小型机器人的无线充电结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种小型机器人的无线充电结构，包括：设于所述小型机器人内的接收线圈，所述接收线圈为由一条导线绕制形成的三层线圈组，其中的各层线圈组间紧密贴合，且每一层线圈组包括相互之间紧密贴合的多匝线圈，所述接收线圈与所述小型机器人内的蓄电池连接；与所述接收线圈耦合连接的发射线圈，所述发射线圈可与供电源连接，所述发射线圈为由一条导线绕制形成的且相互之间紧密贴合的两层线圈集合，每一层线圈集合包括相互之间紧密贴合的多匝线圈。本实用新型专利技术的体积小，能够满足在受限空间内的安装使用，且三层结构和两层结构的绕制方式能够提高线圈的电感量，进而提高了功率密度。率密度。率密度。

【技术实现步骤摘要】
小型机器人的无线充电结构


[0001]本技术涉及无线充电
，特指一种小型机器人的无线充电结构。

技术介绍

[0002]社会的发展进步需要源源不断的能源支持，现阶段主要通过地下管道实现能源的输送，地下管道是指敷设在地下用于传输能量的管道。随着科技的进步，各种形态的机器人被运用于各种不同的领域，由于地下管道通常狭窄冗长且管道众多，一旦某一部分出现问题，以人工进行及时的观测处理较为繁杂，需耗费大量人力物力，用于观测地下管道异常的小型轨道机器人应运而生。同时，在轨道机器人工作的环境中，传统的接触式充电方案难以满足其充电的要求。无线充电技术与轨道机器人的结合，为轨道机器人的发展提供新的可能。传统触片技术要求机器人具有较高的对位精度，并且对于潮湿、腐蚀、高压、燃气等能源危险环境和物理粉尘环境都难以兼容，此外随着机器人需求充电功率不断增大，充电电流不断上升，接触打火也将引入巨大的安全隐患。无线充电技术现今已趋于发展成熟，且在越来越多的场合下得到应用，正在不断改变人们的生活和生产方式。对于轨道机器人充电场景，无线充电技术可以在保障轨道机器人续航能力的基础上提供较大的自由度、全密封的充电过程以及安全可控的磁场环境，较好的解决了上述问题。
[0003]但是现有无线充电技术亦存在不足，从已有无线充电技术来看，目前无线充电遇到的难题是传输距离近，效率低，稳定性弱，方向性差。比如麻省理工学院的Marin教授首次提出的共振式无线电能传输技术就只存在一个最佳的工作距离；斯坦福大学的Fan Shanhui教授提出的利用非线性电路自动追踪劈裂模式的电路稳定性较低，空载压力大等。
[0004]在此背景下，申请人提出了一种磁共振无线充电系统及方法，其原理是基于正交模式锁定而提高电能的传输效率，其在实验阶段中能够显示出较好的电能传输效率及较好的系统稳定性，但由于小型机器人的体积小，安装的空间较小，就导致了线圈的尺寸受到了限制，进而影响了系统功率密度，导致系统的功率密度较低。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种小型机器人的无线充电结构，解决现有的无线充电技术中由于小型机器人的体积小而限制了线圈的尺寸进而使得系统的功率密度较低的问题。
[0006]实现上述目的的技术方案是：
[0007]本技术提供了一种小型机器人的无线充电结构，包括：
[0008]设于所述小型机器人内的接收线圈，所述接收线圈为由一条导线绕制形成的多层线圈组，其中的各层线圈组间紧密贴合，且每一层线圈组包括相互之间紧密贴合的多匝线圈，所述接收线圈与所述小型机器人内的蓄电池连接；以及
[0009]与所述接收线圈耦合连接的发射线圈，所述发射线圈可与供电源连接，所述发射线圈为由一条导线绕制形成的且相互之间紧密贴合的多层线圈集合，每一层线圈集合包括
相互之间紧密贴合的多匝线圈。
[0010]本技术的无线充电结构所采用的接收线圈和发射线圈分别为三层结构和两层结构，其尺寸可适配于小型机器人的所需的安装尺寸，也即体积小，能够满足在受限空间内的安装使用，且三层结构和两层结构的绕制方式能够提高线圈的电感量，进而提高了功率密度，相对于单层的线圈本技术所采用的接收线圈和发射线圈具有较高的功率密度，提高了电能的传输效率。
[0011]本技术小型机器人的无线充电结构的进一步改进在于，还包括连接在所述供电源和所述发射线圈之间的发射端非共振线圈，所述非共振线圈靠近所述发射线圈设置，且与所述发射线圈耦合连接。
[0012]本技术小型机器人的无线充电结构的进一步改进在于，所述发射端非共振线圈为由一条导线绕制形成的且相互之间紧密贴合的多层线圈结构，每一层线圈结构包括相互之间紧密贴合的多匝线圈。
