一种游戏手柄及其充电系统和充电控制方法

技术领域

本发明属于游戏控制技术领域，具体地说，是涉及一种游戏手柄及其充电系统和充电控制方法。

背景技术

游戏手柄是一种常见的电子游戏操控部件，这其中，无线游戏手柄能使用户在体验游戏过程中不受连接线的束缚，在提高用户体验同时也带来了充电的问题。

无线游戏手柄的充电可通过有线连接实现，也可基于无线充电技术实现，当采用无线充电技术为其充电时，由于目前绝大多数游戏手柄都是如图1所示例的异形手柄，会导致游戏手柄内的接收线圈a与充电底座b上的发射线圈之间距离过大，而无法保证有效充电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种游戏手柄及其充电系统和充电控制方法，解决现有游戏手柄因为异形而存在不能有效实施无线充电的技术问题。

本发明采用以下技术方案予以实现：

提出一种游戏手柄，包括：壳体，其上开设有充电槽口；主控电路，内置于所述壳体中；接收线圈及接收电路，内置于所述壳体内，所述接收电路受控于所述主控电路；还包括：驱动机构，用于驱动所述接收线圈及接收电路向所述充电槽口移动或背离所述充电槽口移动。

进一步的，所述驱动机构包括：电机及其驱动电路，其中，所述驱动电路受控于所述主控电路；移动装置，其上固定所述接收线圈及接收电路，受所述电机驱动。

进一步的，所述驱动机构还包括：无线充电电压监测电路，用于监测所述接收电路输出的充电电压并发送给所述主控电路；在所述充电电压小于设定阈值时，所述主控电路控制所述驱动电路按照第一设定模式驱动所述电机，所述电机按照第一设定模式驱动所述移动装置移动；在充电完成或监测的充电电压小于所述设定阈值时，所述主控电路控制所述驱动电路按照第二设定模式驱动所述电机，所述电机按照第二设定模式驱动所述移动装置移动；其中，所述第一设定模式下，所述移动装置带动所述接收线圈及接收电路向所述充电槽口的方向移动；所述第二设定模式下，所述移动装置带动所述接收线圈及接收电路向远离所述充电槽口的方向移动。

进一步的，所述游戏手柄还包括：充电控件，设置于所述壳体上，连接所述主控电路；所述主控电路在接收到所述充电控件的触发信号后，控制所述驱动电路按照第一设定模式或第二设定模式驱动所述电机，所述电机按照所述第一设定模式或第二设定模式驱动所述移动装置移动；其中，所述第一设定模式下，所述移动装置带动所述接收线圈及接收电路向所述充电槽口的方向移动；所述第二设定模式下，所述移动装置带动所述接收线圈及接收电路向背离所述充电槽口的方向移动。

进一步的，所述驱动机构包括：齿轮，安装于所述壳体上；蜗杆，固定于所述壳体内，与所述齿轮啮合，所述接收线圈及接收电路固定于所述蜗杆上；所述齿轮转动时带动所述蜗杆移动。

进一步的，所述接收线圈及接收电路朝向所述充电槽口的一侧连接有与所述充电槽口形状适配的第二壳体；在所述接收线圈及接收电路向背离所述充电槽口移动至其最小行程时，所述第二壳体填充所述充电槽口与所述外壳形成一体。

提出一种游戏手柄充电系统，包括：如上所述的游戏手柄；充电座，包括发射线圈及发射电路，与所述游戏手柄的接收线圈及接收电路配合为所述游戏手柄实施充电；其中，所述游戏手柄壳体上的充电槽口朝向所述充电座。

提出一种游戏手柄的充电控制方法，应用于如上所述的游戏手柄充电系统中，包括：所述主控电路监测所述接收电路的输出；在所述接收电路输出充电电压小于设定阈值时，驱动所述接收线圈及接收电路向所述充电槽口移动。

