式中可用于将无线充电舱安装在兼容的充电舱架(例如图1中所示的充电舱架)的平行水平杆120上；
[0016]图6A示出了无线充电舱组件的等距视图，该无线充电舱组件包括无线充电舱、安装搁板以及120v交流电源线；
[0017]图6B和图6C示出了这样的图，这些图示出了运动装置(在此情况下是篮球650)应该如何放置在充电舱组件的接受器630的顶部以开始对篮球内的可充电电池进行充电；
[0018]图7A示出了无线充电舱和篮球的截面图，其中篮球705搁置在无线充电舱的球接受器710中；
[0019]图7B示出了在本专利技术的一些实施方式中，可用于无无线充电舱(如图7A中所示的
无线充电舱)内的示例性印刷电路板750；
[0020]图8示出了以示例的方式说明组织和构造成根据本专利技术的一个实施方式进行操作的无线充电舱的物理和逻辑部件的框图，以及包含可充电电池和无线充电接收电路的邻近游戏装置的框图；
[0021]图9示出了根据本专利技术的一些实施方式以示例的方式说明由无线充电舱进行的以控制邻近游戏装置的充电操作的步骤的流程图；
[0022]图10示出了一种算法的流程图，该算法包含的步骤与图9的流程图所表示的算法中的步骤基本相同，但图10的流程图所表示的算法增加了两个附加的步骤，用于确定游戏装置是否正确地在无线充电舱的接受器上对准；
[0023]图11示出了流程图，该流程图根据本专利技术的一些实施方式以示例的方式说明了由在游戏装置上运行的充电控制程序执行的以控制游戏装置在充电操作期间的通信和状态报告的步骤；
[0024]图12示出了流程图，该流程图以示例的方式说明了可由在无线充电舱上运行的充电控制程序(例如图8中的充电控制程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于自动监测具有可充电电池的物体接近或接触用于所述物体的无线充电舱、并在检测到所述物体时启动所述物体的无线充电操作的系统，该系统包括：a)接受器，其构造成保持具有可充电电池的所述物体；b)光学传感器，其构造成检测是否存在光的反射光束；c)微控制器；d)无线充电传送电路，其构造成在由所述微控制器激活时为可充电电池进行再充电；e)存储器，其用于存储当前光学传感器校准偏移量C
O
、预先确定的物体存在阈值和物体存在标志；以及f)充电控制程序，其存储在存储器中，所述充电控制程序包括程序指令，该程序指令在由所述微控制器执行时将使所述微控制器重复地执行以下步骤(i)至(v)，直到物体存在标志被设置为真：(i)从存储器检索当前接近传感器校准偏移量C
O
；(ii)激活所述光学传感器以得到样本读数X，(iii)通过从所述样本读数X减去所述当前光学传感器校准偏移量C
O
，计算校准的样本读数Xc，(iv)将所述校准的样本读数Xc与预先确定的物体存在阈值相比较，以及(v)如果所述校准的样本读数Xc达到或超过所述预先确定的物体存在阈值，则将物体存在标志设置为真；g)其中，所述充电控制程序进一步包括程序指令，该程序指令在由所述微控制器执行时将使所述微控制器在物体存在标志被设置为真时激活所述无线充电传送电路，以开始对所述物体中的所述可充电电池进行再充电。2.根据权利要求1所述的系统，其中：a)所述存储器还存储超过阈值计数器和一排中的指定最小次数，所述指定最小次数为校准的样本读数Xc必须具有大于或等于所述预先确定的物体存在阈值的值的次数；和b)所述充电控制程序进一步包括程序指令，该程序指令在由所述微控制器执行时将使所述微控制器重复地执行以下步骤(i)至(iii)，直到物体存在标志被设置为真，(i)每次校准样本读数Xc达到或超过预先确定的物体存在阈值时，增加超过阈值计数器，(ii)将超过阈值计数器与一排中的所述指定最小次数相比较，所述指定最小次数为校准的样本读数Xc必须具有大于或等于所述预先确定的物体存在阈值的值的次数，以及(iii)仅在所述超过阈值计数器达到或超过所述一排中的指定最小次数时，才将所述物体存在标志设置为真。3.根据权利要求1所述的系统，其中：a)所述存储器还存储预先确定的物体不存在阈值；和b)所述充电控制程序还包括程序指令，该程序指令在由所述微控制器执行时将使所述微控制器重复地执行以下步骤(i)至(ii)，直到物体存在标志被设置为假，(i)将每个校准的样本读数Xc与所述预先确定的物体不存在阈值相比较，以及(ii)如果所述校准的样本读数Xc小于所述预先确定的物体不存在阈值，则将所述物体存在标志设置为假，
c)其中，所述充电控制程序还包括程序指令，该程序指令在由所述微控制器执行时将使所述微控制器在所述物体存在标志被设置为假时停用所述无线充电传送电路。4.根据权利要求1所述的系统，其中，a)所述存储器还存储阈值以下计数器和一排中的指定最小次数，所述指定最小次数为所述校准的样本读数Xc必须具有小于预先确定的物体不存在阈值的值的次数；和b)所述充电控制程序还包括程序指令，该程序指令在由所述微控制器执行时将使所述微控制器：(i)每次校准样本读数Xc小于预先确定的物体不存在阈值时，增加阈值以下计数器，(ii)将阈值以下计数器与一排中的指定最小次数相比较，所述指定最小次数为校准的样本读数Xc必须具有小于所述预先确定的物体不存在阈值的值的次数，以及(iii)仅在所述阈值以下计数器小于所述一排中的指定最小次数时，才将所述物体存在标志设置为假。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述预先确定的物体存在阈值不等于预先确定的物体不存在阈值。6.根据权利要求1所述的系统，其中，a)所述存储器包括环形缓冲区，所述环形缓冲区被配置为存储预先确定的数目的校准的样本读数，以及指定的偏移重新校准阈值；以及b)所述充电控制程序还包括程序指令，该程序指令在由所述微控制器执行时将使所述微控制器：(i)将每个校准的样本读数Xc存储到所述环形缓冲区中；(ii)周期性地计算存储在所述环形缓冲区中的校准的样本读数的总和，(iii)比较所述总和与指定的偏移重新校准阈值，(iv)如果计算的总和小于所述指定的偏移重新校准阈值，则计算新的光学传感器校准偏移量，以及(v)利用所述新的光学传感器校准偏移量，覆盖所述存储器中的当前光学传感器校准偏移量。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述充电控制程序还使所述微控制器通过以下操作计算所述新的光学传感器校准偏移量：a)计算存储在所述环形缓冲区中的校准的样本读数的平均值；b)根据所述平均值计算平方误差的总和；c)将所述平方误差的...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：迪帝运动公司，
类型：发明
国别省市：