[0013]本技术小型机器人的无线充电结构的进一步改进在于，所述接收线圈和所述发射线圈均为共振线圈。
[0014]本技术小型机器人的无线充电结构的进一步改进在于，所述接收线圈和所述发射线圈为方形线圈。
[0015]本技术小型机器人的无线充电结构的进一步改进在于，还包括连接在所述接收线圈和所述蓄电池之间的AC
‑
DC高频整流模块。
[0016]本技术小型机器人的无线充电结构的进一步改进在于，还包括连接在所述供电源和所述发射线圈之间的DC
‑
AC高频逆变模块。
[0017]本技术小型机器人的无线充电结构的进一步改进在于，还包括与所述接收线圈连接的第一蓝牙通讯模块和与所述发射线圈连接的第二蓝牙通讯模块。
[0018]本技术小型机器人的无线充电结构的进一步改进在于，还包括连接在所述接收线圈和所述蓄电池之间的第一DC
‑
DC电压调整电路和连接在所述发射线圈和所述供电源之间的第二DC
‑
DC电压调整电路。
[0019]本技术小型机器人的无线充电结构的进一步改进在于，还包括与所述第一DC
‑
DC电压调整电路连接的第一芯片和与所述第二DC
‑
DC电压调整电路连接的第二芯片。
附图说明
[0020]图1为本技术小型机器人的无线充电结构的各线圈间耦合连接的结构示意图。
[0021]图2为本技术小型机器人的无线充电结构的系统原理图。
[0022]图3为本技术小型机器人的无线充电结构中接收线圈的正视图。
[0023]图4为本技术小型机器人的无线充电结构中接收线圈的剖视图。
[0024]图5为本技术小型机器人的无线充电结构中发射线圈的正视图。
[0025]图6为本技术小型机器人的无线充电结构中发射线圈的剖视图。
[0026]图7为本技术小型机器人的无线充电结构中发射端非共振线圈的正视图。
[0027]图8为本技术小型机器人的无线充电结构中发射端非共振线圈的剖视图。
[0028]图9为本技术小型机器人的无线充电结构中发射端的电路原理图。
[0029]图10为本技术小型机器人的无线充电结构中接收端的电路原理图。
[0030]图11为本技术小型机器人的无线充电结构的总体效率图。
[0031]图12为本技术小型机器人的无线充电结构的总体功率图。
[0032]图13为本技术小型机器人的无线充电结构的功率密度图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。
[0034]参阅图1，本技术提供了一种小型机器人的无线充电结构，用于实现在满足小体积要求的前提下，提高无线电能传输的功率密度，进而保证无线电能的传输功率。本技术的无线充电结构采用的线圈由利兹线密绕z轴堆叠，体积小，能量密度高，能够满足小型机器人比如轨道机器人的工作环境要求。如此本技术的小型机器人的无线充电结构可适用正交模式锁定的无线电能传输方案，能够确保无线电能传输始终处于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型机器人的无线充电结构，其特征在于，包括：设于所述小型机器人内的接收线圈，所述接收线圈为由一条导线绕制形成的多层线圈组，其中的各层线圈组间紧密贴合，且每一层线圈组包括相互之间紧密贴合的多匝线圈，所述接收线圈与所述小型机器人内的蓄电池连接；以及与所述接收线圈耦合连接的发射线圈，所述发射线圈可与供电源连接，所述发射线圈为由一条导线绕制形成的且相互之间紧密贴合的多层线圈集合，每一层线圈集合包括相互之间紧密贴合的多匝线圈。2.如权利要求1所述的小型机器人的无线充电结构，其特征在于，还包括连接在所述供电源和所述发射线圈之间的发射端非共振线圈，所述发射端非共振线圈靠近所述发射线圈设置，且与所述发射线圈耦合连接。3.如权利要求2所述的小型机器人的无线充电结构，其特征在于，所述发射端非共振线圈为由一条导线绕制形成的且相互之间紧密贴合的多层线圈结构，每一层线圈结构包括相互之间紧密贴合的多匝线圈。4.如权利要求1所述的小型机器人的无线充电结构，其特征在于，所述接收线圈和所述发射线圈均为共振线圈。5.如权利要求1所述的小型...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝可嘉，江俊，李云辉，卢杰，刘毅，
申请(专利权)人：上海卡珀林智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：