进一步的，所述方法还包括：在所述接收电路输出充电电压小于设定阈值时，发出充电异常报警。

进一步的，所述游戏手柄的驱动机构包括：电机及其驱动电路，其中，所述驱动电路受控于所述主控电路；移动装置，其上固定所述接收线圈及接收电路，受所述电机驱动；则在所述接收电路输出充电电压时，所述方法还包括：所述主控电路判断所述充电电压是否小于所述设定阈值；在所述充电电压小于所述设定阈值时，向所述电机的驱动电路发送第一设定模式驱动信号，以使得所述驱动电路驱动所述电机按照第一设定模式驱动所述移动装置移动；其中，所述第一设定模式下，所述移动装置带动所述接收线圈及接收电路向所述充电槽口的方向移动；在所述充电电压大于等于所述设定阈值时或移动行程达到设定行程时，控制所述移动装置停止移动；在接收到充电完成信号或监测的充电电压小于所述设定阈值时，向所述电机的驱动电路发送第二设定模式驱动信号，以使得所述驱动电路驱动所述电机按照第二设定模式驱动所述移动装置移动；其中，所述第二设定模式下，所述移动装置带动所述接收线圈及接收电路向远离所述充电槽口的方向移动。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提出的游戏手柄及其充电系统和充电控制方法中，驱动机构可驱动接收线圈及接收电路向充电槽口方向移动或远离充电槽口方向移动，当充电电压小于设定阈值时，驱动机构驱动接收线圈及接收电路向充电槽口方向移动，从而增大充电电压，保证充电有效进行，当充电完成或监测的充电电压减小到设定阈值以下，则表明充电结束，驱动机构驱动接收线圈及接收电路向远离充电槽口方向移动，回复至初始位置，解决了现有游戏手柄因为异形而存在不能有效实施无线充电的技术问题。

进一步的，驱动机构由电机及其驱动电路和移动装置构成，并通过无线充电监测电路对接收电路输出的充电电压进行监测，当充电电压小于设定阈值时，通过电机驱动移动装置向充电槽口方向移动，使得移动装置带动接收线圈及接收电路向充电槽口方向移动，以缩小接收线圈与发射线圈之间的距离，从而保证无线充电的有效进行。

进一步的，用户可通过触发充电控件来控制移动装置带动接收线圈及接收电路向充电槽口方向移动，以缩小接收线圈与发射线圈之间的距离，从而保证无线充电的有效进行。

进一步的，驱动机构由齿轮和蜗杆组成，可通过操作齿轮带动蜗杆移动，蜗杆带动接收线圈及接收电路移动，当充电电压小于设定阈值时，用户可操作齿轮，使得接收线圈及接收电路向充电槽口方向移动，以缩小接收线圈与发射线圈之间的距离，从而保证无线充电的有效进行。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 为现有技术中游戏手柄实施无线充电的结构示意图；

图2为本发明提出的游戏手柄的功能结构示意图之一；

图3为本发明提出的游戏手柄的充电系统的系统架构图之一；

图4为本发明提出的游戏手柄的充电系统的系统架构图之二

图5为本发明提出的游戏手柄的功能结构示意图之二；

图6为本发明提出的游戏手柄的功能结构示意图之三；

图7为本发明提出的游戏手柄的功能结构示意图之四；

图8为本发明提出的游戏手柄的充电控制方法的方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将结合附图和实施例，对本发明作进一步详细说明。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖”、“横”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本发明旨在提供一种游戏手柄能够实现无线充电的结构及其充电控制系统及方法，通过对充电电压的监测以及判断，在因为游戏手柄异形导致接收线圈与充电座的发射线圈距离较远时，通过驱动接收线圈及接收电路向发射线圈方向移动，减小二者间距，从而保证无线充电能够有效进行，解决游戏手柄因为异形无法保证无线充电能够有效实施的问题。

本发明提出的游戏手柄，包括壳体、主控电路、接收线圈及接收电路和驱动机构，其中，在壳体上开设有充电槽口，主控电路、接收线圈及接收电路内置于壳体中，接收电路受控于主控电路；驱动机构用于驱动接收线圈及接收电路向充电槽口方向移动或向远离充电槽口方向移动。

基于驱动机构的驱动，当充电电压小于设定阈值时，驱动机构驱动接收线圈及接收电路向充电槽口方向移动，从而增大充电电压，保证充电有效进行，当充电电压大于等于设定阈值时，则正常进行无线充电；充电期间，对充电电压持续监测，当充电完成或监测的充电电压减小到设定阈值以下，则表明充电结束，驱动机构驱动接收线圈及接收电路向远离充电槽口方向移动，回复至初始位置，解决了现有游戏手柄因为异形而存在不能有效实施无线充电的技术问题。

在本发明一些实施例中，驱动机构由电机及其驱动电路，以及移动装置组成，驱动电路受控于主控电路，移动装置则固定接收线圈及接收电路，受电机的驱动。

具体的，如图2所示，游戏手柄包括壳体1、主控电路2、接收线圈3及接收电路4、电机5及其驱动电路6、移动装置7和无线充电电压监测电路8。

主控电路2、接收线圈3及接收电路4、电机5及驱动电路6、移动装置7和无线充电电压监测电路8均置于壳体1中。

接收电路4和驱动电路6均受控于主控电路2；移动装置7上固定接收线圈3及接收电路4，受电机5驱动；壳体1对应移动装置7的位置开设充电槽口9。

无线充电电压监测电路8用于监测接收电路4输出的充电电压并发送给主控电路2，当游戏手柄放到充电座上后，若因为异形原因导致手柄的接收线圈3接收到的无线充电信号偏于微弱时，接收电路4输出的充电电压也很微弱，基于此，本发明实施中，在充电电压小于一个设定阈值V0时，主控电路2控制驱动电路6按照第一设定模式驱动电机5，电机5按照第一设定模式驱动移动装置7移动；这里，第一设定模式被设定为：移动装置7带动接收线圈3及接收电路4向充电槽口9的方向移动。

当充电电压小于设定阈值V0时，主控电路2向驱动电路6发送以第一设定模式驱动电机5的指示信号，驱动电路6则根据指示信号驱动电机5按照第一设定模式驱动移动装置7向充电槽口9的方向，也即充电座发射线圈的方向移动，从而减小了接收线圈与发射线圈之间的间距，无线充电信号随着二者距离的拉近而增大，从而能够保证无线充电的有效实施，解决了现有游戏手柄因异形而不能实施有效的无线充电的技术问题。

充电期间，当无线充电电压监测电路8监测到充电完成或充电电压小于设定阈值V0时，表明充电电满或用户终止充电进程，则主控电路2控制驱动电路6按照第二设定模式驱动电机5，电机5按照第二设定模式驱动移动装置7移动；这里，第二设定模式被设定为：移动装置7带动接收线圈3及接收电路4向远离充电槽口9的方向移动。

在本发明一些实施中，游戏手柄还包括一充电控件10，例如充电按键，设置于壳体1上，连接主控电路2：用户可通过触发该充电控件10来启动移动装置7以第一设定模式向充电槽口9方向移动或以第二设定模式向远离充电槽口9方向移动；主控电路2在接收到充电控件10的触发信号后，控制驱动电路6按照第一设定模式驱动电机5，电机5按照第一设定模式驱动移动装置7移动，再次接收到充电控件10的触发信号后，主控电路2控制驱动电路6按照第二设定模式驱动电机5，电机5按照第二设定模式驱动移动装置7移动。

在本发明一些实施例中，可在充电槽口9的位置设置一传感器，例如红外传感、激光传感器、距离传感器等，当通过传感器检测到游戏手柄被拿离充电座时，主控电路2向驱动电路6发送以第二设定模式驱动电机5的指示信号，该第二设定模式设定为：移动装置7带动接收线圈3及接收电路4向远离充电槽口9的方向移动；驱动电路6则驱动电机5按照第二设定模式驱动移动装置7远离充电槽口9回复到初始位置上。

在本发明一些实施例中，主控电路2还可通过检测充电是否完成来决定是否向驱动电路6发送以第二设定模式驱动电机5的指示信号，与上述通过传感器检测的方式二者以先满足的为准实施。

在本发明一些实施例中，驱动机构由机械驱动结构组成，例如由齿轮进而蜗杆组成，齿轮安装于壳体1上；蜗杆固定于壳体1内，在壳体2内部与齿轮啮合，接收线圈3及接收电路4固定于蜗杆上；齿轮转动时可带动蜗杆移动，蜗杆则带动接收线圈3及接收电路4移动。当充电电压小于设定阈值V0时，用户可操作齿轮，使得接收线圈3及接收电路4向充电槽口9方向移动，以缩小接收线圈3与发射线圈之间的距离，从而保证无线充电的有效进行。

在本发明一些实施例中，接收线圈3及接收电路4朝向充电槽口9的一侧连接有与充电槽口9形状适配的第二壳体；在接收线圈3及接收电路4向背离充电槽口9移动至其最小行程时，第二壳体填充充电槽口9与外壳1形成一体，使得非充电期间游戏手柄外形完整美观，防止灰尘杂质进入壳体1内。

基于上述，如图3和图4所示的游戏手柄的充电系统，包括如上述本发明提出的游戏手柄以及充电座11，该充电座11可以为下置式，如图2所示，也可以为侧置式，如图3所示；为下置式时，当游戏手柄放置于充电座上时，发射线圈及发射电路位于接收线圈及接收电路的下方，此时，充电槽口9开设于壳体1的底部，朝向发射线圈，移动装置7作为升降装置应用；为侧置式时，当游戏手柄放置与充电座上时，发射线圈及发射电路位于接收线圈及接收电路的侧方，此时，充电槽口9开设于壳体1的侧面，朝向发射线圈，移动装置7作为平移装置应用。

如图5所示，在本发明一些实施例中，移动装置7包括齿轮71和齿条72，齿轮71连接于电机5的输出轴上，齿条72则与齿轮71啮合，且接收线圈3及接收电路4固定于齿条72上；电机5驱动齿轮71转动，基于啮合关系，齿条72以垂直方向或平移方向向充电槽口9靠近或远离。

如图6所示，在本发明一些实施例中，移动装置7包括移动基座73，接收线圈3及接收电路4固定于该移动基座73上，移动基座73上开设有内螺纹孔，与电机5的输出轴基于螺纹旋接结构实现连接，电机5输出轴按照第一设定模式或第二设定模式转动，从而带动移动基座73以垂直方向或平移方向向充电槽口9靠近或远离。

在本发明实施例中，如图7所示，移动基座73呈槽状，其槽口向外延伸有槽沿75，电机5的输出轴连接于槽沿75上。

在本发明一些实施例中，移动装置7还包括一个或多个导向柱74，基于结构设计允许固定于壳体1内部，在移动基座73上开设有与导向柱74实施装配的导向孔，在电机5驱动期间，移动基座73基于导向柱74的导向实施稳定移动。

为保证接收线圈3及接收电路4在移动期间与主控电路2保持稳定的电气连接，在接收电路4与主控电路2之间以FPC（柔性电路板）或FFC（软排线）12实现电气连接。

需要说明的，本发明基于的无线充电原理基于现有无线充电技术实现，本发明不予赘述。

基于上述提出的游戏手柄及其充电系统，本发明还提出一种游戏手柄的充电控制方法，如图8所示，包括如下步骤：

步骤S81：主控电路监测接收电路的输出。

游戏手柄放置于充电座上后，接收线圈3接收到发射线圈的无线充电信号，接收电路4输出充电电压。

步骤S82：在监测到充电电压时，判断充电电压是否小于设定阈值。

主控电路2判断接收电路3输出的充电电压与设定阈值V0的关系；若充电电压大于等于设定阈值V0时，无线充电可正常进行，无需其他任何操作。

步骤S83：在充电电压小于设定阈值时，驱动接收线圈及接收电路向充电槽口的方向移动。

当驱动接收线圈及接收电路向充电槽口的方向移动时，主控电路2持续判断接收电路3输出的充电电压与设定阈值V0的关系，当充电电压大于等于设定阈值时，停止驱动接收线圈及接收电路移动，并开始无线充电。

对于机械式驱动机构，当主控电路监测到接收电路输出的充电电压小于设定阈值V0时，以蜂鸣或者闪灯的方式告知用户充电电压过小，用户可通过操作齿轮带动蜗杆，从而驱动接收线圈及接收电路从初始位置向充电槽口方向移动，从而靠近发射线圈，增大充电电压，保障充电有效进行。

对于电动式驱动结构，当主控电路监测到接收电路输出的充电电压小于设定阈值V0时，向驱动电路发送第一设定模式驱动信号，驱动电路则驱动电机按照第一设定模式驱动移动装置从初始位置向充电槽口的方向移动，移动装置带动接收线圈及接收电路向充电槽口方向移动，也即向充电座的发射线圈靠近，以增大充电电压，保障无线充电有效进行。在充电电压大于等于阈值时，或移动行程达到设定行程时，控制移动装置停止移动。

步骤S84：无线充电时，在接收到充电完成信号或监测的充电电压小于设定阈值时，判断接收线圈及接收电路是否处于初始位置。

在接收到充电完成信号或监测的充电电压小于设定阈值V0时，表明充电电满或用户终止充电进程，则首先判断接收线圈和接收电路是否处于初始位置。

在接收线圈和接收电路处于初始位置时，结束无线充电。

在接收线圈和接收电路没有处于初始位置时，对于机械式驱动机构，可以蜂鸣或者闪灯的方式提醒用户充电结束，用户可通过操作齿轮带动蜗杆，从而驱动接收线圈及接收电路向远离充电槽口方向移动，回复至初始位置。

对于电动式驱动机构，则主控电路向电机的驱动电路发送第二设定模式驱动信号，以使得驱动电路驱动电机按照第二设定模式驱动移动装置移动；第二设定模式下，移动装置带动接收线圈及接收电路向远离充电槽口的方向移动，回复到初始位置上停止。

以上，充电完成的判断可有多种方式，或根据检测接收电路的充电电流来判断，或根据传感器检测用户将游戏手柄拿开充电座来判断，或根据接收电路输出的充电电压变为零来判断。

应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。